JPH06310094A - Multiphase alternating current-induced multi-electrode discharge type light source device - Google Patents
Multiphase alternating current-induced multi-electrode discharge type light source deviceInfo
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多相交流を多電極間に
印加することにより、すべての電極間において絶えるこ
となく平面状に放電が為される光源装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device in which a multi-phase alternating current is applied between multiple electrodes so that a flat discharge is continuously generated between all the electrodes.
【0002】[0002]
【従来の技術】放電を利用した光源装置(放電灯)は、
気体または蒸気中において放電を行ない、励起原子から
可視光線や紫外線放射を得るものであり、一般に、目的
とする波長を他の光源より効率良く得ることができるの
で、照明の分野や、集中した紫外線エネルギーを必要と
する分野などで広く用いられている。2. Description of the Related Art A light source device (discharge lamp) utilizing discharge is
It discharges in gas or vapor and obtains visible light or ultraviolet radiation from excited atoms. Generally, the target wavelength can be obtained more efficiently than other light sources. It is widely used in fields that require energy.
【0003】この放電灯の種類も豊富であり、酸化物被
覆電極を用いた熱電子放射式アーク灯であるナトリウム
灯や、水銀陰極を用いた電界電子放射式アーク灯である
超高圧水銀灯などの他、グロー放電灯のネオン電球や、
蛍光放電灯など多種多様な放電灯が存在する。There are various kinds of discharge lamps, such as sodium lamp which is a thermionic emission type arc lamp using an oxide-coated electrode, and super high pressure mercury lamp which is a field electron emission type arc lamp using a mercury cathode. Other, glow discharge lamp neon light bulb,
There are various types of discharge lamps such as fluorescent discharge lamps.
【0004】ところが、これらの従来の放電灯は何れ
も、その電源に直流もしくは単相交流を使用するもので
あり、グロー放電やアーク放電など放電状態は異にして
も放電の形態に関してみれば、すべて線状の放電であっ
た。したがって、放電密度を向上させるにも限界があ
り、また特に照明に用いる場合では、点光源あるいは線
光源としてのみ利用されていた。However, all of these conventional discharge lamps use direct current or single-phase alternating current as their power source, and in terms of the form of discharge even if the discharge states such as glow discharge and arc discharge are different, All were linear discharges. Therefore, there is a limit to improving the discharge density, and particularly when it is used for illumination, it is used only as a point light source or a line light source.
【0005】本件出願人は、以前に、3相交流電源から
簡単に6相交流を得ることのできる6相交流出力装置を
完成しており、この6相交流出力装置と所要位置に配置
した6本の電極とをその接続順序を工夫して放電させた
場合、電極間距離に応じた電圧が各電極へ印加され、隣
接電極間のみならず、すべての電極間で複数のアーク放
電が途絶えることなく、放電方向を揃えつつ高速回転し
ながら発生することを見出している。この6相交流出力
装置、及び6相交流6電極アーク放電装置については本
発明者が既に出願している(特願平4−228984
号)。The applicant has previously completed a 6-phase AC output device that can easily obtain 6-phase AC from a 3-phase AC power source. When the electrodes of this book are discharged by devising the connection sequence, a voltage according to the distance between the electrodes is applied to each electrode, and multiple arc discharges are interrupted not only between adjacent electrodes but also between all electrodes. However, it has been found that it occurs while rotating at high speed while aligning the discharge directions. The present inventor has already applied for the 6-phase AC output device and the 6-phase AC 6-electrode arc discharge device (Japanese Patent Application No. 4-228984).
issue).
【0006】本件出願人は、上記のアーク放電装置が極
めて高効率であることに加え、更にその放電が、従来装
置のような線状放電ではなく、平面的に為されることを
見出した。この平面状放電を、各種の放電光源装置に利
用すべく工夫を加え、遂に多相交流多電極放電による光
源装置を完成したのである。The Applicant has found that, in addition to the extremely high efficiency of the arc discharge device described above, the discharge is performed in a plane rather than a linear discharge as in conventional devices. We devised to use this planar discharge for various discharge light source devices, and finally completed a light source device by multi-phase AC multi-electrode discharge.
【0007】[0007]
【解決すべき技術的課題】本発明は、多電極間に均一か
つ安定した平面状放電を生起することによって、目的波
長の可視光線あるいは紫外線等を、極めて高輝度に且つ
電極で囲んだ領域の全体から平面状に放射することがで
きる光源装置を提供することを技術的課題とするもので
ある。The present invention provides a uniform and stable planar discharge between multiple electrodes so that visible light or ultraviolet rays having a target wavelength can be generated with extremely high brightness and in a region surrounded by electrodes. It is a technical object to provide a light source device that can radiate a planar shape from the whole.
