專利名稱：無電極照明系統(tǒng)及其照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無電極照明系統(tǒng)及其照明燈，特別涉及一種在重新照明的情況下能夠放射光線的無電極照明系統(tǒng)及其照明燈。
參照

圖1和2來描述無電極照明系統(tǒng)的一種例子。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的普通無電極照明系統(tǒng)的縱向剖面圖，圖2為圖1中照明燈的局部剖面詳細(xì)圖。
傳統(tǒng)無電極照明系統(tǒng)包括殼體10；置于殼體10內(nèi)部前表面的用于產(chǎn)生高電壓的高壓發(fā)生器20；磁控管30，靠近高壓發(fā)生器20以預(yù)定間隔設(shè)置，用于利用高壓發(fā)生器20產(chǎn)生的高電壓來產(chǎn)生微波；波導(dǎo)40，固定在殼體10的前表面，并伸出殼體10外部，用來引導(dǎo)磁控管30產(chǎn)生的微波；諧振器50，安裝在殼體10外部的前方，以便與波導(dǎo)40相連，使通過波導(dǎo)40傳導(dǎo)的微波發(fā)生諧振，并同時(shí)防止微波向外泄漏；照明燈60，安裝在諧振器50內(nèi)部并可旋轉(zhuǎn)，以便當(dāng)其內(nèi)的填充材料被微波激活時(shí)發(fā)光；反射器80，置于照明燈60周圍，將照明燈60產(chǎn)生的光反射到前面。
并且，為了保護(hù)高壓發(fā)生器20和磁控管30產(chǎn)生的熱量，在殼體10后部安裝了風(fēng)扇室110，為吸入外部空氣，在風(fēng)扇室110內(nèi)安裝了冷卻風(fēng)扇100，以便吸入外部空氣，并在殼體10內(nèi)部安裝了風(fēng)扇電機(jī)101，以使冷卻風(fēng)扇100旋轉(zhuǎn)。
照明燈60安裝在形成于波導(dǎo)40內(nèi)的出口70的外側(cè)，如圖2所示，所述出口70包括球形并擁有填充空間61的照明燈部分62，還包括位于照明燈部分62一側(cè)的燈頸63，燈頸63被延長為棒形，并具有預(yù)定的長度。燈頸63穿過波導(dǎo)40與旋轉(zhuǎn)軸91相連，這點(diǎn)可參見圖1。旋轉(zhuǎn)軸91連接著位于風(fēng)扇室110與波導(dǎo)40之間的照明燈電機(jī)90。
因此，旋轉(zhuǎn)軸91由于照明燈電機(jī)90的工作而旋轉(zhuǎn)，照明燈60由于旋轉(zhuǎn)軸91的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并相應(yīng)的被冷卻了。
在照明燈60的填充空間61內(nèi)填充有引導(dǎo)光線發(fā)射的一次發(fā)射充填物，即通過在工作狀態(tài)形成等離子體而發(fā)光的物質(zhì)，如鹵素化合物或硫(S)、硒(Se)等類似物，及在發(fā)光的初始階段形成等離子體的惰性氣體，如氬(Ar)、氙(Xe)、氪(Kr)等類似物，還有通過有助于初級放電或調(diào)整所產(chǎn)生光線的光譜以使發(fā)光容易的添加物。
下面將描述無電極照明系統(tǒng)的工作。
首先，當(dāng)電源接通時(shí)，高壓發(fā)生器20產(chǎn)生高壓，由于高壓的施加，磁控管30產(chǎn)生微波。
磁控管30內(nèi)產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)40被傳送到諧振器50，于是諧振器50中分布了一個強(qiáng)電場。照明燈60內(nèi)的填充物質(zhì)被電場激發(fā)放電，同時(shí)揮發(fā)，因此形成等離子體。
即，填充在照明燈60內(nèi)的惰性氣體被分布在諧振器50內(nèi)的強(qiáng)電場激發(fā)而放電，并且當(dāng)惰性氣體放電產(chǎn)生的熱量使主要的照明物質(zhì)揮發(fā)時(shí)，等離子體形成。然后發(fā)射光線，保持持續(xù)供應(yīng)諧振器50內(nèi)的微波放電。
同時(shí)，發(fā)射的光線被反射器80反射并向前傳播。
與此同時(shí)，當(dāng)照明燈60被工作的照明燈電機(jī)90旋轉(zhuǎn)時(shí)，照明燈60被冷卻，并且當(dāng)風(fēng)扇電機(jī)101工作時(shí)，冷卻風(fēng)扇100旋轉(zhuǎn)，外部空氣進(jìn)入殼體10內(nèi)，因此冷卻高壓發(fā)生器20和磁控管30。
然而，這種傳統(tǒng)的無電極照明系統(tǒng)有一個缺點(diǎn)，即如果照明燈60在發(fā)光狀態(tài)下突然滅掉后再次照亮?xí)r，不能直接進(jìn)行重新照明而要經(jīng)過數(shù)十秒或數(shù)分鐘的間隔。
引起這個缺點(diǎn)的原因是，當(dāng)填充在照明燈60內(nèi)的中性氣體壓力過高時(shí)，不能保證等離子放電所需的帶有能量的電子的足夠的平均自由途徑。特別是，盡管使用氙(Xe)作為惰性氣體比僅使用氬(Ar)的發(fā)光效率提高了5％，但是由于氙(Xe)交叉區(qū)域碰撞很厲害，使高壓下放電變得更困難。
