JP2003109549A - 無電極放電ランプ、光照射装置および水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光放射を均一にできる無電極放電ランプ、光照
射装置および水処理装置を提供する。 【解決手段】無電極放電ランプ１は、内面に光拡散膜が
形成され、放電媒体が封入された管状の発光管２と、発
光管２を取り巻くようにして設けられ、放電媒体に放電
エネルギーを伝達可能に構成された誘導結合コイル３
と、主として非導電性材料からなり、発光管２の外面と
誘導結合コイル３の内面の間が発光管の周回に亘って略
一定かつ１〜２０ｍｍとなるように発光管２および誘導
結合コイル３間に隙間を形成して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光管と誘導結合
コイルが略一定の間隔を有するように構成された無電極
放電ランプ、光照射装置および水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無電極放電ランプは、一重管または二重
管の透明な発光管内に電磁結合により放電を発生して発
光する金属ハロゲン化物などの放電媒体を封入し、この
発光管を取り巻くようにして誘導結合コイルを配設し、
この誘導結合コイルによって発光管内に電磁結合による
閉ループ放電を発生させ、この閉ループ放電により放電
媒体を放電発光させるように構成したものである。そし
て、この種の無電極放電ランプは、誘導結合コイルと発
光管の間隔を小さくして、誘導結合コイルと発光管の電
磁結合を高くし、放電発光の効率向上を図っている。

【０００３】しかしながら、発光管は、外面形状の寸法
に製造上のばらつきが生じて、周回に亘る管外径にばら
つきが生じやすいので、誘導結合コイルと発光管の間隔
を小さくすると、発光管の外面が部分的に誘導結合コイ
ルに接触することがある。このような接触は、点灯中に
高温度となる発光管と低温度の誘導結合コイルの温度差
によって発光管にクラック等の破損を生じさせるおそれ
がある。また、接触部分で発光管の温度が局部的に下が
り、この接触部分が最冷部となって放電媒体が凝集し
て、点灯不具合が生じることになる。このような問題点
を解消するため、特開平８−５５６１２号公報（従来技
術）に、誘導結合コイルと発光管の間隔を微少に保持す
るとともに、両者が接触することを防止した無電極放電
ランプが提案されている。

【０００４】この従来技術の無電極放電ランプ６０は、
図１１に示すように、誘導結合コイル６１の内面に設け
られ、発光管６２が誘導結合コイル６１の内面に接触す
るのを防止する当接部材６３を備えたものである。当接
部材６３は、誘導結合コイル６１と発光管６２の間に介
在するので、発光管６２が誘導結合コイル６１に接触す
ることが防止される。また、当接部材６３は、誘導結合
コイル６１と発光管６２を微小間隔で離間させるので、
誘導結合コイル６１と発光管６２の電磁結合を高くする
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、当接部材
６３が誘導結合コイル６１と発光管６２との接触を防止
するようにしているのみであり、かつ、発光管６２の外
面形状の製造ばらつきや誘導結合コイル６１の内面形状
のばらつきを考慮していないので、誘導結合コイル６１
と発光管６２の間隔を発光管６２の周回に亘って一定に
保持することができない。この結果、コイルによる光の
遮光度合いが長手方向および軸周方向に亘って不均一と
なりやすいという問題がある。すなわち、誘導結合コイ
ル６１から発光管６２内の放電媒体に伝達する放電エネ
ルギーにばらつきが生じて、発光管６２が発光管６２の
周回に亘って均一な放電発光を形成しずらいという欠点
を有する。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、コイルの遮光度合いによらず、発光管の均一な発光
が行える無電極放電ランプ、光照射装置および水処理装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の無電極
放電ランプの発明は、主として石英からなり内面に光拡
散膜が形成され、放電媒体が封入された管状の発光管
と； 主として導電性材料からなり、発光管を取り巻く
ように設けられ、放電媒体に放電エネルギーを伝達可能
に構成された誘導結合コイルと；を具備している。

【０００８】「主として」とは、純粋すなわち１００％
の他、特性に影響を及ぼさない程度の不純物等を包含し
てもよいことを意味する。すなわち、発光管は、主とし
て石英であるから誘電体であるが、若干の非誘電体を包
含してもよく、導電性材料は若干の非導電性材料を包含
してもよく、非導電性材料は、若干の導電性材料を包含
してもよい。ただし、長手方向に長い発光管を作ろうと
した場合には、石英が好適である。なぜなら、石英であ
れば紫外線を透過するし、熱変形が容易であるから、セ
ラミック発光管などのように電気誘導を行う場合に考慮
しなければならない金属体などを封止部に使用する必要
がないためである。

