(57)【要約】【課題】空冷方式が採用できない場合において導電性ワイヤを近接導体として配置し、クラックの発生を抑制する高圧放電ランプ及び紫外線照射装置を提供する。【解決手段】実施形態の高圧放電ランプ１０は、気密容器１１と、一対の電極１２，１２と、封入物１３と、導電性ワイヤ１４とを具備する。気密容器１１は、放電空間１１１を有し紫外線を透過する。一対の電極１２，１２は、気密容器１１の両端部に各々設けられ、一端を気密容器１１内で対向させて配置される。封入物１３は、少なくとも希ガスと水銀とを含み気密容器１１内に封入される。導電性ワイヤ１４は、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻付けられ、熱膨張係数が気密容器１１の熱膨張係数の２５倍以下である。【選択図】図１
2016103413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護管内に配置され、保護管外を流れる処理水の殺菌に用いられる高圧放電ランプであって、
放電空間を有し紫外線を透過する気密容器と；
前記気密容器の両端部に各々設けられ、一端を前記気密容器内で対向させて配置された一対の電極と；
少なくとも希ガスと水銀とを含み前記気密容器内に封入された封入物と；
少なくとも一部を前記気密容器の外周面に密着させ前記一対の電極が延びる方向に沿って前記気密容器の外周面に緊張させて巻付けられ、熱膨張係数が前記気密容器の熱膨張係数の２５倍以下である導電性ワイヤと；
を具備する高圧放電ランプ。
【請求項２】
水冷ユニット内に通水することにより冷却される間接水冷方式において用いられる高圧放電ランプであって、
放電空間を有し紫外線を透過する気密容器と；
前記気密容器の両端部に各々設けられ、一端を前記気密容器内で対向させて配置された一対の電極と；
少なくとも希ガスと水銀とを含み前記気密容器内に封入された封入物と；
少なくとも一部を前記気密容器の外周面に密着させ前記一対の電極が延びる方向に沿って前記気密容器の外周面に緊張させて巻付けられ、熱膨張係数が前記気密容器の熱膨張係数の２５倍以下である導電性ワイヤと；
を具備する高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記導電性ワイヤの熱膨張係数が４．０〜１０．０×１０−６（Ｋ−１）である
請求項２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記導電性ワイヤの材料がチタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、又はタングステンである
請求項２又は請求項３に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記高圧放電ランプの前記一対の電極間の距離が２００〜２０００ｍｍである
請求項２〜４のいずれか一項に記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の高圧放電ランプを具備する紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高圧放電ランプ及び紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源の無負荷電圧の制限等によりランプ始動時の絶縁破壊が困難な場合、始動補助のために、一対の電極と同電位としたカンタル線からなる導電性ワイヤをランプの気密容器の外周面に近接導体として配置する構成が採用されている。このような導電性ワイヤを近接導体として配置する構成は、冷却方式が空冷方式である場合に採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０９６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空冷方式が採用できない場合において導電性ワイヤを近接導体として配置する構成を採用した場合、空冷方式と同程度の冷却効果を得ることは難しい。そのため、空冷方式が採用できる場合に比べて、ランプ消灯後のランプ冷却に時間を要し、例えば石英により形成された気密容器の熱膨張係数と導電性ワイヤの熱膨張係数との差が大きいため、気密容器に応力が加わり、クラックの発生する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明は、空冷方式が採用できない場合において導電性ワイヤを近接導体として配置し、クラックの発生を抑制する高圧放電ランプ及び紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の高圧放電ランプは、保護管内に配置され、保護管外を流れる処理水の殺菌に用いられる高圧放電ランプであって、気密容器と、一対の電極と、封入物と、導電性ワイヤとを具備する。気密容器は、放電空間を有し紫外線を透過する。