另一方面，為降低傳統(tǒng)方法的照明時(shí)間，通過直接吹強(qiáng)風(fēng)進(jìn)行冷卻來降低照明燈60內(nèi)的壓力。然而傳統(tǒng)方法導(dǎo)致了一些問題安裝吹強(qiáng)風(fēng)的輔助設(shè)備使成本增加，輔助設(shè)備的可靠性，無電極照明系統(tǒng)周圍的利用，由輔助設(shè)備放電造成的光線變暗。
為實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并與本發(fā)明的目的相一致，如本文中實(shí)施及廣義地所述，提供了一種無電極照明系統(tǒng)，它包括具有出口的波導(dǎo)，所述波導(dǎo)安裝成從殼體內(nèi)部向外部伸出，來傳送磁控管產(chǎn)生的微波；諧振器，固定在波導(dǎo)出口的外側(cè)，用以形成微波諧振的區(qū)域；照明燈，用于當(dāng)諧振器內(nèi)形成的電場產(chǎn)生等離子體時(shí)發(fā)光；和促進(jìn)發(fā)光元件，置于照明燈內(nèi)部，用以集中電場，以便提供微波時(shí)能夠快速發(fā)射光線。
并且，傳導(dǎo)元件包括具有預(yù)定直徑和長度的基體元件，以保持其物理形狀；和傳導(dǎo)層，通過在基體元件外涂覆的傳導(dǎo)材料作成，用以集中電場。
根據(jù)本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)，傳導(dǎo)元件還包括一個用以防止傳導(dǎo)元件與傳導(dǎo)層上的等離子體直接作用的防護(hù)層。
根據(jù)本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)，使用更便利，照明的可靠性更高，這是因?yàn)?，把傳?dǎo)元件放在照明燈填充空間內(nèi)，利用照明燈的微波時(shí)，電場集中在裝在照明燈內(nèi)的傳導(dǎo)元件兩端，并且照明燈能夠發(fā)光。
結(jié)合附圖，從下面對本發(fā)明的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的前述及其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得更清楚。
在附圖中圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無電極照明系統(tǒng)的縱向剖面圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無電極照明系統(tǒng)照明燈的局部剖面詳細(xì)圖；圖3是本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)的剖面圖；
圖4是本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)的照明燈和傳導(dǎo)元件的剖面圖；和圖5是沿圖4中V-V線示出傳導(dǎo)元件的局部剖面立體圖。
圖3是本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)的剖面圖，圖4是本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)實(shí)施例中的照明燈和傳導(dǎo)元件的剖面圖，圖5是沿圖4中V-V線方向傳導(dǎo)元件的局部剖面立體圖。
本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)包括一個有預(yù)定形狀的殼體110；一個置于殼體110內(nèi)部前表面用于產(chǎn)生高電壓的高壓發(fā)生器120；一個與高壓發(fā)生器120相隔預(yù)定間隔設(shè)置的磁控管130，它利用高壓發(fā)生器120內(nèi)產(chǎn)生的高壓來產(chǎn)生微波；一個用于傳導(dǎo)磁控管130所產(chǎn)生的微波的波導(dǎo)140；一個安裝在殼體前部外表面的諧振器150，它與波導(dǎo)140相連，使從波導(dǎo)140傳導(dǎo)的微波發(fā)生諧振，并同時(shí)防止微波向外泄漏；照明燈160，安裝在諧振器150內(nèi)可以旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其填充物質(zhì)被微波激發(fā)時(shí)發(fā)光；和一個反射器180安裝在照明燈160周圍，用于將照明燈160發(fā)出的光線向前反射。
諧振器150為一側(cè)封閉的圓柱形，呈網(wǎng)眼狀，以阻攔微波泄漏并使照明燈160發(fā)出的光線通過。