【０００９】放電媒体は、無電極放電ランプの用途に応
じて適宜選定されたものであればよく、例えば発光管か
ら紫外線を放射させるときは、純水銀またはアマルガム
に加えて、アルゴン、キセノン、クリプトンなどの希ガ
スを加えたものも許容できる。

【００１０】拡散膜は、本願図面においては、発光管の
内面に図示できないほどに極薄く全体的に被着されるも
ので、酸化アルミニウム、酸化チタン、希土類酸化物の
少なくとも一種類を使用することで構成することができ
るが、利用する光を拡散するものであればよい。

【００１１】「発光管の周回に亘って」とは、発光管の
断面外周に沿ってと解してよい。

【００１２】「略一定」とは、誘導結合コイルを発光管
に取り巻くときの製造上のばらつきや誤差を考慮したも
のであり、真の一定も包含される。

【００１３】本発明によれば、発光管の内面に拡散膜を
形成したので、コイルがあるにもかかわらず、発光管の
周回に亘って誘導結合コイルから発光管内の放電媒体に
均一な放電エネルギーが伝達され、放電媒体による均一
な放電が形成されるとともに、放電発光の効率が向上す
る。請求項２に記載の無電極放電ランプの発明は、主と
して誘電体からなり内面に光拡散膜が形成され、放電媒
体が封入された管状の発光管と；主として導電性材料か
らなり、発光管を取り巻くように設けられ、放電媒体に
放電エネルギーを伝達可能に構成された誘導結合コイル
と；主として非導電性材料からなり、発光管の外面と誘
導結合コイルの内面の間が発光管の周回に亘って略一定
かつ１〜２０ｍｍとなるように発光管および誘導結合コ
イル間に設けられたスペーサと；発光管および誘導結合
コイルを水密に収納している保護管と；を具備している
ことを特徴とする。

【００１４】「水密に」とは、保護管の内部に水分が侵
入しないように、保護管の両端がパッキン等により封止
されている状態をいう。したがって、保護管を水中や屋
外に設置することができる。

【００１５】保護管は、無電極放電ランプの用途に応じ
て適宜選定されたものであればよく、例えば発光管から
紫外線を放射させるときは、石英やセラミクスなどから
なり、発光管から可視光を放射させるときは、硬質ガラ
スや石英などからなる。

【００１６】本発明によれば、発光管および誘導結合コ
イルを水密に収納する保護管を備えるので、保護管を水
中に配設することができるとともに、発光管の周回に亘
って放電媒体による均一な放電が形成され、放電発光の
効率が向上される。

【００１７】請求項３に記載の無電極放電ランプの発明
は、請求項２記載の無電極放電ランプにおいて、スペー
サには雄ねじが形成され、誘導結合コイルには雄ねじが
螺合される雌ねじが形成され、これらの雄ねじと雌ねじ
の螺合により、発光管の外面と誘導結合コイルの内面の
間が変化されることを特徴とする。

【００１８】誘導結合コイルは、雌ねじが形成されるの
で、所定の幅、例えば５ｍｍを有する。

【００１９】雌ねじが誘導結合コイルに形成されている
ので、雄ねじの一端が発光管の外面に直接的または間接
的に当接する。そして、雄ねじと雌ねじの螺合により、
雄ねじが発光管の外面と誘導結合コイルの内面の間を大
きくまたは小さくするように変化させる。

【００２０】本発明によれば、発光管の外面形状や誘導
結合コイルの内面形状にばらつきがあっても、雄ねじを
回転させることにより、発光管の周回に亘って、発光管
の外面と誘導結合コイルの内面の間が略一定にされる。

【００２１】請求項４に記載の光照射装置の発明は、請
求項１ないし３いずれか一記載の無電極放電ランプと；
この無電極放電ランプの誘導結合コイルの両端間に高周
波電圧を印加して、発光管内に放電を形成させる高周波
発生装置と；少なくとも無電極放電ランプを収容してい
る光照射装置本体と；を具備していることを特徴とす
る。

【００２２】「光照射装置本体が少なくとも無電極放電
ランプを収容している」とは、高周波発生装置が別置さ
れていてもよいことを意味する。

【００２３】請求項５に記載の水処理装置の発明は、請
求項２記載の無電極放電ランプと；この無電極放電ラン
プの誘導結合コイルの両端間に高周波電圧を印加して、
発光管内に放電を形成させる高周波発生装置と；保護管
が液体中に配設されるように構成されているとともに、
発光管より光照射が行われる液体の流路が形成されてい
る光照射ユニットと；を具備していることを特徴とす
る。

