JP2005506676A - 多数のフェライトコアと誘導コイルを備えた無電極低圧ランプ - Google Patents

Abstract

無電極低圧放電ランプを、長尺のエンベロップとエンベロップ内に突出する少なくとも一つのキャビティで構成する。キャビティには互いに数ミリの距離で離間する複数の中空フェライトコアが収められる。各フェライトコアは誘導コイルが巻回される。キャビティには、フェライトコアの内部に位置する冷却用の銅製ロッドや管が収められて、コアから熱を取り除き、冷却用ロッドや管に溶接したヒートシンクに逃すことで、フェライトコアの温度をキューリー点以下に維持する。誘導コイルはそれぞれ整合回路に電気接続されるもので、全ての整合回路は高周波電源に対して並列接続される。複数のコア／コイル部品によってエンベロップ内で発生する誘導結合プラズマにて、エンベロップの長手方向軸に沿って一様な紫外線及び可視光線が作り出される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気ランプ、更に詳しくは、５０ｋＨｚから３ＭＨｚの周波数で低圧または中圧で動作する低圧ランプ（例えば、蛍光ランプ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電結合プラズマを使用した無電極蛍光ランプは、屋内及び屋外用に広く使用されている。これらのランプは加熱フィラメントを使用する従来の蛍光ランプに比べて長寿命である。しかしながら、現在のところ、ほんの僅の無電極ランプしか市場に出回っていない。殆どの無電極ランプはバルブ形状のエンベロップを備えている、例えば、ＧＥＣ社の「Ｇｅｎｕｒａ」や、フィリップス社の「ＱＬ」及び松下電工社の「Ｅｖｅｒｌｉｇｈｔ」。殆どのものは一般照明に使用されることが無く、軸方向に沿って一様な光出力の長管状ランプが要求される場合、例えばトンネル照明には不適当である。
【０００３】
近来、米国特許公報５，８３４，９０５に開示される２５０ｋＨｚで点灯する閉ループ無電極蛍光ランプがＯｓｒａｍ／Ｓｙｌｖａｎｉａ社によって市場に提供されている。このランプは、４００ｍｍ長のエンベロップに沿って一様な光出力を有し、トンネル照明に使用されている。
米国特許公報５，３８３，８７９は、３０ＭＨｚ以上の高周波点灯の長い管状の蛍光ランプを開示している。管壁に設けた内側及び外側の高周波電極によって管内で発生する容量性放電プラズマによって紫外線及び可視光線が作り出される。しかしながら、磁場を伴わない４００ＭＨｚ以下の高周波で動作する容量性放電では、殆どの高周波電力がシースでのイオン加速のために使用されるため、プラズマ効率は比較的低いものでる。また、このような高周波での点灯回路のコストは高いものである。
【０００４】
米国特許公報５，７６０，５４７は、バルブ形状であり、２つの独立した誘導コイルを収めるキャビティが備えられたエンベロップを有する無電極ランプを開示している。このような構成では、軸に沿ってプラズマが広がって、軸方向に沿ってより一様な光出力を与えることができる。しかしながら、このランプは誘導コイルの巻数を少なくすることができる高周波（ＭＨｚ領域）で最適に使用されるものである。４００ｋＨｚ以下の低周波で効率よく点灯させるためには、無電極ランプは、低損失のフェライトコアを必要とするものである。一般のバルブ型形状のエンベロップを備えたランプは軸方向にそって均一なプラズマ、すなわちトンネル照明に要求される軸方向に均一な光を与えるものではない。
【特許文献１】
米国特許公報５，８３４，９０５
【特許文献２】
米国特許公報５，３８３，８７９
【特許文献３】
米国特許公報５，７６０，５４７
【発明の開示】
【０００５】
本発明では、トンネル照明に好適であり、２０ｋＨｚから３ＭＨｚの周波数で点灯する高効率の無電極蛍光ランプを見つけだした。このランプは、ガラス製の管状の内部が減圧されたエンベロップを備え、エンベロップの長さは５０から２０００ｍｍであり、直径は１０ｍｍから５００ｍｍである。このランプは、更に一つまたはそれ以上のキャビティを有し、このキャビティにはフェライトコア及び各コアに巻かれたコイルが設けられる。各コアの軸はキャビティと同軸でありエンベロップの軸と同一平面に位置する。キャビティの長さは約１０ｍｍ〜１９５０ｍｍである。熱伝導性の冷却ロッドや管が各コア内に設けられ、外部のヒートシンクに結合されてコアからの熱を逃がすようになっている。管を使う場合は、外径が４ｍｍ〜５０ｍｍであり、内径は２ｍｍ〜４８ｍｍである。
