JPH10241635A - 無電極放電ランプ、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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波電力を整合回路から励起コイルに伝達
する際の損失を低減して始動性を高める。 【解決手段】 放電ランプ１は石英の内管１ａと外管１
ｂにより形成された筒型の放電空間１ｃを有し、放電空
間１ｃ内に殺菌に有効なＵＶ光を発する放電媒体Ｇが封
入されている。外管１ｂの回りには励起コイル２が巻回
され、また、内管１ａの内部空間であって励起コイル２
の巻回領域の外側に整合回路５が配置されている。

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、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】一般に、放電することによってＵＶ光を
発する放電媒体を無電極の外囲器内に封入し、この外囲
器の回りに励起（誘導）コイルを巻回し、この励起コイ
ルに対して高周波電力を印加して放電媒体と励起コイル
を磁気誘導結合させることにより放電媒体からＵＶ光を
発生させることができる。

【０００３】図１９は従来の無電極放電ランプを示し、
放電ランプ１は内管１ａと外管１ｂにより形成された筒
型の放電空間１ｃを有し、放電空間１ｃ内に殺菌に有効
なλ＝２６０ｎｍ前後のＵＶ光を発する放電媒体Ｇが封
入されている。内管１ａの内側には励起コイル２が巻回
され、この励起コイル２に対して商用電源３、高周波電
源４から整合回路５を介して高周波電源が供給される。

【０００４】ランプ１の内管１ａの両端は開口するよう
に形成され、各開口部はそれぞれ非導電性の蓋１２ａ、
１２ｂによりシールされている。また、上部の蓋１２ａ
には同軸ケーブル１１を通すための開口が形成され、こ
の開口はパッキン６により封止されている。図２０は変
形例を示し、内管１ａの中空部の一端（図の上端）は開
口しており、他端（図の下端）は連結されて閉じられて
いる。このランプ１により処理流体７を殺菌する場合に
は、処理流体７が上から下に流れる処理槽８内にランプ
１を垂直に配置し、また、処理槽８の外部に設けられた
整合回路５と励起コイル２がケーブル１１を介して接続
される。

【０００５】図２１は他の従来例の放電ランプ１を示し
ている。放電ランプ１は内管１ａと外管１ｂを有し、励
起コイル２は外管１ｂの回りに巻回されている。ここ
で、この種の放電ランプ１では、例えば放電媒体がＨｇ
の場合、消灯時には余分なＨｇが液体で放電空間内の最
冷部に滞留する。また、点灯時には最冷部が所定の温度
になるように予め設計され、図２１に示す従来例では、
この最冷部を形成するために突出部１５が外管１ｂの外
壁において半径方向外側に突出するように形成されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

（１）しかしながら、図１９、図２０に示す従来例で
は、処理槽８の外部に設けられた整合回路５と励起コイ
ル２をケーブル８を介して接続するので、電力を伝達す
る際の損失が大きくなり、始動性が悪いという問題点が
あり、また、始動性を高めようとすると大きな電力を必
要とするという問題点がある。なお、上記問題点を解決
するために、整合回路５を励起コイル２の近傍に配置す
る方法が考えられるが、この場合には処理槽８内の液体
が電気回路である整合回路５に触れるという問題点があ
る（第１の問題点）。

【０００７】（２）また、この種の放電ランプ１を処理
槽８内に配置して殺菌等を行う場合には、ランプ１が処
理流体７により汚れて殺菌効率が低下するので、定期的
に励起コイル２を取り外してランプ１を洗浄する必要が
ある。しかしながら、図２１に示す従来例では、最冷部
を形成するために突出部１５が外管１ｂの外壁において
半径方向外側に突出するように形成されているので、巻
回された状態の励起コイル２を外管１ｂに沿って取外し
たり、ランプ１の洗浄後に嵌合させる作業の際に、突出
部１５が邪魔になって作業性が悪いという問題点がある
（第２の問題点）。

【０００８】（３）放電ランプ１が配置される処理槽８
の材料は、耐久性、耐蝕性を持たせるためにステンレス
綱が用いられている。しかしながら、無電極のランプ１
では、コイル２に高周波電流を流すことにより生成され
る磁界により、放電媒体Ｇの分子を励起させて放電を発
生させるので、ランプ１の周囲に磁界と電界が発生し、
これらの電磁波が処理槽８の外部の電子機器に悪影響を
与えるおそれがある（第３の問題点）。

