| 【発明の名称】 |
マイクロ波無電極放電ランプ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】片瀬 幸一
【氏名】関 勝志
【氏名】一番ヶ瀬 剛
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| 【要約】 |
【課題】長寿命で、かつ騒音の発生を防止したマイクロ波無電極放電ランプ装置を提供する。
【解決手段】マイクロ波を発生するマグネトロンチューブ８とマグネトロンチューブを囲むヨーク９とを有するマグネトロン１と、マイクロ波を透過させず、光を透過させる空洞構成容器２と、マグネトロン１が発生したマイクロ波を空洞構成容器２内に伝送させる導波管３と、空洞構成容器２内に配設され、かつ支持棒４で支持された無電極発光管５と、冷却用の流動体６を密閉封入した容器７とを備えている。ヨーク９で囲まれた空間は、容器７の内部空間と接続され、連通している。したがって、ヨーク９で囲まれた空間内に設けられたマグネトロンチューブ８は、流動体６に浸された状態にある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 マグネトロンチューブと前記マグネトロンチューブを囲んだヨークとを有するマグネトロンと、少なくとも前記マグネトロンチューブを収納した容器と、前記マグネトロンが発振するマイクロ波を伝送する伝送路と、前記マイクロ波によって励起発光する発光物質を封入した無電極発光管とを備え、前記ヨークで囲まれた空間と前記容器の内部とが連通しており、前記容器に流動体が封入されていることを特徴とするマイクロ波無電極放電ランプ装置。
【請求項２】 前記容器は、良熱伝導体からなることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波無電極放電ランプ装置。
【請求項３】 前記容器に前記流動体が循環する環路を設けていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロ波無電極放電ランプ装置。
【請求項４】 前記容器に前記流動体の熱を放熱する手段を設けていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のマイクロ波無電極放電ランプ装置。
【請求項５】 前記流動体は、絶縁オイルからなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のマイクロ波無電極放電ランプ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロンで発振したマイクロ波で発光物質を励起させて、放電発光するマイクロ波無電極放電ランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のマイクロ波無電極放電ランプ装置は、例えば特開昭５６−１２６２５０号公報に開示されている。
【０００３】すなわち、従来のものは、図５に示すように、マイクロ波を発生させるマグネトロン１４と、マイクロ波を透過せず、光を透過する金属メッシュ素材からなる円筒形の空洞構成容器２と、発生したマイクロ波を空洞構成容器２内に伝送する導波管１５と、マグネトロン１４および空洞構成容器２を収納した容器１６とを有する。
【０００４】マグネトロン１４には、マイクロ波を発振するアンテナ１０と、実質的にマイクロ波を発生させるマグネトロンチューブ１７と、マグネトロンチューブ１７を囲むように磁路を形成するヨーク９と、ヨーク９で囲まれた空間に、マグネトロンチューブ１７から発生した熱を放熱する放熱フィン１８とが設けられている。空洞構成容器２内には、石英ガラスからなる支持棒４で支持固定され、かつ内部に発光物質が封入された無電極発光管５が設けられている。容器１６の壁の一部には、マグネトロン１４を冷却するための冷却ファン１９が設けられている。
【０００５】次に、このような従来のマイクロ波無電極放電ランプ装置の動作について説明する。
【０００６】マグネトロンチューブ１７から発生したマイクロ波は、アンテナ１０から導波管１５内に発振され、導波管１５内を伝送して、導波管１５の給電口１１から空洞構成容器２内に供給される。供給されたマイクロ波は、無電極発光管５に封入された発光物質を励起して、放電発光させる。マグネトロン１４がマイクロ波の発生動作をしている時、マグネトロンチューブ１７には熱損失が発生し、その熱損失により、マグネトロンチューブ１７の温度が上昇し、マグネトロン１４の動作不安定や短寿命の原因を招く。そこで、マグネトロンチューブ１７の温度を実用上支障のない程度の温度に抑制するために、冷却ファン１９を作動させ、１分あたり約１０００リットルの流量で、ヨーク９内に冷却風を送り込んで、マグネトロンチューブ１７を強制冷却している。そして、冷却風は導波管１５に設けられた通風口２０、給電口１１、空洞構成容器２を通って、外部に流れ出る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従来のマイクロ波無電極放電ランプ装置では、送風機を利用した強制空冷機構を用いているために、周囲の使用環境の影響を受けやすく、例えばほこり、塵、虫等の吸い込みや蓄積により、マグネトロンチューブや冷却ファン等が劣化しやすくなるために、長寿命化を図ることができないという問題があった。
