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JP6670570B2 - Excimer discharge unit - Google Patents
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Description

この発明は、誘電体バリア放電により深紫外光、又は真空紫外光を照射するエキシマランプに関し、特に、光触媒作用により浄化処理を行う空気清浄に用いられるエキシマランプに関する。   The present invention relates to an excimer lamp that irradiates deep ultraviolet light or vacuum ultraviolet light by dielectric barrier discharge, and more particularly, to an excimer lamp used for air cleaning that performs a purification process by photocatalysis.

近年、光触媒作用による空気清浄機の開発が行われている。例えば、酸化チタン光触媒は、紫外光を吸収したときに触媒作用により空気中の酸素と水分からOHラジカル等を発生させる。これらのOHラジカル等が強い酸化力により空気中の有機化合物を分解して空気清浄機能等を発揮する。
従来から、光触媒を紫外線ランプである励起光源とセットにした空気清浄機が知られている。紫外線ランプは主に水銀を封入したものや、それに蛍光体を塗布したものであり、近年の環境規制などを考慮すると現在は励起光源として水銀ランプが使用できる状況ではない。そのため水銀フリーな励起光源が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, air purifiers using photocatalysis have been developed. For example, a titanium oxide photocatalyst generates OH radicals and the like from oxygen and moisture in the air by catalytic action when absorbing ultraviolet light. These OH radicals and the like decompose organic compounds in the air by a strong oxidizing power to exhibit an air purifying function and the like.
BACKGROUND ART Conventionally, an air purifier in which a photocatalyst is set with an excitation light source, which is an ultraviolet lamp, has been known. Ultraviolet lamps are mainly those in which mercury is sealed or coated with a phosphor, and considering environmental regulations in recent years, mercury lamps cannot be used as an excitation light source at present. Therefore, a mercury-free excitation light source is required.

例えば特許文献1には、この種の作用をなすエキシマランプが開示されている。図5に示すように、従来のエキシマランプ5には円筒状の放電容器51の内部に一方の電極(内部電極)52が配置されており、放電容器51の外周には導電性メッシュに光触媒を担持させた波板状の外部電極53が線接触するように配置されている。この従来例の発明においては、導電性メッシュに光触媒を担持させることにより、光の利用効率が高いとされている。   For example, Patent Document 1 discloses an excimer lamp having such a function. As shown in FIG. 5, in the conventional excimer lamp 5, one electrode (internal electrode) 52 is disposed inside a cylindrical discharge vessel 51, and a photocatalyst is coated on a conductive mesh on the outer periphery of the discharge vessel 51. The supported corrugated external electrodes 53 are arranged in line contact. In the invention of this conventional example, it is said that light utilization efficiency is high by supporting a photocatalyst on a conductive mesh.

特許第5705599号Patent No. 5705599

しかしながら、従来の構造の外部電極は、その構造や材料に起因して製造工程が複雑であり、製造費用の観点から経済的ではない。また、外部電極をチタンのような金属で構成するとOHラジカル等の強い酸化力によって腐食してしまい長期にわたっての使用には耐えられないおそれがあった。
以上の点から、本発明は光触媒励起用の光源としては筒状の放電容器の外部に電極を設けない形態のエキシマランプを提供することを目的とする。
However, the external electrode having the conventional structure has a complicated manufacturing process due to its structure and material, and is not economical from the viewpoint of manufacturing cost. Further, when the external electrode is made of a metal such as titanium, there is a possibility that the external electrode is corroded by a strong oxidizing power such as OH radical and cannot be used for a long time.
In view of the above, an object of the present invention is to provide an excimer lamp in which no electrode is provided outside a cylindrical discharge vessel as a light source for exciting a photocatalyst.

