JPH10106506A - 無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ点灯装置及び流体処理装置 - Google Patents

無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ点灯装置及び流体処理装置

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Publication number
JPH10106506A
JPH10106506A JP8256047A JP25604796A JPH10106506A JP H10106506 A JPH10106506 A JP H10106506A JP 8256047 A JP8256047 A JP 8256047A JP 25604796 A JP25604796 A JP 25604796A JP H10106506 A JPH10106506 A JP H10106506A
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JP
Japan
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tube
induction coil
discharge lamp
arc tube
electrodeless discharge
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Withdrawn
Application number
JP8256047A
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English (en)
Inventor
Akihiro Yonezawa
昭弘 米沢
Keisuke Kuga
圭介 空閑
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導コイルの形状や位置が経時的に変化する
ことを防止して発光管内の放電ガスが長時間効率的に、
且つ安定して放電させる。 【解決手段】 発光管10の外管10bの外表面には半
径方向に突出した突起10dが形成され、誘導コイル2
は突起10dに沿って外管10bの回りに巻回されてい
る。突起10dにより発光管10の発熱や流体5のエネ
ルギ等により誘導コイル2の形状や位置が経時的に変化
することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線(UV)光
により水、汚水、空気などの流体に対して殺菌等の処理
を行う無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ点灯装
置及び流体処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】UV光を発する発光管を水、汚水、空気
などの処理対象の流体内に配置して殺菌等の処理を行う
無電極ランプ装置としては、図6に示すように発光管1
0の回りに誘導コイル2を配置し、高周波電源3からの
高周波電力をインピーダンス整合回路4を介して誘導コ
イル2に印加し、発光管10内の放電ガスGと誘導コイ
ル2の磁気誘導結合により放電ガスGからUV光を発生
させて流体5を殺菌するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、誘導コイル2
と発光管10の位置関係や、誘導コイル2の巻回間隔、
回数などは、発光管10内の放電ガスGが最も効率的
に、且つ安定して放電するように構成される。しかしな
がら、従来の無電極ランプでは、発光管10の発熱等に
より誘導コイル2の形状や位置が経時的に変化するの
で、放電が不安定になったり、効率が低下するという問
題点がある。特に、この問題点は、処理対象の水などの
流体5内に浸漬して長時間運転した場合に誘導コイル2
が流体5のエネルギにより変形したり、位置ずれが発生
するので顕著となる。
【0004】また、発光管10内の放電ガスGがHgの
場合、放電空間が均一に放電するように発光管10内に
最冷部を設ける必要があり、この最冷部は発光管10内
の放電空間の形状などに応じて最適な位置に形成する必
要がある。
【0005】本発明は上記従来の問題点に鑑み、誘導コ
イルの形状や位置が経時的に変化することを防止して発
光管内の放電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電
させることができる無電極放電ランプ装置、無電極放電
ランプ点灯装置及び流体処理装置を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は上
記目的を達成するために、放電媒体が封入された発光管
と、前記発光管の管壁に沿って巻回された誘導コイルと
を備えた無電極放電ランプ装置であって、前記発光管の
管壁に、前記誘導コイルの位置が変位することを防止す
る変位防止部材を形成したことを特徴とする無電極放電
ランプ装置である。上記構成により、変位防止部材似寄
り誘導コイルの位置が変位することが防止され、したが
って、誘導コイルの形状や位置が経時的に変化すること