一対の電極は、気密容器の両端部に各々設けられ、一端を気密容器内で対向させて配置される。封入物は、少なくとも希ガスと水銀とを含み気密容器内に封入される。導電性ワイヤは、少なくとも一部を気密容器の外周面に密着させ一対の電極が延びる方向に沿って気密容器の外周面に緊張させて巻付けられ、熱膨張係数が気密容器の熱膨張係数の２５倍以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、空冷方式が採用できない場合において導電性ワイヤを近接導体として配置し、クラックの発生を抑制する高圧放電ランプ及び紫外線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１に係る紫外線照射装置を示す一部断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る紫外線照射装置を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る空冷方式及び間接水冷方式におけるランプ消灯後の気密容器の温度推移を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る熱膨張係数を示す図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る導電性ワイヤ及び従来例に係る導電性ワイヤを用いた場合のリーク発生有無を示す図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る高圧放電ランプの導電性ワイヤの他の巻き方を示す側面図である。
【図７】図７は、実施形態２に係る水処理装置を示す一部断面図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る水処理装置を示す図７のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明する実施形態２に係る高圧放電ランプ１０は、保護管４０内に配置され、保護管４０外を流れる処理水の殺菌に用いられる高圧放電ランプであって、気密容器１１と、一対の電極１２，１２と、封入物１３と、導電性ワイヤ１４とを具備する。気密容器１１は、放電空間１１１を有し紫外線を透過する。一対の電極１２，１２は、気密容器１１の両端部に各々設けられ、一端を気密容器１１内で対向させて配置される。封入物１３は、少なくとも希ガスと水銀とを含み気密容器１１内に封入される。導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２の一方に電気的に接続され、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻付けられ、熱膨張係数が気密容器１１の熱膨張係数の２５倍以下である。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態１に係る高圧放電ランプ１０は、水冷ユニット２０内に通水することにより冷却される間接水冷方式において用いられる高圧放電ランプであって、気密容器１１と、一対の電極１２，１２と、封入物１３と、導電性ワイヤ１４とを具備する。気密容器１１は、放電空間１１１を有し紫外線を透過する。一対の電極１２，１２は、気密容器１１の両端部に各々設けられ、一端を気密容器１１内で対向させて配置される。封入物１３は、少なくとも希ガスと水銀とを含み気密容器１１内に封入される。導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２の一方に電気的に接続され、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻付けられ、熱膨張係数が気密容器１１の熱膨張係数の２５倍以下である。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態１及び実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、導電性ワイヤ１４の熱膨張係数が４．０〜１０．０×１０−６（Ｋ−１）である。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態１及び実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、導電性ワイヤ１４の材料がチタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、又はタングステンである。
【００１３】
また、以下で説明する実施形態１及び実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、高圧放電ランプの前記一対の電極１２，１２間の距離が２００〜２０００ｍｍである。
【００１４】
また、以下で説明する実施形態１に係る紫外線照射装置１は、高圧放電ランプ１０を具備する。
