JPH0260001A - 無電極ランプバルブ温度分布を均一化する方法及び装置 - Google Patents
無電極ランプバルブ温度分布を均一化する方法及び装置Info
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- JPH0260001A JPH0260001A JP1160975A JP16097589A JPH0260001A JP H0260001 A JPH0260001 A JP H0260001A JP 1160975 A JP1160975 A JP 1160975A JP 16097589 A JP16097589 A JP 16097589A JP H0260001 A JPH0260001 A JP H0260001A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
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- H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、無電極ランプバルブの温度分布を均一化させ
る方法及び装置に関するものである。
る方法及び装置に関するものである。
従来技術
無電極ランプにおけるバルブ即ち発光灯は動作中に極め
て高温となり、従って効果的に冷却されねばならないと
いうことが知られている。この様なバルブの加熱は、バ
ルブへ結合することが可能な電磁エネルギーのパワー密
度に上限を与えており、従ってバルブによって射出する
ことが可能な光の強度は制限されることとなる。
て高温となり、従って効果的に冷却されねばならないと
いうことが知られている。この様なバルブの加熱は、バ
ルブへ結合することが可能な電磁エネルギーのパワー密
度に上限を与えており、従ってバルブによって射出する
ことが可能な光の強度は制限されることとなる。
本願出願人が所有する米国特許第４，４８５゜３３２号
及び第４，６９５，７５７号において、ランプバルブ即
ちランプ発光灯と該バルブに吹付けられる冷却用流体の
流れとの間に相対的な回転を与えるという思想が開示さ
れている。この方式においては、従来技術に比べて著し
い改良を与えるものであり、その場合、電球乃至は発光
灯などのバルブは静止状態に維持され且つ冷却用流体は
バルブに対して吹付けるものであった。
及び第４，６９５，７５７号において、ランプバルブ即
ちランプ発光灯と該バルブに吹付けられる冷却用流体の
流れとの間に相対的な回転を与えるという思想が開示さ
れている。この方式においては、従来技術に比べて著し
い改良を与えるものであり、その場合、電球乃至は発光
灯などのバルブは静止状態に維持され且つ冷却用流体は
バルブに対して吹付けるものであった。
ある適用においては、米国特許第４，４８５゜３３２号
及び第４，６９５，７５７号に開示されているものより
も一層一様な温度の壁負荷が必要とされる。例えば、希
土類ハライド（例えば、便化ジスプロシウム）などのあ
る充填物質は、合成石英のバルブ壁の上限温度近傍で蒸
発する。従来技術の冷却方法を使用した場合バルブ上の
温度差は著しい場合があり、これらの充填物質がバルブ
の最も温度の低い部分で凝縮することがあり、しかもバ
ルブの最も高温の部分の高温がバルブの寿命を短くする
こととなる。
及び第４，６９５，７５７号に開示されているものより
も一層一様な温度の壁負荷が必要とされる。例えば、希
土類ハライド（例えば、便化ジスプロシウム）などのあ
る充填物質は、合成石英のバルブ壁の上限温度近傍で蒸
発する。従来技術の冷却方法を使用した場合バルブ上の
温度差は著しい場合があり、これらの充填物質がバルブ
の最も温度の低い部分で凝縮することがあり、しかもバ
ルブの最も高温の部分の高温がバルブの寿命を短くする
こととなる。
壁負荷がより一様である場合には、バルブの最も高温の
部分はより低い温度となり、且つバルブの最も低い温度
の部分はより温度が高くなる。このことは、充填物質の
蒸気圧を一層高く維持することを可能とし、それにより
より大きな動作効率を発生することを可能とする。
部分はより低い温度となり、且つバルブの最も低い温度
の部分はより温度が高くなる。このことは、充填物質の
蒸気圧を一層高く維持することを可能とし、それにより
より大きな動作効率を発生することを可能とする。
上掲の特許に開示された方式においては、バルブをマイ
クロ波空胴内の電界の方向に対して垂直又は平行の何れ
かの軸の回りに回転させている。
クロ波空胴内の電界の方向に対して垂直又は平行の何れ
かの軸の回りに回転させている。
これは、バルブの赤道部分の回りに高温スポット乃至は
高温帯を発生し且つバルブの棒部分においてより温度の
低い区域を発生させていた。
高温帯を発生し且つバルブの棒部分においてより温度の
低い区域を発生させていた。