上記課題を解決するため、本発明は、ガラスから構成された第1の管状容器にエキシマ放電を生じるガスを封入した第1の放電セルと、第1の放電セルの内部に設けられた第1の内部電極と、ガラスから構成された第2の管状容器にエキシマ放電を生じるガスを封入した第2の放電セルと、第2の放電セルの内部に設けられた第2の内部電極とを備え、第1の放電セルと第2の放電セルとが各々の管軸方向が平行となる向きで当接されたエキシマ放電ユニットにおいて、第1の放電セル又は第2の放電セルの少なくとも一方の放電容器の外表面上に光触媒層が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、第1の内部電極と第2の内部電極の間に交流電圧を印加することにより、波長230nm以下のエキシマ発光を放射するものでもよい。
また、本発明は、前記エキシマ放電ユニットは、第1の管状容器と第2の管状容器が当接する領域には前記光触媒層が形成されていない非成膜領域を有していてもよい。
また、本発明は、第1の管状容器および第2の管状容器は、管軸に直交する断面が円形状であってもよい。
また、本発明は、第1の管状容器および第2の管状容器は、管軸に直交する断面が矩形状であってもよい。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first discharge cell in which a gas that generates excimer discharge is sealed in a first tubular container made of glass, and a first discharge cell provided inside the first discharge cell. An internal electrode, a second discharge cell in which a gas that generates excimer discharge is sealed in a second tubular container made of glass, and a second internal electrode provided inside the second discharge cell. , In an excimer discharge unit in which the first discharge cell and the second discharge cell are in contact with each other in such a direction that their tube axes are parallel, discharge of at least one of the first discharge cell and the second discharge cell is performed. A photocatalyst layer is formed on the outer surface of the container.
Further, the present invention may emit excimer light having a wavelength of 230 nm or less by applying an AC voltage between the first internal electrode and the second internal electrode.
Further, in the present invention, the excimer discharge unit may have a non-film-forming region where the photocatalytic layer is not formed in a region where the first tubular container and the second tubular container are in contact with each other.
In the present invention, the first tubular container and the second tubular container may have a circular cross section perpendicular to the pipe axis.
Further, in the present invention, the first tubular container and the second tubular container may have a rectangular cross section perpendicular to the pipe axis.

本発明によれば、エキシマ放電を発生させるための電極が管状容器の外部に存在しないので、これらの電極が真空紫外光によって生じるOHラジカル等に曝されることがなく、電極が腐食することがない。   According to the present invention, since electrodes for generating excimer discharge do not exist outside the tubular container, these electrodes are not exposed to OH radicals and the like generated by vacuum ultraviolet light, and the electrodes are not corroded. Absent.

本発明の第一の実施形態であるエキシマ放電ユニットの管軸方向に沿った断面図による概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cross-sectional view of an excimer discharge unit according to a first embodiment of the present invention, taken along a tube axis direction. 図2は、エキシマ放電ユニットを管軸に対して垂直な平面で切断した概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the excimer discharge unit cut along a plane perpendicular to the tube axis. 本発明の第二の実施形態であるエキシマ放電ユニットの管軸方向に垂直な平面で切断した概略断面図を示している。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an excimer discharge unit according to a second embodiment of the present invention, taken along a plane perpendicular to the tube axis direction. 本発明の第三の実施形態であるエキシマ放電ユニットの管軸方向に垂直な平面で切断した概略断面図を示している。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an excimer discharge unit according to a third embodiment of the present invention, taken along a plane perpendicular to the tube axis direction. 従来例にかかるエキシマ放電ユニットを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an excimer discharge unit according to a conventional example.

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第一の実施形態であるエキシマ放電ユニットの管軸方向に沿った断面図による概略構成図である。
エキシマ放電ユニット1は、第1の放電セル10と第2の放電セル20の一対の放電セルから構成されている。第1の放電セル10は、第1の管状容器11の内部に第1の内部電極12を有しており、第2の放電セル20は第2の管状容器21の内部に第2の内部電極22を有している。すなわち、管状容器の外部には電極が存在しないエキシマ放電ユニットとなっている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cross-sectional view along the tube axis direction of an excimer discharge unit according to a first embodiment of the present invention.
The excimer discharge unit 1 includes a pair of first discharge cells 10 and second discharge cells 20. The first discharge cell 10 has a first internal electrode 12 inside a first tubular container 11, and the second discharge cell 20 has a second internal electrode 12 inside a second tubular container 21. 22. That is, the excimer discharge unit has no electrodes outside the tubular container.

