KR20100024886A

KR20100024886A - Ultraviolet ray radiation apparatus

Info

Publication number: KR20100024886A
Application number: KR1020090056858A
Authority: KR
Inventors: 도시야 스즈키; 마코토 야시마; 쇼헤이 마에다; 아키코 구라야
Original assignee: 하리슨 도시바 라이팅 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-03-08
Also published as: TW201010512A

Abstract

PURPOSE: An ultraviolet ray radiation apparatus is provided to radiate matched infrared ray even if the kind and shape of electrode-less lamp is changed. CONSTITUTION: A high frequency power source(11) is comprised of a magnetron(12) generating microwave based on the power source. A lamp house(17) receives an electrode-less lamp consisting of a light transmitting dielectric body sealing a light emitting medium. A coaxial cable(14) transfers the microwave oscillated from the magnetron to the lamp house. A matching adjusting unit(16) controls the match state of the microwave radiating the electrode-less lamp according to change of electrode-less lamp.

Description

Ultraviolet irradiation device {ULTRAVIOLET RAY RADIATION APPARATUS}

본 발명은 마이크로파 급전 방식의 자외선 조사 장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 무전극 램프의 종류나 형상이 변경된 경우에도 정합된 자외선 조사를 가능하게 하는 것이다.The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus of a microwave feeding method, and more particularly, to enable matching ultraviolet irradiation even when the type or shape of the electrodeless lamp is changed.

일본 공개특허공보 제2003-109787호의 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파를 동축 케이블을 통해 전반시키고, 무전극 램프에 공급시키는 마이크로파 자외선 조사 장치는 무전극 램프로의 마이크로파 에너지 공급시에 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파를 동축 케이블을 통해 전파시켜 무전극 램프에 공급하고, 무전극 램프로부터 자외선을 발광시키고 있다.The microwave ultraviolet irradiation device which propagates the microwave output from the magnetron of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-109787 through a coaxial cable and supplies it to the electrodeless lamp, coaxially outputs the microwave output from the magnetron when supplying microwave energy to the electrodeless lamp. It propagates through a cable and supplies it to an electrodeless lamp, and emits ultraviolet rays from the electrodeless lamp.

상기 일본 공개특허공보 제2003-109787호의 기술은 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파를 동축 케이블을 통해 전파시켜 램프에 공급시키는 경우에 정합 상태를 유지하기 위해 무전극 램프 형상이나 특성에 고정된 설계로 되어 있으므로 무전극 램프의 종류가 변한 경우에는 정합 조건이 악화되고, 최적으로 무전극 램프로의 에너지 공급을 할 수 없어지는 문제가 있었다.Since the technique of Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-109787 has a design fixed to an electrodeless lamp shape or characteristic in order to maintain a matching state when the microwaves output from the magnetron are propagated through a coaxial cable and supplied to the lamp, When the kind of electrode lamp changed, there existed a problem that matching conditions worsened and energy supply to an electrodeless lamp could not be optimally performed.

또한, 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파를 동축 케이블을 통해 전파 시키고, 무전극 램프에 공급시키고 있다. 이 경우, 동축 케이블로부터 고출력의 마이크로파를 전파시키고 있으므로 마이크로파의 누설의 영향이 많아지고, 무전극 램프에서 최적 에너지를 얻을 수 없는 문제가 있다.In addition, microwaves output from the magnetron are propagated through a coaxial cable and supplied to an electrodeless lamp. In this case, since high power microwaves are propagated from the coaxial cable, the effect of microwave leakage is increased, and there is a problem that optimum energy cannot be obtained from an electrodeless lamp.

본 발명의 제 1 목적은 무전극 램프의 종류나 형상이 변경이 된 경우에도 정합된 자외선 조사를 가능하게 하고, 또한 간단한 구조로 확실한 정합이 얻어지는 자외선 조사 장치를 제공하는 데에 있다.It is a first object of the present invention to provide an ultraviolet irradiation device which enables a matched ultraviolet irradiation even when the kind or shape of an electrodeless lamp is changed, and in which a reliable match can be obtained with a simple structure.

본 발명의 제 2 목적은 동축 케이블을 통해 자외선을 발광시키는 무전극 램프가 수납된 램프 하우스에 전달되는 고출력의 마이크로파의 전송 로스를 적게 한 자외선 조사 장치를 제공하는 데에 있다.It is a second object of the present invention to provide an ultraviolet irradiation device which reduces the transmission loss of microwaves of high power transmitted to a lamp house in which an electrodeless lamp which emits ultraviolet rays through a coaxial cable is housed.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 조사 장치는 전원 및 상기 전원에 기초하여 마이크로파를 발생시키는 마그네트론으로 구성된 고주파 전원부, 상기 마이크로파에 기초하여 방전 매체를 발광시키는 발광 매체가 봉입된 광선 투과성 유전체로 이루어진 무전극 램프가 수납된 램프 하우스, 및 상기 마그네트론으로부터 발진된 마이크로파를 상기 램프 하우스에 전달시키는 동축 케이블을 구비하고, 상기 무전극 램프가 탑재되는 상기 무전극 램프의 변경에 따라 상기 무전극 램프에 방사되는 상기 마이크로파의 정합 상태를 조정하는 정합 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.An ultraviolet irradiating apparatus according to an embodiment of the present invention comprises a high frequency power supply unit consisting of a power source and a magnetron generating microwaves based on the power source, and a light transmitting dielectric containing a light emitting medium emitting light emitting a discharge medium based on the microwaves. A lamp house having an electrode lamp housed therein, and a coaxial cable for transmitting microwaves emitted from the magnetron to the lamp house, the lamp house being radiated to the electrodeless lamp according to a change of the electrodeless lamp on which the electrodeless lamp is mounted. Matching adjustment means for adjusting the matching state of the microwave is characterized by comprising:

상기 정합 조정 수단은 상기 무전극 램프를 지지하고, 또한 자외선을 조사시키는 램프 하우스의 일부를 겸용하는 것을 특징으로 한다.The matching adjusting means supports the electrodeless lamp and also serves as a part of the lamp house that irradiates ultraviolet rays.