【0008】[0008]
【課題解決のために採用した手段】本件出願人が上記課
題を解決するために採用した手段は次の通りである。即
ち、n相交流を出力するn相交流出力器と、先端部を正
n角形の各頂点位置に配置した放電電極T1 〜Tn と、
当該放電電極T1 〜Tn を内包し、気体または蒸気が封
入された放電室とを含み、前記n相交流出力器の各相出
力端子を、その位相の早い順に前記放電電極T1〜Tn
へ、右または左回り順に接続せしめるという技術的手段
を採用することにより均一かつ安定した平面状放電を生
起する多相交流多電極放電による光源装置を構成した。[Means adopted for solving the problems] Means adopted by the applicant for solving the above problems are as follows. That is, an n-phase alternating current output device for outputting an n-phase alternating current, and discharge electrodes T 1 to T n whose tip portions are arranged at respective vertex positions of a regular n-sided polygon,
Encloses the discharge electrodes T 1 through T n, and a discharge chamber in which the gas or vapor is sealed, each phase output terminal of the n-phase alternating current output device, the discharge electrodes T 1 through T in ascending order of the phase n
By adopting the technical means of connecting in right or left-handed order, a light source device by a multi-phase AC multi-electrode discharge that causes a uniform and stable planar discharge is constructed.
【0009】また、必要であれば、6相交流を出力する
6相交流出力器において、3相交流電源の各相の出力端
子毎に並列に2個ずつ3組の変圧器を接続し対となし、
これら対として並列接続された各対の変圧器の一方の変
圧器二次巻線の巻き終わりと他方の変圧器二次巻線の巻
き始めとを結線し、これら3組の結線部同士を更に接続
して、共通結線していない側の変圧器二次巻線の端子を
出力端子とするという手段を採用した。Further, if necessary, in a 6-phase AC output device for outputting 6-phase AC, two sets of three transformers are connected in parallel for each output terminal of each phase of the 3-phase AC power supply to form a pair. None,
The winding end of one transformer secondary winding and the winding start of the other transformer secondary winding of each pair of transformers connected in parallel as these pairs are connected, and these three sets of connection portions are further connected to each other. We adopted the method of connecting and using the terminal of the transformer secondary winding on the side not connected in common as the output terminal.
【0010】さらに必要であれば、所要電圧のn相交流
を出力する変圧器の二次巻線にn相交流出力端子とは別
に、スイッチを備えた電極予熱用端子をそれぞれ設ける
という手段を採用した。Further, if necessary, a means for providing an electrode preheating terminal equipped with a switch separately from the n-phase AC output terminal on the secondary winding of the transformer for outputting the n-phase AC of the required voltage is adopted. did.
【0011】[0011]
【実施例】以下、第1〜第3実施例に基づき本発明を説
明する。なお、図1は本発明第1実施例の6相交流6電
極放電による光源装置の構成概要結線図、図2は本発明
第1実施例装置における放電室の概略断面図、図3は第
1実施例装置における各電極間に印加される交流の電圧
ベクトル図、図4は第1実施例装置における各電極間に
印加される交流の合成ベクトル図、図5は第1実施例装
置における平面状放電の様子を示した放電経路説明図、
図6は本発明の第2実施例の6相交流6電極放電による
光源装置の構成概要結線図、図7は本発明の第3実施例
の3相交流4電極放電による光源装置の構成概要結線図
である。The present invention will be described below based on the first to third embodiments. 1 is a schematic wiring diagram of the structure of a light source device by 6-phase AC 6-electrode discharge according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of a discharge chamber in the first embodiment device of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a vector diagram of an AC voltage applied between the electrodes in the apparatus of the embodiment, FIG. 4 is a combined vector diagram of AC applied between the electrodes of the apparatus of the first embodiment, and FIG. 5 is a plan view of the apparatus in the first embodiment. Discharge path explanatory diagram showing the state of discharge,
FIG. 6 is a schematic wiring diagram of a light source device by 6-phase AC 6-electrode discharge according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a schematic configuration wiring diagram of a light-source device by 3-phase AC 4-electrode discharge according to the third embodiment of the present invention. It is a figure.
【0012】『第1実施例』第1実施例は、6相交流6
電極放電を用いた光源装置である。以下、図1〜図5を
参照しつつ説明する。[First Embodiment] The first embodiment is a six-phase alternating current 6
It is a light source device using electrode discharge. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS.
【0013】図1中、符号1で指示するものは、圧力数
Torrのアルゴンガスを封入した放電室であり、この放電
室1は、直径700mm、高さ40mmの中空円盤形状に成
形した厚さ5〜6mmの石英ガラスにより形成されてい
る。この放電室1の内側壁には先端部を正六角形各頂点
に位置させるように放電電極T1 〜T6 が等間隔に突設
しており、この放電電極T1 〜T6 により平面状放電が
為される。なお、本実施例において放電室1の形成に石
英ガラスを使用したのは、石英ガラスが可視光線から紫
外線までの光の透過性や耐熱性に優れているのに加え、
高強度であるためであり、強度に問題がない場合などで
は普通ガラスを用いることもできる。この放電室1に内
包された放電電極T1 〜T6 は、以下に述べる6相交流
出力器と接続される。In FIG. 1, reference numeral 1 indicates the number of pressures.
The discharge chamber 1 is a discharge chamber in which a Torr argon gas is sealed, and the discharge chamber 1 is formed of quartz glass having a thickness of 5 to 6 mm formed into a hollow disk shape having a diameter of 700 mm and a height of 40 mm. On the inner wall of the discharge chamber 1, discharge electrodes T 1 to T 6 are projected at equal intervals so that the tips are located at the respective vertices of a regular hexagon, and the discharge electrodes T 1 to T 6 cause a planar discharge. Is done. In addition, in the present embodiment, quartz glass is used for forming the discharge chamber 1 because quartz glass has excellent transparency and heat resistance of light from visible rays to ultraviolet rays.