照明燈160設(shè)置在形成于波導(dǎo)140內(nèi)的出口170的外側(cè)，如圖4所示，所述照明燈160包括球形并且內(nèi)部具有填充空間161的照明燈部分162，還包括位于照明燈部分162一側(cè)的燈頸163，所述燈頸163伸長為具有預(yù)定長度的棒形。燈頸163穿過波導(dǎo)140與旋轉(zhuǎn)軸191相連。旋轉(zhuǎn)軸191與位于風(fēng)扇室210與波導(dǎo)140之間的照明燈電機(jī)190相連。
因此，旋轉(zhuǎn)軸191由于照明燈電機(jī)190的工作而旋轉(zhuǎn)，照明燈160由于旋轉(zhuǎn)軸191的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并因此被冷卻。
并且，在照明燈160的填充空間161內(nèi)填充有引導(dǎo)光線發(fā)射的一次發(fā)射充填物，即通過在工作狀態(tài)形成等離子體而發(fā)光的物質(zhì)，如鹵素化合物或硫(S)、硒(Se)等類似物，及在發(fā)光的初始階段形成等離子體的惰性氣體，如氬(Ar)、氙(Xe)、氪(Kr)等類似物，還有通過有助于初級放電或調(diào)整所產(chǎn)生光線的光譜以使發(fā)光容易的添加物。
具有導(dǎo)電性的傳導(dǎo)元件300安置于照明燈160的填充空間161內(nèi)，當(dāng)施加微波時(shí)它可使產(chǎn)生的電場被集中。
如圖5所示，傳導(dǎo)元件300包括一個具有預(yù)定直徑和長度以保持其物理形狀的基體元件301，和涂覆在傳導(dǎo)元件301外的由傳導(dǎo)材料制成的，傳導(dǎo)層302用以導(dǎo)致電場集中。
并且，用以防止與等離子體反應(yīng)而劣化的防護(hù)層303形成于涂覆在傳導(dǎo)元件301上的傳導(dǎo)層302之上。
可取的是，基體元件301用在高于幾百度的溫度下都不會變形的SiC(硅集成電路)制作。并且傳導(dǎo)層302用金屬材料并優(yōu)選用Pt(鉑)制造。
可取的是，防護(hù)層303用熱穩(wěn)定性好的材料制造，如陶瓷或熔融石英。
傳導(dǎo)元件300的形狀為直徑為5μm的金屬絲型，并且當(dāng)傳導(dǎo)層302的長度比其為0.5μm或更短的直徑長時(shí)，傳導(dǎo)層302的效率最佳。當(dāng)直徑與長度的比率小于1/100時(shí)是合乎需要的。
在下文中，將描述本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)的工作和效果。
首先，當(dāng)電源接通時(shí)，高壓發(fā)生器120產(chǎn)生高壓，由于高壓發(fā)生器130內(nèi)產(chǎn)生的高壓，使得磁控管130產(chǎn)生微波。
磁控管130產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)140被傳送到諧振器150，于是一個強(qiáng)電場在諧振器150中分布。照明燈160中填充空間161內(nèi)的填充物質(zhì)被電場激發(fā)放電，同時(shí)揮發(fā)而形成等離子體。
這時(shí)，填充在照明燈160內(nèi)的惰性氣體被在諧振器150內(nèi)分布的強(qiáng)電場激發(fā)放電，并且惰性氣體放電產(chǎn)生的熱量使揮發(fā)形成的等離子體成為主要的發(fā)光物質(zhì)。然后發(fā)射光線，維持持續(xù)供應(yīng)給諧振器150內(nèi)的微波的放電。
同時(shí)，發(fā)射的光線被反射器180反射并向前傳播。
另一方面，當(dāng)無電極照明系統(tǒng)的光在關(guān)掉后再次點(diǎn)亮?xí)r，由于微波的作用，插入照明燈160中的填充空間161內(nèi)的傳導(dǎo)元件300的兩端發(fā)生電場集中現(xiàn)象，因?yàn)閺?qiáng)電場激發(fā)電子的放電加速，氣體放電變得容易，使得電極燈需的時(shí)間縮短。
并且，由于傳導(dǎo)元件300插入在照明燈160的填充空間內(nèi)，從而易于提高光線的特性。
如上所述，在本發(fā)明的無電極照明系統(tǒng)中，電場被集中在安裝在照明燈內(nèi)的傳導(dǎo)元件兩端。因此，當(dāng)微波作用于照明燈時(shí)，安裝在照明燈填充空間內(nèi)的傳導(dǎo)元件使照明燈快速發(fā)光，從而達(dá)到了使用方便和提高照明的可靠性的目的。
本發(fā)明可以在不背離其精神和實(shí)質(zhì)特點(diǎn)的情況下，以幾種形式實(shí)施，也應(yīng)理解，上述的實(shí)施方式并不局限于前述的任何細(xì)節(jié)，除非特別說明，否則應(yīng)在其精神和附屬權(quán)利要求所述范圍內(nèi)廣義地加以解釋，因此所有落入權(quán)利要求范圍或其同等替換內(nèi)的變更和修改都涵蓋在權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種無電極照明系統(tǒng)，包括波導(dǎo)，安裝在殼體內(nèi)，用以傳導(dǎo)磁控管產(chǎn)生的微波，所述波導(dǎo)具有露出殼體之外的出口；諧振器，固定在波導(dǎo)出口的外側(cè)，用以形成微波諧振的諧振區(qū)；照明燈，用于當(dāng)諧振器內(nèi)形成的電場生成等離子體時(shí)發(fā)光；和促進(jìn)發(fā)光元件，置于照明燈內(nèi)部，用于集中電場，以便在施加微波時(shí)快速發(fā)光。