【０００９】（４）また、上記従来の放電ランプでは、
１本の導線を巻回して励起コイル２を構成するので、高
電圧を励起コイル２に印加する必要があり、したがっ
て、高耐圧回路が必要になって高価となるという問題点
がある（第４の問題点）。

【００１０】（５）また、放電ガスＧがＨｇであってバ
ルブ（１ａ、１ｂ）が石英ガラスの場合、Ｈｇイオンが
石英ガラス内に打ち込まれたり、酸化水銀が石英ガラス
の表面に付着すると、ＵＶ光の透過率が低下して寿命が
短くなるので、これを防止するために石英ガラスの表面
にＡｌ2 Ｏ3 等のＨｇイオン打ち込み防止膜を塗布する
ことが一般的である。しかしながら、従来の放電ランプ
では、石英ガラスの素管時にＡｌ2 Ｏ3 等を塗布するこ
とは容易でないという問題点がある（第５の問題点）。

【００１１】本発明は上記第１の問題点に鑑み、高周波
電力を整合回路から励起コイルに伝達する際の損失を低
減して始動性を高めることができる無電極放電ランプ装
置を提供することを第１の目的とする。本発明は上記第
２の問題点に鑑み、励起コイルをランプから取り外して
ランプを洗浄する際の作業性を向上させることができる
無電極放電ランプ装置を提供することを第２の目的とす
る。本発明は上記第３の問題点に鑑み、処理槽の耐久
性、耐蝕性を損なうことなく、電磁波が処理槽の外部の
電子機器に悪影響を与えることを防止することができる
流体処理装置を提供することを第３の目的とする。本発
明は上記第４の問題点に鑑み、高耐圧回路が不要な安価
な無電極放電ランプ装置を提供することを第４の目的と
する。本発明は上記第５の問題点に鑑み、簡単な作業で
Ｈｇイオン打ち込み防止膜を塗布することができる無電
極放電ランプを提供することを第５の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記第１の目的を達成するために、内管部および外管部を
有し、筒状の放電空間を形成する気密容器と、前記気密
容器内に封入された放電媒体と、外管部の外壁又は内管
部の内壁に沿って巻回された励起コイルと、内管部内の
励起コイルの巻回領域の外側に配置された整合回路とを
具備している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、内管の内部空間であって励起コ
イルの巻回領域の外側に整合回路を配置したので、励起
コイルと整合回路の間を短くすることができ、したがっ
て、高周波電力を整合回路から励起コイルに伝達する際
の損失を低減して始動性を高めることができる。

【００１３】請求項２記載の発明は上記第２の目的を達
成するために、内管部および外管部を有し、筒状の放電
空間を形成する気密容器と、前記気密容器内に封入され
た放電媒体と、外管部の外壁又は内管部の内壁に沿って
巻回された励起コイルと、前記外管及び内管の中心軸の
方向に延びるように、且つ外管の外径を越えないように
形成された突出部とを具備している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、外管及び
内管の中心軸の方向に延びるように、且つ外管の外径を
越えないように突出部を形成したので、励起コイルをラ
ンプから取り外してランプを洗浄する際の作業性を向上
させることができる。

【００１４】請求項３記載の発明は上記第３の目的を達
成するために、媒体と励起コイルの磁気誘導結合放電に
より紫外線を発する無電極ランプを処理槽内に配置して
処理槽内の処理流体を処理する流体処理装置であって、
前記処理槽は、磁性及び導電性であって耐紫外光性材料
で形成されてい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、電磁波が処理槽によりシールドさ
れるので、処理槽の耐久性、耐蝕性を損なうことなく、
電磁波が処理槽の外部の電子機器に悪影響を与えること
を防止することができる。

【００１５】請求項４記載の発明は上記第３の目的を達
成するために、放電媒体と励起コイルの磁気誘導結合に
より紫外線を発する無電極ランプを処理槽内に配置して
処理槽内の処理流体を処理する流体処理装置であって、
前記処理槽のベースを樹脂により形成してその表面に導
電性金属と磁性体の薄膜を形成したことを特徴とする流
体処理装置である。上記構成により、電磁波が導電性金
属と磁性体によりシールドされ、また、処理槽が加熱さ
れないので、処理槽の耐久性、耐蝕性を損なうことな
く、電磁波が処理槽の外部の電子機器に悪影響を与える
ことを防止することができる。

