JP3677525B2 - Electrodeless discharge lamp device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は直管形の無電極放電ランプを備えた無電極放電ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
図9は、従来の無電極放電ランプ装置を示す一部切欠正面図である。
【0003】
図において、101は無電極放電ランプ、102は誘導コイル、103はホルダ、104はスペーサ、105は第1の接続板、106は第2の接続板である。
【0004】
無電極放電ランプ101は、直管形で細長い放電容器101aの内部に希ガスおよび水銀からなる放電媒体が封入され、両端に支持部101bが形成されている。
【0005】
誘導コイル102は、無電極放電ランプ101の長手方向に沿って6個が無電極放電ランプ101の周囲に配設されている。誘導コイル102の両端から導出された一対のリード線102a、102bは、折曲されて無電極放電ランプ101の管軸と平行で、しかも順次管軸の回りに位置をずらして無電極放電ランプ101の一端部に集中している。
【0006】
ホルダ103は、2つ割り構成で、無電極放電ランプ101の両端の支持部101bに固定されている。
【0007】
スペーサ104は、フッ素樹脂製で、ホルダ103に固定されている。そして、ホルダ104の周囲にはリード線挿通孔104aが等間隔で形成され、また中心部から無電極放電ランプ101の外側へ向けて径大凸部104bおよび径小凸部104cが同軸に形成されている。
【0008】
第1の接続板105は、スペーサ104の径大凸部104bに装着さている。そして、第1の接続板105の周囲には、リード線接続部105aと切欠部105bとが交互に形成されている。
【0009】
第2の接続板106は、スペーサ104の径小凸部104cに装着されている。そして、第2の接続板106の周囲には第1の接続板105の切欠部105bに対向する接続部106aが形成されている。
【0010】
そうして、各誘導コイル102の一対のリード線102a、102bのうち一方102aは、スペーサ104のリード線挿通孔104aを通過して、第1の接続板105のリード線接続部105aに接続されている。
【0011】
また、他方のリード線102bは、第1の接続板105の切欠部105bを通過して、第2の接続板106のリード線接続部106aに接続されている。
【0012】
第1および第2の接続板105、106を図示しない高周波電源に接続すると、誘導コイル102が高周波磁界を発生するので、無電極放電ランプ101内の放電媒体が高周波磁界により励起されて無電極放電して、所期の放射が得られる。
【0013】
上述した構造の無電極放電ランプ装置は、その取扱いを容易にするために、石英ガラスなどからなる外管(図示しない。)内に収納し、外管の両端をキャップ体によってシールする。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のこの種無電極放電ランプ装置においては、各誘導コイル102の無電極放電ランプ101に対する位置が異なるにもかかわらず、リード線102a、102bを無電極放電ランプ101の一端部に集中させているので、誘導コイルごとにリード線102a、102bの長さが異なる。このため、6種類の誘導コイル102を用意する必要があり、部品管理および組立が極めて面倒である。
【0015】
また、組み立て方が悪かったり、作動中の温度上昇に伴う部品の膨張により、誘導コイル102のリード線102a、102bが隣接する誘導コイルの異なる電位の他のリード線に接触して短絡しやすいので、組立の作業性が甚だ悪かったり、装置の信頼性に問題があった。
【0016】
さらに、隣接する誘導コイル102間に領域Aで示すように間隔の大きな部分ができてしまい、この部分の放電空間の輝度が低下する。このため、所望の電力が投入できない。直管形の無電極放電ランプを光化学処理装置の放射源として使用する場合には、放電空間の輝度を均一にして、所要の電力を投入することが重要である。
【0017】
本発明は、誘導コイルが変形しにくて、しかも部品の製造および組立が容易な無電極放電ランプ装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を達成するための手段】
請求項1の発明の無電極放電ランプは、直管形の無電極放電ランプと;無電極放電ランプから離間した位置において互いに絶縁された状態で無電極放電ランプの長手方向に沿って延在する少なくとも一対の導電性部材からなる誘導コイル支持バーと;無電極放電ランプの周囲に巻回されるとともに一端が一方の誘導コイル支持バーに接続され、他端が他方の誘導コイル支持バーに接続されている誘導コイルと;を具備していることを特徴としている。
【0019】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【0020】
無電極放電ランプについて
直管形の無電極放電ランプは、直管形の放電容器とその内部に封入した放電媒体を含む。放電容器は、溶融石英などで製作した気密容器を排気してなり、放電によって発生した放射を外部に透過する。放電媒体は、得ようとする放射によって異なるが、光化学処理に用いるために紫外線を発生させる場合には、たとえば水銀およびアルゴンのような希ガスを用いることができる。
【0021】
また、放電容器は、両端を封止した円筒状をなしているか、横断面がドーナッツ状をなしている構造のものを用いることができる。
【0022】
さらに、無電極放電ランプの管軸方向の長さは、無電極放電の場合、始動性に影響しないので、所望の放射出力量に応じて任意に設定することができる。
【0023】
さらにまた、無電極放電ランプの作動中の放電媒体たとえば水銀の蒸気圧を清適値に維持するために、放電容器の一端から細管を突出して形成することができる。
【0024】
誘導コイル支持バーについて
誘導コイル支持バーは、誘導コイルを機械的に支持するとともに、高周波電力を供給する。しかも、無電極放電ランプの長手方向に沿って延在するため、十分な剛性を有していることが要求されると同時に、十分低い電気抵抗を有していなければならない。
