JPH10134778A - 無電極放電ランプユニット及び液体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放電管を簡単な構造で容器に支持すること。 【解決手段】 外管１１ａと内管１１ｂとにより形成さ
れた２重管構造の放電管１１は、外管１１ａより長い内
管１１ｂの先端部が外囲器１３を構成するフランジ１３
ｂ１，１３ｂ２により支持されて、流水１００が侵入し
ないように密蔽された外囲器１３内に収容されている。
これにより、放電管１１は外囲器１３内で機械的に安定
して動くことがないため、放電管１１が破損することが
なく、また、放電管１１に流水が直接触れることがな
い。また、リード線１５を通して外管１１ａの外周部に
巻回された励起コイル１２に高周波電流が供給されて放
電管が点灯すると、放電管１１から発生する熱と外囲器
１３の保温効果により、放電管１１の管壁が４０℃付近
に保持され、放電管１１内の水銀から効率的に紫外線が
照射され、十分な量の紫外線が流水１００中に照射され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電極を有しない無電
極放電ランプユニットと、この無電極放電ランプユニッ
トから照射される紫外線で水処理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７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の外周に複数の励起コイル２
ａ，２ｂ，２ｃが巻回され、これら励起コイル２ａ，２
ｂ，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（高周波電源）から見た励起コイルのイ
ンダクタンスを低下させて、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
設計を有利にするためである。

【０００４】上記のような無電極放電ランプは汚水など
に紫外線を照射して殺菌する液体処理装置に使用されて
いる。この液体処理装置は流水中に水没した無電極放電
ランプにより、流水殺菌を行う装置であるが、このまま
では流水が放電管の管壁に直接触れるため、放電管の管
壁の温度がほぼ水温近くに低下してしまう。

【０００５】ここで、図８は放電管の最冷部と放電管か
ら照射される紫外線の強度の関係を示した特性図であ
る。この特性図から、放電管の最冷部が水温により、３
０℃から１０℃付近に低下すると、照射される紫外線の
強度が、放電管の最冷部が４０℃付近の最も紫外線の強
度が大きい場合に比べて、１／２〜１／３になることが
分かる。従って、従来の無電極放電ランプを流水中に水
没させると、放電管内に封入されている水銀又は希ガス
から照射される紫外線の照射効率が低下するという不具
合が生じたり、或いは始動性が悪化するという不具合が
ある。このため、従来の液体処理装置で、この種の無電
極放電ランプを使用したものでは、流水中に水没させた
無電極放電ランプから照射される紫外線の量が不足し
て、期待したとおりの十分な殺菌処理を行えないという
不具合がある。

【０００６】そこで、上記不具合を回避するため、無電
極放電ランプを密閉された容器（外囲器）に収容し、こ
の容器毎水没させることにより、放電管の管璧に直接水
が触れないようにすると共に、放電管を前記容器で保温
することにより、放電管の管璧の温度を低下させないよ
うにして、放電管からの紫外線の照射効率を低下させな
いようにする公知例がある。このような公知例では、前
記容器中に放電管を機械的安定な形で収容しないと、前
記容器中の放電管が動いて、放電管が容器の壁面などに
衝突することにより破損する恐れがある。このため、前
記容器中に放電管を固定する支持構造が必要であるが、
この支持構造が複雑であったり、特殊な部材を用いる
と、無電極放電ランプの製造コストが高くなるという不
具合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、放電管
の外周部に巻回された励起コイルに高周波電流を流して
点灯する従来の無電極放電ランプを容器に収容し、この
容器毎流水中に水没させて流水殺菌を行う液体処理装置
では、容器内の放電管の破損を防止するために前記容器
中に放電管を固定する支持構造が必要で、この支持構造
が複雑であったり、特殊な部材を用いると、無電極放電
ランプの製造コストが高くなるという課題があった。

【０００８】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、水中で用いても、紫外線照射
効率が落ちず、且つ放電管を容器に簡単な構造で支持し
て安価で機械的安定性が高い無電極放電ランプユニット
と、この無電極放電ランプユニットを用いた信頼性の高
い液体処理装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、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
を形成し且つ前記外管よりも長い内管とにより構成さ
れ、前記外管に水銀又は希ガスを封入した放電管と；こ
の放電管の外管の外周部に巻回された励起コイルと；前
記放電管と励起コイルを収容する少なくとも一部が紫外
線透過部材で形成され、且つ前記放電管の内管の両先端
を内壁面で支持する水密構造の容器と；前記励起コイル
に高周波電流を供給する一対のリード線と；これら一対
のリード線を前記容器内に導入する水密構造の１個又は
２個の導入孔と；を具備している。

