JPH10134777A - 無電極放電ランプ、無電極放電ランプ点灯装置、照明装置及び液体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の励起コイルを巻回した放電管の発光効
率を向上させること。 【解決手段】 リード線５に並列接続された３本の励起
コイル２ａ，２ｂ，２ｃが放電管１の外管１ａの外周部
の長手で方向に均一に巻回されている。このため、リー
ド線５から励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃに高周波電流を
供給すると、放電管１の外管１ａの外周部から電磁力が
長手方向に均一に注入されるので、外管１ａ内に一つの
発光領域を有する放電が起きる。このため、外管１ａ内
の一つの発光空間内の電流密度分布を均一にでき、発光
効率を向上させることができる。しかも、励起コイル２
ａ，２ｂ，２ｃは並列接続されているため、インダクタ
ンスを小さくでき、放電管を水没して用いる場合の水の
誘電率の悪影響を受けにくく、流水の殺菌などに用いら
れた場合に、その性能を十分に発揮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は希ガスを封入した放
電管に複数の励起コイルを巻回した無電極放電ランプ
と、この無電極放電ランプを点灯させる無電極放電ラン
プ点灯装置と、この無電極放電ランプ点灯装置を用いた
照明装置と、前記無電極放電ランプ点灯装置を用いて流
水の殺菌などを行う液体処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の無電極放電ランプとして、例え
ば、図１２に示すような特公昭６２−１６３２９７に公
開されているものがある。この例において、水銀や希ガ
スを封入した円筒状放電管１の外周部に複数の励起コイ
ル２ａ，２ｂ，２ｃが巻回され、これら励起コイル２
ａ，２ｂ，２ｃは並列接続されている。このような無電
極放電ランプのコイル２ａ，２ｂ，２ｃに高周波発振機
３から高周波電流を供給すると、円筒状放電管１内（発
光空間）に３個の発光領域が形成され、紫外線（ＵＶ）
が照射される。

【０００３】ここで、励起コイルを複数に分割して並列
接続した理由は、励起コイルを並列化することにより、
高周波発振機３（高周液電源）から見た励起コイルのイ
ンダクタンスを低下させて、励起コイルに印加する始動
電圧を低下させ、また、始動後に定常的に高い電圧を励
起コイルに掛けないようにして、高周波発振機３などの
回路設計を有利にすることができると共に、各励起コイ
ルの耐絶縁性能を高くしなくても済むため、励起コイル
の信頼性を向上させることができる。

【０００４】また、無電極放電ランプを水中に設置し
て、水の殺菌などに用いる場合、上記のように放電管に
複数の励起コイルを巻回して、励起コイルを並列化する
ことより、以下に述べるような利点がある。即ち、励起
コイルの少なくとも一部を水中に設ける場合には、励起
コイルを並列に設けることが、整合回路設計上、特に有
利に働く。その理由は、無電極放電ランプにおいて、励
起コイルのインダクタンスは最も素子感度が高い定数で
ある。一方、水の比誘電率は空気に比べて非常に高い。
故に、励起コイルを水中に設置するということは、励起
コイル周辺の分布容量値が水の比誘電率によって決定付
けられてしまうことになる。従って、励起コイルを水中
に設けることは大きな分布容量を励起コイルと並列に設
けたことと等価な操作に当たり、この大きな分布容量が
励起コイルのインダクタンスをキャンセルしてしまうと
いう問題が生じる。

【０００５】このような問題を回避するためには、励起
コイルと並列に予め大容量部品（整合回路に励起コイル
と並列に設けるコンデンサ）を設けておけば、水による
分布容量の回路動作への影響を相対的に小さくすること
ができる。この励起コイルと並列に予め設けておくコン
デンサの容量を大きくするためには、上記のように複数
の励起コイルを並列接続して。励起コイルのインダクタ
ンスを低下させておく方が、励起コイルと並列に設ける
コンデンサの容量をより大きくすることができる。これ
により、水による分布容量が回路動作に与える影響を相
対的に小さくすることが可能となり、励起コイルの特性
を水量や水質の影響を受けにくくすることができる。

【０００６】しかしながら、ひとつの発光空間に複数の
発光領域を設けるということは、発光空間内の電流密度
に斑が生じることを、積極的に肯定していることにな
る。ここで、議論の前提となるいくつかの常識的な制約
条件（電力、最冷部温度等）を固定した時に、ある発光
領域からの出力光が最大となる電流密度は、特定のレン
ジ若しくは唯一の値に収まるという特性がある。従っ
て、一つの発光空間内ではできるだけ電流密度が均一な
方が発光効率的に有利であるという技術的観点からは、
ひとつの発光空間に複数の発光領域を設けることは、そ
の発光効率を向上させる方向とは逆行するものであると
いえる。