【００１５】
［実施形態１］
まず、本発明の実施形態１に係る高圧放電ランプ１０を具備する紫外線照射装置１について図面に基いて説明する。図１及び図２は、実施形態１に係る紫外線照射装置１を示す。図１は、実施形態１に係る紫外線照射装置１を示す断面図、具体的には、後述する高圧放電ランプ１０の管軸方向の一部断面図である。図２は、実施形態１に係る紫外線照射装置１を示す他の断面図、具体的には、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
実施形態１に係る紫外線照射装置１は、高圧放電ランプ１０と、水冷ユニット２０とを具備する。実施形態１に係る紫外線照射装置１において、高圧放電ランプ１０は、図１及び図２に示すように、水冷ユニット２０に接触することなく水冷ユニット２０近傍に配置され、水冷ユニット２０内に通水することにより冷却される間接水冷方式において用いられる。このような紫外線照射装置１は、空冷方式が採用できない環境、例えば、クリーンルームなどで用いられる。
【００１７】
高圧放電ランプ１０は、気密容器１１と、一対の電極１２，１２と、封入物１３と、導電性ワイヤ１４とを具備する。
【００１８】
気密容器１１は、放電空間１１１を有し紫外線を透過する。図１及び図２に示す例において、気密容器１１は、細長い管状に形成され、内部に放電空間１１１を有する。また、気密容器１１の管軸方向の両端部には、一対の封止部１１２，１１２が設けられる。このような、一対の封止部１１２，１１２は、例えば、ピンチシール法を用いて形成することができる。なお、気密容器１１には、例えば、紫外線を透過する石英ガラス（以下、「石英」と称する）等が用いられる。図１及び図２に示す例においては、気密容器１１には、石英が用いられる。また、気密容器１１内には、少なくとも希ガス（アルゴン、キセノン等）と水銀とを含む封入物１３が封入される。
【００１９】
一対の電極１２，１２は、気密容器１１の一対の封止部１１２，１１２に各々設けられ、一端を気密容器１１内で対向させて配置される。電極１２には、例えばトリウムを含むトリエーテッドタングステンなどのタングステンなどが用いられる。また、一対の電極１２，１２の気密容器１１内において対向する一端には、電極コイル１２１，１２１が設けられる。電極コイル１２１は、電極１２に複数回巻回して構成される。また、電極コイル１２１には、例えば、ドープ材を含むドープタングステンなどが用いられる。図１及び図２に示す例において、一対の電極１２，１２間の距離、いわゆる電極間距離は、４００ｍｍである。
【００２０】
一対の電極１２，１２の他端は、気密容器１１の一対の封止部１１２，１１２に封着された金属箔導体１５，１５に各々接続される。金属箔導体１５には、例えばモリブデン等が用いられる。金属箔導体１５，１５の放電空間１１１とは反対側の端部には、一対のリード線１６，１６が各々接続される。例えば、一対のリード線１６，１６の一端は、金属箔導体１５，１５の放電空間１１１とは反対側の端部に載置され、一対のリード線１６，１６の他端は、気密容器１１外まで延びている。また、一対のリード線１６，１６は、例えば、一対のソケット（図示省略）の内部で給電用の外部リード線（図示省略）にそれぞれ電気的に接続されることにより、電源回路に接続される。
【００２１】
一対の電極１２，１２間に所定の電圧が印加されると、電極１２から電子が放射される。電極１２から放射された電子が水銀蒸気の原子と衝突することにより、紫外線が放射される。つまり、高圧放電ランプ１０は、気密容器１１から紫外線を放射する。なお、図１及び図２に示す例において、高圧放電ランプ１０には、いわゆるロングアークランプが用いられる。例えば、高圧放電ランプ１０として高圧水銀ランプが用いられた場合、ランプ点灯中における気密容器１１内の水銀蒸気圧は１０５〜１０６（Ｐａ）程度の高圧になる。また、高圧放電ランプ１０の点灯時において、高圧放電ランプ１０の温度は、例えば約８００℃など高温になる。なお、高圧放電ランプ１０は、少なくとも希ガスと水銀とを含んでいればよく、例えば希ガスと水銀に加えて、鉄、スズ、ガリウム、マンガン、タリウムなどの金属を、ヨウ化物や臭化物のいわゆるメタルハライドとして封入した、メタルハライドランプ等であってもよい。
【００２２】
導電性ワイヤ１４は、導電性材料によりワイヤ状に形成される。なお、導電性ワイヤ１４に用いる材料の詳細については、後述する。また、導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２の一方に電気的に接続され、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻き付けられる。例えば、導電性ワイヤ１４は、一方（図１においては左側）のリード線１６に電気的に接続されることにより、一方（図１においては左側）の電極１２に電気的に接続される。また、導電性ワイヤ１４は、気密容器１１の一対の封止部１１２，１１２の一方（図１においては右側）付近に巻き付けられることにより、気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻き付けられる。図１及び図２に示す例において、導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って、らせん状に気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻き付けられる。
