CN100508107C - 无电极照明装置 - Google Patents

Abstract

一种电极照明装置，包括：波导管，用于引导从微波发生器产生的微波能量；谐振部件，其与波导管的出口连接并包括至少两个谐振腔，所述谐振腔具有网格结构且沿纵向相互滑动连接，以改变谐振部件的高度，并基于谐振部件的高度对网格密度调整，谐振部件用于使波导管引导的微波能量谐振；以及灯泡，其位于谐振部件内，并当其中封入的材料通过微波能量变为等离子体时产生光，因而能够根据灯泡类型和应用无电极照明装置的条件而改变谐振部件的总长度和基于谐振部件的高度而调整的网格密度，从而使谐振腔无需根据其长度或网格密度分别生产。因此，能够减少生产新谐振腔的时间和成本从而降低单位成本，并减少换灯泡时的装配步骤数量，降低维修成本。

Description

无电极照明装置

技术领域

本发明涉及一种无电极照明装置，特别涉及一种能够根据周围条件的变化而改变其长度以及与其部件相对应和网格密度的无电极照明装置。

背景技术

一般而言，无电极照明装置是一种能够在没有电极的情况下提供有效照明的装置，其中从微波发生器产生的微波使灯泡中的缓冲气体处于等离子体状态并使金属化合物持续发光。无电极照明装置比一般的白炽灯和荧光灯具有更长的使用寿命和更优良的照明效率。

图1为示出根据传统技术使用微波能的照明装置的一个示例的纵向剖视图。

如图1所示，使用微波能的传统照明装置包括：外壳1，其形成预设的内部空间；磁控管2，其安装在外壳1内并产生微波；高压发生器3，其将一般的交流电提高至高压并将其供应至磁控管2；波导管4，其用于引导从磁控管2产生的微波；谐振腔6，其安装在波导管的出口4a处以与波导管4连接，该谐振腔6具有网格结构，通过该网格结构可防止微波泄漏但允许光由此通过；以及灯泡5，其位于谐振腔6内，并在经波导管4传输的微波能使封入的材料变为等离子体时产生光。

使用微波的传统照明装置还包括反射镜7，其形成在外壳1的前侧，即谐振腔6的相邻区域，以向前聚集反射从灯泡5产生的光。

介质镜8安装在波导管4的出口4a处，以使经波导管4传输的微波通过，并向前反射从灯泡5发出的光，并在介质镜8的中心形成孔8a，以使灯泡5的轴部5b由此穿过。

冷却风扇组件10设置在外壳1的后侧，用于冷却磁控管2和高压发生器3。附图标记10a表示风扇罩，10b表示吹风机，M1表示灯泡马达，M2表示风扇马达。

使用微波的传统照明装置的运行方式如下。

当驱动信号被输入至高压发生器3时，高压发生器3提高交流电，并将提高的高压供应到磁控管2。然后，磁控管2受到高压振荡而产生具有非常高频率的微波。这样产生的微波被引导经过波导管4，并经过在波导管4出口4a的内侧形成的狭缝部分4b辐射到谐振腔6中。辐射到谐振腔6中的微波使封入灯泡5中的材料放电而产生具有特定光谱的光，并且当这束光被反射镜7和介质镜8反射时，照明的空间被照亮。

然而，如果因为周围环境变化，例如灯泡的颜色变化或者横向照明，而使波导管的出口与灯泡的中心之间的距离需要延长，则传统的无电极照明装置只有在谐振腔的长度(或体积)和网格密度变化时才能保持高发光效率。在这种情况下，由于谐振腔自身每次必须根据所需的条件变化，因此需要生产长度和网格密度随着应用的条件而改变的谐振腔。因此，花费过多的生产时间和成本，并且部分系统必须重新装配以改变谐振腔。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够根据周围环境的变化而改变自身的长度和网格密度的无电极照明装置。

为了实现这些和其他优点，并根据本发明的目的，作为可具体实施和概述的方案，提供一种无电极照明装置，包括：波导管，其用于引导由微波发生器产生的微波能量；谐振部件，其与该波导管的出口连接，用于使波导管引导的微波能量谐振，该谐振部件包括至少两个具有网格结构的谐振腔，该谐振腔沿纵向相互滑动连接，以改变谐振部件的高度，和基于该谐振部件的高度对网格密度进行调整谐振部件；以及灯泡，其位于该谐振部件内部，并当其中封入的材料通过微波能量变为等离子体时产生光。