【００１６】請求項５記載の発明は上記第４の目的を達
成するために、放電空間を形成する外囲器と、前記放電
空間内に封入された放電媒体と、前記外囲器の回りに並
列回路を構成するようにプリントされた励起コイルとを
具備していることを特徴とする無電極放電ランプ装置で
ある。上記構成により、励起コイルが並列であるので、
高耐圧回路が不要な安価な無電極放電ランプ装置を実現
することができる。

【００１７】請求項６記載の発明は上記第５の目的を達
成するために、放電空間を形成する外囲器と、前記放電
空間内に封入された放電媒体とを有し、少なくとも２つ
の開口を前記外囲器に形成し、前記２つの開口を介して
前記放電媒体のイオンが前記外囲器に打ち込まれること
を防止するための膜を形成し、次いで前記２つの開口の
一方を封止して他方を介して前記放電空間内を排気した
後、前記放電空間内に放電媒体を封入することを特徴と
する無電極放電ランプである。上記構成により、簡単な
作業でＨｇイオン打ち込み防止膜を塗布することができ
る。また、開口を封止する際に突起を形成することによ
り最冷部を形成することができる。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の外
囲器の管壁に沿って巻回された励起コイルを具備してい
る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、簡単な作業でＨｇイオン打ち込み防止膜を
塗布することができる無電極放電ランプ装置を実現する
ことができ。また、開口を封止する際に突起を形成する
ことにより最冷部を形成することができる。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項１乃至５、
７のいずれか１つに記載の励起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、上記第１乃至
第５の目的を達成することができる無電極放電ランプ装
置を実現することができる。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項１、２、５
乃至８のいずれか１つに記載の放電媒体が発する紫外線
を処理対象の流体に暴露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、上記第１乃至第５の目的
を達成することができる流体処理装置を実現することが
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、放電ガスが
Ｈｇであって発光管が石英の場合、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。

【００２１】

【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
ンプ装置の第１の実施形態を示す構成図、図２、図３は
第１の実施形態の各変形例を示す構成図である。なお、
従来例と同一の構成部材には同一の参照符号を付す。

【００２２】図１において、放電ランプ１は石英の内管
１ａと外管１ｂにより形成された筒型の放電空間１ｃを
有し、放電空間１ｃ内に殺菌に有効なλ＝２６０ｎｍ前
後のＵＶ光を発する例えばＨｇ（水銀）とＡｒ（アルゴ
ン）、Ｎｅ（ネオン）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キ
セノン）等の放電媒体Ｇが封入されている。外管１ｂの
回りには励起コイル２が巻回され、また、内管１ａの内
部空間であって励起コイル２の巻回領域の外側に整合回
路５が配置されている。高周波電源４は商用電源３に基
づいて１〜１００ＭＨｚ、例えば１３．５６ＭＨｚの高
周波電力を発生し、整合回路５はこの高周波電力を励起
コイル２に対して有効に伝達するための整合を行い、そ
の電力を同軸ケーブル１１を介して励起コイル２に供給
する。

【００２３】ランプ１の内管１ａの両端は開口するよう
に形成され、各開口部はそれぞれ非導電性の蓋１２ａ、
１２ｂによりシールされている。また、上部の蓋１２ａ
には同軸ケーブル１１を通すための開口が形成され、こ
の開口はパッキン６により封止されている。整合回路５
からは励起コイル２の一部の導線２ａが引き出され、内
管１ａを通って内管１ａの下側の開口を介して外に引き
出され、外管１ｂの回りに巻回されて励起コイル２が構
成されている。また、励起コイル２の終端は内管１ａの
下端の開口、内管１ａの内部を介して整合回路５に接続
されている。下部の蓋１２ｂには励起コイル２ａを通す
ための開口が形成され、この開口はパッキン６により封
止されている。

【００２４】ここで、放電ガスＧと、内管１ａと外管１
ｂにより構成される外囲器が本発明に係る無電極放電ラ
ンプ１を構成し、また、このランプ１と励起コイル２が
本発明に係る無電極放電ランプ装置を構成している。ま
た、このランプ１と、励起コイル２と高周波電源４等は
本発明に係る無電極放電ランプ点灯装置を構成してい
る。なお、ランプ１自体がマグネトロンが発生するマイ
クロ波により放電、点灯するので、励起コイル２を設け
ることなく発光管１とマイクロ波発生装置（図示省略）
のみにより無電極放電ランプ点灯装置を構成することも
できる。また、この無電極放電ランプ点灯装置のランプ
１と励起コイル２を流体７内に浸漬したり、近接してＵ
Ｖ光を流体７に曝露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。

