JP2009266759A - Amalgam lamp - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amalgam lamp which does not make strength of ultraviolet rays reduced to a wide range of processed water. <P>SOLUTION: In the amalgam type low-voltage mercury lamp wherein at least amalgam other than a buffer gas for starting is enclosed in a cylindrical quartz light-emitting tube 1, indium amalgam is deposited on an internal wall 4 of the light-emitting tube 1 wherein part of an inner diameter or both the inner diameter and an outer diameter of the light-emitting tube are enlarged (thick) at a beltlike shape over the whole periphery. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、流水殺菌等に用いられる低圧水銀ランプに関するものである。特に上水で使用する殺菌用の低圧水銀ランプに関する。 The present invention relates to a low pressure mercury lamp used for running water sterilization and the like. In particular, the present invention relates to a low-pressure mercury lamp for sterilization used in tap water.

出力される紫外線を利用する低圧水銀ランプは紫外線透過率に優れた石英ガラスを封体に用い、その両端に一対の電極を設置するとともに、この石英封体内に希ガスと水銀を封入して構成され、殺菌に有効な２５４nmや１８５nmの波長を主に効率よく出力することを特徴とするランプである。 The low-pressure mercury lamp that uses the output ultraviolet rays is composed of quartz glass with excellent ultraviolet transmittance for the envelope, a pair of electrodes installed at both ends, and a rare gas and mercury enclosed in the quartz envelope. The lamp is characterized in that it mainly outputs efficiently the wavelengths of 254 nm and 185 nm effective for sterilization.

一般に低圧水銀ランプは発光管の最冷部温度を４０℃にすることで水銀蒸気圧をコントロールし、２５４ｎｍの波長の出力が最大となることが知られている。また、水殺菌に用いられる低圧水銀ランプは、水温が１０℃から３０℃の水を対象としている事が多い。このような場合、被処理水の温度が被処理水の流れるジャケットと接する口金を通して最冷部に伝わり最冷部温度を４０℃になるよう調整されていた。（特許文献１参照）
特開２００７−２８７５１５号公報 In general, it is known that a low-pressure mercury lamp controls the mercury vapor pressure by setting the coldest part temperature of the arc tube to 40 ° C., and the output at a wavelength of 254 nm is maximized. Moreover, the low-pressure mercury lamp used for water sterilization is often intended for water having a water temperature of 10 ° C to 30 ° C. In such a case, the temperature of the water to be treated is adjusted to be 40 ° C. by transferring the temperature of the water to be treated to the coldest portion through a base in contact with the jacket through which the water to be treated flows. (See Patent Document 1)
JP 2007-287515 A

被処理水の流れるジャケットは径の異なる外管と内管から成る二重の石英管から構成され、その外管と内管の間を被処理水が流れる構造となっている。低圧水銀ランプはジャケットの内管となる石英管に覆われる形で中心部に配置されている。低圧水銀ランプにおいて紫外線出力は同ランプの最冷部温度に大きく関り、ランプ自体は口金を通して被処理水の流れるジャケットの内管の外壁側面に接触しており、そのジャケットの温度はランプ自体の発熱及びジャケット内を流れる処理水の温度に大きく左右される。上水の紫外線の殺菌対象の処理水の温度は約１０℃から３０℃であるため、従来の低圧水銀ランプでは処理水の温度である約１０℃から３０℃の幅広い水温領域に照度ピークを保つことができず、照度が低下してしまうという問題があった。 The jacket through which the water to be treated flows is composed of a double quartz tube composed of an outer tube and an inner tube having different diameters, and the water to be treated flows between the outer tube and the inner tube. The low-pressure mercury lamp is disposed in the center so as to be covered with a quartz tube which is an inner tube of the jacket. In the low-pressure mercury lamp, the ultraviolet output is greatly related to the coldest part temperature of the lamp, and the lamp itself is in contact with the outer wall side surface of the inner tube of the jacket through which the water to be treated flows. It greatly depends on the heat generation and the temperature of the treated water flowing in the jacket. Since the temperature of treated water to be sterilized by ultraviolet rays of clean water is about 10 ° C to 30 ° C, the conventional low-pressure mercury lamp maintains an illuminance peak in a wide water temperature range of about 10 ° C to 30 ° C, which is the temperature of treated water. There was a problem that the illuminance was reduced.