【００２４】無電極放電ランプは、例えば下水道施設な
どにおいて、その処理水に水没させて紫外線を照射させ
て、下水の浄化殺菌に使用される。

【００２５】本発明によれば、発光管の周回に亘って均
一な放電が形成され、放電媒体の効率が向上した無電極
放電ランプを備えているので、液体に効率よく光照射が
行われ、十分な光照射と液体量が確保される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００２７】まず、本発明の第１の実施形態について説
明する。

【００２８】図１〜図７は、本発明の第１の実施形態を
示し、図１は、無電極放電ランプの一部切り欠き正面
図、図２は、無電極放電ランプの概略縦断面図、図３
は、点灯装置のブロック図、図４は、発光管と誘導結合
コイルの間隔に対する放電媒体の析出量の変化図、図５
は、別のスペーサであり、（ａ）は概略正面図、（ｂ）
は概略側面図、図６は、さらに別のスペーサであり、
（ａ）は概略正面図、（ｂ）は概略側面図、図７は、さ
らに別のスペーサであり、（ａ）は概略正面図、（ｂ）
は概略側面図である。

【００２９】図１および図２において、無電極放電ラン
プ１は、発光管２、誘導結合コイル３、スペーサ４およ
び保護管５を有して構成されている。

【００３０】発光管２は、誘電体である管状の石英から
なり、両端２ａ，２ｂが封止されている。そして、発光
管２は、例えば全長約５００ｍｍ、外径８４ｍｍに形成
されており、内面には装置として利用する紫外線波長よ
りも小さい径 例えば粒径１０ｎｍの酸化アルミナが
２．０μｍの厚さで形成され、その両端２ａ，２ｂの側
面中央部には、それぞれ取付部６，６が設けられ、さら
に一端２ｂには排気管７が形成されている。そして、取
付部６，６は、それぞれフッ素樹脂からなるホルダ８，
９に支持されて固定されている。また、発光管２は、排
気管７より、内部が排気された後、水銀およびアルゴ
ン、キセノン、クリプトンなどの希ガスからなる図示し
ない放電媒体が封入されている。発光管２は、放電媒体
が放電すると、紫外線を放射する。

【００３１】誘導結合コイル３は、例えば幅５ｍｍ、板
厚１ｍｍの導電性材料であるアルミニウムからなり、図
２に示すように、発光管２を取り巻くようにして設けら
れ、環内径１０４ｍｍのほぼ環状に形成されている。そ
して、誘導結合コイル３は３個であり、図１に示すよう
に、発光管２の中央部および中央部から両側１５０ｍｍ
の位置にそれぞれ配設されている。そして、３個の誘導
結合コイル３の両端３ａ，３ｂは、それぞれホルダ８，
９に取り付けられ、発光管２の長手方向に沿って配設さ
れた例えば幅５ｍｍ、板厚３ｍｍのアルミニウムからな
る導電体１０，１１にねじ１２等で締付けられて電気的
に接続されている。また、導電体１０，１１と同様に形
成された導電体１３が誘導結合コイル３の両端３ａ，３
ｂに対して約１８０度周回した発光管２の外面に載置し
て設けられている。この導電体１３は、発光管２の一端
２ｂに形成された取付部６を支持しているホルダ９内に
おいて、導電体１１と電気的に接続されている。導電体
１０および導電体１３は、ホルダ８内において高周波電
圧が印加される。これにより、誘導結合コイル３の両端
３ａ，３ｂ間に高周波電圧が印加され、放電媒体に放電
エネルギーが伝達される。

【００３２】スペーサ４は、非導電性材料からなるピー
ク材で略ねじ形に形成され、図２に示すように、発光管
２および誘導結合コイル３間に導電体１３を介して設け
られている。ピーク材は、非誘電体でもある。そして、
スペーサ４は、一端４ａが誘導結合コイル３の内面に接
着材で固着されており、誘導結合コイル３を発光管２に
取り巻くようにして設けたとき、他端４ｂが導電体１３
上に当接するものであり、発光管２の外面と誘導結合コ
イル３の内面の間が１０ｍｍとなるように、その高さが
設定されている。