【００２５】このランプ１により処理流体７を殺菌する
場合には、処理流体７が下から上に流れる処理槽８内に
おいてランプ１が垂直に配置されるように固定棒（ホル
ダ）１３ａ、１３ｂにより処理槽８内の側壁に固定され
る。したがって、このような構成によれば、内管１ａの
内部空間であって励起コイル２の巻回領域の外側に整合
回路５が配置されているので、高周波電力を整合回路５
から励起コイル２に伝達する際の損失を低減して始動性
を高めることができる。

【００２６】図２、図３に示す第１の実施形態では、励
起コイル２が外管１ｂの回りではなく、内管１ａの内側
の側壁に沿って巻回されている。また、図３に示す変形
例では、内管１ａの下端開口が連結されて閉じられてい
る。この変形例において同様に、内管１ａの内部空間で
あって励起コイル２の巻回領域の外側に整合回路５が配
置され、したがって、高周波電力を整合回路５から励起
コイル２に伝達する際の損失を低減して始動性を高める
ことができる。

【００２７】次に、図４、図５を参照して第２の実施形
態について説明する。図４に示す放電ランプ１は、石英
の内管１ａと外管１ｂにより形成された筒型の放電空間
１ｃを有し、内管１ａの両端は開口している。そして、
外管１ｂの下方には、突出部１５が中心軸の方向に延び
るように、且つ外管１ｂの外径を越えないように形成さ
れている。この突出部１５を形成する場合には、外管１
ｂの下方に排気管を形成し、放電空間１ｃから空気を排
気した後に放電媒体Ｇを放電空間内に封入し、この排気
管を封止することにより突出部１５を形成することがで
きる。

【００２８】このような突出部１５により、放電空間１
ｃの最冷部を形成することができ、また、定期的に励起
コイル２を取り外してランプ１を洗浄する場合に、突出
部１５が邪魔にならず、したがって、作業性を向上させ
ることができる。ここで、突出部１５の内部は図４に示
すように放電空間１ｃにつながった中空部１５ａで形成
してこの中空部１５ａに放電媒体Ｇが滞留するように構
成したが、設計上、中空部１５ａを形成しなくてもよい
場合もある。

【００２９】図５は第２の実施形態の変形例を示してい
る。この突出部１５は、内管１ａから内側に向かい、次
いで下方に折り曲げられて中心軸の方向に延びるように
形成されている。このような構成においても同様に、突
出部１５が外管１ｂの外径を越えないので、巻回された
状態の励起コイル２をランプ１から取り外す場合に突出
部１５が邪魔にならず、したがって、作業性を向上させ
ることができる。

【００３０】図６は第３の実施形態における流体処理装
置を示し、図７は図６の無電極ランプを示している。ま
た、図８は第３の実施形態の変形例の流体処理装置を示
している。放電ランプ１は、石英の内管１ａと外管１ｂ
により形成された筒型の放電空間１ｃを有し、内管１ａ
の両端は閉じられている。そして、この放電ランプ１は
図６に示す円筒形の処理槽８内に配置されている。処理
槽８は磁性、導電性であってＵＶ光及び水に対して耐久
性のある、例えばＳＵＳ４１０、ＳＵＳ３０４のような
金属で構成されている。

【００３１】したがって、ランプ１の周囲に磁界と電界
が発生しても、処理槽８が磁性、導電性であってＵＶ光
及び水に対して耐久性のある材料で構成されているの
で、電磁波が処理槽８によりシールドされ、処理槽８の
外部の電子機器に悪影響を与えることを防止することが
できる。

【００３２】ところで、処理槽８自体を磁性、導電性の
材料により形成すると、ランプ１と処理槽８の距離にも
依るが、処理槽８が誘導結合して加熱されたり、最悪に
場合には感電事故が発生する。そこで、図８に示す第４
の実施形態では、処理槽８のベースを樹脂により形成し
てその表面に導電性金属１６と磁性体１７の薄膜を形成
するようにしている。この場合、例えばベースをＦＲＰ
により形成してその表面にテフロンをコーティングし、
その上にパーマロイテープやステンレスシート１６とフ
ェライト１７を巻き付ける。したがって、処理槽の耐久
性、耐蝕性を損なうことなく、電磁波が処理槽８の外部
の電子機器に悪影響を与えることを防止することができ
ると共に、処理槽８が誘導結合して加熱されることを防
止することができる。

