CN103515189A

CN103515189A - 无极灯泡及照明设备

Info

Publication number: CN103515189A
Application number: CN201310496071.0A
Authority: CN
Inventors: 杨宏宇
Original assignee: BEIJING MEIDIAN HUANYU TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Electric Power Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-10-21
Also published as: CN103515189B

Abstract

本发明涉及无线电频率（射频）等离子照明领域，特别涉及无极灯泡及照明设备。该无极灯泡，包括：石英泡壳；石英泡壳内填充有惰性气体、汞及卤化物；石英泡壳呈椭球状，穿过石英泡壳的中轴线的切面呈椭圆形，该椭圆形的长径的长度为短径长度的两倍；石英泡壳上设置有用于与微波谐振装置上的灯泡安装座连接的连接部。照明设备，包括：上述无极灯泡及微波谐振装置；无极灯泡的连接部与微波谐振装置的灯泡安装座连接。本发明提供的无极灯泡及照明设备，使无极灯泡能够用于室内普通照明，克服了相关技术中未有功率在15W～150W之间用于室内普通照明的无极灯的技术问题。

Description

无极灯泡及照明设备

技术领域

本发明涉及无线电频率（射频）等离子照明领域，具体而言，涉及无极灯泡及照明设备。

背景技术

当前用于室内普通照明的气体放电灯多为卤素灯或陶瓷金卤灯。但在室内普通照明中采用卤素灯及陶瓷金卤灯都具有一定的弊端，例如，卤素灯的光效较低，只有约30lm/W，由此使得电能消耗较多；而陶瓷金卤灯由于需要电极注入能量，电极与泡壳需要封接，因此整个泡壳的尺寸无法做到很小，这导致了与陶瓷金卤灯配套的灯具尺寸相对较大。

无极灯是高频等离子体放电无极灯的简称，其为气体放电灯的一种，主要包括无极灯泡及谐振电路，其中无极灯泡包括泡壳及填充于泡壳内的放电气体。无极灯通过谐振电路产生的电磁场以感应的方式耦合到泡壳内，使泡壳内的放电气体雪崩电离，形成等离子体，等离子体受激原子返回基态时辐射出紫外线，泡壳内壁的荧光粉收到紫外线激发产生可见光。无极灯因为灯泡内无灯丝、无电极，使得其使用寿命延长，且无极灯还具有发光效率高、显色指数高等优点。但，当前的无极灯的工作效率普遍为200W～400W，而室内普通照明所需功率多在15W～150W之间。

相关技术中，并未有功率在15W～150W之间用于室内普通照明的无极灯。

发明内容

本发明的目的在于提供高压无极灯泡及照明设备，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了无极灯泡，包括：石英泡壳；

所述石英泡壳内填充有惰性气体、汞及卤化物；

所述石英泡壳呈椭球状，穿过所述石英泡壳的中轴线的切面呈椭圆形，该椭圆形的长径的长度为短径长度的两倍；

所述石英泡壳上设置有用于与微波谐振装置上的灯泡安装座连接的连接部。

在本发明的实施例中还提供了照明设备，包括：上述的无极灯泡及微波谐振装置；

所述无极灯泡的连接部与所述微波谐振装置的灯泡安装座连接。

本发明实施例提供的无极灯泡及照明设备，将石英泡壳内的放电气体设置为惰性气体、汞及卤化物，同时通过对石英泡壳形状、尺寸的设计使无极灯泡的工作功率在15W～150W之间，使无极灯泡能够用于室内普通照明，由此克服了相关技术中未有功率在15W～150W之间用于室内普通照明的无极灯的技术问题。

附图说明

图1示出了本发明实施例中无极灯泡的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中照明设备的一种结构示意图；

图3示出了本发明实施例中照明设备的另一种结构示意图。

附图标记：1-无极灯泡，2-微波谐振装置，11-石英泡壳，12-连接部，21-金属杆，211-灯泡安装座，212-触点，22-外壳，221-环形顶盖，222-环形底盖，2a-微波谐振腔，2b-微波连接器。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例提供一种无极灯泡，如图1至图3所示，主要包括：石英泡壳11；石英泡壳11内填充有惰性气体、汞及卤化物，其中石英泡壳11内填充的惰性气体、汞及卤化物均未画出；石英泡壳11呈椭球状，穿过石英泡壳11的中轴线的切面呈椭圆形，该椭圆形的长径的长度为短径长度的两倍；石英泡壳11上设置有用于与微波谐振装置2上的灯泡安装座211连接的连接部12。