【００１０】このような構成により、前記容器の内壁面
は前記放電管の内管の両先端を支持するため、この放電
管を容器内に固定し、放電管は容器内を動けなくなる。
前記導入孔を通して前記容器内に挿入されているリード
線から容器内の励起コイルに高周波電流が供給される
と、放電管が点灯し、封入された水銀などから紫外線が
放射される。この時、容器を水中などに水没させていて
も、放電管の管壁に水が直接触れることがないのと、放
電管の発熱と容器の保温効果により、放電管の温度が水
温より低下することがなく、４０℃付近を維持する。こ
れにより、放電管内の水銀の温度が低下することなく、
良好な放射効率で紫外線が照射される。

【００１１】請求項２の発明の前記容器は、紫外線透過
部材で形成された円筒状の管と；この管の開放部分を密
閉する一対のフランジとにより構成され；且つ、これら
一対のフランジにより前記放電管の内管の両先端が支持
されている。

【００１２】このような構成により、前記容器を構成す
る一対のフランジの内側により前記放電管の内管の両先
端が挟まれて支持され、前記放電管を容器内に固定す
る。

【００１３】請求項３の発明の前記容器は、紫外線透過
部材で形成された円筒状の管と；この管の開放部分を密
閉する一対のフランジとにより構成され；且つ、前記放
電管の内管の両先端は前記一対のフランジに挿入されて
いる。

【００１４】このような構成により、前記容器を構成す
る一対のフランジに前記放電管の内管の両先端が挿入さ
れて支持され、前記放電管を容器内に固定する。

【００１５】請求項４の発明は、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し且つ前記
外管よりも長い内管により構成され、前記外管に水銀又
は希ガスを封入した放電管と；この放電管の外管の外周
部に巻回された励起コイルと；前記放電管と励起コイル
を収容する少なくとも一部が紫外線透過部材で形成さ
れ、且つ前記放電管の内管の一先端の開口部を嵌合する
貫通孔及び前記内管の他端を貫通させて内管の延長部を
外部に出す貫通孔を壁面に設けた水密構造の容器と；前
記励起コイルに高周波電流を供給する一対のリード線
と；これら一対のリード線を前記容器内に導入する水密
構造の１個又は２個の導入孔と；を具備している。

【００１６】このような構成により、前記容器の壁面に
設けられた貫通孔は前記放電管の内管の一先端を嵌合
し、前記壁面に対抗する壁面に設けられた貫通孔は前記
内管の他端の延長部を貫通させて内管を支持するため、
前記放電管は前記容器内に固定される。前記導入孔を通
して前記容器内に挿入されているリード線から容器内の
励起コイルに高周波電流が供給されると、放電管が点灯
し、外管に封入された水銀などから紫外線が放射され
る。この時、容器を水中などに水没させていても、放電
管の外管の管壁に水が直接触れることがないのと、放電
管の発熱と容器の保温効果により、放電管の温度が水温
より低下することがなく、４０℃付近を維持する。これ
により、放電管内の水銀の温度が低下することなく、良
好な放射効率で紫外線が照射される。同時に、容器の貫
通孔から外部に出ている前記放電管の内管の延長部分の
開口部より図示されないコンプレッサで前記内管に空気
を送り込むと、内管内の空気が前記放電管の外管から照
射される紫外線を浴びてオゾンを発生し、このオゾンが
前記容器の他方の貫通孔から水中内に噴射され、このオ
ゾンによる流水の殺菌が行われる。

【００１７】請求項５の発明は、前記放電管の内管の一
先端の開口部を嵌合する前記容器の壁面に穿かれた貫通
孔の開口部に、液体の侵入を防止すると共に通気性を有
する多孔質部材のフィルタを設けている。

【００１８】このような構成により、前記放電管の内管
で発生したオゾンが空気と共に、前記容器の壁面に穿か
れた貫通孔の開口部を塞ぐ多孔質のフィルタを通して、
水中に無数の気泡となって噴射されることにより、オゾ
ンが広範囲の水に触れて、この水の殺菌を行う。

【００１９】請求項６の発明の前記放電管の外周部に巻
回された励起コイルは、複数に分割されたそれぞれが独
立したコイルであり、且つこれら複数の励起コイルは前
記一対のリード線に並列に前記容器内で接続されてい
る。

【００２０】このような構成により、前記一対のリード
線から見た励起コイルのインダクタンスが低下するた
め、前記励起コイルに常時印加する高周波電圧は低くて
も、前記放電管は点灯するため、前記一対のリード線の
他方側には、図示されない高周波電源から低い高周波電
圧が印加される。

【００２１】請求項７の発明は、請求項１乃至３いずれ
か１に記載の無電極放電ランプユニットと；この無電極
放電ランプユニットを内部に配置し、且つこの内部に被
処理水を流す流水管と；前記無電極放電ランプユニット
から出る一対のリード線を前記流水管の外部に引き出す
水密構造の引き出し孔と；この引き出し孔から引き出さ
れた一対のリード線に高周波電流を供給する高周波電源
と；を具備している。