を防止して発光管内の放電ガスが長時間効率的に、且つ
安定して放電させることができる。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の無
電極放電ランプ装置において前記発光管の管壁を半径方
向に凸状に形成することにより前記変位防止部材を形成
したことを特徴とする。上記構成により、誘導コイルの
位置が変位することが凸状の変位防止部材により防止さ
れ、したがって、誘導コイルの形状や位置が経時的に変
化することを防止して発光管内の放電ガスが長時間効率
的に、且つ安定して放電させることができる。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項1記載の無
電極放電ランプ装置において前記発光管の管壁を半径方
向に凹状に形成することにより前記変位防止部材を形成
したことを特徴とする。上記構成により、誘導コイルの
位置が変位することが凹状の変位防止部材により防止さ
れ、したがって、誘導コイルの形状や位置が経時的に変
化することを防止して発光管内の放電ガスが長時間効率
的に、且つ安定して放電させることができる。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれか1つに記載の無電極放電ランプ装置において
前記発光管の外側の管壁に前記変位防止部材を形成する
と共に、前記発光管の外側の管壁及び前記変位防止部材
に沿って前記誘導コイルを巻回したことを特徴とする。
上記構成により、誘導コイルを発光管の外側の管壁に沿
って巻回する場合に誘導コイルの位置が変位することが
防止され、したがって、誘導コイルの形状や位置が経時
的に変化することを防止して発光管内の放電ガスが長時
間効率的に、且つ安定して放電させることができる。
【0010】請求項5記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれか1つに記載の無電極放電ランプ装置において前
記発光管は外管と内管の間に放電媒体が封入された2重
管であって前記内管の内側の管壁に前記変位防止部材を
形成すると共に、前記内管の内側の管壁及び前記変位防
止部材に沿って前記誘導コイルを巻回したことを特徴と
する。上記構成により、誘導コイルを発光管の内側の管
壁に沿って巻回する場合に誘導コイルの位置が変位する
ことが防止され、したがって、誘導コイルの形状や位置
が経時的に変化することを防止して発光管内の放電ガス
が長時間効率的に、且つ安定して放電させることができ
る。
【0011】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
いずれか1つに記載の誘導コイルに高周波電力を供給す
る高周波電源を有することを特徴とする無電極放電ラン
プ点灯装置である。上記構成により、誘導コイルの形状
や位置が経時的に変化することを防止して発光管内の放
電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電させること
ができる無電極放電ランプ点灯装置を実現することがで
きる。
【0012】請求項7記載の発明は、請求項1乃至6の
いずれか1つに記載の無電極放電ランプ装置を処理対象
の流体内に浸漬することを特徴とする流体処理装置であ
る。上記構成により、誘導コイルの形状や位置が経時的
に変化することを防止して発光管内の放電ガスが長時間
効率的に、且つ安定して放電させることができる流体処
理装置を実現することができる。ここで、放電媒体はU
V光を発するHgやアマルガム等であり、汚水、風呂水
などを浄化することができる。また、Hgやアマルガム
の場合、発光管内の最適な位置に最冷部を設ける必要が
あるが、変位防止部材を凸状に形成すると流体により冷
やされて放電空間の変位防止部材の近傍が最冷部とな
る。したがって、発光管内の放電空間の形状などに応じ
て凸状の変位防止部材を適宜位置に形成することにより
最冷部を最適な位置に形成することができる。また、こ
のようなランプを流体処理装置に適用する場合、発光管
の流体が接触する面にテフロン等の紫外線透過フッ素樹
脂をコーティングすることにより流体が付着することを
防止することができる。また、UV光が到達する範囲の
面にTiO2 のような光半導体を塗布するようにしても
よく、この場合には放電ガスから照射されたUV光がT
iO2 に当たると光電子が発生して流体内の酸素を活性
化して有機物を分解するので、UV光を更に有効に利用
することができる。また、発光管の内面、すなわち放電
ガスが接触する面にセラミックスをコーティングするこ
とにより、Hgイオンが石英の発光管内に打ち込まれて
発光管が劣化することを防止することができるので、寿
命を長くすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明に係る無電極放電ラ
ンプ装置、無電極放電ランプ点灯装置及び流体処理装置
の一実施形態を示す構成図、図2は図1の無電極放電ラ
ンプを示す側面図、図3は図1及び従来例の無電極放電
ランプの無事故率を示すグラフである。
【0014】図1及び図2において、発光管10は放電
ガスGが封入される発光空間(放電空間)が筒形であっ
て内部の長手方向に空洞10aが形成されるように外管
