(57)【要約】【課題】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。【解決手段】紫外線放電管１０をインバータ式ランプ電源１１で駆動して紫外線を発生させるにあたって、温度センサ１２により紫外線放電管１０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１１のインバータ周波数を制御して紫外線放電管１０のランプ電流を所定値に維持する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する紫外線放電管の制御方法。
【請求項２】
上記インバータ周波数は、周囲温度ごとにあらかじめメモリに記憶されている請求項１に記載の紫外線放電管の制御方法。
【請求項３】
上記紫外線放電管が、空気調和機の室内機の内部に設けられており、上記空気調和機の制御と併用むされる請求項１または２に記載の紫外線放電管の制御方法。
【請求項４】
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する紫外線放電管の制御装置。
【請求項５】
上記インバータ式ランプ電源には、圧電トランスが用いれ、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請求項４に記載の紫外線放電管の制御装置。
【請求項６】
上記紫外線放電管が、空気調和機の室内機の内部に配置されているとともに、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が用いられ、かつ、上記電源制御手段が上記室内機側の制御手段と兼用されている請求項４または５に記載の紫外線放電管の制御装置。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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