目 的
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、無電極ランプにおけ
るバルブの温度分布を一層均一化することを可能とする
方法及び装置を提供することを目的とする。本発明は、
特にマイクロ波によって励起されるマイクロ波無電極ラ
ンプにおけるバルブのバルブ壁面上の温度分布を一様に
することを可能とした方法及び装置を提供するものであ
る。
した如き従来技術の欠点を解消し、無電極ランプにおけ
るバルブの温度分布を一層均一化することを可能とする
方法及び装置を提供することを目的とする。本発明は、
特にマイクロ波によって励起されるマイクロ波無電極ラ
ンプにおけるバルブのバルブ壁面上の温度分布を一様に
することを可能とした方法及び装置を提供するものであ
る。
構成
本発明者の知得したところによれば、バルブの回転軸と
電界との間の角度が９０度又は０度以外の値とした場合
には、バルブの回りの温度分布が均一化され、温度によ
って影響を受は易い充填物質が凝縮する傾向が減少され
るというこζが判明した。本発明によれば、この角度は
、約３０度乃至約７０度の間、又は均等的に、約１１０
度乃至約１５０度の間の値に設定され、且つ好適には、
約４０度乃至約６０度の間、又は均等的に、約１２０度
乃至約１４０度の間に設定するとよい。
電界との間の角度が９０度又は０度以外の値とした場合
には、バルブの回りの温度分布が均一化され、温度によ
って影響を受は易い充填物質が凝縮する傾向が減少され
るというこζが判明した。本発明によれば、この角度は
、約３０度乃至約７０度の間、又は均等的に、約１１０
度乃至約１５０度の間の値に設定され、且つ好適には、
約４０度乃至約６０度の間、又は均等的に、約１２０度
乃至約１４０度の間に設定するとよい。
従って、本発明は、電界の方向に関して所定の角度でバ
ルブを回転することによって無電極ランプのバルブの温
度分布を均一化する方法及びその様な方法を実施するた
めの装置を提供するものである。
ルブを回転することによって無電極ランプのバルブの温
度分布を均一化する方法及びその様な方法を実施するた
めの装置を提供するものである。
実施例
第１図を参照すると、それは、米国特許第４゜４８５．
３３２号に開示されている従来の回転型冷却方式を示し
ており、即ち、バルブ即ち発光灯（電球）４は、球状固
体部分６及び平面状メツシュ３から構成されているマイ
クロ波空胴内に位置されていることが理解される。マグ
ネトロン１０によって発生されるマイクロ波エネルギー
は導波管１２によってマイクロ波空胴内へ供給され、マ
イクロ波エネルギーは結合スロット１４を介して空胴内
へ供給される。
３３２号に開示されている従来の回転型冷却方式を示し
ており、即ち、バルブ即ち発光灯（電球）４は、球状固
体部分６及び平面状メツシュ３から構成されているマイ
クロ波空胴内に位置されていることが理解される。マグ
ネトロン１０によって発生されるマイクロ波エネルギー
は導波管１２によってマイクロ波空胴内へ供給され、マ
イクロ波エネルギーは結合スロット１４を介して空胴内
へ供給される。
バルブ４はバルブステム８上に装着されており、該ステ
ムはモータ１６によって回転され、該モータ１６は装管
装置１８によって空胴へ固着されている。従って、該モ
ータがバルブ４を回転し、方冷却用流体の流れがバルブ
４上へ吹付けられてバルブ４を冷却する。
ムはモータ１６によって回転され、該モータ１６は装管
装置１８によって空胴へ固着されている。従って、該モ
ータがバルブ４を回転し、方冷却用流体の流れがバルブ
４上へ吹付けられてバルブ４を冷却する。
第２図は、第１図のランプにおける電界の方向を示して
おり、バルブの設けられている位置における該電界の支
配的な方向は該バルブ４の回転軸に対して垂直な方向で
ある。
おり、バルブの設けられている位置における該電界の支
配的な方向は該バルブ４の回転軸に対して垂直な方向で
ある。
第１図及び第２図に示した構成においてバルブが回転さ
れない場合には、該バルブの中央頂部及び中央底部にお
いて２個のホットスポットが発生し、一方比較的温度の
低い区域が該球状バルブ４の回りに９０度変位されて存
在する。第３図を参照すると理解される如く、従来技術
に基づいてのバルブの回転は、これら二つのホットスポ
ットをホットバンド即ち高温帯とさせる。従って、バル
ブステムがバルブと接続する区域及びそれの真反対の区
域を極とすると、該バルブは赤道の回りに高温帯を有し
且つ極の区域に低温部分を有することとなる。
れない場合には、該バルブの中央頂部及び中央底部にお
いて２個のホットスポットが発生し、一方比較的温度の
低い区域が該球状バルブ４の回りに９０度変位されて存
在する。第３図を参照すると理解される如く、従来技術
に基づいてのバルブの回転は、これら二つのホットスポ
ットをホットバンド即ち高温帯とさせる。従って、バル
