(57)【要約】【課題】本発明は、照明装置に関し、特に、電灯に関する。【解決手段】マイクロ波の漏れの少ない硫黄ランプは、複数の電気伝導性ストリップで構成される構造体を含む。電灯ケージは、互いに分離可能に結合し、半部品を組立てることで形成される結合部に平行な壁電流を誘導するモードで、マグネトロンによって発生するマイクロ波周波数で共振するように構成される半部品で形成される。【選択図】図１１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波は遮断し、可視光線は透過させる壁装置において、
複数の電気伝導性ストリップで構成される構造体を含み、
前記ストリップのそれぞれは、第１表面と第２表面、そして内側縁と外側縁を有し、前記第１表面及び第２表面間の距離は、前記ストリップの厚さを定義し、前記内側縁と外側縁間の距離は、前記ストリップの厚さより大きい前記ストリップの深さを定義し、
前記ストリップによって形成される前記構造体は、前記壁を定義し、
前記壁は、一側で可視光線発生器及びマイクロ波発生器の両方に露出され、
前記ストリップの少なくとも一部は、前記第１及び第２表面である前記光発生器から放出する可視光線に実質的に平行に配列され、
前記ストリップの一部は、選択された量ほど前記ストリップ間を通過するようにマイクロ波発生器から放出するマイクロ波を減殺するに充分な隣接したストリップ間の厚さ、深さ、及びギャップ幅を有するように構成及び配列されることを特徴とする壁装置。
【請求項２】
前記壁は、窓とケージのうち一つを形成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の壁装置。
【請求項３】
前記窓は、電子レンジの窓であることを特徴とする請求項２に記載の壁装置。
【請求項４】
前記ケージは、電灯の電球を含む硫黄ランプの空洞部を形成することを特徴とする請求項２に記載の壁装置。
【請求項５】
前記ケージは、上面及び下面を具備し、円筒及び直方体状のうち一つの形状で形成され、この形状は、それぞれその内部に配置されたマイクロ波発生器から放出するマイクロ波からＴＭ０１０モード及びＴＥ１０１モードで空洞部共振を形成する寸法を有することを特徴とする請求項４に記載の壁装置。
【請求項６】
前記ケージの上面及び下面のうち少なくとも一つは、連続的な平面を含むことを特徴とする請求項５に記載の壁装置。
【請求項７】
前記ケージの上面及び下面のうち少なくとも一つは、その中心から外縁（ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ）まで放射状に配列される複数のストリップを含むことを特徴とする請求項５に記載の壁装置。
【請求項８】
前記ケージは、中心軸に対して対称を成し、前記ケージと前記軸を貫通し、平行な少なくとも一つの平面の交差により形成される少なくとも二つの部材を含むことを特徴とする請求項４に記載の壁装置。
【請求項９】
前記部材を別途に締結するための少なくとも一つの締結要素をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の壁装置。
【請求項１０】
前記ストリップは、平たいことを特徴とする請求項１に記載の壁装置。
【請求項１１】
前記ストリップは、互いに対して１２０度の角度で配置され、前記ストリップが互いに対して隣接して配列された時、六角ハニカム網を形成するように配列されるセクションを含むことを特徴とする請求項１に記載の壁装置。
【請求項１２】
（ＰＣＴ明細書に請求項１２が記載されていません）
【請求項１３】
前記ストリップは、前記網を形成する前記ストリップ間で良好な電気伝導性を保障するために前記ハニカム網を形成するように互いに固定結合することを特徴とする請求項１１に記載の壁装置。
【請求項１４】
前記ストリップは、半田付け、ブレージング、及び溶接のうち少なくとも一つによって互いに結合することを特徴とする請求項１２に記載の壁装置。
【請求項１５】
前記ストリップは、０．０５ｍｍと０．３ｍｍとの間の厚さ、１．０ｍｍと３．０ｍｍとの間のストリップ間のギャップ、及び１．０ｍｍと１０．０ｍｍとの間のストリップの深さを有することを特徴とする請求項１に記載の壁装置。
【請求項１６】
前記ストリップは、約０．１ｍｍの厚さ、約２．０ｍｍのストリップ間のギャップ、及び約８．０ｍｍのストリップの深さを有することを特徴とする請求項１に記載の壁装置。
【請求項１７】
前記構造体を強化し、前記ストリップ間の空間を維持するように、前記ストリップの少なくとも一部に傾いて結合する少なくとも一つの第２ストリップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の壁装置。
【請求項１８】
マグネトロンに連動して結合する黄電球を含み、マイクロ波の漏れが少ない硫黄ランプ装置において、
前記硫黄ランプを含むランプ組立体及び前記マグネトロンを含むマイクロ波組立体を含み、
前記組立体のそれぞれは互いに分離可能に結合し、半部品の相互結合によって形成される結合部に平行な壁電流を誘導するモードで、マグネトロンによって発生するマイクロ波周波数で共振するように構成される半部品で形成されることを特徴とする硫黄ランプ装置。
【請求項１９】
前記ランプ組立体は、前記マグネトロンによって発生する前記マイクロ波周波数で前記ＴＭ０１０モードで共振するように構成される完全な円形円筒の形状で形成される電灯ケージを含み、
前記マイクロ波組立体は、前記マグネトロンによって発生する前記マイクロ波周波数でＴＥ１０１モードで共振するように構成される直方体状に形成されるマグネトロン収容部を含むことを特徴とする請求項１８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２０】
前記電灯ケージは、完全な円形円筒を形成する構造体を形成するように配列され、前記黄電球によって生成する可視光線は透過させながら、前記マグネトロンによって発生するマイクロ波エネルギーは遮断するように構成される複数の導電性ストリップを含み、この時、前記ストリップは、その表面が前記黄電球によって放出する可視光線に実質的に平行に配置され、
前記マグネトロン収容部は、直方体を形成する構造体を形成するように配列される固体伝導性表面を具備する壁を含むことを特徴とする請求項１９に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２１】
前記電灯ケージ及び前記マグネトロン収容部は、それぞれの形状を有し、二つの部材を含み、この時、前記部材は、それぞれ前記各形状の中心軸を貫通し、これに平行な平面によって形成される各形状の約半分を形成することを特徴とする請求項２０に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２２】
前記第１組立体は、前記第２組立体に分離可能に結合することを特徴とする請求項１８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２３】
前記ランプ組立体は、少なくとも二つの磁石を含む磁気回路によって前記マイクロ波組立体に分離可能に結合し、前記磁石は、それぞれ極性部材に堅固に付着し、前記極性部材のそれぞれは、前記ランプ組立体及び前記マイクロ波組立体のうち一つの部材に正確に堅固に付着することを特徴とする請求項２２に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２４】
前記ランプ組立体は、マグネトロンアンテナが電灯ケージに挿入されて前記電灯ケージ内に直接マイクロ波エネルギーを放射するカップリングによって前記マイクロ波組立体に結合することを特徴とする請求項１８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２５】
前記ランプ組立体は、マイクロ波エネルギーを前記マグネトロンから前記電灯ケージの内側に運ぶ導波管を含むカップリングによって前記マイクロ波組立体に結合することを特徴とする請求項１８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２６】
前記導波管は、互いに分離可能に結合し、前記半部品を互いに結合することで形成される結合部に平行な壁電流を誘導するモードでマグネトロンによって発生するマイクロ波周波数で共振するように構成される部材で形成されることを特徴とする請求項２５に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２７】
前記導波管の前記部材のそれぞれは、前記ランプ組立体の半部品にそれぞれ堅固に結合することを特徴とする請求項２６に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２８】
前記黄電球は、前記電灯ケージによって形成される前記空洞部が異なる周波数で共振するようにする複数の可用黄電球の中から選択され、前記黄電球は、前記ランプ組立体の共振周波数が前記マグネトロンによって形成される周波数に非常に近接してマッチするように選択されることを特徴とする請求項１８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項２９】
ケースの内部に配置されるマグネトロン及び前記マグネトロンの陽極に結合し、前記ケース内のホールを通じて延長するマイクロ波アンテナを含むマイクロ波組立体、及び内部に空洞部が形成された電灯ケージ内に配置される黄電球と、前記マイクロ波組立体を前記ランプ組立体に結合するように配列され、前記マグネトロンから前記黄電球にマイクロ波電力を伝達することで、前記マグネトロンと前記黄電球を連動して結合するカップリングを含むランプ組立体を具備する硫黄ランプ装置を設計する方法において、
照明設備のための条件を決める段階と、
前記条件を満たすように前記電灯装置を設計する段階とを含み、
前記条件を決める段階は、前記硫黄ランプ装置が設置される空間の大きさ及び形状を決める段階、及び前記電灯装置とその周囲環境間の電磁気適合性（ＥＭＣ）で前記照明設備の感度を決める段階を具備し、
前記電灯装置を設計する段階は、前記条件を満たすように前記電灯装置を設計する段階は、複数の可用電灯ケージ構造の形態のうち一つを選択する段階、及び複数の可用形態のカップリングのうち一つを選択する段階を具備することを特徴とする硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３０】
前記複数の可用電灯ケージ構造形態は、ルーバー型構造及びハニカム型構造を含むことを特徴とする請求項２９に記載の硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３１】
前記複数の可用電灯ケージ構造形態は、単一体形構造、及び軸と平行な前記ケージの中心軸を貫通する少なくとも一つの平面と前記ケージの交差で形成される部材を含む分割型構造を含むことを特徴とする請求項２９に記載の硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３２】