This is because it has high strength, and ordinary glass can be used when there is no problem in strength. The discharge electrodes T 1 to T 6 included in the discharge chamber 1 are connected to a 6-phase AC output device described below.
【0014】図1中、符号U−X、V−Y、及びW−Z
で指示するものは、3相交流電源とデルタ結線(或いは
スター結線でも良い)した3相交流出力端子であり、端
子U−Xには変圧器S1 ・S4 、端子V−Yには変圧器
S5 ・S2 、そして端子W−Zには変圧器S3 ・S6 と
いう具合に、各相毎に2台ずつ3組6台の単相変圧器を
並列接続している。この変圧器S1 〜S6 には、放電ト
ランスを用いている。これら各相2台の変圧器のうち、
一方の変圧器の二次巻線の巻き終わりと他方の変圧器の
二次巻線の巻き始めとを接続し、この接続線を更に他の
変圧器に対して同様に接続した2組の接続線と結線す
る。そして、変圧器二次巻線の共通結線していない側の
6つの端子を、6相交流の出力端子とする。In FIG. 1, reference numerals U-X, V-Y, and W-Z.
What is indicated by is a three-phase AC output terminal connected to a three-phase AC power source and a delta connection (or a star connection may be used). A transformer S 1 · S 4 is connected to the terminal U-X and a transformer is connected to the terminal V-Y. vessel S 5 · S 2, and so on transformer S 3 · S 6 to the terminal W-Z, and the three sets of six single-phase transformer by two for each phase connected in parallel. A discharge transformer is used for the transformers S 1 to S 6 . Of these two transformers for each phase,
Two sets of connections in which the winding end of the secondary winding of one transformer and the winding start of the secondary winding of the other transformer are connected, and this connecting wire is further connected to another transformer in the same manner. Connect with a wire. Then, the six terminals of the secondary winding of the transformer that are not commonly connected are used as the output terminals of the six-phase AC.
【0015】ここで、単相変圧器S1 〜S6 から出力さ
れる単相交流をそれぞれ符号A1 〜A6 で表すと、並列
接続した変圧器S1 、S4 から、それぞれ出力する交流
A1と交流A4 とは互いに逆相になり、同様に交流A5
と交流A2 、交流A3 と交流A6 も逆相関係を有する。
また、変圧器S1 、S5 、S3 からそれぞれ出力する交
流A1 、A5 、A3 は互いに位相差120°の関係を有
し、交流A4 、A2 、A6 についても同様である。交流
A1 〜A6 が有するこれらの位相関係により、当該6相
交流出力器は、位相差60°の6つの単相交流を出力す
るのである。Here, when the single-phase alternating currents output from the single-phase transformers S 1 to S 6 are represented by symbols A 1 to A 6 , respectively, the alternating currents output from the transformers S 1 and S 4 connected in parallel, respectively. A 1 and alternating current A 4 are in opposite phases to each other, and similarly alternating current A 5
And AC A 2 and AC A 3 and AC A 6 also have opposite phases.
Further, the alternating currents A 1 , A 5 , and A 3 output from the transformers S 1 , S 5 , and S 3 have a phase difference of 120 ° with each other, and the same applies to the alternating currents A 4 , A 2 , and A 6. is there. Due to the phase relationships of the alternating currents A 1 to A 6 , the 6-phase alternating current output device outputs 6 single-phase alternating currents with a phase difference of 60 °.
【0016】上記構成の6相交流出力器と前記放電室1
の放電電極T1 〜T6 とを、以下に述べる接続方法にて
接続する。The 6-phase AC output device having the above-mentioned configuration and the discharge chamber 1
The discharge electrodes T 1 to T 6 of No. 1 are connected by the connection method described below.
【0017】6相交流出力器から出力される6つ単相交
流A1 〜A6 を、その位相順に放電電極T1 〜T6 へ、
右回り(あるいは左回り)順に通電する。当該6相交流
出力器における位相順序は、交流A1 →A2 →A3 →A
4 →A5 →A6 であるので、交流A1 を電極T1 へ通電
し、交流A2 を電極T1 の隣の電極T2 へ通電するなら
ば、交流A3 は電極T3 へ、交流A4 は電極T4 へ交流
A5 は電極T5 へ、交流A6 は電極T6 へそれぞれ通電
する(図面に向かって右回り順になる)。Six single-phase alternating currents A 1 to A 6 output from the 6-phase alternating current output device are delivered to the discharge electrodes T 1 to T 6 in the order of their phases.
Energize in clockwise (or counterclockwise) order. The phase sequence in the 6-phase AC output device is AC A 1 → A 2 → A 3 → A
Since 4 → A 5 → A 6 , if the alternating current A 1 is applied to the electrode T 1 and the alternating current A 2 is applied to the electrode T 2 next to the electrode T 1 , the alternating current A 3 is applied to the electrode T 3 . The alternating current A 4 is energized to the electrode T 4 , the alternating current A 5 is energized to the electrode T 5 , and the alternating current A 6 is energized to the electrode T 6 (in the clockwise direction toward the drawing).
