專利名稱：紫外線照射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微波供電方式的紫外線照射裝置，更具體地，即便在變更了無電極燈的 種類或形狀的情況下，也能夠進行取得了匹配的紫外線照射。
背景技術：
日本專利公開2003-109787 (專利文獻l)的通過同軸電纜來傳輸從磁控管輸出的微波并 將該微波供給無電極燈的微波紫外線照射裝置，其在向無電極燈供給微波能量時，通過同軸 電纜來傳輸從磁控管輸出的微波，并將該微波供給無電極燈，從而使得來自無電極燈的紫外 線發(fā)光。
上述專利文獻1的技術，為了在通過同軸電纜傳輸從磁控管輸出的微波并將該微波供給 無電極燈時保持匹配狀態(tài)，無電極燈的形狀或特性都設計成固定的，因此存在著在改變了無 電極燈的種類的情況下，匹配條件惡化、無法向無電極燈進行最合適的能量供給這樣的問題。
又，從磁控管輸出的微波通過同軸電纜傳輸，并將該微波供給無電極燈。此時，由于是 從同軸電纜傳輸高輸出功率的微波，因此具有微波泄漏的影響變多、無法得到最適于無電極 燈的能量這樣的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種紫外線照射裝置，該紫外線照射裝置即便在變更了無電 極燈的種類或形狀的情況下也能夠進行取得了匹配的紫外線的照射，并能以簡易的構造得到 可靠的匹配。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種紫外線照射裝置，該紫外線照射裝置減少了通過同軸電 纜將微波傳遞給收容有使紫外線發(fā)光的無電極燈的燈罩時的高輸出功率的微波的傳送損失。


圖1是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第一實施形態(tài)的概略構成圖。
4200910159852.4
圖3是用來說明圖1所使用的無電極燈的一個例子的構成圖。 圖4是圖1的主要部分的構成圖。
圖5是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第二實施形態(tài)的概略構成圖。
圖6是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第三實施形態(tài)的概略構成圖。
圖7是用來說明圖6的主要部分的構成例的構成圖。
圖8是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第四實施形態(tài)的概略構成圖。
圖9是圖8的截面圖。
圖10是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第五實施形態(tài)的概略構成圖。 圖11是圖10的主要部分的構成圖。
圖12是用來說明本發(fā)明所使用的無電極燈的構成例的構成圖。
圖13是從上方觀察圖10的Ia-Ib橫切線的俯視圖。
圖14是將圖10的主要部分的一部分切除而顯示的截面圖。
圖15是圖14的IIa-IIb線的截面圖。
圖16是用來比較說明本發(fā)明和現有技術的說明圖。
圖17是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第六實施形態(tài)的概略構成圖。 圖18是用來說明本發(fā)明所使用的匹配調整器的其他具體例子的局部立體圖。 圖19是圖18的截面圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對實施本發(fā)明的最佳形態(tài)進行詳細說明。
圖1 圖3是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第一實施形態(tài)的圖。圖1是概略構成 圖，圖2是圖1的主要部分的構成圖，圖3是圖1的主要部分的構成圖。
在圖1中，11是同一筐體中收容有磁控管12的高頻電源部。高頻電源部11的磁控管12 所發(fā)出的微波分別通過連接器13、同軸電纜14、連接器15、以及匹配調整器16供給燈罩17。 在燈罩17內，無電極燈18被收容在規(guī)定位置。在燈罩17的上部，安裝有冷卻用的風扇19， 使得無電極燈18所發(fā)出的熱散熱。使無電極燈18所發(fā)出的紫外線從形成于燈罩17的下部的 照射窗20反射至配置于背面的反射器21來進行照射。
在照射窗20上配置具有開口的網板22，該網板22的開口通過將例如金屬線編織形成為 網狀、或者通過對金屬板進行蝕刻加工而形成的。23是由無電極燈18、反射器21以及網板22構成過的微波空腔部。