【０００７】それゆえ、従来の一つの放電管に複数の励
起コイルを巻回して複数の発光領域を設けたものは、水
中などの使用に有利な反面、放電の発光効率を抑制する
ものであり、個別のランプに個別の励起コイルを設けた
システムに対する優位性に欠けるとい不具合があった。

【０００８】また、特公昭６２−１６３２９７に公開さ
れている無電極放電ランプ点灯装置では、ひとつの高周
波電源出力を、２個の励起コイルに振り分けて、ひとつ
の放電空間に２つの発光領域を形成するようにしてい
る。この例の場合も、放電の発光効率を抑制するもので
あると共に、励起コイルに蓄積する無効電力が高周波電
源出力の振り分けにより低下するため、放電管内への電
力伝達効率も低くなり、上記した放電の発光効率を更に
悪化させるという不具合があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電管に複数の
励起コイルを巻回して１つの発光空間に複数の発光領域
を設けたものは、水中などの使用に有利な反面、発光空
間内の電流密度が均一でないため、放電の発光効率を抑
制するものであり、個別のランプに個別の励起コイルを
設けたシステムに対しても、放電の発光効率という点で
優位性に欠けるとい課題があった。

【００１０】そこで本発明は上記のような課題を解決す
るためになされたもので、複数の励起コイルを巻回した
放電管の発光効率を向上させることができる無電極放電
ランプと、この無電極放電ランプを点灯する無電極放電
ランプ点灯装置と、この無電極放電ランプ点灯装置を用
いた照明装置と、前記無電極放電ランプ点灯装置を用い
た液体処理装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、水銀
又は希ガスを封入した放電管と；前記放電管の外周部に
それぞれが長手方向に均一に且つ他の励起コイルを跨が
ないように巻回された複数の励起コイルと；を具備して
いる。

【００１２】このような構成により、複数の励起コイル
に高周波電流を流すと、放電管内に放電が生ずるが、こ
の時前記各励起コイルが前記放電管の長手方向に均一に
巻回されているため、各励起コイルから発生される電磁
力が放電管長手方向に均一に注入され、放電管内部には
１つの発光領域を有する放電が生じる。

【００１３】請求項２の発明は、水銀又は希ガスを封入
した放電管と；この放電管の外周部に一部が他の励起コ
イルと重複して巻回された領域を有する複数の励起コイ
ルと；を具備している。

【００１４】このような構成により、複数の励起コイル
に高周波電流を流すと、放電管内に放電が生ずるが、こ
の時、隣り合う励起コイルの一部が重複して巻回されて
いるため、異なる励起コイル間の電磁結合を強めること
ができるため、各励起コイルから発生される電磁力が放
電管長手方向に均一に注入され、放電管内部には１つの
発光領域を有する放電が生じる。

【００１５】請求項３の発明は、前記複数の励起コイル
を並列に接続して、これらコイルに供給する高周波電流
を導入する一対の導電体部材を具備し、且つ、これら一
対の導電体部材の一方を前記複数の励起コイルで前記放
電管の外壁に巻き締めて、前記放電管の長手方向に沿っ
て配線する。

【００１６】このような構成により、前記一対の導電体
部材は前記励起コイルの一部により巻き締められて、前
記放電管の外壁に固定される。

【００１７】請求項４の発明は、水銀又は希ガスを封入
した放電管と；前記放電管の長手方向に分割された区域
にそれぞれが巻回された複数の励起コイルと；これら励
起コイルの中で少なくとも放電管の両端に位置する励起
コイルに並列若しくは直列に接続された複数のコンデン
サと；を具備している。

【００１８】このような構成により、隣接する片方の励
起コイルとしか電磁結合をしていない放電管の両端に位
置する励起コイルに並列若しくは直列に接続されたコン
デンサにより、これら励起コイルのインダクタンスは隣
接する両側の励起コイルと電磁結合をしている他の励起
コイルのインダクタンスに合わせた値に調整される。こ
れにより、放電管に巻回された励起コイルに高周波電流
を流すと、各コイルから発生する電磁力は均一になり、
これにより、均一な電磁力が放電管長手方向にに注入さ
れ、放電管内部には１つの発光領域を有する放電が生じ
る。

【００１９】請求項５の発明の前記放電管は断面がリン
グ状の空間部分を有する外管とこの外管の中空部を形成
する内管とにより２重管構成され、前記外管の外周部に
前記複数の励起コイルを巻回する。

【００２０】このような構成により、外管と内管で構成
されるリング状の放電空間に、励起コイルの周回方向に
沿ったリング状の放電が生じ、励起コイルから放電リン
グへ電磁力がその長手方向に均一に効率良く伝達され
る。

