JP3174296B2 - マイクロ波無電極放電ランプ装置 - Google Patents
マイクロ波無電極放電ランプ装置Info
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- lamp device
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/36—Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
- H01J23/54—Filtering devices preventing unwanted frequencies or modes to be coupled to, or out of, the interaction circuit; Prevention of high frequency leakage in the environment
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- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
- H01J65/044—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit
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- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロンで発
振したマイクロ波で発光物質を励起させて、放電発光す
るマイクロ波無電極放電ランプ装置に関するものであ
る。
振したマイクロ波で発光物質を励起させて、放電発光す
るマイクロ波無電極放電ランプ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のマイクロ波無電極放電ラ
ンプ装置は、例えば特開昭５６−１２６２５０号公報に
開示されている。
ンプ装置は、例えば特開昭５６−１２６２５０号公報に
開示されている。
【０００３】すなわち、従来のものは、図５に示すよう
に、マイクロ波を発生させるマグネトロン１４と、マイ
クロ波を透過せず、光を透過する金属メッシュ素材から
なる円筒形の空洞構成容器２と、発生したマイクロ波を
空洞構成容器２内に伝送する導波管１５と、マグネトロ
ン１４および空洞構成容器２を収納した容器１６とを有
する。
に、マイクロ波を発生させるマグネトロン１４と、マイ
クロ波を透過せず、光を透過する金属メッシュ素材から
なる円筒形の空洞構成容器２と、発生したマイクロ波を
空洞構成容器２内に伝送する導波管１５と、マグネトロ
ン１４および空洞構成容器２を収納した容器１６とを有
する。
【０００４】マグネトロン１４には、マイクロ波を発振
するアンテナ１０と、実質的にマイクロ波を発生させる
マグネトロンチューブ１７と、マグネトロンチューブ１
７を囲むように磁路を形成するヨーク９と、ヨーク９で
囲まれた空間に、マグネトロンチューブ１７から発生し
た熱を放熱する放熱フィン１８とが設けられている。空
洞構成容器２内には、石英ガラスからなる支持棒４で支
持固定され、かつ内部に発光物質が封入された無電極発
光管５が設けられている。容器１６の壁の一部には、マ
グネトロン１４を冷却するための冷却ファン１９が設け
られている。
するアンテナ１０と、実質的にマイクロ波を発生させる
マグネトロンチューブ１７と、マグネトロンチューブ１
７を囲むように磁路を形成するヨーク９と、ヨーク９で
囲まれた空間に、マグネトロンチューブ１７から発生し
た熱を放熱する放熱フィン１８とが設けられている。空
洞構成容器２内には、石英ガラスからなる支持棒４で支
持固定され、かつ内部に発光物質が封入された無電極発
光管５が設けられている。容器１６の壁の一部には、マ
グネトロン１４を冷却するための冷却ファン１９が設け
られている。
【０００５】次に、このような従来のマイクロ波無電極
放電ランプ装置の動作について説明する。
放電ランプ装置の動作について説明する。
【０００６】マグネトロンチューブ１７から発生したマ
イクロ波は、アンテナ１０から導波管１５内に発振さ
れ、導波管１５内を伝送して、導波管１５の給電口１１
から空洞構成容器２内に供給される。供給されたマイク
ロ波は、無電極発光管５に封入された発光物質を励起し
て、放電発光させる。マグネトロン１４がマイクロ波の
発生動作をしている時、マグネトロンチューブ１７には
熱損失が発生し、その熱損失により、マグネトロンチュ
ーブ１７の温度が上昇し、マグネトロン１４の動作不安
定や短寿命の原因を招く。そこで、マグネトロンチュー
ブ１７の温度を実用上支障のない程度の温度に抑制する
ために、冷却ファン１９を作動させ、１分あたり約１０
００リットルの流量で、ヨーク９内に冷却風を送り込ん
で、マグネトロンチューブ１７を強制冷却している。そ
して、冷却風は導波管１５に設けられた通風口２０、給