【0018】この接続方法を採り放電を開始すると、各
電極間で絶えず複数の放電が生じ、しかもこれらが高速
回転するため、放電電極T1 〜T6 で囲まれた領域にお
いて放電が平面状に発生することになる。以下に、放電
室1に発生する放電の様子を図3〜図5を参照しつつ説
明する。When a discharge is started by adopting this connection method, a plurality of discharges are constantly generated between the electrodes, and since these rotate at high speed, the discharge becomes flat in the area surrounded by the discharge electrodes T 1 to T 6. Will occur. Hereinafter, the state of the discharge generated in the discharge chamber 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
【0019】図3は、電極T1 の他電極T2 〜T6 に対
する電圧ベクトルを図示したものである。6相交流出力
器により各電極T1 〜T6 にそれぞれ印加される電圧
は、電極T1 ; sinθとすると、 電極T2 ; sin
(θ+2π/6)、電極T3 ; sin(θ+4π/6)、電極T
4 ; sin(θ+6π/6)、電極T5 ; sin(θ+8π/
6)、電極T6 ; sin(θ+10π/6)で表すことができ
る。従って、電極T1−T2 間電圧;sinθ−sin(θ+2
π/6) =−cos(θ+π/6) となり同様に、電極T1−T
3 間電圧;−√3cos(θ+2π/6)、電極T1−T4 間
電圧;−2cos(θ+3π/6)、電極T1−T5 間電圧;
−√3cos(θ+4π/6)、電極T1−T6 間電圧;−cos
(θ+5π/6)となる。図3には、ある瞬間における電
極T1 と他の電極T2 〜T6 との間に印加される電極間
電圧ベクトルを示してある。そして、図3に示す各電圧
ベクトルを合成した電極T1 の合成ベクトルを図4に示
す。FIG. 3 shows the voltage vectors for the other electrodes T 2 to T 6 of the electrode T 1 . When the voltage applied to each of the electrodes T 1 to T 6 by the 6-phase AC output device is electrode T 1 ; sin θ, electrode T 2 ; sin
(Θ + 2π / 6), electrode T 3 ; sin (θ + 4π / 6), electrode T
4 ; sin (θ + 6π / 6), electrode T 5 ; sin (θ + 8π /)
6), electrode T 6 ; can be represented by sin (θ + 10π / 6). Therefore, the voltage between the electrodes T 1 and T 2 ; sin θ−sin (θ + 2
π / 6) = − cos (θ + π / 6), and similarly, the electrodes T 1 −T
Voltage between 3 ; -√3cos (θ + 2π / 6), voltage between electrodes T 1 and T 4 ; -2cos (θ + 3π / 6), voltage between electrodes T 1 and T 5 ;
−√3cos (θ + 4π / 6), voltage between electrodes T 1 and T 6 ; −cos
(Θ + 5π / 6). FIG. 3 shows an inter-electrode voltage vector applied between the electrode T 1 and the other electrodes T 2 to T 6 at a certain moment. Then, FIG. 4 shows a combined vector of the electrode T 1 obtained by combining the voltage vectors shown in FIG.
【0020】図4に示すように、電極T1 の合成ベクト
ルは、楕円形状の軌跡を描いて回転する。そして、この
合成ベクトルが、電極T4 と電極T5 との中間点を指向
する瞬間には、放電は分割されつつ曲げられ、主とし
て、電極T4 と電極T5 に到達するのである。この回転
合成ベクトルは、他の電極T2 〜T6 にも同様に存在す
し、これら複数の回転合成ベクトルが連係することによ
り、6本の放電電極間において均一で安定した平面状放
電が発生するのである。この様子を図5に示す。As shown in FIG. 4, the composite vector of the electrode T 1 rotates in an elliptical locus. Then, at the moment when this combined vector is directed to the midpoint between the electrodes T 4 and T 5 , the discharge is divided and bent, and mainly reaches the electrodes T 4 and T 5 . The rotary composite vector is likewise present sushi to other electrode T 2 through T 6, by the plurality of rotating composite vector is associated, uniform and stable planar discharge between the six discharge electrodes occurs Of. This state is shown in FIG.
【0021】図5には、符号イ→ロ→ハ→ニ→ホ→ヘ→
ト→チと位相が30°進む毎の各瞬間における放電経路
を表している。図中の太矢印は、その電極間に電圧最大
値が印加され矢印方向に放電電流が流れることを示して
おり、細矢印は、その電極間に最大値ではないが電圧印
加されて矢印方向に放電電流が流れることを示してい
る。なお、図5では、放電経路を直線で表現することに
より単純化しているが、実際の放電は上述したように分
割したり曲がったりする。In FIG. 5, reference numeral a → b → c → d → d → e →→
It shows the discharge path at each moment every time the phase advances from 30 degrees to 30 degrees. The thick arrows in the figure indicate that the maximum voltage value is applied between the electrodes and the discharge current flows in the direction of the arrow, and the thin arrows indicate that the voltage is applied between the electrodes, but not the maximum value, in the direction of the arrow. It shows that a discharge current flows. In FIG. 5, the discharge path is represented by a straight line for simplification, but the actual discharge may be divided or bent as described above.