【００３３】従来、誘導結合コイル３は、その両端３
ａ，３ｂをそれぞれ導電体１０，１１に取り付けて、発
光管２を取り巻くようにしていた。このとき、発光管２
の外面形状が製造上のばらつきで一様でなく、周回に亘
る管外径にばらつきがあること、誘導結合コイル３の内
面形状にばらつきがあり、周回に亘る環内径にばらつき
があること、あるいは、誘導結合コイル３は、発光管２
に対して誘導結合コイル３の環中心と発光管２の中心が
ほぼ一致するように配設しても、製造上、それらの中心
のずれが生じることなどの問題点により、発光管２の周
回に亘って、発光管２の外面と誘導結合コイル３の内面
の間を略一定に形成しづらかった。しかし、上述したよ
うに、発光管２および誘導結合コイル３間にスペーサ４
を設けることにより、上記問題点が改善され、発光管２
の外周または誘導結合コイル３の内周に亘って、発光管
２の外面と誘導結合コイル３の内面の間が略一定に形成
されるようになった。

【００３４】保護管５は、外径１１６ｍｍ、肉厚３ｍｍ
の管状の石英からなり、発光管２および誘導結合コイル
３をホルダ８，９に取り付けた状態で収納している。そ
して、保護管５の両端には、それぞれパッキン１４，１
４を介してステンレス（ＳＵＳ）で形成されたフランジ
１５，１６が配設されている。

【００３５】そして、一方のフランジ１５には、防水コ
ネクタ１７，１７が取り付けられている。この防水コネ
クタ１７，１７は、フッ素樹脂およびウレタン樹脂から
なる２重管構造のチューブ１８，１８を介して、それぞ
れ中継コネクタ１９，１９と機械的に接続されている。
そして、中継コネクタ１９，１９は、図示しない高周波
発生装置の出力から導出された電源コード２０，２０と
機械的に接続されている。中継コネクタ１９，１９にお
いて、電源コード２０，２０の電源線に電気的に接続さ
れた電源線２１，２２は、それぞれチューブ１８，１８
および防水コネクタ１７，１７を挿通し、さらにホルダ
８に設けられた中継端子２３，２４などを介して導電体
１０，１３と電気的に接続している。そして、パッキン
１４，１４、防水コネクタ１７，１７およびチューブ１
８，１８は、フランジ１５内に水分が侵入しないように
構成されている。また、他方のフランジ１６は、排気管
７が外方に突出して位置するように形成され、パッキン
１４，１４により内部への水分の侵入が阻止されてい
る。したがって、保護管５は、発光管２および誘導結合
コイル３などを水密に収納している。なお、排気管７を
フランジ１６より外方の位置に突出させているのは、排
気管７に容易に最冷部を形成させるためである。

【００３６】無電極放電ランプ１は、図３に示すよう
に、誘導結合コイル３の両端３ａ，３ｂが導電体１０，
１１および電源線２１，２２を介して整合回路２５に接
続され、さらに高周波発生装置２６に接続されている。
整合回路２５は、例えば無電極放電ランプ１に対して直
列に接続されたコンデンサＣ１および並列に接続された
コンデンサＣ２から構成されている。これらのコンデン
サＣ１，Ｃ２の値は、使用初期の誘導結合コイル３のイ
ンピーダンスに対応して設定されている。そして、高周
波発生装置２６は、商用交流電源Ｖｓの交流電圧が投入
されると、例えば１３．５６ＭＨｚ±７ＫＨｚ，６００
Ｖの高周波電圧を出力するように構成されている。整合
回路２５および高周波発生装置２６は、無電極放電ラン
プ１を点灯させる点灯装置２７を形成している。

【００３７】次に、第１の実施形態の作用について述べ
る。

【００３８】無電極放電ランプ１は、高周波発生装置２
６から出力された高周波電圧が電源線２１，２２および
導電体１０，１１を介して誘導結合コイル３の両端３
ａ，３ｂ間に印加される。すると、誘導結合コイル３に
高周波電流が流れて、発光管２内の放電媒体に放電エネ
ルギーが伝達される。すなわち、誘導結合コイル３内に
コイル軸方向に沿う強い電磁界が発生し、この電磁界に
より発光管２内にドーナツ形の閉ループ放電が発生す
る。この閉ループ放電により放電媒体である水銀が電離
および励起されて紫外線を発し、この紫外線は発光管２
および保護管５を透過して外部に放射される。