【００３３】ここで、コイル２の周辺に磁性体が存在す
ると、磁界がランプ１以外の位置に形成されるので、高
周波電力の投入エネルギーに対する発光効率が悪化す
る。そこで、処理槽８内でランプ１を支持するホルダ１
３、固定棒１３ａ、１３ｂ等を、ＰＥＥＫやジュラコン
等の切削加工性がよい樹脂により形成し、このホルダの
ランプ側を耐ＵＶ性が高いテフロン等によりカバーし
て、コイル２の周辺に磁性体が存在しないようにするこ
とにより発光効率が悪化することを防止することができ
る。

【００３４】また、励起コイル２を内管１ａと外管１ｂ
の一方のみに巻回すると、図１０（ａ）に示すように結
合係数（＝誘導電流面積／コイル電流面積）が低下して
ランプ効率が著しく低下する。そこで、第５の実施形態
の放電ランプ装置では、図９に示すように例えば外管１
ｂの外径を６０ｍｍ、内管１ａの外径を３０ｍｍ、全長
が５００ｍｍの石英バルブに対して放電空間１ｃ内に１
０ｍｇの水銀と１３３Ｐａのアルゴンガスを封入し、励
起コイル２をピッチ３０ｍｍでその一端２ａを外管１ｂ
の一端から巻き始め、外管１ｂの他端で内管１ａに折り
返して（図示２ｂ）内管１ａの内側に巻き、内管１ａの
終端（図示２ｃ）まで巻くようにして、励起コイル２を
内管１ａと外管１ｂの両方に巻回するようにしてもよ
い。

【００３５】この場合、内管１ａと外管１ｂにおける励
起コイル２の各電流が逆方向になり、お互いの磁力線が
打ち消されないので図１０（ｂ）に示すように高い結合
係数（＝誘導電流面積／コイル電流面積）を実現するこ
とができる。また、外管１ｂにおける励起コイル２の巻
き数を減らすことができるので、外管１を介して外部に
放射されるＵＶ光が励起コイル２により遮光されること
を低減することができ、したがって、殺菌効率を高める
ことができる。

【００３６】次に、図１１を参照して第６の実施形態に
ついて説明する。この実施形態では、図１１に示すよう
にランプバルブ１の一端から他端まで複数本の並列の導
電性部材をプリントすることにより励起コイル２が構成
される。図１１に示す例では、外径＝６０ｍｍ、全長＝
５００ｍｍの単管の石英ランプバルブ１内に１０ｍｇの
水銀と１３３Ｐａのアルゴンガスを封入し、５本の線を
平行に６ターン、ピッチ＝１５ｍｍでプリントし、５本
の線の両端にリード線２ａを半田付けして短絡すること
により並列回路を構成している。このような構成によれ
ば、励起コイル２が並列回路であるので高電圧を励起コ
イル２に印加する必要がなく、高耐圧回路が不要な安価
な無電極放電ランプを実現することができる。また、こ
の例では励起コイル２が重ならないので、簡単にプリン
トすることができる。

【００３７】図１２は第６の実施形態の変形例を示し、
外管１ｂの外径＝６０ｍｍ、内管１ａの内径＝３０ｍ
ｍ、外管１ｂの全長＝６００ｍｍ、内管１ａの全長＝５
００ｍｍの２重管の石英ランプバルブ１において、外管
１ｂの長手方向を略１／３に分割し、外管１ｂの回りに
ピッチ幅１．５ｍｍで１セットを６ターンで、合計３セ
ット２−１、２−２、２−３を巻回し、３セット２−
１、２−２、２−３の両端にリード線２ａを半田付けし
て短絡することにより並列回路を構成している。なお、
この例ではリード線２ａとコイル３が重なるが、重なる
部分を透光性テフロンで被覆すればよい。