ロッドを使用する場合は、外径は、４ｍｍ〜５０ｍｍである。
【０００６】
エンベロップは外壁と内壁を有して外壁と内壁との間に閉空間を規定するものである。この閉空間には、不活性ガス及び水銀、カドミウム、ナトリウム等の金属蒸気とからなる封入物が収められる。キャビティは内壁によって包囲されて開放空間を規定し、ここにフェライトコアと誘導コイルとからなる部品の少なくとも一つが収められる。エンベロップの外壁及び内壁の内面に保護被膜が設けられる。通常の蛍光物被膜が保護被膜上に設けられる。反射被膜（アルミナ等）がキャビティを囲む内壁上で、保護膜と蛍光物被膜の間に設けられ、紫外線及び可視光線をエンベロップの壁面に反射する。
【０００７】
コアは低損失フェライト材料（例えば、フェライト系Ｍｎ−Ｚｎ等）にて円筒形に作られ、各キャビティ内に配置される。各コアには、誘導コイルが巻き付けられ、この誘導コイルは通常の整合回路に電気接続される。全ての整合回路は並列に接続され高周波電源、すなわち、ドライバーから電力が与えられる。このドライバーは２０ｋＨｚ〜３０００ｋＨｚの高周波電圧を発生するもので、電力源に電気接続される。
【０００８】
本発明の目的とするところは、トンネル照明に好適で、２０ｋＨｚから３ＭＨｚの周波数で点灯し、５Ｗから１０００Ｗの電力を有する効率の良い無電極蛍光ランプを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、軸方向に均一な可視光線及び紫外線を効率よく作り出すのに必要な幾つかのプラズマに対して十分な容積をエンベロップ内に確保するために、適切な位置、形及び大きさのキャビティを備えるように設計されたエンベロップを有するランプを提供することである。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、低電力損失のフェライトコアと誘導コイルを備えた組み立て品を備えたランプを提供することである。
【００１１】
本発明の更なる目的は、コイルとコアからなる各組み立て品にて発生する磁場の相互干渉を抑えるようにエンベロップ内に組み立て品が配置されたランプを提供することである。
【００１２】
本発明における多くの他の目的、特徴及び利点は、図面及び請求の範囲を参照しながら以下の明細書を読むことで当業者にとって明白になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すように、ランプは一本の直管状のガラス管であるエンベロップ１を有する。エンベロップの長さHenvは管の直径Denvよりも実質的に大きい。好ましい実施形態においては、エンベロップ１の長さHenvは３００mmで、直径Denvは７０mmである。エンベロップ１は外壁２０と内壁３０を有し、外壁と内壁との間に閉空間を形成する。また、エンベロップ１にはまっすぐな円筒状のキャビティ２が設けられる。このキャビティ２は内壁３０によって包囲される形で延出し、エンベロップの軸Ａ−Ａ上並ぶ。
キャビティの直径Dcav及び長さHcavはエンベロップよりも小さく、キャビティの直径は約５mmから１００mmである。好ましい実施形態においては、キャビティの直径Dcavは２５mmで、長さHcavは２９０mmである。エンベロップ１の底面３はキャビティ２の解放端４に対して密封され、小空間５によってエンベロップの上端６ａとキャビティの上端６ｂとが隔てられる。本実施形態において、小空間５の長さＨe-cは１０mmである。
【００１４】
エンベロップ１内の水銀蒸気圧は、排気管７に収まる水銀滴（またはアマルガム）の温度によって維持される。不活性ガス（アルゴン、クリプトン等）の圧力は０．０１トールから１０トールである。保護被膜８はエンベロップ１の内面でエンベロップの外壁２０を形成する箇所及びキャビティを囲む内壁３０を形成する箇所に設けられる。蛍光被膜９は保護被膜８上に設けられる。反射被膜１０（アルミナ等）はキャビティを囲む内壁上で保護被膜８と蛍光被膜９との間に設けられる。これらの被膜は図１において、部分的にのみ示されているが、被膜８、９、１０の組み合わせはキャビティを囲む部分の実施的に全面に亘って形成され、被膜８、９の組み合わせは、キャビティを囲む部分及び排気管を除く部分の実施的に全面に亘って形成される。
【００１５】