【００３９】そして、発光管２の外面と誘導結合コイル
３の内面の間にスペーサ４が介在し、発光管２の周回に
亘って、発光管２の外面と誘導結合コイル３の内面の間
隔Ｌ１（図２に示す。）を略一定とするので、誘導結合
コイル３から発光管２内の放電媒体に均一に放電エネル
ギーが伝達され、発光管２の周回および長手において、
放電媒体による放電が均一化される。そして 壁に形成
した光拡散膜によって、コイルの遮光にほとんど影響さ
れることなく、発光管２の長手方向に亘って均一な紫外
線照射（光照射）が行える。

【００４０】また、発光管２の外面と誘導結合コイル３
の内面の間隔Ｌ１が１０ｍｍとなるように、スペーサ４
の高さを予め設定しているので、無電極放電ランプ１の
点灯中、高温度である発光管２から低温度である誘導結
合コイル３への伝熱が抑制され、発光管２の内面に水銀
が析出（凝集）することが防止される。したがって、発
光管２の黒化等が防止されて、無電極放電ランプ１が長
寿命化される。

【００４１】図４は、発光管２の外面と誘導結合コイル
３の内面の間隔Ｌ１に対して、発光管２の内面に析出し
た水銀の析出量を示したものである。図４に示すよう
に、前記間隔Ｌ１が１．５ｍｍを下回ると、水銀の析出
量が増加し、特に１ｍｍ以下になると急激に増加する。
すなわち、前記間隔Ｌ１が１．５ｍｍを下回ると、高温
度である発光管２から低温度である誘導結合コイル３へ
の伝熱が速くなり、誘導結合コイル３に面している発光
管２の内面の温度が低下して、この部分に放電媒体、特
に水銀が付着するようになる。この結果、発光管２内の
水銀量が減少して、紫外線出力（光出力）が減少して所
定の紫外線出力が得られないとともに、水銀が付着した
発光管２の内面に黒化等が発生する。したがって、発光
管２の外面と誘導結合コイル３の内面の間隔Ｌ１が１．
５ｍｍ以上となるように、スペーサ４の高さを設定する
ものである。

【００４２】そして、図４に示すように、発光管２の外
面と誘導結合コイル３の内面の間隔Ｌ１が１．５ｍｍよ
り大きくなるにしたがって、発光管２の内面への水銀の
析出量は減少する。すなわち、高温度である発光管２か
ら低温度である誘導結合コイル３へ伝熱しにくくなるの
で、誘導結合コイル３に面している発光管２の内面の温
度低下は小さく、水銀の付着量が少なくなる。この結
果、発光管２の内面に黒化等が発生しにくく、無電極放
電ランプ１は長寿命化される。しかしながら、前記間隔
Ｌ１が大きくなると、保護管５の管径やフランジ１５，
１６の外径が大きくなるなど、無電極放電ランプ１が大
形化するとともに、誘導結合コイル３から発光管２内の
放電媒体への放電エネルギーの伝達が低下して、放電発
光の効率が低下する。ここで、前記間隔Ｌが１０ｍｍ以
下であると、実用上、無電極放電ランプ１が大形化する
ことなく、誘導結合コイル３から発光管２内の放電媒体
に放電エネルギーが良好に伝達され、放電発光の効率が
良好となることが確認された。したがって、発光管２の
外面と誘導結合コイル３の内面の間隔Ｌ１が１〜２０ｍ
ｍとなるように、スペーサ４の高さを設定することが好
ましい。

【００４３】上述したように、無電極放電ランプ１は、
スペーサ４が発光管２の外面と誘導結合コイル３の内面
の間を発光管２の周回に亘って略一定かつ１〜２０ｍｍ
にするので、誘導結合コイル３から発光管２内の放電媒
体に放電エネルギーが均一に伝達され、発光管２の周回
および長手に亘って均一に紫外線出力をすることができ
る。また、発光管２の内面に水銀が析出して黒化等が発
生することが防止されるので、無電極放電ランプ１を長
寿命化することができるとともに、放電発光の効率が向
上する。

【００４４】そして、発光管２および誘導結合コイル３
間には、図２に示すように、１個のスペーサ４を配設し
てもよく、図５に示すように、複数のスペーサ２８を設
けるようにしてもよい。また、スペーサを使用せず コ
イルの剛性によって隙間を保持してもよい。

【００４５】図５において、スペーサ２８は、頭部２８
ａおよび柱部２８ｂを有するねじ形状に形成され、誘導
結合コイル３には、周回に亘ってほぼ等間隔に孔２９が
形成されている。そして、スペーサ２８は、その頭部２
８ａが発光管２および誘導結合コイル３の両者に接触
し、柱部２８ｂが孔２９に挿通されるようにして、発光
管２および誘導結合コイル３の間に設けられている。頭
部２８ａは、発光管２の外面と誘導結合コイル３の内面
の間が１〜２０ｍｍとなる所定の高さに予め形成されて
いる。

