JPH06310094A - 多相交流多電極放電による光源装置 - Google Patents
多相交流多電極放電による光源装置Info
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- JPH06310094A JPH06310094A JP10297093A JP10297093A JPH06310094A JP H06310094 A JPH06310094 A JP H06310094A JP 10297093 A JP10297093 A JP 10297093A JP 10297093 A JP10297093 A JP 10297093A JP H06310094 A JPH06310094 A JP H06310094A
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Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所要波長の光を、高輝度に且つ電極で囲んだ
領域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。 【構成】 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と、当該放電電極を内包し気
体が封入された放電室とを含み、ｎ相交流出力器の各相
出力端子を、その位相の早い順に放電電極へ、右または
左回り順に接続せしめるという手段を採用した。 【効果】 複数の放電が向きを揃えつつ絶え間なく発生
して平面状放電が為されるので、点あるいは線光源でな
く面状光源として利用でき、さらに、従来装置にみられ
た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。
領域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。 【構成】 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と、当該放電電極を内包し気
体が封入された放電室とを含み、ｎ相交流出力器の各相
出力端子を、その位相の早い順に放電電極へ、右または
左回り順に接続せしめるという手段を採用した。 【効果】 複数の放電が向きを揃えつつ絶え間なく発生
して平面状放電が為されるので、点あるいは線光源でな
く面状光源として利用でき、さらに、従来装置にみられ
た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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
電による光源装置の構成概要結線図である。
【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。
ある。
【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。
交流の電圧ベクトル図である。
【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。
交流の合成ベクトル図である。
【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。
示した放電経路説明図である。
【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。
電による光源装置の構成概要結線図である。
【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。
電による光源装置の構成概要結線図である。
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
Claims (7)
- 【請求項１】 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
続せしめることを特徴とする多相交流多電極放電による
光源装置。 - 【請求項２】 ６相交流を出力する６相交流出力器と、
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。 - 【請求項３】 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。 - 【請求項４】 先端部を正三角形各頂点位置に配置した
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。 - 【請求項５】 所要電圧のｎ相交流を出力する変圧器Ｓ
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。 - 【請求項６】 所要電圧の６相交流を出力する変圧器Ｓ
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。 - 【請求項７】 所要電圧の３相交流を出力する変圧器Ｓ
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。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297093A JPH06310094A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 多相交流多電極放電による光源装置 |
| PCT/JP1993/001166 WO1994006184A1 (fr) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | Dispositif de decharge multi-electrodes a courant alternatif polyphase, appareil permettant de fondre des dechets en poudre et utilisant ce dispositif, generateur d'ozone, et appareil source de lumiere |
| FI941660A FI941660A7 (fi) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | Monivaihevaihtovirralla toimiva monielektrodinen purkauslaite ja sitä käyttävä pulverijätteen käsittelylaite, otsonigeneraattori ja valonläh de |
| EP94908807A EP0609466A4 (en) | 1992-08-27 | 1993-08-20 | MULTI-ELECTRODE DISCHARGE DEVICE WORKING WITH MULTI-PHASE AC; POWDER WASTE DISPOSAL UNIT WITH SUCH DISCHARGE DEVICE; OZONE GENERATOR; AND LIGHT SOURCE DEVICE. |
| 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 (ja) | 1992-08-27 | 1993-08-25 | |
| CN93116786A CN1083628A (zh) | 1992-08-27 | 1993-08-26 | 多相交流多电极放电装置及采用其的粉末废料处理等装置 |
| NO941503A NO941503L (no) | 1992-08-27 | 1994-04-25 | Flerfase vekselströmutladningsanordning med flere elektroder, en anordning til behandling av pulverformet avfall, ozongenerator og lyskilde som gjör bruk av utladningsanordningen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10297093A JPH06310094A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 多相交流多電極放電による光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310094A true JPH06310094A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14341626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10297093A Pending JPH06310094A (ja) | 1992-08-27 | 1993-04-28 | 多相交流多電極放電による光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122232A (ja) * | 1993-10-21 | 1995-05-12 | Hiroshi Tsujino | 立体放電光源装置 |
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/ja active Pending
Patent 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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122232A (ja) * | 1993-10-21 | 1995-05-12 | Hiroshi Tsujino | 立体放電光源装置 |
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