【００２２】このような構成により、高周波電源から出
力された高周波電流は、前記流水管の引き出し孔から引
き出された一対のリード線を通して、前記流水管内部の
無電極放電ランプユニットに供給されて、この無電極放
電ランプユニットを流水中で点灯させる。前記無電極放
電ランプユニットは水没して使用しても、紫外線照射効
率が落ちずに点灯し、十分な量の紫外線を流水中に照射
して、殺菌を行う。

【００２３】請求項８の発明は、請求項４乃至６いずれ
か１記載の無電極放電ランプユニットと；この無電極放
電ランプユニットを内部に配置し、且つこの内部に被処
理水を流す流水管と；前記無電極放電ランプユニットか
ら出る一対のリード線を前記流水管の外部に引き出す水
密構造の引き出し孔と；前記無電極放電ランプユニット
の容器から外部に出ている内管の延長部を前記流水管の
外部に取り出すために前記流水管の管壁に設けられる水
密構造の貫通孔と；前記引き出し孔から引き出された一
対のリード線に高周波電流を供給する高周波電源と；前
記流水管の管壁に設けられた貫通孔から外部に出ている
前記内管の延長部の先端開口部から酸素を含んだ気体を
送り込むコンプレッサと；を具備している。

【００２４】このような構成により、高周波電源から出
力された高周波電流は、前記流水管の引き出し孔から引
き出された一対のリード線を通して、前記流水管内部の
無電極放電ランプユニットに供給されて、この無電極放
電ランプユニットを流水中で点灯させる。前記無電極放
電ランプユニットは水没して使用しても、紫外線照射効
率が落ちずに点灯し、十分な量の紫外線を流水中に照射
して、殺菌を行う。前記コンプレッサは前記流水管の管
壁に設けられる水密構造の貫通孔から出ている前記無電
極放電ランプユニットの内管の延長部から例えば空気を
送り込む。これにより、前記無電極放電ランプユニット
の内管に送り込まれた空気はオゾンを発生し、前記流水
管内に噴出して、流水を殺菌したり、流水中の有機物を
分解する。

【００２５】請求項９の発明は、前記無電極放電ランプ
ユニットに近接した前記流水管の内壁面に光半導体部材
を塗布している。

【００２６】このような構成により、無電極放電ランプ
ユニットから照射された紫外線が流水中を通って、前記
流水管の内壁に至ると、この内壁に塗布されている光半
導体部材に当たり、この光半導体部材から活性電子が発
生し、この活性電子により流水が殺菌されたり、含まれ
ている有機物が分解され、前記紫外線による水の殺菌や
前記オゾンによる水の殺菌と有機物の分解に相乗され
る。

【００２７】

【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
ユニットの第１の実施の形態の構成を示した一部破砕斜
視図である。１１は断面がリング状の２重管構造の放電
空間を形成する例えば石英などにより形成された放電管
で、外管１１ａと内管１１ｂから構成されている。１２
は放電管１１の外管１１ａの外周部に巻回された励起コ
イルで、それぞれのコイルは独立している。１３は円筒
状の例えば石英、アルミナ、セラミックスなどの紫外線
透過部材で形成された外管１３ａと、この外管１３ａの
開放端を密閉して水などの被処理水が外管１３ａの内部
に侵入しないようにする円形のプラスチック又は金属等
で形成されたフランジ１３ｂ１、１３ｂ２により構成さ
れる外囲器（容器）で、放電管１１を収容するに十分な
直径を有している。１４は一対のリード線１５を外囲器
１３内部に導入するための導入孔で、水などの被処理水
が外囲器１３の内部に侵入しないような水密構造になっ
ている。１５は高周波電流を励起コイル１２に供給する
セラミックス等の絶縁体で覆われたリード線である。
尚、このリード線１５は外囲器１３内部で、励起コイル
１２に接続されている。１６は被処理水（流水１００）
が流れる鉄管等で出来た流水管で、その内部に外囲器１
３を収容するに十分な径を有している。１７はリード線
１５を流水管１６の外部に引き出す水密構造の引き出し
孔で、内部の流水（被処理水）１００が外部に漏れない
ような水密構造になっている。

【００２８】次に本実施の形態の構成と動作について説
明する。放電管１１と、この放電管１１の外周部に巻回
されている励起コイル１２より構成されている無電極放
電ランプは、外囲器１３の内部に収容されている。放電
管１１の外管１１ａ内には希ガスと水銀が封入されてい
る。放電管１１の外周部に巻回された励起コイル１２
は、フランジ１３ｂ１に設けられている一対の導入孔１
４から挿入されている一対のリード線１５に並列に接続
されている。これら一対のリード線１５は流水管１６に
設けられた引き出し孔を通って、流水管１６の外部に引
き出されている。

【００２９】ここで、放電管１１を構成する内管１１ｂ
は放電管１１を構成する外管１１ａよりも長く、その両
端部は両側のフランジ１３ｂ１、１３ｂ２内に挿入され
ている。これにより、フランジ１３ｂ１、１３ｂ２によ
り内管１１ｂが支持され、放電管１１が外囲器１３内で
動かないように固定される。