【0025】
そこで、誘導コイル支持バーとして、銅の角棒または平板を用いるとよい。平板を用いる場合には、その平面が放射を遮らないように平面を放射方向と平行に位置させることが望ましい。
【0026】
また、本発明は、誘導コイル支持バーを無電極放電ランプから離間した位置において互いに絶縁された状態で無電極放電ランプの長手方向に沿って延在させるための手段は問わない。
【0027】
しかし、誘導コイル支持バーを無電極放電ランプに対して、直接または間接的に固定することにより、無電極放電ランプ装置としての取扱いが容易になるので、好ましい。
【0028】
誘導コイル支持バーは、少なくとも一対用いるが、必要に応じて複数対を用いてもよい。
【0029】
誘導コイルについて
誘導コイルは、無放電放電ランプの長さに応じて1個または複数個を用いることができる。
【0030】
誘導コイルを誘導コイル支持バーに接続する手段は問わないが、たとえばスポット溶接、ねじ止めなどの手段を用いることができる。ねじ止めの場合、誘導コイル支持バーにリード線の先端を挿入するリード線挿通孔を形成するとともに、リード線挿通孔の中間に横方向から押しねじを配設して、リード線挿通孔に挿通したリード線を押しねじで固着するように構成することができる。
【0031】
誘導コイルを複数用いる場合であっても、全ての誘導コイルに同一構造のものを使用することができる。
【0032】
作用について
誘導コイル支持バーの一端に高周波電源を接続すると、誘導コイル支持バーを経由して誘導コイルに通電する。誘導コイルに通電すると、誘導コイルは高周波磁界を発生する。この高周波磁界は、無電極放電ランプの管軸方向に分布するので、無電極放電ランプ内の放電媒体が高周波磁界に曝される。これにより放電媒体は励起され、放電媒体内を2次電流が環状に通流して横断面から見てドーナッツ状に放電が生起する。放電により、紫外線または可視光など放電媒体によって決まる放射が行われる。そして、放射は、誘導コイルの間から外部に取り出すことができる。
【0033】
本発明においては、誘導コイルのリード線を短くすることができるから、機械的強度を大きくすることができるとともに、組立が容易になる。
【0034】
また、隣接する誘導コイルの間に間隔の大きな部分が形成されないから、輝度の低い部位がなくなり、すなわち輝度が均一になり、これに伴い所望の電力を投入することができる。このことは、放電領域全体の電流密度を原理的な最適値に接近させることができることを意味するので、高い発光効率を実現することができる。
【0035】
ところで、本発明において誘導コイルを複数用いる場合に、無電極放電ランプのどの位置に配設される誘導コイルであっても同一構造にすることができるのは、無電極放電ランプの長手方向に沿って延在する誘導コイル支持バーに誘導コイルを接続する構成になっているからである。
【0036】
請求項2の発明の無電極放電ランプ装置は、請求項1記載の無電極放電ランプ装置において、無電極放電ランプは、両端に環状体が一体に形成されるとともに環状体を介して支持されていることを特徴としている。
【0037】
本発明においては、環状体として放電容器と同一材料たとえば溶融石英を用いて、これを放電容器の両端に溶着することができる。
【0038】
しかし、セラミックスのような放電容器とは異なる材料からなるものであってもよい。
【0039】
そうして、環状体を介して無電極放電ランプを支持するので、支持が容易になる。本発明は、支持手段を問わないが、たとえば絶縁材料からなるディスク状の部材を無電極放電ランプの両端の環状体に装着して、ディスク状の部材を介して支持することができる。
【0040】
また、上記ディスク状の部材に誘導コイル支持バーを支持させることもできる。
【0041】
請求項3の発明の無電極放電ランプ装置は、請求項1または2記載の無電極放電ランプ装置において、誘導コイル支持バーは、無電極放電ランプの周囲に分散して配設された複数対であり;誘導コイルは、複数あり、複数対の誘導コイル支持バーに分散して接続されている;ことを特徴としている。
【0042】
誘導コイル支持バーを複数対用いる本発明の構成によれば、無電極放電ランプを複数対の誘導コイル支持バーと複数の誘導コイルとで無電極放電ランプを包囲することになり、上記3者を一体化して、バランスよく機械的強度を向上させやすい。
【0043】
誘導コイル支持バーは、無電極放電ランプの周囲に分散して配置するのが好ましい。2対の誘導コイル支持バーを用いる場合、誘導コイルのリード線を交互に異なる誘導コイル支持バーの対に接続することにより、機械的強度がバランスよく得られる。3対以上のの誘導コイル支持バーを用いる場合にも、誘導コイルを分散して接続することができる。
【0044】
請求項4の発明の無電極放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一記載の無電極放電ランプ装置において、無電極放電ランプの両端に装着された一対の絶縁性部材を具備し;誘導コイル支持バーは、その両端が一対の絶縁性部材に固定されている;ことを特徴としている。
【0045】
本発明によれば、無電極放電ランプと誘導コイルとを無電極放電ランプの両端に装着した一対の絶縁性部材を介して一体化することができ、無電極放電ランプ装置の取扱いが容易になる。
【0046】
また、誘導コイルの無電極放電ランプに対して位置ずれしないようになる。
【0047】
請求項5の発明の無電極放電ランプ装置は、請求項4記載の無電極放電ランプ装置において、無電極放電ランプ、誘導コイル支持バー、誘導コイルおよび絶縁性部材を収納する放射透過性の外管と;外管の両端にシールして装着された一対のキャップ体と;を具備していることを特徴としている。
【0048】
外管は、無電極放電ランプからの放射を透過するとともに、適度の機械的強度を備えていれば、どのような材質であってもよい。しかし、無電極放電ランプが紫外線を放射する場合には、紫外線透過性の石英ガラスを用いるのが機械的強度の点においても好適である。
【0049】