【００３８】図１３は第７の実施形態を示し、外径＝６
０ｍｍの単管１の回りにリード線を巻回することにより
励起コイル２を構成し、その上に外径＝６５ｍｍ、厚さ
＝０．５ｍｍの熱収縮性テフロン２０で覆って１５０°
Ｃで１時間加熱して収縮させることより、石英ガラス１
に固着させている。熱収縮性テフロンとしては例えばニ
チアス株式会社のナフロンＦＥＰシュリンカブルチュー
ブを用いることができる。このようにテフロンチューブ
によりランプ１を覆うことにより、励起コイル２を発光
管１に固定することができる。また、ＵＶ光の減少率は
メッシュ方式の２０％の半分の１０％程度となるので、
ＵＶ光を外側に有効に取り出すことができる。また、テ
フロンは汚れが付きにくく、付いても洗浄が容易であ
る。

【００３９】図１４は第７の実施形態の変形例を示し、
外径＝８０ｍｍ、内径＝３０ｍｍの２重管の外管１ｂの
回りにリード線を巻回することにより励起コイル２を構
成し、これを例えば旭ガラス株式会社の溶剤型透明フッ
素樹脂サイトトップに浸漬することにより０．５ｍｍの
透明フッ素樹脂２１を塗布させている。このような構成
によれば、上記効果の他に、外管１ｂの外側と内管１ａ
の内側からＵＶ光を有効に取り出すことができる。

【００４０】図１５は第８の実施形態の無電極放電ラン
プ１を示している。このランプ１は一例として石英の内
管１ａと外管１ｂを有する２重管であり、Ｈｇイオン打
ち込み防止膜を塗布するために２つの開放部Ａ、Ｂが外
管１ｂに形成されている。そして、Ｈｇイオン打ち込み
防止膜を塗布する工程時には、先ず、例えばＡｌ2 Ｏ3
溶液（Ａｌ2 Ｏ3 粉末＋酢酸ブチル＋ニトロセルロー
ス）を開放部Ｂを介して放電空間内に注入することによ
り放電空間１ｃに面する面に塗布する。

【００４１】次いで開放部Ｂを下、開放部Ａを上にして
窒素ガスを開放部Ａを介して注入することにより内部の
Ａｌ2 Ｏ3 溶液を乾燥させる。次いでこのバルブ（１
ａ、１ｂ）を大気中で約１０００°Ｃで焼結し、次いで
この焼結後のバルブ（１ａ、１ｂ）の開放部Ｂを封止し
た後、開放部Ａに排気管２２を取り付けて放電空間１ｃ
内を排気し、次いでＨｇ等を封入した後に排気管２２を
除去して開放部Ａを封止する。したがって、この第７の
実施形態によれば、少なくとも２つの開放部Ａ、Ｂを設
けたので、簡単な作業でＨｇイオン打ち込み防止膜を塗
布することができる。また、開放部Ａ、Ｂの１つを前述
した最冷部となるように設計して兼用することもでき
る。

【００４２】ここで、最冷部はＨｇガスの点灯時に所定
の温度（例えば４３°Ｃ）になるように設計しなければ
ならない。しかしながら、単に突起を設けただけでは、
温度が変化する処理対象内に浸漬する場合には所定の温
度にすることは容易でなく、また、突起が破損する場合
もある。そこで、図１６に示す第９の実施形態では、ラ
ンプ１に対して温度調整された空気を供給する送風装置
２３を設けると共に、ランプ１が発するＵＶ光をＵＶセ
ンサ２４により検出し、このＵＶ光に基づいて制御回路
２５が送風装置２３の空気温度や送風量を制御すること
により、最冷部の温度を制御することができる。

【００４３】次に、石英の内管１ａと外管１ｂにより形
成された筒型の放電空間１ｃを有する２重管構造のＵＶ
発光特性について説明する。Ｈｇは殺菌に有効なλ＝１
８５ｎｍ或いは２５４ｎｍ前後のＵＶ光を発するが、そ
のＵＶ光は筒型の放電空間１ｃの半径方向内側（内管方
向）と半径方向外側（外管方向）の両方に照射され、そ
の量は内管１ａと外管１ｂの各表面面積に比例する。し
かしながら、内管１ａ内を流れるコンダクタンスが大き
く、流速が制限されるので、内管１ａ内には過剰のＵＶ
光が照射され、したがって、内管方向と外管方向に放射
されるＵＶ光がアンバランスとなり、効率が低下する。
また、内管１ａ内に処理対象を流さない構成では、内管
１ａ内に放射されるＵＶ光は全く無駄になる。