【００３０】流水管１６の外部に引き出されたリード線
１５には、図示されない高周波電源から高周波電流が供
給されるため、この高周波電流は放電管１１の外周部に
巻回されている励起コイル１２に供給される。これによ
り、放電管１１の内部に放電が生じ、この内部に封入さ
れている水銀原子が放電で励起され、殺菌に有効な２５
４ｎｍ、１８５ｎｍなどの紫外線を照射する。照射され
た紫外線は外囲器１３の外管１３ａの壁面を透過して流
水管１６の内部に照射される。流水管１６の内部を流れ
る流水１００は上記した紫外線により殺菌処理されて下
流に流れて行く。

【００３１】ところで、放電管１１は外囲器１３内にあ
るため、放電管１１の管璧には直接被処理水が触れるこ
とがない。このため、一度点灯してしまえば、放電管１
１から発生する熱と外囲器１３による保温効果により、
放電管１１の管璧が被処理水の温度に低下してしまうこ
とがなく、水銀原子からの紫外線照射効率がよい４０℃
付近を保持する。

【００３２】本実施の形態によれば、放電管１１の支持
機構として特別な部材などを設けることなく、２重管を
構成する放電管１１の内管１１ｂの両先端を外囲器１３
を構成するフランジ１３ｂ１、１３ｂ２で支持する簡単
な構成で、放電管１１を外囲器１３内に固定することが
できる。このため、放電管１１が外囲器１３内を動くこ
とがなくなり、放電管１１が外囲器１３の壁面などに衝
突して放電管１１が破損するなどの事故を無くすことが
できるだけでなく、放電管１１の支持機構が放電管１１
から照射される紫外線を遮ることがなくなり、紫外線の
照射効率を良好に保つことができる。また、放電管１１
の支持機構が簡単なため、製造が容易となり、無電極放
電ランプユニットの製造コストを低減することができ
る。

【００３３】また、放電管１１と励起コイル１２より構
成される無電極放電ランプは外囲器１３内に収容されて
いるため、被処理水である流水１００が直接放電管１１
の管璧に触れることがないことと、外囲器１３の保温効
果により、点灯中の放電管１１の管璧を４０℃付近に保
持することができる。このため、無電極放電ランプから
照射される紫外線照射効率は設計通りとなり、流水１０
０に対して期待通りの殺菌効果を得ることができる。

【００３４】更に、放電管１１の外管１１ａの外壁と外
囲器１３の外管１３ａの内壁との間隔は、励起コイル１
２の直径位から、この直径の１／１０になるように構成
されている。このため、外囲器１３の外側を流れる水の
誘電率が励起コイル１２のインダクタンスに影響を与え
ることがなくなり、励起コイル１２から放電管１１の内
部に効率良く電磁エネルギーを供給することができる。

【００３５】尚、放電管１１を構成する内管１１ｂの両
先端を両側のフランジ１３ｂ１、１３ｂ２により挟ん
で、押圧力を掛けることにより、内管１１ｂを両側のフ
ランジ１３ｂ１、１３ｂ２により支持する構成として
も、同様の効果がある。即ち、放電管１１の内管１１ｂ
はフランジ１３ｂ１、１３ｂ２との何らかの関係により
支持されればよい。また、本例の放電管１１から照射さ
れる紫外線の殺菌対象は流水のみならず、水を含んだ液
体又は、流動状の化学物質でも良く、同様の効果があ
る。

【００３６】図２は本発明の無電極放電ランプユニット
の第２の実施の形態を示した一部破砕斜視図である。外
囲器１３内に収容された無電極放電ランプの放電管１１
の外周部には、励起コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃが巻
回されていると共に、放電管１１の長手方向に沿って一
対のワイヤー１９が配置されている。一対のワイヤー１
９は放電管１１の外周部に極めて近接して配置され、ま
た、励起コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃはこれら一対の
ワイヤー１９に電気的に並列に接続されている。更に、
一対のワイヤー１９の一端は外囲器１３のフランジ１３
ｂ１に設けられた導入孔１４から外囲器１３内部に挿入
された一対のリード線１５に接続されている。放電管１
１は外管１１ａと内管１１ｂで構成される２重管構成
で、外管１１ａより長い内管１１ｂの先端イがフランジ
１３ｂ１の中央に穿かれた貫通孔２０に挿入され、他方
の端部は反対側のフランジ１３ｂ２の中央に穿かれた貫
通孔２０を貫通して、外囲器１３の外側に出ている。外
囲器１３の外側に出た内管の延長部ハは途中でほぼ直角
に折れ曲がり、流水管１６の壁面に穿かれた水密構造の
貫通孔２３を通して、流水管１６の外部に引き出されて
いる。また、フランジ１３ｂ１に穿かれた貫通孔２０の
開口部には多孔質のフィルタ（多孔質部材）２２が装着
されている。