電口１１、空洞構成容器２を通って、外部に流れ出る。
イクロ波は、アンテナ１０から導波管１５内に発振さ
れ、導波管１５内を伝送して、導波管１５の給電口１１
から空洞構成容器２内に供給される。供給されたマイク
ロ波は、無電極発光管５に封入された発光物質を励起し
て、放電発光させる。マグネトロン１４がマイクロ波の
発生動作をしている時、マグネトロンチューブ１７には
熱損失が発生し、その熱損失により、マグネトロンチュ
ーブ１７の温度が上昇し、マグネトロン１４の動作不安
定や短寿命の原因を招く。そこで、マグネトロンチュー
ブ１７の温度を実用上支障のない程度の温度に抑制する
ために、冷却ファン１９を作動させ、１分あたり約１０
００リットルの流量で、ヨーク９内に冷却風を送り込ん
で、マグネトロンチューブ１７を強制冷却している。そ
して、冷却風は導波管１５に設けられた通風口２０、給
電口１１、空洞構成容器２を通って、外部に流れ出る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のマイクロ波無電極放電ランプ装置では、送風機を利
用した強制空冷機構を用いているために、周囲の使用環
境の影響を受けやすく、例えばほこり、塵、虫等の吸い
込みや蓄積により、マグネトロンチューブや冷却ファン
等が劣化しやすくなるために、長寿命化を図ることがで
きないという問題があった。
来のマイクロ波無電極放電ランプ装置では、送風機を利
用した強制空冷機構を用いているために、周囲の使用環
境の影響を受けやすく、例えばほこり、塵、虫等の吸い
込みや蓄積により、マグネトロンチューブや冷却ファン
等が劣化しやすくなるために、長寿命化を図ることがで
きないという問題があった。
【０００８】また、送風機の回転および気流により、大
きな騒音が発生するという問題があった。
きな騒音が発生するという問題があった。
【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、長寿命で、かつ騒音の発生を防止した
マイクロ波無電極放電ランプ装置を提供するものであ
る。
なされたもので、長寿命で、かつ騒音の発生を防止した
マイクロ波無電極放電ランプ装置を提供するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波無電
極放電ランプ装置は、マグネトロンチューブと前記マグ
ネトロンチューブを囲むヨークとを有するマグネトロン
と、少なくとも前記マグネトロンチューブを収納した容
器と、前記マグネトロンが発振するマイクロ波を伝送す
る伝送路と、前記マイクロ波によって励起発光する発光
物質を封入した無電極発光管とを備え、前記ヨークで囲
まれた空間と前記容器の内部とが連通しており、前記容
器に流動体が封入されている構成を有している。
極放電ランプ装置は、マグネトロンチューブと前記マグ
ネトロンチューブを囲むヨークとを有するマグネトロン
と、少なくとも前記マグネトロンチューブを収納した容
器と、前記マグネトロンが発振するマイクロ波を伝送す
る伝送路と、前記マイクロ波によって励起発光する発光
物質を封入した無電極発光管とを備え、前記ヨークで囲
まれた空間と前記容器の内部とが連通しており、前記容
器に流動体が封入されている構成を有している。
【００１１】この構成により、マグネトロンチューブに
発生した熱は流動体、そして容器へと伝導されて外部に
放熱される。このため、マグネトロンチューブを安定に
動作させることができるとともに、マグネトロンチュー
ブ等にこれらの劣化の原因となる異物の混入を防止する
ことができる。また、流動体の循環は熱対流を利用して
いるために、静穏にマグネトロンチューブを冷却するこ
とができる。
発生した熱は流動体、そして容器へと伝導されて外部に
放熱される。このため、マグネトロンチューブを安定に
動作させることができるとともに、マグネトロンチュー
ブ等にこれらの劣化の原因となる異物の混入を防止する
ことができる。また、流動体の循環は熱対流を利用して
いるために、静穏にマグネトロンチューブを冷却するこ
とができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
て、図面を用いて説明する。
【００１３】本発明の第１の実施形態のマイクロ波無電
極放電ランプ装置は、図１に示すように、マイクロ波を
発生するマグネトロン１と、マイクロ波を透過させず、
光を透過させる導電性メッシュ素材等からなる円筒状の
空洞構成容器２と、マグネトロン１が発生したマイクロ
波を空洞構成容器２内に伝送させる導波管３と、誘電性
材料等からなる支持棒４で支持され、かつ空洞構成容器
２内に設けられた無電極発光管５と、例えば絶縁オイル
等からなる冷却用の流動体６を密閉封入した、銅、アル
ミニウム等からなる容器７とを備えている。
極放電ランプ装置は、図１に示すように、マイクロ波を
発生するマグネトロン１と、マイクロ波を透過させず、
光を透過させる導電性メッシュ素材等からなる円筒状の
空洞構成容器２と、マグネトロン１が発生したマイクロ