前記複数の可用形態のカップリングは、いずれか一つの構成から延長するマグネトロンの陽極に付着するアンテナを含み、
前記マグネトロンの陽極は、
前記マイクロ波組立体の表面が前記ランプ組立体と結合する、前記電灯ケージに直接延長し、
前記アンテナは、前記マイクロ波組立体に結合する導波管表面のホールを通じて前記導波管内部に延長して前記導波管の第１端部近くに配置され、ポストが前記導波管の第２端部近くに付着し、ランプ組立体に付着する導波管表面のホールを通じて前記ランプ組立体内部に延長する状態で、直方体形態で導波管内部に直接延長し、
前記ランプ組立体の内側を向かって開放するホールがベースの反対側で前記ランプ組立体に付着するウェッジの表面に配置される形態で、前記マイクロ波組立体に付着する前記ベース表面のホールを通じて直四角形ベースのウェッジ形態で導波管内部に直接延長する構成のうち一つで構成されることを特徴とする請求項２９に記載の硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３３】
前記照明設備のための条件を決める段階において、
前記電灯空洞部のＴＭ０１０モードと前記マグネトロンによって発生するマイクロ波の周波数の間でマッチングする周波数の許容程度を決める段階と、
前記ランプ組立体と前記マグネトロンとの間でマッチングされるインピーダンスの許容程度を決める段階と、
前記電灯ケージ内に好ましい形状の電界分布を決める段階とをさらに含み、
前記条件を満たすように前記硫黄ランプを設計する段階において、
前記電灯ケージに挿入されるマイクロ波の照射要素を構成する段階と、
前記マイクロ波の照射要素の反対側にある前記電灯ケージの側面に付着する第１ポストを構成する段階と、
Ｈ−カップリングが選択された場合、前記第１ポストに反対する前記電灯ケージの側面に付着する第２ポストを構成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３４】
前記照射要素、前記第１ポスト、及び前記第２ポストのうち一つを各構成要素として構成する段階は、
前記各構成要素の長さ、断面形状、厚さ、及びチャンパを選択する段階と、
前記各構成要素の端部の形状を選択する段階と、
前記各構成要素の端部に追加的な要素を付着するか否かを決める段階と、
追加的な要素が前記各構成要素の端部に付着する場合、前記要素の形状、寸法、及びチャンパ（ｃｈａｍｆｅｒ）を決める段階とを含むことを特徴とする請求項３３に記載の硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３５】
前記各構成要素の端部に追加される前記追加要素は、円形ディスク表面の中心で前記各構成要素の端部に付着する面取りされた円形ディスクの形態であることを特徴とする請求項３４に記載の硫黄ランプ装置の設計方法。
【請求項３６】
街灯用硫黄ランプ装置において、
マグネトロン、前記マグネトロンを囲むマグネトロン収容部、及び前記マグネトロンの陽極に結合し、前記収容部のホールを通じて延長するマイクロ波アンテナを具備する、マイクロ波組立体と、
黄電球、内側で前記黄電球が配置される空洞部を形成する内部を具備する電灯ケージを具備する、ランプ組立体と、
前記マイクロ波組立体を前記ランプ組立体に結合し、前記マグネトロンから前記黄電球にマイクロ波電力を伝達することで、前記マグネトロンと前記黄電球を連動的に結合するように配列される、カップリングを含む硫黄ランプ装置。
【請求項３７】
前記電灯ケージは、前記ケージの中心軸に少なくとも大部分平行な前記ケージ内の電流の流れを誘導するモードで前記空洞部が共振するように構成されることを特徴とする請求項３６に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項３８】
前記電灯ケージの少なくとも一部は、完全な円形円筒形状を有し、前記空洞部は、前記マグネトロンによって発生するマイクロ波の周波数で前記ＴＭ０１０モードで共振することを特徴とする請求項３７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項３９】
前記電灯ケージは、面取りされた円筒形状を有することを特徴とする請求項３８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４０】
前記電灯ケージは、電気伝導性ストリップを利用して構成されるルーバーで形成される側壁を含み、前記ストリップは、それぞれ前記ケースの上面の中心から隣接したストリップと平行に前記ケージの側面のうち一部に、そして前記ケージの下面の中心に放射状で、単一平面部材の形態で延長することを特徴とする請求項３７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４１】
前記電球と前記上面の中心に付着する電球ホルダーをさらに含み、
前記アンテナは、前記下面壁の中心に形成されたホールを通じて配置され、前記電球ホルダー及び前記アンテナは、前記ルーバーストリップの端部に付着するハブとして機能することを特徴とする請求項４０に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４２】
前記ルーバーストリップを支持し、これを整列する少なくとも一つの環状リブをさらに含むことを特徴とする請求項４０に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４３】
前記電灯ケージは、ハニカム構造を含むことを特徴とする請求項３７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４４】
前記電灯ケージは、単一体構造を含むことを特徴とする請求項３７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４５】
前記電灯ケージは、軸に平行なケージの中心軸を貫通する少なくとも一つの平面と前記完了したケージの交差で形成される部材で構成されることを特徴とする請求項３７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４６】
前記電灯ケージの少なくとも一部は、タワー型を有することを特徴とする請求項３７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４７】
前記アンテナは、薄いセラミックシェル内に収容されることを特徴とする請求項３６に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４８】
前記シェルの端部は、ドームを形成することを特徴とする請求項４７に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項４９】
前記アンテナ及び前記セラミックシェルは、前記電灯装置を高さを増加させるように長く形成されることを特徴とする請求項４８に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５０】
前記マグネトロン収容部は、磁気回路を含むことを特徴とする請求項３６に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５１】
前記磁気回路は、前記マグネトロン収容部の部分を互いに結合するように配列されることを特徴とする請求項２０に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５２】
前記マグネトロン収容部は、
伝導冷却ブロックを形成するように互いに分離可能に結合する二つの部材と、
前記伝導冷却ブロックを含む冷却通路とを含むことを特徴とする請求項３６に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５３】
前記冷却通路は、前記陰極の近くに配置されるマグネトロン陽極の内側の縁から始まり、前記陽極の外側壁の中央熱伝導部分まで前記ピンの胴体を通じて、前記陽極の熱伝導性部分に堅固に付着した複数の厚い熱伝導性板を通じて、前記板と膠着してスライディング結合する伝導冷却ブロックの少なくとも一つのピンを通じて、前記冷却ブロックの胴体を通じて空気に露出した前記冷却ブロックの表面に配置された複数の溝まで、そして前記空気まで延長して、前記ピンによって加熱されることを特徴とする請求項５２に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５４】
前記マグネトロン収容部は、マイクロ波を遮断する陰極シールドを含むかこれに堅固に結合することを特徴とする請求項３６に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５５】
前記磁気回路のフラックスリターンは、前記マグネトロン収容部の一部に堅固に付着する少なくとも一つのアイロンバーを含むことを特徴とする請求項５０に記載の硫黄ランプ装置。
【請求項５６】
前記マグネトロン収容部及び前記アンテナは、作動時に前記電球によって放出される光に狭い輪郭を提供するように構成されることを特徴とする請求項３６に記載の硫黄ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、特に、電灯に関する。
【０００２】
本出願は、２０１３年３月１日に出願された米国仮出願第６１／７７１，５４９号「マイクロ波の漏れの少ない硫黄ランプケージ（Ｓｕｌｆｕｒ  ｌａｍｐ  ｃａｇｅｈａｖｉｎｇ  ａ  ｌｏｗ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｌｅａｋａｇｅ）」、２０１３年３月１日に出願された米国仮出願第６１／７７１／５６９号「一体型分割硫黄ランプ（Ｓｐｌｉｔ  ｔｙｐｅｕ  ｎｉｂｏｄｙ  ｓｕｌｆｕｒ  ｌａｍｐ）」、２０１３年３月１日に出願された米国仮出願第６１／７７１／５７６号「黄電灯用連結装置（Ｃｏｕｐｌｅｒｓ  ｆｏｒ  ｓｕｌｆｕｒ  ｌａｍｐ）」、２０１３年３月１３日に出願された米国仮出願第６１／７７９／０９７号「黄電灯用連結装置（Ｃｏｕｐｌｅｒｓ  ｆｏｒ  ｓｕｌｆｕｒ  ｌａｍｐ）」、及び２０１３年３月１日に出願された米国仮出願第６１／７７１／５８４号「街灯用硫黄ランプ（Ｓｕｌｆｕｒ  ｌａｍｐ  ｆｏｒ  ｓｔｒｅｅｔ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ）」に基づいた優先権を主張する。
【０００３】
本出願は、本発明者によって同一日付で出願された国際特許出願「マグネトロン（Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ）」に連携されている。
【背景技術】
【０００４】