プラズマ発生手段は、誘導コイルを備えた中空のフェライトコアを有する複数の誘導部品で構成される。好ましい実施形態においては、それぞれがフェライトコア１１ａ、１１ｂ、１１ｃとコイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有する３つの誘導部品が使用される。全ての部品はキャビティ２内でエンベロップ１の軸上に配置される。好ましい実施形態においては、全てのフェライトコアの直径及び長さは等しい。変更形態としては、フェライトコアの長さが異なるようにしてもよい。
【００１６】
誘導コイルは、０．２ｍｍ〜５０ｍｍのピッチで、２〜２００の巻数とすることができる。コアは円筒状であり、４ｍｍ〜２００ｍｍの長さを有し、外径が４ｍｍから９８ｍｍ、内径が２ｍｍ〜５０ｍｍである。好ましい実施例では、３つ全てのコイルの巻数Ｎは４０で、ピッチを６．０ｍｍと同じとしている。
コイルは＃１０〜＃５０のゲージの銅線でできており、薄い銀被膜で覆われる。好ましい実施形態においては、コイル線は、それぞれがゲージ＃４０の銅繊維を２５０本からなるＬｉｔｚ撚り線でできている。変更形態においては、＃３０から＃４４のゲージのものを２０から６００本撚り合わせることができる。
【００１７】
各コイルは、整合回路に接続される。全ての整合回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃは電力源（ドライバー）１４に対して並列に接続され、それぞれは独立して調整されて各誘導部品からの反射電力を最小とする。フェライトコア１１ａ、１１ｂ、１１ｃは互いに数ミリ離間され、整合回路１３ａ、１３ｂ、１３ｃからコイル１２ａ、１２ｂ、１２ｃに与えられる高周波電圧によって発生する交番磁場の相互干渉を最小としている。
【００１８】
交番磁場はエンベロップ内に周方向交番電圧を誘起して、エンベロップ内での誘導結合プラズマ１５ａ，１５ｂ、１５ｃを励起・維持させる。各プラズマは環状となり、対応するフェライトコアの中間面近くで、最大プラズマ密度Ｎ（ｚ）＝Ｎｍａｘを得る。エンベロップ１内で励起・維持された３つの環状プラズマ１５ａ，１５ｂ、１５ｃは、単一のコア／コイル部品によって発生する単一のプラズマが占める容積よりも実質的に大きな容積を占める。この結果、単一のプラズマによって得られるものよりも多くの紫外線及び可視光線が３つのプラズマ１５ａ，１５ｂ、１５ｃによって発生する。また、３つのコア／コイル部品を備えたランプは、単一の誘電部品を備えたランプよりも、可視光線の軸方向での分布がより一様なものとなる。
【００１９】
各フェライトコア１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、主に、対応するプラズマからキャビティ壁面を通る熱伝達によって熱せられる。フェライトコアの放熱を行って、温度をキュリー点以下（＜２００℃）に維持するために、銅またはその他の材料、例えばアルミニウムのような高熱伝導性を有する中実ロッド１６が中空のフェライトコア１１ａ、１１ｂ、１１ｃに挿入され、エンベロップ底部３の外側に設けたヒートシンク１７に溶接されている。
【００２０】
本発明の第２の実施形態を図２に概略的に示す。エンベロップ１０１は直線形の環状筒に形成され、直径が一様で長手方向の両端が開放する。このエンベロップは環状の閉空間を有するもので、この閉空間はエンベロップの長手方向軸Ｂ−Ｂに沿って長くなり、エンベロップの外壁１２０と内壁１３０との間で規定される。この結果、一様な直径の直線形のキャビティ１０２が内壁１３０に包囲される形で規定されてエンベロップと同軸上に延出する、すなわち、エンベロップの中心を貫通する。キャビティ１０２の長さＨｅｎｖはエンベロップ１０２の長さに実質的に等しい、すなわち、Ｈｃａｖ＝ Ｈｅｎｖ。キャビティ１０２の２つの開放端１０３ａ、１０３ｂは、エンベロップ１０２の２つの開放端１０４ａ、１０４ｂに対して閉じられて、エンベロップ１０１を中空形状としている。
【００２１】
エンベロップには、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスが０．０１トルから１０トルの圧力で充填される。水銀、ナトリウム等の金属の蒸気圧は、排気管１０７に収めた水銀滴（またはアマルガム）の温度によって維持される。保護被膜１０８及び蛍光被膜１０９がエンベロップの内面でエンベロップの外壁１２０を形成する箇所及びキャビティ１０２を囲む内壁１３０を形成する箇所に設けられる。反射被膜１１０はキャビティ２を囲む内壁１３０上で保護被膜１０８と蛍光被膜１０９との間に設けられる。被膜１０８、１０９、１１０の組み合わせはキャビティを囲む部分の実施的に全面に亘って形成され、被膜１０８、１０９の組み合わせは、キャビティを囲む部分及び排気管を除く部分の実施的に全面に亘って形成される。