第1の管状容器11及び第2の管状容器21の内部に封入されるエキシマ放電を生ぜしめるガスとは、例えばキセノンガス(Xe)、アルゴンガス(Ar)、クリプトンガス(Kr)などの希ガスが挙げられる。また、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス(F)、塩素ガス(CI)、ヨウ素ガス(1)、臭素ガス(Br)などのハロゲンガスを用いることもできる。
例えば、発光ガスとしてキセノンガスを用いた場合には波長172nmの真空紫外光が得られ、発光ガスとしてアルゴンガスと塩素ガスとの混合ガスを用いた場合には波長175nmの真空紫外光が得られ、発光ガスとしてクリプトンガスとヨウ素ガスとの混合ガスを用いた場合には波長191nmの真空紫外光が得られ、発光ガスとしてアルゴンガスとフッ素ガスとの混合ガスを用いた場合には波長193nmの真空紫外光が得られ、発光ガスとしてクリプトンガスと臭素ガスとの混合ガスを用いた場合には波長207nmの真空紫外光が得られ、発光ガスとしてクリプトンガスと塩素ガスとの混合ガスを用いた場合には波長222nmの真空紫外光が得られる。
したがって、本発明にかかるエキシマ放電ユニットでは、波長230nm以下のエキシマ光を放射するために、上記の希ガス、又は、希ガスとハロゲンガスの混合ガスが封入される。
The gas generating an excimer discharge sealed in the first tubular container 11 and the second tubular container 21 is, for example, a rare gas such as xenon gas (Xe), argon gas (Ar), and krypton gas (Kr). Is mentioned. If necessary, a halogen gas such as a fluorine gas (F), a chlorine gas (CI), an iodine gas (1), or a bromine gas (Br) can be used together with the rare gas.
For example, when xenon gas is used as the luminescent gas, vacuum ultraviolet light with a wavelength of 172 nm is obtained, and when a mixed gas of argon gas and chlorine gas is used as the luminescent gas, vacuum ultraviolet light with a wavelength of 175 nm is obtained. When a mixed gas of krypton gas and iodine gas is used as a luminescent gas, vacuum ultraviolet light having a wavelength of 191 nm is obtained, and when a mixed gas of argon gas and fluorine gas is used as a luminescent gas, a wavelength of 193 nm is obtained. Vacuum ultraviolet light was obtained, and when a mixed gas of krypton gas and bromine gas was used as a luminescent gas, vacuum ultraviolet light having a wavelength of 207 nm was obtained, and a mixed gas of krypton gas and chlorine gas was used as a luminescent gas. In this case, vacuum ultraviolet light having a wavelength of 222 nm is obtained.
Therefore, in the excimer discharge unit according to the present invention, the rare gas or the mixed gas of the rare gas and the halogen gas is sealed in order to emit excimer light having a wavelength of 230 nm or less.

エキシマ放電を生ぜしめるガスのガス圧は、低圧であることが好ましく、例えば静圧で10kPa〜45kPaとされる。   The gas pressure of the gas causing the excimer discharge is preferably low, for example, 10 kPa to 45 kPa in static pressure.

第1の管状容器11および第2の管状容器21を構成する材料としては、誘電体としての性質、紫外光を透過する性質が必要であるため、ガラスが採用される。具体的には例えば波長230nm〜160nmの透過率が良好である石英ガラスが好適に採用される。   As a material for forming the first tubular container 11 and the second tubular container 21, glass is used because it is required to have a property as a dielectric and a property to transmit ultraviolet light. Specifically, for example, quartz glass having a good transmittance at a wavelength of 230 nm to 160 nm is suitably used.

第1の内部電極12および第2の内部電極22には、例えばタングステンなどの金属素線が用いられる。タングステンやモリブデンなどの金属素線をコイル状にしてもよいし、直線状にしてもよい。内部電極が配置される空間には発光ガスが充填されており、電極の腐食が生じることはない。   For the first internal electrode 12 and the second internal electrode 22, for example, a metal wire such as tungsten is used. A metal wire such as tungsten or molybdenum may be formed into a coil shape or a straight line shape. The space in which the internal electrodes are arranged is filled with a luminescent gas, so that the electrodes do not corrode.