【００２３】
このように、導電性ワイヤ１４を気密容器１１の外周面１１ａに巻き付けることにより、一対の電極１２，１２間に所定の電圧を印加する始動時には、導電性ワイヤ１４にも一方（図１においては左側）の電極１２の電位が印加される。そして、導電性ワイヤ１４と他方（図１においては右側）の電極１２との間で微弱な放電を生じさせる。これにより、導電性ワイヤ１４は、高圧放電ランプ１０の始動電圧を低下させることができ、高圧放電ランプ１０の点灯の始動補助として機能する。
【００２４】
水冷ユニット２０は、円筒状に形成され、内管２１とその外側に設けられた外管２２を備え、二重管構造となっている。水冷ユニット２０には、例えば石英等が用いられる。図１及び図２に示す例において、高圧放電ランプ１０は、内管２１に内包されている。また、高圧放電ランプ１０と水冷ユニット２０とは、例えば、高圧放電ランプ１０のソケットに取り付けられたスペーサ（図示省略）により所定の間隔に位置決めされる。具体的には、気密容器１１の外周面１１ａ及び導電性ワイヤ１４が、水冷ユニット２０の内管２１に接触しないように、高圧放電ランプ１０と水冷ユニット２０とは、位置決めされる。
【００２５】
水冷ユニット２０は、外周端部に設けられた接続管２３ａ，２３ｂを通して外部から水などの冷却液が通水される。図１に示すように、接続管２３ａから温度の低い冷却液を入水し、接続管２３ｂから高圧放電ランプ１０の冷却に用いられ、温度が高くなった冷却液を出水する。これにより、紫外線照射装置１において、高圧放電ランプ１０は、水冷ユニット２０に接触することなく、水冷ユニット２０内に通水することにより間接的に冷却される。なお、水冷ユニット２０に通水される冷却液は、高圧放電ランプ１０から放射される紫外線により殺菌処理される被処理水であってもよい。
【００２６】
ここで、図３を用いて、空冷方式における高圧放電ランプの温度と間接水冷方式における高圧放電ランプの温度との比較について説明する。図３は、空冷方式及び間接水冷方式におけるランプ消灯後の気密容器の温度推移を示す図である。
【００２７】
図３に示すように、高圧放電ランプの管壁温度が約８００℃に達した状態で消灯した場合において、消灯後、間接水冷方式と比較して冷却効果が高い空冷方式のほうが早く、高圧放電ランプの温度が低下する。例えば、測定開始９０秒後に消灯したとき、測定開始から約２００秒経過後において、空冷方式における高圧放電ランプの温度が約１００℃であるのに対し、間接水冷方式における高圧放電ランプ１０の温度が約２５０℃である。また、空冷方式における高圧放電ランプは、測定開始後約３００秒間で温度が約３０℃（外気温と同程度）まで低下し安定する。一方、間接水冷方式における高圧放電ランプ１０は、温度が約３０℃に低下するまで、測定開始から約５５０秒間を要する。このように、間接水冷方式においては、空冷方式と比較して、高圧放電ランプの温度が低下するのに時間を要する。
【００２８】
ここで、一般に、高圧放電ランプの気密容器に用いられる石英のほうが導電性ワイヤに用いられる金属に比べて温度があがりにくく、かつ低下しにくい。また、導電性ワイヤに用いられる金属のほうが、気密容器に用いられる石英に比べて熱膨張係数が大きく、延びやすい。言い換えると、導電性ワイヤに用いられる金属のほうが、気密容器に用いられる石英に比べて熱膨張係数が大きいため、温度低下により縮みやすい。そのため、間接水冷方式においては、空冷方式と比較して、点灯により膨張した気密容器が消灯後の温度低下により収縮した導電性ワイヤにより締め付けられ、気密容器に応力が加わる時間が長くなる。導電性ワイヤにより締め付けられ、応力が加えられた気密容器には、クラックが発生する可能性が高くなる。そして、気密容器に発生したクラックが進行すると、気密容器内の放電空間と気密容器外の空間とが連通し、封入物が気密容器外に漏れだすリークが発生する。つまり、間接水冷方式においては、空冷方式と比較して、導電性ワイヤによるリークが発生する可能性が高いと考えられる。
【００２９】
次に、図４及び図５を用いて、気密容器及び導電性ワイヤの熱膨張係数と、間接水冷方式における高圧放電ランプのリーク発生有無との関係について説明する。図４は、気密容器及び導電性ワイヤに用いられる材料の熱膨張係数を示す図である。具体的には、図４は、石英、カンタル、チタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、及びタングステンの線熱膨張係数（以下、単に「熱膨張係数」と称する）を示す図である。図４に示すように、例えば、石英の熱膨張係数は、０．４８×１０−６（Ｋ−１）である。また、従来例に係る導電性ワイヤに用いられるカンタルの熱膨張係数は、１５．０×１０−６（Ｋ−１）である。また、図５に示す比較結果において導電性ワイヤ１４に用いられるモリブデンの熱膨張係数は、５．２×１０−６（Ｋ−１）である。
