JPS63237302A - マイクロ波放電光源装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マイクロ波放電光源装置に関し、特にその
冷却方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開昭６１−９９２６４号公報に示され
たマイクロ波放電光源装置の断面図である。

図Ｊζおいて、（１）は周波数２４５０ＭＨｚのマイク
ロ波を発振するマ、グネトロン、（２）はマグネトロン
アンテナ、（３）は端部にこのマグネトロンを装置した
導波管、（５）はマイクロ波共振空胴で導波管（３）の
他端部に接続された空胴壁（６）と高さ９０■、径８０
ｍの円筒の金属メツシュよりなる光透過性部材（７）と
から形成される。（８）は空胴壁（６）に設けられた給
電口で、導波管（３）よりマイクロ波共振空胴（５）内
にマイクロ波を供給するものである。（９）はマイクロ
波共振空胴内に配設された球形の無電極ランプで中に希
ガスや水銀などが封入され、石英ガラスのような透光体
でできている。（９１）はランプ（９）の外壁から伸び
たランプ支持部でやはり石英ガラスのような誘電体であ
り、ランプ止めねじ（１０）でランプ（９）を空胴壁（
６）に固定されている。（１１）はマイクロ波共振空胴
（５）から放射された光を反射する光反射板、（１２）
はマグネトロン（１）やランプ（９）を冷却する冷却フ
ァンで、（４）は冷却風を導波管内へ導く通風口、（１
３）は全体を覆う箱体である。

この装置の動作は次のようである。マグネトロン（１）
で発振されたマイクロ波はマグネトロンアンテナ（２）
から導波管（３）へ伝搬モードとして励振される。この
マイクロ波は給電口（８）を通じて空胴壁（６）を光透
過性部材（７）とで囲まれたマイクロ波共振空［（５）
へ給電される。このマイクロ波によってランプ（９）中
の希ガスが放電し、このエネルギーでランプ壁が加熱さ
れ、封入された水銀などが蒸発、ガス化して放電は水銀
などの金属ガスの放電が主とな艷、ガスの種類に応じた
スペクトルで発光する。

光透過部材（７）はマイクロ波に対しては金属と同様、
反射するように作用し、光はメツシュ開口部から透過す
るようになっている。すなわち、マイクロ波には不透明
体として、光には透明体として働く。したがって、ラン
プからの光はマイクロ波共振空胴（団から外へ放射され
、光反射板（１１）で反射される。光反射板（１１）は
用途により種々の形状に設計される。

一方、マグネトロン（１）およびランプ（９１は装置の
動作中、冷却を行う必要があし、この冷却は冷却ファン
（１２）による冷却風でマグネトロン（１）を冷却した
後、上記冷却風は導波管（３）に設けられた通風口（４
）をより導波管（３）内に導かれ、給電口（８）を介し
てランプ（９）を冷却した後、金属メッシ、　（７）全
通して装冒外に排出される。なお、冷却風の一部は、マ
グネトロン（１）を冷却することなく、通風口（４）よ
り直接導波管内に導かれるものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のマイクロ波放電光源装置においては
、マイクロ波共振空胴内に第４図および第５図に示す、
電磁界モード（円筒のＴＥ、。

１モード）が形成される。図において、実Ｉ！Ｅは電気
力線すなわち電界を示し、破４１１Ｈは磁力線すなわち
磁界を示す。また、第５図中に示す円はランプ（９）を
示し、内部の斜線域はランプ（９）内部に形成されるア
ーク放電部の形状を示している。この図から明らかなよ
うに、ランプ（９）内部のアーク放電部は、電界方向に
偏平した楕円形状となり、このため、図中ＡおよびＢで
示す部分のランプ壁温度はＣおよびＢで示す部分に対し
て高くなり、ランプ入力を増加させた場合、ＡおよびＢ
部分の温度が石英ガラスの軟化点にまで達し、この部分
よりランプのふくらみが発生し、破損にいたるという問
題があった。これに対し、ＡおよびＢ部分に対向する冷
却風用ノズルを設ける場合、構造が複雑になると同時に
配光上の障害となるという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記ｖｉ題点を解決するなめになされたも
ので、マイクロ波共振空胴（５）内に配設されたランプ
を空胴内に形成されるマイクロ、波型界の向きに対し、
直交するように回転させるようにしたものである。