キャップ体は、遮光性のものでよく、機械加工の容易さおよび強度の点から金属板を深絞り加工したものを用いることができる。
【0050】
キャップ体と外管との間のシールは、パッキングを用いて行うことができる。
【0051】
そうして、本発明によれば、外管およびキャップ体によって内部に収納された無電極放電ランプ、誘導コイルおよび誘導コイル支持バーは外部に対してシールされているから、無電極放電ランプ装置の全体を被処理液中に浸漬して使用することができる。
【0052】
よって、本発明は光化学処理用として好適である。
【0053】
請求項6の発明の無電極放電ランプは、請求項5記載の無電極放電ランプ装置において、一方のキャップ体に配設された流体導入孔と;他方のキャップ体に配設された流体導出孔と;を具備し、外管内を流体が通流できることを特徴としている。
【0054】
流体としては一般的には気体が用いられるが、絶縁性であれば、液体であってもよい。
【0055】
無電極放電ランプが紫外線を放射する構成である場合に、流体として酸素または空気を外管内に流通させると、発生した紫外線により酸素からオゾンを生成することができ、紫外線殺菌にオゾン殺菌作用を加えることにより、殺菌能率を著しく向上させることができる。
【0056】
【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。
【0057】
図1は、本発明の無電極放電ランプ装置の第1の実施形態を示す縦断面図である。
【0058】
図2は、同じく側面図である。
【0059】
図3は、同じくキャップ体を取り外した状態の側面図である。
【0060】
図において、1は無電極放電ランプ、2A1、2B1、2A2、2B2は2対の誘導コイル支持バー、3は誘導コイル、4は絶縁性部材、A、Bは端子、5は外管、6はキャップ体である。
【0061】
無電極放電ランプ1は、放電容器1a、環状体1bおよび放電媒体からなる。
【0062】
放電容器1aは、溶融石英ガラス製の円筒の両端を封止してなり、一端部から細管1a1を突出させている。この細管1a1は、無電極放電ランプの作動中最冷部を形成して水銀蒸気圧を最適値に維持するように作用する。
【0063】
環状体1bは、石英ガラス製の環を放電容器1aの両端に溶着したものである。
【0064】
放電媒体は、水銀および適当圧力のアルゴンからなる。
【0065】
2対の誘導コイル支持バー2A1、2B1、2A2、2B2は、無無電極放電ランプ1を挟んで対向している2A1、2B1が第1の対を構成し、2A2、2B2が第2の対を構成している。
【0066】
誘導コイル3は、それぞれ約4.5ターンのものが6個無電極放電ランプ1の長手方向に沿って等間隔に配設されている。各誘導コイル3は、同一構造に形成されている。
【0067】
図4は、図1におけるIV−IV'線に沿う断面から矢印方向に見た誘導コイルと誘導コイル支持バーとの接続を説明する略図である。
【0068】
誘導コイル3は図1において右から1番目のものであるが、第1の対をなす誘導コイル支持バー2A1、2B1に接続されている。
【0069】
図5は、図1におけるV−V'線に沿う断面から矢印方向に見た誘導コイルと誘導コイル支持バーとの接続を説明する略図である。
【0070】
誘導コイル3は図1において右から2番目のものであるが、第2の対をなす誘導コイル支持バー2A2、2B2に接続されている。
【0071】
上記以外の誘導コイルも同様に誘導コイル支持バーの第1の対2A1、2B1および第2の対2A2、2B2に交互に接続している。
【0072】
各誘導コイルは同一極性に励磁されるので、その2A1と2A2、2B1と2B2がそれぞれ同一極性である。
【0073】
絶縁性部材4は、フッ素樹脂製で中心に環状体1bを抱持する孔4aを形成し、周縁に4個の切欠4bを備えて+形をなすとともに、図3において横に2つ割りにした構造をなしていて、ねじ4c、4cによって結合すると同時に環状体1bを締め付けることにより、環状体1bに装着される。そして、絶縁性部材4の外接円は後述する外管5の内径より若干小さくなっている。
【0074】
端子A、Bは、絶縁性部材4の外面に固定されている。高周波電源(図示しない。)の一方の極を端子Aに接続し、他方の極を端子Bに接続する。前記誘導コイル支持バー2A1と2A2は端子Aに接続され、2B1と2B2は端子Bに接続される。
そして、誘導コイル支持バーはそれぞれ端子AまたはBに接続するため、絶縁性部材4の周縁に形成された切欠部4bを通過して端子側へ折曲されている。
【0075】
そうして、無電極放電ランプ1、誘導コイル支持バー2A1、2B1、2A2、2B2および誘導コイル3は一体化されている。
【0076】
外管5は、円筒状の石英ガラス製で両端が開放されるとともに、両端近傍の外周に凸条5aが形成されている。
【0077】
キャップ体6は、皿状のキャップ本体6a、リング体6bからなり、その一対が外管5の両端に装着される。る。
【0078】
キャップ本体6aは、ステンレススチール製で、閉止可能な流体通流孔6a1を備えている。流体通流孔6a1は、一方が流体流入孔となり、他方が流体流出孔となる。
【0079】
リング体6bは、一端が外管5の凸条5aの係止され、他端が複数のボルト6cによってキャップ本体6aの開口端に固着されている。その際に、外管5の端面とキャップ体との間にパッキング7が介挿され外管5内を外部に対してシールする。
【0080】
前記の一体化された無電極放電ランプ1、誘導コイル支持バー2A1、2B1、2A2、2B2および誘導コイル3は、外管5内に収納されている。
【0081】
なお、図示していないが、一方のキャップ体6には、高周波電源の導入部がシール手段を介して形成されている。
【0082】
そうして、無電極放電ランプ1から放射された紫外線は、誘導コイル3および誘導コイル支持バー2A1、2B1、2A2、2B2の間から外管5を透過して外部に導出される。
【0083】
キャップ体6に配設した流体通流孔6a1を介して外管5内に酸素または空気を通流させると、オゾンを発生させることができる。発生したオゾンを紫外線とともに、殺菌などに作用させることができる。また、オゾンを別に取り出して紫外線とは異なる用途に利用してもよい。外管5内を流体を通流させることにより、無電極放電ランプを冷却することもできる。
