專利名稱：無(wú)電極電燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過微波的電磁場(chǎng)使無(wú)電極電燈發(fā)光的無(wú)電極電燈裝置，特別地，涉及通過提高電燈的冷卻效率增大電燈亮度的無(wú)電極電燈裝置。
背景技術(shù)：
目前，在例如特開平2-117003號(hào)公報(bào)、實(shí)開平4-131853號(hào)公報(bào)上公開了已知的這種無(wú)電極電燈裝置。
圖7和圖8示出了一例現(xiàn)有無(wú)電極電燈裝置。其中，圖7(a)是在縱向上切斷的橫截面圖，圖7(b)是從底面看的一部分?jǐn)嗝鎴D，圖8是示出了圖7中微波發(fā)生源、波導(dǎo)管和微波空腔的結(jié)合關(guān)系的縱斷面圖。
該無(wú)電極電燈裝置具有在用石英等形成的筒狀玻璃管內(nèi)部密封了水銀等發(fā)光材料的無(wú)電極電燈1。無(wú)電極電燈1固定在微波空腔2內(nèi)部。微波空腔2由通過金屬材料以下方開口的箱型形成的空腔壁3和設(shè)置在空腔壁3開口部中的網(wǎng)眼4構(gòu)成。
而且，在微波空腔2的內(nèi)部，設(shè)置用于聚焦從無(wú)電極電燈1發(fā)射的光線后導(dǎo)向微波空腔2開口方向的聚焦鏡8。聚焦鏡8是截面形狀為半橢圓半開的筒狀凹鏡面。這樣，決定無(wú)電極電燈1和聚焦鏡8的位置，固定在空腔壁3上，以便在橢圓的焦點(diǎn)位置配置無(wú)電極電燈1。
在微波空腔2上端的外面固定波導(dǎo)管6的下端，在波導(dǎo)管6的上端固定由兩個(gè)磁控管形成的微波發(fā)生源5。而且，天線7從波導(dǎo)管6的下端部向微波空腔2內(nèi)延伸。天線7配置在無(wú)電極電燈1和聚焦鏡8之間與聚焦鏡8平行的方向上，其一端在空腔壁3內(nèi)，另一端經(jīng)天線貫通孔10、11連接波導(dǎo)管6內(nèi)的同軸波導(dǎo)管變換器(圖中未示出)。此外，圖7(b)中，為簡(jiǎn)便起見，省略了天線7和天線貫通孔10、11。而且，圖7(a)中，在波導(dǎo)管6等左右成對(duì)存在的構(gòu)成部件僅對(duì)左半部分給出了符號(hào)。
在波導(dǎo)管6的上方設(shè)置送風(fēng)機(jī)9。在波導(dǎo)管6、微波空腔2的上端，分別形成通風(fēng)孔12、13。而且，在聚焦鏡8的凹面底部(與聚焦鏡8的開口端相對(duì)側(cè)的端部)及其附近形成通風(fēng)孔14。
這樣，上述各組成部件設(shè)置在與空腔壁3一體構(gòu)成的外殼16內(nèi)。
在如上構(gòu)成的無(wú)電極電燈裝置中，微波發(fā)生源5產(chǎn)生的微波經(jīng)波導(dǎo)管6后從天線7導(dǎo)入微波空腔2內(nèi)后，從天線7發(fā)射的微波在微波空腔2內(nèi)被反射，激發(fā)密封在無(wú)電極電燈1內(nèi)的水銀等從而產(chǎn)生等離子體。在無(wú)電極電燈1內(nèi)產(chǎn)生等離子體時(shí)，從無(wú)電極電燈1放射出包含紫外線的光線。此光線通過聚焦鏡8被聚焦，聚焦在微波空腔2的開口下方的聚焦面(對(duì)應(yīng)于橢圓的又一個(gè)焦點(diǎn))FP。從送風(fēng)機(jī)9送出的風(fēng)如圖8所示箭頭那樣流動(dòng)，通過通風(fēng)孔12、13、14后冷卻無(wú)電極電燈1。
但是，根據(jù)這種現(xiàn)有的無(wú)電極電燈裝置，根據(jù)鏡面的耐熱性和光學(xué)原因(在聚焦鏡8中，在縮短了從橢圓底面到焦點(diǎn)的距離的同時(shí)帶來了放大率增大的缺點(diǎn))，不能使聚焦鏡8接近無(wú)電極電燈1。因此，從聚焦鏡8上形成的通風(fēng)孔14放出的冷卻風(fēng)的風(fēng)速在無(wú)電極電燈1的附近下降了。其結(jié)果是，電燈的冷卻效率不充分，不能增大電燈的輸入密度，即不能增加亮度。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能解決這種問題的無(wú)電極電燈裝置，通過提高電燈的冷卻效率，能增大電燈的亮度。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種無(wú)電極電燈裝置，該裝置包括微波發(fā)生源、供給由上述微波發(fā)生源產(chǎn)生的微波的微波空腔、配設(shè)在上述微波空腔內(nèi)的棒狀無(wú)電極電燈和聚焦由上述無(wú)電極電燈產(chǎn)生的光線的半開筒狀凹面鏡，設(shè)有噴出用于冷卻上述無(wú)電極電燈的冷卻風(fēng)的噴嘴。根據(jù)該構(gòu)成，與從通風(fēng)孔吹出冷卻風(fēng)的現(xiàn)有裝置相比，因?yàn)槔鋮s風(fēng)的吹出口接近無(wú)電極電燈，所以提高了電燈的冷卻效率，從而能增大電燈的輸入密度即亮度。