〔作用〕

一般にマイクロ波空胴内に形成されるマイクロ波電磁界
は、空胴の形状寸法、給電口の形状寸法およびランプの
形状寸法と配設位置が一定であり、かつマグネトロンの
発振周波数が一定の場合、常に一定のモードのマイクば
波型磁界が形成され、経済的に変化することはない。し
たがって、球形ランプの場合、ランプ中心位置を固定し
たままであれば、ランプを回転させた場合でもランプは
常に同一モードのマイクロ波電磁界中で点灯されている
ことになる。第１図は図中の上下方向が回転軸となり、
前記ランプのＡ、Ｂ部分をＣ，Ｄ部分が交互に壁面温度
の高くなりやすい位置に来ることになり、結果的にＡＸ
Ｂ部分とＣ，Ｄ部分の温度は均一化され、最高温度は低
下させることができる。一方、第２図は前記ランプのＣ
，Ｄ部分を通るランプ中心軸を回転軸とし、ランプを上
下方向に回転させた場合を示しているが、この場合、固
定したままであれば温度の高くなりゃすいＡ、Ｂ部分は
回転中、ランプ冷却風の強く当たる給電口（８）上を通
過するため、ここで充分に冷却され温度を下げることが
できる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すマイクロ波放電光源
装置を示し、図において、（９２）はランプ（９）の外
壁から伸びたランプ支持部で石英ガラスのような誘電体
であり、給電口（８）および導波管（３）の壁面を貫通
し、導波管外方のランプ回転用モータ（１４）の回転軸
に固定されている。本装置の作用は基本的には従来例と
同様であるが、少なくともランプ（９）の点灯中はラン
プは毎秒２回の回転を与えられている。

さらに、第２図はこの発明の他の実施例を示すマイクロ
波放電光源装置を示し、図は上記実施例の場合とは９０
°異なる方向より装置を見た状態を示している。図にお
いて、（９２）はランプ支持部で金属メツシュ（７）を
貫通し、端部はランプ回転用モータ（１４１）の回転軸
に固定されている。本実施例の場合も前記実施例の場合
と同様に毎秒２回の回転が与えられている。

以上、２揮類の実施例について説明したが、これらの実
施例による効果は、従来例と比較し、従来例の場合、壁
面最高温度が１１５０℃であったものが、前者の実施例
の場合的８０℃、後者の実施例の場合１２５℃、それぞ
れ最高温度を低下させることができた。

なお、以上の実施例は回転方向がマイクロ波空胴内の電
界に対し、直交するものについて述べたが、実施例回転
方向は多少ずれたとしても同様な効果が得られるのは当
然である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、マイクロ波空胴共振冊中のランプ
を空胴内に形成される電界方向に対し、直交する方向に
回転させることにより、ランプ壁の最高温度を下げ、高
出力で長寿命のランプを有するマイクロ波放電光源装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、９２図はこの発明に係わるマイクロ波放電光源
装置を示し、第３図は従来のマイクロ波放電光源装置を
示す。さらに第４図、第５図はマイク四肢共振空胴内に
形成されるマイクロ波電磁界の分布状態を示す。 図において、（３）は導波管、（４）は通風口、（５）
はマイクロ波空胴、（８）は給電口、（９）はランプ、
（１２）は冷却ファン（１４）、（１４１）はランプ回
転用モータ、（９１）、（９２）はランプ支持部である
。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロ波共振空胴、この空胴内に形成されるマイクロ
   波電界の方向が、ランプ中心軸に対し、ほぼ平行となる
   位置に配設された略球形の無電極ランプを備え、かつ上
   記ランプ中心軸に直交する方向よりランプ冷却風が送ら
   れているマイクロ波放電光源装置において、上記マイク
   ロ波電界に対し、直交する向きにランプを回転させるよ
   うにしたことを特徴とするマイクロ波放電光源装置。