【００４４】そこで、図１７に示す第１０の実施形態で
は、Ｈｇガスが発するλ＝１８５ｎｍ或いは２５４ｎｍ
前後のＵＶ光により励起されて、中心波長が略３６０ｎ
ｍの光を発する蛍光体３１を内管１ａ内の表面に塗布す
ると共に、光反射体３２を内管１ａ外の表面に取り付け
る。このような構成によれば、放電空間１ｃから外管方
向に放射されたλ＝１８５ｎｍ或いは２５４ｎｍ前後の
ＵＶ光は、そのままの波長で外管１ｂ外を流れる処理対
象に照射されて本来の目的である殺菌等の役目を果た
す。

【００４５】他方、放電空間１ｃから内管方向に放射さ
れたλ＝１８５ｎｍ或いは２５４ｎｍ前後のＵＶ光は、
蛍光体３１によりλ＝３６０ｎｍに変換され、次いでこ
の光は内管１ａを透過して反射体３２により外管方向に
反射され、放電空間１ｃにおいて吸収されることなく外
管１ｂの外部に放射される。したがって、この第１０の
実施形態によれば、外管１ｂの外部を流れる流体をλ＝
１８５ｎｍ或いは２５４ｎｍの他に、λ＝３６０ｎｍの
ＵＶ光で殺菌等することができるので、効率を向上させ
ることができる。

【００４６】図１８は第１０の実施形態の変形例を示
し、この場合には、内管１ａの放電空間１ｃとは反対側
の面に、蛍光体３１を塗布した反射体３２を取り付けて
いる。このような構成によれば、放電空間１ｃから内管
方向に放射されたλ＝１８５ｎｍ或いは２５４ｎｍ前後
のＵＶ光は、内管１ａを透過した後に蛍光体３１により
λ＝３６０ｎｍ（可視光でもよい）に変換され、次いで
この光の一部が直接外管方向に、他が反射体３２の方向
に放射されて反射体３２により反射されて外管方向に放
射される。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１、８、９記
載の発明によれば、内管の内部空間であって励起コイル
の巻回領域の外側に整合回路を配置したので、励起コイ
ルと整合回路の間を短くすることができ、したがって、
高周波電力を整合回路から励起コイルに伝達する際の損
失を低減して始動性を高めることができる。

【００４８】請求項２、８、９記載の発明によれば、外
管及び内管の中心軸の方向に延びるように、且つ外管の
外径を越えないように突出部を形成したので、励起コイ
ルをランプから取り外してランプを洗浄する際の作業性
を向上させることができる。

【００４９】請求項３記載の発明によれば、処理槽が磁
性及び導電性であって紫外光及び処理流体に対して耐久
性のある材料で形成されているので、電磁波が処理槽に
よりシールドされ、したがって、処理槽の耐久性、耐蝕
性を損なうことなく、電磁波が処理槽の外部の電子機器
に悪影響を与えることを防止することができる。

【００５０】請求項４記載の発明によれば、処理槽のベ
ースを樹脂により形成してその表面に導電性金属と磁性
体の薄膜を形成したので、電磁波が導電性金属と磁性体
によりシールドされると共に処理槽が加熱されず、した
がって、処理槽の耐久性、耐蝕性を損なうことなく、電
磁波が処理槽の外部の電子機器に悪影響を与えることを
防止することができる。

【００５１】請求項５、８、９記載の発明によれば、励
起コイルが並列回路であるので、高耐圧回路が不要な安
価な無電極放電ランプ装置を実現することができる。

【００５２】請求項６〜９記載の発明によれば、少なく
とも２つの開口を外囲器に形成し、２つの開口を介して
放電媒体のイオンが外囲器に打ち込まれることを防止す
るための膜を形成し、次いで２つの開口の一方を封止し
て他方を介して放電空間内を排気した後、放電空間内に
放電媒体を封入するので、簡単な作業でＨｇイオン打ち
込み防止膜を塗布することができる。

