(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入された無電極放電管と；
無電極放電管の近傍に配設された誘導コイルと；
無電極放電管の一方の端部側近傍に配置され、誘導コイルに高周波電力を供給する回路基板と；
無電極放電管、誘導コイルおよび回路収納筒を収納する外管と；
を具備し、
回路基板が誘導コイルの軸方向に平行に配置され、
無電極放電管が、誘導コイルによりコイル径方向に保持されるとともに、回路収納筒および外管によりコイル軸方向に保持されていることを特徴とする無電極放電灯装置。
【請求項２】
回路基板が無電極放電管の一方の端部側近傍にコイル軸方向に配置された回路収納筒内に収納されていることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無電極放電灯装置と；
誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源と；
を具備したことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
流体が流入排出される管路と；
管路に沿って配置された請求項３に記載の無電極放電灯点灯装置と；
を具備したことを特徴とする流体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電管の高周波動作を安定化し、放電とコイルの結合係数を向上することのできる無電極放電灯装置、無電極放電灯点灯装置およびこれらを用いた流体処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来の無電極放電灯装置の一例の構成を示す。図８において、略直管状の無電極放電管１の外周には誘導コイル（以下単にコイルと称する）２が巻回されている。放電管１はガラスや石英などで密閉円筒状に形成されており、内部に希ガスなどの放電媒体が封入されている。放電管１の一方の端部側には回路収納筒３が配置されており、回路収納筒３内にはスイッチ回路やマッチング回路などが実装された回路基板４が収納されている。そして回路基板４にはコイル２の両端が接続されている。
【０００３】
回路基板４は電源側給電線５を介して図示しない高周波電源に接続されており、高周波電源から供給される高周波電流が回路基板４を介してコイル２に流れ、放電管１内の放電媒体を励起発光させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の無電極放電灯装置においては、回路収納筒３内に収納された回路基板４の実装方向については配慮されていなかった。このため図８に破線で示すように回路基板４がコイル２の軸方向に近接して配置される場合、回路基板４をコイル面と平行に実装すると、コイル２の端面から発散される磁束が回路基板４に多く鎖交する。この結果回路の高周波動作が不安定になるという問題があった。
【０００５】
また、従来の無電極放電灯装置においては、回路基板４からコイル２へ電流を供給するコイル給電線６の回路収納筒３からの取り出し口の位置については配慮されていなかった。このため給電線の長さが長くなってコイル給電線６の寄生インダクタンスが大きくなり、コイル給電線６も含めたコイル全体と放電との結合係数が小さくなるという問題もあつた。さらに放電灯がＵＶ光源である場合、コイル給電線の基板収納筒３からの取り出し口が放電管１に面していると、耐光性の悪い絶縁材で構成される回路基板４がＵＶ光に照射されて劣化するおそれがあった。
【０００６】
また、無電極放電管１、コイル２および基板収納筒３を外筒内に収納する場合、従来はこれらの部品１，２，３を外筒に位置決め保持する保持手段が明示されていなかった。このためこれらの部品１，２，３の位置関係の精度が低下し、放電が安定しないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の諸課題を解決し、高周波動作の安定化と、放電とコイルの結合係数の向上とを図るとともに、回路基板のＵＶ光による劣化を防止し、放電管とコイルとの相対位置を精度よく保持することのできる無電極放電灯装置、無電極放電灯点灯装置およびこれらを用いた流体処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の無電極放電灯装置は、放電媒体が封入された無電極放電管と；無電極放電管の近傍に配設された誘導コイルと；無電極放電管の一方の端部側近傍に配置され、誘導コイルに高周波電力を供給する回路基板と；無電極放電管、誘導コイルおよび回路収納筒を収納する外管と；を具備し、回路基板が誘導コイルの軸方向に平行に配置され、無電極放電管が、誘導コイルによりコイル径方向に保持されるとともに、回路収納筒および外管によりコイル軸方向に保持されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の無電極放電灯装置は、回路基板が無電極放電管の一方の端部側近傍にコイル軸方向に配置された回路収納筒内に収納されていることを特徴とする。