【００２２】
それぞれがフェライトコア１１１と誘導コイル１１２で構成される複数の誘電部品がキャビティ１０２内でエンベロップの軸に沿って収められる。好ましい実施形態においては、３つのコア１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと３つのコイル１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを備えた３つの部品が使用される。
【００２３】
各誘導コイルは整合回路へ電気接続される。３つの整合回路１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃは電力源（駆動回路）１１４に対して並列に接続される。十分に高い交流電圧が誘導コイルに印加される場合、フェライトコアの近傍に環状の誘電結合プラズマ１１５が発生する。フェライトコアの中間面近くで、最大プラズマ密度が得られる。３つのプラズマ１１５ａ，１１５ｂ、１１５ｃは、単一のコア／コイル部品によって発生する単一のプラズマが占める容積よりも実質的に大きな容積を占める。この結果、単一のプラズマによって得られるものよりも多くの紫外線及び可視光線が３つのプラズマ１１５ａ，１１５ｂ、１１５ｃによって発生する。また、３つのプラズマを用いた場合は、可視光線の軸方向での分布がより一様なものとなる
各フェライトコアをキューリー点以下の温度に維持するために、２本の金属製（銅、アルミニウム等）ロッドまたは管１１６ａ、１１６ｂがキャビティ１０２内に挿入され、ヒートシンク１１７ａ、１１７ｂへ熱的結合（溶接またはロウ付け）される。キャビティの中心で２つのロッドが非常に薄い空間１１８によって隔てられる。この空間１１８の長さＨｓｐは０．５ｍｍから１０ｍｍであり、好ましい実施形態では、Ｈｓｐが１ｍｍである。
【００２４】
図３に本発明の第３の実施形態を示す。 エンベロップ２０１は直線形の環状筒に形成され、直径が一様で長手方向の両端が開放する。このエンベロップは環状の閉空間を有するもので、この閉空間はエンベロップの長手方向軸Ｃ−Ｃに沿って長くなり、エンベロップの外壁２２０と内壁２３０との間で規定される。中央ウェブ２０６がエンベロップに形成されて環状の閉空間をエンベロップの長手方向中央において連通されている。この結果、一様な直径である２つの直線形のキャビティ２０２ａ、２０２ｂが内壁２３０及びウェブ２０６に包囲される形で規定されてエンベロップと同軸上に延出し、各キャビティが一端でウェブによって閉塞される。各キャビティは一つの開放端２０３ａ、２０３ｂを有し、これらはエンベロップの底部２０４ａ、２０４ｂに対して閉じられている。２つのキャビティの上端２０５ａ、２０５ｂはウェブ２０６によって互いに隔てられる。好ましい実施形態においては、ウェブ２０６の長さＨ1-2は、２ｍｍから５０ｍｍとすることができる。
【００２５】
保護皮膜及び蛍光皮膜２０８、２０９がエンベロップ２０１の内面で外壁２２０を形成する箇所及びキャビティ２０２ａ、２０２ｂを包囲する内壁２３０を形成する箇所に設けられる。反射皮膜２１０は内壁２３０上で保護皮膜２０８と蛍光皮膜２０９との間に設けられる。水銀蒸気圧は、排気管２０７に収めた水銀滴（またはアマルガム）の温度によって制御される。不活性ガス（アルゴン、クリプトン等）の圧力は、０．０１トル〜１０トールであり、好ましい実施形態では、アルゴン圧が約０．１２０トールとされる。被膜２０８、２０９、２１０の組み合わせはキャビティを囲む部分の実施的に全面に亘って形成され、被膜２０８、２０９の組み合わせは、キャビティを囲む部分及び排気管を除く部分の実施的に全面に亘って形成される。
【００２６】
誘導手段は、両方のキャビティの軸上に配置される複数の誘導部品で構成される。各誘導部品はフェライトコアとこれに巻回された誘導コイルで構成される。各誘導部品は隣り合う２つの誘導部品との間に２ｍｍから２００ｍｍの空間Ｈf-fにて隔てられる。好ましい実施形態では、４つの誘導部品を使用し、２つの部品を各キャビティ内に収めており、各部品間の空間はＨf-fは１０ｍｍである。他の変更形態においては、各キャビティに異なる数の誘導部品を収めることができる。
【００２７】
