JPH1012195A - 無電極ランプ、無電極ランプ点灯装置及び紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命で、かつ紫外線放射量が大きい無電極
ランプ、無電極ランプ点灯装置及び紫外線照射装置を提
供する。 【解決手段】 長尺の管２１に殺菌に有効な２６０ｎｍ
前後の紫外線を放射する水銀とガス・アルゴンを封入し
た無電極ランプ２０の上端部分の表面に誘導励磁コイル
２２を巻回し、この誘導励磁コイル２２に高周波電力を
供給するようにした。これにより、紫外線の放射強度が
誘導励起コイル２２を設けた部分が最も強く、管２１の
他端に行くにしたがって徐々に弱くなる分布となり、従
来の蛍光ランプのような均一照射に比べて部分的に高い
殺菌効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極ランプ、無
電極ランプ点灯装置及び紫外線照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、風呂水を殺菌して循環させる循環
風呂などの紫外線照射装置として、例えば特開平５−２
９９号公報に開示されているものがある。図９は当該公
報に開示された紫外線照射装置を示す縦断面図である。
この図に示すように、紫外線照射装置は、殺菌槽１と、
石英製の外管２と、殺菌用の蛍光ランプ３と、防水用パ
ッキン４と、蓋５とから構成されている。殺菌槽１は、
その上端に入水口６、下端に出水口７が形成されてお
り、風呂水等の被殺菌物が入水口６から流入して出水口
７から流出するようになっている。

【０００３】外管２は、先端が丸みを帯びるとともに閉
口した円筒状に形成されており、その上端が殺菌槽１の
上端に装着された蓋５の中央部に取り付けられている。
蛍光ランプ３は紫外線を放射するものであり、長尺の円
柱形状に形成されている。この蛍光ランプ３は外管２の
内部に挿入されており、殺菌槽１内を通流する被殺菌物
に対して紫外線を照射する。防水用パッキン４は殺菌槽
１と蓋５との間に設けられており、漏水を防止する。こ
のような構成の紫外線照射装置において、殺菌槽１の入
水口６から流入した被殺菌物が蛍光ランプ３の軸に沿っ
てその周りを流れた後、出水口７から流出する。この
際、蛍光ランプ３が長尺の円柱形状であるため、略均一
に紫外線が照射され、殺菌が行なわれる。

【０００４】一方、図１０は従来の他の紫外線照射装置
を示す概略構成を示す平面図であり、図１１はその側面
図である。この従来の紫外線照射装置は、長尺の円筒形
状の石英製の管１０の両側に長尺の円柱形状を成した殺
菌用の蛍光ランプ１１、１２を配置し、更に図１１示す
ように蛍光ランプ１１、１２の周囲に４つの反射板１３
を設けたものである。これら管１０、蛍光ランプ１１、
１２及び４つの反射板１３が同一のケース１４に内蔵さ
れている。風呂水等の被殺菌物は、管１０の一方の端か
ら流入し、他方の端から流出し、その間に二本の蛍光ラ
ンプ１１、１２から紫外線が照射され、液中の菌が殺菌
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の紫外線照射装置にあっては、次のような問題点があ
った。即ち、殺菌用の蛍光ランプ３、１１、１２は、通
常の蛍光ランプなどと略同様の電極構造になっているこ
とから、点灯／消灯を繰り返すことによって電極が劣化
するので、その寿命は精々１万時間に満たなく、例えば
２４時間循環風呂のような紫外線照射装置に用いた場合
では半年から１年でランプの交換をする必要があり、ラ
ンニングコストがかかってしまう。

【０００６】また、近年、紫外線の総照射量が同一であ
れば、より最大値の高い照射方法が高い殺菌効果が得ら
れることが解ってきているが、従来の蛍光ランプ３、１
１、１２では両端間の紫外線放射量が均一であること
と、被殺菌物と蛍光ランプ３との間に外管２が、蛍光ラ
ンプ１１、１２との間には管１０がそれぞれ介在し、こ
れらが紫外線を減衰するので、高い殺菌効果が期待でき
なかった。このようなことから、現行の蛍光ランプより
も紫外線放射量が大きい蛍光ランプの開発が待たれてい
る。