【0084】
図6は、本発明の無電極放電ランプ装置の第2の実施形態を示す一部断面正面図である。
【0085】
図7は、同じく側面図である。
【0086】
図8は、同じくキャップ体を取り外した状態の側面図である。
【0087】
図において、図1ないし図3と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【0088】
本実施形態は、1対の誘導コイル支持バー2A、2Bを用いている点で異なる。
【0089】
すなわち、1対の誘導コイル支持バー2A、2Bは、図6の下部において比較的接近して配設されており、全ての誘導コイル3は誘導コイル支持バー2A、2Bに接続されている。
【0090】
誘導コイル支持バー2A、2Bは、絶縁性部材4’の周縁の片側に固定されている端子A、Bに接続されている。これにより無電極放電ランプ1、誘導コイル3および誘導コイル支持バー2A、2Bは一体化されるが、絶縁性部材4’の他側が動きやすいので、位置決め棒8を固定してキャップ体6’の内面に当接させている。
【0091】
キャップ体6’の周囲に4個の開口6a2を形成しているが、これらは必要に応じて閉止することができるように構成される。なお、開口6a2は流体通流および電源導入用として用いることができる。
【0092】
【発明の効果】
請求項1ないし6の各発明によれば、直管形の無電極放電ランプの長手方向に沿って対をなす誘導コイル支持バーを延在させ、誘導コイルを誘導コイル支持バーに接続したことにより、誘導コイルが変形しにくいから、装置の信頼性が向上し、誘導コイルの製造および組立が容易であるとともに、誘導コイルを複数用いる場合には誘導コイル間の間隔をなるべく狭くして均一な輝度を得る無電極放電ランプ装置を提供することができる。
【0093】
請求項2の発明によれば、加えて無電極放電ランプの両端に環状体を一体に形成して、この環状体を介して無電極放電ランプを支持したことにより、無電極放電ランプの支持が容易な無電極放電ランプ装置を提供することができる。
【0094】
請求項3の発明によれば、加えて誘導コイル支持バーを複数対用いたことにより、無電極放電ランプ、誘導コイルおよび誘導コイル支持バーを機械的に一体化して取扱いを容易にした無電極放電ランプ装置を提供することができる。
【0095】
請求項4の発明によれば、加えて無電極放電ランプの両端に装着された絶縁性部材に誘導コイル支持バーを固定したことにより、誘導コイル支持バーの固定が簡単に、しかも確実に固定できる無電極放電ランプ装置を提供することができる。
【0096】
請求項5の発明によれば、加えて無電極放電ランプ、誘導コイル、誘導コイル支持バーおよび絶縁性部材を外管内に収納したことにより、たとえば被処理液中に浸漬しての使用が可能な無電極放電ランプ装置を提供することができる。
請求項6の発明によれば、加えて外管の両端に装着されたキャップ体に流体導入孔および流体導出孔を配設したことにより、必要に応じてオゾンをも発生させる無電極放電ランプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無電極放電ランプ装置の第1の実施形態を示す縦断面図
【図2】同じく側面図
【図3】同じくキャップ体を取り外した状態の側面図
【図4】図1におけるIV−IV'線に沿う断面から矢印方向に見た誘導コイルと誘導コイル支持バーとの接続を説明する略図
【図5】図1におけるV−V'線に沿う断面から矢印方向に見た誘導コイルと誘導コイル支持バーとの接続を説明する略図
【図6】本発明の無電極放電ランプ装置の第2の実施形態を示す一部断面正面図
【図7】同じく側面図
【図8】同じくキャップ体を取り外した状態の側面図
【図9】従来の無電極放電ランプ装置を示す一部切欠正面図
【符号の説明】
1…無電極放電ランプ
1a…放電容器
1a1…細管
1b…環状体
2A2…誘導コイル支持バー
2B2…誘導コイル支持バー
3…誘導コイル
4…絶縁性部材
4a…孔
4b…切欠
5…外管
5a…凸条
6…キャップ体
6a…キャップ本体
6a1…流体通流孔
6b…リング体
6c…ボルト
7…パッキング
A…端子
B…端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrodeless discharge lamp including a straight tube type electrodeless discharge lamp.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a partially cutaway front view showing a conventional electrodeless discharge lamp device.
[0003]
In the figure, 101 is an electrodeless discharge lamp, 102 is an induction coil, 103 is a holder, 104 is a spacer, 105 is a first connection plate, and 106 is a second connection plate.
[0004]
The
[0005]
Six
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
The first connecting plate 105 is attached to the large-diameter convex portion 104 b of the
[0009]
The second connection plate 106 is attached to the small
[0010]
Then, one of the pair of
[0011]
The other lead wire 102 b passes through the cutout portion 105 b of the first connection plate 105 and is connected to the lead