从以下本发明结合附图的详细描述中可以更清楚地获知本发明的无电极照明装置的上述及其他目的、特征、方案及优点。

附图说明

本发明包含的附图提供对本发明的进一步理解，其被合并在本申请中并构成本申请的一部分，附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于说明本发明的原理。

在附图中：

图1为示出根据传统技术的无电极照明装置的纵向剖视图；

图2为传统无电极照明装置的谐振腔的纵向剖视图；

图3为示出根据本发明一个实施例的无电极照明装置的纵向剖视图；

图4为示出根据本发明第一实施例的谐振部件的分解透视图；

图5和6为示出根据第一实施例的谐振部件的连接状态的纵向剖视图；

图7至9为示出根据本发明第二实施例的谐振部件的结合状态的纵向剖视图；以及

图10至12为根据本发明第三实施例的谐振部件的结合状态的纵向剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图的一个实施例详细描述根据本发明的无电极照明装置。

根据本发明的无电极照明装置有几个实施例，下面将描述其中最优选的一个实施例。在此，与传统技术相同的结构以相同的附图标记表示。

图3为示出根据本发明一个实施例的无电极照明装置的纵向剖视图。图4为示出根据本发明第一实施例的谐振部件的分解透视图。图5和6示出根据本发明第一实施例的谐振部件的连接状态。如图3所示，根据本发明一个实施例的无电极照明装置包括：微波发生器2，如磁控管，安装在外壳1中并产生微波；高压发生器3，其用于将一般的交流电提高至高压并将其供应至微波发生器2；波导管4，其与微波发生器2的出口连接并传输从微波发生器2产生的微波；灯泡5，其中封入辐射材料、惰性气体及光催化剂材料，并当通过微波能使封入的辐射材料变为等离子体时产生光；以及谐振部件20，其与波导管4的出口4a连接，以使灯泡5位于其中，并使经波导管4引导的微波谐振。

此外，反射镜7附着在外壳1的前部，用于聚集从灯泡5经过谐振部件20的光并使其向前传播，而介质镜8安装在谐振部件20的内部并处于灯泡5的后侧，用于允许微波由此经过并反射光。此外，冷却风扇10设置在外壳1的一侧，以使微波发生器2和高压发生器3冷却。灯泡5包括：辐射单元5a，其中封入辐射材料等并发光；以及支撑单元5b，其与辐射单元5a一体形成并自辐射单元5a延伸，该支撑单元5b被可旋转地支撑在外壳1内部并且其端部与灯泡马达(M1)的转轴连接。

谐振部件20以这种方式构成，其中至少两个具有网格结构的谐振腔沿纵向相互滑动连接，以改变谐振部件20的总高度能够，和基于谐振部件20的高度调整网格密度。

如图4至6所示，应用于无电极照明装置的第一实施例的谐振部件20包括：第一谐振腔21，其与波导管4的出口4a连接；以及第二谐振腔22，其沿纵向与第一谐振腔21的外圆周表面滑动连接。

第一谐振腔21的一端与波导管4的出口4a连接，而与所述一端相对的另一端敞开。在此，由于与第二谐振腔22连接的第一谐振腔21的另一端敞开，因此能够使灯泡5位于比第一谐振腔高的位置。根据谐振部件20的总高度，能够自由改变灯泡5的位置。

在此，优选第一谐振腔21具有圆柱形结构，但根据设计条件其可以具有其他形状，例如多边形。

此外，第二谐振腔22也具有与第一谐振腔21相同的形状，从而使第二谐振腔22能够与第一谐振腔21滑动连接。优选的，第二谐振腔22也具有与第一谐振腔21相同的圆柱形结构。在第二谐振腔22中，与第一谐振腔21连接的一端敞开，而另一端具有网格结构。

在此，第二谐振腔22的内圆周表面的直径大于第一谐振腔21的外圆周表面的直径，从而使第一谐振腔21的外圆周表面可滑动地插入第二谐振腔22中，并与第二谐振腔22连接。此时，优选的，第一谐振腔21的外圆周表面与第二谐振腔22的内圆周表面之间形成的间隔几乎不存在余量，通过所述余量能够使第二谐振腔22沿第一谐振腔21的径向移动。

