專利名稱：紫外線照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
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(shù)，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(shè)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(nèi)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(gòu)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(gòu)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(gòu)成圖。 圖4是圖1的主要部分的構(gòu)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(gòu)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(gòu)成圖。
圖7是用來說明圖6的主要部分的構(gòu)成例的構(gòu)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(gòu)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(gòu)成圖。 圖11是圖10的主要部分的構(gòu)成圖。
圖12是用來說明本發(fā)明所使用的無電極燈的構(gòu)成例的構(gòu)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(xiàn)有技術(shù)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(gòu)成圖。 圖18是用來說明本發(fā)明所使用的匹配調(diào)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(xì)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(gòu)成 圖，圖2是圖1的主要部分的構(gòu)成圖，圖3是圖1的主要部分的構(gòu)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(diào)整器16供給燈罩17。 在燈罩17內(nèi)，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(fēng)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(wǎng)板22，該網(wǎng)板22的開口通過將例如金屬線編織形成為 網(wǎng)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(wǎng)板22構(gòu)成過的微波空腔部。
圖2顯示了高頻電源部11的構(gòu)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(chǎn)生微波。該微波通過導(dǎo)波管112供給同軸/導(dǎo)波管轉(zhuǎn)換部113，該同軸/導(dǎo)波管 轉(zhuǎn)換部113用于將導(dǎo)波管112的微波轉(zhuǎn)換為使同軸電纜14傳送的微波。利用同軸/導(dǎo)波管轉(zhuǎn) 換部113轉(zhuǎn)換為同軸電纜14用的微波傳被送給同軸電纜14，經(jīng)匹配調(diào)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(gòu)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(xì)，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(nèi)，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(zhì)。在燈管181的兩端，支承燈管181的支承部186、 187與燈管181—體構(gòu)成。
將匹配調(diào)整器16作成具有導(dǎo)電性的由例如鋁制造的箱狀形狀，在其一側(cè)面安裝有連接器 15，在其另一側(cè)面形成有使微波向微波空腔部23發(fā)射的開口。在匹配調(diào)整器16上，還設(shè)有 檢測微波的反射電壓并調(diào)整與之相對應(yīng)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(diào)整器16的上側(cè)面，該短截線16a是在未取得匹配 的情況下進行匹配調(diào)整的調(diào)整裝置。短截線16a能夠通過在匹配調(diào)整器16內(nèi)插拔具有導(dǎo)電性 的多個調(diào)整軸41，來進行與無電極燈18相對應(yīng)的阻抗匹配。調(diào)整軸41例如在調(diào)整軸41的 外周形成螺旋槽42，在調(diào)整孔43的內(nèi)周形成螺絲牙44,該調(diào)整孔43在匹配調(diào)整器16的上 側(cè)面開口，通過旋轉(zhuǎn)短截線16a短截線16a能在匹配調(diào)整器16內(nèi)插拔。
因此，能夠根據(jù)無電極燈18的種類或形狀的改變，利用匹配調(diào)整器16的短截線16a進 行微波的不匹配的調(diào)整，從而實現(xiàn)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(gòu)成圖。與上述第一實 施形態(tài)相同的構(gòu)成部分標(biāo)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(diào)整器16的一部分，并將短截線16a的調(diào)整軸41能插拔地直接安裝在燈罩17上。 可通過根據(jù)無電極燈18的種類或形狀的改變調(diào)整調(diào)整軸41來實現(xiàn)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?qū)粽?7兼用作匹配調(diào)整器16的構(gòu)成的一部分，因此能夠使得 結(jié)構(gòu)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(gòu)成 圖，圖7是用來說明圖6的主要部分的一個例子的構(gòu)成圖。與上述第一實施形態(tài)相同的構(gòu)成 部分標(biāo)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(diào)整器16進行了調(diào)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(chǎn)生同軸電纜14產(chǎn)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(jù)溫度傳感器的檢測結(jié)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(zhǔn)電壓Vref的比較器 71來進行比較，根據(jù)比較結(jié)果使得電源111接通 切斷。即，在溫度傳感器61的輸出比基 準(zhǔn)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(zhǔn)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(diào)整器16調(diào)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(jù)檢測結(jié)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(gòu)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(gòu)成部分標(biāo)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(diào)整器16和同軸電纜14的連接部分。匹配調(diào)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(diào)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(diào)整的短截線部81，來進行阻抗匹配的調(diào)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(diào)整器16中插拔短截線部81來進行匹配調(diào)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(gòu)成 圖，圖11是圖IO的主要部分的構(gòu)成圖，圖12是圖IO的主要部分的構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)波管112、同軸/導(dǎo)波管轉(zhuǎn)換部113被分別供給至連接器 131、 132。