【0022】図5から明らかなように、本発明装置にあ
っては、どの瞬間においても必ず、同時に複数の放電が
発生している。つまり、放電電極T1 〜T6 で囲まれた
領域で、絶え間なく平面状放電が為され、この領域全体
が発光することになる。しかもこれら複数の放電が、互
いに向きを揃え且つ高速回転することも図5から明らか
である。放電が交流1周期につき1回転するので、商用
周波数50または60Hzを用いた場合には、向きの揃
った複数の放電から成る平面状放電が1秒間に50また
は60回転するのである。このように向きを揃えた平面
状放電が、途絶えることなく連続的に高速回転するた
め、従来装置に比して格段に発光効率が向上し、しかも
従来のように単相交流の交番時の放電点滅によって生じ
るチラツキも解消される。As is apparent from FIG. 5, in the device of the present invention, a plurality of discharges are always generated simultaneously at any moment. That is, in the area surrounded by the discharge electrodes T 1 to T 6 , continuous planar discharge is continuously generated, and the entire area emits light. Moreover, it is also clear from FIG. 5 that these plural discharges are aligned with each other and rotate at high speed. Since the discharge makes one rotation per AC cycle, when a commercial frequency of 50 or 60 Hz is used, a planar discharge composed of a plurality of discharges in the same direction makes 50 or 60 rotations per second. Since the planar discharge aligned in this way rotates continuously at high speed without interruption, the luminous efficiency is significantly improved compared to the conventional device, and moreover, the discharge at the time of alternating single-phase alternating current as in the conventional device. The flicker caused by blinking is also eliminated.
【0023】以上に説明した本実施例の6相交流6電極
放電による光源装置を作動させた場合、グロー放電(放
電電圧;約1KV、放電電流;約20mA)が発生し、
アルゴン特有の赤紫色の面状発光が得られる。なお、本
発明装置の放電室に封入する気体はアルゴンに限定され
るものではなく、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセ
ノン等の不活性ガスや、重水素や、ナトリウムや、水銀
や、ハロゲン化金属等の蒸気を用いても良く、これら封
入ガスの種類を選択し、封入ガスの圧力を調整すること
によって、各用途に必要な波長の光を高効率に得ること
ができる。When the light source device by the six-phase AC six-electrode discharge of the present embodiment described above is operated, glow discharge (discharge voltage; about 1 KV, discharge current; about 20 mA) occurs,
A reddish-purple planar emission peculiar to argon is obtained. The gas sealed in the discharge chamber of the device of the present invention is not limited to argon, but may be an inert gas such as helium, neon, krypton, or xenon, deuterium, sodium, mercury, or a metal halide. The vapor may be used. By selecting the type of the enclosed gas and adjusting the pressure of the enclosed gas, it is possible to highly efficiently obtain the light of the wavelength required for each application.
【0024】『第2実施例』第2実施例もまた、6相交
流6電極放電を用いるものであるが、本実施例にあって
は、放電電極T1 〜T6 を放電に先だって予熱できるよ
うに構成している。図6を参照しつつ以下に説明する。The "second embodiment" second embodiment also, but is to use a six-phase alternating current 6 electrodeless discharge, in the present embodiment, it preheating prior to discharge electrodes T 1 through T 6 to discharge Is configured as follows. This will be described below with reference to FIG.
【0025】本実施例においては、6相交流を出力する
変圧器S1 〜S6 の二次側巻線に、6相交流出力端子と
は別に、電極予熱用端子P1 〜P6 をそれぞれ設けてい
る。そして、この予熱用端子P1 〜P6 を、先端部を螺
旋形フィラメントとした放電電極T1 〜T6 へ、スイッ
チQ1 〜Q6 を介在させて接続するのである。この構成
により、光源装置の放電開始が頗る容易になる。即ち、
放電電極T1 〜T6 へ6相交流を印加するとき、スイッ
チQ1 〜Q6 を閉じれば、電極毎にある程度の電流が流
れ、そのジュール熱により各フィラメントが加熱され
る。フィラメントの温度上昇により熱電子が放出され、
電極間での放電が容易に開始されるようになるのであ
る。一旦、放電が開始されれば、スイッチQ1 〜Q6 を
開いても放電は維持される。なお、本実施例における他
の構成は、第1実施例のものと同様である。[0025] In this embodiment, each of the transformer secondary winding of S 1 to S 6 for outputting a six-phase alternating current, separately from the six-phase AC output terminals, the electrode preheating terminals P 1 to P 6 It is provided. Then, the preheating terminals P 1 to P 6, the distal end portion to the discharge electrode T 1 through T 6 that the helical filament is to connect with intervening switches Q 1 to Q 6. With this configuration, it becomes easy to start the discharge of the light source device. That is,
When applying the discharge electrodes T 1 through T 6 to 6 phase alternating current, by closing the switch Q 1 to Q 6, a certain amount of current flows to each electrode, each filament is heated by the Joule heat. Thermionic electrons are emitted due to the temperature rise of the filament,
Discharge between the electrodes can be easily started. Once discharge begins, the discharge also opens switch Q 1 to Q 6 is maintained. The rest of the configuration of this embodiment is similar to that of the first embodiment.