圖2顯示了高頻電源部11的構成圖。lll是電源，將電源111的電力供給磁控管12，并 使磁控管12產生微波。該微波通過導波管112供給同軸/導波管轉換部113，該同軸/導波管 轉換部113用于將導波管112的微波轉換為使同軸電纜14傳送的微波。利用同軸/導波管轉 換部113轉換為同軸電纜14用的微波傳被送給同軸電纜14，經匹配調整器16匹配后，被發(fā) 射至微波空腔部23。
在此，參照圖3對無電極燈18的構成例進行說明。181是由使紫外線透過的石英玻璃制 的、長度為240mm左右的圓筒形狀的燈管。燈管181作成錐形，以使得其中央部182比其兩 端部183、 184更細，因此兩端部183、 184的外徑例如為17mm左右，中央部182的外徑為 10mm左右。
在燈管181的發(fā)光空間185內，封入以惰性氣體以及水銀和鐵為主要成分的利用微波放 電的放電介質。在燈管181的兩端，支承燈管181的支承部186、 187與燈管181—體構成。
將匹配調整器16作成具有導電性的由例如鋁制造的箱狀形狀，在其一側面安裝有連接器 15，在其另一側面形成有使微波向微波空腔部23發(fā)射的開口。在匹配調整器16上，還設有 檢測微波的反射電壓并調整與之相對應的阻抗匹配用的短截線16a。
如圖4所示，短截線16a安裝在匹配調整器16的上側面，該短截線16a是在未取得匹配 的情況下進行匹配調整的調整裝置。短截線16a能夠通過在匹配調整器16內插拔具有導電性 的多個調整軸41，來進行與無電極燈18相對應的阻抗匹配。調整軸41例如在調整軸41的 外周形成螺旋槽42，在調整孔43的內周形成螺絲牙44,該調整孔43在匹配調整器16的上 側面開口，通過旋轉短截線16a短截線16a能在匹配調整器16內插拔。
因此，能夠根據無電極燈18的種類或形狀的改變，利用匹配調整器16的短截線16a進 行微波的不匹配的調整，從而實現與無電極燈18的種類或形狀的改變相匹配的微波的照射。
圖5是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第二實施形態(tài)的概略構成圖。與上述第一實 施形態(tài)相同的構成部分標注相同的符號，并在此省略其說明。
該實施形態(tài)是將短截線16a直接配置在燈罩17的上表面上。也就是說，將燈罩17本身 作為匹配調整器16的一部分，并將短截線16a的調整軸41能插拔地直接安裝在燈罩17上。 可通過根據無電極燈18的種類或形狀的改變調整調整軸41來實現與無電極燈18的種類或形 狀的改變相匹配的微波的照射。
在該情況下，由于能夠將燈罩17兼用作匹配調整器16的構成的一部分，因此能夠使得 結構更加簡單。圖6、圖7是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第三實施形態(tài)的圖，圖6是概略構成 圖，圖7是用來說明圖6的主要部分的一個例子的構成圖。與上述第一實施形態(tài)相同的構成 部分標注相同的符號，并在此省略其說明。
該實施形態(tài)用于防止在即使利用匹配調整器16進行了調整，也無法順利取得匹配、由于 微波的反射波而在不匹配狀態(tài)下持續(xù)使用的情況下的燈性能的惡化、磁控管的壽命降低。
也就是說，如果是不整合的狀態(tài)，會由于微波的反射而在產生同軸電纜14產生異常的發(fā) 熱。因此，如圖6所示，在同軸電纜14上安裝溫度傳感器61，根據溫度傳感器的檢測結果 使得高頻電源部11的電源111停止。
具體來說，如圖7所示，利用比較溫度傳感器61的輸出電壓和基準電壓Vref的比較器 71來進行比較，根據比較結果使得電源111接通 切斷。即，在溫度傳感器61的輸出比基 準電壓Vref低的情況下，比較器71為切斷的狀態(tài)，電源111維持接通的狀態(tài)。在溫度傳感 器61的輸出比基準電壓Vref高的情況下，比較器71變?yōu)榻油ǖ臓顟B(tài)，將電源111控制為切 斷狀態(tài)。
這樣，即便在利用匹配調整器16調整了匹配狀態(tài)的情況下，也利用溫度傳感器61檢測 同軸電纜14的溫度狀態(tài)并根據檢測結果檢測是不匹配的狀態(tài)還是匹配的狀態(tài)，有助于防止不 匹配狀態(tài)下的燈性能的惡化、磁控管的壽命降低。
圖8、圖9是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第四實施形態(tài)的圖。圖8是主要部分 的概略構成圖，圖9是圖8的截面圖。與上述第一實施形態(tài)相同的構成部分標注相同的符號， 并在此省略其說明。
圖8顯示了通過連接器15連接的匹配調整器16和同軸電纜14的連接部分。匹配調整器 16改良了謀求微波與微波空腔部23的匹配的手段。
也就是說，由于進行具有與匹配調整器16的短截線16a相同功能的滑動，因此能夠通過 在圖中箭頭方向上插拔進行阻抗匹配調整的短截線部81，來進行阻抗匹配的調整。