相反，如果不增大亮度，則用少量的冷卻風(fēng)量是可以的。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電極電燈裝置在縱向上切斷的橫截面圖2是本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電極電燈裝置的概略底面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電極電燈裝置的微波發(fā)生源、波導(dǎo)管和微波空腔的結(jié)合關(guān)系的縱斷面圖；圖4是表示用于說明本發(fā)明實(shí)施例的效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特性曲線圖；
圖5示出了在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中使用的天線的正面圖(a)、平面圖(b)和側(cè)面圖(c)；圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的無(wú)電極電燈裝置的概略底面圖；圖7示出了現(xiàn)有無(wú)電極電燈裝置的構(gòu)成；圖8示出了根據(jù)現(xiàn)有的無(wú)電極電燈裝置的微波發(fā)生源、波導(dǎo)管和微波空腔的結(jié)合關(guān)系的縱斷面圖。
發(fā)明最佳實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)電極電燈，如圖1～圖3所示，在石英等形成的筒狀玻璃管內(nèi)部密封有水銀等發(fā)光材料的無(wú)電極電燈1固定在微波空腔2內(nèi)。這樣，微波空腔2由通過金屬材料以下方開口的箱型形成的空腔壁3和設(shè)置在空腔壁3開口部中的網(wǎng)眼4構(gòu)成。
而且，在微波空腔2的內(nèi)部，設(shè)置用于聚焦從無(wú)電極電燈1放射的光線后導(dǎo)向微波空腔2開口部方向的聚焦鏡8。聚焦鏡8是斷面形狀是半橢圓半開的筒狀凹面鏡。這樣，決定無(wú)電極電燈1和聚焦鏡8的位置，固定在空腔壁3上，以便在橢圓的焦點(diǎn)位置配置無(wú)電極電燈1。
在微波空腔2上面的外側(cè)固定波導(dǎo)管6的下端，在波導(dǎo)管6的上端，連接由兩個(gè)磁控管構(gòu)成的微波發(fā)生源5。而且，天線7從波導(dǎo)管6的下端部向微波空腔2內(nèi)延伸。
天線7在無(wú)電極電燈1和聚焦鏡8之間與聚焦鏡8平行的方向上延伸，其一端電氣且機(jī)械連接到空腔壁3，另一端經(jīng)天線貫通孔10、11連接波導(dǎo)管6內(nèi)的同軸波導(dǎo)管變換器(圖中未示出)。
在波導(dǎo)管6的上方設(shè)置送風(fēng)機(jī)9，在波導(dǎo)管6中形成通風(fēng)孔12。設(shè)置從微波空腔2的空腔壁3的上面(波導(dǎo)管6的下端被固定的地方位于波導(dǎo)管6下端)貫通聚焦鏡8的凹面底部的多個(gè)電燈冷卻用噴嘴15。
這些電燈冷卻用噴嘴15直線向下延伸，前端的噴出口到達(dá)無(wú)電極電燈1的外周面附近。這些電燈冷卻用噴嘴15的材質(zhì)適用透明石英玻璃等使微波和光線光線透過的材質(zhì)。
這樣，上述各組成部件設(shè)置在與空腔壁3一體構(gòu)成的外殼16內(nèi)。
根據(jù)如上構(gòu)成的無(wú)電極電燈裝置，通過在微波發(fā)生源5內(nèi)產(chǎn)生、導(dǎo)入到微波空腔2內(nèi)的微波，在無(wú)電極電燈1內(nèi)產(chǎn)生等離子體，此時(shí)，從無(wú)電極電燈1放射的紫外線通過聚焦鏡8被聚焦，聚焦在微波空腔2的開口下方的聚焦面FP上的動(dòng)作和現(xiàn)有裝置是一樣的。
從送風(fēng)機(jī)9送出的風(fēng)如圖3的箭頭所示通過通風(fēng)孔12，從電燈冷卻用噴嘴15的前端噴出口吹向無(wú)電極電燈1的表面。從而，因?yàn)樵跓o(wú)電極電燈1附近冷卻風(fēng)的風(fēng)速足夠快，所以電燈的冷卻效率提高，電燈的輸入密度即亮度增大。
圖4是表示用于說明本發(fā)明實(shí)施例的效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特性曲線圖。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是使用作為微波發(fā)生源的兩個(gè)磁控管、使用微波總能量為6kW的無(wú)電極電燈裝置、測(cè)量出該無(wú)電極電燈內(nèi)徑變化的情況下的照度輪廓的數(shù)據(jù)。
