【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線放電管（ＵＶランプ）の制御技術に関し、さらに詳しく言えば、周囲温度により紫外線の強度（放射強度）が変化しないようにする紫外線放電管の制御方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線放電管は、紫外線放射に水銀蒸気を利用しているため、周囲温度により水銀の蒸気圧が変化し、紫外線照射強度が変化する。これを防止するため、紫外線放電管にインバータ式電源を採用し、紫外線放電管のランプ電流を一定に維持することが行われている。
【０００３】
その一例が下記の特許文献１に開示されている。これによると、紫外線ランプの紫外線照射強度を照射計によって測定し、その測定値を電源制御装置にフィードバックして、インバータ式電源の出力電圧を制御することにより、紫外線照射強度を一定に保つようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４０４７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、照射計のセンサ部は、長時間にわたって照射光による熱を受けると、温度検出特性が低下してしまい、信頼性が低下するという問題がある。また、照射計は高価であるため、コスト的に好ましくない。
【０００６】
さらに、紫外線放電管を空気調和機の室内機の内部に設置して殺菌・脱臭を行う場合、それに伴って照射計を室内機の内部に設置することになるが、照射計は比較的大型であるため、その設置スペースを確保することが困難である。
【０００７】
したがって、本発明の課題は、照度計を用いることなく、紫外線放電管の周囲温度の変化による紫外線照射強度のバラツキを抑えることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、紫外線放電管をインバータ式ランプ電源で駆動して紫外線を発生させる紫外線放電管の制御方法において、上記紫外線放電管の周囲温度を検出し、その周囲温度に応じて上記インバータ式ランプ電源のインバータ周波数を制御することにより、上記紫外線放電管のランプ電流を所定値に維持することを特徴としている。
【０００９】
常に迅速かつ適切な制御を行うえで、上記インバータ周波数は、上記紫外線放電管の温度対紫外線照射強度のグラフから、周囲温度ごとにあらかじめメモリに記憶させておくことが好ましい。また、この制御方法は、上記紫外線放電管を室内機の内部に備え、吸入空気の脱臭・殺菌を行う空気調和機に好ましく適用される。
【００１０】
上記課題を解決するため、本願の第２発明に係る紫外線放電管の制御装置は、紫外線放電管と、上記紫外線放電管にインバータ電圧を印加してランプ電流を流すインバータ式ランプ電源と、上記紫外線放電管の周囲温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段にて検出された周囲温度により上記インバータ式ランプ電源のインバータ周波数を決定して上記ランプ電流を制御する電源制御手段とを備え、上記紫外線放電管の周囲温度が変化しても、上記ランプ電流を所定値に維持することを特徴としている。
【００１１】
上記制御装置において、上記インバータ式ランプ電源には、圧電トランスが用いられ、また、上記電源制御手段には、上記インバータ周波数が周囲温度ごとにあらかじめ記憶されたメモリが備えられていることが好ましい。
【００１２】
上記制御装置は、上記紫外線放電管を室内機の内部に備え、吸入空気の脱臭・殺菌を行う空気調和機に好ましく採用されるが、その場合、上記温度検出手段として上記室内機に設けられている室温センサを用いることができ、また、上記電源制御手段を上記室内機側の制御手段と兼用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図６を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
まず、図１に示すように、本発明による紫外線放電管の制御装置は、紫外線放電管（ＵＶランプ）１０にランプ電流を流すためにインバータ電圧を発生するインバータ式ランプ電源１１と、紫外線放電管１０の周囲温度を検出する温度センサ１２と、温度センサ１２にて検出された周囲温度により上記ランプ電流を所定値に維持制御する電源制御回路１３とを備えている。なお、インバータ式ランプ電源１１および電源制御回路１３の電源は、交流電源（例えば、商用電源）２０をＡＣ／ＤＣ変換回路２１で直流に変換したＤＣ電圧である。
【００１５】
紫外線放電管１０は、図２に模式的に示すように、内部にＡｒ（アルゴン）ガスと適量のＨｇ（水銀）とが封入された石英ガラス管ａを備え、管両端のタングステンよりなる電極ｂ，ｃに高電圧を印加することにより、管内に残存する電子が陽極に引かれて高速に移動し、その間にＡｒと衝突する。
【００１６】
この衝突により電離増殖した陽イオンが陰極に衝突し、陰極から２次電子をたたき出して放電を開始する。放電により流れる電子は、Ｈｇ原子と衝突し、その衝突により励起したＨｇが電離し基の順位に戻るときに紫外線を放射する。
【００１７】
図３に示す周囲温度２５℃におけるグラフから分かるように、紫外線放電管１０の紫外線照射強度は、ランプ電流にほぼ比例するため、ランプ電流を制御することにより、紫外線照射強度をリニアに制御することができる。