상기 동축 케이블의 온도를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 상기 마그네트 론에 고전압을 공급하는 전원의 온·오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.The temperature of the coaxial cable is detected, and on / off of the power supply for supplying a high voltage to the magnetron is controlled based on the detection result.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 조사 장치는 전원 및 상기 전원에 기초하여 마이크로파를 발생시키는 마그네트론으로 구성된 고주파 전원부, 상기 마이크로파에 기초하여 방전 매체를 발광시키는 발광 매체가 봉입된 광전 투과성 유전체로 이루어진 무전극 램프가 수납된 램프 하우스, 및 상기 마그네트론으로부터 발진된 마이크로파를 상기 램프 하우스에 전달시키는 동축 케이블을 구비하고, 상기 램프 하우스에 마이크로파를 전달시키는 동축 케이블은 복수개 사용하여 마이크로파를 전달하는 것을 특징으로 한다.An ultraviolet irradiating apparatus according to another embodiment of the present invention comprises a high frequency power supply unit consisting of a power source and a magnetron generating microwaves based on the power source, and a photoelectric transparent dielectric encapsulated with a light emitting medium emitting a discharge medium based on the microwaves. And a lamp house in which an electrode lamp is housed, and a coaxial cable for transmitting microwaves generated from the magnetron to the lamp house, wherein a plurality of coaxial cables for transmitting microwaves to the lamp house transmit microwaves. .

상기 마이크로파는 복수의 상기 마그네트론으로부터 발생시키는 것을 특징으로 한다.The microwaves are generated from a plurality of the magnetrons.

상기 마그네트론이 복수인 경우의 상기 동축 케이블 수는 적어도 마그네트론의 수 만큼으로 하는 것을 특징으로 한다.The number of the coaxial cables in the case where the magnetron is plural is characterized in that at least as much as the number of the magnetron.

상기 동축 케이블에 각각 임피던스 정합용 정합 조정기를 설치하는 것을 특징으로 한다.The coaxial cable is characterized in that each matching regulator for impedance matching is provided.

상기 정합 조정기는 상기 램프 하우스측에 설치하는 것을 특징으로 한다.The matching regulator is installed on the lamp house side.

본 발명에 따른 자외선 조사장치는 무전극 램프의 종류나 형상이 변경이 된 경우에도 정합된 자외선 조사를 가능하게 하고, 간단한 구조로 확실한 정합을 얻을 수 있으며, 동축 케이블을 통해 자외선을 발광시키는 무전극 램프가 수납된 램프 하우스에 전달되는 고출력의 마이크로파의 전송 로스를 감소시키는 효과를 가진다.The ultraviolet irradiating apparatus according to the present invention enables matched ultraviolet irradiation even when the type or shape of the electrodeless lamp is changed, and can achieve a reliable match with a simple structure, and the electrodeless emits ultraviolet rays through a coaxial cable. It has the effect of reducing the transmission loss of the high power microwaves transmitted to the lamp house in which the lamps are housed.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings.

도 1~도 3은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 1 실시형태에 대해 설명하기 위한 도면이며, 도 1은 개략적인 구성도, 도 2는 도 1의 요부의 구성도, 도 3은 도 1의 요부의 구성도이다.1 to 3 are views for explaining a first embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram, FIG. 2 is a configuration diagram of essential parts of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. 1. The main part of the diagram.

도 1에서 도면부호 "11"은 마그네트론(12)이 동일한 하우징체에 수용된 고주파 전원부이다. 고주파 전원부(11)의 마그네트론(12)으로부터 나온 마이크로파는 커넥터(13), 동축 케이블(14), 커넥터(15), 거기에 정합 조정기(16)를 각각 통해 램프 하우스(17)에 공급한다. 램프 하우스(17) 내에는 무전극 램프(18)가 소정 위치에 수용된다. 램프 하우스(17)의 상부에는 냉각용 팬(19)이 장착되고, 무전극 램프(18)로부터 나온 열을 방열시킨다. 램프 하우스(17)의 하부에 형성된 조사창(20)으로부터 무전극 램프(18)로부터 나온 자외선을 배면에 배치한 리플렉터(21)에 반사시켜 조사한다.In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a high frequency power supply unit in which the magnetron 12 is housed in the same housing body. The microwaves from the magnetron 12 of the high frequency power supply 11 supply the lamp house 17 through the connector 13, the coaxial cable 14, the connector 15, and the matching regulator 16 thereon. In the lamp house 17, the electrodeless lamp 18 is housed in a predetermined position. A cooling fan 19 is mounted on the lamp house 17 to dissipate heat from the electrodeless lamp 18. Ultraviolet rays emitted from the electrodeless lamps 18 from the irradiation window 20 formed in the lower part of the lamp house 17 are reflected by the reflector 21 arranged on the rear side and irradiated.

조사창(20)에는 예를 들면 금속선을 메시 형상으로 짜 형성하거나 금속판에 펀칭 가공으로 형성하여 개구를 갖는 스크린(22)이 배치된다. 도면부호 "23"은 무전극 램프(18)와 리플렉터(21)에 스크린(22)으로 구성되는 마이크로파 공동부이다.In the irradiation window 20, a screen 22 having an opening is formed, for example, by forming a metal wire into a mesh shape or by punching a metal plate. Reference numeral 23 denotes a microwave cavity consisting of a screen 22 in the electrodeless lamp 18 and the reflector 21.