【００１０】
以上の各発明において、回路基板から誘導コイルへ電力を供給する給電線は、回路収納筒の誘導コイルに近い側を貫通して配置されていることが望ましい。また無電極放電管がＵＶ光を照射する場合は、給電線の回路収納筒からの取り出し口が、回路収納筒の誘導コイルに面しない側方に設けられていることが望ましい。
【００１２】
請求項３の発明の無電極放電灯点灯装置は、請求項１または２に記載の無電極放電灯装置と；誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源と；を具備している。
【００１３】
請求項４の発明の流体処理装置は、流体が流入排出される管路と；管路に沿って配置された請求項３に記載の無電極放電灯点灯装置と；を具備している。
【００１４】
請求項１および２の各発明においては、回路基板が誘導コイルの軸方向に平行に配置されているので、回路基板を誘導コイルに近接して配置しても、コイル端から発散する磁束が回路基板上でループ状に結合しにくくなり、高周波動作が安定する。このとき、回路基板から誘導コイルへ電力を供給する給電線を、回路収納筒の誘導コイルに近い側を貫通して配置することにより、給電線の長さを短くし給電線の寄生インダクタンスを低下させて、放電との結合係数を向上させることができる。
【００１５】
また放電管がＵＶ光源である場合には、給電線の回路収納筒から取り出し口を側方に設けることにより、ＵＶ光の回路収納筒内への漏光を少くして、回路基板の劣化を防止することができる。
【００１６】
請求項３の発明の無電極放電灯点灯装置においては、高周波電源から高周波電力を誘電コイルに供給することにより、放電管を点灯することができる。
【００１７】
請求項４の発明の液体処理装置においては、管路に流入排出される流体を、管路に沿って配置された無電極放電灯装置および無電極放電灯点灯装置により処理することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無電極放電灯装置、無電極放電灯点灯装置および流体処理装置の実施の形態を図面を参照して説明する。これらの図において、図８に示す従来例の部分に対応する部分には同一の符号を付してありその説明は適宜省略する。
【００１９】
図１及び図２に本発明の無電極放電灯装置の第１の実施の形態の構成を示す。放電管１の一方の端部側には回路収納筒３が配置されており、回路収納筒３内にはスイッチ回路やマッチング回路などが実装された回路基板４が収納されている。回路基板４の入力側は１対の電源側給電線５を介して図示しない高周波電源に接続されており、出力側は１対のコイル給電線６を介してそれぞれコイル２の両端に接続されている。
【００２０】
回路基板４はコイル２の軸方向に平行に配置されている。またコイル給電線６は回路収納筒３のコイル２に近接した端面を貫通して配置されている。
【００２１】
本実施の形態によれば、回路基板４をコイル２に近接して配置しても、回路基板４がコイル２の軸方向に平行となっているので、コイル端から発散する磁束が回路基板４上でループ状に結合しにくくなる。この結果高周波動作が安定する。またコイル給電線６が回路収納筒３のコイル２に近接した端面を貫通しているので、コイル給電線６の長さが短くなる。この結果コイル給電線６の寄生インダクタンスを低下させることができ、コイル給電線６を含めたコイル全体と放電との結合係数を向上させることができる。
【００２２】
図３に本発明の無電極放電灯装置の第２の実施の形態の構成を示す。この実施の形態はコイル給電線６が回路収納筒３を貫通する取り出し口を、コイル２に面しない側方に設けたものである。
【００２３】
放電管１が可視光を放射する光源である場合はよいが放電管１がＵＶ光を照射するＵＶ光源である場合には、図１に示すように回路収納筒３のコイル側端面にコイル給電線６の取り出し口を設けると、この取り出し口からＵＶ光が回路収納筒３内に漏光するおそれがある。一方、回路基板４は通常耐光性の悪い絶縁材で構成されている。このため回路基板４がＵＶ光により劣化するという問題を生じる。そこでコイル給電線６の取り出し口を図３に示すように回路収納筒３の側方に設けることにより、ＵＶ光の漏光を少くして回路基板４の劣化を防止し、長期信頼性を向上させることができる。
【００２４】
図４に本発明の無電極放電灯装置の第３の実施の形態の構成を示す。本実施の形態はコイル２が外周に巻回された放電管１と回路基板４が収納された回路収納筒３とを外管７内に収納し、コイル２を介して放電管１を外管７で保持し、回路収納筒３を外管７で保持したものである。放電管１はその外周に密着巻回されたコイル２により、外管７により径方向の位置決めがなされて保持される。また回路収納筒３を外管７の内周に位置決め保持することにより、回路収納筒３に一端側が当接している放電管１が軸方向に位置決め保持される。
