JP3105900U - Electrodeless lamp device - Google Patents
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Abstract
【課題】 光出力を安定化させ、点滅使用が可能な無電極ランプ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 マイクロ波で無電極ランプを励起させて発光させる無電極ランプ装置において、マグネトロン7で発生したマイクロ波を伝達する導波管6と、その導波管6から伝達されたマイクロ波を共振させて電界を発生させるマイクロ波共振器2とを、一体に成形したことを特徴とする。
また、前記無電極ランプ装置のマグネトロン出力アンテナの先端部8aを、アルミナが92重量%以上であるセラミック材料からなる半球形としたことを特徴とする。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodeless lamp device which stabilizes light output and can be used for blinking.
SOLUTION: In an electrodeless lamp device for exciting an electrodeless lamp with microwaves to emit light, a waveguide 6 for transmitting microwaves generated by a magnetron 7 and a microwave transmitted from the waveguide 6 are used. The microwave resonator 2 that resonates and generates an electric field is integrally formed.
Also, the tip 8a of the magnetron output antenna of the electrodeless lamp device is characterized in that it has a hemispherical shape made of a ceramic material containing 92% by weight or more of alumina.
[Selection] Figure 2
Description
本考案は、マイクロ波で無電極ランプを励起させて発光させる無電極ランプ装置に係り、特に、大出力の無電極ランプ装置に関する。 The present invention relates to an electrodeless lamp device that emits light by exciting an electrodeless lamp with microwaves, and more particularly, to a high-output electrodeless lamp device.
一般に、無電極ランプ装置は、マイクロ波で無電極ランプを励起させて発光させるものであり、主な構成要素として、無電極ランプと、マイクロ波共振器と、集光ミラーと、導波管と、マグネトロンとを備えている。前記構成要素の導波管とマイクロ波共振器は、それぞれ別体に成形され、両者はねじなどで接合されている。 In general, an electrodeless lamp device excites an electrodeless lamp with microwaves to emit light, and includes, as main components, an electrodeless lamp, a microwave resonator, a condenser mirror, and a waveguide. , A magnetron. The component waveguide and the microwave resonator are formed separately from each other, and both are joined by screws or the like.
前記構成要素のうち、マグネトロンは、このマグネトロンで発生したマイクロ波を外部に放射するマグネトロン出力アンテナ部を備える。そして、そのマグネトロン出力アンテナ部は、アルミナを主材料とするセラミックの中空管である。このアルミナは、白色もしくは象牙色であり、汚れが付き易い性質を有する。そこで、マグネトロン出力アンテナ部を構成するセラミックは、汚れを目立たなくするために、酸化鉄などを混入してあらかじめ着色したアルミナ材料が用いられている。 Among the above components, the magnetron includes a magnetron output antenna unit for radiating microwaves generated by the magnetron to the outside. The magnetron output antenna section is a hollow ceramic tube mainly composed of alumina. This alumina is white or ivory and has the property of being easily stained. For this reason, the ceramic constituting the magnetron output antenna section is made of an alumina material which has been colored in advance by mixing iron oxide or the like in order to make dirt less noticeable.
前記マグネトロン出力アンテナ部は、大出力で使用すると、当該マグネトロン出力アンテナ部の温度が急激に上昇し、熱歪を生じて破損する場合がある。このマグネトロン出力アンテナ部の破損は、無電極ランプを立ち上げる際に顕著に発生する。そして、その破損の原因は、無電極ランプを立ち上げる際に、無電極ランプに封入されている発光材料が十分に気化していないため、照射されたマイクロ波が無電極ランプに吸収されずに反射波としてマグネトロン出力アンテナ部に戻り、その反射波でマグネトロン出力アンテナ部が自己加熱されるためである。そこで従来、マグネトロン出力アンテナ部の破損防止のために、無電極ランプ装置からの光をワークなどに照射しない時でも無電極ランプを点灯させて常時発光媒体を気化させたものや、マグネトロンを駆動させる電力を除々に増加させるソフトスタート手段を備えて反射波の発生を制御した無電極ランプ装置も開発されている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、従来の無電極ランプ装置が導波管とマイクロ波共振器とをそれぞれ別体に成形していることが、無電極ランプ装置ごとの光出力のばらつきや、光出力の経時的な低下の原因であることが判明した。これらの現象は、導波管とマイクロ波共振器の接合部分がマイクロ波の電場で放電し、またはマイクロ波の漏れが発生して、マイクロ波エネルギーが損失するために生じると推定される。なお、前記無電極ランプ装置ごとの光出力のばらつきや、光出力の経時的な低下は、大出力の無電極ランプ装置の場合に顕著になる。 However, the fact that the conventional electrodeless lamp device molds the waveguide and the microwave resonator separately from each other causes variations in the light output of each electrodeless lamp device and a decrease in the light output over time. It turned out to be the cause. It is presumed that these phenomena occur because the junction between the waveguide and the microwave resonator is discharged by a microwave electric field, or microwave leakage occurs and microwave energy is lost. The variation in the light output of each of the electrodeless lamp devices and the decrease in the light output with time become remarkable in the case of the electrodeless lamp device having a large output.