도 2는 고주파 전원부(11)의 구성도를 도시하고 있다. "111"는 전원이고, 전원(111)의 전력을 마그네트론(12)으로 공급하며, 마그네트론(12)으로부터 마이크로파를 발생시킨다. 이 마이크로파는 도파관(112)을 통해 도파관(112)의 마이크로 파를 동축 케이블(14)을 전송시키는 마이크로파로 변환하기 위하여 동축/도파관 변환부(113)에 공급한다. 동축/도파관 변환부(113)에서 동축 케이블(14)용으로 변환된 마이크로파는 동축 케이블(14)에 전송하여 정합 조정기(16)로 정합시킨 후, 마이크로파 공동부(23)에 방사된다.2 illustrates a configuration diagram of the high frequency power supply unit 11. &Quot; 111 " is a power source, supplies power of the power source 111 to the magnetron 12, and generates microwaves from the magnetron 12. This microwave is supplied to the coaxial / waveguide converter 113 to convert the microwave of the waveguide 112 into a microwave for transmitting the coaxial cable 14 through the waveguide 112. The microwaves converted for the coaxial cable 14 by the coaxial / waveguide converter 113 are transmitted to the coaxial cable 14 to be matched with the matching regulator 16 and then radiated to the microwave cavity 23.

여기서 도 3을 참조하여 무전극 램프(18)의 구성예에 대해 설명한다. 도면부호 "181"은 자외선 광을 투과시키는 석영 유리제로 길이가 240mm 정도의 원통 형상의 밸브이다. 밸브(181)는 중앙부(182)를 그 양단부(183, 184)보다도 가늘어지도록 테이퍼를 부착한 것으로, 양 단부(183, 184)의 외부 직경은 예를 들면 17mm 정도, 중앙부(182)의 외부 직경은 10mm 정도이다.Here, a configuration example of the electrodeless lamp 18 will be described with reference to FIG. 3. Reference numeral " 181 " denotes a cylindrical valve of about 240 mm in length made of quartz glass that transmits ultraviolet light. The valve 181 is tapered so that the center portion 182 is thinner than both ends 183 and 184. The outer diameter of both ends 183 and 184 is, for example, about 17 mm, and the outer diameter of the central portion 182. Is about 10 mm.

밸브(181)의 발광 공간(185) 내에는 불활성 가스와 그것에 수은과 철을 주 성분으로 하는 마이크로파에 방전시키는 방전 매체를 봉입한다. 밸브(181)의 양단에는 밸브(181)를 지지하는 지지부(186, 187)가 밸브(181)와 일체로 형성된다.In the light emitting space 185 of the valve 181, a discharge medium for discharging an inert gas and microwaves mainly containing mercury and iron is enclosed therein. At both ends of the valve 181, support portions 186 and 187 for supporting the valve 181 are integrally formed with the valve 181.

정합 조정기(16)는 도전성의 예를 들면 알루미늄제의 상자 형상으로 되어 있으며, 일측면에 커넥터(15)를 장착하고, 타측면에 마이크로파를 마이크로파 공동부(23)에 방사시키는 개구가 형성되어 있다. 또한, 정합 조정기(16)에는 마이크로파의 반사 전압을 검출하고, 이에 따른 임피던스 정합을 조정하기 위한 스터브(stub,16a)가 설치되어 있다.The matching regulator 16 has an electroconductive, for example, box shape made of aluminum, and has an opening for mounting the connector 15 on one side and radiating microwaves to the microwave cavity 23 on the other side. . In addition, the matching regulator 16 is provided with a stub 16a for detecting the reflected voltage of the microwave and adjusting the impedance matching accordingly.

스터브(16a)는 도 4에 도시한 바와 같이, 정합 조정기(16)의 상면에 장착되고, 정합되지 않은 경우에 정합 조정을 실시하는 조정 수단이다. 스터브(16a)는 도전성의 복수의 조정축(41)을 정합 조정기(16) 내에 출입함으로써 무전극 램 프(18)에 대응한 임피던스 정합을 실시하는 것이 가능해진다. 조정축(41)은 예를 들면 조정축(41)의 외주에 나사 홈(42)을 형성하고, 정합 조정기(16)의 상면에 개구된 조정 구멍(43)의 내주에 나사산(44)을 형성하고, 스터브(16a)를 돌려 정합 조정기(16) 내에 출입 가능하게 할 수 있다.As shown in FIG. 4, the stub 16a is attached to the upper surface of the matching regulator 16, and is an adjustment means which performs matching adjustment when it is not matched. The stub 16a can perform impedance matching corresponding to the electrodeless lamp 18 by entering and exiting the plurality of conductive adjustment shafts 41 into the matching regulator 16. The adjustment shaft 41 forms the screw groove 42 on the outer circumference of the adjustment shaft 41, for example, and forms the thread 44 on the inner circumference of the adjustment hole 43 opened on the upper surface of the registration adjuster 16. Then, the stub 16a can be turned to allow access to the inside of the matching regulator 16.

따라서, 무전극 램프(18)의 종류나 형상의 변경에 기초하여 정합 조정기(16)의 스터브(16a)로 마이크로파의 부정합의 조정을 실시함으로써 무전극 램프(18)의 종류나 형상의 변경에 정합한 마이크로파의 조사를 실현할 수 있다.Therefore, the microwave mismatch is adjusted with the stub 16a of the matching regulator 16 on the basis of the change in the type or shape of the electrodeless lamp 18 to match the change in the type or shape of the electrodeless lamp 18. Irradiation of one microwave can be realized.