【００２１】請求項６の発明の前記放電管は円柱状をし
た単管構成である。

【００２２】このような構成により、放電管内部の円柱
状の放電空間に放電が生じ、励起コイルから放電リング
へ電磁力がその長手方向に均一に伝達される。

【００２３】請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれ
か１記載の無電極放電ランプと；この無電極放電ランプ
のコイルに高周波電流を供給する高周波電源と；を具備
している。

【００２４】このような構成により、高周波電源から高
周波電流が前記無電極放電ランプに供給され、無電極放
電ランプが点灯する。

【００２５】請求項８の発明は、水銀又は希ガスを封入
した放電管と；前記放電管の長手方向に分割された区域
にそれぞれが巻回された複数の励起コイルと；この励起
コイルに高周波電流を供給する高周波電源と；前記放電
管の発光照度を検出する照度検出器と；この照度検出器
が検出した前記発光照度に基づいて前記高周波電源から
出力される高周波電力を制御する電力制御回路と；を具
備している。

【００２６】このような構成により、高周波電源から高
周波電流が複数の励起コイルに供給され、放電管が点灯
する。照度検出器は例えば異なる励起コイルの間の前記
放電管から発生する光（紫外線を含む）の照度を検出し
て、これを電力制御回路にフィードバックするため、電
力制御回路はこの照度が所定値となる最小の高周波電力
が前記高周波電源から複数の励起コイルに供給されるよ
うな制御を行って、放電管内に一つの発光領域を持つ放
電を発生させる。

【００２７】請求項９の発明は、請求項１又は２載の無
電極放電ランプ点灯装置と；この無電極放電ランプ点灯
装置の無電極放電ランプから発光される光を反射する反
射板と；前記無電極放電ランプ点灯装置の高周波電源を
収納する筐体と；を具備している。

【００２８】このような構成により、無電極放電ランプ
点灯装置の無電極放電ランプが点灯して発光すると、反
射板により光が反射され、方向性を持って外界に照射さ
れる。

【００２９】請求項１０の発明は、請求項７又は８記載
の無電極放電ランプ点灯装置と；この無電極放電ランプ
点灯装置の無電極放電ランプを内部に配置し、且つこの
内部に被処理水を流す流水管と；を具備している。

【００３０】このような構成により、無電極放電ランプ
点灯装置の無電極放電ランプが流水管内部で点灯する
と、無電極放電ランプから照射される例えば紫外線は、
被処理水が殺菌する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の無電極放電ランプ
の第１の実施の形態の構成を示した図である。１は外管
１ａと内管１ｂの２重管構成の放電管で、外管１ａと内
管１ｂで形成される断面がリング状の発光空間を有し、
この発光空間内に水銀や希ガスが封入されている。２
ａ、２ｂ，２ｃは放電管１の外管１ａの外周部に同方向
に巻回されたそれぞれ独立した励起コイル、５は励起コ
イル２ａ、２ｂ，２ｃに高周波電流を導入するリード線
（導電体部材）である。放電管１と励起コイル２ａ、２
ｂ，２ｃにより、誘導結合型無電極放電ランプが構成さ
れている。

【００３２】次に本実施の形態の構成と動作について説
明する。励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃはそれぞれが放電
管１の外管１ａの長手方向のほぼ全長に亙って均一の密
度で巻回されていて、且つお互いの励起コイルが重なら
ず一定の間隔で巻回されるように配置されている。ま
た、励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃのコイル端部はリード
線５に接続されることにより、励起コイル２ａ、２ｂ，
２ｃは並列接続されている。

【００３３】図示されない高周波電源から出力された高
周波電流はリード線５を通して、励起コイル２ａ、２
ｂ，２ｃに供給される。これにより、外管１ａ内の断面
がリング状の発光空間に放電が発生し、外管１ａ内に封
入されている水銀原子から紫外線が発生する。放電管１
の外周部に巻回されている励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃ
は３本であるが、本例では、上記したように各励起コイ
ルは放電管１の外管１ａの長手方向のほぼ全長に亙って
均一の密度で巻回されていて、且つお互いの励起コイル
が重ならず一定の間隔で巻回されるように配置されてい
るため、励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃにより発生する電
磁界は放電管１の外管１ａの長手方向に対して均一とな
る。これにより、外管１ａの長手方向に電磁力が均一に
注入されるため、外管１ａ内の断面がリング状の発光空
間に発生する放電の強さは均一となって、一つの発光領
域が形成される。