内部電極12、22は通常、何等かの手段により封止されて外部と導通する構造となっている。ここでは封止方法の一例としてピンチシールを用いて説明する。いわゆるピンチシールは、ガラス製の管状容器の端部をバーナー等によって加熱して圧力を加え、金属箔およびこれと接続された内部リードともに潰して封じるものである。もちろん封止部の構造についてはこの構造に限定されるものではないが、簡便に製造することができる。
図1に示すように、内部電極12、22はその一端部、すなわち内部電極と電気回路的に同電位となる一端部が、管状容器11、21の管軸方向の端部に設けられた封止部111、211に埋設されるとともに、金属箔141、241などの導電部材と溶接等によって電気的に接続されている。
金属箔のうち、内部電極が接続された金属箔141、241の他端側にはこの管状容器の外部に導出される外部リード122、222が接続されている。このような構造をとることにより、ガラス製の管状容器11、22の外部から内部へ電力を投入することができる。
The internal electrodes 12 and 22 are usually sealed by some means so as to be electrically connected to the outside. Here, a pinch seal will be described as an example of the sealing method. In a so-called pinch seal, the end of a glass tubular container is heated by a burner or the like to apply pressure, and both the metal foil and the internal lead connected thereto are crushed and sealed. Of course, the structure of the sealing portion is not limited to this structure, but can be easily manufactured.
As shown in FIG. 1, one end of each of the internal electrodes 12 and 22, that is, one end having the same electric circuit potential as the internal electrodes is provided at a tube axial end of each of the tubular containers 11 and 21. It is embedded in the stoppers 111 and 211 and is electrically connected to conductive members such as the metal foils 141 and 241 by welding or the like.
Outer leads 122 and 222 that are led out of the tubular container are connected to the other ends of the metal foils 141 and 241 to which the internal electrodes are connected. With such a structure, electric power can be supplied from outside to inside of the glass tubular containers 11 and 22.

図1では1つの管状容器11、21につきその両端に封止部111、112、211、212を形成しているが、封止部を形成する箇所は1か所でも構わない。これはワイヤー状もしくはコイル状である内部電極を物理的に保持するために、便宜的に管状容器の他端側にも封止部を設けて同様のピンチシール構造とし、内部電極を懸架しているだけである。
2つの放電セルの固定については、管状容器の端部をソケット等の部材に挿入することで可能である。
In FIG. 1, the sealing portions 111, 112, 211, and 212 are formed at both ends of each of the tubular containers 11 and 21, but the sealing portion may be formed at one location. In order to physically hold the wire-shaped or coil-shaped internal electrode, a sealing portion is provided at the other end of the tubular container for the sake of convenience, and a similar pinch seal structure is used, and the internal electrode is suspended. I'm just there.
The two discharge cells can be fixed by inserting the end of the tubular container into a member such as a socket.

図2は、エキシマ放電ユニットを管軸に対して垂直な平面で切断した概略断面図である。この図は図1のA−A´線断面図となっている。
第1の放電セル10と第2の放電セル20とは、第1の管状容器11の外面と第2の管状容器21の外面とが当接する状態で配置されている。ただし厳密には後述する光触媒による箔膜層を挟んでいる。
前述のように、第1の内部電極12は第1の管状容器11の内部に中空に形成された放電空間内に配置されており、第2の内部電極22も同様に第2の管状容器21の内部に配置されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the excimer discharge unit cut along a plane perpendicular to the tube axis. This figure is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG.
The first discharge cell 10 and the second discharge cell 20 are arranged such that the outer surface of the first tubular container 11 and the outer surface of the second tubular container 21 are in contact with each other. However, strictly speaking, a foil film layer made of a photocatalyst described later is sandwiched.
As described above, the first internal electrode 12 is disposed in the discharge space formed hollow inside the first tubular container 11, and the second internal electrode 22 is similarly placed in the second tubular container 21. It is located inside.

管状容器11、21の外表面には光触媒層13、23が形成されている。光触媒材料は、代表的には二酸化チタン(TiO)である。
その他に、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化銅(CuO)、酸化タングステン(WO)などの金属酸化物、又は硫化亜鉛(ZnS)、硫化カドミニウム(CdS)、硫化水銀(HgS)などの金属硫化物、さらにはセレン化カドミニウム(CdSe)などの金属セレン化物であり、これらの光触媒材料に金属を添加して特性を付加したものも用いることができる。
光触媒層を形成する方法としては、粉末をペーストとして焼成することもできるが、バインダーが含まれていない方が望ましい。ゾルゲル法、スパッタ法、などを採用することができ、ガラス製管状容器の外面上に形成するにあたっては密着度を良好とする観点から溶射法によって形成することが特に望ましい。
光触媒層は、管状容器11、21の少なくともいずれか1つに設けられていても機能を発揮するので、片方のみに形成してもよい。
Photocatalyst layers 13 and 23 are formed on the outer surfaces of the tubular containers 11 and 21. Photocatalytic material, typically a titanium dioxide (TiO 2).
In addition, metal oxides such as zinc oxide (ZnO), nickel oxide (NiO), copper oxide (Cu 2 O), and tungsten oxide (W 3 O); zinc sulfide (ZnS); cadmium sulfide (CdS); Metal sulfides such as mercury (HgS), and metal selenides such as cadmium selenide (CdSe), and those obtained by adding a metal to these photocatalyst materials and adding properties can also be used.
As a method for forming the photocatalyst layer, the powder can be fired as a paste, but it is preferable that the powder does not contain a binder. A sol-gel method, a sputtering method, or the like can be employed, and when forming on the outer surface of the glass tubular container, it is particularly desirable to form by a thermal spraying method from the viewpoint of improving the degree of adhesion.
The photocatalyst layer exerts its function even if it is provided in at least one of the tubular containers 11 and 21, and thus may be formed on only one of the tubular containers.