つまり、上水で使用される水温は１０℃から３０℃と幅広く従来のようにある水温に照度ピークを持つ山なりの特性を持つ低圧水銀ランプでは、都度使用水温に合わせたランプを開発する等で対応するしかない為水温１０℃から３０℃の範囲において照度の変動を極力抑えた低圧水銀ランプが求められている。
本発明は上記課題を解決し、１０℃から３０℃と幅広い被処理水に対しても紫外線強度を極力低下させない低圧水銀ランプを提供する。 In other words, the water temperature used in clean water is as wide as 10 ° C to 30 ° C. For low-pressure mercury lamps with a mountain-like characteristic that has an illuminance peak at a conventional water temperature, a lamp that matches the water temperature used is developed each time. Therefore, there is a demand for a low-pressure mercury lamp that suppresses fluctuations in illuminance as much as possible within a water temperature range of 10 ° C to 30 ° C.
The present invention solves the above problems and provides a low-pressure mercury lamp that does not reduce the ultraviolet intensity as much as possible even for a wide range of water to be treated from 10 ° C to 30 ° C.

円筒状の石英製発光管内に水銀、始動用バッファーガスの他に少なくともインジウムアマルガムを封入したアマルガム形低圧水銀ランプにおいて、前記発光管の一部の内径もしくは内径および外径の両方が、全周に渡って帯状に大きく（太く）なっている発光管の内壁部位に、前記インジウムアマルガムが溶着されていることを特徴とする低圧水銀ランプである。   In an amalgam-type low-pressure mercury lamp in which at least indium amalgam is sealed in addition to mercury and a starting buffer gas in a cylindrical quartz arc tube, the inner diameter of the arc tube or both the inner and outer diameters of the arc tube are all around. The low pressure mercury lamp is characterized in that the indium amalgam is welded to an inner wall portion of the arc tube which is large (thick) in a strip shape.

また、円筒状の石英製発光管内に水銀、始動用バッファーガスの他に少なくともインジウムアマルガムを封入したアマルガム形低圧水銀ランプにおいて、前記発光管の一部の内径に、少なくとも２箇所で全周に渡って発光管外側に盛り上がった突起部分が、お互いに近い位置に形成され、前記突起部分に囲まれた前記発光管内壁に前記インジウムアマルガムを封入したアマルガムが溶着されていることを特徴とする低圧水銀ランプとすることにより、該低圧水銀ランプを覆うようにしてなる透光性を有するジャケットによる流水環境下において、十分に冷却され、適度な温度に保たれる構造となっていることを特徴とする。
なお、前記発光管内径の大きな部分の幅は、石英管の内径が１３ｍｍ、外形１５ｍｍであるため１６〜１７ｍｍ程度となる。もしくはベース外形寸法以下の太さが望ましい。
また、その位置は、少なくとも１箇所、前記発光管を長さ方向に３等分した中央部に該当する位置、つまり、口金から遠い部分の領域に設けられることが望ましい。 Further, in an amalgam-type low-pressure mercury lamp in which at least indium amalgam is sealed in addition to mercury and a starting buffer gas in a cylindrical quartz arc tube, the inner diameter of a part of the arc tube is extended to at least two locations over the entire circumference. The low-pressure mercury is characterized in that the protruding portions raised outside the arc tube are formed at positions close to each other, and the amalgam in which the indium amalgam is sealed is welded to the inner wall of the arc tube surrounded by the protruding portions. By using the lamp, it is characterized in that the lamp is sufficiently cooled and maintained at an appropriate temperature in a flowing water environment with a light-transmitting jacket that covers the low-pressure mercury lamp. .
The width of the large portion of the inner diameter of the arc tube is about 16 to 17 mm because the inner diameter of the quartz tube is 13 mm and the outer diameter is 15 mm. Or the thickness below the base outer dimension is desirable.
Further, it is desirable that the position is provided in at least one position corresponding to a central portion obtained by dividing the arc tube into three in the length direction, that is, in a region far from the base.