【００３４】本実施の形態によれば、放電管１に巻回さ
れている励起コイルは３本であるが、これら３本の励起
コイル２ａ，２ｂ，２ｃは放電管１の外管１ａの長手方
向に均一に巻回されているため、励起コイル２ａ，２
ｂ，２ｃ間の電磁結合が増し、放電管１の長手方向に均
一な電磁界を形成することができる。これにより、外管
１ａの長手方向に均一な電磁力が注入され、一つ発光空
間に一つの発光領域を形成することができる。このた
め、発光空間内の電流密度分布を均一化し易く、発光領
域から出る照射光を最大とする電流密度の値（又はある
レンジの値）に、前記発光空間内の電流密度を容易に持
って行くことができ、発光効率を向上させることができ
る。また、励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃの励起コイル導
体が互いに跨ぎ合うことがないため、放電管周辺におけ
る絶縁構成を優位に実現できると共に、放電管１に巻回
された励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃの凹凸がコイル１本
の導体径に止どめることができ、清掃などを比較的容易
に行うことができる。

【００３５】又、外管１ａと内管１ｂで形成される放電
空間にリング状の放電が形成され、しかもこのリング状
の放電は励起コイル２ａ〜２ｃの周回方向に沿って近接
して生じるため、励起コイル２ａ〜２ｃから前記放電へ
の電力伝達効率が向上するため更に発光効率を向上させ
ることができる。

【００３６】更に、３本の励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃ
が並列接続されているため、励起コイルのインダクタン
スを低くできるため、前記高周波電源側でこれら励起コ
イルに並列接続されて、本例の無電極放電ランプを水没
させて殺菌などに用いる場合に水の誘電率に起因する分
布容量の回路動作に与える影響を少なくするためのコン
デンサの容量値を大きくすることができ、水中使用に有
利な特性を容易に得ることができる。更に、励起コイル
のインダクタンスが低いため、前記高周波電源側の回路
設計などを容易にすることができる。

【００３７】図２は本発明の無電極放電ランプの第２の
実施の形態の構成を示した図である。本例の放電管１は
円柱状の単管で、この放電管１の外周部に３本の励起コ
イル２ａ，２ｂ，２ｃが放電管１の長手方向に均一に巻
回され、その巻き方は第１の実施の形態と同様であり、
励起コイル２ａ〜２ｃから放電管内への電力伝達効率は
落ちるが、他は同様の効果がある。

【００３８】図３は本発明の無電極放電ランプの第３の
実施の形態の構成を示した図である。本例の外管１ａと
内管１ｂの２重管構成の放電管１の外管１ａの外周部に
３本の励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃが外管１ａの長手方
向に均一に巻回され、その巻き方は第１の実施の形態と
ほぼ同様である。しかし、励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃ
が外管１ａに巻回される時、１本のリード線５が外管１
ａの外壁に密着して長手方向に沿って配線されるよう
に、この１本のリード線５を外管１ａの外壁に巻き締め
て固定している。このため、リード線５の固定が容易で
あることと、リード線５が外管１ａに密着しているた
め、無電極放電ランプを流水中に水没させて使用する場
合等、水流がリード線５に当たって乱れないと共に、無
電極放電ランプから照射された紫外線などの遮光性を改
善することができる。更に、リード線５が外管１ａに密
着して整然と配線されているため、励起コイルなどの清
掃をやり易くすることができる。また、本例も、放電管
１の外周部に３本の励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃが放電
管１の長手方向に均一に巻回され、その巻き方は第１の
実施の形態と同様であり、同様の効果がある。

【００３９】図４は本発明の無電極放電ランプの第４の
実施の形態の構成を示した図である。本例も、２重管構
成の放電管１の外管１ａの外周部に３本の励起コイル２
ａ、２ｂ，２ｃが巻回されている。励起コイル２ａ、２
ｂ，２ｃは外管１ａの長手方向の３区間に、図中左から
順番に巻回されているが、各コイルが隣接している一部
の区間は重なって巻回されている。即ち、この区間で
は、例えば励起コイル２ａの巻線の間に励起コイル２ｂ
の巻線が巻回されて、重なって巻回されている。また、
これら励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃの端部は一対のリー
ド線５に並列に接続されている。

【００４０】図示されない高周波電源から出力された高
周波電流はリード線５を通して、励起コイル２ａ、２
ｂ，２ｃに供給される。これにより、外管１ａ内の断面
がリング状の発光空間に放電が発生し、外管１ａ内に封
入されている水銀原子から紫外線が発生する。放電管１
の外周部に巻回されている励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃ
の境界部分、即ち２つの励起コイルが隣接する区間で
は、これら２つの励起コイルが重なって巻回されている
ため、隣接する２つの励起コイルの境目付近に位置する
発光空間に注入される電磁力を強くして、外管１ａ内の
一つの発光空間に一つの発光領域を形成すると共に、前
記隣接する２つの励起コイルの境目付近に位置する発光
空間内の電流密度が小さくならないようにして、一つの
発光空間内の電流密度分布を均一化している。