使棒狀無(wú)電極電燈的內(nèi)徑變窄時(shí)(反射鏡是聚焦型的)，聚焦面中的峰值照度如圖4所示與內(nèi)徑成反比且變高，但由于電燈的管壁負(fù)荷(在電燈內(nèi)壁面的單位面積內(nèi)被吸收的能量)也變高，因此相應(yīng)的冷卻是必要的。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的冷卻方法，電燈內(nèi)徑Φ8mm左右是可靠動(dòng)作(不發(fā)生電燈因熱變形等)的界限，但通過實(shí)施本發(fā)明，將Φ6mm左右作為電燈內(nèi)徑也能進(jìn)行可靠動(dòng)作，聚焦面的峰值亮度能提高約1.5倍。
根據(jù)以上說明的實(shí)施例，使用直線狀的天線7作為天線，但可使用在特開2001-126504號(hào)公報(bào)中公開的波形的天線作為天線。
如圖5的正面圖(a)、平面圖(b)和側(cè)面圖(c)所示，天線7a是將導(dǎo)電性金屬板或線狀導(dǎo)體彎曲成波形后弄平坦的天線，進(jìn)一步，該平坦的天線彎曲以形成和無(wú)電極電燈1大致同心狀的圓弧面曲線狀來作為天線本體71，向兩個(gè)端子72、73供給來自微波發(fā)生源5的微波能量。該波形天線本體71和兩端的端子72、73的位置關(guān)系如圖1所示，端子73在與波形天線本體71垂直的發(fā)現(xiàn)上突出并連接到波導(dǎo)管6的同軸波導(dǎo)管變換器(未示出)，端子72在縱向上突出且電氣機(jī)械地連接到微波空腔2的空腔壁3。
這樣，如圖6所示，在設(shè)置波形天線7a的位置，電燈冷卻用噴嘴15以與波形天線本體71的彎曲間距相同的間隔配置在各彎曲部之間，在不存在天線7a的位置，可以考慮冷卻效率并配置適當(dāng)數(shù)量的噴嘴15。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)以上實(shí)施例的說明可知，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槔鋮s風(fēng)的吹出口接近無(wú)電極電燈，所以在無(wú)電極電燈的附近也得到了足夠速度的冷卻風(fēng)。從而，電燈的冷卻效率提高，因而能增大電燈的輸入密度即亮度。相反地，如果不想增大亮度，則能通過少量的冷卻風(fēng)量達(dá)到節(jié)約經(jīng)濟(jì)的效果。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)電極電燈裝置，包括微波發(fā)生源、通過天線供給由上述微波發(fā)生源產(chǎn)生的微波的微波空腔、配設(shè)在上述微波空腔內(nèi)的棒狀無(wú)電極電燈和聚焦由上述無(wú)電極電燈產(chǎn)生的光線的半開筒狀凹面鏡，其特征在于，在上述棒狀無(wú)電極電燈附近設(shè)有噴出用于冷卻上述無(wú)電極電燈的冷卻風(fēng)的噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)電極電燈裝置，其特征在于，上述噴嘴從上述凹面鏡的凹面底部延伸到上述無(wú)電極電燈的附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)電極電燈裝置，其特征在于，用使光線和微波透過的物質(zhì)作為上述噴嘴的材質(zhì)。
4.一種無(wú)電極電燈裝置，包括微波發(fā)生源、通過天線供給由上述微波發(fā)生源產(chǎn)生的微波的微波空腔、配設(shè)在上述微波空腔內(nèi)的棒狀無(wú)電極電燈和聚焦由上述無(wú)電極電燈產(chǎn)生的光線的半開筒狀凹面鏡，其特征在于，配置在棒狀無(wú)電極電燈外側(cè)的天線是將導(dǎo)電性金屬板或線狀導(dǎo)體彎曲成波形后的波形天線，電燈冷卻用噴嘴配置在上述波形天線的各彎曲部之間，從上述凹面鏡的凹面底部延伸至上述無(wú)電極電燈的附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)電極電燈系統(tǒng)，其特征在于，配置在棒狀無(wú)電極電燈外側(cè)的波形天線在與上述電燈的縱向垂直的平面內(nèi)至少部分包圍上述電燈來形成凹面狀。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種通過提高電燈的冷卻效率能增大電燈亮度的無(wú)電極電燈裝置，從送風(fēng)機(jī)9送出的風(fēng)通過通風(fēng)孔12從電燈冷卻用噴嘴15的前端噴出口吹向無(wú)電極電燈1表面。在無(wú)電極電燈1附近冷卻風(fēng)的風(fēng)速足夠快，因此提高了電燈的冷卻效率，增大了電燈的輸入密度即亮度。
文檔編號(hào)F21V29/00GK1459821SQ0212312
公開日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月14日
發(fā)明者鈴木昭夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Orc制作所