【００３０】
図５は、従来例に係る導電性ワイヤ及び実施形態１に係る導電性ワイヤ１４を用いた場合のリーク発生有無を示す図である。図５は、間接水冷方式における高圧放電ランプの温度が約８００℃に達した後（例えば１０時間おき）に消灯を行い、高圧放電ランプの温度が外気温と同程度（約３０℃）に達するまで十分に間隔を開けて再点灯を行う操作を繰り返した場合のリーク発生有無の実験結果を示す。なお、高圧放電ランプの気密容器の材料には石英を用いた。
【００３１】
図５に示す実験結果において、従来のようにカンタルを材料とする導電性ワイヤを用いた高圧放電ランプの場合、点灯時時間が６００時間、消灯回数が６０回で、リークが発生した。一方、モリブデンを材料とする導電性ワイヤ１４を用いた実施形態１に係る高圧放電ランプ１０の場合、点灯時時間が１０００時間、消灯回数が１００回まで実験を行っても、リークは発生しなかった。
【００３２】
図５に示す実験結果において、リークの発生した従来例に係る気密容器の材料である石英の熱膨張係数は、０．４８×１０−６（Ｋ−１）であり、導電性ワイヤの材料であるカンタルの熱膨張係数は、１５．０×１０−６（Ｋ−１）である。つまり、従来例に係る導電性ワイヤの熱膨張係数は、気密容器の熱膨張係数の３１．２５倍（＝１５．０×１０−６／０．４８×１０−６）である。
【００３３】
一方、図５に示す実験結果において、リークが発生しなかった実施形態１に係る気密容器１１の熱膨張係数は従来例と同じく、０．４８×１０−６（Ｋ−１）であり、導電性ワイヤ１４の材料であるモリブデンの熱膨張係数は、５．２×１０−６（Ｋ−１）である。つまり、実施形態１に係る導電性ワイヤ１４の熱膨張係数は、気密容器１１の熱膨張係数の約１０．８３倍（＝５．２×１０−６／０．４８×１０−６）である。
【００３４】
上述した図５の実験結果により、間接水冷方式における高圧放電ランプにおいて、気密容器の熱膨張係数と導電性ワイヤの熱膨張係数との差が大きい程、クラックが発生し、リークが発生する可能性が高いことが示された。つまり、冷却効率が空冷方式より低い間接水冷方式において高圧放電ランプの点消灯を繰り返した場合、導電性ワイヤの熱膨張係数の気密容器の熱膨張係数に対する倍率が大きい程、クラックが発生する可能性が高くなると考えられる。そのため、間接水冷方式における高圧放電ランプ１０の導電性ワイヤ１４には、従来例において用いられるカンタルよりも気密容器１１の熱膨張係数との差が小さい材料、つまり熱膨張係数が石英の熱膨張係数に近い材料を用いる。具体的には、導電性ワイヤ１４には、その熱膨張係数が、気密容器１１の熱膨張係数の２５倍以下、好ましくは１４倍以下である材料を用いる。また、導電性ワイヤ１４には、熱膨張係数が４．０〜１０．０×１０−６（Ｋ−１）、好ましくは４．０〜７．０×１０−６（Ｋ−１）である材料を用いることが好適である。さらに、導電性ワイヤ１４の材料を、チタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、又はタングステンとすることが好適である。これにより、間接水冷方式において高圧放電ランプ１０の点消灯を繰り返しても、クラックの発生を抑制し、リークが発生する可能性が低減できる。
【００３５】
なお、導電性ワイヤ１４は、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻き付けられれば、どのような巻き付け方であってもよい。図６は、高圧放電ランプ１０の導電性ワイヤ１４の他の巻き方を示す側面図である。例えば、図６に示すように、導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２が延びる方向に直線状に気密容器１１の外周面１１ａ（例えば図６の上部）に密着するように、気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻き付けてもよい。
【００３６】
また、上述した高圧放電ランプ１０では、一対の電極１２，１２間の距離が、４００ｍｍであったが、上記に限定されるものではない。本発明のように、間接水冷方式に用いる高圧放電ランプ１０では、一対の電極１２，１２間の距離、すなわち、電極間距離が２００ｍｍ以上、特に４００ｍｍ以上のランプで、導電性ワイヤ１４を用いることで始動性が向上することが判明した。しかしながら、電極間距離が２０００ｍｍを超えると、導電性ワイヤ１４の自重により、導電性ワイヤ１４が内管２１の内面に接触してしまい、地絡が発生する。また、高圧放電ランプ１０の製造工程において、加工性の観点から、１０００ｍｍを超えると製作が困難となる。このため、本発明においては、電極間距離が２００〜２０００ｍｍ、好ましくは４００〜１０００ｍｍであることが望ましい。