【０００７】そこで本発明は、長寿命で、かつ紫外線放
射量が大きい無電極ランプ、無電極ランプ点灯装置及び
紫外線照射装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の無電極
ランプは、管の内部に放電により紫外線を放射するガス
が封入され、管外より供給されるエネルギーによって無
電極の励起放電を起こし、その励起放電による紫外線出
力がランプの管軸方向に沿って非均一になるものであ
る。この無電極ランプによれば、励起放電することによ
って可視光の他に紫外光が放射され、その際の紫外線出
力がランプの管軸方向に沿って非均一になる。例えば、
管の一方の端側にエネルギーを供給した場合、紫外線出
力は、一方の端側が大きく、該端から遠ざかるにしたが
って徐々に小さくなる。

【０００９】無電極ランプを構成する管は、石英で製造
しても良いし、多結晶又は単結晶アルミナなどの紫外線
透過セラミックで製造しても良い。また、管内に封入す
るガスは、希ガスと水銀とからなるものであっても良い
し、希ガスとハロゲンとからなるものであっても良い。
希ガスとハロゲンとの組み合わせとしては、例えばＸｅ
Ｆ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＡｒＦなどがある。また、管と
しては、一方の端の一部分に内部に向けて陥没した凹部
を有したものとしても良い。この凹部を設けることによ
り、後述する誘導励起コイルをその凹部に挿入すること
ができるので、被殺菌物が液体である場合、防水効果が
得られる。

【００１０】請求項８の発明の無電極ランプ点灯装置
は、請求項１乃至６のいずれかに記載の無電極ランプ
と，この無電極ランプの一端部分の表面に巻回してなる
誘導励磁コイルと，この誘導励磁コイルに高周波電力を
供給する高周波電力供給手段とを備えるものである。こ
の構成によれば、誘導結合による励起放電が行なわれ、
可視光及び紫外光が放射される。この場合、紫外線の放
射強度は、誘導励起コイルが設けられた部分が最も強
く、管の他端に行くにしたがって徐々に弱くなる分布を
とる。

【００１１】したがって、紫外線強度の大きなピーク値
を持つことから、従来の殺菌用として用いられる蛍光ラ
ンプのような均一照射に比べて高い殺菌効果が得られ
る。またこのことは、低消費電力で同一の殺菌効果が得
られるということもなる。また、液体を殺菌する場合、
従来のような蛍光ランプと水とを隔離するための外管が
不要なので、外管による紫外線の減衰もない。また、無
電極放電であるから長寿命であり、ランニングコストを
低く抑えることができる。なお、誘導励起コイルを耐熱
且つ耐紫外線を有する絶縁材料で被覆しても良い。この
ようにすることで、被殺菌物が水の場合でも誘導励起コ
イルに対する防水処理を行なわなくても済む。

【００１２】請求項１０の発明の無電極ランプ点灯装置
は、請求項７記載の無電極ランプと，この無電極ランプ
の凹部に挿入された誘導励起コイル，この誘導励磁コイ
ルに高周波電力を供給する高周波電力供給手段とを備え
るものである。この構成によれば、無電極ランプの一方
の端の一部分に形成された凹部内に誘導励起コイルを挿
入できるので、被殺菌物が水の場合に、無電極ランプの
一方の端が水面より上方になるように配置すれば、誘導
励起コイルに対する防水処理を施さなくて済む。

【００１３】請求項１１の発明の無電極ランプ点灯装置
は、請求項１乃至６のいずれかに記載の無電極ランプ
と，この無電極ランプの一端部分の表面に対向配置され
た一対の電極と，これらの電極に高周波電力を供給する
高周波電力供給手段とを備えるものである。この構成に
よれば、容量結合による励起放電が行なわれ、可視光及
び紫外光が放射される。この場合、紫外線の放射強度
は、一対の電極が設けられた部分が最も強く、管の他端
に行くにしたがって徐々に弱くなる分布をとる。