【００４６】発光管２および誘導結合コイル３の間に
は、それぞれの周回に亘ってほぼ等間隔に複数のスペー
サ２８が設けられているので、図２に示す１個のスペー
サ４のときよりも、発光管２の外面と誘導結合コイル３
の内面の間を発光管２の周回に亘って略一定にしやす
い。したがって、発光管２の周回および長手に亘ってよ
り均一に紫外線出力をすることができ、放電発光の効率
をより向上できる無電極放電ランプ３０を提供すること
ができる。

【００４７】また、図６に示す無電極放電ランプ３１ま
たは図７に示す無電極放電ランプ３２において、スペー
サ３３は、複数であり、それぞれ雄ねじ３３ｂを有して
形成されている。そして、誘導結合コイル３には、周回
に亘ってほぼ等間隔に雄ねじ３３ｂが螺合される雌ねじ
３４が形成されている。

【００４８】図６において、スペーサ３３は、その頭部
３３ａが発光管２および誘導結合コイル３の間に介在
し、雄ねじ３３ｂが雌ねじ３４に螺合されるようにし
て、発光管２および誘導結合コイル３の間に配設されて
いる。頭部３３ａは、発光管２の外面に当接しており、
スペーサ３３を回転させると、発光管２の外面と誘導結
合コイル３の内面の間が変化する。

【００４９】また、図７において、スペーサ３３は、誘
導結合コイル３の外方から雄ねじ３３ｂが雌ねじ３４に
螺合され、頭部３３ａが誘導結合コイル３の外方に位置
し、雄ねじ３３ｂが発光管２および誘導結合コイル３の
間に位置するようにして、発光管２および誘導結合コイ
ル３の間に配設されている。雄ねじ３３ｂの先端は、発
光管２の外面に当接しており、スペーサ３３を回転させ
ると、発光管２の外面と誘導結合コイル３の内面の間が
変化する。

【００５０】そして、発光管２の外面形状や誘導結合コ
イル３の内面形状にばらつきがあり、発光管２の周回に
亘って、発光管２の外面と誘導結合コイル３の内面の間
隔がばらついていても、雄ねじ３３ｂと雌ねじ３４の螺
合において、雄ねじ３３ｂを回転させることにより、発
光管２の周回に亘って、発光管２の外面と誘導結合コイ
ル３の内面の間を略一定にすることができる。

【００５１】なお、スペーサ３３は、発光管２の外面に
頭部３３ａまたは雄ねじ３３ｂの先端を直接的に接触さ
せてもよく、他の部材を介して間接的に接触させるよう
にしてもよい。

【００５２】そして、上記実施形態では、保護管５を備
えた無電極放電ランプ１について説明したが、保護管５
を備えない無電極放電ランプにおいても、同様の作用、
効果が得られるものである。

【００５３】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。

【００５４】図８は、本発明の第２の実施形態を示す光
照射装置の概略正面断面図である。なお、図１〜図３と
同一部分および同一部分に相当する部分には同一符号を
付して説明は省略する。

【００５５】図８に示す光照射装置３５は、光照射装置
本体３６の下面側に複数の無電極放電ランプ３７が設置
され、無電極放電ランプ３７の下面に被照射物である液
晶基板３８が搬送されるものである。そして、無電極放
電ランプ３７と液晶基板３８との距離Ｌ２は、約３ｍｍ
である。

【００５６】無電極放電ランプ３７は、図１に示す無電
極放電ランプ１において、水密構造部分が除去されて構
成されたものである。すなわち、無電極放電ランプ３７
は、無電極放電ランプ１から保護管５、フランジ１５，
１６、防水コネクタ１７，１７およびチューブ１８，１
８などが取り除かれたものであり、その他は同様に構成
されている。そして、無電極放電ランプ３７は、管状の
石英からなる外管３９に収容されている。そして、無電
極放電ランプ３７および外管３９の間には、気体が入出
する図示しない流入口および流出口が設けられている。

【００５７】また、光照射装置本体３６には、図３に示
す整合回路２５および高周波発生装置２６からなる点灯
装置２７が収容されている。高周波発生装置２６は、ホ
ルダ８内の中継端子２３，２４（導電体１０，１３）
間、すなわち誘電結合コイル３の両端３ａ，３ｂ間に高
周波電圧を印加して、発光管２内に放電を形成させ、無
電極放電ランプ３７を点灯させる。