時にはマイクロ波は遮断し、可視光線を通過させなければならない場合がある。一例として、電子レンジのガラス窓が挙げられるが、使用者は、これを通じて電子レンジで発生するマイクロ波に影響を受けずに調理されている食べ物が見られる。また他の例としては、硫黄ランプがあるが、これは、マイクロ波によって電源の供給を受ける無電極電灯の一種として、この場合は、電灯の周辺にマイクロ波が漏れることなく可視光線を照らすことが好ましい。
【０００５】
硫黄ランプの場合、通常、溶融石英で作られてゴルフボールほどの大きさを有する小型電球が低圧アルゴン雰囲気で少量の硫黄を含んでいる。この電灯は、主にマグネトロンによって発生するマイクロ波エネルギーによって駆動される。このようなマイクロ波は、アルゴン放電を誘導した後、硫黄プラズマを生成する。このような硫黄プラズマは、太陽光と非常に類似した可視スペクトルで光を放出する。
【０００６】
前記電球は、空洞部を有するケージ構造体に配置され、前記空洞部には、マイクロ波が入射されて前記電球に加えられる。ケージは、マイクロ波を限定する電気伝導性物質で形成される。前記ケージの壁は、二つの相反する機能をするが、一つは、マイクロ波をケージ内部に限定させることであり、他の一つは、電灯で発生した可視光線がケージを透過させることである。ケージに欠陷があれば、多量のマイクロ波が漏れると同時に可視光線の透過率が低くなる。マイクロ波の漏れを最小化することが重要であるが、何故なら、少量のマイクロ波が漏れても、コンピューター、通信手段、センサー、及びその他の敏感な電子機器に悪影響を及ぼし得て、また近くにいる人にも悪影響を及ぼすからである。従って、マイクロ波の漏れは、多くの国家で厳しく規制している。
【０００７】
従来には、前記ケージを主に多くの小型ホールのある薄い金属網で作った。前記ホールは、マイクロ波がケージから抜けることを防止することができる程度に充分に小さくなければならず、これを通過する可視光線に対して許容可能な透過率を提供する程度に充分に多くなければならない。ケージの設計における制限事項には、網部材（ｍｅｓｈ  ｍａｔｅｒｉａｌ）材料の強度、製造の難易度、及び製品の価格が含まれる。また、前記ケージは、ランプの作動寿命中に高い温度に露出され、これは、網の老化及び弱化をもたらす。このような制限事項により、従来の大部分のケージは、硫黄ランプに使用するための物理的性質及びマイクロ波の遮断の面で充分でなかった。
【０００８】
図１ａに従来の網状（ｍｅｓｈ  ｔｙｐｅ）ケージの一例を示している。このケージは、六角形網目１１０を有する円筒１００で形成され、円筒１００の端部は、同一の網目を有する円板１２０で覆われている。ケージは、導波管ポートのようなマイクロ波発生器、及びマイクロ波のエネルギーを利用して光を発生させる硫黄ランプのような可視光線発生器を収容する。このようなタイプの場合は、約８６％の可視光線透過効率（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を示す。例えば、導波管試験ベッドを使用する場合、マイクロ波遮断効果は、図１ｂに示すように決定される。図１ｂにおいて、所定量のマイクロ波エネルギー１３０が導波管１４０に放射される。このマイクロ波は、網部材のグリッドを通過し、この網部材はマイクロ波の一部を遮断する。遮断されなかった残りのマイクロ波は、導波管の残りの部分を通過して他端部１６０から放出する。このように放出されたマイクロ波のエネルギーは、以後、様々なパラメーターの変化により測定される。例えば、グリッドの遮断能力に対する波長の効果を決めるために、マイクロ波の周波数を変更することで、マイクロ波の波長を変化させる。その結果が図１ｃに示されているが、これは、マイクロ波エネルギーの漏れが増加するほどマイクロ波の周波数が増加することを示している。例えば、図１ａに示すケージのように網部材で作られたケージでも同一の結果が表れる。特に、図１ｃに示すように、図１ａのケージに利用され、図１ｂのような実験を経た網によると、２．４５ＧＨｚのマイクロ波周波数で約−３６．０ｄＢの漏れがあることが表れた。このような水準の漏れは、照明器具を含む様々な用途としては高過ぎる。従って、このような網を含む製品には、マイクロ波の漏れをさらに減少させるために、追加的な手段を利用することが多い。
【０００９】
従来の硫黄ランプ装置には、マイクロ波を漏らせる要因が幾つかある。図１０は、従来の硫黄ランプ装置の分解図である。マイクロ波空洞部を形成するケージ（Ａ）は、薄い網で形成され、遮断効果が非常に低い。ＥＭＩを減らすために、前記電灯は、余分のマイクロ波吸収コーティングを有する外側ケース及びマイクロ波遮断ガスケット内に密封される。前記ケージは、バンド型クランプ（Ｂ）によってベースに結合する。このような結合形態によるケージとベースとの間の電気接触抵抗がマイクロ波の漏れを発生させられるが、これは、このような結合部の電気的抵抗を除去するために、前記バンドに充分な圧力をかけることが難しいからである。このような不充分な圧力により、ケージ内に誘導された電流の交差点を通過する妨害流動によるマイクロ波の漏れを誘発する接触部が発生する。また、図示のように、電灯ケージとマグネトロンを連結する導波管は、平行な直角六面体状で二つの部材により形成されるが、その一つは、二つの側壁を有する底を形成し、残りの一つは上面を形成する。上面は、基本的に金属板であり、通常、前記底部材の側壁にボルトで結合され、非常に大きな電気接触抵抗が発生するまた他の結合部を形成する。従って、これを通過するマイクロ波エネルギーによって導波管に誘導される壁電流（ｗａｌｌ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が前記結合部を通過する時にマイクロ波がさらに漏れる。柔軟な導電性ガスケット及び電気伝導性接着剤を利用するとしても、実質的に全てのマイクロ波の漏れを減少させるほどに充分に前記接触抵抗を減少させることは難しい。
【００１０】
前記マグネトロンは、電子レンジに主に利用される形態と同様に、可撓性金属ガスケット（Ｃ）と共に導波管に結合され、その内部には、ホール（Ｄ）を通じてマグネトロンアンテナが延長する。このガスケットも相当なマイクロ波流出を誘発する結合部を形成する。たとえこのような形態の結合部が通常マイクロ波を利用した短時間の家庭における料理に利用されることはできるが、街灯のような照明設備用の組立体に利用可能にマイクロ波の漏れを減少させるほどに充分に接触抵抗を減少させることは難しい。また、Ｅでマグネトロンの陰極に繋がる高電圧リードもマイクロ波の漏れの原因を提供する。従来には、このような漏れの一部を遮断するためにフィルター回路を主に利用し、その全体が遮断ボックス（Ｆ）内に収容される。しかし、前記ボックスは、一般的に圧力部品によってマグネトロンに結合するが、前記圧力部品も相当なマイクロ波の漏れの原因となる。
【００１１】
このような問題点の一部を減少させるために、従来は、金属遮断ボックス内にマグネトロンパッケージを配置させ、このようなボックスは上記と類似した方式で再び密封されるため、結果として、これも相当なマイクロ波の漏れを発生させる。
【００１２】
従って、一般的に、硫黄ランプは、マイクロ波電力で駆動される無電極電灯である。マイクロ波電力は、マグネトロンによって発生し、電灯ケージによって形成されて石英で作られた黄電球を収容する電灯空洞部に連結される。カプラーは、マグネクロンと電灯空洞部のインピーダンスをマッチングさせることに重要な役割をする。カプラーが適切にマッチされない場合、電灯の性能が低下するだけでなく、マグネトロンの安定した作動にも影響を及ぼす。
【００１３】
また、電灯空洞部のインピーダンスは、電灯が最初点灯する時と最高出力で作動する時の間で相当量変わる。電灯が点灯する前には電球内にプラズマが存在せず、前記電灯のインピーダンスは非常に低い抵抗成分を有する。電灯が完全につけば、電球内の硫黄はプラズマ状態となり、大きな抵抗成分を有するので、カプラーは、先ずインピーダンスマッチングを提供する必要がある。従って、カプラーは、点灯時と完全に点灯された状態の間で非常に大きなインピーダンス非マッチングを発生させるしかない。だとしても、カプラーは、電球で放電を誘導するために点灯時に充分に強い電場を形成するように構成する必要がある。このような非マッチング負荷状態でも、マグネトロンを安定して作動させることも重要であるが、これは、マグネトロンがこのような負荷インピーダンスの変化に非常に敏感だからである。
【００１４】
既存の硫黄ランプには、主な連結器具として電気二極構成要素を利用して結合ホールが形成される。結合ホールは、上記のように要求される結合のために、多少複雑な形状で形成される。しかし、このようなカプラーは非常に大きな結合損失を示すが、何故なら、電球でないカプラーに強い場（ｆｉｅｌｄ）が集中するからである。
【００１５】
このように、従来の結合ホールを複雑な形状にする理由は、従来に電灯空洞部に利用されるＴＥ１１１モードをマッチさせるためである。このようなモードは、二重縮重振動モード（ｄｏｕｂｌｙ  ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ  ｍｏｄｅ）といい、上記のように黄電灯用としては最善のモードではない。縮重振動モードは、同一の共振周波数で利用可能な二つの異なる電界パターンを有する共振モードである。従って、安定したマッチングが難しい。また、従来のカプラーは、街灯のような主要装置に利用する部品に合わせるには一般的に大き過ぎる。
【００１６】
従来は、競技場、倉庫、街灯などの照明をするにあたって必要なそれぞれの特性を多くの装置を通じて強い照明を提供し、またこのような要求を満たす照明を行う。例えば、照明は、通常、道路または歩道に沿ってその上側に設置される照明機器である。街灯は、通常、毎晩の特定時間につき、このような街灯には、日暮れ方にはつき、夜明け頃には消えるように光電池が含まれる。従来の照明には、一般的に、高圧ナトリウムランプまたは金属ハロゲンランプのような高強度放電ランプが利用される。このようなランプは、約７５−１５０ｌｕｍｅｎｓ／ｗａｔｔの発光効率、約１０，０００−２０，０００時間の公称寿命、及び太陽光に比べてランプから放出する色の顕示（ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）を歪曲する連色性（分光連続性（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｃｏｎｔｉｎｕｉｔ）の尺度）及び色温度（即ち、黒い物体が所定の温度まで加熱された時に発生させる光の色）を有する。太陽の連続スペクトルの光を発生させるが、これは有効温度が約５，７８０Ｋである黒い物体によって発生する光と非常に類似している。
【００１７】
既存の照明器具に設置可能であり、このような器具を実質的に変更させずとも類似した分布パターンを形成することができる多様な照明設備に適合した照明装置を提供することが好ましく、このような照明装置は、少なくとも従来の電灯と類似した水準の発光効率を有し、維持補修がほぼまたは全く必要なく、さらに長い公称寿命を有し、また新しく深刻な問題を引き起こすことなく、太陽光とさらに類似した連色性及び色温度を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