【００１８】
また、紫外線放射に水銀蒸気を利用していることから、図４に示す周囲温度−紫外線強度特性図から分かるように、周囲温度により水銀蒸気圧が変化し、これに伴って紫外線照射強度が変化する。すなわち、周囲温度が低い場合には、水銀蒸気圧不足により励起確率が低下し、紫外線照射強度が低下する。これに対して、周囲温度が高い場合には、放出された紫外線が外側の水銀で再吸収されるため、やはり紫外線照射強度が低下する。
【００１９】
本発明において、インバータ式ランプ電源１１には、好ましくは圧電トランスが用いられる。圧電トランスは、入力電圧変動に強く、また、その電源回路設計が容易である。また、その電源の出力波形に歪みが少ないため、紫外線放電管１０の寿命を長くすることができるという利点がある。
【００２０】
電源制御回路１３は、図５に示すように、上記ＤＣ電圧をＩＣ用電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路１３ａと、ランプ電流を検出する電流検出回路１３ｂと、インバータ式ランプ電源１１の圧電トランスを所定のインバータ周波数（駆動周波数）で制御して紫外線放電管１０の電流を正弦波状に制御するための制御用ＩＣ１３ｃと、予め経験的に求めた周囲温度ごとのインバータ周波数を記憶しているメモリ１３ｄとを備えている。
【００２１】
電流検出回路１３ｂは、紫外線放電管１０の電源ラインの電流を検出するシャント抵抗もしくはＣＴ（電流変成器）と、その検出電流を制御用ＩＣ１３ｃの入力レベルとする分圧回路などのレベル変換回路とからなる。
【００２２】
制御用ＩＣ１３ｃは、電流検出回路１３ｂからの出力信号をＡＤ変換ポートから入力してランプ電流を検出し、そのランプ電流を一定に維持するフィードバック制御を行う一方、温度センサ１２からの検出信号により周囲温度を算出し、その周囲温度に応じてメモリ１３ｄのデータを参照してインバータ周波数を決定して、インバータ式ランプ電源１１を制御し、紫外線照射強度を所定値に維持する。
【００２３】
メモリ１３ｄには、各周囲温度ごとに適切な紫外線照射強度を得るためのインバータ周波数のデータが記憶されている。例えば、図６の特性グラフを参照して、周囲温度ごとに紫外線照射強度が所定値に維持されるインバータ周波数が記憶されている。一例として、各温度帯で最大の紫外線照射強度を得るようにするには、インバータ周波数を周囲温度２５℃付近では１００ｋＨｚとし、３５℃付近では９０ｋＨｚとし、４０℃付近では８０ｋＨｚとする。
【００２４】
これにより、周囲温度が変化することによる紫外線照射強度のバラツキが抑えられる。また、従来例のように照度計を必要としないことから、低コストで済ませられるとともに、例えば空気調和機の室内機に搭載する場合、温度センサ１２は照度計に比べてはるかに小型であるため、特にその設置スペースの確保を考慮しなくともよい。
【００２５】
また、紫外線放電管１０により、空気調和機の室内機内部を脱臭・殺菌する場合には、室温センサ１２として、室内機に既に設置されている室温センサを利用することができ、また、制御用ＩＣ１３ｃの機能を室内機側の制御回路に持たせることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、紫外線放電管をインバータ式ランプ電源で駆動して紫外線を発生させるにあたって、温度センサにより紫外線放電管の周囲温度を検出し、その周囲温度に応じてインバータ式ランプ電源のインバータ周波数を制御して紫外線放電管のランプ電流を所定値に維持するようにしたことにより、例えば照度計にて紫外線放電管の紫外線照射強度を直接的に測定することなく、紫外線放電管の周囲温度の変化による紫外線照射強度のバラツキを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による紫外線放電管の制御装置を示す概略的なブロック線図。
【図２】紫外線放電管の構成を示す模式図。
【図３】紫外線放電管のランプ電流と紫外線照射強度との関係を示すグラフ。
【図４】紫外線放電管の周囲温度と紫外線照射強度との関係を示すグラフ。
【図５】上記制御装置に含まれている電源制御回路を示す概略的なブロック線図。
【図６】紫外線放電管の周囲温度，紫外線照射強度およびインバータ周波数の相関を示すグラフ。
【符号の説明】
１０ 紫外線放電管（ＵＶランプ）
１１ インバータ式ランプ電源
１２ 温度センサ
１３ 電源制御回路
１３ａ ＤＣ／ＤＣ変換回路
１３ｂ 電流検出回路
１３ｃ 制御用ＩＣ
１３ｄ メモリ
２０ 交流電源
２１ ＡＣ／ＤＣ変換回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control technique for an ultraviolet discharge tube (UV lamp), and more particularly, to a method and an apparatus for controlling an ultraviolet discharge tube so that the intensity (radiation intensity) of ultraviolet rays does not change with ambient temperature. .