也就是说，第二谐振腔22与第一谐振腔21滑动连接，因此能够沿第一谐振腔21的纵向移动。因此，能够调整包括第一谐振腔21和第二谐振腔22的谐振部件20的总高度。

在此，第一谐振腔21和第二谐振腔22的网格结构具有相同的网格密度。此时，第一谐振腔和第二谐振腔相互重叠的部分的网格密度低于其他部分。

同时，为了使第二谐振腔22固定在第一谐振腔21上，第一固定部件24安装在与第一谐振腔21的外圆周表面重叠的第二谐振腔22的外圆周表面。

第一固定部件24为环形，其中形成一个开口24a，以环绕第二谐振腔22的外圆周表面，进而通过弹性恢复力挤压第二谐振腔22的外圆周表面。在此，第一固定部件的形状和结构不限于此，并且可以是能够将第二谐振腔固定在第一谐振腔上的任何结构。

图7至9示出应用于本发明的无电极照明装置的谐振部件的第二实施例。如其中所示，第一谐振腔21和第二谐振腔22的网格具有不同的网格密度。因此，当第二谐振腔22的位置相对于第一谐振腔21沿纵向改变时，形成三部分，其中包括第一谐振腔21和第二谐振腔22相互重叠的部分。在此，如图中所示，第一谐振腔21的网格密度可低于第二谐振腔22。替代地，第一谐振腔21的网格密度可大于第二谐振腔22。

在此，在根据第二谐振腔22的位置而形成的具有不同的网格密度的部分中，灯泡5优选位于具有最低网格密度的部分处，其中第二谐振腔22的位置相对于第一谐振腔21改变，由此改善初始照明或者提高初始亮度。

下面，将描述应用于本发明的无电极照明装置的谐振部件的第三实施例。在此，与根据第一和第二实施例的谐振部件相同的结构以相同的附图标记表示。

图10至12示出应用于本发明的无电极照明装置的谐振部件的第三实施例。

如图所示，根据第三实施例的谐振部件50包括：第一谐振腔21，其与波导管4的出口4a连接；第二谐振腔22，其沿纵向与第一谐振腔21的外圆周表面滑动连接；以及第三谐振腔，其沿纵向与第二谐振腔22的外圆周表面滑动连接。

在此，第三谐振腔23的内圆周表面的直径大于第二谐振腔22的外圆周表面，从而使第二谐振腔22的外圆周表面可滑动地插入第三谐振腔23中。在此，优选地，在第二谐振腔22的外圆周表面与第三谐振腔23的内圆周表面之间形成几乎不存在余量的间隔，通过该间隔能够使第三谐振腔23沿第二谐振腔22的径向移动。

第三谐振腔23为圆柱形，并包括开口的一端以使其与第二谐振腔22的外圆周表面滑动连接，以及具有网格结构的另一端(相对端)。

此外，插入第三谐振腔23中并与第三谐振腔23连接的第二谐振腔22的一端敞开，从而以可改变位置的方式将灯泡5安装在第一、第二及第三谐振腔21、22及23中。

同时，为了使第三谐振腔23固定在第二谐振腔22上，第二固定部件26安装在与第二谐振腔22的外圆周表面重叠的第三谐振腔23的外圆周表面。

第二固定部件26为环形，其中形成一个开口，以环绕第三谐振腔23的外圆周表面，进而使第二固定部件26通过弹性恢复力挤压第二谐振腔22的外圆周表面。如同第一固定部件24，其形状和结构不限于此，并且可以是能够将第三谐振腔23固定在第二谐振腔22上的任何结构。

在此，优选的，将挤压第二谐振腔22的外圆周表面的第一固定部件24的厚度设计在第二谐振腔22与第三谐振腔23之间的余量的范围内。

同时，第一、第二及第三谐振腔21、22及23可具有相同的网格密度，或具有不同的网格密度。此外，第一、第二及第三谐振腔21、22及23其中之一可具有与其他二者不同的网格密度。

也就是说，在谐振部件包括第一、第二及第三谐振腔21、22及23的情况下，最多能有五部分具有不同的网格密度，其中包括第一谐振腔21和第二谐振腔22相互重叠的部分以及第二谐振腔22和第三谐振腔23相互重叠的部分。

在此，优选的，在随着第二谐振腔22和第三谐振腔的纵向高度改变而形成的具有不同的网格密度的部分中，灯泡5优选位于具有最低网格密度的部分处，由此改善初始光或者提高发光强度。然而，根据设计，可将灯泡5置于其他部分。

同时，应用根据本发明的谐振部件的无电极照明装置不限于具有上述结构的无电极照明装置，并且能够有效应用于允许横向发光的无电极照明装置。

本发明的无电极照明装置的运行如下。

从微波发生器2产生的微波经波导管4辐射到谐振部件20或50中，在上述谐振部件中上述谐振腔沿纵向相互滑动连接。当辐射材料持续变为等离子体时，微波激发封入灯泡5中的缓冲气体而产生具有特定光谱的光。这束光被反射镜7和介质镜8向前反射。