マグネトロンによって駆動される硫黄ランプは、実際に所定の発光効率及び色特性を有する光を提供する。しかし、従来の硫黄ランプ装置は、特定設備の特定電灯用の既存の多くの照明器具に設置するにはその体積が大き過ぎて、またこの装置が結合するマグネトロンより公称寿命の短い黄電球を具備するため、装置全体を解体する維持補修が必要であり、また相当量のマイクロ波を不要に漏らせる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、複数の電気伝導性ストリップで構成される構造を含む、マイクロ波の漏れの少ない硫黄ランプを提供する。電灯ケージは、分離可能に結合する半部品からなり、このような半部品を結合することで形成される結合部に平行な壁電流を誘導するモードで、マグネトロンによって発生するマイクロ波周波数で共振するように構成される。
【００２０】
前記一般的な技術内容と下記の詳細な説明は、例示的な説明のためのものであり、請求の範囲で記載する本発明をさらに詳しく説明するためのものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、維持補修が簡単であり、マイクロ波の漏れが少なく、体積の少ない硫黄ランプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
添付の図面は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、本明細書の詳細な説明に統合されてこれを構成する。このような図面は、詳細な説明と共に開示された実施例及び／または観点を説明し、本発明の原理を説明し、本発明の範囲は、請求の範囲によって定められる。
【図１Ａ】多くの小さいホールを有する薄い金属シートの形態で、網を利用して形成されたケージを図示する。
【図１Ｂ】図１Ａの網を通じたマイクロ波の漏れを決める導波管モデルを図示する。
【図１Ｃ】マイクロ波周波数の関数として、図１Ａの網によるマイクロ波透過減殺を図示したグラフである。
【図２Ａ】ＴＭ０１０モードで円筒状ケージに対する壁電流の流れを図示する。
【図２Ｂ】ＴＥ１０１モードで直方体型ケージに対する壁電流の流れを図示する。
【図３】図３（Ａ）は、ＴＥ１０１モードで円筒状ケージと共に使用されるルーバー（ｌｏｕｖｅｒ）構造を図示する。図３（Ｂ）は、ＴＥ１０１モードで直角ケージと共に使用されるルーバー構造体を図示する。
【図４Ａ】図３（Ｂ）のルーバー構造体を通じたマイクロ波の漏れを決める導波管モデルを図示する。
【図４Ｂ】図３（Ａ）のルーバーの深さに対する関数であるマイクロ波の漏れ率を図示したグラフである。
【図４Ｃ】ギャップパラメーターに対する関数である光透過率（ｌｉｇｈｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｅ）及び漏れ率を図示する。
【図５】構造的安定性を向上させるために図３（Ａ）のルーバー構造体に追加される環形リーブ構造体を図示する。
【図６】図５の構造体の上部を代替する放射状ルーバーを図示する。
【図７Ａ】固体金属上面及び下面壁と結合され、二つの部材で形成される図３（Ａ）のルーバー構造体を含むハイブリッド壁を具備するケージの実施例を図示し、ここで、マイクロ波カップリングホールが前記固体壁のうち一つに含まれる。
【図７Ｂ】二つの部材からなり、固体金属上面及び下面壁と結合する図３（Ｂ）のルーバー構造体を含むハイブリッド壁を具備するケージの実施例を図示し、ここで、前記上面及び下面壁のうち一つは、マイクロ波カップリングホールを具備する。
【図８Ａ】深いハニカム構造を有する壁を具備したケージを図示する。
【図８Ｂ】図８Ａのケージ内にハニカム構造を形成することを図示し、ここで、ハニカムは、例えば半田付け、ブレージング、または溶接を通じて低い電気抵抗性を有する結合部を提供する方式で互いに折り畳んで結合する多くの偏平なストリップで構成される。
【図８Ｃ】図８Ｂに示すように形成され、図８Ａのハニカム構造の漏れ率を決める導波管モデルを図示している。
【図８Ｄ】図８Ａのハニカム構造の深さの関数としてマイクロ波の漏れ率を図示するグラフである。
【図９Ａ】電子レンジで利用されるマイクロ波遮断ハニカム構造を有する、直四角形パネル型窓を図示している。
【図９Ｂ】マイクロ波遮断ハニカム構造を有する円形パネル型窓を図示している。
【図１０】作動時に相当量のマイクロ波の漏れを発生させる従来の硫黄ランプ装置の分解図である。図１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃは、図２Ａ及び２Ｂの組立体（Ａ）と組立体（Ｂ）で前記図面に示した電流の流れの長所を有する分割型マイクロ波収容構造の例を図示している。
【図１１Ａ】マグネトロンから硫黄ランプにマイクロ波エネルギーを運ぶアンテナ型カプラーを含む装置の分解図である。
【図１１Ｂ】完全に組立てられた図１１Ａの構成要素を図示する。
【図１１Ｃ】マグネトロンから硫黄ランプにマイクロ波エネルギーを運ぶ導波管型カプラーを利用した他の装置の分解図である。
【図１２】作動時に相当量のマイクロ波の漏れを発生させる従来の硫黄ランプ装置の分解図である。
【図１３Ａ】マッチングポストを具備したＥ−カプラーを有する硫黄ランプ装置を図示する。
【図１３Ｂ】放電前及び後の、図１３Ａのカプラーを利用したマッチング特性を図示する。
【図１３Ｃ】放電前及び後の、図１３Ａのカプラーを利用した電界分布を図示する。
【図１３Ｄ】放電前及び後の、図１３Ａのカプラーを利用した電球中心における電界強度を図示する。
【図１４Ａ】マッチングポストを具備したポストカプラーを有する硫黄ランプ装置を図示する。
【図１４Ｂ】放電前及び後の、図１４Ａのカプラーを利用したマッチング特性を図示する。
【図１４Ｃ】放電前及び後の、図１４Ａのカプラーを利用した電界分布を図示する。
【図１４Ｄ】放電前及び後の、図１４Ａのカプラーを利用した電球中心における電界強度を図示する。
【図１５Ａ】Ｈ−カプラーを具備した硫黄ランプ装置を図示する。
【図１５Ｂ】放電前及び後の、図１５Ａのカプラーを利用したマッチング特性を図示する。
【図１５Ｃ】放電前及び後の、図１５Ａのカプラーを利用した電界分布を図示する。
【図１５Ｄ】放電前及び後の、図１５Ａのカプラーを利用した電球中心における電界強度を図示する。
【図１６Ａ】街灯に適合であり、街灯照明器具に合う大きさを有し、従来の街灯と類似した光分布パターンを生成する硫黄ランプ装置の実施例を図示する。
【図１６Ｂ】図１６Ａの装置の分解図である。
【図１６Ｃ】図１６の装置の断面図である。
【図１６Ｄ】二つの実施例のための電球中心でポイントソースに対する非静電光の線を図示する。
【図１７】円筒状ルーバー型ケージを有する実施例を図示する。
【図１８】面取りされたルーバー型ケージを有する実施例を図示する。
【図１９】楕円形ルーバー型ケージを有する実施例を図示する。
【図２０Ａ】セラミックス収容部に収容される長いアンテナを有するマグネトロンを図示する。
【図２０Ｂ】それぞれ組立図及び分解図であり、狭い磁束−リターン回路を図示する。
【図２０Ｃ】それぞれ組立図及び分解図であり、狭い磁束−リターン回路を図示する。
【図２０Ｄ】それぞれ組立図及び分解図であり、狭い伝導性冷却ブロックを図示する。
【図２０Ｅ】それぞれ組立図及び分解図であり、狭い伝導性冷却ブロックを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ここで提供される図面及び説明は、本発明が明確に理解できるように関連の構成要素を説明するために単純化し、また明確性のために従来の一般的なシステム及び方法のその他の構成要素を除去することもある。当業者は、その他の構成要素及び／または段階がここで言及する装置、システム、及び方法を具現することに好ましく及び／または必須的であることが分かるであろう。しかし、このような構成要素及び段階は、従来によく知られているため、そして本発明の理解をさらに容易にはしないため、これらをここでは説明しないこともある。本発明は、このような構成要素、変更、及び関連分野の当業者に知られている公知の構成要素及び方法に対する変形を全て含む。
ルーバー型構造
電気伝導性壁を含むケージ内のマイクロ波は、特定電磁気場の分布を有し、共振周波数にある場合を共振モードという。このような共振モードは、このモードに特定するように分布される壁電流流動を伴う。マイクロ波をケージ内部に限定させるために、壁は金属と共に電気伝導性の良い物質を含まなければならない。前記壁に電気抵抗の高いギャップ、ホール、または結合部がある場合は、マイクロ波が遮断または減殺されるとしても、マイクロ波エネルギーがこの過程で前記ギャップ、ホール、または結合部を通じて漏れる可能性がある。
【００２４】
しかし、硫黄ランプのような電灯の場合は、光源を含むケージは、可視光線を通過させるためにギャップまたはホールのような非遮断領域が必要である。マイクロ波は遮断し、可視光線は通過させるのに、ルーバー型ケージ壁を利用してもよい。空洞部形状、共振モード、及びルーバー配列を適切に選択することで、このようなケージは、少量のマイクロ波を漏らせ、多量の可視光線を透過させる。
【００２５】
図２Ａに示した円筒状構造で形成される、特に有用な共振モードは、いわゆるＴＭ０１０モードである。このような構造を有する構成要素の寸法は、所定のマイクロ波周波数でＴＭ０１０モードのみ具現するように選択される。このようなモードにおいて、マイクロ波によって誘導されて側壁に沿って流れる電流は、前記円筒の中心軸に全て平行である。直方体型構成要素によって形成される直角空洞部は、同様に、図２Ｂに示すように、構成要素の上部から底に至る中心軸に平行な誘導壁電流を含み、ＴＭ０１０モードの特定特性を共有する所定のマイクロ波周波数でＴＥ１０１モードと呼ばれる共振モードが具現されるように構成される。従って、このように二つの異なるケージ形状は、類似した壁電流流動を形成する類似したモードを有する。
【００２６】
前記モードにおいて、薄い伝導性ストリップを含むルーバー型側壁を有するケージは、前記ストリップが誘導壁電流に平行に構成され、この時、表面は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前記壁によって形成される空洞部内に位置した光源から放出する可視光線と平行に配置される。このように、ルーバーは、電流の流動に沿って整列され、前記壁を通過する可視光線に最小限の影を照らすように配列される複数の薄い電気伝導性ストリップ３１０を含む。前記ストリップの上部及び下部は、空洞部の上部及び下部を形成する電気伝導性カバー３２０、３３０に連結することが好ましい。適切に設計されたケージが可視光線発生器とマイクロ波発生器を両方とも含む場合、前記ルーバー構造体は、可視光線は透過させる一方、マイクロ波の漏れは妥当な制限範囲内で安全な水準で抑制する。
【００２７】
前記ルーバー構造体の設計の際に、ルーバーストリップはなるべく薄くしながらも特定設備のための機械的強度は維持するように、そして製造が容易でかつ品質の低下がないように形成することが好ましい。