なお、第1の管状容器11と第2の管状容器12の間には、所定の誘電率及び厚みで設定された誘電体をスペーサーとして配置してもよい。これは物理的間隔を調整する役割の他、容量結合して第1の内部電極12と第2の内部電極22の間のインピーダンスを調整する役割を果たすことができる。スペーサーの材料としてはガラスやセラミックが採用される。   In addition, between the first tubular container 11 and the second tubular container 12, a dielectric having a predetermined dielectric constant and a predetermined thickness may be disposed as a spacer. This can play a role of adjusting the impedance between the first internal electrode 12 and the second internal electrode 22 through capacitive coupling in addition to a role of adjusting the physical interval. Glass or ceramic is used as the material of the spacer.

図1に示すように、第1の放電セル10と、第2の放電セル20はそれぞれが交流電源30に接続されており、所定の交流電圧を印加することで、各放電セルの内部にエキシマ放電が発生する。このエキシマ放電は肉眼では図2に示すように第1の内部電極から第2の内部電極の方向へ向かって第1の管状容器の内面まで、第2の内部電極から第1の内部電極へ向かって第2の管状容器の内面まで放電柱Pが観測される。すなわち、一対のセルがガラス製管状容器の管壁によって容量結合されたものとして誘電体バリア放電をしており、管状容器の外部には電極が存在しない。   As shown in FIG. 1, each of the first discharge cell 10 and the second discharge cell 20 is connected to an AC power supply 30, and by applying a predetermined AC voltage, an excimer is formed inside each discharge cell. Discharge occurs. This excimer discharge is visible to the naked eye from the second internal electrode to the first internal electrode, from the first internal electrode toward the second internal electrode, to the inner surface of the first tubular container, as shown in FIG. Thus, the discharge column P is observed up to the inner surface of the second tubular container. That is, the dielectric barrier discharge is performed as a pair of cells is capacitively coupled by the tube wall of the glass tubular container, and no electrode exists outside the tubular container.

印加する交流電圧は例えば周波数が5〜100kHzの、印加電圧が1kV〜20kVの高周波電圧である。特に図示しないが既知のエキシマランプ用交流電源によって供給可能である。   The applied AC voltage is, for example, a high frequency voltage having a frequency of 5 to 100 kHz and an applied voltage of 1 kV to 20 kV. Although not shown, it can be supplied by a known AC power supply for excimer lamps.

本発明の空気清浄作用について説明する。エキシマ放電ユニット1に交流電圧を印加するとエキシマ放電が発生し、波長230nm以下の深紫外光、真空紫外光が発生する。これらの真空紫外光は、可視光と比較して高いエネルギーを有しており、光触媒の励起光として優れているが、清浄の対象となる空気、すなわち酸素を含む雰囲気中では著しく減衰するという性質を有する。
すなわち、現在、光触媒として最も普及している材料である二酸化チタンにとっては、励起光としては可視光よりも紫外光が有利であるが、その取扱いが難しいということになる。
The air cleaning action of the present invention will be described. When an AC voltage is applied to the excimer discharge unit 1, excimer discharge is generated, and deep ultraviolet light having a wavelength of 230 nm or less and vacuum ultraviolet light are generated. These vacuum ultraviolet lights have higher energy than visible light and are excellent as excitation light for photocatalysts, but they attenuate significantly in air to be cleaned, that is, in an atmosphere containing oxygen. Having.
That is, for titanium dioxide, which is currently the most widely used material as a photocatalyst, ultraviolet light is more advantageous than visible light as excitation light, but it is difficult to handle.