도 5는 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 2 실시형태에 대해 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 여기서의 설명은 생략한다.It is a schematic block diagram for demonstrating the 2nd Embodiment which concerns on the ultraviolet irradiation device of this invention. The same code | symbol is attached | subjected to the same component part as said 1st Embodiment, and the description here is abbreviate | omitted.

이 실시형태는 스터브(16a)를 램프 하우스(17)의 상면에 직접 설치한 것이다. 즉, 램프 하우스(17) 그 자체를 정합 조정기(16)의 일부로 하고, 램프 하우스(17)에 직접 스터브(16a)의 조정축(41)을 출입 가능하게 장착하고 있다. 조정축(41)을 무전극 램프(18)의 종류나 형상의 변경에 기초하여 조정하여 무전극 램프(18)의 종류나 형상의 변경에 정합한 마이크로파의 조사를 실현할 수 있다.In this embodiment, the stub 16a is directly installed on the upper surface of the lamp house 17. That is, the lamp house 17 itself is part of the matching regulator 16, and the adjustment shaft 41 of the stub 16a is directly attached to the lamp house 17 so that entry and exit are possible. The adjustment shaft 41 can be adjusted based on a change in the type or shape of the electrodeless lamp 18 to realize microwave irradiation matched to the change in the type or shape of the electrodeless lamp 18.

이 경우, 정합 조정기(16)의 구성의 일부를 램프 하우스(17)로 겸용할 수 있으므로 구성을 더 간략화하는 것이 가능해진다.In this case, since a part of the structure of the matching regulator 16 can be used as the lamp house 17, the structure can be further simplified.

도 6, 도 7은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 3 실시형태에 대해 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 개략적인 구성도, 도 7은 도 6의 요부의 일례에 대해 설명하기 위한 구성도이다. 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일 한 부호를 붙이고, 여기서의 설명은 생략한다.6 and 7 are views for explaining a third embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention, FIG. 6 is a schematic configuration diagram, and FIG. 7 is a configuration diagram for explaining an example of main parts of FIG. 6. to be. The same code | symbol is attached | subjected to the same component part as said 1st Embodiment, and the description here is abbreviate | omitted.

이 실시형태는 정합 조정기(16)로 조정을 실시한 경우에도 정합이 잘 되지 않고 마이크로파의 반사파로 부정합 상태 그대로 계속 사용한 경우의 램프 퍼포먼스의 악화, 마그네트론의 수명 저하를 방지하는 것이다.This embodiment prevents deterioration of lamp performance and deterioration of the life of the magnetron when the matching is not performed well even when the adjustment is performed by the matching regulator 16, and it is continuously used in the state of mismatch with the reflected wave of the microwave.

즉, 부정합 상태이면 마이크로파의 반사에 의해 동축 케이블(14)에 이상한 발열을 생기게 한다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이 온도 센서(61)를 동축 케이블(14)에 장착하고, 온도 센서(61)의 검출 결과에 기초하여 고주파 전원(11) 내의 전원(111)을 정지시키도록 하고 있다.That is, in the case of mismatching, abnormal heat generation occurs in the coaxial cable 14 due to the reflection of microwaves. Therefore, as shown in FIG. 6, the temperature sensor 61 is mounted on the coaxial cable 14, and the power source 111 in the high frequency power supply 11 is stopped based on the detection result of the temperature sensor 61. have.

구체적으로는 도 7에 도시한 바와 같이, 온도 센서(61)의 출력 전압과 기준 전압(Vref)의 비교를 실시하는 비교기(71)에 의해 비교하고, 비교 결과에 기초하여 전원(111)을 온·오프시키도록 하고 있다. 즉, 온도 센서(61)의 출력이 기준 전압(Vref) 보다도 낮은 경우는 비교기(71)는 오프 상태이고, 전원(111)은 온 상태 그대로 된다. 온도 센서(61)의 출력이 기준 전압(Vref) 보다도 높은 경우는 비교기(71)는 온 상태가 되고, 전원(111)을 오프 상태로 제어한다.Specifically, as shown in FIG. 7, the comparator 71 which compares the output voltage of the temperature sensor 61 with the reference voltage Vref compares, and turns on the power supply 111 based on a comparison result. It is being turned off. That is, when the output of the temperature sensor 61 is lower than the reference voltage Vref, the comparator 71 is in an off state and the power supply 111 is in an on state. When the output of the temperature sensor 61 is higher than the reference voltage Vref, the comparator 71 turns on and controls the power supply 111 to the off state.

이와 같이 정합 조정기(16)로 정합 상태가 조정된 경우에도 온도 센서(61)로 동축 케이블(14)의 온도 상태에서, 검출 결과가 부정합 상태인지 정합 상태인지를 검출하고, 부정합 상태인 경우의 램프 성능의 악화를 방지하여 마그네트론의 수명 저하의 방지에 기여한다.In this way, even when the matching state is adjusted by the matching regulator 16, the temperature sensor 61 detects whether the detection result is a mismatching state or a matching state in the temperature state of the coaxial cable 14, and the lamp in the mismatching state. It prevents deterioration of performance and contributes to the prevention of deterioration of the life of the magnetron.

도 8, 도 9는 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 4 실시형태에 대해 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 요부의 개략적인 구성도, 도 9는 도 8의 단면도이 다. 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 여기서의 설명은 생략한다.8 and 9 are views for explaining a fourth embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention, FIG. 8 is a schematic configuration diagram of main parts, and FIG. 9 is a sectional view of FIG. 8. The same code | symbol is attached | subjected to the same component part as said 1st Embodiment, and the description here is abbreviate | omitted.