該實施形態(tài)也與第一實施形態(tài)的短截線16a—樣，在微波不匹配的狀態(tài)下，能通過在匹 配調整器16中插拔短截線部81來進行匹配調整。
圖10-圖14是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第五實施形態(tài)的圖，圖10是概略構成 圖，圖11是圖IO的主要部分的構成圖，圖12是圖IO的主要部分的構成圖，圖13是從上方 觀察圖10的Ia-Ib橫切線的俯視圖，圖14是切去圖IO的主要部分而顯示的截面圖。
圖10中，11是同一筐體中收容有磁控管12的高頻電源部。高頻電源部11的磁控管12 所發(fā)出的微波被供給至連接器131、 132。如圖11所示，磁控管12與連接器131、 132之間的具體結構為，基于電源lll而從磁控 管12的天線121發(fā)出的微波通過導波管112、同軸/導波管轉換部113被分別供給至連接器 131、 132。
圖12顯示了同軸/導波管轉換部113的具體構成例。同軸/導波管轉換部113將從磁控管 12的天線121發(fā)出的微波作為高頻電源部11的輸出，從由能電磁屏蔽的材料形成為筒狀的 導波管112發(fā)送給被電磁結合的連接器131、 132。還有，微波分別從連接器131、 132發(fā)送 到同軸電纜141、 142的一端。連接器131、 132分別通過旋入螺釘的操作，來進行機械以及 電磁的結合，該螺釘分別突入與導波管112的結合部。
在圖10、圖13、圖14中，由同軸電纜141、 142傳送來的微波通過連接器151、 152、 匹配調整器161、 162被供給至燈罩17。匹配調整器161、 162為了進行更正確的阻抗匹配， 設置在接近燈罩17的位置。
在燈罩17內，無電極燈18被收容在規(guī)定位置。在燈罩17的上表面部，安裝有冷卻用的 風扇19,使得無電極燈18所發(fā)射出的熱散熱。形成于燈罩17的下表面部的照射窗20使無 電極燈18所發(fā)出的紫外線反射至配置于背面的反射器211、 212來進行照射。
在照射窗20上配置有屏蔽微波、使紫外線透過的RF過濾器22，該RF過濾器22是將 例如金屬線編織形成為網狀、或者通過對金屬板進行蝕刻加工而形成的。23是由無電極燈18、 反射器211、 212以及RF過濾器22構成過的微波空腔部。
匹配調整器161、 162具有圖14、圖15所示那樣的結構。圖14、 15是對匹配調整器161 進行了說明，而匹配調整器162也具有相同的結構。另外，圖15是圖14的Ha-IIb線的截面 圖。
也就是說，將匹配調整器161作成具有導電性的、由例如鋁制造的箱狀形狀，在其一側 面安裝有連接器151，在其另一側面形成有使微波向微波空腔部23發(fā)射的開口。在匹配調整 器161上，還設有用來檢測微波的反射電壓并調整與之相對應的阻抗匹配的短截線16a。
如圖15所示，短截線16a安裝在匹配調整器161的上表面，該短截線16a是在未取得匹 配的情況下進行匹配調整的調整裝置。短截線16a能夠通過在匹配調整器161內插拔具有導 電性的多個調整軸41,來進行與無電極燈18相對應的阻抗匹配。
調整軸41例如在調整軸41的外周形成螺旋槽42，在調整孔43的內周形成螺絲牙44， 該調整孔43在匹配調整器161的上表面開口，通過旋轉短截線16a使短截線16a能在匹配調 整器161內插拔。
因此，能夠根據無電極燈18的種類或形狀的改變，利用匹配調整器161的短截線16a進
8行阻抗不匹配的調整，從而能夠實現與無電極燈18的種類或形狀的改變相匹配的微波的照 射。
在此，參照圖16，對利用1根同軸電纜14a將收容有高頻電源11的筐體和收容有無電極 燈18的燈罩17結合的現有技術的圖16 (a)和利用2根同軸電纜141、 142進行連接的本發(fā) 明的圖16 (b)的能量級別的差異進行說明。圖16 (a)、圖16 (b)示意性地顯示燈照17內 的能量級別。
圖16 (a)、圖16 (b)示意性地顯示了在同軸電纜14a、 141、 142分別使用相同的電纜、 磁控管12都為500W、所發(fā)生的微波的頻率都為2.45GHz這些相同的條件下進行比較的情況。
艮P， 2根同軸電纜141、 142時的圖16 (b)的能量級別Wb與1根同軸電纜14a時的圖 16 (a)的能量級別Wa相比大約高兩倍。因此，在使用兩根同軸電纜的情況下，能量的效率 變高，進而也提高了發(fā)光效率。
取得分別從2根同軸電纜141、 142傳達至燈罩17內的能量的匹配，由此通過同軸電纜 141、 142得到的能量級別通過相加而變高。
圖17是用來說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的第六實施形態(tài)的主要部分的概略構成圖。與 上述實施形態(tài)相同的構成部分標注相同的符號，并在此省略其說明。