[0002]
[Prior art]
Since the ultraviolet discharge tube uses mercury vapor for ultraviolet radiation, the vapor pressure of mercury changes depending on the ambient temperature, and the ultraviolet irradiation intensity changes. In order to prevent this, an inverter type power supply is used for the ultraviolet discharge tube, and the lamp current of the ultraviolet discharge tube is kept constant.
[0003]
One example is disclosed in Patent Document 1 below. According to this, the ultraviolet irradiation intensity of an ultraviolet lamp is measured by an irradiometer, and the measured value is fed back to a power supply control device to control the output voltage of an inverter type power supply so that the ultraviolet irradiation intensity is kept constant. ing.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-340478 A
[Problems to be solved by the invention]
However, if the sensor section of the irradiometer receives heat from the irradiation light for a long time, there is a problem that the temperature detection characteristics are deteriorated and the reliability is lowered. In addition, since the irradiometer is expensive, it is not preferable in terms of cost.
[0006]
Furthermore, if an ultraviolet discharge tube is installed inside the indoor unit of an air conditioner to perform sterilization and deodorization, an irradiometer will be installed inside the indoor unit accordingly, but the irradiometer is relatively large. Therefore, it is difficult to secure the installation space.
[0007]
Accordingly, it is an object of the present invention to suppress variations in ultraviolet irradiation intensity due to a change in ambient temperature of an ultraviolet discharge tube without using an illuminometer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a first invention of the present application is a method for controlling an ultraviolet discharge tube that generates ultraviolet light by driving the ultraviolet discharge tube with an inverter-type lamp power supply. By controlling the inverter frequency of the inverter type lamp power supply according to the ambient temperature, the lamp current of the ultraviolet discharge tube is maintained at a predetermined value.
[0009]
In order to always perform quick and appropriate control, it is preferable that the inverter frequency be stored in advance in a memory for each ambient temperature from a graph of the UV discharge tube temperature versus the UV irradiation intensity. This control method is preferably applied to an air conditioner that includes the ultraviolet discharge tube inside an indoor unit and performs deodorization and sterilization of intake air.
[0010]
In order to solve the above problems, a control apparatus for an ultraviolet discharge tube according to a second invention of the present application includes an ultraviolet discharge tube, an inverter-type lamp power supply that applies an inverter voltage to the ultraviolet discharge tube to flow a lamp current, Temperature detection means for detecting the ambient temperature of the discharge tube, and power supply control means for controlling the lamp current by determining the inverter frequency of the inverter type lamp power supply based on the ambient temperature detected by the temperature detection means, The lamp current is maintained at a predetermined value even when the ambient temperature of the ultraviolet discharge tube changes.
[0011]
In the control device, it is preferable that a piezoelectric transformer is used for the inverter-type lamp power supply, and the power supply control means includes a memory in which the inverter frequency is stored in advance for each ambient temperature.
[0012]
The control device includes the ultraviolet discharge tube inside the indoor unit, and is preferably employed in an air conditioner that performs deodorization and sterilization of intake air. In that case, the control unit is provided in the indoor unit as the temperature detection unit. A room temperature sensor can be used, and the power supply control means can also be used as the control means on the indoor unit side.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6, but the present invention is not limited to this.
[0014]
First, as shown in FIG. 1, a control apparatus for an ultraviolet discharge tube according to the present invention includes an inverter type lamp power supply 11 for generating an inverter voltage for supplying a lamp current to an ultraviolet discharge tube (UV lamp) 10; A temperature sensor 12 for detecting an ambient temperature of the power supply 10 and a power supply control circuit 13 for maintaining and controlling the lamp current to a predetermined value based on the ambient temperature detected by the temperature sensor 12 are provided. The power supply of the inverter-type lamp power supply 11 and the power supply control circuit 13 is a DC voltage obtained by converting an AC power supply (for example, a commercial power supply) 20 into a direct current by an AC / DC conversion circuit 21.
[0015]
As shown schematically in FIG. 2, the ultraviolet discharge tube 10 includes a quartz glass tube a in which Ar (argon) gas and an appropriate amount of Hg (mercury) are sealed, and an electrode b made of tungsten at both ends of the tube. , C, the electrons remaining in the tube are attracted to the anode and move at high speed, while colliding with Ar.
[0016]
Positive ions ionized and propagated by this collision collide with the cathode, and strike secondary electrons from the cathode to start discharging. The electrons flowing by the discharge collide with Hg atoms, and emit ultraviolet rays when Hg excited by the collision returns to the order of the ionization group.
[0017]
As can be seen from the graph at an ambient temperature of 25 ° C. shown in FIG. 3, since the ultraviolet irradiation intensity of the ultraviolet discharge tube 10 is almost proportional to the lamp current, it is necessary to linearly control the ultraviolet irradiation intensity by controlling the lamp current. Can be.