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述促進(jìn)發(fā)光元件插入照明燈內(nèi)部，作為具有傳導(dǎo)功能的傳導(dǎo)元件。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導(dǎo)元件包括基體元件，具有預(yù)定直徑和長度以保持其物理形狀；和傳導(dǎo)層，通過在基體元件上涂覆傳導(dǎo)材料形成，用于集中電場。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基體元件由能夠承受高溫的傳導(dǎo)材料制成。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基體元件由SiC制成。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導(dǎo)層由Pt制成。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導(dǎo)元件還包括防護(hù)層，用以防止傳導(dǎo)元件在傳導(dǎo)層上與等離子體直接反應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述防護(hù)層由具有熱穩(wěn)定性的陶瓷或熔融石英制成。
9.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導(dǎo)元件制成金屬線型。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導(dǎo)元件的直徑與長度的比值小于1/100。
11.一種用于無電極照明系統(tǒng)的照明燈，填充物質(zhì)充填入所述照明燈內(nèi)，以便在微波作用下形成等離子體，并且用于集中電場的促進(jìn)發(fā)光元件插入所述照明燈內(nèi)，使施加微波時(shí)能夠迅速發(fā)射光線。
12.如權(quán)利要求11所述的照明燈，其特征在于，所述促進(jìn)發(fā)光元件包括基體元件，具有預(yù)定長度和直徑以維持其物理形狀；和傳導(dǎo)層，通過在基體元件上涂覆傳導(dǎo)材料形成，用于集中電場。
13.如權(quán)利要求12所述的照明燈，其特征在于，所述基體元件由耐熱材料制成。
14.如權(quán)利要求13所述的照明燈，其特征在于，所述基體元件由SiC制成。
15.如權(quán)利要求12所述的照明燈，其特征在于，所述傳導(dǎo)層由Pt制成。
16.如權(quán)利要求12所述的照明燈，其特征在于，它還包括保護(hù)層，位于促進(jìn)發(fā)光元件的傳導(dǎo)層上，用于防止傳導(dǎo)元件與等離子體反應(yīng)后劣化。
17.如權(quán)利要求12所述的照明燈，其特征在于，所述防護(hù)層為具有熱穩(wěn)性的陶瓷或熔融石英。
18.如權(quán)利要求12所述的照明燈，其特征在于，所述促進(jìn)發(fā)光元件的直徑與長度之間的比值低于1/100，以形成金屬線的形狀。
19.一種用于無電極照明系統(tǒng)的照明燈，照明燈內(nèi)充填有填充物質(zhì)，以便在微波作用下形成等離子體，包括基體元件、傳導(dǎo)層和耐熱保護(hù)層的促進(jìn)發(fā)光元件插入照明燈內(nèi)以集中電場，因此施加微波時(shí)，光線迅速發(fā)射，所述基體元件具有預(yù)定的長度和直徑，所述傳導(dǎo)層通過在基體元件上涂覆傳導(dǎo)材料形成，所述耐熱保護(hù)層涂覆在傳導(dǎo)層之上。
20.如權(quán)利要求19所述的照明燈，其特征在于，所述基體元件由SiC制成，所述傳導(dǎo)層由Pt制成，所述防護(hù)層由陶瓷或熔融石英制成。
全文摘要
一種無電極照明系統(tǒng)，包括波導(dǎo)，其出口由殼體內(nèi)伸出殼體之外，用以傳導(dǎo)磁控管產(chǎn)生的微波，諧振器，安裝在波導(dǎo)出口的外側(cè)，用以形成微波諧振的諧振區(qū)，照明燈，當(dāng)諧振器內(nèi)形成的電場生成等離子體時(shí)發(fā)光，促進(jìn)發(fā)光元件，置于照明燈內(nèi)部，用于集中電場，以便在施加微波時(shí)快速發(fā)光，當(dāng)照明燈快速發(fā)光時(shí)，能夠使使用者使用便利，并提高照明的可靠性。
文檔編號H05B41/24GK1433047SQ0212741
公開日2003年7月30日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者崔畯植, 全容奭, 全孝植, 金賢正, 李禔永, 樸炳珠 申請人:Lg電子株式會社