【００１４】請求項１２の発明の無電極ランプ点灯装置
は、請求項１乃至６のいずれかに記載の無電極ランプ
と，この無電極ランプの一端部分に設けられたマイクロ
波発生手段と，このマイクロ波発生手段に電力を供給す
る電力供給手段とを備えるものである。この構成によれ
ば、マイクロ波による励起放電が行なわれ、可視光及び
紫外光が放射される。この場合、紫外線の放射強度は、
マイクロ波発生手段が設けられた部分が最も強く、管の
他端に行くにしたがって徐々に弱くなる分布をとる。特
に、このマイクロ波による励起放電では、放電プラズマ
が管の内側の表面に形成される表面波放電も行なわれる
ので、紫外線の放射強度は更に強くなる。

【００１５】マイクロ波発生手段としては表面波ランチ
ャーが好適である。なお、この表面波ランチャーは、例
えば、ＰｌａｓｍａＰｈｙｓｉｃｓＶｏｌ，２４，Ｎ
ｏ．１１文献のｐｐ１３３１〜１４００のＦｉｇ３
（ｃ）、Ｆｉｇ３（ｅ）あるいはＦｉｇ３（ｆ）のよう
な構造を成している。これらは電界結合型であるが、Ｆ
ｉｇ３（ｄ）のような空洞共振型もある。

【００１６】請求項１４の発明の紫外線照射装置は、請
求項８乃至１３のいずれかに記載の無電極ランプ点灯装
置と，前記無電極ランプ点灯装置の無電極ランプを収容
し、該無電極ランプの管軸方向に沿って紫外線照射対象
物を通流させる紫外線照射空間を有する容器とを備える
ものである。

【００１７】この構成によれば、紫外線照射空間を有す
る容器内に流入する紫外線照射対象物が被殺菌物である
場合に、該被殺菌物が無電極ランプの最も紫外線の放射
強度の強い部分を通過したときに大部分が死滅し、その
後、紫外線の放射強度の相対的に弱い部分を通過するこ
とで、菌の復活再生が完全に阻害される。

【００１８】無電極ランプは、エネルギーが給される側
を容器の紫外線照射対象物流入側に向けて配置しても良
い。このようにすることで、紫外線照射対象物が被殺菌
物である場合に、最初に菌の大部分を死滅させることが
でき、その後で、菌の復活再生を完全に阻止できる。な
お、無電極ランプの配置を逆にしても良い。この場合
は、最初に菌細胞膜表皮が破壊されて殺菌または弱体化
し、その後にＤＮＡ破壊に至る。被殺菌物は、液体又は
粉体のいずれもあっても良い。

【００１９】請求項１７の発明の紫外線照射装置は、光
半導体を有する物質を更に備え、この物質を容器内の無
電極ランプから放射される紫外線が届く範囲に配置した
ものである。この構成によれば、溶存する酸素が活性化
し、菌の死骸を水と炭酸ガスに分解し、クリーンな水を
得ることができる。なお、光半導体としては、例えばＴ
ｉＯ2 （チタニア）がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 （I ）殺菌システムの実施の形態 ( ａ) 実施の形態１ 図１は本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形態
１を示す断面図である。この実施の形態１は、風呂水等
の液体の殺菌を行なう紫外線照射装置に適用したもので
ある。なお、この図において、無電極ランプ２０につい
ては正面図で示している。この実施の形態１は、殺菌用
の無電極ランプ２０を用いたものである。この無電極ラ
ンプ２０は、直径が１５ｍｍで、先端部分が丸みを帯び
た長さ１００ｍｍの長尺の円筒形状に形成された石英製
の管２１からなり、その内部には少量の水銀と放電バッ
ファ希ガス・アルゴンが１ｍｍＨｇ（約１３０パスカ
ル）封入されている。

【００２１】管２１の上部には放電励起手段として誘導
励起コイル２２が設けられている。この誘導励起コイル
２２は導線を４ターン巻回させたものである。誘導励起
コイル２２の上方には、誘導励起コイル２２と外部の高
周波電源２５との間のインピーダンス整合をとる整合部
２が設けられている。整合部２３は同軸ケーブル２４を
介して高周波電源２５に接続されている。高周波電源２
５からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波が出力され、
この高周波出力が整合部２３を介して誘導励起コイル２
２に供給される。誘導励起コイル２２に高周波出力が供
給されることにより、電磁エネルギーが発生し、この電
磁エネルギーにより無電極ランプ２０は放電を行なう。
この放電に伴って殺菌に有効な２６０ｎｍ前後の紫外線
が放射される。