【0026】本実施例光源装置の放電室に、圧力数Torr
の重水素を封入し、各電極に6相交流を印加して、スイ
ッチQ1 〜Q6 を1〜2秒間閉じたところ、放電電極T
1 〜T6 に囲まれた領域全体に平面状のアーク放電が発
生し(放電電圧;約120V放電電流;約6A)、波長
160〜300nmの紫外線が放電室1全体から放射され
た。また、この重水素の封入圧力を低くすると放射紫外
線の波長は短くなり、重水素の封入圧力を高くすると紫
外線波長が長くなることが確認された。In the discharge chamber of the light source device of this embodiment, the pressure number Torr
Of deuterium was filled in, 6-phase alternating current was applied to each electrode, and switches Q 1 to Q 6 were closed for 1 to 2 seconds.
A flat arc discharge was generated in the entire area surrounded by 1 to T 6 (discharge voltage; about 120 V discharge current; about 6 A), and ultraviolet rays having a wavelength of 160 to 300 nm were emitted from the entire discharge chamber 1. Also, it was confirmed that the wavelength of the radiated ultraviolet light becomes shorter when the deuterium filling pressure is lowered, and the ultraviolet wavelength becomes longer when the deuterium filling pressure is raised.
【0027】『第3実施例』第3実施例は、3相交流4
電極放電を用いた光源装置である。図7を参照しつつ説
明する。[Third Embodiment] The third embodiment is a three-phase alternating current 4
It is a light source device using electrode discharge. This will be described with reference to FIG.
【0028】本実施例装置における放電室11の内側壁に
は、先端部を正三角形各頂点に位置させるように放電電
極T1 〜T3 が等間隔に突設されている他、アース電極
T0が、正三角形中心点に位置するように設けられてい
る。この放電室11の放電電極T1 〜T3 と、3相交流電
源とデルタ結線(スター結線でも良い)した3相交流出
力端子U−X、V−Y、及びW−Zとを、変圧器S1 〜
S3 を介して接続するのである。On the inner wall of the discharge chamber 11 of the apparatus of this embodiment, discharge electrodes T 1 to T 3 are projected at equal intervals so that the tips are located at the respective apexes of an equilateral triangle. 0 is provided so as to be located at the center point of the equilateral triangle. The discharge electrode T 1 through T 3 of the discharge chamber 11, the three-phase AC power source and a delta connection (or a star connection) and a 3-phase AC output terminal U-X, V-Y, and a W-Z, Transformers S 1 ~
It connects through S 3 .
【0029】ここで仮に、アース電極T0 を設置しない
で、3本の電極T1 〜T3 のみを正三角形各頂点位置付
近に配置して成る3相交流3電極放電による光源装置に
おいて、第1実施例で説明したような電極T1 を基にし
た回転合成ベクトルを考えてみる。この3相交流3電極
装置の場合でも、回転合成ベクトルが電極T2 と電極T
3 との中間点を指向する瞬間は存在するわけであるが、
当該放電装置においては、電極T1 からみた電極T2 方
向と電極T3 方向との角度、つまり∠T2 T1T3 が、
60°と余りに大きく(他の多相交流多電極放電装置の
中で最大。上述した6相交流6電極装置の場合∠T4 T
1 T5 =30°)、電極T1 〜T3 が形成する正三角形
の中心点部分には、殆ど放電が生じなくなる。このた
め、第3実施例においては、電極T1 〜T3 が形成する
正三角形の中心点付近にアース電極T0 を設けるのであ
る。Here, it is assumed that the ground electrode T 0 is not installed, and only the three electrodes T 1 to T 3 are arranged near the respective apex positions of the equilateral triangle. Consider a rotational composite vector based on the electrode T 1 as described in the first embodiment. Even in the case of this three-phase AC three-electrode device, the rotational combined vector is the same as that of the electrodes T 2 and
Although there are moments that point toward the midpoint with 3 ,
In the discharge device, an angle between the electrode T 2 direction and the electrode T 3 direction viewed from the electrode T 1 , that is, ∠T 2 T 1 T 3 is
Too large at 60 ° (maximum among other multi-phase AC multi-electrode discharge devices. In the case of the above-mentioned 6-phase AC 6-electrode device ∠T 4 T
1 T 5 = 30 °), and almost no discharge occurs at the center point portion of the equilateral triangle formed by the electrodes T 1 to T 3 . Therefore, in the third embodiment, the ground electrode T 0 is provided near the center point of the equilateral triangle formed by the electrodes T 1 to T 3 .
【0030】[0030]
【本発明の効果】以上、実施例をもって説明したとお
り、本発明にかかる多相交流多電極放電による光源装置
にあっては、多電極間において、均一かつ安定に平面状
放電を得ることができる。従って、従来装置のような点
あるいは線光源でなく、面状光源として利用することが
でき、例えば、平面全体が一様に発光する平面けい光灯
として、大ホール等に設置すれば、照明効果は格段に向
上する。As described above with reference to the embodiments, in the light source device by the multi-phase AC multi-electrode discharge according to the present invention, it is possible to uniformly and stably obtain the planar discharge between the multi-electrodes. . Therefore, it can be used as a planar light source instead of the point or line light source as in the conventional device. For example, if it is installed in a large hall or the like as a flat fluorescent lamp that uniformly emits light over the entire plane, a lighting effect can be obtained. Is much improved.