【００５８】そして、無電極放電ランプ３７および外管
３９の間には、光照射装置本体３６に併設している窒素
ガス供給装置４０から窒素ガスが供給されている。

【００５９】光照射装置３５は、紫外線を液晶基板３８
に照射して液晶基板３８の改質や洗浄などを行う。そし
て、無電極放電ランプ３７および外管３９の間に窒素ガ
スが供給され、また、無電極放電ランプ３７と液晶基板
３８との距離Ｌ２が約３ｍｍと短いので、酸素による紫
外線の出力低下が防止されている。

【００６０】そして、光照射装置３５は、発光管２の外
面と誘導結合コイル３の内面の間が発光管２の周回に亘
って略一定かつ１〜２０ｍｍにされた無電極放電ランプ
３７を配設しているので、発光管２の周回および長手に
亘って均一な紫外線照射を行うことができる。

【００６１】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。

【００６２】図９は、本発明の第３の実施形態を示す水
処理装置の取付状態の側面断面図、図１０は、同じく、
水処理装置の光照射ユニットの概略正面断面図である。
なお、図１〜図３と同一部分および同一部分に相当する
部分には同一符号を付して説明は省略する。

【００６３】図９に示す水処理装置４１は、図１に示す
無電極放電ランプ１、図３に示す点灯装置２７および光
照射ユニット４２を有して構成されている。

【００６４】そして、光照射ユニット４２は、図１０に
示すように、光照射ユニット本体４３内に、筐体４４，
４４に固定されたホルダ４５，４５によって取り付けら
れた無電極放電ランプ１を３台離間かつ縦列して配設し
ている。そして、光照射ユニット本体４３の最下側面に
は液体としての処理水の流入口４６が設けられ、上面に
は流出口４７が形成されている。処理水は、流入口４６
から光照射ユニット本体４３内に流入され、ホルダ４
５，４５で包囲された内部を通過して流出口４７から溢
れるようにして流出する。すなわち、ホルダ４５，４５
で包囲された内部は、無電極放電ランプ１より光照射が
行われる液体としての処理水の流路４８として形成され
ており、また、この流路４８内に、すなわち、処理水の
中に保護管５が配設されるように光照射ユニット本体４
３が構成されている。

【００６５】無電極放電ランプ１は、点灯装置２７の高
周波発生装置２６から高周波電圧が印加されると、放電
媒体によって放電が形成され、保護管５より紫外線が出
射される。この紫外線は、光照射ユニット本体４３内の
流路４８を流れる処理水に照射され、処理水は殺菌等さ
れる。

【００６６】そして、水処理装置４１は、図９に示すよ
うに、光照射ユニット４２をタンク４９内に収納して構
成している。そして、河川５０の土手５１には、点灯装
置２７が設置されているとともに、頂部にフック５２を
具備したＬ型形状の支柱５３が立設されている。また、
光照射ユニット４２の最上面には吊耳５４が設けられて
いる。光照射ユニット４２は、吊耳５４と支柱５３のフ
ック５２間にワイヤ５５を介して、支柱５３に吊り下げ
られる形でタンク４９内に収納されている。また、タン
ク４９は、河川５０の側壁５０ａに固定されるとととも
に、入口４９ａが、河川５０に水を流している水路５６
の出口に設けられている。そして、タンク４９および光
照射ユニット４２には、各々、仕切板５７，５８が設け
られており、水路５６から河川５０に流れる流水は、光
照射ユニット本体４３の最下側面に形成された流入口４
６から流路４８を介して流出口４７より仕切板５８が設
けられた側面側を除いて光照射ユニット本体４３より溢
れる形で河川５０側に流れ、河川５０の流水５９となっ
て流れる。

【００６７】水路５６に流れる流水は、下水処理水や湖
沼等からの流水であり、これらの流水は、光照射ユニッ
ト４２内において、無電極放電ランプ１より光照射が行
われて殺菌された後、河川５０に流される。

【００６８】水処理装置４１は、発光管２の周回および
長手に亘って均一な放電が形成され、放電媒体の効率が
向上した無電極放電ランプ１を備えた光照射ユニット４
２を具備しているので、処理水に効率よく光照射を行う
ことができ、十分な光照射と処理量を確保することがで
きる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、誘導結合コイ
ルが発光管に近接しているにもかかわらず、発光管内面
に形成した光拡散膜の作用によって均一な光放射が行う
ことができる。