[0012]
When the first and second connection plates 105 and 106 are connected to a high-frequency power source (not shown), the
[0013]
In order to facilitate the handling of the electrodeless discharge lamp device having the above-described structure, the electrodeless discharge lamp device is housed in an outer tube (not shown) made of quartz glass or the like, and both ends of the outer tube are sealed with a cap body.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this type of conventional electrodeless discharge lamp device, the
[0015]
In addition, the
[0016]
Furthermore, a portion having a large interval is formed between
[0017]
An object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp device in which an induction coil is not easily deformed, and in which parts can be easily manufactured and assembled.
[0018]
[Means for achieving the object]
The electrodeless discharge lamp according to the first aspect of the invention extends along the longitudinal direction of the electrodeless discharge lamp in a state of being insulated from each other at a position separated from the electrodeless discharge lamp having a straight tube shape. An induction coil support bar composed of at least a pair of conductive members; wound around an electrodeless discharge lamp, one end connected to one induction coil support bar, and the other end connected to the other induction coil support bar And an induction coil.
[0019]
In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
[0020]
2. Electrodeless discharge lamp A straight tubeless electrodeless discharge lamp includes a straight tube discharge vessel and a discharge medium sealed therein. The discharge vessel is formed by exhausting an airtight vessel made of fused silica or the like, and transmits radiation generated by the discharge to the outside. The discharge medium varies depending on the radiation to be obtained, but when ultraviolet rays are generated for use in photochemical processing, for example, rare gases such as mercury and argon can be used.
[0021]
Further, the discharge vessel may have a cylindrical shape with both ends sealed or a structure in which the cross section has a donut shape.
[0022]
Further, the length of the electrodeless discharge lamp in the tube axis direction does not affect the startability in the case of electrodeless discharge, and can be arbitrarily set according to the desired amount of radiation output.
[0023]
Furthermore, in order to maintain the discharge pressure during operation of the electrodeless discharge lamp, for example, the vapor pressure of mercury at a proper value, a thin tube can be formed protruding from one end of the discharge vessel.