フェライトコア２１１ａ、２１１ｂ及び誘導コイル２１２ａ、２１２ｂはキャビティ２０２ａに収められ、フェライトコア２１１ｃ、２１１ｄ及び誘導コイル２１２ｃ、２１２ｄはキャビティ２０２ｂに収められる。好ましい実施形態では、全てのコイルが同一の巻数４０で同一のピッチ１ｍｍである。他の変更形態においては、コイルの巻数は２〜２００の間、ピッチの高さは０．２ｍｍ〜４０ｍｍの間で変えることができる。
【００２８】
２つの金属ロッドまたは管２１６ａ、２１６ｂは、フェライトコアの温度をキューリー点以下に維持するために使用される。キャビティ２０２ａ、２０２ｂから突出するロッド軸の端部は、２つのヒートシンク２１７ａ、２１７ｂへ熱的結合（溶接またはロウ付け）される。
【００２９】
４つ全てのコイル２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄはそれぞれ４つの整合回路２１２ａ、２１１ｂ、２１２ｃ、２１２ｄに接続される。各整合回路は対応するコア／コイル部品からの反射電力を最小とするように調整される。全ての整合回路は共通の電源（ドライバー）２１３に対して並列に接続される。
【００３０】
各コア／コイルによって発生する誘導結合プラズマは環状であり、コアの中央面近傍で最大プラズマ密度を与える。４つのプラズマの組み合わせによって生じるプラズマは、個別のプラズマに比べて軸方向での均一性に優れる。従って、この４つの誘導結合プラズマによって生じる紫外線及び可視光線は軸方向に沿って非常に均一となる。
【００３１】
図４に本発明の第４の実施形態を示す。エンベロップ３０１は、直径が７０ｍｍで長さが４４０ｍｍの直管状ガラス管から形成される。エンベロップ３１０は長手方向軸Ｄ−Ｄに沿った長尺体であり、長手方向に沿った２つの箇所で凹まされて筒状の内壁を形成する。この内壁３３０はエンベロップの軸Ｄ−Ｄに対して直交する方向に延出して一様な直径のキャビティ３０２を作り出す。このようにして内壁３３０によって囲まれた各キャビティはその一端で閉塞され、エンベロップの外壁３２０と内壁３３０との間で閉じこめられた閉空間をエンベロップ内に残す。図４に示される好ましい実施形態においては、２つのキャビティ３０２ａ、３０２ｂの開放端に対してエンベロップが閉じられている。キャビティ３０２ａ、３０２ｂの軸Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆはエンベロップ３０１の軸Ｄ−Ｄに対して直交し、互いに平行である。他の変更形態では、キャビティの軸は互いに平行ではないが、平行な面内に収まり、軸Ｄ−Ｄと直交することができる。
【００３２】
キャビティ３０２ａ、３０２ｂの開放端はエンベロップの壁に対して閉じられている。好ましい実施形態では、キャビティ３０２ａ、３０２ｂの軸Ｅ−Ｅと軸Ｄ−Ｄとの距離Ｈ1-2は２２０ｍｍである。他の変更形態、例えば、５０個までの多数のキャビティが設けられる場合は、隣接するキャビティ間の距離は５ｍｍ〜５００ｍｍとすることができる。キャビティ３０２ａ、３０２ｂの高さＨｃａｖは、エンベロップ３０１の直径Ｄｅｎｖ＝７０ｍｍよりも小さい。好ましい実施形態では、Ｈｃａｖは６０ｍｍであるが、他の変更形態においては、各キャビティの高さを５ｍｍ〜２００ｍｍの間で異ならせることができる。各キャビティ３０２ａ、３０２ｂの直径は２５ｍｍであるが、他の変更形態においては、各キャビティの直径を異ならすことができて５ｍｍ〜１００ｍｍの間で変えることができる。
【００３３】
保護被膜３０８及び蛍光被膜３０９は、エンベロップ３１０の内面でエンベロップの外壁３２０を形成する箇所及びキャビティ３０２ａ、３０２ｂを囲む内壁３３０を形成する箇所に設けられる。反射被膜３１０はキャビティ３０２ａ、３０２ｂを囲む内壁３３０に、保護被膜３０８と蛍光被膜３０９との間で設けられる。被膜３０８、３０９、３１０の組み合わせはキャビティを囲む部分の実施的に全面に亘って形成され、被膜３０８、３０９の組み合わせは、キャビティを囲む部分及び排気管を除く部分の実施的に全面に亘って形成される。
【００３４】
２つのフェライトコア３１１ａ、３１１ｂがキャビティ３０２ａ、３０２ｂにそれぞれ収められる。好ましい実施形態では、両方のフェライトコアの高さは、Ｈｆ＝６０ｍｍと等しい。他の変更形態では、各フェライトコアの高さを５ｍｍ〜１００ｍｍとすることができる。フェライトコアの直径は２０ｍｍであるが、他の変更形態では、各フェライトコアの直径を２ｍｍ〜４９０ｍｍとすることができる。
【００３５】
各フェライトコア３１１ａ、３１１ｂにはコイル３１２ａ、３１２ｂが巻回され、２つの整合回路３１１ａ、３１３ｂのそれぞれに接続される。各整合回路は、対応する誘導部品からの反射電力を最小とするように調整される。両方の整合回路３１３ａ、３１３ｂは電力源（駆動回路）３１４に対して互いに並列接続される。