【０００８】また、送風機の回転および気流により、大きな騒音が発生するという問題があった。
【０００９】本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、長寿命で、かつ騒音の発生を防止したマイクロ波無電極放電ランプ装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波無電極放電ランプ装置は、マグネトロンチューブと前記マグネトロンチューブを囲むヨークとを有するマグネトロンと、少なくとも前記マグネトロンチューブを収納した容器と、前記マグネトロンが発振するマイクロ波を伝送する伝送路と、前記マイクロ波によって励起発光する発光物質を封入した無電極発光管とを備え、前記ヨークで囲まれた空間と前記容器の内部とが連通しており、前記容器に流動体が封入されている構成を有している。
【００１１】この構成により、マグネトロンチューブに発生した熱は流動体、そして容器へと伝導されて外部に放熱される。このため、マグネトロンチューブを安定に動作させることができるとともに、マグネトロンチューブ等にこれらの劣化の原因となる異物の混入を防止することができる。また、流動体の循環は熱対流を利用しているために、静穏にマグネトロンチューブを冷却することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】本発明の第１の実施形態のマイクロ波無電極放電ランプ装置は、図１に示すように、マイクロ波を発生するマグネトロン１と、マイクロ波を透過させず、光を透過させる導電性メッシュ素材等からなる円筒状の空洞構成容器２と、マグネトロン１が発生したマイクロ波を空洞構成容器２内に伝送させる導波管３と、誘電性材料等からなる支持棒４で支持され、かつ空洞構成容器２内に設けられた無電極発光管５と、例えば絶縁オイル等からなる冷却用の流動体６を密閉封入した、銅、アルミニウム等からなる容器７とを備えている。
【００１４】マグネトロン１には、実質的にマイクロ波を発生させるマグネトロンチューブ８と、マグネトロンチューブ８を囲むように磁路を形成するヨーク９と、発生したマイクロ波を導波管３内に発振させるアンテナ１０とを備えている。ヨーク９で囲まれた空間は、図２（図１のＡ−Ａ線の断面図）にも示すように、容器７の内部空間と接続され、連通している。したがって、ヨーク９で囲まれた空間内に設けられたマグネトロンチューブ８は、流動体６に浸された状態にある。
【００１５】空洞構成容器２は、導波管３とマイクロ波が外部に漏れないように電気的に接続されており、給電口１１を通じて導波管３内と連通している。
【００１６】無電極発光管５は、透明の石英ガラスや透光性セラミック等からなり、その内部には発光物質としてＩｎＢｒ等の金属ハロゲン化物と、Ａｒ等の不活性ガスとが封入されている。
【００１７】なお、安定、かつ均等な放電発光を得るために、支持棒４にモーター等（図示せず）を接続して、支持棒４を回転軸として無電極発光管５を回転させながら点灯させても良い。
【００１８】次に、上記実施の形態のマイクロ波無電極放電ランプ装置の動作について説明する。
【００１９】アンテナ１０より発振されたマイクロ波は、導波管３内を伝送し、給電口１１を通って空洞構成容器２内に供給される。供給されたマイクロ波は、無電極発光管５に充填された発光物質を励起して、無電極発光管５を放電発光させる。
【００２０】このようにマイクロ波の発振動作が行われると、マグネトロンチューブ８の温度が上昇し、マグネトロンチューブ８近辺の流動体６の温度も上昇する。そうすると、マグネトロンチューブ８近辺の流動体６の温度とマグネトロンチューブ８から最も離れた流動体６の温度との温度差が大きくなり、容器７内で流動体６の熱対流が起こり、流動体６は容器７内を循環する。流動体６が循環するうちに、容器７は熱伝導性が良いために、流動体６の熱が容器７を通じて外部に放熱され、マグネトロンチューブ８近辺の流動体６の温度をかなり下げることができる。すなわち、マグネトロンチューブ８の温度をマグネトロン１が安定動作するのに必要な程度の温度にまで十分低下させることができる。