【００２８】
ルーバー構造体のマイクロ波の漏れ抑制力は、少なくともルーバーの有効深さによって部分的に決められ、前記有効深さは、前記ルーバー構造体を構成するストリップの幅によって決められる。マイクロ波は、隣接したルーバーストリップ間のギャップで前記ストリップの幅及びこれらの間のギャップの大きさに関連した水準に幾何級数的に減殺される。しかし、可視光線の透過は、ストリップの幅またはこれらの間のギャップの大きさには本質的に影響を受けず、但し、影を作るストリップの厚さ及び方向のみに影響を受ける。従って、ルーバーストリップの厚さ、方向、及び幅、そしてギャップの大きさを適切に選択することで、光をよく透過させながらもマイクロ波の漏れを効果的に抑制することができる。
【００２９】
図４Ａに示した導波管モデルのような導波管モデルを利用してマイクロ波の漏れ率を算定することができる。この図面において、所定量のマイクロ波エネルギー４１０が導波管４２０に放射される。マイクロ波は、そのうち一部を遮断するルーバー部材４３０を通過する。遮断されない残りのマイクロ波は、導波管の残りの部分を通過して他端部４４０から放出する。以後、多様なパラメーターが変更されることにより放出されたマイクロ波のエネルギーを測定する。以後、特定寸法を有するストリップで構成されるルーバーから漏れるマイクロ波を算定する。例えば、図４Ｂに示すように、約２．４５ＧＨｚの一定のマイクロ波周波数、一定のストリップ間のギャップ、及び一定のストリップの厚さで、漏れ率はルーバーの深さによって変化することが分かる。その他のパラメーターもこれと同様に変わり、最終マイクロ波の漏れが測定される。実施例において、厚さが０．５ｍｍないし３．０ｍｍ、好ましくは約０．１ｍｍであり、これらの間のギャップ（ｇ）は１．０ｍｍないし３．０ｍｍ、好ましくは約２．０ｍｍであり、深さは約１．０ｍｍないし１０．０ｍｍ、好ましくは約８．０ｍｍであり、厚さが約８．０ｍｍである壁を形成する複数の一定のストリップを利用することで、可視光線を効果的に透過させ、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を効果的に遮断するルーバーを具現することができる。図４Ｂに示すように、約−３６ｄＢで小さい円形データポイントで表示した図１Ａの既存の網構造より低い多くの大きさによって深さ（ｄ）のみを調整することで、前記ルーバー構造体を利用して空洞部で漏れるマイクロ波を減少させることができる。
【００３０】
他のパラメーターを変更すると、異なる結果が得られる。例えば、図４Ｃでは、他のパラメーターはそのまま維持した状態で、ルーバーストリップ間のギャップ（ｇ）のみを変化させた場合のマイクロ波の漏れ率（四角形データポイント）及び光透過率（円形データポイント）を示している。ルーバーが可視光線を透過させる程度は、ケージの形状、ケージ内部の可視光線発生器の位置、及びルーバーの寸法、間隔、及び方向によって決められる。ルーバーがマイクロ波の漏れを減殺させる程度は、再び図４Ａに示した導波管モデルを利用して決められるが、この時は前記ギャップのみを変化させる。ストリップの厚さ、ルーバーの深さ、及びマイクロ波周波数を一定に維持した状態で、前記ギャップのみの関数となる最終マイクロ波の漏れ率及び光透過率が図４Ｃに示されている。
【００３１】
与えられたマイクロ波周波数及び所定のマイクロ波の漏れに対して、ルーバーストリップの厚さ及び隣接したストリップ間のギャップは、与えられた光透過、材料費を含んだ製造費、及びその構造体の強度などを考慮して選択することができる。
【００３２】
実施例において、前記垂直ルーバー構造体のマイクロ波の抑制及び可視光線透過特性に悪影響を及ぼすことなく、前記構造体の強度及び安定性を向上させるために、前記構造体に水平リングなどを追加してもよい。図５にこのような例が示されている。この図面において、円筒状ルーバー構造体は、リング５２０で補強された複数の垂直ストリップ５１０を含む。
【００３３】
図６は、ルーバー型上面を有する円筒状ケージを示している。図２Ａ、２Ｂ、及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒状または直方体型ケージがそれぞれＴＭ０１０またはＴＥ１０１共振モードにある時、前記ケージの上面または下面で誘導電流が放射状に形成される。従って、一実施例において、前記ケージは、放射状ルーバーのように形成された上面及び／または下面部を含む。図６は、このようなルーバー型上面６１０を示している。図示の実施例において、上面は、円筒の中心軸から放射状に延長してリング６３０で強化された複数のストリップを含む。六面体型ケージの上面及び／または下面に対しても、類似した構造（図示せず）を適用する。
【００３４】
一実施例において、前記ケージは、所定の方向（図示せず）に可視光線を反射するように鏡の機能をする鏡面金属構造体を含むか、その内部に配置される。
【００３５】
図７Ａ及び７Ｂに示すように、実施例において、ケージはその中心軸を通過し、これに平行な少なくとも一つの平面によって形成される形状を有する様々な部品で形成される。例えば、ケージが中心軸に対して対称する構造を形成する場合、前記ケージは、前記中心軸に平行な平面で前記構造を分割して得られる二つの部品で形成される。このように分割されたケージは、製作が容易であり、前記構造の共振周波数の調整が容易にでき、また電灯設備の場合は、電球の設置及び交替が容易にできる。前記部品を組立てれば、これにより形成される結合部に垂直した方向には電流の流れがほぼないか、あるいは全くなくなるため、結果として前記部品は、過度なマイクロ波の漏れなくクランプ、ボルトなどによって分解可能に結合することができる。
ハニカム型構造
いずれの網構造体でも、マイクロ波の漏れは少なくとも部分的にその網の厚さと関連がある。厚い網が薄い網に比べてさらに効果的にマイクロ波を遮断する。また、厚い網が劣化及び疲労によく耐えられる。しかし、網が厚ければ薄い網に比べて原材料及び製造費用が増加し、これは、結局、網の実質的な厚さを制限する。しかし、一部設備の場合、壁電流が変化し得る。このような設備では、可変的な状況でマイクロ波をさらによく遮断するように、平衡でかつ平行なストリップで構成されるルーバーよりは網を設計することが好ましい。
【００３６】
例えば、図８Ａに示すように、空洞部壁にハニカム構造を利用する。このようなハニカム壁は、一定間隔を置いて、例えば、１２０度間隔を置いて交互に圧縮または曲げられる薄い金属ストリップで作われ、図８Ｂに示した形状で形成される。図示のように、曲げられたストリップは、正六角形ハニカム型構造体を形成するように互いに結合するが、この時、前記構造体を形成する要素間の電気伝導性を良好にするために、半田付け、ブレージング、及び溶接を通じて結合する。
【００３７】
組立てられた時、曲げられたストリップの幅がハニカム壁の深さを決める。前記壁は、所望の深さで形成してもよく、従来に同一の大きさのホールを有する網の厚さより遥かに大きくなってもよく、その一例が図１Ａに示されている。ハニカム構造体のマイクロ波遮断効果は、また図８Ｃに示すように、導波管モデルを通じて決められる。この図面において、上記のように一定量のマイクロ波エネルギー８１０が導波管８２０の内部に向かって放射される。前記マイクロ波は、ハニカム構造体８３０を通過するが、前記構造体は、前記マイクロ波の一部を遮断する。遮断されない残りのマイクロ波は、導波管の残りの部分を通過して他端部８４０から放出する。様々なパラメーターを変更することにより、前記放出されたマイクロ波のエネルギーを測定する。図８Ｄに壁深さの関数であるマイクロ波の漏れ率が示されており、ここで、図８Ａ及び８Ｂに示すように、網部材の厚さ及びハニカムを形成する六角形の対向側間の距離（ｇ）は一定に維持される。
【００３８】
図４Ｂ及び８Ｄのグラフに示すように、ハニカム壁がルーバー型壁に比べて少ないマイクロ波を遮断する一方、残りは同一である。それにもかかわらず、一部の設備ではハニカム構造がルーバー構造よりむしろ良い。例えば、壁電流が任意にまたは可変的に分布される設備では、ハニカム構造が好ましい。
【００３９】
特定ケージの壁電流分布に関係なく、ハニカム構造は、その効果によってルーバー型壁が使用できない場合に利用可能である。例えば、ハニカム構造を電子レンジや産業用マイクロ波設備の窓に利用可能である。このような窓は、例えば、図９Ａに示すように直四角形、または図９Ｂに示すように円形で形成する。従来に利用されるハニカム網を有する薄い壁と関連した図１Ｃのグラフと、ここで説明している類似した網を有し、より深い壁と関連した図８Ｄのグラフの比較から分かるように、網が深いほどさらに効果的にマイクロ波を遮断する。
【００４０】
電気伝導性壁を有する構造体内のマイクロ波は、電磁気場の構造的特定特徴分布を有し、共振周波数にある時、これを共振モードという。このような共振モードは、特定電流分布を有する構造体の壁内に電流の流れを誘導する。このようなマイクロ波を前記構造体内に限定するためには、前記壁が金属のように電気伝導性の良い材料を含む必要がある。壁内に実質的な電気抵抗と共にギャップ、ホール、または結合部がある場合、マイクロ波がこれらを通じて漏れることがある。実施例において、適切な構成要素の形状と共振モードを選択することで、マイクロ波の漏れを緩和させるのにケージとその内部の構成要素を利用してもよい。
【００４１】
図２Ａに示すように、円筒形状の構成要素で示すいわゆるＴＭ０１０モード、及び図２Ｂに示すように、直方体型構成要素で示すＴＥ１０１モードである。各構成要素の寸法は、与えられたマイクロ波周波数に対して所望のモードのみが表れるように選択することができる。その内部のマイクロ波によって誘導されて前記構成要素の側壁に沿って流れる電流がモードその構成要素の中心軸と平行であるため、このようなモードが好ましい。従って、構成要素は、結合した時に電流流れと整列される結合部を形成する部品で形成され、結合部を横切る電流が少ないかなく、実質的にマイクロ波の漏れがない。
【００４２】
一実施例において、硫黄ランプ装置は、二つの組立体（Ａ、Ｂ）で構成される。各組立体は、マグネトロンによって生成される周波数でマイクロ波から所望の共振モードが発生するように構成される。各組立体は、その中心軸に沿って幾つかの部材に分割され、前記組立体の部材は、剛体を形成するように互いに付着する。このような部材は、溶接、ブレージングなどによって堅固に付着してもよく、またはバンドやボルトを通じて分離可能に付着してもよい。いずれの場合でも、事実上、マグネトロンによって発生する周波数でマイクロ波によって前記組立体部品内に誘導される全ての壁電流が実質的に何らの接触抵抗なく自由に伝導されるが、これは、各構成要素を通じた電流が前記部品間に形成される結合部に平行に流動するからである。結局、マイクロ波エネルギーがほぼまたは全く前記結合部を通じて放出されない。
【００４３】