[0018]
In addition, since mercury vapor is used for ultraviolet radiation, as can be seen from the ambient temperature-ultraviolet intensity characteristic diagram shown in FIG. 4, the mercury vapor pressure changes according to the ambient temperature, and the ultraviolet irradiation intensity changes accordingly. I do. That is, when the ambient temperature is low, the excitation probability is reduced due to insufficient mercury vapor pressure, and the ultraviolet irradiation intensity is reduced. On the other hand, when the ambient temperature is high, the emitted ultraviolet light is re-absorbed by the outer mercury, so that the ultraviolet irradiation intensity is also reduced.
[0019]
In the present invention, a piezoelectric transformer is preferably used for the inverter type lamp power supply 11. The piezoelectric transformer is resistant to input voltage fluctuation, and its power supply circuit is easy to design. Further, since the output waveform of the power supply has little distortion, there is an advantage that the life of the ultraviolet discharge tube 10 can be extended.
[0020]
As shown in FIG. 5, the power supply control circuit 13 includes a DC / DC conversion circuit 13a for converting the DC voltage into an IC voltage, a current detection circuit 13b for detecting a lamp current, and a piezoelectric transformer of the inverter type lamp power supply 11. Is controlled at a predetermined inverter frequency (drive frequency) to control the current of the ultraviolet discharge tube 10 in a sinusoidal waveform, and a memory storing an inverter frequency for each ambient temperature previously determined empirically. 13d.
[0021]
The current detection circuit 13b includes a shunt resistor or CT (current transformer) for detecting the current of the power supply line of the ultraviolet discharge tube 10, and a level conversion circuit such as a voltage dividing circuit that uses the detected current as an input level of the control IC 13c. Consists of
[0022]
The control IC 13c detects the lamp current by inputting the output signal from the current detection circuit 13b from the AD conversion port and performs feedback control to keep the lamp current constant, while controlling the surroundings by the detection signal from the temperature sensor 12. The temperature is calculated, the inverter frequency is determined by referring to the data in the memory 13d according to the ambient temperature, the inverter type lamp power supply 11 is controlled, and the ultraviolet irradiation intensity is maintained at a predetermined value.
[0023]
The memory 13d stores inverter frequency data for obtaining an appropriate ultraviolet irradiation intensity for each ambient temperature. For example, referring to the characteristic graph of FIG. 6, an inverter frequency at which the ultraviolet irradiation intensity is maintained at a predetermined value for each ambient temperature is stored. As an example, in order to obtain the maximum ultraviolet irradiation intensity in each temperature zone, the inverter frequency is set to 100 kHz around the ambient temperature of 25 ° C., 90 kHz around 35 ° C., and 80 kHz around 40 ° C.
[0024]
As a result, variations in the ultraviolet irradiation intensity due to a change in the ambient temperature can be suppressed. Further, since the illuminometer is not required unlike the conventional example, the cost can be reduced, and for example, when the illuminometer is installed in an indoor unit of an air conditioner, the temperature sensor 12 is much smaller than the illuminometer. In particular, it is not necessary to consider securing the installation space.
[0025]
Further, when the interior of the indoor unit of the air conditioner is deodorized and sterilized by the ultraviolet discharge tube 10, the room temperature sensor already installed in the indoor unit can be used as the room temperature sensor 12, It is also possible to give the function of the IC 13c to the control circuit on the indoor unit side.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the ultraviolet discharge tube is driven by the inverter-type lamp power supply to generate ultraviolet light, the temperature sensor detects the ambient temperature of the ultraviolet discharge tube, and the inverter detects the ambient temperature according to the ambient temperature. By controlling the inverter frequency of the type lamp power source to maintain the lamp current of the ultraviolet discharge tube at a predetermined value, for example, without directly measuring the ultraviolet irradiation intensity of the ultraviolet discharge tube with an illuminometer, Variations in the ultraviolet irradiation intensity due to changes in the ambient temperature of the discharge tube can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a control device of an ultraviolet discharge tube according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an ultraviolet discharge tube.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a lamp current of an ultraviolet discharge tube and an ultraviolet irradiation intensity.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an ambient temperature of an ultraviolet discharge tube and an ultraviolet irradiation intensity.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a power supply control circuit included in the control device.
FIG. 6 is a graph showing the correlation between the ambient temperature of an ultraviolet discharge tube, ultraviolet irradiation intensity, and inverter frequency.
[Explanation of symbols]
10 UV discharge tube (UV lamp)
Reference Signs List 11 Inverter type lamp power supply 12 Temperature sensor 13 Power supply control circuit 13a DC / DC conversion circuit 13b Current detection circuit 13c Control IC
13d memory 20 AC power supply 21 AC / DC conversion circuit