【００７０】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
に加え、コイルは発光管と均一に隙間が生じるので、均
一な光放射を行うことができる。

【００７１】請求項３の発明によれば、雄ねじと雌ねじ
の螺合を調整することにより、発光管の外面形状や誘導
結合コイルの内面形状にばらつきがあっても、発光管の
周回に亘って、発光管の外面と誘導結合コイルの内面の
間を略一定にすることができ光放射を均一にできる。

【００７２】請求項４の発明によれば、無電極放電ラン
プは、発光管の外面と誘導結合コイルの内面の間が略一
定かつ１〜２０ｍｍにされているので、発光管の周回お
よび長手に亘って均一な光照射を行うことができ、無電
極放電ランプの放電発光の効率が向上した光照射装置を
提供することができる。

【００７３】請求項５の発明によれば、発光管の周回お
よび長手に亘って均一な放電が形成され、放電媒体の効
率が向上した無電極放電ランプを備えた光照射ユニツト
を具備しているので、液体に効率よく光照射が行われ、
十分な光照射と液体量が確保できる水処理装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す無電極放電ラン
プの一部切り欠き正面図。

【図２】同じく、無電極放電ランプの概略縦断面図。

【図３】同じく、無電極放電ランプの点灯装置のブロッ
ク図。

【図４】同じく、発光管と誘導結合コイルの間隔に対す
る放電媒体の析出量の変化図。

【図５】同じく、別のスペーサであり、（ａ）は概略正
面図、（ｂ）は概略側面図。

【図６】同じく、さらに別のスペーサであり、（ａ）は
概略正面図、（ｂ）は概略側面図。

【図７】同じく、さらに別のスペーサであり、（ａ）は
概略正面図、（ｂ）は概略側面図。

【図８】本発明の第２の実施形態を示す光照射装置の概
略正面断面図。

【図９】本発明の第３の実施形態を示す水処理装置の取
付状態の側面断面図。

【図１０】同じく、水処理装置の光照射ユニットの概略
正面断面図。

【図１１】従来技術の無電極放電ランプの概略断面図。

【符号の説明】 １，３０，３１，３２…無電極放電ランプ ２……………………発光管 ３……………………誘導結合コイル ４，２８，３３……スペーサ ５……………………保護管 ２６…………………高周波発生装置 ３５…………………光照射装置 ３６…………………光照射装置本体 ４１…………………水処理装置 ４２…………………光照射ユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主として石英からなり内面に光拡散膜が
   形成され、放電媒体が封入された管状の発光管と；主と
   して導電性材料からなり、発光管を取り巻くように設け
   られ、放電媒体に放電エネルギーを伝達可能に構成され
   た誘導結合コイルと；を具備していることを特徴とする
   無電極放電ランプ。
2. 【請求項２】 主として石英からなり内面に光拡散膜が
   形成され、、放電媒体が封入された管状の発光管と；主
   として導電性材料からなり、発光管を取り巻くように設
   けられ、放電媒体に放電エネルギーを伝達可能に構成さ
   れた誘導結合コイルと；主として非導電性材料からな
   り、発光管の外面と誘導結合コイルの内面の間が発光管
   の周回に亘って略一定かつ１〜２０ｍｍとなるように発
   光管および誘導結合コイル間に設けられたスペーサと；
   発光管および誘導結合コイルを水密に収納している保護
   管と；を具備していることを特徴とする無電極放電ラン
   プ。
3. 【請求項３】 スペーサには雄ねじが形成され、誘導結
   合コイルには雄ねじが螺合される雌ねじが形成され、こ
   れらの雄ねじと雌ねじの螺合により、発光管の外面と誘
   導結合コイルの内面の間が変化されることを特徴とする
   請求項２記載の無電極放電ランプ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか一記載の無電
   極放電ランプと；この無電極放電ランプの誘導結合コイ
   ルの両端間に高周波電圧を印加して、発光管内に放電を
   形成させる高周波発生装置と；少なくとも無電極放電ラ
   ンプを収容している光照射装置本体と；を具備している
   ことを特徴とする光照射装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の無電極放電ランプと；こ
   の無電極放電ランプの誘導結合コイルの両端間に高周波
   電圧を印加して、発光管内に放電を形成させる高周波発
   生装置と；保護管が液体中に配設されるように構成され
   ているとともに、発光管より光照射が行われる液体の流
   路が形成されている光照射ユニットと；を具備している
   ことを特徴とする水処理装置。