図１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃに示すように、組立体（Ａ）は電球を含み、マグネトロンに分離可能に結合する。図示の実施例においては、電灯ケージが互いに結合する二つの半部品（ｈａｌｆ）を含んでいるが、部材の数は変わる。前記組立体の半部品はその内部の電球と結合し、組立て時に前記半部品を容易に整列するために、各半部品の適切な構造が残りの半部品の相応する構造と一致する。前記二つの半部品は、単純なクランピングまたはボルティング器具を通じてより緩く組立てられる。電流がこのように形成された結合部に平行な共振モードで誘導されるため、共振時に壁電流が結合部を通じて流れなくなり、この部分でマイクロ波が漏れない。また、本分野で実施できる方法を通じて組立体（Ａ、Ｂ）が全て形成されるため、必要な場合、前記電球やマグネトロンを容易に交替できる。
【００４４】
図示の実施例において、マグネトロン収容部（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）また互いに結合した二つの半部品を含むが、その数は変わってもよい。前記収容部の二つの半部品は、その内部のマグネトロンと結合し、組立て時に前記半部品を容易に整列するために、各半部品の適切な構造が残りの半部品の相応する構造と一致する。前記二つの半部品は、単純なクランピングまたはボルティング器具を通じてより緩く組立てられる。電流がこのように形成された結合部に平行な共振モードで誘導されるため、共振時に壁電流が結合部を通じて流れなくなり、この部分でマイクロ波が漏れない。
【００４５】
図１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃに示した実施例において、組立体（Ｂ）は、マグネトロンによって発生する熱を発散するために、冷却要素を含み、陰極遮断カバーと一体で形成される。陽極の外側に熱伝導冷却ピン（ｆｉｎ）が堅固に付着され、これは、また大きな重複領域を有する熱的結合を形成するように、他の冷却要素のインターレーシング（ｉｎｔｅｒｌａｃｉｎｇ）ピンとスライディング結合する。実施例において、前記組立体（Ｂ）の半部品は、例えば、鋳造、射出成形、またはミーリングによってアルミニウムで作られてもよく、溶接またはブレージングによって互いに堅固に付着してもよく、またはバンドやボルトを利用してこれらを分離可能に付着してもよい。
【００４６】
一実施例において、電灯ケージは、その内部で共振モードとしてＴＭ０１０モードが発生する円筒である。従って、図２Ａに示すように、全ての側壁電流が円筒の軸に平行であり、上面及び下面壁電流は放射状に形成される。従って、前記ケージは、ルーバー型構造を有するように形成され、この時、モードルーバーは、ＴＭ０１０モードで誘導される壁電流に平行である。このようなルーバー型ケージは、マイクロ波遮断に優れ、可視光線の透過が良好である。前記ケージは、円筒の軸の長さを通過する任意の垂直平面に沿って二つ以上の部材に分割されて、組立て時には依然として良好にマイクロ波を遮断することができる。一実施例において、前記ケージは、二つの部材に分割され、この部品は、それぞれ実質的に組立てられたケージの半部品を形成する。
【００４７】
実施例において、マイクロ波エネルギーをマグネトロンからランプ組立体に運ぶために、少なくとも二つの形態のカプラー、即ち、アンテナカプラー及び導波管カプラーを利用してもよい。いずれの場合でも、アンテナが貫通するホール周辺に形成されるある結合部におけるマイクロ波の漏れを避けるために、このような結合部は、特に、例えば構成要素を結合部の任意の側面に溶接して結合部を通じた連続的な電気伝導を提供する低い抵抗率を有する無静電（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ）電気通路を提供するように留意して形成する必要がある。例えば、図１１Ａに示した実施例において、アンテナカプラーの実施例において、マグネトロンアンテナは、電灯空洞部に直接挿入される。このように、前記ケージの下部半部品をそれぞれ磁気回路の上部半部品に結合して形成される結合部は、例えば、溶接を通じて上記のように留意して形成する必要がある。
【００４８】
図１１Ｃに示すように、導波管カプラーの実施例において、マイクロ波組立体とランプ組立体との間に直方体型導波管を挿入する。一実施例において、直角導波管は、前記マグネトロン収容部と同様に、マグネトロンによって発生するマイクロ波周波数でＴＥ１０１共振モードが発生するように構成される。従って、これは、その中心軸を貫通する平面によって形成される、半部品のような部品で形成され、前記二つの半部品を結合することで形成される結合部を通過する壁電流が実質的になくなる。しかし、導波管の下部半部品と磁気回路の上部半部品を結合して形成される、即ち、アンテナが貫通するホール周辺に形成される結合部は、例えば、溶接を通じて上記のように留意して形成する必要がある。
【００４９】
図１１Ａ及び１１Ｃに示した実施例において、組立体（Ａ）は、磁気回路を利用して組立体（Ｂ）に結合する。磁気回路は、二対の磁石と二対の極性部材とを含み、各対は、電灯とマイクロ波組立体が結合した時、磁気回路を形成するフラックスリターン（ｒｅｔｕｒｎ）と堅固に結合する。従って、磁気回路は、図示のように半部品に分割する。実施例において、磁気回路に利用される磁石は、マグネトロンの磁場を形成するか支持するのに利用されてもよい。
【００５０】
図示の実施例において、マイクロ波も陰極リードを通じてマグネトロンから漏れることが防止され、前記陰極リードは、アンテナからマグネトロンの対向側面に位置する。マグネトロンの動作に必要な動力、例えば、高電圧ヒーター動力は、フィルター回路を通じてマグネトロンに供給される。陰極端部とフィルター回路は、陰極遮断ボックス内に配置される。図示の実施例において、遮断ボックスは、伝導冷却システムの冷却板に一部分として一体で形成され、その外側面は、冷却表面積を増加させるように凹状に形成される。または、前記遮断ボックスは、堅固にまたは分離可能に冷却板に結合するが、この時、良好な熱的結合を提供するように結合することが好ましい。冷却板は、アルミニウムで形成されてもよく、陽極からの熱を放散するためにマグネトロンの外側面に付着する銅冷却ピンにスライディング結合するピンを含む。遮断ボックスが分離可能に形成されて冷却ブロックに結合する場合、遮断ボックスは、同様にアルミニウムで形成されてもよく、凹んだ表面を有してもよい。
【００５１】
従って、開示された分割構造の硫黄ランプ装置は、マグネトロンを収容する収容部を有するマイクロ波組立体と、黄電球を収容する電灯ケージとを有するランプ組立体を含む。前記収容体は、合成収容部として、陰極シールドと一体で形成される。電灯ケージ及び合成収容部は、それぞれケージの長さまたは収容部の中心軸を経る平面で、ケージまたは収容部を分割して形成される二つの半部品で形成される。組み立てられたケージ及び収容部は、組立て時に半部品を結合する時に形成される結合部に平行に形成される壁電流を誘導する選択的共振モードで、マグネトロンによって発生するマイクロ波の周波数で共振する形状を有するように構成される。前記半部品は、バンドまたはボルトを利用して分離可能に付着してもよい。また、二つの半部品で磁気回路を形成するが、それぞれの半部品は、組立体の各半部品に、例えば溶接またはブレージングによって堅固に付着し、組立て時にアンテナが貫通するホールを形成する。アンテナは、ケージに直接挿入され、この組立体がケージを含む。アンテナが導波管に挿入されれば、この組立体は導波管を含む。
【００５２】
また、実施例において、前記組立体の半部品は、マイクロ波組立体にランプ組立体を分離可能に結合する方式で構成される。一実施例において、組立てられた磁気回路は、二つの磁石と二つの極性部材を含み、それぞれの磁石及び極性部材は、フラックスリターンに堅固に結合する。磁気回路の磁石は、マグネトロンの磁場を生成する磁石になるか、あるいはこれを支持する。一実施例において、マグネットロン陽極に熱的に結合する冷却ブロックの部分が前記装置が組立てられた時に磁気回路の半部品に収容されるように前記装置を構成することで、前記ランプ組立体をマイクロ波組立体に分離可能に結合する。
【００５３】
開示された硫黄ランプ装置は、マグネトロンによって形成されるマイクロ波の周波数で共振モードがそれぞれ発生する形状を形成するように互いに分離可能に結合する電灯及びマイクロ波組立体を含み、このように形成された結合部に実質的に平行な電流を誘導する。前記装置は、マイクロ波放出アンテナが貫通するホール周りに密接（ｔｉｇｈｔ）結合部を含み、多量のマイクロ波の漏れを発生させない硫黄ランプ装置を提供し、この場（ｆｉｅｌｄ）で電球またはマグネトロンの交替を容易にする。
【００５４】
硫黄ランプを設計する時に様々な事項を考慮する必要がある。例えば、装置が設置される器具内の空間の大きさ及び形状は、割り当てられた空間にあうことが保障される装置の任意の構成要素を選択することに影響を及ぼし得る。複数の設計、構成、及び／または選択される構成要素は、例えば、電灯とマグネトロンとの間で利用するカップリング及びマイクロ波は遮断しながら、黄電球から放出された光は透過させる電灯ケージに利用する構造などを含む。一般的に、マイクロ波の漏れを最小化しながら、所望の光分散パターンで光を効果的に生成することがその目標である。
【００５５】
図１２は、多くのマイクロ波の漏れ要因を有する従来の硫黄ランプ装置を図示している。例えば、電球を取り囲む薄いハニカム網は、前記電球が可視光線を放出させる網によって形成される空間に注入されるマイクロ波の相当部分を遮断することができない。結合部を通じて導波管の壁に誘導される電流に、結合部内で高い電気抵抗を表す方式で結合する部材からなる。また、導波管自体は、バンドを締めて電灯網と結合し、ガスケットを通じてマグネトロン収容部に結合し、この二つは全て同様にマイクロ波電流を漏らせるが、その理由は、結合部で抵抗が高いからである。従来の硫黄ランプのまた他の好ましくない特性は、作動時に冷却手段として電球を回転させる必要があることである。電球は、維持補修費用を発生させるように摩耗するか機械的故障を起こす移動部を必須で具備する特定タイプの電球回転部によって回転する。従来技術におけるまた他の好ましくない特徴は、同様に摩耗または機械的故障を引き起こし、作動に対する悪影響と共に昆虫、塵埃、及びその他の粉じんをマグネトロン内に流入させ得るパッケージを利用して、作動時に相当量の熱を発生させるマグネトロンを冷却させることである。装置を適切に設計することで、このような好ましくない特性を全て改善することができる。
【００５６】
マグネトロン動力は、電灯ケージの内部に連動して連結されるアンテナを通じてマグネトロンから出力される。アンテナは、任意の便利な長さ及び／または便利なケーシングを有するように構成される。例えば、街灯に適合した硫黄ランプ装置の一実施例において、アンテナは、ドーム形状で端が形成されるセラミックチューブ内に配置される、多少長くて薄い形状を有する。
【００５７】
実験及び設計を目的としてカプラーを駆動させる場合、マグネトロンは、同一のインピーダンス特性を有する同軸線で代替できる。
【００５８】