一方、マグネトロン出力アンテナ部の破損を防止するために、常時発光媒体を気化させる従来の無電極ランプ装置は、ワークなどに光を照射しない時でも無電極ランプを点灯させるために省エネ使用に反する。また、マグネトロンを駆動させる電力を除々に増加させるソフトスタート手段を備える従来の無電極ランプ装置は、別途マグネトロン駆動制御回路を備えるために制御機構が複雑になる。 On the other hand, a conventional electrodeless lamp device that constantly vaporizes a luminous medium in order to prevent damage to the magnetron output antenna unit is contrary to energy saving use because the electrodeless lamp is turned on even when light is not irradiated on a work or the like. In addition, the conventional electrodeless lamp device including the soft start means for gradually increasing the power for driving the magnetron has a complicated control mechanism because a separate magnetron drive control circuit is provided.
さらに、従来の無電極ランプ装置で発生するマグネトロン出力アンテナ部の急激な温度上昇は、マグネトロン出力アンテナ部を構成するセラミックに、着色のために混入した酸化鉄などがマイクロ波で発熱するために生じることが判明した。 Further, the rapid rise in temperature of the magnetron output antenna portion generated in the conventional electrodeless lamp device occurs because iron oxide and the like mixed for coloring into the ceramic constituting the magnetron output antenna portion generate heat by microwaves. It has been found.
そこで、本考案では、前記した問題を解決し、光出力を安定化させ、点滅使用が可能な無電極ランプ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, stabilize the light output, and provide an electrodeless lamp device that can be used for blinking.
前記課題を解決するため、請求項1に係る考案では、マイクロ波で無電極ランプを励起させて発光させる無電極ランプ装置において、マイクロ波を発生するマグネトロンと、このマグネトロンで発生したマイクロ波を伝達する導波管およびこの導波管から伝達されたマイクロ波を共振させて電界を発生させるマイクロ波共振器とからなる筐体と、このマイクロ波共振器で発生した電界を発光材料が吸収して発光する無電極ランプと、この無電極ランプで発生した光を反射して集光させる集光ミラーとを備え、前記筐体を一体に成形したものである。 In order to solve the above problem, according to the invention of claim 1, in an electrodeless lamp device that excites and emits an electrodeless lamp with microwaves, a magnetron that generates microwaves and transmits the microwaves generated by the magnetrons A housing consisting of a waveguide that generates a microwave and a microwave resonator that resonates the microwave transmitted from the waveguide to generate an electric field, and the luminescent material absorbs the electric field generated by the microwave resonator. An electrodeless lamp that emits light, and a condensing mirror that reflects and condenses the light generated by the electrodeless lamp, are integrally formed with the housing.
また、請求項2に係る考案では、アルミナが92重量%以上であるセラミック材料からなるマグネトロン出力アンテナの先端部を、半球形としたものである。 In the invention according to claim 2, the tip of the magnetron output antenna made of a ceramic material containing 92% by weight or more of alumina is formed in a hemispherical shape.
請求項1に係る考案によれば、無電極ランプ装置ごとの光出力のばらつきや、光出力の経時的な低下を低減できるために、光出力の安定が図れる。 According to the first aspect of the present invention, since the variation in the light output of each electrodeless lamp device and the decrease in the light output over time can be reduced, the light output can be stabilized.