【００２２】無電極ランプ２０は、整合部２３を殺菌槽
２６の上端に装着された蓋２７の中央部分に固定した状
態で、殺菌槽２６の内部に鉛直方向に設けられている。
殺菌槽２６の内部には、入水口２８より僅か上方には鍔
部２９が円周方向に沿って形成されており、この鍔部２
９の上面に水遮断用のプラスチック製のパッキン３０が
取り付けられている。このパッキン３０は殺菌槽２６内
の水が誘導励起コイル２２にかかるのを防止するもので
あり、その中央部に無電極ランプ２０を通す穴が開けら
れている。上記誘導励起コイル２２、整合部２３、同軸
ケーブル２４及び高周波電源２５は無電極ランプ点灯装
置１００を構成する。

【００２３】このように構成された紫外線照射装置にお
いて、高周波電源２５からの高周波出力が整合部２３を
介して誘導励起コイル２２に供給されると、誘導励起コ
イル２２に電磁エネルギーが発生し、このエネルギーに
よって管２１の内部で放電が起こる。この放電による可
視光及び紫外光の放射強度は、図２に示すように、誘導
励起コイル２２の近傍で最大で、管２１の先端に行くに
したがって低下する分布をとる。この場合、管２１の誘
導励起コイル２２の部分では、この誘導励起コイル２２
が可視光及び紫外光を遮るので、図示のように脈動した
分布になる。また、管２１の内部の誘導励起コイル２２
の近傍では、輪郭の不明瞭なドーナツ状の放電が生起す
る。図３はその様子を示す正面図であり、図４は図３の
Ａ−Ａ線断面図である。

【００２４】ドーナツ状の放電が管２１の表面に近い部
分で生起することもあって、図２に示したように、可視
光及び紫外光の放射強度が誘導励起コイル２２の近傍で
最大になる。このような現象は従来の蛍光ランプ３、１
１、１２では起こらず、この点から見ても無電極ランプ
２０の方が部分的な紫外線放射量が大きいことが解る。
従来の蛍光ランプ３、１１、１２ではその中心部で可視
光及び紫外光の放射強

【００２５】さて、水流を入水口２８から殺菌槽２６内
に導入すると、まず、紫外線放射の最も強い誘導励起コ
イル２２の近傍で殺菌が行なわれ、この部分で殆どの菌
が死滅する。その後、水は石英管２１の先端に向けて移
動して行くが、その移動中にも菌は紫外線の照射を継続
して受けることになる。この間では誘導励起コイル２２
の近傍で受ける紫外線量よりは少ないが、殺菌槽２６の
内部に滞留している間は常に紫外線の照射を受けるの
で、菌の復活再生が完全に抑えられる。なお、紫外線照
射量の最も弱い側である入水口２８から殺菌槽２６内に
水流を導入して菌細胞膜表皮を破壊して殺菌または弱ら
せた上で、強力な紫外線照射領域に移行させてＤＮＡ破
壊まで至らしめるようにしても良い。このようにしても
菌を完全に死滅させることができる。

【００２６】このように、この実施の形態１では、紫外
線の放射強度が均一な従来の蛍光ランプ３、１１、１２
とは異なり、紫外線強度の大きなピーク値を持つので、
より強力な殺菌効果が得られる。しかも、放電による紫
外線放射強度は、蛍光ランプ３、１１、１２のような管
半径方向中心部に行くにしたがって強くなるものとは異
なり、管表面に近い放電形状となるために紫外線をより
効果的に管２１外へ放射することができる。また、紫外
線強度の大きなピーク値を持つことから、蛍光ランプ
３、１１、１２のような均一照射に比べて低消費電力で
同一の殺菌効果が得られる。このことは、無電極にする
ことによる長寿命とあいまって、ランニングコストの低
減が可能になる。また、無電極ランプ２０を直接水中に
入れるので、例えば図９のように蛍光ランプ３と水との
間に外管３が介在する場合と比べて紫外線の減衰がな
く、またその外管３を使用しない分、コストダウンが図
れる。