도 8은 정합 조정기(16)와 커넥터(15)에 의한 동축 케이블(14)의 접속 부분을 도시하고 있다. 정합 조정기(16)는 마이크로파와 마이크로파 공동부(23)의 정합을 도모하는 수단을 개량한 것이다.FIG. 8 shows the connecting portion of the coaxial cable 14 by the matching regulator 16 and the connector 15. The matching regulator 16 improves the means for matching the microwaves and the microwave cavity 23.

즉, 정합 조정기(16)의 스터브(16a)와 동일 기능을 가진 슬라이딩을 하게 하여 임피던스 정합 조정을 실시하는 스터브부(81)를 도면중 화살표 방향으로 출입함으로써 임피던스 정합의 조정을 실시하는 것이 가능해진다.That is, the impedance matching can be adjusted by entering and exiting the stub portion 81 which performs the impedance matching adjustment by sliding the same function as the stub 16a of the matching regulator 16 in the direction of the arrow in the figure. .

이 실시형태에서도 제 1 실시형태의 스터브(16a)와 마찬가지로 마이크로파가 부정합 상태에 있는 경우에 스터브부(81)를 정합 조정기(16)에 출입하는 것으로도 정합 조정이 가능해진다.Also in this embodiment, similarly to the stub 16a of 1st Embodiment, when a microwave is in a mismatched state, registration adjustment can also be carried out by making the stub part 81 enter and exit the matching regulator 16. FIG.

도 10~도 14는 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 5 실시형태에 대해 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 개략적인 구성도, 도 11은 도 10의 요부의 구성도, 도 12는 도 10의 요부의 구성도, 도 13은 도 10의 Ia-Ib 절단선을 위에서 본 상면도, 도 14는 도 10 요부를 절개하여 도시한 단면도이다.10-14 is a figure for demonstrating 5th Embodiment which concerns on the ultraviolet irradiation device of this invention, FIG. 10 is a schematic block diagram, FIG. 11 is a block diagram of the principal part of FIG. 10, FIG. 12 is FIG. Fig. 13 is a top view of the cut line Ia-Ib of Fig. 10, and Fig. 14 is a sectional view of the Fig. 10 cut away.

도 10에서 도면부호 "11"은 마그네트론(12)이 동일한 하우징체에 수용된 고주파 전원부이다. 고주파 전원부(11)의 마그네트론(12)으로부터 나온 마이크로파는 커넥터(131, 132)에 보내진다.In FIG. 10, reference numeral 11 denotes a high frequency power supply unit in which the magnetron 12 is housed in the same housing body. The microwaves from the magnetron 12 of the high frequency power supply 11 are sent to the connectors 131 and 132.

도 11에 도시한 바와 같이, 마그네트론(12)과 커넥터(131, 132) 사이의 구체적인 구성은 전원(111)에 기초하여 마그네트론(12)의 안테나(121)로부터 나온 마이 크로파는 도파관(112), 동축/도파관 변환부(113)을 통해 커넥터(131, 132)에 각각 공급되어 있다.As shown in FIG. 11, the specific configuration between the magnetron 12 and the connectors 131 and 132 is based on the power source 111, and the microwave wave from the antenna 121 of the magnetron 12 is a waveguide 112. It is supplied to the connectors 131 and 132 via the coaxial / waveguide conversion unit 113, respectively.

도 12는 동축/도파관 변환부(113)의 구체적인 구성예를 도시하고 있다. 동축/도파관 변환부(113)는 마그네트론(12)의 안테나(121)로부터 발생하는 마이크로파를 고주파 전원부(11)의 출력으로 하고, 전자적인 실드가 가능한 재료로 통형상으로 형성된 도파관(112)으로부터 전자적으로 결합된 커넥터(131, 132)에 송신한다. 또한, 마이크로파는 커넥터(131, 132)로부터 동축 케이블(141, 142)의 일단에 각각 송신한다. 커넥터(131, 132)는 각각 도파관(112)과의 접합부에 잘린 나사 돌림 끼워넣기 조작에 의해 기계적 및 전자적인 결합이 실시된다.12 illustrates a specific configuration example of the coaxial / waveguide conversion unit 113. The coaxial / waveguide converting unit 113 uses the microwaves generated from the antenna 121 of the magnetron 12 as the output of the high frequency power supply unit 11, and the electromagnetic wave from the waveguide 112 formed in a tubular shape made of a material capable of electromagnetic shielding. To the connectors 131 and 132 coupled together. Microwaves are also transmitted from the connectors 131 and 132 to one end of the coaxial cables 141 and 142, respectively. The connectors 131 and 132 are mechanically and electronically coupled by screwing and inserting operations cut to the junction with the waveguide 112, respectively.

도 10, 도 13, 도 14에 있어서, 동축 케이블(141, 142)을 통해 보내져 오는 마이크로파는 커넥터(151, 152), 정합 조정기(161, 162)를 통해 램프 하우스(17)에 공급한다. 정합 조정기(161, 162)는 보다 정확한 임피던스 조정을 실시하기 위해 램프 하우스(17)에 가까운 측에 설치하는 것으로 한다.10, 13 and 14, the microwaves sent through the coaxial cables 141 and 142 are supplied to the lamp house 17 through the connectors 151 and 152 and the matching regulators 161 and 162. The matching regulators 161 and 162 shall be provided on the side close to the lamp house 17 in order to perform more accurate impedance adjustment.