また、請求項2に係る考案によれば、無電極ランプ装置の立ち上げ時に発生するマグネトロン出力アンテナの破損を防止できるために、無電極ランプ装置の点滅使用が可能になる。 According to the second aspect of the present invention, since the magnetron output antenna can be prevented from being damaged when the electrodeless lamp device is started, the electrodeless lamp device can be used by blinking.
次に、本考案の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本考案に係る無電極ランプ装置の断面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a sectional view of the electrodeless lamp device according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態の無電極ランプ装置は、無電極ランプ1と、マイクロ波共振器2と、集光ミラー5と、導波管6,6と、マグネトロン7,7と、冷却ファン9と、アンテナ12,12とを備えている。
As shown in FIG. 1, the electrodeless lamp device of the present embodiment includes an electrodeless lamp 1, a microwave resonator 2, a
無電極ランプ1は、石英などで成形された筒形のガラス管であり、その内部に水銀などの発光材料を封入し、マイクロ波共振器2内に固定されている。前記マイクロ波共振器2は、アルミニウムで成形された箱形であり、光照射側に開口した空洞壁3と、この空洞壁3の開口面2aに配設されたマイクロ波反射メッシュ4とで構成されている。
The electrodeless lamp 1 is a cylindrical glass tube formed of quartz or the like, in which a light emitting material such as mercury is sealed, and is fixed in the microwave resonator 2. The microwave resonator 2 has a box shape formed of aluminum and includes a
集光ミラー5は、断面形状が半楕円形の半割り筒形凹面鏡であり、マイクロ波を透過する硬質ガラスで成形されている。また、集光ミラー5は、前記無電極ランプ1で発生した光を反射して集光させ、その光を前記マイクロ波共振器の開口面2aへ導くように、マイクロ波共振器2内に配設されている。
The
導波管6,6は、アルミニウムで成形された中空管である。前記導波管6,6は、その導波管の一端部6aと、前記マイクロ波共振器の閉口面2bとで、後記するアンテナ貫通穴13を介して接合されている。なお、導波管6,6とマイクロ波共振器2の接合部分で発生するマイクロ波の電場の放電、またはマイクロ波の漏れを防止するために、前記導波管6,6とマイクロ波共振器2とは、連続して一体に成形されている。
The
マグネトロン7,7は、このマグネトロンで発生したマイクロ波を導波管6,6に放射するマグネトロン出力アンテナ部8,8を備える。前記マグネトロン7,7は、マグネトロン出力アンテナ部8,8を前記導波管の他端部6b,6bに挿設した状態で固定されている。
The magnetrons 7 and 7 include magnetron
マグネトロン出力アンテナ部8は、セラミックで成形された中空管であり、その先端部8aが半球形に成形されている。前記マグネトロン出力アンテナ部8は、その内部に図示しないアンテナリードを内包し、マグネトロン7の一側面に延設されている。前記マグネトロン出力アンテナ部8を成形するセラミックは、アルミナが92重量%以上であるセラミック材料である。前記セラミック材料は、アルミナ含量を92重量%以上にしたことでセラミックの誘電体損失を小さくできるために、ランプ立ち上げ時に発生するマグネトロン出力アンテナ部8の急激な温度上昇を抑制できる。また、マグネトロン出力アンテナ部の先端部8aの形状を半球形としたことにより、応力の集中を防ぎ、加熱により生じる歪みに起因するセラミック部の破損を防止できる。その結果として、無電極ランプ装置の点滅使用が可能になる。
The magnetron
冷却ファン9は、前記導波管6,6の上方に配設されている。また、通風穴10とランプ冷却用ノズル11は、冷却ファン9から送出された冷却風を無電極ランプ1の表面に吹き付けるように、通風穴10が導波管6,6に形成され、ランプ冷却用ノズル11がマイクロ波共振器の閉口面2bと集光ミラー5の凹部を貫通して配設されている。
The cooling fan 9 is provided above the
マイクロ波共振器2にマイクロ波を放射するアンテナ12,12は、前記導波管の端部6a,6aからマイクロ波共振器2に延設されている。前記アンテナ12,12は、その一部を無電極ランプ1と集光ミラー5に平行して配置され、その一端が空洞壁3に接続され、他端がアンテナ貫通穴13,14を貫通して導波管6,6内に固定されている。なお、アンテナ12を設けないように構成することも可能である。上述した各構成要素は、灯具15に収容されている。
Antennas 12, 12 for radiating microwaves to the microwave resonator 2 extend from the
以上のように構成された無電極ランプ装置において、マグネトロン7で発生したマイクロ波は、マグネトロン出力アンテナ部8から導波管6に放射される。導波管6に放射されたマイクロ波は、導波管6を伝わり、アンテナ12からマイクロ波共振器2に放射される。アンテナ12から放射されたマイクロ波は、マイクロ波共振器2で反射し、無電極ランプ1内に封入された水銀などを励起してプラズマを発生させる。無電極ランプ1内でプラズマが発生すると、無電極ランプ1から紫外線を含む光が放射される。この光は、集光ミラー5で反射して、マイクロ波共振器の開口面2aの下方にある集光面FP(図2参照)に集束する。
In the electrodeless lamp device configured as described above, the microwave generated by the magnetron 7 is radiated from the magnetron
図2は図1のA−A線斜視方向から見た無電極ランプ装置の断面図である。前記のとお