【００３７】尚、放電管１１は内管１１ｂの先端イの部
分がフランジ１３ｂ１の貫通孔２０に挿入され、反対側
の端部ロの部分がフランジ１３ｂ２の貫通孔を貫通して
いるため、放電管１１はフランジ１３ｂ１、１３ｂ２で
支持されて、固定されている。他の構成は図１に示した
第１の実施の形態と同様である。

【００３８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。流水管１６の引き出し孔１７から外部に引き出され
たリード線１５には、図示されない高周波電源から高周
波電流が供給されるため、この高周波電流は放電管１１
の外周部に巻回されている励起コイル１２ａ，１２ｂ，
１２ｃに供給される。これにより、放電管１１の外管１
１ａの内部に放電が生じ、殺菌に有効な２５４ｎｍ、１
８５ｎｍなどの紫外線が照射される。照射された紫外線
は外囲器１３を透過して流水管１６の内部を流れる流水
１００に照射され、流水１００を殺菌する。これと同時
に、流水管１６の外部に貫通孔２３から引き出された内
管１１ｂの延長部分ハには図示されないコンプレッサが
接続され、このコンプレッサから空気が内管１１ｂの延
長部ハから送り込まれる。これにより、内管１１ｂ内の
空気は外管１１ａ内の放電空間から照射される紫外線を
浴びて、オゾンを発生し、このオゾンを含んだ空気が、
多孔質のフィルタ２２から無数の気泡になって、流水中
に噴出し、オゾンに触れた流水１００を殺菌する。ここ
で、外管１１ａは普通石英、即ち水銀放射の２５３ｎｍ
を良く透過する石英で作られており、内管１１ｂはオゾ
ン生成効率を高めるために、１８５ｎｍの紫外線通過率
の高い所謂合成石英で作られている。また、フィルタ２
２は多孔性のセラミックス等でできており、内管１１ｂ
内部に被処理水を侵入させないと共に、内管内の空気を
流水中に噴出する通気性を有している。

【００３９】本実施の形態によれば、放電管１１の支持
機構として特別な部材などを設けることなく、２重管を
構成する放電管１１の内管１１ｂの両先端を外囲器１３
を構成するフランジ１３ｂ１、１３ｂ２で支持する簡単
な構成で、放電管１１を外囲器１３内に固定することが
できると共に、一方の内管１１ｂの先端をフランジ１３
ｂ２を貫通させて外囲器１３の外側に引き出して、この
内管１１ｂの延長部ハを内管１１ｂに空気を送り込む通
路としているため、内管１１ｂにオゾン発生のための空
気を送る構成を著しく簡単にでき、無電極放電ランプの
製造を容易且つ低価格とすることができる。

【００４０】また、内管１１ｂに空気を送る延長部ハは
放電管１１の軸中心部から外側に引き出されているた
め、放電管１１の外管１１ａ内の放電空間から照射され
る紫外線を遮ることがなく、効率良く紫外線を流水１０
０中に照射することができる。

【００４１】更に、放電管１１の内管１１ｂ側に照射さ
れた紫外線は、内管１１ｂ内に送り込まれる空気をオゾ
ン化し、このオゾンは水中に噴射されて、流水１００の
殺菌に使用されるため、放電管１１により照射される紫
外線を有効利用することができると共に、流水１００に
対して紫外線による殺菌のみならず、オゾンによる殺菌
も行うことができ、効率のよい殺菌を行うことができ
る。

【００４２】また、放電管１１に巻回された励起コイル
は複数に分割されて、リード線１５に並列接続されてい
るため、リード線１５側から見た励起コイルのインダク
タンスが低くなって、流水１００の誘電率による悪影響
を少なくすることができると共に、励起コイルに高電圧
を定常的に印加する必要がなくなるため、励起コイル１
２ａ，１２ｂ，１２ｃに高周波電流を供給する図示され
ない高周波電源の回路設計などを容易にすることができ
る。

【００４３】更に、外囲器１３の内部に導入されたリー
ド線１５から複数の励起コイルに電流経路を分割するの
で、外囲器１３のフランジ１３ｂ１に設けられる導入孔
１４の個数は多くとも２個とすることが出来、外囲器１
３の製造コストを低減するのみならず、導入孔１４の水
密構造からの水漏れの危険性を減少させて、外囲器１３
の信頼性を向上させることができる。その他に、図１に
示した第１の実施の形態と同様の効果がある。尚、内管
１１ｂの先端がフランジ１３ｂ１に穿かれた貫通孔２０
を通って、フランジ１３ｂ１の外部に突出しており、こ
の突出した内管１１ｂの開口部に前記多孔性の蓋が装着
される構成を採っても、同様の効果がある。