【００２７】( ｂ) 実施の形態２ 図５は本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形態
２を示す断面図である。この実施の形態２も実施の形態
１と同様に風呂水等の液体の殺菌を行なう紫外線照射装
置に適用したものである。上述した実施の形態１の無電
極ランプ点灯装置は、管２１の上部の周囲に誘導励起コ
イル２２を巻回させたものであったが、この実施の形態
２の無電極ランプ点灯装置は、図に示すように、上端の
中央部から内部の中央部に至る凹部３６Ａが形成された
無電極ランプ３５の該凹部３６Ａ内に誘導励起コイル３
７を挿入したものである。この誘導励起コイル３７に
は、実施の形態１と同様に高周波電源２５が整合部２３
を介して接続されている。

【００２８】実施の形態１と同様に、放電による可視光
及び紫外光の放射強度が誘導励起コイル３７の近傍で最
大で、管３６の先端に行くにしたがって低下する分布を
とるので、同様の効果が得られる。管３６の形状が複雑
ではあるが、誘導励起コイル３７を完全に防水すること
ができるので、実施の形態１のようなパッキン３０が不
要であり、またこのパッキン３０を係止するための鍔部
２９を殺菌槽２６の内部に形成する必要がない。また、
実施の形態１も同様であるが、誘導励起コイル３７を使
用する方式では、数百ＫＨｚから数十ＭＨｚの範囲の高
周波出力で動作させることが可能である。上記誘導励起
コイル３７以外は図示していないが、これと、整合部、
同軸ケーブル及び高周波電源は無電極ランプ点灯装置１
１０を構成する。

【００２９】( ｃ) 実施の形態３ 図６は本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形態
３を示す断面図である。この実施の形態３も実施の形態
１と同様に風呂水等の液体の殺菌を行なう紫外線照射装
置に適用したものである。なお、この図において、無電
極ランプ４０については正面図で示している。

【００３０】上記実施の形態１、２の無電極ランプ点灯
装置では、無電極放電の励起手段即ちエネルギー伝達手
段として、誘導励起コイル２２、３７による誘導結合型
励起方式を採用したが、この実施の形態３の無電極ラン
プ点灯装置は、無電極ランプ４０の上部の表面上に図６
に示すような二つの電極４２を対向させて取り付け、こ
れらの電極４２に整合部４３を介して高周波出力を印加
して容量結合型の無電極放電を起こすようにしたもので
ある。この場合も殺菌槽２６の内部の水が二つの電極４
２にかからないようにパッキン３０が設けられている。
この実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、
放電による可視光及び紫外光の放射強度が二つの電極４
２の近傍で最大で、管４１の先端に行くにしたがって低
下する分布をとるので、同様の効果が得られる。上記一
対の電極５２及び整合部２３以外は図示していないが、
これらと、同軸ケーブル及び高周波電源は無電極ランプ
点灯装置１２０を構成する。

【００３１】( ｄ) 実施の形態４ 図７は本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形態
４を示す断面図である。この実施の形態４も実施の形態
１と同様に風呂水等の液体の殺菌を行なう紫外線照射装
置に適用したものである。この実施の形態４も実施の形
態１と同様に風呂水等の液体の殺菌を行なう紫外線照射
装置に適用したものである。なお、この図において、無
電極ランプ５０については正面図で示している。この実
施の形態４の無電極ランプ点灯装置は、管５１の上端部
にマグネトロン５２を設けて、このマグネトロン５２か
ら数ＧＨｚのマイクロ波を発生させて励起放電を起こす
ようにしたものである。特に、マイクロ波による励起放
電では、放電プラズマが管の内側の表面に形成される表
面波放電も行なわれるので、紫外線の放射強度は更に強
くなる。なお、マグネトロンを内蔵したものとして、表
面波ランチャーが好適である。上記マグネトロン５２及
び電源５３は無電極ランプ点灯装置１３０を構成する。