図１３Ａは、マグネトロンアンテナ１３００がいわゆるイー−カップリング（Ｅ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ）時に電灯ケージに直接挿入される実施例を示している。良好な周波数マッチ及び良好な電界形状を具現するためには、アンテナを円筒の中心軸に沿って配置し、マッチングポスト１３１０をアンテナ反対側空洞部の壁に位置させることが好ましい。アンテナ及び／またはマッチングポストの形状、寸法、及びチャンパは、所望の電界形状及びＴＭ０１０共振周波数を具現するように構成される。例えば、図１３Ｂに示したマッチングは、放電の前及び後の図１３Ｃに示した電界分布で具現する。ランプ組立体は、注入されたマイクロ波動力の９９％以上が完全放電状態で電球によって吸収されるように構成される。
【００５９】
電球の中心におけるピーク電界値は、電球の伝導性（σ）の関数で計算する。電球の伝導性は、電灯が初めてついた時、０から完全放電状態におけるピークまで増加する。図１３Ｄは、電球の伝導性がその中心で電界強度と共に増加することを示している。図面において、表で抵抗値の次数は、対応する曲線の次数と反対である。即ち、最も高い曲線は、伝導性（σ）０．１４ｓｉｅｍａｎｓ／ｍｅｔｅｒの電球の最低値に対応する。図１３Ｄは、作動時に電球における電界強度は、スタート条件よりピークで常に非常に高いことを示している。電球は、放電を始めて完全硫黄放電を誘導するために、圧力が約１０ｍＴｏｒｒであるアルゴンを含んでいる。図１３Ｄは、アルゴンから硫黄への放電過程全般にわたった電球における電界強度を示している。
【００６０】
このカプラーは、電灯ケージ円筒の軸に対して対称をなしており、電界分布もＴＭ０１０モードで対称的に形成される。このような対称によって円筒の中心軸に平行なケージの側壁上に誘導電流の流れが形成される。このような特性により、ケージから漏れるマイクロ波を実質的に全て遮断する構造として、ルーバーを利用してケージの側壁を形成する。ルーバー型構造の利点は、光透過率が９０％以上でありつつ、マイクロ波ＥＭＩ漏れが大部分の設備で効果的に除去される１２０ｄＢ以下に維持されることである。
【００６１】
上記のように、このような特性により、ケージと、円筒の中心軸に平行に、これを横切る平面の交差により形成される半部品で形成される。前記半部品は、マイクロ波の漏れによる実質的なＥＭＩなしに単純なクランピングやボルティングによって結合する。このような形態の構造は、好ましく電球の交替を容易にする。類似したマグネトロンケーシングの構造もマグネトロンの交替を容易にする。
【００６２】
図１３Ｂと、図１４Ｂ及び図１５Ｂとの比較を通じて分かるように、このような形態のカプラーは、硫黄ランプの最も小さい設計を提供する。このように設計された硫黄ランプは、街灯のような照明設備に利用できるが、これは、電灯装置の小さな大きさにより、設置のための変更なしに既存の照明器具に合わせられるからである。
【００６３】
図１４Ａは、いわゆるポストカップリングでマグネトロンアンテナ１４１０が短い直角導波管１４００に挿入される配置状態を示す。導波管の他端部近くには、ポストの一端が導波管の下面に固定し、他端が、例えば導波管の上面壁の円形ホールを通じて円筒状電灯ケージに挿入されるように長いポスト１４２０が付着する。一実施例において、ランプ組立体とマグネトロンの良好なインピーダンスマッチングのためにポストのキャパシタンスを増加させるように円形ディスク１４３０がポストの端部に付着する。前記ディスクは、電界形成のために面取りされる。
【００６４】
電灯ケージに直接挿入されるアンテナと関連して上記で説明したように、良好なインピーダンスマッチング及び良好な電界形状を得るためには、ポスト１４２０の端部を電灯ケージの中心軸に沿って配置し、マッチングポスト１４４０をケージの反対側壁に付着することが好ましい。マッチングポストの寸法及びチャンパを適切に選択することで、放電の前後の、図１４Ｃに示した電界分布と共に図１４Ｂに示した周波数マッチング特性を具現することができる。完全に放電した状態で、電球によって９９％以上の注入マイクロ波動力が吸収されるように空洞部をマッチさせる。
【００６５】
上記のように、電球の伝導性（σ）の関数として電球中心におけるピーク電界値を計算する。図１４Ｄは、中心で電界強度と共に増加する電球の伝導性を示している。図面において、表で抵抗値の次数は対応曲線の次数と反対である。即ち、最も高い曲線は、伝導性（σ）０．１４ｓｉｅｍａｎｓ／ｍｅｔｅｒの電球の最低値に対応する。図１４Ｄは、作動時に電球における電界強度は、スタート条件よりピークで常に非常に高いことを示している。上記のように、電球は放電を始めて完全硫黄放電を誘導するために、圧力が約１０ｍＴｏｒｒであるアルゴンを含んでおり、図１４Ｄは、アルゴンから硫黄への放電過程全般にわたった電球における電界強度を示している。
【００６６】
このカプラーは、電灯ケージ円筒の軸に対してほぼ対称に近いが完全に対称しないが、何故なら、ランプ組立体の中心軸がマグネトロンの中心軸から外れており、導波管を通じて結合するからである。しかし、長いポストが電灯ケージ内の電界分布を形成することに重要な役割をするため、ケージ内における電界分布は対称に非常に近い。完璧ではないが、これに近い対称により、円筒の中心軸にほぼ平行な電灯の側壁に電流の流れが誘導される。このように、ケージの側壁は、ルーバーを利用して形成してもよいが、注意する必要がある。ルーバー型空洞部の長所は、非常に良好な光透過性を具現しつつも、マイクロ波の漏れを非常に低く維持することである。
【００６７】
ルーバー型ケージを選択する場合、上記で説明したように、ケージと円筒の中心軸を貫通する平面の交差によって形成される半部品で形成され、マイクロ波の漏れによる実質的なＥＭＩなしに簡単なクランピングやボルティングによって互いに結合する。上記のように、このような形態の構造は、電球やマグネトロンの交替を容易にする。しかしここでは、ＥＭＣが非常に重要で、ＥＭＩをなるべく低くする必要がある設備では、単一体ルーバー構造または単一体ハニカム構造のように、ＥＭＩが少なく発生する他の構造が好ましい。
【００６８】
このようなカプラーを通じてアンテナカプラーを利用するほどに小型の硫黄ランプを具現することはできないが、これは、街灯器具を含む既存の一部照明器具にあう程度に充分に小さい。また、前記カプラーは、一部設備では好ましいが、これは、前記カプラーがランプ組立体とマグネトロンのインピーダンスマッチングに優れ、電界分布を形成することに優れた能力を提供するからである。
【００６９】
図１５Ａは、マグネトロンアンテナ１５１０が直角ウェッジ型導波管１５００の短いセクションに挿入されるいわゆるＨ−カプラーを示している。導波管の他端は、電灯の空洞部側に開放される。即ち、カップリングホール１５３０を通じて電灯空洞部に結合する。このような形態のカップリングは、磁場が文字「Ｈ」の形状で表れるためこのように呼ばれ、ここで前記カップリングは、導波管と空洞部内の磁場の間に形成される。このような形態の導波管は、特定照明器具のように特定設備に対する必要に応じてあわせて構成される。
【００７０】
ランプ組立体のインピーダンスマッチングのために、そして適切な電界形状を得るために、このようなカップリングを使用するためには、二つのマッチングポストを空洞部の内側に配置する。上面ポスト１５４０は、電球で電界を集中させることに効果的である。下面ポスト（図示せず）は、カップリングホールで電界歪曲を修正することに利用する。下面ポストがなければ、電球でないカップリングホールで最も強い電界が形成される。
【００７１】
Ｈ−カプラーの寸法を適切に選択することで、放電の前及び後の図１５Ｃに示した電界分布と共に図１５Ｂに示したカップリングホール、上面及び下面マッチングポスト、及びマッチング特性を具現することができる。調節する必要のあるパラメーターがより多いため、このような形態のカプラーの設計を最適化することがさらに難しくなる。図１５Ｃに示した電界分布を示す構成は、現在好ましい構成である。このような電界分布は、対称形状に非常に近いが、完全に対称しない。従って、このような形態のカプラーをルーバー形態のケージ構造体と共に使用する場合は、注意する必要がある。最小限のＥＭＩが必要な設備では、単一体及び／またはハニカム形態の構造体が好ましい。
【００７２】
図１５Ｄは、動作時の電球における電界分布がスタート条件よりピークで常に非常に高いことを示している。上記のように、電球は、放電を始めて完全硫黄放電を誘導するために、圧力が約１０ｍＴｏｒｒであるアルゴンを含んでおり、図１４Ｄは、アルゴンから硫黄への放電過程全般にわたった電球における電界強度を示している。
【００７３】
該カプラーは、電灯ケージ円筒の軸に対してほぼ対称に近いが、完全に対称しないが、何故なら、導波管とマグネトロンが電灯の同一の軸に対して対称しないからである。しかし、アンテナポストが空洞部内の電界分布を形成するにあたって重要な役割をするため、ケージ内における電界分布は対称に非常に近い。完璧ではないがこれに近い対称により、ケージ中心軸にほぼ平行な電灯の側壁に電流の流れが誘導される。このように、ケージの側壁は、ルーバーを利用して形成するが、注意する必要がある。ルーバー型空洞部の長所は、非常に良好な光透過性を具現しつつも、マイクロ波の漏れを非常に低く維持することである。しかし、ＥＭＣが非常に重要な設備では、単一体及び／またはハニカム構造のようにケージの他の構造がケージの側壁に好ましい。
【００７４】
図１６Ａは、ランプ組立体（組立体（Ａ））が、マグネトロンによって形成されるマイクロ波の周波数でＴＭ０１０モードで共振する空洞部を形成するように構成されるケージを含む実施例を示している。図１６Ｂは、図１６Ａの装置の分解図である。図示の実施例において、マイクロ波電界を形成し、そのエネルギーを電球に集中させることに役立つポスト１６００がケージの上面中心に配置される。前記ポストは、電球ホルダーまたはルーバー用ハブ、またはこの二つの役割をするかこれらを含む。電球は、従来の黄電球より非常に低い温度で作動する。従って、従来の硫黄ランプとは違って、前記電球を回転させる必要がなく、前記ポストにモーターを連結する必要がない。一実施例において、前記ポストは、例えば、特定設備で従来の電灯によって生成する光分布の形状と同様に電球によって生成される光から所望の形状が影を形成するように構成される。例えば、前記ポストは薄く電球の端部でさらに細くなるように構成してもよく、前記ポスト端部は、例えばチャンパを具備してもよい。
【００７５】
図１６Ｂに示すように、マグネトロンアンテナ１６１０は、ケージ下面壁の中心でホールを通じてケージに直接挿入され、ここでアンテナがケージによって形成される空洞部に直接マイクロ波を照射する。図１６Ｄに示すように、アンテナの長さは、アンテナとマイクロ波組立体によって影の大きさを調節するように構成される。特に、図示のように、アンテナが長くなるほど電球によって生成される光からマイクロ波組立体によって形成される影が小さくなる。また、電球によって生成される光を遮断するマイクロ波組立体の大きさは、電球の好ましい量の光を遮断するように設計される。例えば、狭いマイクロ波組立体が大きいものよりさらに小さい影を照らし、他の事項は同一である。図１６Ｂに示すように、マイクロ波組立体は、特に磁気回路と伝導冷却ブロックを含み、これらのうち一方または両方は、電球の光から小さい影を照らすように構成される。好ましく、アンテナの長さ及びマイクロ波組立体の形状と寸法は、同一の照明設備で従来の電灯によって生成されるものと同様な光パターンを生成するように空洞で構成される。