【００４４】図３は本発明の無電極放電ランプユニット
の第３の実施の形態を示した一部破砕斜視図である。本
例では、外囲器１３内に収容された無電極放電ランプに
近接した流水管１６の内壁に、酸化チタン等の光半導体
部材２４を塗布してある。このように無電極放電ランプ
の近くに配された光半導体部材２４は、無電極放電ラン
プから照射される紫外線を受けると、活性電子を発生す
る。光半導体部材２４から発生した活性電子は流水１０
０を殺菌したり、或いは流水１００中の有機物の分解を
行う。他の構成は図２に示した第１の実施の形態と同様
である。

【００４５】本実施の形態によれば、流水１００を通過
してきたこのままでは無駄になる紫外線を光半導体部材
２４に当てて活性電子を発生させ、前記紫外線及びオゾ
ンによる流水１００の殺菌や有機物の分解効果に相乗し
て、前記光半導体部材２４から発生した活性電子により
流水１００の殺菌や流水１００中の有機物の分解を行う
ため、更に効率的な水処理を行うことができる。他の効
果は図２に示した第２の実施の形態の効果と同様であ
る。尚、本例の無電極放電ランプユニットは図１に示し
たものを用いてもよく、この場合は紫外線と活性電子に
よって流水１００の殺菌が行われる。

【００４６】図４は本発明の無電極放電ランプユニット
の第４の実施の形態を示した図である。本例も、２重管
を構成する放電管１１の外管１１ａより長い内管１１ｂ
の先端に、外囲器１３を構成するフランジ１３ｂ１，１
３ｂ２により若干の押圧力をかけて、この内管１１ｂを
支持することにより、放電管１１を外囲器１３内に固定
している。また、内管１１ｂの外管１１ａから突出した
部分に、外管１１ａの外周に巻回した３本の励起コイル
１２ａ，１２ｂ，１２ｃの端部を巻くと共に、これら端
部を内管１１ｂに近接したところで、ワイヤー１９に電
気的に並列接続している。尚、励起コイル１２ａ，１２
ｂ，１２ｃはそれぞれが外管１１ａの外周部の全面に亙
って斑なく巻回されている。

【００４７】本実施の形態によれば、内管１１ｂの外管
１１ａから突出した部分に、３本の励起コイル１２ａ，
１２ｂ，１２ｃの端部を巻回して固定し、この部分でワ
イヤー１９に電気的に並列接続しているため、励起コイ
ル１２ａ，１２ｂ，１２ｃへの並列接続配線を簡単な構
成で放電管１１の軸中心でしかも、外管１１ａの外側に
固定配置することができ、励起コイル１２ａ，１２ｂ，
１２ｃへの並列接続配線を機械的に極めて安定な状態に
することができる、しかも、前記並列接続配線が外囲器
１３の内部に突出しないため、外囲器１３の内部のスペ
ース性を良好に保持することができると共に、前記並列
接続配線が放電管１１から照射される紫外線を遮ること
がなく、紫外線を流水１００中に効率良く照射すること
ができる。

【００４８】図５は本発明の液体処理装置の第１の実施
の形態の構成を示したブロック図である。例えば図１に
示したのと同一構成を有する無電極放電ランプユニット
５０が流水管１６内に配置されている。この無電極放電
ランプユニット５０に接続されているリード１５線は、
流水管１６の管壁に設けられた引き出し孔１７から外部
に引き出されて、高周波電源４０に接続され、この高周
波電源４０から高周波電流が前記無電極放電ランプユニ
ット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から水が
流水管１６に流れ込む。流水管１６に流れ込んだ水は無
電極放電ランプユニット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１６から図中
右側の水道管４２に流れ出る。

【００４９】本実施の形態によれば、無電極放電ランプ
ユニット５０は放電管が外囲器内に収容されて流水に直
接触れないため、放電管の管璧の温度を４０℃付近に保
持して、紫外線照射効率を落とすことがないため、設計
通りの紫外線を流水管１６内の流水中に照射することが
できる。また、放電管が外囲器内に固定されているた
め、放電管が外囲器内で動いて破損することがないた
め、本例の装置は流水管１６を流れる流水に対しては期
待通りの殺菌効果を安定に発揮することができる。尚、
無電極放電ランプユニット５０は図４に示したものを使
用しても、同様の効果がある。

【００５０】図６は本発明の液体処理装置の第２の実施
の形態の構成を示したブロック図である。例えば図２に
示したのと同一構成を有する無電極放電ランプユニット
５０が流水管１６内に配置されている。この無電極放電
ランプユニット５０に接続されているリード１５線は、
流水管１６の管壁に設けられた引き出し孔１７から外部
に引き出されて、高周波電源４０に接続され、この高周
波電源４０から高周波電流が前記無電極放電ランプユニ
ット５０に供給される。