波を空洞構成容器２内に伝送させる導波管３と、誘電性
材料等からなる支持棒４で支持され、かつ空洞構成容器
２内に設けられた無電極発光管５と、例えば絶縁オイル
等からなる冷却用の流動体６を密閉封入した、銅、アル
ミニウム等からなる容器７とを備えている。
【００１４】マグネトロン１には、実質的にマイクロ波
を発生させるマグネトロンチューブ８と、マグネトロン
チューブ８を囲むように磁路を形成するヨーク９と、発
生したマイクロ波を導波管３内に発振させるアンテナ１
０とを備えている。ヨーク９で囲まれた空間は、図２
（図１のＡ−Ａ線の断面図）にも示すように、容器７の
内部空間と接続され、連通している。したがって、ヨー
ク９で囲まれた空間内に設けられたマグネトロンチュー
ブ８は、流動体６に浸された状態にある。
を発生させるマグネトロンチューブ８と、マグネトロン
チューブ８を囲むように磁路を形成するヨーク９と、発
生したマイクロ波を導波管３内に発振させるアンテナ１
０とを備えている。ヨーク９で囲まれた空間は、図２
（図１のＡ−Ａ線の断面図）にも示すように、容器７の
内部空間と接続され、連通している。したがって、ヨー
ク９で囲まれた空間内に設けられたマグネトロンチュー
ブ８は、流動体６に浸された状態にある。
【００１５】空洞構成容器２は、導波管３とマイクロ波
が外部に漏れないように電気的に接続されており、給電
口１１を通じて導波管３内と連通している。
が外部に漏れないように電気的に接続されており、給電
口１１を通じて導波管３内と連通している。
【００１６】無電極発光管５は、透明の石英ガラスや透
光性セラミック等からなり、その内部には発光物質とし
てＩｎＢｒ等の金属ハロゲン化物と、Ａｒ等の不活性ガ
スとが封入されている。
光性セラミック等からなり、その内部には発光物質とし
てＩｎＢｒ等の金属ハロゲン化物と、Ａｒ等の不活性ガ
スとが封入されている。
【００１７】なお、安定、かつ均等な放電発光を得るた
めに、支持棒４にモーター等（図示せず）を接続して、
支持棒４を回転軸として無電極発光管５を回転させなが
ら点灯させても良い。
めに、支持棒４にモーター等（図示せず）を接続して、
支持棒４を回転軸として無電極発光管５を回転させなが
ら点灯させても良い。
【００１８】次に、上記実施の形態のマイクロ波無電極
放電ランプ装置の動作について説明する。
放電ランプ装置の動作について説明する。
【００１９】アンテナ１０より発振されたマイクロ波
は、導波管３内を伝送し、給電口１１を通って空洞構成
容器２内に供給される。供給されたマイクロ波は、無電
極発光管５に充填された発光物質を励起して、無電極発
光管５を放電発光させる。
は、導波管３内を伝送し、給電口１１を通って空洞構成
容器２内に供給される。供給されたマイクロ波は、無電
極発光管５に充填された発光物質を励起して、無電極発
光管５を放電発光させる。
【００２０】このようにマイクロ波の発振動作が行われ
ると、マグネトロンチューブ８の温度が上昇し、マグネ
トロンチューブ８近辺の流動体６の温度も上昇する。そ
うすると、マグネトロンチューブ８近辺の流動体６の温
度とマグネトロンチューブ８から最も離れた流動体６の
温度との温度差が大きくなり、容器７内で流動体６の熱
対流が起こり、流動体６は容器７内を循環する。流動体
６が循環するうちに、容器７は熱伝導性が良いために、
流動体６の熱が容器７を通じて外部に放熱され、マグネ
トロンチューブ８近辺の流動体６の温度をかなり下げる
ことができる。すなわち、マグネトロンチューブ８の温
度をマグネトロン１が安定動作するのに必要な程度の温
度にまで十分低下させることができる。
ると、マグネトロンチューブ８の温度が上昇し、マグネ
トロンチューブ８近辺の流動体６の温度も上昇する。そ
うすると、マグネトロンチューブ８近辺の流動体６の温
度とマグネトロンチューブ８から最も離れた流動体６の
温度との温度差が大きくなり、容器７内で流動体６の熱
対流が起こり、流動体６は容器７内を循環する。流動体
６が循環するうちに、容器７は熱伝導性が良いために、
流動体６の熱が容器７を通じて外部に放熱され、マグネ
トロンチューブ８近辺の流動体６の温度をかなり下げる
ことができる。すなわち、マグネトロンチューブ８の温
度をマグネトロン１が安定動作するのに必要な程度の温
度にまで十分低下させることができる。
【００２１】なお、上記実施の形態ではマイクロ波の伝
送路に導波管３を用いたが、同軸線路を用いてもよい。
ただし、この場合、給電口１１の代わりにアンテナ等を
用いる。
送路に導波管３を用いたが、同軸線路を用いてもよい。
ただし、この場合、給電口１１の代わりにアンテナ等を
用いる。
【００２２】また、上記実施の形態では流動体６に絶縁
オイルを用いたが、流動体６には例えば、電気絶縁性、
流動性、低温流動性能、金属腐食性等に優れた性能を有
するものを用いることが好ましい。しかし、それ以外に
も安価な水、ヘリウム等を適度な熱伝導性能を持つよう
に圧力を調整した気体や、フロンガス等のように液体と
気体との相変化による発熱吸熱反応を利用した流動体等