【0031】さらに、この平面状放電が向きの揃った複
数の放電により為されるので、極めて発光効率が良く、
しかもこれらの複数の放電が、決して途絶えることなく
連続的にその方向を変化させつつ高速回転するので、従
来装置のような単相交流電源の交番時の放電点滅により
生じるチラツキも解消されるのである。Furthermore, since this planar discharge is generated by a plurality of discharges in the same direction, the luminous efficiency is extremely good,
Moreover, since these multiple discharges rotate at high speed while continuously changing their direction without interruption, the flicker caused by the blinking of the discharge during the alternating operation of the single-phase AC power supply as in the conventional device is also eliminated. .
【図1】本発明にかかる第1実施例の6相交流6電極放
電による光源装置の構成概要結線図である。FIG. 1 is a schematic wiring diagram of a configuration of a light source device by 6-phase AC 6-electrode discharge according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施例装置における放電室の概略断面図で
ある。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a discharge chamber in the device of the first embodiment.
【図3】第1実施例装置における各電極間に印加される
交流の電圧ベクトル図である。FIG. 3 is a voltage vector diagram of alternating current applied between each electrode in the device of the first embodiment.
【図4】第1実施例装置における各電極間に印加される
交流の合成ベクトル図である。FIG. 4 is a combined vector diagram of alternating currents applied between electrodes in the device of the first embodiment.
【図5】第1実施例装置が生起する平面状放電の様子を
示した放電経路説明図である。FIG. 5 is a discharge path explanatory diagram showing a state of a planar discharge generated by the device of the first embodiment.
【図6】本発明にかかる第2実施例の6相交流6電極放
電による光源装置の構成概要結線図である。FIG. 6 is a schematic connection diagram of a light source device using a 6-phase AC 6-electrode discharge according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明にかかる第3実施例の3相交流4電極放
電による光源装置の構成概要結線図である。FIG. 7 is a schematic wiring diagram of a configuration of a light source device using a three-phase AC four-electrode discharge according to a third embodiment of the present invention.
P1 〜P6 電極予熱用端子 Q1 〜Q6 スイッチ S1 〜S6 単相変圧器 T0 アース電極 T1 〜T6 放電電極 1、11 放電室P 1 to P 6 electrode preheating terminal Q 1 to Q 6 switch S 1 to S 6 single-phase transformer T 0 grounding electrodes T 1 through T 6 discharge electrodes 1 and 11 discharge chamber
Claims (7)
先端部を正n角形の各頂点位置に配置した放電電極T1
〜Tn と、当該放電電極T1 〜Tn を内包し気体または
蒸気が封入された放電室とを含み、 前記n相交流出力器の各相出力端子を、その位相の早い
順に前記放電電極T1〜Tn へ、右または左回り順に接
続せしめることを特徴とする多相交流多電極放電による
光源装置。1. An n-phase alternating current output device for outputting n-phase alternating current,
Discharge electrode T 1 whose tip is arranged at each vertex of a regular n-gon
To T n and a discharge chamber containing the discharge electrodes T 1 to T n and containing gas or vapor enclosed therein, the output electrodes of the respective phases of the n-phase alternating current output device are arranged in the order of earlier phases of the discharge electrodes. A light source device by multi-phase AC multi-electrode discharge, characterized in that it is connected to T 1 to T n in the order of right or left.
先端部を正六角形の各頂点位置に配置した放電電極T1
〜T6 と、当該放電電極T1 〜T6 を内包し気体または
蒸気が封入された放電室とを含み、 前記6相交流出力器の各相出力端子を、その位相の早い
順に前記放電電極T1〜T6 へ、右または左回り順に接
続せしめることを特徴とする多相交流多電極放電による
光源装置。2. A 6-phase AC output device for outputting 6-phase AC,
Discharge electrode T 1 whose tip is arranged at each vertex of a regular hexagon
And through T 6, and a discharge chamber in which the gas or vapor containing the discharge electrodes T 1 through T 6 is sealed, the discharge electrodes of each phase output terminal of the 6-phase alternating current output device, in ascending order of the phase A light source device by multi-phase AC multi-electrode discharge, characterized in that it is connected to T 1 to T 6 in the order of right or left.
に2個ずつ3組の変圧器S1 ・S4 、変圧器S5 ・
S2 、及び変圧器S3 ・S6 を接続し対となし、これら
対として並列接続された各対の変圧器の一方の変圧器二
次巻線の巻き終わりと他方の変圧器二次巻線の巻き始め
とを結線し、これら3組の結線部同士を更に接続して、
共通結線していない側の変圧器二次巻線の端子を出力端
子とする6相交流出力器を用いることを特徴とする請求
項2記載の多相交流多電極放電による光源装置。3. Three sets of transformers S 1 · S 4 and transformers S 5 · 2 in parallel for each output terminal of each phase of the three-phase AC power supply.
S 2 and the transformers S 3 and S 6 are connected to form a pair, and the pair of transformers connected in parallel as these pairs have one winding end of one transformer secondary winding and the other transformer secondary winding. Connect the winding start of the wire and further connect these three sets of connection parts,
The light source device by multi-phase AC multi-electrode discharge according to claim 2, wherein a 6-phase AC output device having an output terminal of the terminal of the secondary winding of the transformer not connected in common is used.