10bと内管10cを有するいわゆる竹輪形(2重管)
で形成されている。すなわち、空洞10aは外気に導通
しており、外管10bと内管10cの間の放電空間内に
放電ガスGが封入されている。また、外管10bの外表
面には半径方向に突出した突起10dが形成されてい
る。
【0015】発光管10は例えば外径が約80mm、内
径が約30mmの石英ガラスで形成され、外管10bと
内管10cの両端を気密封止することにより放電空間
(図示G)内に40Paのアルゴンガス、総量200m
gの水銀が封入されている。なお、水銀の代わりにアマ
ルガム等のUV光発生物質を封入してもよい。
【0016】放電空間の長さは約150cmであり、ま
た、この放電空間に対応して誘導コイル2が外管10b
の回りに突起10dに沿って例えば放電空間の長さ方向
に約6cm間隔で螺旋状に巻回されている。したがっ
て、発光管10の発熱や流体5のエネルギ等により誘導
コイル2の形状や位置が経時的に変化することを防止す
ることができる。
【0017】ここで、発光管10と誘導コイル2は本発
明に係る無電極放電ランプ装置を構成している。このよ
うな無電極放電ランプ装置によれば、発光管10と誘導
コイル2を支持部材により支持し、また、誘導コイル2
の両端に高周波電源3及びインピーダンス整合回路4に
接続するためのソケットを設けるように構成することが
できる。
【0018】この発光管10と、誘導コイル2と、高周
波電源3とインピーダンス整合回路4が本発明に係る無
電極放電ランプ点灯装置を構成し、高周波電源3からの
1MHz〜100MHzの高周波電力がインピーダンス
整合回路4を介して誘導コイル2に印加される。これに
より、発光管10内の放電ガスGと誘導コイル2が磁気
誘導結合し、放電ガスGからUV光が発生する。
【0019】また、この無電極放電ランプ点灯装置の発
光管10及び誘導コイル2を流体5内に配置することに
より本発明に係る流体処理装置を構成することができ
る。なお、図1及び図2に示すような竹輪形の発光管1
0によれば、発光管10の放電空間から外側と内側の両
方に放射されたUV光により流体5を曝露することがで
きるのでUV光を有効に利用することができる。また、
用途に依っては外側と内側の一方のみに流体5を流すよ
うにしてもよい。そして、外側に流体5を流す場合、突
起10dが流体5により冷却されるので、放電空間の突
起10dの近傍が最冷部となり、したがって、発光管1
0内の放電空間の形状などに応じて突起10dを適宜位
置に形成することにより最冷部を最適な位置に形成する
ことができる。
【0020】図3は上記構成及び従来例の発光管10及
び誘導コイル2を処理水槽内に浸漬して点灯した場合を
無事故率の実験結果を示している。突起10dを設ける
ことなく誘導コイル2を巻回した従来例では、1500
0時間程度の運転で誘導コイル2の形状や位置が経時的
に変化して数%の事故が発生したが、上記実施形態によ
れば15000時間以上の運転でも事故は殆ど発生しな
かった。
【0021】図4は第2の実施形態を示している。上記
実施形態では半径方向に突出した突起10dを形成した
が、この第2の実施形態では発光管1の管壁の半径方向
に凹部10eを形成することにより誘導コイル2の変位
を防止するように構成されている。なお、この発光管1
は竹輪形(2重管)ではなく、放電空間が略円筒形で形
成されている。
【0022】図5は第3の実施形態を示している。この
発光管10’は放電空間が略竹輪形であるが、図の下端
の放電空間が連結し、上端のみが開口するように形成さ
れている。そして、内管10cの表面には半径方向に突
出した突起10dが形成され、誘導コイル2は発光管1
0’の発熱等により変位しないように内管10cの表面
と突起10dに沿って巻回されている。
【0023】なお、このようなランプを流体処理装置に
適用する場合、発光管1、10、10’の流体5が接触
する面にテフロン等の紫外線透過フッ素樹脂をコーティ
ングすることにより流体が付着することを防止すること
ができる。また、UV光が到達する範囲の面にTiO2
のような光半導体を塗布するようにしてもよく、この場
合には放電ガスGから照射されたUV光がTiO2 に当
たると光電子が発生して流体内の酸素を活性化して有機
物を分解するので、UV光を更に有効に利用することが
できる。また、発光管1、10、10’の内面、すなわ
ち放電ガスGが接触する面にセラミックスをコーティン
グすることにより、Hgイオンが石英の発光管1、1
0、10’内に打ち込まれて発光管1、10、10’が
劣化することを防止することができるので、寿命を長く
することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、発光管の管壁に、誘導コイルの位置が変位す
ることを防止する変位防止部材を形成したので、誘導コ
イルの形状や位置が経時的に変化することを防止して発
光管内の放電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電
させることができる。
【0025】請求項2記載の発明によれば、誘導コイル
の位置が変位することを凸状の変位防止部材により防止
することができるので、発光管内の放電ガスが長時間効
率的に、且つ安定して放電させることができる。
【0026】請求項3記載の発明によれば、誘導コイル