【００３７】
前述した構成の実施形態１に係る高圧放電ランプ１０は、気密容器１１と、一対の電極１２，１２と、封入物１３と、導電性ワイヤ１４とを具備する。気密容器１１は、放電空間１１１を有し紫外線を透過する。一対の電極１２，１２は、気密容器１１の両端部に各々設けられ、一端を気密容器１１内で対向させて配置される。封入物１３は、少なくとも希ガスと水銀とを含み気密容器１１内に封入される。導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２の一方に電気的に接続され、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻付けられる。導電性ワイヤ１４の熱膨張係数は、気密容器１１の熱膨張係数の２５倍以下である。これにより、高圧放電ランプ１０は、間接水冷方式においてクラックの発生を抑制することができる。
【００３８】
前述した構成の実施形態１に係る高圧放電ランプ１０において、導電性ワイヤ１４の熱膨張係数を４．０〜１０．０×１０−６（Ｋ−１）とする。これにより、高圧放電ランプ１０は、間接水冷方式においてクラックの発生を抑制することができる。
【００３９】
前述した構成の実施形態１に係る高圧放電ランプ１０において、導電性ワイヤ１４の材料をチタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、又はタングステンとする。これにより、高圧放電ランプ１０は、間接水冷方式においてクラックの発生を抑制することができる。
【００４０】
前述した構成の実施形態１に係る高圧放電ランプ１０において、電極間距離を２００〜２０００ｍｍとする。これにより、高圧放電ランプ１２０は、間接水冷方式においてクラックの発生を抑制することができる。
【００４１】
前述した構成の実施形態１に係る紫外線照射装置１は、高圧放電ランプ１０を具備する。これにより、紫外線照射装置１に用いられる高圧放電ランプ１０は、間接水冷方式においてクラックの発生を抑制することができる。
【００４２】
なお、紫外線照射装置１に用いる高圧放電ランプ１０の灯数は限定されない。例えば、紫外線照射装置１で紫外線を照射する被照射物の面積に応じて用いる高圧放電ランプ１０の灯数を決定すればよい。
【００４３】
［実施形態２］
まず、本発明の実施形態２に係る高圧放電ランプ１０を具備する水処理装置２について図面に基いて説明する。図７及び図８は、実施形態２に係る水処理装置２を示す。図７は、実施形態２に係る水処理装置２を示す断面図、具体的には、後述する通水管３０の管軸方向の一部断面図である。図８は、実施形態２に係る水処理装置２を示す他の断面図、具体的には、図７のＢ−Ｂ断面図である。なお、図７及び図８において、実施形態１と同一の構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
実施形態２に係る水処理装置２は、高圧放電ランプ１０と、通水管３０と、保護管４０とを具備する。実施形態２に係る水処理装置２において、高圧放電ランプ１０は、図７及び図８に示すように、保護管４０に接触することなく保護管４０内に配置され、保護管４０外を流れる処理水の殺菌に用いられる。ここに、水処理装置２において、高圧放電ランプ１０は、保護管４０外を流れる処理水により間接的に冷却される。
【００４５】
通水管３０は、遮光性を有し被処理水を通水する。通水管３０には、例えば、ステンレスなどの材料が用いられる。また、通水管３０は、外径が円柱状であって内部は空洞である通水部３１を有する。そして、通水部３１の周壁における管軸方向の両端部には、流入部３２と流出部３３がそれぞれ突設される。図７及び図８に示す例においては、流入部３２と流出部３３とは、向きを揃えて突設される。ここで、流入部３２及び流出部３３は、例えば、中空円筒状に形成され、通水部３１内と連通する。
【００４６】
例えば、流入部３２は、被処理水を流入するための配管と連結され、流出部３３は、高圧放電ランプ１０により殺菌処理された処理水を流出するための配管と連結される。図７及び図８に示す例において、被処理水は、通水管３０の流入部３２から通水管３０内へ流入する。そして被処理水は、通水管３０の通水部３１を管軸方向に流れる。このとき、通水管３０内を流れる被処理水は、通水管３０内に配置される高圧放電ランプ１０により殺菌などの浄化処理がされる。
【００４７】
図７に示すように、高圧放電ランプ１０は、その管軸を通水管３０の管軸に沿って配置される。また、図８に示すように、高圧放電ランプ１０は、通水管３０の管軸に直交する断面において略中央に配置される。これにより、高圧放電ランプ１０は、通水管３０を流れる水に均一に紫外線を照射できる。
【００４８】