ブステムがバルブと接続する区域及びそれの真反対の区
域を極とすると、該バルブは赤道の回りに高温帯を有し
且つ極の区域に低温部分を有することとなる。
この従来技術の冷却方式においては、冷却用流体を吹付
けるノズルは該バルブの赤道の平面内に存在する面にお
いて該球状空胴内に配設されそおり、該ノズルはバルブ
の赤道の回りの高温帯に向けて指向されていた。
けるノズルは該バルブの赤道の平面内に存在する面にお
いて該球状空胴内に配設されそおり、該ノズルはバルブ
の赤道の回りの高温帯に向けて指向されていた。
本発明の一実施例を第４図に示してあり、この場合には
、バルブの回転軸、は従来技術における位置から角度的
に変位して設定されている。これにより、単一の高温帯
の代わりに二つの別個の高温帯が形成され、その結果バ
ルブの表面全体が一層一様に加熱されることとなる。こ
れらのそれぞれの高温帯の部分を第４図においては文字
Ａで示しである。
、バルブの回転軸、は従来技術における位置から角度的
に変位して設定されている。これにより、単一の高温帯
の代わりに二つの別個の高温帯が形成され、その結果バ
ルブの表面全体が一層一様に加熱されることとなる。こ
れらのそれぞれの高温帯の部分を第４図においては文字
Ａで示しである。
この回転軸の最適な角度は、異なったマイクロ波空胴に
おいて異なる場合があり、又冷却用噴流の形態が異なる
ことにより異なる場合がある。この角度は、約２０度乃
至約６０度とすることが可能であり、最適には、約３０
度乃至約５０度の間に設定するとよい。この角度は従来
技術における回転軸から何れの方向に設定することも可
能であるので、本発明による新たな回転軸と電界の支配
的な方向との間の角度は約３０度乃至約７０度とするか
又は約１１０度乃至約１５０度とすることが可能であり
、更に好適には、約４０度乃至約６０度とするか、又は
約１２０度乃至約１４０度とすることが可能である。
おいて異なる場合があり、又冷却用噴流の形態が異なる
ことにより異なる場合がある。この角度は、約２０度乃
至約６０度とすることが可能であり、最適には、約３０
度乃至約５０度の間に設定するとよい。この角度は従来
技術における回転軸から何れの方向に設定することも可
能であるので、本発明による新たな回転軸と電界の支配
的な方向との間の角度は約３０度乃至約７０度とするか
又は約１１０度乃至約１５０度とすることが可能であり
、更に好適には、約４０度乃至約６０度とするか、又は
約１２０度乃至約１４０度とすることが可能である。
第５図は本発明に適用可能な冷却用流体の構成を示して
いる。ここにおいて、冷却用ノズル２４゜２６．２８．
３２は、空胴内の面内に位置されており且つバルブの赤
道の面内に位置されている球状の空胴における穴の回り
に配設されている。しかしながら、ノズルがバルブの赤
道に向けて指向されている従来の構成とは異なり、本発
明の実施例においては、ノズルはそれぞれの高温帯に指
向されるようにオフセットされている。
いる。ここにおいて、冷却用ノズル２４゜２６．２８．
３２は、空胴内の面内に位置されており且つバルブの赤
道の面内に位置されている球状の空胴における穴の回り
に配設されている。しかしながら、ノズルがバルブの赤
道に向けて指向されている従来の構成とは異なり、本発
明の実施例においては、ノズルはそれぞれの高温帯に指
向されるようにオフセットされている。
第６図は、スロット４６を介して導波管４８からマイク
ロ波エネルギーが供給される円筒状空胴４０を使用する
無電極ランプを示している。バルブ′４２はステム４４
によって空胴４０内に支持されており、このステムは従
来技術においてはモータによって回転されていた。理解
される如く、電界の支配的な方向はバルブステムに対し
て直交する方向である。
ロ波エネルギーが供給される円筒状空胴４０を使用する
無電極ランプを示している。バルブ′４２はステム４４
によって空胴４０内に支持されており、このステムは従
来技術においてはモータによって回転されていた。理解
される如く、電界の支配的な方向はバルブステムに対し
て直交する方向である。
第７図乃至第９図は、バルブステムの方向が所定の角度
で配設されている円筒状空胴を使用する本発明の別の実
施例を示している。これらの図から理解される如く、空
胴５２内のバルブ５６はバルブステム５８によって支持
されており、それはモータ６０によって回転される。そ
の場合に、バルブステム５８は電界方向に対して直交す
る方向に対し所定の角度を有している。前述した如く、
この角度は約２０度乃至約６０度の間とすることが可能
であり、好適には約３０度乃至約５０度の間とすること
が可能である。
で配設されている円筒状空胴を使用する本発明の別の実
施例を示している。これらの図から理解される如く、空
胴５２内のバルブ５６はバルブステム５８によって支持
されており、それはモータ６０によって回転される。そ
