專利名稱：無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使無電極電燈發(fā)光的無電極電燈裝置，特別地，涉及通過提高電燈的冷卻效率增大電燈亮度的無電極電燈裝置。
背景技術(shù)：
目前，在例如特開平2-117003號公報、實開平4-131853號公報上公開了已知的這種無電極電燈裝置。
圖7和圖8示出了一例現(xiàn)有無電極電燈裝置。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斷面圖，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)光材料的無電極電燈1。無電極電燈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，以便在橢圓的焦點位置配置無電極電燈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等左右成對存在的構(gòu)成部件僅對左半部分給出了符號。
在波導(dǎo)管6的上方設(shè)置送風機9。在波導(dǎo)管6、微波空腔2的上端，分別形成通風孔12、13。而且，在聚焦鏡8的凹面底部(與聚焦鏡8的開口端相對側(cè)的端部)及其附近形成通風孔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)密封在無電極電燈1內(nèi)的水銀等從而產(chǎn)生等離子體。在無電極電燈1內(nèi)產(chǎn)生等離子體時，從無電極電燈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(對應(yīng)于橢圓的又一個焦點)FP。從送風機9送出的風如圖8所示箭頭那樣流動，通過通風孔12、13、14后冷卻無電極電燈1。
但是，根據(jù)這種現(xiàn)有的無電極電燈裝置，根據(jù)鏡面的耐熱性和光學原因(在聚焦鏡8中，在縮短了從橢圓底面到焦點的距離的同時帶來了放大率增大的缺點)，不能使聚焦鏡8接近無電極電燈1。因此，從聚焦鏡8上形成的通風孔14放出的冷卻風的風速在無電極電燈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)的棒狀無電極電燈和聚焦由上述無電極電燈產(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電極電燈的冷卻風的噴嘴。根據(jù)該構(gòu)成，與從通風孔吹出冷卻風的現(xiàn)有裝置相比，因為冷卻風的吹出口接近無電極電燈，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，則用少量的冷卻風量是可以的。


圖1是本發(fā)明實施例的無電極電燈裝置在縱向上切斷的橫截面圖2是本發(fā)明實施例的無電極電燈裝置的概略底面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的無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)明實施例的效果的實驗數(shù)據(jù)的特性曲線圖；
圖5示出了在本發(fā)明另一個實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)明另一個實施例的無電極電燈裝置的概略底面圖；圖7示出了現(xiàn)有無電極電燈裝置的構(gòu)成；圖8示出了根據(jù)現(xiàn)有的無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)明最佳實施例根據(jù)本發(fā)明實施例的無電極電燈，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，以便在橢圓的焦點位置配置無電極電燈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)置送風機9，在波導(dǎo)管6中形成通風孔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，前端的噴出口到達無電極電燈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，在無電極電燈1內(nèi)產(chǎn)生等離子體，此時，從無電極電燈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上的動作和現(xiàn)有裝置是一樣的。
從送風機9送出的風如圖3的箭頭所示通過通風孔12，從電燈冷卻用噴嘴15的前端噴出口吹向無電極電燈1的表面。從而，因為在無電極電燈1附近冷卻風的風速足夠快，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)明實施例的效果的實驗數(shù)據(jù)的特性曲線圖。該實驗數(shù)據(jù)是使用作為微波發(fā)生源的兩個磁控管、使用微波總能量為6kW的無電極電燈裝置、測量出該無電極電燈內(nèi)徑變化的情況下的照度輪廓的數(shù)據(jù)。
使棒狀無電極電燈的內(nèi)徑變窄時(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左右是可靠動作(不發(fā)生電燈因熱變形等)的界限，但通過實施本發(fā)明，將Φ6mm左右作為電燈內(nèi)徑也能進行可靠動作，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號公報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，進一步，該平坦的天線彎曲以形成和無電極電燈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數(shù)量的噴嘴15。
工業(yè)實用性根據(jù)以上實施例的說明可知，根據(jù)本發(fā)明，因為冷卻風的吹出口接近無電極電燈，所以在無電極電燈的附近也得到了足夠速度的冷卻風。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量達到節(jié)約經(jīng)濟的效果。
權(quán)利要求
1.一種無電極電燈裝置，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)的棒狀無電極電燈和聚焦由上述無電極電燈產(chǎn)生的光線的半開筒狀凹面鏡，其特征在于，在上述棒狀無電極電燈附近設(shè)有噴出用于冷卻上述無電極電燈的冷卻風的噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極電燈裝置，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電極電燈的附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電極電燈裝置，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)的棒狀無電極電燈和聚焦由上述無電極電燈產(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電極電燈的附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無電極電燈系統(tǒng)，其特征在于，配置在棒狀無電極電燈外側(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電極電燈裝置，從送風機9送出的風通過通風孔12從電燈冷卻用噴嘴15的前端噴出口吹向無電極電燈1表面。在無電極電燈1附近冷卻風的風速足夠快，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F21V29/00GK1459821SQ0212312
公開日2003年12月3日 申請日期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 申請人:株式會社Orc制作所