램프 하우스(17) 내에는 무전극 램프(18)가 소정 위치에 수용된다. 램프 하우스(17)의 상면부에는 냉각용 팬(19)이 장착되고, 무전극 램프(18)로부터 방사되는 열을 방열시킨다. 램프 하우스(17)의 하면부에 형성된 조사창(20)은 무전극 램프(18)로부터 나온 자외선을 배면에 배치된 리플렉터(211, 212)에 반사시켜 조사한다.In the lamp house 17, the electrodeless lamp 18 is housed in a predetermined position. A cooling fan 19 is mounted on an upper surface of the lamp house 17 to dissipate heat radiated from the electrodeless lamp 18. The irradiation window 20 formed on the lower surface portion of the lamp house 17 reflects the ultraviolet rays emitted from the electrodeless lamp 18 to the reflectors 211 and 212 disposed on the rear surface thereof.

조사창(20)에는 예를 들면 금속선을 메시 형상으로 짜서 형성하거나 금속판에 펀칭 가공을 형성한 마이크로파를 실드하고, 자외선을 투과시키는 RF 필터(22) 가 배치된다. "23"은 무전극 램프(18)와 리플렉터(211, 212)에 RF 필터(22)로 구성되는 마이크로파 공동부이다.In the irradiation window 20, an RF filter 22 is formed, for example, by forming a metal wire into a mesh shape or shielding microwaves formed by punching a metal plate, and transmitting ultraviolet rays. &Quot; 23 " is a microwave cavity composed of an RF filter 22 in the electrodeless lamp 18 and the reflectors 211 and 212. The " 23 "

정합 조정기(161, 162)는 도 14, 도 15에 도시한 구성으로 되어 있다. 도 14, 도 15는 정합 조정기(161)에 대해 설명하는 것이지만, 정합 조정기(162)도 동일한 구성을 하고 있다. 또한, 도 15는 도 14의 Ⅱa-Ⅱb선 단면도이다.The matching regulators 161 and 162 have the structure shown in FIG. 14, FIG. Although FIG.14, FIG.15 demonstrates the matching regulator 161, the matching regulator 162 has the same structure. 15 is a sectional view taken along the line IIa-IIb of FIG. 14.

즉, 정합 조정기(161)는 도전성의 예를 들면 알루미늄제의 상자 형상으로 되어 있고, 일측면에 커넥터(151)를 장착하며, 타측면에 마이크로파를 마이크로파 공동부(23)에 방사시키는 개구가 형성되어 있다. 또한, 정합 조정기(161)에는 마이크로파의 반사 전압을 검출하고, 이에 따른 임피던스 정합을 조정하기 위한 스터브(16a)가 설치되어 있다.That is, the matching regulator 161 has a conductive, for example, box shape made of aluminum, has a connector 151 mounted on one side, and an opening for radiating microwaves to the microwave cavity 23 on the other side. It is. In addition, the matching regulator 161 is provided with a stub 16a for detecting the reflected voltage of the microwave and adjusting the impedance matching accordingly.

스터브(16a)는 도 15에 도시한 바와 같이, 정합 조정기(161)의 상면에 장착된 정합되지 않은 경우에 정합 조정을 실시하는 조정 수단이다. 스터브(16a)는 도전성의 복수의 조정축(41)을 정합 조정기(161)내에 출입함으로써 무전극 램프(18)에 대응한 임피던스 정합을 실시하는 것이 가능해진다.As shown in FIG. 15, the stub 16a is an adjustment means for performing registration adjustment when there is no registration mounted on the upper surface of the registration regulator 161. As shown in FIG. The stub 16a is capable of performing impedance matching corresponding to the electrodeless lamp 18 by entering and exiting a plurality of conductive adjustment shafts 41 into the matching regulator 161.

조정축(41)은 예를 들면 조정축(41)의 외주에 나사홈(42)을 형성하고, 정합 조정기(16)의 상면에 개구된 조정 구멍(43)의 내주에 나사산(44)을 형성하여, 스터브(16a)를 돌려 정합 조정기(161) 내에 출입 가능하다.The adjusting shaft 41 forms a screw groove 42 on the outer circumference of the adjusting shaft 41, for example, and forms a thread 44 on the inner circumference of the adjusting hole 43 opened on the upper surface of the matching adjuster 16. Thus, the stub 16a is rotated to allow entry and exit into the matching regulator 161.

따라서 무전극 램프(18)의 종류나 형상의 변경에 기초하여 정합 조정기(161)의 스터브(16a)로 임피던스 부정합의 조정을 실시함으로써 무전극 램프(18)의 종류나 형상의 변경으로 정합한 마이크로파의 조사를 실현할 수 있다.Therefore, based on the change in the type or shape of the electrodeless lamp 18, the impedance mismatch is adjusted by the stub 16a of the matching regulator 161, thereby matching the microwaves by changing the type or shape of the electrodeless lamp 18. Investigation can be realized.

여기서 도 16을 참조하여 고주파 전원(11)이 수납된 하우징체와 무전극 램프(18)가 수납된 램프 하우스(17)를 1개의 동축 케이블(14a)로 접합한 종래의 도 16의 (a)와, 2개의 동축 케이블(141, 142)로 접속한 본 발명의 도 16의 (b)의 에너지 레벨의 차이에 대해 설명한다. 도 16의 (a), (b)는 램프 하우스(17) 내에서의 에너지 레벨에 대해 모식적으로 도시하고 있다.Here, with reference to FIG. 16, FIG. 16 (a) shows a state in which a housing body in which the high frequency power source 11 is housed and a lamp house 17 in which the electrodeless lamp 18 is housed are joined by one coaxial cable 14a. And a difference in energy levels in FIG. 16B of the present invention connected by two coaxial cables 141 and 142 will be described. 16 (a) and 16 (b) schematically show energy levels in the lamp house 17.