の位置が変位することを凹状の変位防止部材により防止
することができるので、発光管内の放電ガスが長時間効
率的に、且つ安定して放電させることができる。
【0027】請求項4記載の発明によれば、誘導コイル
を発光管の外側の管壁に沿って巻回する場合に誘導コイ
ルの形状や位置が経時的に変化することを防止して発光
管内の放電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電さ
せることができる。
【0028】請求項5記載の発明によれば、誘導コイル
を発光管の内側の管壁に沿って巻回する場合に誘導コイ
ルの形状や位置が経時的に変化することを防止して発光
管内の放電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電さ
せることができる。
【0029】請求項6記載の発明によれば、誘導コイル
の形状や位置が経時的に変化することを防止して発光管
内の放電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電させ
ることができる無電極放電ランプ点灯装置を実現するこ
とができる。
【0030】請求項7記載の発明によれば、誘導コイル
の形状や位置が経時的に変化することを防止して発光管
内の放電ガスが長時間効率的に、且つ安定して放電させ
ることができる流体処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る無電極放電ランプ装置、無電極放
電ランプ点灯装置及び流体処理装置の一実施形態を示す
構成図である。
【図2】図1の無電極放電ランプを示す側面図である。
【図3】図1及び従来例の無電極放電ランプの無事故率
を示すグラフである。
【図4】本発明に係る無電極放電ランプ装置、無電極放
電ランプ点灯装置及び流体処理装置の第2の実施形態を
示す構成図である。
【図5】本発明に係る無電極放電ランプ装置、無電極放
電ランプ点灯装置及び流体処理装置の第3の実施形態を
示す構成図である。
【図6】従来の無電極放電ランプ装置、無電極放電ラン
プ点灯装置及び流体処理装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1,10,10’ 発光管 2 誘導コイル 3 高周波電源 4 インピーダンス整合回路 10d 突起 10e 凹部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電媒体が封入された発光管と、前記発
    光管の管壁に沿って巻回された誘導コイルとを備えた無
    電極放電ランプ装置であって、 前記発光管の管壁に、前記誘導コイルの位置が変位する
    ことを防止する変位防止部材を形成したことを特徴とす
    る無電極放電ランプ装置。
  2. 【請求項2】 前記発光管の管壁を半径方向に凸状に形
    成することにより前記変位防止部材を形成したことを特
    徴とする請求項1記載の無電極放電ランプ装置。
  3. 【請求項3】 前記発光管の管壁を半径方向に凹状に形
    成することにより前記変位防止部材を形成したことを特
    徴とする請求項1記載の無電極放電ランプ装置。
  4. 【請求項4】 前記発光管の外側の管壁に前記変位防止
    部材を形成すると共に、前記発光管の外側の管壁及び前
    記変位防止部材に沿って前記誘導コイルを巻回したこと
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の無
    電極放電ランプ装置。
  5. 【請求項5】 前記発光管は外管と内管の間に放電媒体
    が封入された2重管であって前記内管の内側の管壁に前
    記変位防止部材を形成すると共に、前記内管の内側の管
    壁及び前記変位防止部材に沿って前記誘導コイルを巻回
    したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに
    記載の無電極放電ランプ装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の
    誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源を有する
    ことを特徴とする無電極放電ランプ点灯装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の
    無電極放電ランプ装置を処理対象の流体内に浸漬するこ
    とを特徴とする流体処理装置。
JP8256047A 1996-09-27 1996-09-27 無電極放電ランプ装置、無電極放電ランプ点灯装置及び流体処理装置 Withdrawn JPH10106506A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016195054A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 学校法人上智学院 マイクロ波励起無電極ランプ及びそれを用いた水溶液処理システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20031202