在此，当周围环境变化时，例如，将灯泡5变为具有不同的颜色或者不同的发光强度，调整多个谐振腔21、22及23的高度，从而与该变化相适应。也就是说，第二谐振腔22和第三谐振腔23(在某些情况下)的位置沿着谐振部件20或50的总长度变大的方向改变。然后，通过利用安装在外圆周表面上的固定部件24和26，将第二谐振腔22或第三谐振腔23固定在所需的位置。因此，谐振部件20或50的总长度变大并且其内部的体积也变化。基于谐振部件20或50的高度，调整网格密度。因此，由于微波被供应至谐振部件20或50，而所述谐振部件20或50具有适当的空间分布和基于高度可调整的网格密度，因此能够在谐振部件20或50的谐振频率和电场下，将微波应用于封入灯泡5中的材料。因此，能够容易地获得最大的光效率，而无需根据所需的条件使用重新分别生产的谐振腔。

综上所述，在本发明的无电极照明装置中，无需根据长度或网格密度分别生产谐振腔，其原因在于：通过设置包括至少两个具有网格结构的谐振腔的谐振部件，其中所述谐振腔沿纵向相互滑动连接，能够改变总高度，并可基于高度调整网格密度，从而能够根据灯泡类型或者应用无电极照明装置的条件改变谐振部件20的总长度，或者基于谐振部件的高度调整网格密度。因此，能够减少生产新的谐振腔花费的时间和成本从而降低单位成本，并在换灯泡时通过减少装配步骤的数量来降低维修成本。

由于在不脱离本发明的精神或者基本特征的条件下，能够以几种形式实施本发明，因此应该理解，除非另外指明，上述实施例不受上文描述的任何细节所限制，而应该在所附权利要求书限定的精神和范围内做广义地解释，因此落入权利要求书的范围或其等效范围内的所有变化和修改均涵盖于所附权利要求书中。

Claims (13)

1.一种无电极照明装置，包括：

波导管，其用于引导由微波发生器产生的微波能量；

谐振部件，其与该波导管的出口连接，用于使该波导管引导的微波能量谐振，该谐振部件包括至少两个具有网格结构的谐振腔，所述谐振腔沿纵向相互滑动连接，以改变该谐振部件的高度，和基于该谐振部件的高度对网格密度进行调整；以及

灯泡，其位于该谐振部件内部，并当封入其中的材料通过微波能量变为等离子体时产生光。

2.如权利要求1所述的装置，其中该谐振部件包括：

第一谐振腔，其与该波导管的出口连接；以及

第二谐振腔，其沿纵向与第一谐振腔的外圆周表面滑动连接。

3.如权利要求2所述的装置，其中该第一谐振腔为圆柱形，并且该第一谐振腔的一个端部与该波导管的出口连接，而另一个端部敞开。

4.如权利要求2所述的装置，其中该第二谐振腔为圆柱形，该第二谐振腔的一个端部敞开，并与该第一谐振腔的外圆周表面可滑动连接，而另一个端部具有网格结构。

5.如权利要求2所述的装置，其中在与该第一谐振腔的外圆周表面重叠的第二谐振腔的外圆周表面安装固定部件，以将该第二谐振腔固定至该第一谐振腔。

6.如权利要求5所述的装置，其中该固定部件为具有一个开口的环形，以环绕该第二谐振腔的外圆周表面，从而通过弹性恢复力挤压该第二谐振腔的外圆周表面。

7.如权利要求2所述的装置，其中该谐振部件还包括：

第三谐振腔，其沿纵向与该第二谐振腔的外圆周表面滑动连接。

8.如权利要求7所述的装置，其中该第三谐振腔为圆柱形，该第三谐振腔的一个端部敞开，并与该第二谐振腔的外圆周表面可滑动连接，而另一个端部具有网格结构。

9.如权利要求8所述的装置，其中在与该第二谐振腔的外圆周表面重叠的第三谐振腔的外圆周表面安装固定部件，以将该第三谐振腔固定在该第二谐振腔上。

10.如权利要求9所述的装置，其中该固定部件具有一个开口，以环绕该第三谐振腔的外圆周表面，从而通过弹性恢复力挤压该第二谐振腔的外圆周表面。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述谐振腔具有相同的网格密度。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述谐振腔具有彼此不同的网格密度。

13.如权利要求1所述的装置，其中该灯泡位于沿该谐振部件的纵向具有最低网格密度的区域。

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