【００５１】また、無電極放電ランプユニット５０から
流水管１６の外部に引き出された内管の延長部ハはコン
プレッサ６０に接続され、このコンプレッサ６０から空
気が前記無電極放電ランプユニット５０の放電管の内管
に送り込まれる。前記内管に送り込まれた空気は紫外線
を浴びて、オゾンを発生する。一方、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から水が流水管１６に流れ込む。流水管１６に流れ
込んだ水は無電極水ランプユニット５０から発生する紫
外線の照射を受けて殺菌されると共に、同無電極放電ラ
ンプユニット５０から発生するオゾンによって殺菌さ
れ、殺菌済みの水が流水管１６から図中右側の水道管４
２に流れ出る。

【００５２】本実施の形態によれば、無電極放電ランプ
ユニット５０から照射される紫外線や同ユニット５０か
ら噴射されるオゾンの両方により、流水が殺菌されるた
め、流水を極めて効率的に殺菌することができる。他の
効果は図５に示した第１の実施の形態と同様である。
尚、無電極放電ランプユニット５０として、図３に示し
たものを使用すれば、流水に対する殺菌を、紫外線とオ
ゾンに加えて、活性電子でも行うため、更に流水の殺菌
効率を向上させることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上記述した如く請求項１の発明によれ
ば、放電管を密閉された容器内に収納する際に、前記容
器の内壁面で、放電管の内管の両先端を支持することに
より、放電管を容器に簡単な構造で支持することがで
き、これにより放電管を固定して、放電管が容器内部で
動くことによる放電管の破損などを防止することができ
る。また、放電管を密閉された容器内に収容した構造と
なっているため、流水中に水没させても、放電管の表面
温度が低下しないため、照射する紫外線の照射効率を良
好に保持することができる。

【００５４】請求項２の発明によれば、一対のフランジ
の内面により前記放電管の内管の両先端を挟んで支持す
ることにより、放電管を固定することができる。

【００５５】請求項３の発明によれば、一対のフランジ
に前記放電管の内管の両先端をフランジに挿入して支持
することにより、放電管を確実に固定することができ
る。

【００５６】請求項４の発明によれば、放電管を密閉さ
れた容器内に収納する際に、前記容器の内壁面に穿かれ
た貫通孔に放電管の内管の一方の先端を嵌合し、前記内
壁面の反対側に穿かれた貫通孔に前記内管の延長部を貫
通させて、容器内に支持することにより、放電管を容器
に簡単な構造で支持することができ、これにより放電管
を固定して、放電管が容器内部で動くことによる放電管
の破損などを防止することができる。また、放電管を密
閉された容器内に収容した構造となっているため、流水
中に水没させても、放電管の表面温度が低下しないた
め、紫外線の照射効率を良好に保持することができる。
更に、容器を貫通して容器の外側に出てきた前記内管の
延長部から空気を内管内に送って、この空気に内管側に
照射された紫外線を当ててオゾンを発生することによ
り、紫外線に加えて、オゾンによる殺菌も行うことがで
き、流水に対する殺菌効率を著しく向上させることがで
きる。

【００５７】請求項５の発明によれば、内管内のオゾン
を含んだ空気が多孔質部材のフィルタにより無数の気泡
となって流水中に噴射されるため、オゾンによる流水の
殺菌を効果的に行うことができる。

【００５８】請求項６の発明によれば、励起コイルのイ
ンダクタンスが下がるため、この励起コイルに高周波電
流を供給する高周波電源の出力電圧を常時高くする必要
がなくなり、高周波電源の設計を容易とすることができ
る。

【００５９】請求項７の発明によれば、流水中に水没さ
せても紫外線照射効率が落ちない無電極放電ランプユニ
ットを用いているため、被処理水に対する期待通りの殺
菌処理を行うことができる。

【００６０】請求項８の発明によれば、流水中に水没さ
せても紫外線照射効率が落ちない無電極放電ランプユニ
ットを用いているため、被処理水に対する紫外線の照射
効率が落ちないだけでなく、紫外線に加えて、オゾンを
流水中に噴射して殺菌を行うため、極めて効率のよい流
水殺菌を行うことができる。

【００６１】請求項９の発明によれば、放電管から照射
された紫外線を受けて光半導体部材から活性電子が発生
するため、前記紫外線及びオゾンに加えて活性電子も流
水等の殺菌又は有機物の分解に寄与することにより、水
処理効率を更に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ユニットの第１の実
施の形態の構成を示した一部破砕斜視図。