の場合に、バルブステム５８は電界方向に対して直交す
る方向に対し所定の角度を有している。前述した如く、
この角度は約２０度乃至約６０度の間とすることが可能
であり、好適には約３０度乃至約５０度の間とすること
が可能である。
バルブ５６が回転されると、ノズル６２からの冷却用流
体がバルブ５６へ吹付けられる。これらのノズル６２は
、バルブ５６上の高温帯へ指向されるべく装着されてい
る。
体がバルブ５６へ吹付けられる。これらのノズル６２は
、バルブ５６上の高温帯へ指向されるべく装着されてい
る。
第７図乃至第９図の実施例においては、マグネトロン６
８のアンテナ６つによって発生されるマイクロ波エネル
ギーが導波管７０へ供給され、導波管７０は該マイクロ
波エネルギーをスロット６６を介して空胴５２へ供給す
る。導波管７０は屈曲されており、導波管セクション７
１． ７２． ７３をＨしている。
８のアンテナ６つによって発生されるマイクロ波エネル
ギーが導波管７０へ供給され、導波管７０は該マイクロ
波エネルギーをスロット６６を介して空胴５２へ供給す
る。導波管７０は屈曲されており、導波管セクション７
１． ７２． ７３をＨしている。
注意すべきことであるが、本発明はバルブが単一のマイ
クロ波フィールド内に配設される無電極ランプへ適用す
ることが可能である。なぜならば、温度分布が不均一と
なるのはこの様な場合において顕著だからである。米国
特許箱４，７４９，９１５号に開示されるような複数個
のフィールドを使用するランプにおいては、個々のフィ
ールドによって発生される温度分布が互いにオフセット
する傾向となり、従って全体的により一様な温度分布が
得られる。しかしながら、この様な複数個のフィールド
を使用するものであっても、それぞれのフィールドの方
向によってバルブの表面上の温度が異なる場合があり、
従って本発明はこの様な複数個のフィールドの場合にお
いても有効に適用が可能であることは勿論である。
クロ波フィールド内に配設される無電極ランプへ適用す
ることが可能である。なぜならば、温度分布が不均一と
なるのはこの様な場合において顕著だからである。米国
特許箱４，７４９，９１５号に開示されるような複数個
のフィールドを使用するランプにおいては、個々のフィ
ールドによって発生される温度分布が互いにオフセット
する傾向となり、従って全体的により一様な温度分布が
得られる。しかしながら、この様な複数個のフィールド
を使用するものであっても、それぞれのフィールドの方
向によってバルブの表面上の温度が異なる場合があり、
従って本発明はこの様な複数個のフィールドの場合にお
いても有効に適用が可能であることは勿論である。
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明は技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、上述
した実施例においては特定の形状をした空胴を使用して
おり且つ球状のバルブを使用しているが、空胴及びバル
ブの形状はこれらに限定されるべきものではなくその他
の任意の形状のものを使用することが可能であることは
勿論である。
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明は技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、上述
した実施例においては特定の形状をした空胴を使用して
おり且つ球状のバルブを使用しているが、空胴及びバル
ブの形状はこれらに限定されるべきものではなくその他
の任意の形状のものを使用することが可能であることは
勿論である。
第１図は従来技術の回転型バルブ冷却方式を示した説明
図、第２図は第１図の方式における電界の方向を示した
説明図、第３図は第１図の方式におけるバルブの高温及
び低温区域を示した説明図、第４図は本発明の一実施例
を示した説明図・第５図は第４図の実施例に関連して使
用することが可能な冷却用ノズル構成を示した説明図、
第６図は円筒形状の空胴を使用するマイクロ波ランプを
示した説明図、第７図及び第８図は本発明の別の実施例
を示した各説明図、第９図はバルブ装若構成を示した第
７図の詳細説明図、である。 （符号の説明） ３：メツシュ ４：バルブ（発光灯） ８：バルブステム １０：マグネトロン １２：導波管 １６：モータ 特許出願人 フュージョン システムズコーポレ
ーション ＦＩＣ；、（Ｅ ＦＩＣＧ 手続補正書 平成元年９月４日
図、第２図は第１図の方式における電界の方向を示した
説明図、第３図は第１図の方式におけるバルブの高温及
び低温区域を示した説明図、第４図は本発明の一実施例
を示した説明図・第５図は第４図の実施例に関連して使
用することが可能な冷却用ノズル構成を示した説明図、
第６図は円筒形状の空胴を使用するマイクロ波ランプを