また、通水管３０内には、高圧放電ランプ１０を保護する円筒状の保護管４０が設けられる。保護管４０は、通水管３０内において高圧放電ランプ１０の気密容器１１の外周面１１ａを覆うように気密容器１１と同軸的に設けられる。保護管４０としては、紫外線を透過する材料により形成される。保護管４０には、例えば、石英等が用いられる。
【００４９】
ここで、図７に示すように、水処理装置２において、高圧放電ランプ１０及び気密容器１１の外周面１１ａを覆う保護管４０は、その両端部が、通水部３１の両端面から突出して配置されてもよい。例えば、水処理装置２において、気密容器１１の一対の封止部１１２，１１２は、通水管３０の外部に突出して配置されてもよい。一方、水処理装置２において、気密容器１１等の紫外線を放射する部分は、通水管３０内に配置される。つまり、水処理装置２は、紫外線が通水管３０外に放射されないように高圧放電ランプ１０を通水管３０内に配置する。なお、保護管４０が高圧放電ランプ１０全体を覆うように設けられた場合、高圧放電ランプ１０全体を通水管３０内に配置してもよい。これにより、水処理装置２において、高圧放電ランプ１０は、保護管４０外を流れる被処理水を殺菌するとともに、保護管４０外を流れる被処理水により間接的に冷却される。
【００５０】
前述した構成の実施形態２に係る高圧放電ランプ１０は、気密容器１１と、一対の電極１２，１２と、封入物１３と、導電性ワイヤ１４とを具備する。気密容器１１は、放電空間１１１を有し紫外線を透過する。一対の電極１２，１２は、気密容器１１の両端部に各々設けられ、一端を気密容器１１内で対向させて配置される。封入物１３は、少なくとも希ガスと水銀とを含み気密容器１１内に封入される。導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２の一方に電気的に接続され、少なくとも一部を気密容器１１の外周面１１ａに密着させ一対の電極１２，１２が延びる方向に沿って気密容器１１の外周面１１ａに緊張させて巻付けられる。導電性ワイヤ１４の熱膨張係数は、気密容器１１の熱膨張係数の２５倍以下である。これにより、高圧放電ランプ１０は、保護管４０外を流れる被処理水を殺菌するとともに、保護管４０外を流れる被処理水により間接的に冷却されることにより、空冷方式を採用することが難しい水処理装置２に用いられた場合であっても、クラックの発生を抑制することができる。
【００５１】
前述した構成の実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、導電性ワイヤ１４の熱膨張係数が４．０〜１０．０×１０−６（Ｋ−１）である。これにより、高圧放電ランプ１０は、空冷方式を採用することが難しい水処理装置２に用いられた場合であっても、クラックの発生を抑制することができる。
【００５２】
前述した構成の実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、導電性ワイヤ１４の材料がチタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、又はタングステンである。これにより、高圧放電ランプ１０は、空冷方式を採用することが難しい水処理装置２に用いられた場合であっても、クラックの発生を抑制することができる。
【００５３】
前述した構成の実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、電極間距離を２００〜２０００ｍｍとする。これにより、高圧放電ランプ１０は、空冷方式を採用することが難しい水処理装置２に用いられた場合であっても、クラックの発生を抑制することができる。
【００５４】
なお、実施形態１及び２において、高圧放電ランプ１０は上記に限定されない。導電性ワイヤ１４は、一対の電極１２，１２の両方に電気的に接続されず、気密容器１１外周面１１ａに緊張させて巻きつけられてもよい。このような構成とすることで、導電性ワイヤ１４を一対の電極１２，１２の一方に電気的に接続される場合と比べて導電性ワイヤ１４を設ける加工が容易となる。
【００５５】
また、高圧放電ランプ１０の一対の封止部１１２，１１２の外側にセラミックスなどの絶縁部材で設けられたベースを設けてもよい。このような構成とすることで、例えば、実施形態２に係る高圧放電ランプ１０において、ベースが保護管４０の内面に接触しても、導電性ワイヤ１４が保護管４０の内面に接触することが抑制することができる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１  紫外線照射装置
２  水処理装置
１０  高圧放電ランプ
１１  気密容器
１１ａ  外周面
１２  電極
１３  封入物
１４  導電性ワイヤ
２０  水冷ユニット
３０  通水管
４０  保護管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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