しかし、本発明ではエキシマ放電により発生した真空紫外光は減衰することなく光触媒層へ到達することができる。すなわち、真空紫外光は、まず希ガス等が密閉され酸素が基本的に存在しない管状容器11、21の内部空間を伝搬し、その後石英ガラスなどの管状容器11、21を構成する材料に到達する。そして、管状容器11、21の内部を伝搬して外部に放出されるが、光触媒層13、13が管状容器の外面に直接的に形成されているので、ほとんど酸素に触れることなく光触媒層13、13に到達するというわけである。
なお、エネルギーとしては低下してしまうが、個々の光触媒の励起エネルギーに調整する目的で、真空紫外光を長波長側、例えば波長400nm付近、にシフトさせる蛍光体層を管状容器の外面と光触媒層との間、又は管状容器の内壁面に形成することもできる。
However, in the present invention, the vacuum ultraviolet light generated by the excimer discharge can reach the photocatalyst layer without being attenuated. That is, the vacuum ultraviolet light first propagates through the internal space of the tubular containers 11 and 21 in which a rare gas or the like is sealed and oxygen is basically absent, and then reaches the material constituting the tubular containers 11 and 21 such as quartz glass. . Then, the light propagates inside the tubular containers 11 and 21 and is released to the outside. Since the photocatalyst layers 13 and 13 are formed directly on the outer surface of the tubular container, the photocatalyst layers 13 and 13 hardly come into contact with oxygen. 13 is reached.
Although the energy is reduced, the phosphor layer that shifts the vacuum ultraviolet light to a longer wavelength side, for example, around 400 nm, is used to adjust the excitation energy of each photocatalyst to the outer surface of the tubular container and the photocatalyst layer. And on the inner wall surface of the tubular container.

真空紫外光が光触媒層(二酸化チタン)に到達すると、二酸化チタン中の電子が励起されて空気清浄能を発揮する。この過程は既知であるので説明は簡単にするが、二酸化チタンの周囲の雰囲気に存在する酸素分子が二酸化チタンの表面に吸着されると、還元反応及び酸化反応が生じて最終的にはOHラジカル(ヒドロキシルラジカル)等の活性酸素が発生する。このOHラジカル等の酸化力によって空気中の有機物を分解することにより空気を清浄する。   When the vacuum ultraviolet light reaches the photocatalyst layer (titanium dioxide), the electrons in the titanium dioxide are excited to exhibit air cleaning ability. This process is known, so the description will be simplified.However, when oxygen molecules existing in the atmosphere around titanium dioxide are adsorbed on the surface of titanium dioxide, a reduction reaction and an oxidation reaction occur, and finally OH radicals are generated. Active oxygen such as (hydroxyl radical) is generated. The air is purified by decomposing organic substances in the air by oxidizing power such as OH radicals.

そして、エキシマ放電を発生させるための電極が管状容器の外部に存在しないので、これらの電極が真空紫外光によって生じるOHラジカル等に曝されることがなく、電極が腐食することがない。
つまり、本発明は光触媒の励起光として真空紫外光を利用するにあたり、エキシマランプを用いる。そして、その際の主な課題である放電電極の腐食、さらに付随的には真空紫外光の酸素雰囲気中での減衰という問題を解決することができる。
Since electrodes for generating excimer discharge do not exist outside the tubular container, these electrodes are not exposed to OH radicals or the like generated by vacuum ultraviolet light, and the electrodes do not corrode.
In other words, the present invention uses an excimer lamp when utilizing vacuum ultraviolet light as excitation light for the photocatalyst. Then, the problem of corrosion of the discharge electrode, which is a main problem at that time, and furthermore, the problem of attenuation of vacuum ultraviolet light in an oxygen atmosphere can be solved.

図3は、本発明の第二の実施形態であるエキシマ放電ユニットの管軸方向に垂直な平面で切断した概略断面図を示している。
本実施形態では、光触媒層の形成領域に関する事項以外は基本的に図2に示した第1の実施形態と同様であるから説明を省略する。
第1の放電セル10の第1の管状容器11と第2の放電セル20の第2の管状容器21とが直接的に当接している。そして、第1の管状容器11と第2の管状容器21とが直接当接している部分については、光触媒層13が形成されていない。
FIG. 3 is a schematic sectional view of an excimer discharge unit according to a second embodiment of the present invention, taken along a plane perpendicular to the tube axis direction.
The present embodiment is basically the same as the first embodiment shown in FIG.
The first tubular container 11 of the first discharge cell 10 and the second tubular container 21 of the second discharge cell 20 are in direct contact. The photocatalyst layer 13 is not formed in a portion where the first tubular container 11 and the second tubular container 21 are in direct contact.