【００３２】( ｅ) 実施の形態５ 図８は本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形態
５を示す断面図である。上記実施の形態１〜４では、殺
菌した菌はそのままになってしまうが、ＴｉＯ2 （チタ
ニア）などの光半導体を塗布するか、あるいは含有させ
た物質を紫外線の届く範囲に設置するようにしても良
い。このようにすることによって、溶存する酸素が活性
化し、菌の死骸を水と炭酸ガスに分解し、クリーンな水
を得ることができる。この実施の形態５は、殺菌槽２６
の内面にＴｉＯ2 を塗布したフィルム（ＴｉＯ2 塗布物
質）６０を貼り付けたものである。

【００３３】なお、本発明は上記実施の形態に限らず、
本発明の目的の範囲内で各種の実施の形態が可能であ
る。具体的には、次のようにしても良い。 （イ）実施の形態１では、安全上、誘導励起コイル２２
に水がかからないように、殺菌槽２６の誘導励起コイル
２２の位置より下にパッキン３０を設けたが、導線の表
面にテフロン（米国デュポン社の登録商標）などの耐熱
耐紫外線絶縁材料を被覆すれば、直接水中に入れること
ができる。 （ロ）各実施の形態１〜５では、液体を殺菌対象とした
が、メリケン粉などの粉体の殺菌も可能である。

【００３４】（ハ）各実施の形態１〜５では、紫外線放
射物質として水銀を用いたが、希ガスとハロゲンを組み
合わせものを用いても良い。希ガスとハロゲンの組み合
わせたものとして、例えば以下に示すものがある。 組み合わせ 波長 ＸｅＦ（キセノン・フッ素） ３５１ｎｍ ＸｅＣｌ（キセノン・塩素） ３０８ｎｍ ＫｒＦ（クリプトン・フッ素） ２４８ｎｍ ＡｒＦ（アルゴン・フッ素） １９３ｎｍ （ニ）各実施の形態１〜５では、管２１、３６、４１、
５１の材料として、石英を用いたが、多結晶又は単結晶
アルミナなどの紫外線透過セラミックを用いても良い。

【００３５】

【発明の効果】請求項１乃至７の発明によれば、励起放
電することによって放射する紫外線の出力がランプの管
軸方向に沿って非均一になり、エネルギーが供給される
側が最も強く、それから遠ざかるにしたがって弱くなる
ので、紫外線の出力が管軸方向に沿って均一な従来の蛍
光ランプに比べて部分的に強い紫外線が得られる。した
がって、殺菌用途に用いた場合、従来の蛍光ランプに比
べて高い殺菌効果が得られる。また、管としては、一方
の端の一部分に内部に向けて陥没した凹部を設けた場合
には、その凹部に誘導励起コイルを挿入することができ
るので、被殺菌物が液体である場合に防水効果を得るこ
とができ、専用の防水手段を設ける必要がない。

【００３６】請求項８の発明によれば、請求項１乃至６
のいずれかに記載の無電極ランプの一端部分の表面に誘
導励磁コイルを巻回し、この誘導励磁コイルに高周波電
力を供給するようにしたので、励起放電による紫外線の
放射ができ、しかも紫外線の放射強度が誘導励起コイル
を設けた部分が最も強く、管の他端に行くにしたがって
徐々に弱くなる分布になるので、従来の蛍光ランプのよ
うな均一照射に比べて部分的に高い殺菌効果が得られ
る。また、これにより、従来の蛍光ランプに比べて低消
費電力で同一の殺菌効果が得られることにもなる。ま
た、液体を殺菌する場合、従来のような蛍光ランプと水
とを隔離するための外管が不要なので、外管による紫外
線の減衰もない。また、無電極放電であるから長寿命で
あり、ランニングコストを低く抑えることができる。

【００３７】請求項９の発明によれば、誘導励起コイル
を耐熱且つ耐紫外線を有する絶縁材料で被覆したので、
被殺菌物が水の場合でも誘導励起コイルに対する防水処
理を行なわなくても済み、その分、コストダウンが図れ
る。請求項１０の発明によれば、請求項７記載の無電極
ランプの凹部に誘導励起コイルを挿入するようにしたの
で、被殺菌物が水の場合に、無電極ランプの一方の端が
水面より上方になるように配置すれば、誘導励起コイル
に対する防水処理を施さなくて済み、その分、コストダ
ウンが図れる。