[0024]
About the induction coil support bar The induction coil support bar mechanically supports the induction coil and supplies high-frequency power. Moreover, since it extends along the longitudinal direction of the electrodeless discharge lamp, it is required to have sufficient rigidity, and at the same time, it must have a sufficiently low electric resistance.
[0025]
Therefore, a copper square bar or a flat plate may be used as the induction coil support bar. When a flat plate is used, it is desirable that the plane be positioned parallel to the radiation direction so that the plane does not block radiation.
[0026]
In the present invention, any means may be used for extending the induction coil support bar along the longitudinal direction of the electrodeless discharge lamp while being insulated from each other at a position spaced from the electrodeless discharge lamp.
[0027]
However, it is preferable to fix the induction coil support bar directly or indirectly to the electrodeless discharge lamp because the handling as an electrodeless discharge lamp device is facilitated.
[0028]
At least one pair of induction coil support bars is used, but a plurality of pairs may be used as necessary.
[0029]
About the induction coil One or a plurality of induction coils can be used according to the length of the non-discharge discharge lamp.
[0030]
There is no limitation on the means for connecting the induction coil to the induction coil support bar. For example, means such as spot welding and screwing can be used. In the case of screwing, a lead wire insertion hole for inserting the tip of the lead wire is formed in the induction coil support bar, and a push screw is disposed in the middle of the lead wire insertion hole from the side, and inserted into the lead wire insertion hole. The lead wire thus formed can be configured to be fixed with a push screw.
[0031]
Even when a plurality of induction coils are used, the same structure can be used for all induction coils.
[0032]
When the high frequency power supply is connected to one end of the induction coil support bar, the induction coil is energized via the induction coil support bar. When the induction coil is energized, the induction coil generates a high frequency magnetic field. Since this high-frequency magnetic field is distributed in the tube axis direction of the electrodeless discharge lamp, the discharge medium in the electrodeless discharge lamp is exposed to the high-frequency magnetic field. As a result, the discharge medium is excited, and a secondary current flows through the discharge medium in an annular shape, and discharge occurs in a donut shape as seen from the cross section. The discharge produces radiation that depends on the discharge medium, such as ultraviolet or visible light. And radiation can be taken out from between induction coils.
[0033]
In the present invention, since the lead wire of the induction coil can be shortened, the mechanical strength can be increased and the assembly is facilitated.
[0034]
In addition, since a portion having a large interval is not formed between adjacent induction coils, there is no portion with low luminance, that is, luminance is uniform, and accordingly, desired power can be input. This means that the current density of the entire discharge region can be brought close to the theoretical optimum value, so that high luminous efficiency can be realized.
[0035]
By the way, when a plurality of induction coils are used in the present invention, the induction coil disposed at any position of the electrodeless discharge lamp can have the same structure along the longitudinal direction of the electrodeless discharge lamp. This is because the induction coil is connected to the extending induction coil support bar.
[0036]
An electrodeless discharge lamp device according to a second aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp device according to the first aspect, wherein the electrodeless discharge lamp has an annular body integrally formed at both ends and is supported via the annular body. It is characterized by being.
[0037]
In the present invention, the same material as the discharge vessel, for example, fused quartz, can be used as the annular body, and this can be welded to both ends of the discharge vessel.
[0038]
However, it may be made of a material different from the discharge vessel such as ceramics.
[0039]
Then, since the electrodeless discharge lamp is supported via the annular body, the support becomes easy. In the present invention, any support means may be used. For example, a disk-shaped member made of an insulating material can be mounted on the annular members at both ends of the electrodeless discharge lamp and supported via the disk-shaped member.
[0040]
Further, the induction coil support bar can be supported on the disk-shaped member.
[0041]
An electrodeless discharge lamp device according to a third aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp device according to the first or second aspect, wherein the induction coil support bars are arranged in a plurality of pairs distributed around the electrodeless discharge lamp. Yes; there are a plurality of induction coils, which are distributedly connected to a plurality of pairs of induction coil support bars;
[0042]
According to the configuration of the present invention using a plurality of pairs of induction coil support bars, the electrodeless discharge lamp is surrounded by a plurality of pairs of induction coil support bars and a plurality of induction coils. It is easy to improve mechanical strength with a good balance.
[0043]
The induction coil support bars are preferably arranged in a distributed manner around the electrodeless discharge lamp. When two pairs of induction coil support bars are used, mechanical strength is obtained in a balanced manner by connecting the lead wires of the induction coil to different pairs of induction coil support bars alternately. Even when three or more pairs of induction coil support bars are used, the induction coils can be dispersedly connected.
[0044]
An electrodeless discharge lamp according to a fourth aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp device according to any one of the first to third aspects, comprising a pair of insulating members attached to both ends of the electrodeless discharge lamp; The coil support bar is characterized in that both ends thereof are fixed to a pair of insulating members;
[0045]
According to the present invention, the electrodeless discharge lamp and the induction coil can be integrated via the pair of insulating members attached to both ends of the electrodeless discharge lamp, and the electrodeless discharge lamp device can be easily handled. .