도 16의 (a), (b)는 동축 케이블(14a, 141, 142)은 각각 동일한 것을 사용하고, 마그네트론(12)도 500W가 발생하는 마이크로파의 주파수를 2.45GHz와 동일한 조건으로 비교한 경우를 모식적으로 도시한 것이다.16 (a) and 16 (b) use the same coaxial cables 14a, 141, and 142, respectively, and the magnetron 12 also compares the frequency of microwaves at which 500W is generated under the same conditions as 2.45GHz. It is typically shown.

즉, 2개의 동축 케이블(141, 142)인 경우의 도 16의 (b)의 에너지 레벨(Wb)은 1개의 동축 케이블(14a)인 경우의 도 16의 (a)의 에너지 레벨(Wa)에 비교하여 약 2배 정도 높다. 이 때문에 2개의 동축 케이블을 사용한 경우는 에너지 효율이 높아지고, 나아가서는 발광 효율도 향상된다.That is, the energy level Wb of FIG. 16B when two coaxial cables 141 and 142 is equal to the energy level Wa of FIG. 16A when one coaxial cable 14a. It is about twice as high. For this reason, when two coaxial cables are used, energy efficiency becomes high, and also luminous efficiency improves.

이는 2개의 동축 케이블(141, 142)로부터 각각 램프 하우스(17)내에 전달되는 에너지의 매칭을 취해 동축 케이블(141, 142)을 통해 얻어지는 에너지 레벨이 가산되어 높은 것이 된다.The energy level obtained through the coaxial cables 141 and 142 is added to be a high value by matching energy transmitted from the two coaxial cables 141 and 142 to the lamp house 17, respectively.

도 17은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 6 실시형태에 대해 설명하기 위한 요부의 개략적인 구성도이다. 상기한 실시형태와 동일한 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고, 여기서의 설명은 생략한다.It is a schematic block diagram of the principal part for demonstrating 6th Embodiment which concerns on the ultraviolet irradiation device of this invention. The same code | symbol is attached | subjected to the same component part as above-mentioned embodiment, and the description here is abbreviate | omitted.

이 실시형태는 동축 케이블(141, 142)에 각각 대응한 마그네트론(121, 122)을 준비한 것이다.This embodiment prepares the magnetrons 121 and 122 corresponding to the coaxial cables 141 and 142, respectively.

마이크로파인 고주파 전류가 흐르는 동축 케이블에서는 고주파 전류가 도체를 흐르는 경우, 전류 밀도가 도체의 표면에서 높고, 표면에서 떨어지면 낮아지는 이른바 표피 효과가 발생한다.In the coaxial cable through which microwave high frequency current flows, when a high frequency current flows through a conductor, a so-called skin effect occurs in which the current density is high on the surface of the conductor and decreases when dropped from the surface.

이 실시형태에서는 전력이 작은 마그네트론(121, 122)을 사용하여 램프 하우스(17)에 공급되는 에너지 레벨이 상기 실시형태와 동일 조건인 경우, 동축 케이블(141, 142)에 의한 표피 효과에 의한 영향과 에너지 손실을 억제할 수 있다.In this embodiment, when the energy level supplied to the lamp house 17 by using the magnetrons 121 and 122 with small electric power is the same condition as the above embodiment, the effect by the skin effect by the coaxial cables 141 and 142. And energy loss can be suppressed.

도 18, 도 19는 도 15에서 설명한 정합 조정기의 다른 구체예에 대해 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 부분적인 사시도, 도 19는 도 18의 단면도이다. 정합 조정기(161)에 대해 설명하는 것이지만, 정합 조정기(162)도 동일한 구성으로 되어 있다.18 and 19 are views for explaining another specific example of the matching regulator described in FIG. 15, FIG. 18 is a partial perspective view, and FIG. 19 is a sectional view of FIG. 18. Although the matching regulator 161 is demonstrated, the matching regulator 162 also has the same structure.

이 예는 정합 조정기(161)와 커넥터(151)에 의한 동축 케이블(141)의 접속 부분을 나타내고 있다. 정합 조정기(161)는 마이크로파와 마이크로파 공동부(23)의 임피던스의 정합을 도모하는 수단을 개량한 것이다.This example shows a connection portion of the coaxial cable 141 by the matching regulator 161 and the connector 151. The matching regulator 161 is an improvement of the means for matching the impedance of the microwave and the microwave cavity 23.

즉, 정합 조정기(161)에 이 임피던스 정합 조정을 실시하는 것이 가능한 슬라이딩 자유로운 스터브부(81)를 도면중 화살표 방향으로 출입함으로써 임피던스의 정합 조정이 가능해진다.That is, the impedance matching adjustment is made possible by making the matching regulator 161 move in and out the sliding free stub part 81 which can perform this impedance matching adjustment to arrow direction in a figure.

스터브부(81)의 출입 기구에 대해서는 도시하지 않지만, 기어와의 맞물림과 같이 이동을 원활하게 할 수 있고, 이동 후의 상태를 확실히 유지할 수 있는 것을 채용할 수 있다.Although not shown about the entrance mechanism of the stub part 81, what can be made to move smoothly like engagement with a gear, and can maintain the state after a movement can be employ | adopted.