【００３８】請求項１１の発明によれば、請求項１乃至
６のいずれかに記載の無電極ランプの一端部分の表面に
一対の電極を対向配置し、これらの電極に高周波電力を
供給するようにしたので、励起放電による紫外線の放射
ができ、しかも紫外線の放射強度が誘導励起コイルを設
けた部分が最も強く、管の他端に行くにしたがって徐々
に弱くなる分布になるので、従来の蛍光ランプのような
均一照射に比べて部分的に高い殺菌効果が得られる。ま
た、これにより、従来の蛍光ランプに比べて低消費電力
で同一の殺菌効果が得られることにもなる。また、液体
を殺菌する場合、従来のような蛍光ランプと水とを隔離
するための外管が不要なので、外管による紫外線の減衰
もない。また、無電極放電であるから長寿命であり、ラ
ンニングコストを低く抑えることができる。

【００３９】請求項１２の発明によれば、請求項１乃至
６のいずれかに記載の無電極ランプの一端部分にマイク
ロ波発生手段を設け、このマイクロ波発生手段に電力を
供給するようにしたので、励起放電による紫外線の放射
ができ、しかも紫外線の放射強度が誘導励起コイルを設
けた部分が最も強く、管の他端に行くにしたがって徐々
に弱くなる分布になり、更に表面波放電も行なわれるの
で、従来の蛍光ランプのような均一照射に比べて部分的
に非常に高い殺菌効果が得られる。またこれにより、従
来の蛍光ランプに比べて低消費電力で同一の殺菌効果が
得られることにもなる。また、液体を殺菌する場合、従
来のような蛍光ランプと水とを隔離するための外管が不
要なので、外管による紫外線の減衰もない。また、無電
極放電であるから長寿命であり、ランニングコストを低
く抑えることができる。

【００４０】請求項１４の発明によれば、請求項８乃至
１３のいずれかに記載の無電極ランプ点灯装置の無電極
ランプを容器内に収容し、該無電極ランプの管軸方向に
沿って紫外線照射対象物を通流させるようにしたので、
容器内に被殺菌物を入れた場合に、その被殺菌物の大部
分を無電極ランプの最も紫外線の放射強度が最も強い部
分で死滅させることができ、更に紫外線の放射強度の少
ない部分で菌の復活再生を完全に阻止することできる紫
外線照射装置を得ることができる。

【００４１】請求項１７の発明によれば、ＴｉＯ2 など
の光半導体を有する物質を容器内の無電極ランプから放
射される紫外線が届く範囲に配置するようにしたので、
例えば容器内に被殺菌物を含む水を入れた場合、溶存す
る酸素を活性化させることができ、これによって菌の死
骸を水と炭酸ガスに分解できるので、クリーンな水にす
ることができる紫外線照射装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形
態１を用いた紫外線照射装置を示す断面図である。

【図２】実施の形態１の無電極ランプ点灯装置の無電極
ランプの放電強度を示す図である。

【図３】実施の形態１の無電極ランプ点灯装置の無電極
ランプの放電形態を示す図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形
態２を用いた紫外線照射装置を示す断面図である。

【図６】本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形
態３を用いた紫外線照射装置を示す断面図である。

【図７】本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形
態４を用いた紫外線照射装置を示す断面図である。

【図８】本発明に係る無電極ランプ点灯装置の実施の形
態５を用いた紫外線照射装置を示す断面図である。

【図９】従来の紫外線照射装置を示す断面図である。

【図１０】従来の他の紫外線照射装置を示す平面図であ
る。

【図１１】図１０の側面図である。

【符号の説明】

２０、３５、４０、５０ 無電極ランプ ２１、３６、４１、５１ 管 ２２、３７ 誘導励起コイル ２５ 高周波電源（高周波電力供給手段） ２６、３４ 殺菌槽（容器） ２８ 入水口 ３０ パッキン ３１ 出水口 ３６Ａ 凹部 ４２ 電極 ５２ マグネトロン（マイクロ波発生手段） ５３ 電源（電力供給手段） ６０ ＴｉＯ2 塗布物質