【００７６】
図１６Ｂに示した実施例において、ランプ組立体（組立体（Ａ））は、磁気回路要素を利用してマイクロ波組立体（組立体（Ｂ））に結合する。磁気回路は、二つの対の磁石と二つの対の極性部材を含み、この対のそれぞれは、フラックスリターンに堅固に付着する。前記フラックスリターンは、電灯とマイクロ波組立体を結合するように、例えばストラッピング（ｓｔｒａｐｐｉｎｇ）によって分離可能に互いに結合する。図示のように、磁気回路は半部品に分割されるが、前記半部品はそれぞれケージの半分に付着する。実施例において、磁気回路に利用される磁石もマグネトロンの磁場を形成または支持する。
図１６Ｃは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示した硫黄ランプ装置の断面図であり、組立体の主要構成要素の内側面をより明確に示している。
【００７７】
少なくとも三つの形状のルーバーケージが電灯の実施例に適合である。全て連動して結合したマグネトロンによって発生するマイクロ波の周波数でＴＭ０１０モードで空洞部共振を形成する共通の特性を共有するように構成される。図１７は、円筒状ルーバーケージを示しており、図１８は、上部及び下部セクションが面取りされた円筒状ケージを示しており、図１９は、球形になり得る楕円状のルーバーケージを示している。ケージの形状は、その外形のような基準を利用して選択する。例えば、図１８に示したケージは、図１７に示したものよりさらに視覚的に目立たれる。選択した形状と関係なく、前記上面壁の中心に配置された電球ホルダーと下面壁の中心に配置されたアンテナホルダーは、ルーバーを形成するストリップの端部用ハブとして機能する。実施例において、図面に示すように、ルーバーを支持及び整列させるために、ルーバーには一つ以上の環状リブを結合させる。
【００７８】
三つの特定形状を示したが、本発明はこれに限定されず、代わりに完全な装置が所望の電灯設備に利用するに適合な性質を有すれば、同一の方向に配置される伝導性ストリップを含み、一つの予測可能な方向に電流の流れを誘導するあるケージ形状で具現する。
【００７９】
図１６Ｂに示した電灯装置構造体は、ケージの中心軸に平行な誘導電流を生成する任意の電灯ケージと共に使用する。即ち、ランプ組立体は、組立体とその中心部を貫通する平面との交差によって形成される二つの部品で構成されるケージを含む。図示の実施例において、ランプ組立体のそれぞれの半部品は、組立てられた時にマグネトロンの磁気回路を提供及び支持する磁気回路を形成する磁気回路部の半分を含むか、これに堅固に結合する。
【００８０】
また、図１６Ｂに示した実施例を参考すると、マイクロ波組立体（組立体（Ｂ））は、伝導冷却ブロック部と陰極シールドを含むマグネトロン収容部を含む。前記収容部は、収容部の軸に平行な収容部壁内に電流を誘導するモードで共振する空洞部を形成するように構成され、このようにその中心軸を貫通する平面との交差点によって形成される二つの半部品で形成される。例えば、図示のように、実質的に直方体型で形成される収容部の場合、このような収容部は、マグネトロンによって生成されるマイクロ波の周波数でＴＥ１０１モードで共振するように設計される。また、前記ランプ組立体とマイクロ波組立体は、それぞれの半部品が図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、二つの組立体を結合する方式で組み立てられる。
【００８１】
実施例において、前記ランプ組立体、マイクロ波組立体、及びマグネトロンは、特定照明設備のために必要な特定性能及び／または規定要件またはガイドラインを空洞で満たすように構成される。
【００８２】
図２０Ａに示したマグネトロンの実施例において、マグネトロンアンテナは、ドーム形状で端が形成される薄いセラミックチューブ内に収容されて、電球によって生成される光に小さい影を生成する。
【００８３】
また、磁気回路及び、伝導冷却ブロックを含むマイクロ波収容部は、硫黄ランプによって生成される光から小さい影を生成するように構成される。実施例において、図２０Ｂに示すように、磁気回路は、電球によって放出される波面に正四角形ではない形状を表すように整列される。例えば、前記図面は、他の形状も利用できるが、八角状を表す磁気回路を示している。図２０Ｃは、図２０Ｂの磁気回路の分解図である。
【００８４】
図２０Ｄは、黄電球によって生成される光から小さい影を生成するように構成される冷却ブロックを含む収容部を示している。前記収容部は、他の可能な構成に比べてさらに長くて狭く形成され、適切な冷却及び遮断性質を依然として提供する。図２０Ｅは、図２０Ｄの冷却ブロックの分解図である。また他の構成において（図示せず）、前記収容部は、図示したものより広く及び／または深く形成してもよく、この時、所望の伝導冷却性質を提供するように、その大きさ及び／または形状を変化させて構成される溝またはピンが一体で形成されるか付着する。
【００８５】
従って、多様な照明設備用で構成されて分割型構造を有する開示された硫黄ランプ装置は、マグネトロンを含む収容部を具備するマイクロ波組立体及び硫黄ランプを含む電灯ケージを具備したランプ組立体を含む。前記収容部は、合成収容部として陰極シールドと一体で形成される。前記ランプ組立体と合成収容部は、それぞれケージまたは収容部とその中心の長さを貫通する平面の交差で形成される二つの半部品で形成される。組立てられたケージと収容部は、組立て時に前記半部品を互いに結合することで、形成される結合部のみに平行な壁電流を誘導する選択された共振モードで、マグネトロンによって形成されるマイクロ波の周波数で共振する形状を形成するように設計される。前記半部品は、例えば、バンドやボルトによって互いに分離可能に付着する。また、ケージの各半分に堅固に付着する半部品には磁気回路が形成される。前記組立体の半部品と前記磁気回路は、前記ランプ組立体を前記マイクロ波組立体の分離可能に結合する方式に互いに結合する。前記磁気回路は、二対の磁気半部品及び二対の極性半部品を含み、この時、それぞれの磁気半部品及び極性半部品は、フラックスリターン要素に堅固に付着する。一実施例において、磁気回路の磁石は、マグネトロンの磁場を生成する磁石になるか、これを支持する。
【００８６】
前記電灯ケージ、マグネトロンアンテナ、磁気回路、及びマグネトロン収容部は、既存の照明器具を実質的に変更せず類似した分布パターンを有する光を生成し、既存の照明器具に設置される程度に充分に小さな特定照明用に適合した硫黄ランプ装置を形成するように互いに構成される。前記硫黄ランプは、一般的に維持補修が少なく、または全く必要ない非常に長い公称寿命、及び従来の電灯より太陽光にさらに近接した連色性及び色温度と共に、少なくとも従来電灯と類似した水準の発光効率を有する。また、このような特性は、全てある相当量のマイクロ波の漏れまたは他の所望でない新しい効果を誘発することなく得られる。
【００８７】
若干の特殊性を有する実施例に本発明を記述及び図示したが、このような記述及び図面は単に例に過ぎない。部品及び段階の組合せ及び／または配列、及び構成の詳細な部分において多くの変更が可能である。従って、このような変更は本発明に含まれ、本発明の技術的思想は以下の請求の範囲によって定められる。
【図１Ａ】
2016517132.tif 000003
【図１Ｂ】
2016517132.tif 000004
【図１Ｃ】
2016517132.tif 000005
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2016517132.tif 000007
【図３】
2016517132.tif 000008
【図４Ａ】
2016517132.tif 000009
【図４Ｂ】
2016517132.tif 000010
【図４Ｃ】
2016517132.tif 000011
【図５】
2016517132.tif 000012
【図６】
2016517132.tif 000013
【図７Ａ】
2016517132.tif 000014
【図７Ｂ】
2016517132.tif 000015
【図８Ａ】
2016517132.tif 000016
【図８Ｂ】
2016517132.tif 000017
【図８Ｃ】
2016517132.tif 000018
【図８Ｄ】
2016517132.tif 000019
【図９Ａ】
2016517132.tif 000020
【図９Ｂ】
2016517132.tif 000021
【図１０】
2016517132.tif 000022
【図１１Ａ】
2016517132.tif 000023
【図１１Ｂ】
2016517132.tif 000024
【図１１Ｃ】
2016517132.tif 000025
【図１２】
2016517132.tif 000026
【図１３Ａ】
2016517132.tif 000027
【図１３Ｂ】
2016517132.tif 000028
【図１３Ｃ】
2016517132.tif 000029
【図１３Ｄ】
2016517132.tif 000030
【図１４Ａ】
2016517132.tif 000031
【図１４Ｂ】
2016517132.tif 000032
【図１４Ｃ】
2016517132.tif 000033
【図１４Ｄ】
2016517132.tif 000034
【図１５Ａ】
2016517132.tif 000035
【図１５Ｂ】
2016517132.tif 000036
【図１５Ｃ】
2016517132.tif 000037
【図１５Ｄ】
2016517132.tif 000038
【図１６Ａ】
2016517132.tif 000039
【図１６Ｂ】
2016517132.tif 000040
【図１６Ｃ】
2016517132.tif 000041
【図１６Ｄ】
2016517132.tif 000042
【図１７】
2016517132.tif 000043
【図１８】
2016517132.tif 000044
【図１９】
2016517132.tif 000045
【図２０Ａ】
2016517132.tif 000046
【図２０Ｂ】
2016517132.tif 000047
【図２０Ｃ】
2016517132.tif 000048
【図２０Ｄ】
2016517132.tif 000049
【図２０Ｅ】
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【国際調査報告】
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