を用いてもよい。
オイルを用いたが、流動体６には例えば、電気絶縁性、
流動性、低温流動性能、金属腐食性等に優れた性能を有
するものを用いることが好ましい。しかし、それ以外に
も安価な水、ヘリウム等を適度な熱伝導性能を持つよう
に圧力を調整した気体や、フロンガス等のように液体と
気体との相変化による発熱吸熱反応を利用した流動体等
を用いてもよい。
【００２３】また、導波管３や容器７等を筐体（図示せ
ず）に収納する場合があるが、その場合は、導波管３や
容器７等の少なくとも一部を筐体と密着させるか、ある
いは導波管３や容器７等の少なくとも一部と筐体との間
に熱伝導体等を介在させて、導波管３や容器７等と筐体
とを熱的に結合させることで、マグネトロンチューブ８
に対する上記冷却効果を維持することができる。
ず）に収納する場合があるが、その場合は、導波管３や
容器７等の少なくとも一部を筐体と密着させるか、ある
いは導波管３や容器７等の少なくとも一部と筐体との間
に熱伝導体等を介在させて、導波管３や容器７等と筐体
とを熱的に結合させることで、マグネトロンチューブ８
に対する上記冷却効果を維持することができる。
【００２４】上記第１の実施の形態の構成によると、マ
グネトロンチューブ８を効率よく冷却して、安定に動作
させるとともに、マグネトロンチューブ８等にこれを劣
化させる原因となる異物の混入を防いで、マグネトロン
チューブ８等の劣化を防止することができ、マイクロ波
無電極放電ランプ装置の長寿命化を図ることができる。
また、流動体６の循環には、ポンプ等の循環装置を用い
ずに、熱対流を利用しているために、騒音の発生を防止
することができる。さらに、マグネトロンチューブ８全
体を流動体６に浸しているために、冷却効率が従来の強
制空冷に比してはるかに良く、したがって従来の強制空
冷のマグネトロンに用いられていた放熱フィンを不要に
でき、構造を簡略化することができる。
グネトロンチューブ８を効率よく冷却して、安定に動作
させるとともに、マグネトロンチューブ８等にこれを劣
化させる原因となる異物の混入を防いで、マグネトロン
チューブ８等の劣化を防止することができ、マイクロ波
無電極放電ランプ装置の長寿命化を図ることができる。
また、流動体６の循環には、ポンプ等の循環装置を用い
ずに、熱対流を利用しているために、騒音の発生を防止
することができる。さらに、マグネトロンチューブ８全
体を流動体６に浸しているために、冷却効率が従来の強
制空冷に比してはるかに良く、したがって従来の強制空
冷のマグネトロンに用いられていた放熱フィンを不要に
でき、構造を簡略化することができる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態のマイク
ロ波無電極放電ランプ装置は、図３に示すように、容器
１２が環路を形成するような二重壁を有し、流動体６が
その環路に封入され、容器１２の環路内にマグネトロン
チューブ８とヨーク９とが設けられている点を除いて、
図１に示したマイクロ波無電極放電ランプ装置と構成が
同じである。図３において、図１と同一図番のものは同
様の機能を有するので、その説明は省略する。
ロ波無電極放電ランプ装置は、図３に示すように、容器
１２が環路を形成するような二重壁を有し、流動体６が
その環路に封入され、容器１２の環路内にマグネトロン
チューブ８とヨーク９とが設けられている点を除いて、
図１に示したマイクロ波無電極放電ランプ装置と構成が
同じである。図３において、図１と同一図番のものは同
様の機能を有するので、その説明は省略する。
【００２６】上記第２の実施の形態の構成によると、流
動体６が容器１２の環路を循環すると、容器１２の表面
積は容器７の表面積より大きいので、流動体６の熱の放
熱量が増加し、マグネトロンチューブ８の冷却効率をよ
り向上させることができる。
動体６が容器１２の環路を循環すると、容器１２の表面
積は容器７の表面積より大きいので、流動体６の熱の放
熱量が増加し、マグネトロンチューブ８の冷却効率をよ
り向上させることができる。
【００２７】さらに、本発明の第３の実施の形態のマイ
クロ波無電極放電ランプ装置は、図４に示すように、容
器１２の環路上に放熱器１３を設けた点を除いて、図３
に示したマイクロ波無電極放電ランプ装置の構成と同じ
である。図４において、図３と同一図番のものは同様の
機能を有するので、その説明は省略する。放熱器１３
は、放熱量を増やすために、表面積を大きくした部品、
例えば外表面に放熱板を多数並べた導管や、生物の毛細
血管のように細い導管を複数並行に設けたもの等からな
る。
クロ波無電極放電ランプ装置は、図４に示すように、容
器１２の環路上に放熱器１３を設けた点を除いて、図３
に示したマイクロ波無電極放電ランプ装置の構成と同じ
である。図４において、図３と同一図番のものは同様の
機能を有するので、その説明は省略する。放熱器１３
は、放熱量を増やすために、表面積を大きくした部品、
例えば外表面に放熱板を多数並べた導管や、生物の毛細
血管のように細い導管を複数並行に設けたもの等からな