【００４１】本実施の形態によれば、放電管１に、３本
の励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃの一部を互いに重なり合
うように巻回することにより、放電管１の外管１ａの長
手方向に励起コイルが巻回されていない領域をなくすと
共に、隣接する２つの励起コイルの境目付近で、これら
励起コイル間の電磁結合が増して、隣接する励起コイル
間の境界付近の発光空間にも、均一な磁界を形成するこ
とができる。これにより、外管１ａ内の一つ発光空間に
一つの発光領域を形成することができ、発光空間内の電
流密度を均一化して、放電の発光効率を向上させること
ができる。しかも、本例では、隣接するコイルの境界付
近の発光空間には、隣接する励起コイルを重ねて巻くこ
とにより、この付近の電磁力を調整して、上記した発光
空間内の電流密度が均一になるように調整できるため、
上記した放電の発光効率の向上を容易に達成することが
できる。

【００４２】ここで、上記した各実施例において、放電
管１に巻回した励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃを帯状導体
励起コイルとし、しかも、放電管１の外周面を励起コイ
ル２ａ，２ｂ，２ｃごとＴＦＴコーティングしたり、コ
ーティング時に位置がずれないように一定区間毎に帯状
導体を糊付けするなどして、励起コイル２ａ，２ｂ，２
ｃを放電管１の外周面に固着する構成とする。

【００４３】これにより、放電管１の外周面の凹凸が極
めて浅く且つ滑らかになるため、上記した各実施の形態
の無電極放電ランプを水没して使用する際などに、水垢
などがランプに付着したような場合のクリーニングを極
めて容易とすることができると共に、励起コイル２ａ，
２ｂ，２ｃが放電管１の外周面に固着しているため、励
起コイル２ａ，２ｂ，２ｃがクリーニング時にずれるこ
とを防止することができる。尚、励起コイル２ａ，２
ｂ，２ｃを放電管１の外周面に固着する場合、焼成する
などの物理的固着や糊付けなどの各種手段がある。

【００４４】図５は本発明の無電極放電ランプ点灯装置
の第１の実施の形態の構成を示した図である。１は外管
１ａと内管１ｂの２重管構成の放電管で、外管１ａと内
管１ｂで形成される断面がリング状の発光空間を有し、
この発光空間内に水銀や希ガスが封入されている。２
ａ、２ｂ，２ｃは放電管１の外管１ａの外周部に同方向
に巻回されたそれぞれ独立した励起コイル、５は励起コ
イル２ａ、２ｂ，２ｃに高周波電流を導入するリード線
である。放電管１と励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃによ
り、誘導結合型無電極放電ランプが構成されている。６
は高周波電流を発生する出力電力可変型の高周波発振回
路、７は高周波発振回路６に交流を供給する交流電源、
８は高周波発振回路６から出力された高周波電流を励起
コイル２ａ、２ｂ，２ｃに供給するための整合回路、９
は放電管１１から照射される紫外線の強さを検出する紫
外線センサー（照度検出器）であり、この紫外線センサ
ー９の検出出力は高周波電源６にフィードバックされて
いる。尚、高周波発振回路６と整合回路８は高周波電源
２０を構成している。

【００４５】次に本実施の形態の動作について説明す
る。高周波発振回路６は交流電源７から供給される交流
を整流して得た直流電源をスイッチングして高周波電流
に変換し、得られた高周波電流を整合回路８及びリード
線５を通して励起コイル２ａ、２ｂ、２ｃに供給する。
これにより、放電管１の外管１ａの内部に励起コイル２
ａ、２ｂ、２ｃが発生する電磁力により放電が発生し、
紫外線が外管１ａから照射される。紫外線センサー９は
外管１ａから照射された紫外線を検出して、その強さを
電気信号に変えて高周波発振回路６にフィードバックす
る。

【００４６】高周波発振回路６の電力制御回路６１は紫
外線センサー９により検出された前記紫外線の強さが所
定値に達するまで、スイッチング周波数やスイッチング
時のオンデューティを変化させて、その出力電力を調整
する。しかも、この調整時、紫外線センサー９により検
出される紫外線の強さが所定値を維持するために必要な
最小の電力が出力されるように、前記スイッチング部に
よる調整が行われる。

【００４７】図６は上記した放電管１の軸方向の紫外線
の強さを励起コイル２ａ〜２ｃに投入する高周波電力を
パラメータとして示した特性図である。但し、前記紫外
線は放電管１の中心軸から直角方向に１５０ｍｍ離れた
点での測定値である。この特性図から、投入高周波電力
が２３８Ｗの時は、図中破線で示すように放電管の軸方
向の１２０ｍｍのところと、２４０ｍｍのところでその
照度が０．５以下となっており、このため、放電管１に
３つの発光領域が生じていることが分かる。しかし、励
起コイル２ａ〜２ｃに投入する高周波電力の値を増加し
ていくと、投入電力が３９９Ｗの時に、上記した放電管
の軸方向の２か所で、紫外線の照度が０．５以上とな
り、それまで３つに分かれていた発光領域が１つに繋が
って、放電管内に１つの発光領域が形成されたことが分
かる。