【００３６】
２本の冷却ロッド（管）３１６ａ、３１６ｂが、フェライトコアをキューリー点以下の温度に維持するために使用される。各冷却ロッドは対応するフェライトコア３１１ａ、３１１ｂに挿入され、ヒートシンク３１７に溶接（またはロウ付け）される。
キャビティ３２０ａ、３０２ｂの周りのエンベロップ３１０１内で２つの環状プラズマ３１５ａ、３１５ｂが点火・維持される。両方のプラズマによって発生する紫外線及び可視光線は、単一の誘電部品にて発生するプラズマに起因するものに比べてエンベロップの軸方向に沿ってより均一なものとなる。
【００３７】
図５のグラフは、３つのフェライトコアと３つのコイルを使用した本発明の第１の実施形態に基づいて制作されたランプの発光効率εを示す。また、図５には、単一のコア／コイル部品を備えた以外は同一のランプ（従来例）について計測したランプ効率εのデータを示す。このランプでは、エンベロップの長さＨｅｎｖは３００ｍｍ、直径Ｄｅｎｖは７０ｍｍ、キャビティの長さＨｃａｖは２９０ｍｍ、キャビティの直径Ｄｃａｖは２５ｍｍである。点灯周波数は３２０ｋＨｚで、アルゴン圧力Ｐは１２０ミリトールであった。
【００３８】
３つのコア／コイル部品を使用した場合、ランプ効率は、単一のコア／コイル部員を使用した場合よりも非常に高いものであることが判明した。フェライトコア及びコイルでの電力損失は、どちらの場合でも実質的に同じ（６．５Ｗ）であった。効率の違いは、単一のコア／コイルによるプラズマによって占められるものに比べて、３つの誘導部品に発生する３つのプラズマによって占有される容積が大きいことに起因する。
本発明の範囲内で改良や変更を行うことができるのは明白であるが、請求の範囲によってのみ制限を受ける。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無電極ランプの断面図とその概略駆動回路。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る無電極ランプの断面図とその概略駆動回路。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る無電極ランプの断面図とその概略駆動回路。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る無電極ランプの断面図とその概略駆動回路。
【図５】本発明の第１実施形態及び従来例にかかるランプについてのランプ効率εを示すグラフ図であり、このランプ効率εは、３２０ｋＨｚの駆動周波数及び１２０ミリトールのアルゴン圧におけるランプ電力Ｐlampの関数である。

Claims (24)

1. 以下の構成を備えた無電極低圧ランプ
   内部が減圧されたガラス製のエンベロップ、このエンベロップは長手方向軸を有する長尺体であり、このエンベロップは外壁及び内壁を有し、外壁と内壁との間に閉空間を規定する
   上記エンベロップ内に突出する少なくとも一つのキャビティ、このキャビティは上記内壁によって包囲されて開放空間を規定する、
   上記エンベロップ内の閉空間に封入された金属蒸気、この金属の蒸気圧はエンベロップの最冷点温度によって制御可能である、
   上記エンベロップ内の閉空間内に約１０ミリトール以上の圧力で封入された不活性ガス、
   上記エンベロップの長手方向軸に沿って並び、一つまたはそれ以上のキャビティ内に収められた複数の誘電部品、各誘電部品はフェライトコアとこれに巻回した誘導コイルで構成される、
   上記少なくとも一つのキャビティ内に収めた冷却手段、
   上記の各誘導コイルにそれぞれ接続された複数の整合回路、これらの整合回路は高周波電源に対して互いに並列接続されて、各誘導コイルに通電することで各誘電部品の周りの上記閉空間内にプラズマを発生させる。
2. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   保護被膜がエンベロップにおける上記外壁及び内壁の内面に形成された。
3. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   蛍光被膜が上記保護被膜上に形成された。
4. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   通常の反射被覆が上記エンベロップの内壁の内面で上記保護被膜と蛍光被膜との間に形成された。
5. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   上記冷却手段が上記フェライトコアに設けられた。
6. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   上記冷却手段にヒートシンクが熱的に結合した。
7. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   上記エンベロップは直線状であり、その長さが５０ｍｍから２０００ｍｍである。
8. 請求項７で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   上記エンベロップの直径が１０ｍｍから５００ｍｍである。
9. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
   上記エンベロップは長手方向軸を有する長尺形状に形作られ、
   ２つ以上の上記キャビティがエンベロップに設けられ、上記長手方向軸に沿って配列された。
10. 請求項９で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記キャビティの直径は５ｍｍから１００ｍｍである。
11. 請求項１０で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記キャビティが複数のフェライトコアを収容し、フェライトコアコアの共通軸が上記キャビティの共通の軸に一致する。
12. 請求項１１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    隣り合うフェライトコア間の距離は、上記の共通軸に沿って、１ｍｍ〜５００ｍｍである。
13. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記フェライトコアの長さは４ｍｍから２００ｍｍである。
14. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記フェライトコアは円筒状であり、その外径が４ｍｍから９８ｍｍであり、内径が２ｍｍから５０ｍｍである。
15. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記コイルの巻数は２〜２００であり、ピッチは０．２ｍｍから５０ｍｍである。
16. 請求項１５で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記コイルはＬｉｔｚ線の撚り合わせで得られた。
17. 請求項１６で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記Ｌｉｔｚ線内での撚り線の数が２０から６００である。
18. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記冷却手段は構造体であり、高熱導電性であり低電力損失の金属で形成された。
19. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記エンベロップは長手方向軸を有する長尺形状に形作られ、上記少なくとも一つのキャビティがこの長手方向軸に直交する軸を有する。
20. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記高周波電源（駆動器）が上記整合回路へ、５０ｋＨｚから３ＭＨｚの周波数で５〜５０００Ｗの高周波電力を供給する。
21. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記コイルは銅線でできた。
22. 請求項２１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記銅線のゲージ数は＃１０から＃２８である。
23. 請求項１８で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記の構造体は、直径が１ｍｍから５０ｍｍのロッドまたは管である。
24. 請求項１で規定する無電極低圧ランプにおいて、
    上記フェライトコアは直方体形状である。

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