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管の内部に放電により紫外線を放射する
   ガスが封入され、管外より供給されるエネルギーによっ
   て無電極の励起放電を起こし、その励起放電による紫外
   線出力がランプの管軸方向に沿って非均一になることを
   特徴とする無電極ランプ。
2. 【請求項２】 紫外線出力は、エネルギーが供給される
   部分が大きく、該部分から遠ざかるにしたがって徐々に
   小さくなることを特徴とする請求項１記載の無電極ラン
   プ。
3. 【請求項３】 前記管は、石英よりなるものであること
   を特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の無電極
   ランプ。
4. 【請求項４】 前記管は、多結晶又は単結晶アルミナな
   どの紫外線透過セラミックよりなるものであることを特
   徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の無電極ラン
   プ。
5. 【請求項５】 前記ガスは、希ガスと水銀とからなるも
   のであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
   記載の無電極ランプ。
6. 【請求項６】 前記ガスは、希ガスとハロゲンとからな
   るものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   かに記載の無電極ランプ。
7. 【請求項７】 前記管は、一端の一部分が管内部に陥没
   した凹部を有していることを特徴とする請求項１乃至６
   のいずれかに記載の無電極ランプ。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の無電
   極ランプと；この無電極ランプの一端部分の表面に巻回
   してなる誘導励磁コイルと；この誘導励磁コイルに高周
   波電力を供給する高周波電力供給手段と；を備えたこと
   を特徴とする無電極ランプ点灯装置。
9. 【請求項９】 前記誘導励起コイルは、耐熱且つ耐紫外
   線を有する絶縁材料で被覆されていることを特徴とする
   請求項８記載の無電極ランプ点灯装置。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の無電極ランプと；この
    無電極ランプの凹部に挿入された誘導励起コイル；この
    誘導励磁コイルに高周波電力を供給する高周波電力供給
    手段と；を備えたことを特徴とする無電極ランプ点灯装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至６のいずれかに記載の無
    電極ランプと；この無電極ランプの一端部分の表面に対
    向配置された一対の電極と；これらの電極に高周波電力
    を供給する高周波電力供給手段と；を備えたことを特徴
    とする無電極ランプ点灯装置。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至６のいずれかに記載の無
    電極ランプと；この無電極ランプの一端部分に設けられ
    たマイクロ波発生手段と；このマイクロ波発生手段に電
    力を供給する電力供給手段と；を備えたことを特徴とす
    る無電極ランプ点灯装置。
13. 【請求項１３】 前記マイクロ波発生手段は、表面波ラ
    ンチャーであることを特徴とする請求項１２記載の無電
    極ランプ点灯装置。
14. 【請求項１４】 請求項８乃至１３のいずれかに記載の
    無電極ランプ点灯装置と；前記無電極ランプ点灯装置の
    無電極ランプを収容し、該無電極ランプの管軸方向に沿
    って紫外線照射対象物を通流させる紫外線照射空間を有
    する容器と；を備えたことを特徴とする紫外線照射装
    置。
15. 【請求項１５】 前記無電極ランプ点灯装置の無電極ラ
    ンプは、エネルギーの供給が行なわれる側を前記容器の
    紫外線照射対象物流入側に向けて配置されていることを
    特徴とする請求項１４記載の紫外線照射装置。
16. 【請求項１６】 前記紫外線照射対象物は、液体又は粉
    体であることを特徴とする請求項１４乃至１５のいずれ
    かに記載の紫外線照射装置。
17. 【請求項１７】 光半導体を有する物質を更に備え、 この物質を前記容器内の前記無電極ランプから放射され
    る紫外線が届く範囲に配置したことを特徴とする請求項
    １４乃至１６のいずれかに記載の紫外線照射装置。
18. 【請求項１８】 前記光半導体は、ＴｉＯ2 であること
    特徴とする請求項１７記載の紫外線照射装置。