【００４８】図７は図１に示した励起コイル２ａ〜２ｃ
に投入した電力と紫外線の発光効率との関係を示した特
性図である。この図から分かるように投入電力が約４０
０Ｗ付近で相対効率が最も高く、投入電力が４００Ｗを
こえると急速に発光効率が悪化することが分かる。これ
は、４００Ｗを越えると発光管内の電流密度が増大する
が、増大した分が発光に寄与しないためである。従っ
て、図５と図６から分かることは、放電管１内に形成さ
れた発光領域が一つになった直後の投入高周波電力、即
ちここでは３３９Ｗの時に最も発光効率が高いことが分
かる。

【００４９】そこで、高周波発振回路６は紫外線センサ
ー９により検出した紫外線の強度から放電管１の外管１
ａ内に形成された発光領域がちょうど１つに繋がった時
点の高周波出力を以降維持し、この高周波出力を整合回
路８を介して、上記した励起コイル２ａ〜２ｃに供給す
る。これにより、放電管１の外管１ａ内には１つの発光
領域を有する放電が形成され、この状態から放電管１か
ら紫外線が照射される。

【００５０】ここで、紫外線センサー９の採光面積はφ
15[mm]の微少面積とし、測定した最大光量箇所を基準と
し、その半分の光量未満の部分は、発光領域が繋がって
おらず、分離しているものと定義する。従って、一つの
発光空間の全ての場所が測定した最大光量の半分以上の
光量を有する場合、この発光空間には一つの発光量領域
が存在することになる。

【００５１】本実施の形態によれば、放電管１の外周部
に３個の励起コイルを有する無電極放電ランプの前記励
起コイルに投入する電力を高周波発振回路６が調整し
て、放電管内に一つの発光領域の放電が形成されるよう
にすることにより、放電管１内の一つの発光空間内の電
流密度を均一化させることができるため、放電管１の発
光効率を向上させることができる。また、本例は３個の
励起コイル２ａ〜２ｃが並列接続されているため、無電
極放電ランプを水没して用いるに適した諸々の利点（図
１に示した実施形態の説明と同様）を有している。又、
励起コイルのインダクタンスが低いため、高周波電源２
０から常時高電圧の高周波電圧を印加する必要がなくな
るため、この分、高周波電源２０の設計などを容易とす
ることができる。

【００５２】図８は本発明の無電極放電ランプ点灯装置
の第２の実施の形態の構成を示した図である。本例の構
成は図５に示した第１の実施の形態とほぼ同様である
が、放電管１に巻回されている両端の励起コイル２ａ、
２ｃにコンデンサＣ１，Ｃ２が並列に接続されていると
ころが異なっている。

【００５３】ところで、放電管１の外管１ａの外周部に
励起コイル２ａ、２ｂ，２ｃが所定の間隔を空けて巻回
されていると、励起コイル２ｂは両端の励起コイル２
ａ、２ｃと電磁的に結合するが、両端の励起コイル２
ａ、２ｃは励起コイル２ｂとしか結合していない。この
ため、励起コイル２ｂのインダクタンスは励起コイル２
ａ、２ｃのインダクタンスより小さくなり、このままで
は、真ん中の励起コイル２ｂにより発光する発光領域が
立ち消えし易い等、アンバランスな状態となる。

【００５４】そこで、本例では両端の励起コイル２ａ、
２ｃに並列にコンデンサＣ１，Ｃ２を接続して、励起コ
イル２ａ、２ｃのインダクタンスを励起コイル２ｂのイ
ンダクタンスと揃えることにより、励起コイル全体の力
率を改善している。他の構成は上記した第１の実施の形
態と同様であり、高周波発振回路６は放電管１内に一つ
の発光領域が形成されるようにその高周波出力を調整す
るため、発光効率を向上させることができると共に、励
起コイルの力率が改善されているため、前記一つの発光
領域を安定に形成することができる。尚、場合によっ
て、コンデンサＣ１、Ｃ２は励起コイル２ａ、２ｃに直
列に接続してもよい。

【００５５】図９は本発明の無電極放電ランプ点灯装置
の第３の実施の形態の構成を示した図である。本例は、
無電極放電ランプとして図１に示した実施の形態と同様
のものを用いている。このため、高周波発振回路６から
高周波電流を整合回路８、リード線５を通して、無電極
放電ランプの励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃに供給する。
励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃは放電管の外管１ａに均一
に巻回されているため、外管１ａ内の長手方向に均一に
電磁力を供給でき、高周波発振回路６から供給する電力
を外管１ａ内に１つの発光領域を持つ放電を生じさせる
ことができる。従って、無電極放電ランプ点灯装置は図
７、図８に示したようなフィードバック系を備えていな
くとも、無電極放電ランプに１つの発光領域を持つ放電
を生じさせることができ、装置を簡単化することができ
る。尚、無電極放電ランプとしては図２〜図４に示した
いずれかの放電ランプを用いても同様の効果がある。