これは、第一に、第1の管状容器11と第2の管状容器21とが当接する領域においては、厳密にはガラスの表面の凹凸によってμm単位での隙間が生じているとしても、そもそも光触媒層13が大気に接触する面積はほとんどないことを考慮すると、この部分に光触媒層13を形成する理由は無いからである。
第二に、わずかな厚みながら光触媒層13が存在することによって、管状容器とは異なる誘電率の材料が異物として介在することになるから、第1の内部電極12と第2の内部電極22の間の電気容量が変化して、放電が不安定になったり、容器外で不所望な放電が生じたりすることを避けるためである。
第三には、光触媒層13は溶射法等によって強固に管状容器に密着しているとしても、当接していることに起因して擦れあったりして剥離すると、他の領域まで剥離するおそれがあるからである。
このような光触媒層の非形成領域は、成膜方法にもよるが、当該箇所を予めマスクをしておいて成膜することによって設けることができる。
First, in a region where the first tubular container 11 and the second tubular container 21 contact each other, strictly speaking, even if a gap in units of μm is generated due to irregularities on the surface of the glass, This is because there is no reason to form the photocatalyst layer 13 in this part, considering that the photocatalyst layer 13 has almost no area in contact with the atmosphere.
Secondly, the presence of the photocatalyst layer 13 with a small thickness causes a material having a dielectric constant different from that of the tubular container to intervene as a foreign substance, so that the first inner electrode 12 and the second inner electrode 22 This is to prevent unstable discharge or undesired discharge from occurring outside the container due to a change in the electric capacity between them.
Third, even if the photocatalyst layer 13 is firmly adhered to the tubular container by a thermal spraying method or the like, if the photocatalyst layer 13 is rubbed or peeled off due to contact, there is a possibility that the photocatalyst layer 13 may be peeled to other regions. Because there is.
Such a non-formation region of the photocatalyst layer can be provided by forming a film by masking the portion in advance, depending on a film formation method.

図4は、本発明の第三の実施形態であるエキシマ放電ユニットの管軸方向に垂直な平面で切断した概略断面図を示している。
本実施形態は、管状容器の形状に関する事項以外は基本的に図2に示した第1の実施形態と同様であるから説明を省略する。
この図において示すように管状容器11、21の形状がこの管軸方向に垂直な平面で切断した状態において矩形状である角筒型となっている。矩形の例としては長方形に限られるものではなく正方形でも良い。長方形の場合には、下記のように長辺どうしを当接する方が好ましい。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an excimer discharge unit according to a third embodiment of the present invention, taken along a plane perpendicular to the tube axis direction.
This embodiment is basically the same as the first embodiment shown in FIG. 2 except for matters relating to the shape of the tubular container, and therefore, the description is omitted.
As shown in this figure, the shape of the tubular containers 11 and 21 is rectangular when cut along a plane perpendicular to the tube axis direction. The example of the rectangle is not limited to a rectangle, but may be a square. In the case of a rectangle, it is preferable that the long sides abut on each other as described below.

これは、第一に第1の管状容器11と第2の管状容器21とを当接させるにあたり、形状的に安定して当接させるという効果があるためである。その意味では、管状容器全体を矩形とする必要はなく、当接部分のみ平面部を設け、平面部どうしを当接させることも可能である。平面部どうしが当接していると、接触面も平面状になり放電も安定する。
第二に、管状容器に平面部を構成する部分があると、光触媒層を形成しやすいからである。強固に密着した光触媒層を曲面上に形成することは技術的に難易度が高いため、このように平面部を有していれば、従来の基板に対する光触媒層の形成技術のうちから、これを応用して製膜することができる選択肢が増加する。第三に、矩形状であれば、非成膜領域を区別して設けることが容易である。
This is because, when the first tubular container 11 and the second tubular container 21 are first brought into contact with each other, there is an effect that the first tubular container 11 and the second tubular container 21 come into contact stably in shape. In that sense, it is not necessary to make the entire tubular container rectangular, and it is also possible to provide a flat portion only at the contact portion and bring the flat portions into contact with each other. When the flat portions are in contact with each other, the contact surface also becomes flat and the discharge is stabilized.
Second, the photocatalytic layer is easily formed if the tubular container has a portion constituting a flat portion. Forming a strongly adhered photocatalyst layer on a curved surface is technically difficult, so if it has such a flat portion, it can be used as a conventional photocatalyst layer formation technology for a substrate. The number of options that can be applied to form a film increases. Third, in the case of a rectangular shape, it is easy to provide a non-film formation region separately.