発光管に封入された水銀アマルガムの位置を特定された場所に留める構造を持つ石英管構造とすることにより、その位置をランプの最冷部の温度として保持することにより、１０℃から３０℃の水温域において、ランプの紫外線強度を低下させずに保つことが可能となる。
By adopting a quartz tube structure having a structure that keeps the position of the mercury amalgam enclosed in the arc tube at a specified place, the position is maintained as the temperature of the coldest part of the lamp, thereby maintaining the position from 10 ° C. to 30 ° C. In the water temperature range, it is possible to keep the ultraviolet intensity of the lamp without lowering.

本発明の最良の形態を、以下に実施例に基づいて説明する。   The best mode of the present invention will be described below based on examples.

本発明の低圧水銀ランプを図に基づいて説明する。図１は本発明の低圧水銀ランプの概略図であり１は発光管、２は口金、３は電極マウント、４はアマルガム溶着するための発光管内径の大きな部分を示す。これらをジャケット５内に収容しジャケット５内面に口金２が接しており、発光管１を支えている。低圧水銀ランプ殺菌装置内にジャケット５を配置し、装置内に被処理水を流し殺菌する。 The low-pressure mercury lamp of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a low-pressure mercury lamp according to the present invention, wherein 1 is an arc tube, 2 is a base, 3 is an electrode mount, and 4 is a large portion of the arc tube inner diameter for amalgam welding. These are accommodated in the jacket 5, and the base 2 is in contact with the inner surface of the jacket 5 to support the arc tube 1. The jacket 5 is disposed in the low-pressure mercury lamp sterilizing apparatus, and the water to be treated is poured into the apparatus to sterilize.

図１におけるそれぞれの寸法は、外径１５ｍｍ、全長１５６０ｍｍ、電極間距離１４５０ｍｍであり、管壁の肉厚が略均一な発光管となっており、前記発光管の両端部の石英シール部に、図２に示す口金の６のスリット部分を嵌め込み接着剤で固定する。低圧水銀ランプは口金太径部７の外周部の一部とジャケット内面が接し、ジャケット内に配置される。ジャケット５に接する口金図２の円盤の端面は曲面としジャケットと接する面積を少なくする構造とする。
本発明のランプはランプ電力１６０Wでありアマルガムとしてインジウム２４０ｍｇ、水銀１００ｍｇ封入したアマルガムランプである。 The dimensions in FIG. 1 are an outer diameter of 15 mm, a total length of 1560 mm, a distance between electrodes of 1450 mm, and the arc tube has a substantially uniform wall thickness. The slit portion of the base 6 shown in FIG. 2 is fitted and fixed with an adhesive. In the low-pressure mercury lamp, a part of the outer peripheral portion of the base large-diameter portion 7 is in contact with the inner surface of the jacket, and is disposed in the jacket. A base in contact with the jacket 5 The end face of the disk in FIG. 2 is a curved surface so that the area in contact with the jacket is reduced.
The lamp of the present invention is an amalgam lamp having a lamp power of 160 W and encapsulating 240 mg of indium and 100 mg of mercury as an amalgam.