[0046]
In addition, the induction coil is prevented from being displaced relative to the electrodeless discharge lamp.
[0047]
An electrodeless discharge lamp device according to a fifth aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp device according to the fourth aspect, wherein the electrodeless discharge lamp, the induction coil support bar, the induction coil, and an insulating member are housed in a radiation transmissive outer tube. And a pair of cap bodies sealed and attached to both ends of the outer tube.
[0048]
The outer tube may be made of any material as long as it transmits radiation from the electrodeless discharge lamp and has an appropriate mechanical strength. However, when the electrodeless discharge lamp emits ultraviolet rays, it is preferable in terms of mechanical strength to use quartz glass that is transmissive to ultraviolet rays.
[0049]
The cap body may be light-shielding, and a metal plate that has been deep drawn from the viewpoint of ease of machining and strength.
[0050]
Sealing between the cap body and the outer tube can be performed using packing.
[0051]
Thus, according to the present invention, the electrodeless discharge lamp, the induction coil, and the induction coil support bar housed inside by the outer tube and the cap body are sealed to the outside. The whole can be used by being immersed in the liquid to be treated.
[0052]
Therefore, the present invention is suitable for photochemical processing.
[0053]
An electrodeless discharge lamp according to a sixth aspect of the present invention is the electrodeless discharge lamp device according to the fifth aspect, wherein the fluid introduction hole is disposed in one cap body; and the fluid outlet hole is disposed in the other cap body. And a fluid can flow through the outer tube.
[0054]
A gas is generally used as the fluid, but it may be a liquid as long as it is insulating.
[0055]
When the electrodeless discharge lamp is configured to emit ultraviolet rays, if oxygen or air is circulated in the outer tube as a fluid, ozone can be generated from the oxygen by the generated ultraviolet rays, and ozone sterilization is added to ultraviolet sterilization. As a result, the bactericidal efficiency can be remarkably improved.
[0056]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0057]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an electrodeless discharge lamp apparatus of the present invention.
[0058]
FIG. 2 is a side view of the same.
[0059]
FIG. 3 is a side view of the state where the cap body is also removed.
[0060]
In the figure, 1 is an electrodeless discharge lamp, 2 A1 , 2 B1 , 2 A2 , 2 B2 are two pairs of induction coil support bars, 3 is an induction coil, 4 is an insulating member, A and B are terminals, and 5 is an
[0061]
The
[0062]
The discharge vessel 1a is formed by sealing both ends of a cylinder made of fused silica glass, and protrudes a thin tube 1a1 from one end. This thin tube 1a1 acts to form the coldest part during operation of the electrodeless discharge lamp and maintain the mercury vapor pressure at an optimum value.
[0063]
The annular body 1b is obtained by welding a ring made of quartz glass to both ends of the discharge vessel 1a.
[0064]
The discharge medium consists of mercury and argon at an appropriate pressure.
[0065]
Two pairs of induction coil support bar 2 A1, 2 B1, 2 A2 , 2 B2 is, 2 A1, 2 B1 which are opposed to each other across the free
[0066]
The induction coils 3 each having about 4.5 turns are arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the six
[0067]
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the connection between the induction coil and the induction coil support bar as viewed in the direction of the arrow from the cross section taken along the line IV-IV ′ in FIG.
[0068]
The
[0069]
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the connection between the induction coil and the induction coil support bar as seen in the direction of the arrow from the cross section along the line VV ′ in FIG.
[0070]
The
[0071]
The induction coils other than the above are similarly connected alternately to the
[0072]
Since each induction coil is excited with the same polarity, 2 A1 and 2 A2 , 2 B1 and 2 B2 have the same polarity.
[0073]
The insulating member 4 is made of fluororesin and has a hole 4a for holding the annular body 1b at the center. The insulating member 4 has four notches 4b on the periphery and forms a + shape, and is divided into two horizontally in FIG. In this structure, the ring body 1b is attached by tightening the ring body 1b simultaneously with the
[0074]
The terminals A and B are fixed to the outer surface of the insulating member 4. One pole of a high-frequency power source (not shown) is connected to the terminal A, and the other pole is connected to the terminal B. The induction coil support bars 2 A1 and 2 A2 are connected to the terminal A, and 2 B1 and 2 B2 are connected to the terminal B.
In order to connect the induction coil support bar to the terminal A or B, respectively, the induction coil support bar is bent to the terminal side through the notch 4b formed on the periphery of the insulating member 4.
[0075]
Thus, the
[0076]
The
[0077]
The
[0078]
The
[0079]
One end of the ring body 6b is engaged with the ridge 5a of the
[0080]
The integrated
[0081]
In addition, although not shown in figure, the introduction part of the high frequency power supply is formed in the one
[0082]
Then, the ultraviolet rays radiated from the
[0083]
When oxygen or air is passed through the
[0084]
FIG. 6 is a partial sectional front view showing a second embodiment of the electrodeless discharge lamp device of the present invention.