1 エキシマ放電ユニット
10 第1の放電セル
11 第1の管状容器
111 封止部
112 封止部
12 第1の内部電極
122 外部リード
141 金属箔
13 光触媒層
20 第2の放電セル
21 第2の管状容器
211 封止部
212 封止部
12 第1の内部電極
222 外部リード
241 金属箔
23 光触媒層
30 交流電源
P 放電柱
NDA 非成膜領域
5 エキシマランプ
51 放電容器
52 内部電極
53 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excimer discharge unit 10 1st discharge cell 11 1st tubular container 111 Sealing part 112 Sealing part 12 First internal electrode 122 External lead 141 Metal foil 13 Photocatalytic layer 20 Second discharge cell 21 Second tube Container 211 Sealing part 212 Sealing part 12 First internal electrode 222 External lead 241 Metal foil 23 Photocatalytic layer 30 AC power supply P Discharge column NDA Non-film formation area 5 Excimer lamp 51 Discharge container 52 Internal electrode 53 External electrode

Claims (4)

ガラスから構成された第1の管状容器にエキシマ放電を生じるガスを封入した第1の放電セルと、第1の放電セルの内部に設けられた第1の内部電極と、ガラスから構成された第2の管状容器にエキシマ放電を生じるガスを封入した第2の放電セルと、第2の放電セルの内部に設けられた第2の内部電極とを備え、第1の放電セルと第2の放電セルとが各々の管軸方向が平行となる向きで当接された空気清浄に用いられるエキシマ放電ユニットにおいて、
第1の内部電極と第2の内部電極の間に交流電圧を印加することにより、波長230nm以下のエキシマ発光を放射するとともに、
第1の放電セル又は第2の放電セルの少なくとも一方の放電容器の外表面上に形成された光触媒層に、波長230nm以下のエキシマ光が照射されることで浄化処理を行うことを特徴する空気清浄に用いられるエキシマ放電ユニット。
A first discharge cell in which a gas that generates excimer discharge is sealed in a first tubular container made of glass, a first internal electrode provided inside the first discharge cell, and a first electrode made of glass. A second discharge cell in which a gas generating an excimer discharge is sealed in a second tubular container; and a second internal electrode provided inside the second discharge cell, wherein the first discharge cell and the second discharge cell are provided. In an excimer discharge unit used for air cleaning in which the cells and the respective tube axes are in contact with each other in a parallel direction,
By applying an AC voltage between the first internal electrode and the second internal electrode, excimer emission having a wavelength of 230 nm or less is emitted,
An air characterized in that a purification process is performed by irradiating excimer light having a wavelength of 230 nm or less to a photocatalytic layer formed on an outer surface of at least one of the first discharge cell and the second discharge cell. Excimer discharge unit used for cleaning .
前記エキシマ放電ユニットは、
第1の管状容器と第2の管状容器が当接する領域には前記光触媒層が形成されていない非成膜領域を有することを特徴とする請求項1に記載のエキシマ放電ユニット。
The excimer discharge unit,
2. The excimer discharge unit according to claim 1, wherein a non-film formation region where the photocatalytic layer is not formed is provided in a region where the first tubular container and the second tubular container are in contact with each other.
第1の管状容器および第2の管状容器は、管軸に直交する断面が円形状であることを特徴とする請求項1または2に記載のエキシマ放電ユニット。   3. The excimer discharge unit according to claim 1, wherein each of the first tubular container and the second tubular container has a circular cross section perpendicular to the tube axis. 4. 第1の管状容器および第2の管状容器は、管軸に直交する断面が矩形状であることを特徴とする請求項1または2に記載のエキシマ放電ユニット。   3. The excimer discharge unit according to claim 1, wherein the first tubular container and the second tubular container have a rectangular cross section orthogonal to a tube axis. 4.
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