該實施形態(tài)，準備了與同軸電纜141、 142分別對應的磁控管121、 122。
在微波高頻電流所流經的同軸電纜中，在高頻電流流經導體時，電流密度在導體的表面 為高，越遠離表面電流密度變越低，即所謂表皮效應。
在實施形態(tài)中，由于使用電力小的磁控管121、 122，因此在供給燈管17的能量級別與 上述實施形態(tài)相同的條件下，能夠抑制同軸電纜141、 142的表皮效應的影響和能量損失。
圖18、圖19是用來說明圖15所說明的匹配調整器的其他具體例子的圖，圖18是局部 立體圖，圖19是圖18的截面圖。雖然都是對匹配調整器161進行說明，但匹配調整器162 也具有相同的結構。
這個例子顯示了通過連接器15連接的匹配調整器16和同軸電纜14的連接部分。匹配調 整器161改良了謀求微波與微波空腔部23的阻抗匹配的手段。
也就是說，在匹配調整器161中沿著圖中箭頭方向插拔能夠進行該阻抗匹配的、且滑動 自如的短截線部81，從而能夠進行阻抗的匹配調整。
關于短截線部81的插拔機構并沒有被圖示，但是可以采用與齒輪嚙合那樣的能使移動平 滑、能可靠地保持移動后的狀態(tài)的機構。
在該實施形態(tài)的匹配調整器161中，也與圖14所說明的短截線16a—樣，在微波處于不匹配的狀態(tài)時，在匹配調整器161中插拔短截線部81，從而能夠進行阻抗的匹配調整。
本發(fā)明并不限于上述實施形態(tài)。例如，對于同軸電纜，說明的是2根的例子，但是也可 以為3根以上。磁控管雖然例舉至2支的例子，但也可以為3支以上。在設有多個磁控管的 情況下，未必需要與其數量相對應數量的同軸電纜，只要根據所要求的規(guī)格來設計就可以了。
權利要求
1.一種紫外線照射裝置，其特征在于，包括高頻電源部，該高頻電源部具有電源、和根據該電源使微波產生的磁控管；燈罩，該燈罩收容有由光線透過性電介質構成的無電極燈，所述無電極燈中封入有根據所述微波使放電介質發(fā)光的發(fā)光介質；同軸電纜，所述同軸電纜使由所述磁控管激發(fā)的微波傳輸至所述燈罩；匹配調整單元，其隨著所述無電極燈的變更，調整發(fā)射給所述無電極燈的所述微波的匹配狀態(tài)。
2. 如權利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述匹配調整單元兼用支承著所述無電極燈并且使紫外線照射的燈罩的一部分。
3. 如權利要求1或2所述的紫外線照射裝置，其特征在于，檢測所述同軸電纜的溫度，并根據檢測結果來控制向所述磁控管供給高電壓的電源的接通、切斷。
4. 一種紫外線照射裝置，其特征在于，包括高頻電源部，該高頻電源部具有電源、和根據該電源使微波產生的磁控管；燈罩，該燈罩收容有由光線透過性電介質構成的無電極燈，所述無電極燈中封入有根據所述微波使放電介質發(fā)光的發(fā)光介質；同軸電纜，所述同軸電纜使由所述磁控管激發(fā)的微波傳遞給所述燈罩；采用多根所述使微波傳遞給所述燈罩的同軸電纜來傳達微波。
5. 如權利要求4所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述微波由多個所述磁控管產生。
6. 如權利要求5所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述磁控管為多個的情況下，所述同軸電纜的數目至少為磁控管的數量。
7. 如權利要求4-6中任意一項所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述同軸電纜上分別設有阻抗匹配用的匹配調整器。
8. 如權利要求7所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述匹配調整器設置在所述燈罩側。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外線照射裝置，在將被激發(fā)的微波轉換為可以從內置有激振的磁控管(12)的高頻電源部(11)傳送給同軸電纜(14)的微波之后，將其從同軸電纜(14)發(fā)射給收容有無電極燈(18)的燈罩(17)。在同軸電纜(14)和燈罩(17)之間，配置有匹配調整器(16)，利用對微波的匹配狀態(tài)進行調整的短截線(16a)來進行匹配，從而提高燈的性能。
文檔編號F21S2/00GK101660675SQ20091015985
公開日2010年3月3日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權日2008年8月26日
發(fā)明者倉谷晶子, 八島誠, 前田祥平, 鈴木俊也 申請人:哈利盛東芝照明公司