【図２】本発明の無電極放電ランプユニットの第２の実
施の形態の構成を示した一部破砕斜視図。

【図３】本発明の無電極放電ランプユニットの第３の実
施の形態の構成を示した一部破砕斜視図。

【図４】本発明の無電極放電ランプユニットの第４の実
施の形態の構成を示した図。

【図５】本発明の液体処理装置の第１の実施の形態の構
成を示した概略図。

【図６】本発明の液体処理装置の第２の実施の形態の構
成を示した概略図。

【図７】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。

【図８】放電管の最冷部と放電管から照射される紫外線
の強度の関係を示した特性図。

【符号の説明】

１１ 放電管 １１ａ、１３ａ 外管 １１ｂ 内管 １２、１２ａ〜１２ｃ 励起コイル １３ 外囲器 １３ｂ１、１３ｂ２ フランジ １４ 導入孔 １５ リード線 １６ 流水管 １７ 引き出し孔 １９ ワイヤー ２０、２３ 貫通孔 ２２ フィルタ ２４ 光半導体部材 ４０ 高周波電源 ４１ 接続部 ４２ 水道管 ４３ コンプレッサ ５０ 無電極放電ランプユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 中山 芳夫 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 石光 万亀夫 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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し且つ前記外管よりも長い内
   管とにより構成され、前記外管に水銀又は希ガスを封入
   した放電管と；この放電管の外管の外周部に巻回された
   励起コイルと；前記放電管と励起コイルを収容する少な
   くとも一部が紫外線透過部材で形成され、且つ前記放電
   管の内管の両先端を内壁面で支持する水密構造の容器
   と；前記励起コイルに高周波電流を供給する一対のリー
   ド線と；これら一対のリード線を前記容器内に導入する
   水密構造の１個又は２個の導入孔と；を具備することを
   特徴とする無電極放電ランプユニット。
2. 【請求項２】 前記容器は、紫外線透過部材で形成され
   た円筒状の管と；この管の開放部分を密閉する一対のフ
   ランジとにより構成され；且つ、これら一対のフランジ
   により前記放電管の内管の両先端が支持されることを特
   徴とする請求項１記載の無電極放電ランプユニット。
3. 【請求項３】 前記容器は、紫外線透過部材で形成され
   た円筒状の管と；この管の開放部分を密閉する一対のフ
   ランジとにより構成され；且つ、前記放電管の内管の両
   先端は前記一対のフランジに挿入されることを特徴とす
   る請求項１記載の無電極放電ランプユニット。
4. 【請求項４】 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し且つ前記外管よりも長い内
   管により構成され、前記外管に水銀又は希ガスを封入し
   た放電管と；この放電管の外管の外周部に巻回された励
   起コイルと；前記放電管と励起コイルを収容する少なく
   とも一部が紫外線透過部材で形成され、且つ前記放電管
   の内管の一先端の開口部を嵌合する貫通孔及び前記内管
   の他端を貫通させて内管の延長部を外部に出す貫通孔を
   壁面に設けた水密構造の容器と；前記励起コイルに高周
   波電流を供給する一対のリード線と；これら一対のリー
   ド線を前記容器内に導入する水密構造の１個又は２個の
   導入孔と；を具備することを特徴とする無電極放電ラン
   プユニット。
5. 【請求項５】 前記放電管の内管の一先端の開口部を嵌
   合する前記容器の壁面に穿かれた貫通孔の開口部に、液
   体の侵入を防止すると共に通気性を有する多孔質部材の
   フィルタを設けたことを特徴とする請求項５記載の無電
   極放電ランプユニット。
6. 【請求項６】 前記放電管の外周部に巻回された励起コ
   イルは、複数に分割されたそれぞれが独立したコイルで
   あり、且つこれら複数の励起コイルは前記一対のリード
   線に並列に前記容器内で接続されることを特徴とする請
   求項１乃至５いずれか１記載の無電極放電ランプユニッ
   ト。
7. 【請求項７】 請求項１乃至３いずれか１に記載の無電
   極放電ランプユニットと；この無電極放電ランプユニッ
   トを内部に配置し、且つこの内部に被処理水を流す流水
   管と；前記無電極放電ランプユニットから出る一対のリ
   ード線を前記流水管の外部に引き出す水密構造の引き出
   し孔と；この引き出し孔から引き出された一対のリード
   線に高周波電流を供給する高周波電源と；を具備するこ
   とを特徴とする液体処理装置。
8. 【請求項８】 請求項４乃至６いずれか１記載の無電極
   放電ランプユニットと；この無電極放電ランプユニット
   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；前記無電極放電ランプユニットから出る一対のリー
   ド線を前記流水管の外部に引き出す水密構造の引き出し
   孔と；前記無電極放電ランプユニットの容器から外部に
   出ている内管の延長部を前記流水管の外部に取り出すた
   めに前記流水管の管壁に設けられる水密構造の貫通孔
   と；前記引き出し孔から引き出された一対のリード線に
   高周波電流を供給する高周波電源と；前記流水管の管壁
   に設けられた貫通孔から外部に出ている前記内管の延長
   部の先端開口部から酸素を含んだ気体を送り込むコンプ
   レッサと；を具備することを特徴とする液体処理装置。
9. 【請求項９】 前記無電極放電ランプユニットに近接し
   た前記流水管の内壁面に光半導体部材を塗布したことを
   特徴とする請求項７又は８記載の液体処理装置。