이 실시형태의 정합 조정기(161)라도 도 14에서 설명한 스터브(16a)와 마찬 가지로 마이크로파가 부정합한 상태에 있는 경우에 스터브부(81)를 정합 조정기(161)에 출입하는 것으로도 임피던스의 정합 조정이 가능해진다.Even with the matching regulator 161 of this embodiment, when the microwave is in a mismatched state similarly to the stub 16a described with reference to FIG. 14, the impedance matching is also performed by entering the stub portion 81 into the matching regulator 161. Adjustment is possible.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 동축 케이블은 2개의 예를 설명했지만, 3개 이상이라도 관계없다. 마그네트론은 2기의 예까지 예로 들었지만 3기 이상이라도 관계없다. 마그네트론을 복수로 한 경우, 반드시 그에 맞춘 수로 동축 케이블을 맞출 필요는 없고 요구되는 사양에 따라서 설계하면 된다.This invention is not limited to the said embodiment. For example, although two examples of coaxial cables have been described, three or more may be used. The magnetron was given as an example of 2 groups, but may be 3 or more groups. In the case of plural magnetrons, it is not necessary to fit the coaxial cable by the number corresponding to the number of magnetrons, but may be designed according to the required specifications.

도 1은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 1 실시형태에 대해 설명하기 위한 개략적인 구성도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram for demonstrating 1st Embodiment which concerns on the ultraviolet irradiation device of this invention,

도 2는 도 1의 요부의 구성도,2 is a configuration diagram of the main part of FIG. 1;

도 3은 도 1에서 사용되는 무전극 램프의 일례에 대해 설명하기 위한 구성도,3 is a configuration diagram for explaining an example of an electrodeless lamp used in FIG. 1;

도 4는 도 1의 요부의 구성도,4 is a configuration diagram of main parts of FIG. 1;

도 5는 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 2 실시형태에 대해 설명하기 위한 개략적인 구성도,5 is a schematic configuration diagram for explaining a second embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention;

도 6은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 3 실시형태에 대해 설명하기 위한 개략적인 구성도,6 is a schematic configuration diagram for explaining a third embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention;

도 7은 도 6의 요부의 구성예에 대하여 설명하기 위한 구성도,7 is a configuration diagram for explaining a structural example of a main part of FIG. 6;

도 8은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 4 실시형태에 대하여 설명하기위한 요부의 개략적인 구성도,8 is a schematic configuration diagram of a main part for explaining a fourth embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention;

도 9는 도 8의 단면도,9 is a cross-sectional view of FIG. 8;

도 10은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 5 실시형태에 대하여 설명하기 위한 개략적인 구성도,10 is a schematic configuration diagram for explaining a fifth embodiment of the ultraviolet irradiation device of the present invention;

도 11은 도 10의 요부의 구성도,11 is a configuration diagram of main parts of FIG. 10;

도 12는 본 발명에서 사용되는 무전극 램프의 구성예에 대하여 설명하기 위한 구성도,12 is a configuration diagram for explaining a configuration example of an electrodeless lamp used in the present invention;

도 13은 도 10의 Ia-Ib 절단선을 위에서 본 상면도,FIG. 13 is a top view of the Ia-Ib cutting line of FIG. 10 from above;

도 14는 도 10의 요부의 일부를 절개하여 도시한 단면도,14 is a cross-sectional view showing a portion of the main portion of FIG.

도 15는 도 14의 Ⅱa-Ⅱb선의 단면도,15 is a cross-sectional view taken along line IIa-IIb of FIG. 14;

도 16은 본 발명과 종래를 비교하여 설명하기 위한 설명도,16 is an explanatory diagram for explaining and comparing the present invention and the prior art;

도 17은 본 발명의 자외선 조사 장치에 관한 제 6 실시형태에 대하여 설명하기 위한 요부의 개략적인 구성도,17 is a schematic configuration diagram of a main part for explaining a sixth embodiment according to an ultraviolet irradiation device of the present invention;

도 18은 본 발명에 이용되는 정합 조정기의 다른 구체예에 대하여 설명하기 위한 부분적인 사시도, 및18 is a partial perspective view for explaining another specific example of the matching regulator used in the present invention, and

도 19는 도 18의 단면도이다.19 is a cross-sectional view of FIG. 18.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11 : 고주파 전원부 12 : 마그네트론11: high frequency power supply 12: magnetron

13 : 커넥터 14 : 동축 케이블13: connector 14: coaxial cable

15 : 커넥터 16 : 정합 조정기15 connector 16 matching regulator

17 : 램프 하우스 18 : 무전극 램프17 lamp house 18 electrodeless lamp

Claims

A high frequency power supply unit comprising a power supply and a magnetron generating microwaves based on the power supply;

A lamp house containing an electrodeless lamp made of a light-transmissive dielectric encapsulated with a light emitting medium for emitting a discharge medium based on the microwaves, and

A coaxial cable for transmitting microwaves generated from the magnetron to the lamp house,

And matching adjusting means for adjusting a matching state of the microwaves emitted to the electrodeless lamps according to a change of the electrodeless lamps on which the electrodeless lamps are mounted.

The method of claim 1,

The matching adjusting means supports the electrodeless lamp and also serves as a part of a lamp house which irradiates ultraviolet rays.

The method according to claim 1 or 2,

Detecting the temperature of the coaxial cable, and controlling on / off of a power supply for supplying a high voltage to the magnetron based on a detection result.

A lamp house containing an electrodeless lamp made of a light-transmitting dielectric in which a light emitting medium for emitting a discharge medium based on the microwaves is encapsulated, and

Ultraviolet irradiation apparatus characterized in that the plurality of coaxial cables for transmitting microwaves to the lamp house to transmit microwaves.

The method of claim 4, wherein

And said microwaves are generated from a plurality of said magnetrons.

The method of claim 5, wherein

The number of the coaxial cables in the case where there are a plurality of magnetrons is at least as large as the number of magnetrons.

The method according to any one of claims 4 to 6,

And a matching regulator for impedance matching on each of the coaxial cables.

The method of claim 7, wherein

And the matching regulator is provided on the lamp house side.