【００５６】図１０は本発明の照明装置の一実施の形態
を示した側面図である。図９に示した無電極放電ランプ
点灯装置を構成する無電極放電ランプの放電管１の内管
１ｂはケース（筐体）１２に植設された放電管支持体１
０により支持され、励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃはリー
ド線５を介して高周波電源２０に接続されている。この
高周波電源２０から励起コイル２ａ，２ｂ，２ｃに高周
波電流が供給されると、放電管１の外管１ａが点灯し、
その光は放電管１の背後に設けられている反射板１１に
よって、反射されて方向性を持って照射される。

【００５７】本実施の形態によれば、無電極放電ランプ
の放電管１の外管１ａ内には一つの発光領域が形成され
るため、放電管１の長手方向に輝度斑がなく、均一な光
を照射することができると共に、発光効率がよいため照
度を向上させることができる。尚、放電管１の外管１ａ
内に水銀などを入れた場合は、外管１ａから紫外線が照
射されるため、紫外線照明装置となるが、前記外管１ａ
内に低圧のＸｅ（キセノン）などを封入すれば、可視光
が照射され、通常の照明装置となる。尚、可視光を照射
するには、放電管１ａ内には水銀等を封入し、放電管内
に蛍光物質を塗布することにより、可視光線を得る構成
としてもよい。尚、無電極放電ランプ点灯装置としては
図５又は図８に示したものを用いても同様の効果があ
る。

【００５８】図１１は本発明の液体処理装置の一実施の
形態の構成を示したブロック図である。例えば図９に示
したのと同一構成を有する無電極放電ランプ点灯装置の
無電極放電ランプ５０が流水管１６内に配置されてい
る。この無電極放電ランプ５０に接続されているリード
５線は、流水管１６から外部に引き出されて、高周波電
源２０に接続され、この高周波電源２０から高周波電流
が前記無電極放電ランプ５０に供給される。流水管１６
は水道管４２と接続部４１により接続され、図中左側の
水道管４２から水か流水管１６に流れ込む。流水管１６
に流れ込んだ水は無電極放電ランプ５０から発生する紫
外線の照射を受けて殺菌され、殺菌済みの水が流水管１
６から図中右側の水道管４２に流れ出る。

【００５９】本実施の形態によれば、無電極放電ランプ
点灯装置の無電極放電ランプ５０の発光効率が向上した
分、流水の殺菌効率を向上させることができる。尚、無
電極放電ランプ点灯装置としては図５又は図８に示した
ものを用いても同様の効果がある。

【００６０】

【発明の効果】以上記述した如く請求項１の発明によれ
ば、複数の励起コイルが放電管の長手方向に均一に巻回
されているため、放電管内に１つの発光領域を有する放
電を生じさせることができ、放電管の発光効率を向上さ
せることができる。

【００６１】請求項２の発明によれば、複数の励起コイ
ルの隣接部で隣接コイルの一部が重ねて巻回されている
ため、放電管内に１つの発光領域を有する放電を生じさ
せることができ、放電管の発光効率を向上させることが
できる。

【００６２】請求項３の発明によれば、前記一対の導電
材部材を励起コイルの一部を用いて前記放電管の外壁に
固定しているため、照射光の遮光性や清掃性能の向上を
図ることができる。

【００６３】請求項４の発明によれば、コンデンサによ
り、放電管に巻回された励起コイルのインダクタンスの
ばらつきを調整して、ほぼ同一のインダクタンスを有す
るようにしているため、放電管内に１つの発光領域を有
する放電を生じさせることができ、放電管の発光効率を
向上させることができる。

【００６４】請求項５の発明によれば、放電領域が励起
コイルに近いため、励起コイルからの電力伝達効率を向
上させることができ、放電管の発光効率を更に向上させ
ることができる。

【００６５】請求項６の発明によれば、放電管の構造が
簡単なため、製造コストを低廉とすることができる。

【００６６】請求項７の発明によれば、無電極放電ラン
プの発光効率が良いため、無電極放電ランプの照度を向
上させることができる。

【００６７】請求項８の発明によれば、励起コイルに供
給する電力を調整して放電管内部に１つの発光領域の放
電を発生させることができ、放電管の発光効率を向上さ
せて、その照度を向上させることができる。