[0085]
FIG. 7 is a side view of the same.
[0086]
FIG. 8 is a side view of the state where the cap body is similarly removed.
[0087]
In the figure, the same parts as those in FIGS.
[0088]
This embodiment is different in that a pair of induction coil support bars 2 A and 2 B are used.
[0089]
That is, the pair of induction coil support bars 2 A and 2 B are disposed relatively close to each other in the lower part of FIG. 6, and all the
[0090]
The induction coil support bars 2 A and 2 B are connected to terminals A and B fixed to one side of the peripheral edge of the insulating member 4 ′. Thereby, the
[0091]
Four openings 6a2 are formed around the cap body 6 ', and these are configured so that they can be closed if necessary. The opening 6a2 can be used for fluid flow and power supply introduction.
[0092]
【The invention's effect】
According to each of the first to sixth aspects of the present invention, the induction coil support bars that make a pair are extended along the longitudinal direction of the straight tube-type electrodeless discharge lamp, and the induction coils are connected to the induction coil support bars. Since the induction coil is not easily deformed, the reliability of the device is improved, and the induction coil can be manufactured and assembled easily. When using a plurality of induction coils, the distance between the induction coils is made as narrow as possible to achieve uniform brightness. It is possible to provide an electrodeless discharge lamp apparatus that obtains the above.
[0093]
According to the invention of
[0094]
According to the invention of
[0095]
According to the invention of claim 4, in addition, the induction coil support bar can be fixed easily and reliably by fixing the induction coil support bar to the insulating members attached to both ends of the electrodeless discharge lamp. An electrodeless discharge lamp device can be provided.
[0096]
According to the fifth aspect of the invention, in addition, the electrodeless discharge lamp, the induction coil, the induction coil support bar, and the insulating member are housed in the outer tube, so that it can be used by being immersed in the liquid to be treated, for example. An electrodeless discharge lamp device can be provided.
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an electrodeless discharge lamp device according to the present invention. FIG. 2 is a side view. FIG. 3 is a side view with a cap body removed. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the connection between the induction coil and the induction coil support bar as viewed in the direction of the arrow from the cross section taken along the line IV-IV ′ in FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the connection between the induction coil and the induction coil support bar. FIG. 6 is a partial cross-sectional front view showing a second embodiment of the electrodeless discharge lamp device of the present invention. FIG. 9 is a side view of the conventional electrodeless discharge lamp device with the cap body removed.
DESCRIPTION OF
Claims (6)
無電極放電ランプから離間した位置において互いに絶縁された状態で無電極放電ランプの長手方向に沿って延在する少なくとも一対の導電性部材からなる誘導コイル支持バーと;
無電極放電ランプの周囲に巻回されるとともに一端が一方の誘導コイル支持バーに接続され、他端が他方の誘導コイル支持バーに接続されている誘導コイルと;
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。A straight tube type electrodeless discharge lamp;
An induction coil support bar comprising at least a pair of conductive members extending along the longitudinal direction of the electrodeless discharge lamp in a state of being insulated from each other at a position separated from the electrodeless discharge lamp;
An induction coil wound around an electrodeless discharge lamp and having one end connected to one induction coil support bar and the other end connected to the other induction coil support bar;
An electrodeless discharge lamp device comprising:
誘導コイルは、複数あり、複数対の誘導コイル支持バーに分散して接続されている;
ことを特徴とする請求項1または2記載の無電極放電ランプ装置。The induction coil support bars are a plurality of pairs distributed around the electrodeless discharge lamp;
There are a plurality of induction coils, which are distributedly connected to a plurality of pairs of induction coil support bars;
The electrodeless discharge lamp apparatus according to claim 1 or 2,
誘導コイル支持バーは、その両端が一対の絶縁性部材に固定されている;
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一記載の無電極放電ランプ装置。A pair of insulating members attached to both ends of the electrodeless discharge lamp;
Both ends of the induction coil support bar are fixed to a pair of insulating members;
The electrodeless discharge lamp device according to any one of claims 1 to 3, wherein
外管の両端にシールして装着された一対のキャップ体と;
を具備していることを特徴とする請求項4記載の無電極放電ランプ装置。A radiation transmissive outer tube containing an electrodeless discharge lamp, an induction coil support bar, an induction coil and an insulating member;
A pair of cap bodies sealed and attached to both ends of the outer tube;
The electrodeless discharge lamp device according to claim 4, comprising:
他方のキャップ体に配設された流体導出孔と;
を具備し、外管内を流体が通流できることを特徴とする請求項5記載の無電極放電ランプ装置。A fluid introduction hole disposed in one cap body;
A fluid outlet hole disposed in the other cap body;
6. An electrodeless discharge lamp device according to claim 5, wherein a fluid can flow through the outer tube.
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