【００２１】なお、上記実施の形態ではマイクロ波の伝送路に導波管３を用いたが、同軸線路を用いてもよい。ただし、この場合、給電口１１の代わりにアンテナ等を用いる。
【００２２】また、上記実施の形態では流動体６に絶縁オイルを用いたが、流動体６には例えば、電気絶縁性、流動性、低温流動性能、金属腐食性等に優れた性能を有するものを用いることが好ましい。しかし、それ以外にも安価な水、ヘリウム等を適度な熱伝導性能を持つように圧力を調整した気体や、フロンガス等のように液体と気体との相変化による発熱吸熱反応を利用した流動体等を用いてもよい。
【００２３】また、導波管３や容器７等を筐体（図示せず）に収納する場合があるが、その場合は、導波管３や容器７等の少なくとも一部を筐体と密着させるか、あるいは導波管３や容器７等の少なくとも一部と筐体との間に熱伝導体等を介在させて、導波管３や容器７等と筐体とを熱的に結合させることで、マグネトロンチューブ８に対する上記冷却効果を維持することができる。
【００２４】上記第１の実施の形態の構成によると、マグネトロンチューブ８を効率よく冷却して、安定に動作させるとともに、マグネトロンチューブ８等にこれを劣化させる原因となる異物の混入を防いで、マグネトロンチューブ８等の劣化を防止することができ、マイクロ波無電極放電ランプ装置の長寿命化を図ることができる。また、流動体６の循環には、ポンプ等の循環装置を用いずに、熱対流を利用しているために、騒音の発生を防止することができる。さらに、マグネトロンチューブ８全体を流動体６に浸しているために、冷却効率が従来の強制空冷に比してはるかに良く、したがって従来の強制空冷のマグネトロンに用いられていた放熱フィンを不要にでき、構造を簡略化することができる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態のマイクロ波無電極放電ランプ装置は、図３に示すように、容器１２が環路を形成するような二重壁を有し、流動体６がその環路に封入され、容器１２の環路内にマグネトロンチューブ８とヨーク９とが設けられている点を除いて、図１に示したマイクロ波無電極放電ランプ装置と構成が同じである。図３において、図１と同一図番のものは同様の機能を有するので、その説明は省略する。
【００２６】上記第２の実施の形態の構成によると、流動体６が容器１２の環路を循環すると、容器１２の表面積は容器７の表面積より大きいので、流動体６の熱の放熱量が増加し、マグネトロンチューブ８の冷却効率をより向上させることができる。
【００２７】さらに、本発明の第３の実施の形態のマイクロ波無電極放電ランプ装置は、図４に示すように、容器１２の環路上に放熱器１３を設けた点を除いて、図３に示したマイクロ波無電極放電ランプ装置の構成と同じである。図４において、図３と同一図番のものは同様の機能を有するので、その説明は省略する。放熱器１３は、放熱量を増やすために、表面積を大きくした部品、例えば外表面に放熱板を多数並べた導管や、生物の毛細血管のように細い導管を複数並行に設けたもの等からなる。
【００２８】上記第３の実施の形態の構成によると、放熱器１３による流動体６の熱の放熱量が増加し、マグネトロンチューブ８の冷却効率をより一層に向上させることができる。また、流動体６の封入量を低減できるので、コストの削減やマイクロ波無電極放電ランプ装置の小型化や、軽量化を行うことができる。
【００２９】また、放熱器１３は、前記第１の実施の形態の容器７に用いても上記効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は長寿命で、かつ騒音の発生を防止することのできるマイクロ波無電極放電ランプ装置を提供することができるものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８４３
【氏名又は名称】松下電子工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月１５日（１９９８．７．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８２０４
【弁理士】
【氏名又は名称】滝本 智之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３０５２５（Ｐ２０００−３０５２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１月２８日（２０００．１．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１９９９９０ |
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