【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の第１の実
施形態を示す構成図である。

【図２】第１の実施形態の変形例を示す構成図である。

【図３】第１の実施形態の他の変形例を示す構成図であ
る。

【図４】第２の実施形態の無電極放電ランプ装置を示す
構成図である。

【図５】第２の実施形態の変形例を示す構成図である。

【図６】第３の実施形態における流体処理装置を示す構
成図である。

【図７】図６の無電極ランプを示す構成図である。

【図８】第４の実施形態における流体処理装置を示す構
成図である。

【図９】第５の実施形態の無電極放電ランプ装置を示す
構成図である。

【図１０】第５の実施形態と従来の放電ランプ装置の結
合係数を比較した説明図である。

【図１１】第６の実施形態の無電極放電ランプ装置を示
す構成図である。

【図１２】第６の実施形態の変形例を示す構成図であ
る。

【図１３】第７の実施形態の無電極放電ランプ装置を示
す構成図である。

【図１４】第７の実施形態の変形例を示す構成図であ
る。

【図１５】第８の実施形態の無電極放電ランプを示す構
成図である。

【図１６】第９の実施形態の無電極放電ランプ装置を示
す構成図である。

【図１７】第１０の実施形態の無電極放電ランプ装置を
示す構成図である。

【図１８】第１０の実施形態の変形例を示す構成図であ
る。

【図１９】従来の無電極放電ランプ装置を示す構成図で
ある。

【図２０】他の従来の無電極放電ランプ装置を示す構成
図である。

【図２１】更に他の従来の無電極放電ランプ装置を示す
構成図である。

【符号の説明】

Ｇ 放電媒体 １ａ 内管 １ｂ 外管 １ｃ 放電空間 ２ 励起コイル ４ 高周波電源 ５ 整合回路 ８ 処理槽 １１ 同軸ケーブル １５ 突出部 ２２ 排気管 Ａ，Ｂ 開放部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横関 一郎 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 大西 博 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 川鶴 滋久 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 (72)発明者 田中 正 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内管部および外管部を有し、筒状の放電
   空間を形成する気密容器と、 前記気密容器内に封入された放電媒体と、 外管部の外壁又は内管部の内壁に沿って巻回された励起
   コイルと、 内管部内の励起コイルの巻回領域の外側に配置された整
   合回路と、を具備していることを特徴とする無電極放電
   ランプ装置。
2. 【請求項２】 内管部および外管部を有し、筒状の放電
   空間を形成する気密容器と、 前記気密容器内に封入された放電媒体と、 外管部の外壁又は内管部の内壁に沿って巻回された励起
   コイルと、 前記外管及び内管の中心軸の方向に延びるように、且つ
   外管の外径を越えないように形成された突出部と、を具
   備していることを特徴とする無電極放電ランプ装置。
3. 【請求項３】 媒体と励起コイルの磁気誘導結合放電に
   より紫外線を発する無電極ランプを処理槽内に配置して
   処理槽内の処理流体を処理する流体処理装置であって、 前記処理槽は、磁性及び導電性であって耐紫外光性材料
   で形成されていることを特徴とする流体処理装置。
4. 【請求項４】 放電媒体と励起コイルの磁気誘導結合に
   より紫外線を発する無電極ランプを処理槽内に配置して
   処理槽内の処理流体を処理する流体処理装置であって、 前記処理槽のベースを樹脂により形成してその表面に導
   電性金属と磁性体の薄膜を形成したことを特徴とする流
   体処理装置。
5. 【請求項５】 放電空間を形成する外囲器と、 前記放電空間内に封入された放電媒体と、 前記外囲器の回りに並列回路を構成するようにプリント
   された励起コイルと、を具備していることを特徴とする
   無電極放電ランプ装置。
6. 【請求項６】 放電空間を形成する外囲器と、 前記放電空間内に封入された放電媒体とを有し、 少なくとも２つの開口を前記外囲器に形成し、前記２つ
   の開口を介して前記放電媒体のイオンが前記外囲器に打
   ち込まれることを防止するための膜を形成し、次いで前
   記２つの開口の一方を封止して他方を介して前記放電空
   間内を排気した後、前記放電空間内に放電媒体を封入す
   ることを特徴とする無電極放電ランプ。
7. 【請求項７】 請求項６記載の外囲器の管壁に沿って巻
   回された励起コイルを具備していることを特徴とする無
   電極放電ランプ装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至５、７のいずれか１つに記
   載の励起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。
9. 【請求項９】 請求項１、２、５乃至８のいずれか１つ
   に記載の放電媒体が発する紫外線を処理対象の流体に暴
   露することを特徴とする流体処理装置。