放電電極T1 〜T3と、先端部を前記正三角形の中心点
位置に配置したアース電極T0 と、前記放電電極T1 〜
T3 およびアース電極T0 を内包し、気体または蒸気が
封入された放電室とを含み、 前記3相交流電源の各相出力端子を、放電電極T1 〜T
3 へ接続せしめることを特徴とする多相交流多電極放電
による光源装置。4. A discharge electrode T 1 to T 3 having a tip portion arranged at each vertex of an equilateral triangle, a ground electrode T 0 having a tip portion arranged at a center point position of the equilateral triangle, and the discharge electrode T 1 to.
A discharge chamber containing T 3 and a ground electrode T 0 and in which gas or vapor is sealed, and each phase output terminal of the three-phase AC power supply is connected to the discharge electrodes T 1 to T.
A light source device using multi-phase AC multi-electrode discharge, characterized in that it can be connected to 3 .
1 〜Sn の二次巻線にn相交流出力端子とは別に、スイ
ッチQ1 〜Qn を備えた電極予熱用端子P1〜Pn をそ
れぞれ設けることによって、放電に先だって放電電極T
1 〜Tn を加熱可能にしたことを特徴とする請求項1記
載の多相交流多電極放電による光源装置。5. A transformer S that outputs an n-phase alternating current of a required voltage.
By providing the electrode preheating terminals P 1 to P n equipped with the switches Q 1 to Q n separately from the n-phase AC output terminals on the secondary windings 1 to S n , respectively, the discharge electrode T
1 light source device according polyphase AC multi-electrode discharge according to claim 1, wherein the through T n, characterized in that the heatable.
1 〜S6 の二次巻線に6相交流出力端子とは別に、スイ
ッチQ1 〜Q6 を備えた電極予熱用端子P1〜P6 をそ
れぞれ設けることによって、放電に先だって放電電極T
1 〜T6 を加熱可能にしたことを特徴とする請求項2又
は3記載の多相交流多電極放電による光源装置。6. A transformer S which outputs a 6-phase alternating current of a required voltage.
In addition to the 6-phase AC output terminals on the secondary windings 1 to S 6 , the electrode preheating terminals P 1 to P 6 provided with the switches Q 1 to Q 6 are provided respectively, so that the discharge electrode T can be discharged prior to the discharge.
1 light source device according polyphase AC multi-electrode discharge according to claim 2 or 3, wherein the through T 6, characterized in that the heatable.
1 〜S3 の二次巻線に3相交流出力端子とは別に、スイ
ッチQ1 〜Q3 を備えた電極予熱用端子P1〜P3 をそ
れぞれ設けることによって、放電に先だって放電電極T
1 〜T3 を加熱可能にしたことを特徴とする請求項4記
載の多相交流多電極放電による光源装置。7. A transformer S that outputs a three-phase alternating current of a required voltage.
Apart from the three-phase AC output terminal to the secondary winding of 1 to S 3, by providing the electrode preheating terminal P 1 to P 3 having a switch Q 1 to Q 3 respectively, prior to discharge the discharge electrodes T
The light source device by multi-phase AC multi-electrode discharge according to claim 4, wherein 1 to T 3 can be heated.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297093A JPH06310094A (en) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Multiphase alternating current-induced multi-electrode discharge type light source device |
| PCT/JP1993/001166 WO1994006184A1 (en) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | Polyphase alternating current multi-electrode discharger, powdery waste disposal apparatus using this discharger, ozone generator, and light source apparatus |
| FI941660A FI941660A7 (en) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | Multi-phase alternating current multi-electrode discharge device and powder waste treatment device, ozone generator and light source using it |
| EP94908807A EP0609466A4 (en) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | MULTI-ELECTRODE DISCHARGE DEVICE WITH POLYPHASE ALTERNATING CURRENT, APPARATUS FOR MELTING WASTE POWDER AND USING THE SAME, OZONE GENERATOR, AND LIGHT SOURCE APPARATUS. |
| CA002121359A CA2121359A1 (en) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | Polyphase alternating current multi-electrode discharger, powdery waste disposal apparatus using this discharger, ozone generator, and light source apparatus |
| AU47620/93A AU660849B2 (en) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | Polyphase alternating current multi-electrode discharger, powdery waste disposal apparatus using this discharger, ozone generator, and light source apparatus |
| TW082106871A TW244338B (en) | 1992-08-27 | 1993-08-25 | |
| CN93116786A CN1083628A (en) | 1992-08-27 | 1993-08-26 | Multi-phase AC multi-electrode discharge device and powder waste treatment device using it |
| NO941503A NO941503L (en) | 1992-08-27 | 1994-04-25 | Multi-phase alternating current discharge device with multiple electrodes, a device for the treatment of powdered waste, ozone generator and light source which makes use of the discharge device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297093A JPH06310094A (en) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Multiphase alternating current-induced multi-electrode discharge type light source device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310094A true JPH06310094A (en) | 1994-11-04 |
Family
ID=14341626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10297093A Pending JPH06310094A (en) | 1992-08-27 | 1993-04-28 | Multiphase alternating current-induced multi-electrode discharge type light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310094A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122232A (en) * | 1993-10-21 | 1995-05-12 | Hiroshi Tsujino | Three-dimensional discharge type light source device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3635537A (en) * | 1969-12-29 | 1972-01-18 | California Inst Of Techn | Multiple anode arc lamp system |
| JPS5699965A (en) * | 1980-01-14 | 1981-08-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP10297093A patent/JPH06310094A/en active Pending
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