【００２５】
本実施の形態によれば、放電管１がコイル２により外管７に対して径方向の位置決め保持がなされ、同時に回路収納筒３により外管７に対して軸方向の位置決め保持がなされる。従って放電管１とコイル２との位置関係が固定化され、放電を安定させることができる。しかも位置決めのための突起などを設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００２６】
図５および６に本発明の無電極放電灯点灯装置の一実施の形態の構成を示す。図５に示すように外管７内に収納された回路基板７の入力側端子は電源側給電線５を介して高周波電源８に接続されている。給電線５は図６に示すように２芯のより線５ａと、その外周を囲むシールド線５ｂとにより同軸ケーブル状に構成されており、２芯のより線５ａはそれぞれ高周波電源８の両極と回路基板４の両極とを接続している。またシールド線５ｂは回路基板４上のアース端子とアース９とを接続している。
【００２７】
上記の構成により高周波電源８から発生する高周波電力は、電源側給電線５を介して回路基板４に供給され、回路基板４によりスイッチング処理およびマッチング処理されて、図１に示すコイル給電線６を介して誘導コイル２に供給される。この結果放電管１内に封止された放電媒体が励起され発光する。
【００２８】
上記のように構成された無電極放電灯装置は、可視光を発する放電管１を用いた場合は屋内用、屋外用などの各種照明装置として利用され、ＵＶ光を発する放電管１を用いた場合はＵＶ光源装置として利用される。
【００２９】
図７に本発明の流体処理装置の一実施の形態の構成を示す。図７において、流体処理槽１１には石英ガラスなどで構成された有底円筒状の凹部１２が設けられており、凹部１２内には図１に示すものと同様な、外周にコイル２が巻回された放電管１が垂直に配置されている。流体処理槽１１と凹部１２との間には管路１３が形成されており、流体流入口１４から流入した流体は管路１３を通って流体排出口１５から排出される。ここで流体は液体、気体、粉体のいずれであってもよい。
【００３０】
上記のように構成された流体処理装置により、例えば循環風呂水などの殺菌を行う場合、放電管１を紫外線放射ランプとし、コイル２に高周波電流を供給することによりランプから紫外線を放射し、流体処理槽１１内を流れる水の殺菌を行うことができる。なお、図７に示す流体処理装置は一例を示したものであり、本発明の無電極放電灯装置を装着したものであれば他の構成のものであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１ないし４の発明によれば、無電極放電管の近傍に配置された誘導コイルに高周波電力を供給する回路基板を、誘導コイルの軸方向に平行に配置したので、コイル端から発散する磁束が回路基板上でループ状に結合しにくくなり、高周波動作を安定させることができる。また誘導コイルが巻回された無電極放電管と回路収納筒を外管内に収納し、無電極放電管を誘導コイルによりコイル径方向に保持し、回路収納筒および外管によりコイル軸方向に保持するようにしたので、無電極放電管と誘導コイルとの位置関係が固定化され、放電を安定させることができる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、流体が流入排出される管路に沿って請求３に記載の無電極放電灯装置を設けたので、放電が安定し流体処理効果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灯装置の第１の実施の形態の構成を示す正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の無電極放電灯装置の第２の実施の形態の構成を示す正面図。
【図４】本発明の無電極放電灯装置の第３の実施の形態の構成を示す正面図。
【図５】本発明の無電極放電灯点灯装置の一実施の形態の構成を示す正面図。
【図６】図５の給電線の構成を示す断面図。
【図７】本発明の流体処理装置の一実施の形態の構成を示す断面図。
【図８】従来の無電極放電灯装置の一例の構成を示す正面図。
【符号の説明】
１  無電極放電管            ２  誘導コイル
３  回路収納筒              ４  回路基板
７  外管                    ８  高周波電源
１１  流体処理槽            １３  管路
【図１】
0003939388.tif 000002
【図２】
0003939388.tif 000003
【図３】
0003939388.tif 000004
【図４】
0003939388.tif 000005
【図５】
0003939388.tif 000006
【図６】
0003939388.tif 000007
【図７】
0003939388.tif 000008
【図８】
0003939388.tif 000009