【００６８】請求項９の発明によれば、明るい照明を行
うことができる。

【００６９】請求項１０の発明によれば、流水中の無電
極放電ランプの発光効率が向上しているため、その分、
被処理水の処理効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無電極放電ランプの第１の実施の形態
の構成を示した図。

【図２】本発明の無電極放電ランプの第２の実施の形態
の構成を示した図。

【図３】本発明の無電極放電ランプの第３の実施の形態
の構成を示した図。

【図４】本発明の無電極放電ランプの第４の実施の形態
の構成を示した図。

【図５】本発明の無電極放電ランプ点灯装置の第１の実
施の形態の構成を示した図。

【図６】上記した放電管１の軸方向の紫外線の強さを励
起コイル２ａ〜２ｃに投入する高周波電力をパラメータ
とした時の特性図。

【図７】図１に示した励起コイル２ａ〜２ｃに投入した
電力と紫外線の発光効率との関係を示した特性図。

【図８】本発明の無電極放電ランプ点灯装置の第２の実
施の形態の構成を示した図。

【図９】本発明の無電極放電ランプ点灯装置の第３の実
施の形態の構成を示した図。

【図１０】本発明の照明装置の一実施の形態の構成を示
した側面図。

【図１１】本発明の液体処理装置の一実施の形態の構成
を示したブロック図。

【図１２】従来の無電極放電ランプ点灯装置の一例を示
した概略図。

【符号の説明】

１ 放電管 １ａ 外管 １ｂ 内管 ２ａ〜２ｃ 励起コイル ５ リード線 ６ 高周波発振回路 ７ 交流電源 ８ 整合回路 ９ 紫外線センサー １０ 放電管支持体 １１ 反射板 １２ ケース １６ 流水管 ２０ 高周波電源 ４１ 接続部 ４２ 水道管 ５０ 無電極放電ランプ Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水銀又は希ガスを封入した放電管と；前
   記放電管の外周部にそれぞれが長手方向に均一に且つ他
   の励起コイルを跨がないように巻回された複数の励起コ
   イルと；を具備することを特徴とする無電極放電ラン
   プ。
2. 【請求項２】 水銀又は希ガスを封入した放電管と；こ
   の放電管の外周部に一部が他の励起コイルと重複して巻
   回された領域を有する複数の励起コイルと；を具備する
   ことを特徴とする無電極放電ランプ。
3. 【請求項３】 前記複数の励起コイルを並列に接続し
   て、これらコイルに供給する高周波電流を導入する一対
   の導電体部材を具備し、且つ、これら一対の導電体部材
   の一方を前記複数の励起コイルで前記放電管の外壁に巻
   き締めて、前記放電管の長手方向に沿って配線すること
   を特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
4. 【請求項４】 水銀又は希ガスを封入した放電管と；前
   記放電管の長手方向に分割された区域にそれぞれが巻回
   された複数の励起コイルと；これら励起コイルの中で少
   なくとも放電管の両端に位置する励起コイルに並列若し
   くは直列に接続された複数のコンデンサと；を具備する
   ことを特徴とする無電極放電ランプ。
5. 【請求項５】 前記放電管は断面がリング状の空間部分
   を有する外管とこの外管の中空部を形成する内管とによ
   り２重管構成され、前記外管の外周部に前記複数の励起
   コイルを巻回することを特徴とする請求項１乃至４いず
   れか１記載の無電極放電ランプ。
6. 【請求項６】 前記放電管は円柱状をした単管構成であ
   ることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１記載の無
   電極放電ランプ。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６いずれか１記載の無電極
   放電ランプと；この無電極放電ランプのコイルに高周波
   電流を供給する高周波電源と；を具備することを特徴と
   する無電極放電ランプ点灯装置。
8. 【請求項８】 水銀又は希ガスを封入した放電管と；前
   記放電管の長手方向に分割された区域にそれぞれが巻回
   された複数の励起コイルと；この励起コイルに高周波電
   流を供給する高周波電源と；前記放電管の発光照度を検
   出する照度検出器と；この照度検出器が検出した前記発
   光照度に基づいて前記高周波電源から出力される高周波
   電力を制御する電力制御回路と；を具備することを特徴
   とする無電極放電ランプ点灯装置。
9. 【請求項９】 請求項１又は２載の無電極放電ランプ点
   灯装置と；この無電極放電ランプ点灯装置の無電極放電
   ランプから発光される光を反射する反射板と；前記無電
   極放電ランプ点灯装置の高周波電源を収納する筐体と；
   を具備したことを特徴とする照明装置。
10. 【請求項１０】 請求項７又は８記載の無電極放電ラン
    プ点灯装置と；この無電極放電ランプ点灯装置の無電極
    放電ランプを内部に配置し、且つこの内部に被処理水を
    流す流水管と；を具備することを特徴とする液体処理装
    置。