示した説明図、第７図及び第８図は本発明の別の実施例
を示した各説明図、第９図はバルブ装若構成を示した第
７図の詳細説明図、である。 （符号の説明） ３：メツシュ ４：バルブ（発光灯） ８：バルブステム １０：マグネトロン １２：導波管 １６：モータ 特許出願人 フュージョン システムズコーポレ
ーション ＦＩＣ；、（Ｅ ＦＩＣＧ 手続補正書 平成元年９月４日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、無電極ランプにおいてバルブ壁の温度分布を均一化
する方法において、第一方向において支配的に電界成分
を有する電磁界内に配設されておりガス状充填物を収容
するバルブを具備する無電極ランプを設け、前記バルブ
を前記第一方向に関して約３０度乃至約７０度の間又は
約１１０度乃至約１５０度の間の角度を有する軸の回り
に回転させることを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記角度が、約４
０度乃至約６０度の間又は約１２０度乃至約１４０度の
間の何れかであることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記無電極ランプ
は、更に、マイクロ波空胴を有しており、前記バルブは
前記空胴内に配設されており、且つ前記電磁界がマイク
ロ波フィールドを有していることを特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記電磁界が単一
のマグネトロンによって発生されることを特徴とする方
法。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記空胴がマイク
ロ波エネルギーを結合するための単一の結合スロットを
有していることを特徴とする方法。 ６、特許請求の範囲第２項において、前記バルブが球状
の形状であることを特徴とする方法。 ７、特許請求の範囲第３項において、前記バルブが球状
の形状であることを特徴とする方法。 ８、特許請求の範囲第２項において、前記バルブが回転
される間冷却用流体が吹付けられることを特徴とする方
法。 ９、特許請求の範囲第３項において、前記冷却用流体が
前記バルブが回転されている間にそれに吹付けられるこ
とを特徴とする方法。 １０、無電極ランプにおいて、マイクロ波空胴、前記空
胴内に配設されておりガス状媒体を収容するバルブ、マ
イクロ波エネルギーを発生する手段、第一方向において
支配的である電界を前記空胴内に設定するように前記空
胴へ前記マイクロ波エネルギーを結合させる手段、前記
第一方向に関して約３０度乃至約７０度又は約１１０度
乃至約１５０度の角度を有する軸の回りに前記バルブを
回転させる手段、を有することを特徴とする無電極ラン
プ。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記マイクロ
波エネルギーを発生する手段が、単一のマグネトロンを
有しており、前記結合手段が、前記空胴において単一の
結合スロットを有することを特徴とする無電極ランプ。 １２、特許請求の範囲第１１項において、前記角度が約
４０度乃至約６０度の間又は約１２０度乃至約１４０度
の間の何れかであることを特徴とする無電極ランプ。 １３、特許請求の範囲第１２項において、前記バルブを
回転させる手段が、モータ及び前記モータとバルブとの
間に配設されているステムを有していることを特徴とす
る無電極ランプ。 １４、特許請求の範囲第１３項において、前記空胴が球
状の形状であることを特徴とする無電極ランプ。 １５、特許請求の範囲第１３項において、前記空胴が円
筒形状であることを特徴とする無電極ランプ。 １６、特許請求の範囲第１２項において、前記バルブが
球状の形状であることを特徴とする無電極ランプ。 １７、特許請求の範囲第１５項において、前記バルブが
球状の形状であることを特徴とする無電極ランプ。 １８、特許請求の範囲第１２項において、前記バルブが
回転する際に前記バルブ上へ冷却用流体を吹付ける手段
を有することを特徴とする無電極ランプ。 １９、特許請求の範囲第１６項において、前記バルブが
回転される間前記バルブへ冷却用流体を吹付ける手段を
有することを特徴とする無電極ランプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/213,041 US4902935A (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Method and apparatus for evening out the temperature distribution of electrodeless lamp bulbs |
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