このように構成した低圧水銀ランプを定格電力１６０Ｗで点灯させる。実験で紫外線測定をしやすくさせる為、図３に示すようにジャケットは二重管とし、二重管の間に水を流し（８に示された部分）、水温を１０℃から７０℃まで変化させ低圧水銀ランプ９から３ｍ離した所に照度計を設置し、２５４nm照度を測定した。比較として図４に示す従来構造でアマルガムを使用しない低圧水銀ランプをジャケット内に設置し、上記と同様の実験を行い、２５４ｎｍの紫外線強度を測定した結果を図５に示す。 The low-pressure mercury lamp thus configured is lit at a rated power of 160W. In order to make it easy to measure ultraviolet rays in the experiment, the jacket is a double tube as shown in Fig. 3. Water is passed between the double tubes (shown in 8), and the water temperature is changed from 10 ° C to 70 ° C. The illuminance meter was installed at a position 3 m away from the low-pressure mercury lamp 9 and the illuminance at 254 nm was measured. For comparison, a low-pressure mercury lamp having the conventional structure shown in FIG. 4 and using no amalgam is installed in the jacket, the same experiment as described above is performed, and the result of measuring the ultraviolet intensity at 254 nm is shown in FIG.

図５において、従来の低圧水銀ランプと本発明のごとく最冷部となるべき構造を設けた低圧水銀ランプの２５４ｎｍの紫外線強度を比較すると、本発明のランプでは水温１０℃から３０℃において比較的フラットな特性に対し、従来の低圧水銀ランプは１０℃をピークに３０℃では約２割照度紫外線強度が低い値となった。 In FIG. 5, when comparing the ultraviolet intensity of 254 nm between the conventional low-pressure mercury lamp and the low-pressure mercury lamp provided with the structure that should be the coldest part as in the present invention, the lamp of the present invention is relatively In contrast to the flat characteristics, the conventional low-pressure mercury lamp has a peak value of 10 ° C., and the intensity of UV light is about 20% lower at 30 ° C.

また前記発光管外側に向けて突起を設ける構造の他に、発光管内側に盛り上がった構造とし、その盛り上がった構造の間にインジウムアマルガムを溶着する構造を有する例を図６に示す。なお、前記突起部分の高さは、発光管内径の１／３以下の寸法が望ましい。また、その設置場所は、前記発光管を長さ方向に３等分した中央部側、つまり、口金に遠い部分の領域に設けられることが望ましい。 FIG. 6 shows an example in which, in addition to the structure in which the protrusions are provided toward the outer side of the arc tube, the structure is raised on the inner side of the arc tube, and indium amalgam is welded between the raised structures. In addition, the height of the protruding portion is preferably 1/3 or less of the inner diameter of the arc tube. Further, it is desirable that the installation location be provided in a central portion side where the arc tube is equally divided into three in the length direction, that is, in a region far from the base.

実施例２は発光管内側に突起を設ける構造１０であり、突起部に囲まれた領域内にインジウムアマルガムを溶着する構造である。本構造にて紫外線強度を測定した結果は図５に示した結果とほぼ同様であり、図１の構造のランプとほぼ同様な特性となった。 Example 2 is a structure 10 in which a projection is provided inside the arc tube, and indium amalgam is welded in a region surrounded by the projection. The result of measuring the ultraviolet intensity with this structure is almost the same as the result shown in FIG. 5, and the characteristics are almost the same as those of the lamp having the structure of FIG.

先にも述べたが、従来の低圧水銀ランプ（比較用水銀ランプ）は１０℃をピークに３０℃では約２割程度紫外線強度が低い値となった。これは、通常２５４ｎｍが最大となるのは最冷部温度が４０℃付近の時であるが従来の構成では被処理水の影響で最冷部温度が４０℃を下回ってしまったためと考えられる。つまり、ジャケットに接して冷却された口金の影響を受け、最冷部温度は４０℃以下に冷却され、２５４ｎｍの紫外線強度が減衰してしまっていた。 As described above, the conventional low-pressure mercury lamp (comparative mercury lamp) has a peak value at 10 ° C. and a low UV intensity at about 30% at 30 ° C. This is probably because 254 nm is maximized when the coldest part temperature is around 40 ° C., but in the conventional configuration, the coldest part temperature has fallen below 40 ° C. due to the influence of water to be treated. That is, under the influence of the base cooled in contact with the jacket, the coldest part temperature was cooled to 40 ° C. or lower, and the ultraviolet intensity at 254 nm was attenuated.