り、導波管6とマイクロ波共振器2とは、導波管の一端部6aとマイクロ波共振器の開口面2aと反対の閉口面2bとで連続して一体に成形されており、例えば、アルミニウム鋳造で一体に成型されている。前記のように一体に成型することで、導波管6とマイクロ波共振器2の接合部分で発生するマイクロ波の電場の放電、またはマイクロ波の漏れを防止することができる。その結果、無電極ランプ装置ごとの光出力のばらつきや、光出力の経時的な低下を低減でき、光出力の安定化が図れる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrodeless lamp device as viewed from a perspective direction along the line AA in FIG. As described above, the
以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、導波管6とマイクロ波共振器2とをアルミニウム鋳造で一体に成型したが、その材質はアルミニウムに限定されるものではなく、マイクロ波を反射させるものを適用することができる。また、その製造方法も鋳造に限定されず、例えば、プレス加工なども適用することができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the present embodiment, the
1 無電極ランプ
2 マイクロ波共振器
3 空洞壁
4 マイクロ波反射メッシュ
5 集光ミラー
6 導波管
7 マグネトロン
8 マグネトロン出力アンテナ部
9 冷却ファン
10 通風穴
11 ランプ冷却用ノズル
12 アンテナ
13,14 アンテナ貫通穴
15 灯具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrodeless lamp 2
Claims (2)
マイクロ波を発生するマグネトロンと、
前記マグネトロンで発生したマイクロ波を伝達する導波管および前記導波管から伝達されたマイクロ波を共振させて電界を発生させるマイクロ波共振器とからなる筐体と、
前記マイクロ波共振器で発生した電界を発光材料が吸収して発光する無電極ランプと、
前記無電極ランプで発生した光を反射して集光させる集光ミラーとを備え、
前記筐体が前記導波管および前記マイクロ波共振器とを一体に成形したことを特徴とする無電極ランプ装置。 In an electrodeless lamp device that excites an electrodeless lamp with microwaves and emits light,
A magnetron that generates microwaves,
A housing comprising a waveguide that transmits microwaves generated by the magnetron and a microwave resonator that resonates the microwaves transmitted from the waveguides to generate an electric field;
An electrodeless lamp that emits light by absorbing the electric field generated by the microwave resonator by a luminescent material,
And a condenser mirror for reflecting and condensing light generated by the electrodeless lamp,
An electrodeless lamp device, wherein the housing integrally forms the waveguide and the microwave resonator.
2. The electrodeless lamp device according to claim 1, wherein the tip of the magnetron output antenna made of a ceramic material containing 92% by weight or more of alumina has a hemispherical shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004003421U JP3105900U (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Electrodeless lamp device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004003421U JP3105900U (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Electrodeless lamp device |
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JP3105900U true JP3105900U (en) | 2004-12-02 |
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JP2004003421U Expired - Lifetime JP3105900U (en) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Electrodeless lamp device |
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JP (1) | JP3105900U (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011146277A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Iwasaki Electric Co Ltd | Microwave discharge lamp device |
-
2004
- 2004-06-14 JP JP2004003421U patent/JP3105900U/en not_active Expired - Lifetime
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JP2011146277A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Iwasaki Electric Co Ltd | Microwave discharge lamp device |
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