圖12顯示了同軸/導(dǎo)波管轉(zhuǎn)換部113的具體構(gòu)成例。同軸/導(dǎo)波管轉(zhuǎn)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(dǎo)波管112發(fā)送給被電磁結(jié)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?shù)牟僮鳎瑏磉M行機械以及 電磁的結(jié)合，該螺釘分別突入與導(dǎo)波管112的結(jié)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(diào)整器161、 162被供給至燈罩17。匹配調(diào)整器161、 162為了進行更正確的阻抗匹配， 設(shè)置在接近燈罩17的位置。
在燈罩17內(nèi)，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(fēng)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(wǎng)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(gòu)成過的微波空腔部。
匹配調(diào)整器161、 162具有圖14、圖15所示那樣的結(jié)構(gòu)。圖14、 15是對匹配調(diào)整器161 進行了說明，而匹配調(diào)整器162也具有相同的結(jié)構(gòu)。另外，圖15是圖14的Ha-IIb線的截面 圖。
也就是說，將匹配調(diào)整器161作成具有導(dǎo)電性的、由例如鋁制造的箱狀形狀，在其一側(cè) 面安裝有連接器151，在其另一側(cè)面形成有使微波向微波空腔部23發(fā)射的開口。在匹配調(diào)整 器161上，還設(shè)有用來檢測微波的反射電壓并調(diào)整與之相對應(yīng)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(diào)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(diào)整的調(diào)整裝置。短截線16a能夠通過在匹配調(diào)整器161內(nèi)插拔具有導(dǎo) 電性的多個調(diào)整軸41,來進行與無電極燈18相對應(yīng)的阻抗匹配。
調(diào)整軸41例如在調(diào)整軸41的外周形成螺旋槽42，在調(diào)整孔43的內(nèi)周形成螺絲牙44， 該調(diào)整孔43在匹配調(diào)整器161的上表面開口，通過旋轉(zhuǎn)短截線16a使短截線16a能在匹配調(diào) 整器161內(nèi)插拔。
因此，能夠根據(jù)無電極燈18的種類或形狀的改變，利用匹配調(diào)整器161的短截線16a進
8行阻抗不匹配的調(diào)整，從而能夠?qū)崿F(xiàn)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(jié)合的現(xiàn)有技術(shù)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(nèi) 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(nèi)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(gòu)成圖。與 上述實施形態(tài)相同的構(gòu)成部分標(biāo)注相同的符號，并在此省略其說明。
該實施形態(tài)，準(zhǔn)備了與同軸電纜141、 142分別對應(yīng)的磁控管121、 122。
在微波高頻電流所流經(jīng)的同軸電纜中，在高頻電流流經(jīng)導(dǎo)體時，電流密度在導(dǎo)體的表面 為高，越遠(yuǎn)離表面電流密度變越低，即所謂表皮效應(yīng)。
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(yīng)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(diào)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(diào)整器161進行說明，但匹配調(diào)整器162 也具有相同的結(jié)構(gòu)。
這個例子顯示了通過連接器15連接的匹配調(diào)整器16和同軸電纜14的連接部分。匹配調(diào) 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(diào)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(diào)整。
關(guān)于短截線部81的插拔機構(gòu)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(gòu)。
在該實施形態(tài)的匹配調(diào)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(diào)整器161中插拔短截線部81，從而能夠進行阻抗的匹配調(diào)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(shè)有多個磁控管的 情況下，未必需要與其數(shù)量相對應(yīng)數(shù)量的同軸電纜，只要根據(jù)所要求的規(guī)格來設(shè)計就可以了。
權(quán)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(jù)該電源使微波產(chǎn)生的磁控管；燈罩，該燈罩收容有由光線透過性電介質(zhì)構(gòu)成的無電極燈，所述無電極燈中封入有根據(jù)所述微波使放電介質(zhì)發(fā)光的發(fā)光介質(zhì)；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(diào)整單元，其隨著所述無電極燈的變更，調(diào)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(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述匹配調(diào)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(quán)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(jù)檢測結(jié)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(jù)該電源使微波產(chǎn)生的磁控管；燈罩，該燈罩收容有由光線透過性電介質(zhì)構(gòu)成的無電極燈，所述無電極燈中封入有根據(jù)所述微波使放電介質(zhì)發(fā)光的發(fā)光介質(zhì)；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(quán)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(chǎn)生。
6. 如權(quán)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(shù)目至少為磁控管的數(shù)量。
7. 如權(quán)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(shè)有阻抗匹配用的匹配調(diào)整器。
8. 如權(quán)利要求7所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述匹配調(diào)整器設(shè)置在所述燈罩側(cè)。
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(zhuǎn)換為可以從內(nèi)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(diào)整器(16)，利用對微波的匹配狀態(tài)進行調(diào)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(quán)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