一方本発明の構成では、フィラメントの熱により発光管端部の温度を上げ発光管に設置した内径が大きくなっている部分、もしくは、発光管内側に盛り上がった突起部分に囲まれた部分を最冷部とする。つまり、前記両者の最冷部にアマルガムを溶着させる構造となっており、アマルガムが外部温度の影響を受けにくい位置に保たれているため最冷部温度は４０℃付近で安定し水温１０℃から３０℃の範囲内において２５４ｎｍ照度が比較的フラットな特性となっている。 On the other hand, in the configuration of the present invention, the portion where the inner diameter of the arc tube is increased by increasing the temperature of the arc tube end due to the heat of the filament, or the portion surrounded by the protruding portion rising inside the arc tube is cooled most. Part. That is, it has a structure in which the amalgam is welded to the coldest part of both, and since the amalgam is kept at a position where it is not easily affected by the external temperature, the coldest part temperature is stable at around 40 ° C and the water temperature is from 10 ° C. Within a range of 30 ° C., the 254 nm illuminance has a relatively flat characteristic.

本発明は、紫外線ランプを用いた流水殺菌装置、紫外線酸化用装置などに用いられる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for a running water sterilizer using an ultraviolet lamp, an ultraviolet oxidation apparatus, and the like.

本願の実施例１のランプ構造を示す概略図Schematic showing the lamp structure of Example 1 of the present application 口金の構造を示す概念図Conceptual diagram showing the structure of the base 図１の一部拡大図Partial enlarged view of FIG. 従来構造の低圧水銀ランプの概念図Conceptual diagram of a conventional low-pressure mercury lamp ２５４ｎｍの紫外線強度を測定した結果のグラフGraph of the result of measuring the UV intensity at 254 nm 本願の実施例２のランプ構造を示す概略図Schematic which shows the lamp structure of Example 2 of this application.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・発光管
２・・・口金
３・・・電極マウント
４・・・発光管太径部
５・・・ジャケット
６・・・口金スリット部
７・・・口金太径部
８・・・ジャケット内の水流領域
９・・・発光管
１０・・発光管内突起部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arc tube 2 ... Base 3 ... Electrode mount 4 ... Arc tube diameter part 5 ... Jacket 6 ... Base slit part 7 ... Base diameter part 8 ... Water flow area in the jacket 9 ... arc tube 10 ... projection in arc tube

Claims (2)

円筒状の石英製発光管内に水銀、始動用バッファーガスの他に少なくともインジウムアマルガムを封入したアマルガム形低圧水銀ランプにおいて、前記発光管の一部の内径が、全周に渡って帯状に大きく（太く）なっている内壁部位に、前記インジウムアマルガムが溶着されていることを特徴とする低圧水銀ランプ。   In an amalgam type low-pressure mercury lamp in which at least indium amalgam is sealed in addition to mercury and a starting buffer gas in a cylindrical quartz arc tube, the inner diameter of a part of the arc tube is large in a band shape (thicker) over the entire circumference. The low-pressure mercury lamp is characterized in that the indium amalgam is welded to the inner wall portion. 円筒状の石英製発光管内に水銀、始動用バッファーガスの他に少なくともインジウムアマルガムを封入したアマルガム形低圧水銀ランプにおいて、前記発光管の一部の内径に、少なくとも２箇所で全周に渡って内側に盛り上がった突起部分が、お互いに近い位置に形成され、前記突起部分に囲まれた前記発光管内壁に前記インジウムアマルガムが溶着されていることを特徴とする低圧水銀ランプ。   In an amalgam-type low-pressure mercury lamp in which at least indium amalgam is sealed in addition to mercury and a starting buffer gas in a cylindrical quartz arc tube, the inner diameter of at least two locations inside the arc tube The low-pressure mercury lamp is characterized in that projecting portions that swell are formed at positions close to each other, and the indium amalgam is welded to the inner wall of the arc tube surrounded by the projecting portions.

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