る。
【００２８】上記第３の実施の形態の構成によると、放
熱器１３による流動体６の熱の放熱量が増加し、マグネ
トロンチューブ８の冷却効率をより一層に向上させるこ
とができる。また、流動体６の封入量を低減できるの
で、コストの削減やマイクロ波無電極放電ランプ装置の
小型化や、軽量化を行うことができる。
熱器１３による流動体６の熱の放熱量が増加し、マグネ
トロンチューブ８の冷却効率をより一層に向上させるこ
とができる。また、流動体６の封入量を低減できるの
で、コストの削減やマイクロ波無電極放電ランプ装置の
小型化や、軽量化を行うことができる。
【００２９】また、放熱器１３は、前記第１の実施の形
態の容器７に用いても上記効果を得ることができる。
態の容器７に用いても上記効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は長寿命
で、かつ騒音の発生を防止することのできるマイクロ波
無電極放電ランプ装置を提供することができるものであ
る。
で、かつ騒音の発生を防止することのできるマイクロ波
無電極放電ランプ装置を提供することができるものであ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態のマイクロ波無電極
放電ランプ装置の一部切欠正面図
放電ランプ装置の一部切欠正面図
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態のマイクロ波無電極
放電ランプ装置の一部切欠正面図
放電ランプ装置の一部切欠正面図
【図４】本発明の第３の実施の形態のマイクロ波無電極
放電ランプ装置の一部切欠正面図
放電ランプ装置の一部切欠正面図
【図５】従来のマイクロ波無電極放電ランプ装置の一部
切欠正面図
切欠正面図
１ マグネトロン ３ 導波管 ５ 無電極発光管 ６ 流動体 ７，１２ 容器 ８ マグネトロンチューブ ９ ヨーク １３ 放熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−273899（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−137972（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F21S 2/00 H01J 65/04 H05B 41/24
Claims (5)
- 【請求項１】 マグネトロンチューブと前記マグネトロ
ンチューブを囲んだヨークとを有するマグネトロンと、
少なくとも前記マグネトロンチューブを収納した容器
と、前記マグネトロンが発振するマイクロ波を伝送する
伝送路と、前記マイクロ波によって励起発光する発光物
質を封入した無電極発光管とを備え、前記ヨークで囲ま
れた空間と前記容器の内部とが連通しており、前記容器
に流動体が封入されていることを特徴とするマイクロ波
無電極放電ランプ装置。 - 【請求項２】 前記容器は、良熱伝導体からなることを
特徴とする請求項１記載のマイクロ波無電極放電ランプ
装置。 - 【請求項３】 前記容器に前記流動体が循環する環路を
設けていることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載のマイクロ波無電極放電ランプ装置。 - 【請求項４】 前記容器に前記流動体の熱を放熱する手
段を設けていることを特徴とする請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載のマイクロ波無電極放電ランプ装
置。 - 【請求項５】 前記流動体は、絶縁オイルからなること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
のマイクロ波無電極放電ランプ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19999098A JP3174296B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | マイクロ波無電極放電ランプ装置 |
| US09/347,755 US6351087B1 (en) | 1998-07-15 | 1999-07-06 | Microwave electrodeless discharge lamp apparatus |
| CNB991103785A CN1149629C (zh) | 1998-07-15 | 1999-07-15 | 微波无电极放电灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19999098A JP3174296B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | マイクロ波無電極放電ランプ装置 |
Publications (2)
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