本发明实施例中将无极灯泡1的石英泡壳11内的放电气体设置为惰性气体、汞及卤化物，同时通过对石英泡壳11形状、尺寸的设计使无极灯泡1的工作功率在15W～150W之间，使无极灯泡1能够用于室内普通照明，由此克服了相关技术中未有功率在15W～150W之间用于室内普通照明的无极灯的技术问题。

在设计用于室内普通照明的无极灯泡1的过程中，泡壳的形状、泡壳内填充的物质的种类、含量都会影响制成的无极灯泡1的使用寿命、发光效率及显色指数等参数，为使设计的无极灯泡1的使用寿命、发光效率及显色指数更符合使用需求，本发明实施例中进一步对无极灯泡1的结构进行优化设计。

具体地，石英泡壳11的壁厚为0.5～1.5毫米，例如将石英泡壳11的壁厚设计为0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1.0毫米、1.1毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.4毫米及1.5毫米。

在设计石英泡壳11的尺寸时，可以根据微波谐振装置2上设置的用于设置灯泡安装座211的底座的尺寸进行设计，优选地，石英泡壳11的大小与底座的大小匹配。

进一步地，用于设置灯泡安装座211的底座具有矩形安装面，所述矩形安装面的边长与石英泡壳11的穿过轴线的椭圆形切面的短径相配合。

如图1所示，石英泡壳11上的连接部12由石英泡壳11延伸形成，且连接部12设置于石英泡壳11的一个端部。

进一步地，石英泡壳11内可以填充汞也可以不填充汞。当石英泡壳11内填充有汞时，其作为缓冲气体存在，它在常温下为液态，具有较低的蒸汽压，对无极灯的击穿没有显著影响；而在高温下其为气态，可以满足无极灯在稳定工作时的需要。汞在无极灯的启动阶段参与放电；当灯稳定燃点后，它基本上不参与放电，只是作为减缓电子运动到管壁损失的缓冲物存在。在无汞的条件下，虽然单纯填充较高气压的稀有气体也可使灯泡点亮并工作，但无极灯的效率一般比较低。这是因为耦合微腔导入的电磁场很难被等离子体吸收。但对于一定功率、一定尺寸的灯泡，汞的充量也有最佳值。实验结果表明汞的填充量为每立方毫米0.01～0.03毫克时较为合适。

在无极灯的启动阶段，由于灯泡内温度较低，汞的蒸汽压很低，如果没有稀有气体的帮助，外界电磁场很难在灯泡中激发放电。稀有气体在启动阶段扮演了缓冲气体的角色，可以帮助放电等离子体击穿并进一步吸收能量。一旦放电击穿，随着温度的不断升高，灯内的汞蒸汽压开始不断升高，稀有气体慢慢不再扮演缓冲气体的角色。当灯泡稳定工作后，在灯泡管壁附近稀有气体原子与汞原子发生碰撞，可以减缓汞原子碰撞到灯泡管壁所带来的能量损失，即稀有气体像棉被一样为灯泡内的放电等离子体保温，使其维持在最佳温度。原子量越大的稀有气体，其保温效果也越好。

具体地，石英泡壳11内的惰性气体可以为氩气，氪气，氙气中的一种或多种，优选地，石英泡壳11内的惰性气体包括氙气，和/或，氩气。另外，石英泡壳11内惰性气体的压强为10～40托。

石英泡壳11内填充的卤化物为主要的发光物质，卤化物的种类和数量决定了无极灯泡1的主要性能，具体地，无极灯泡1内填充的卤化物可以为InBr3、InBr、InI3、InI、Na-Tl-In系列金卤丸及Sc-Na系列金卤丸。

优选地，石英泡壳11内的卤化物为Na-Tl-In系列金卤丸。

另外石英泡壳11内的卤化物的填充量为每立方毫米0.0005～0.0015毫克时，有利于提高无极灯泡1的发光效率，尤其石英泡壳11内填充色温为4000K的Na-Tl-In系列金卤丸，填充量为每立方毫米0.0005～0.0015毫克发光效率更佳。

本发明实施例的无极灯泡1工作效率在15W～150W之间，根据无极灯泡1具体工作功率的不同，对石英泡壳11的形状和尺寸进行适应性设计。一般来说，较高功率条件下，石英泡壳11的尺寸要稍大一些；较小功率条件下，石英泡壳11的尺寸要稍小一些。否则，如果大功率条件下使用过小的石英泡壳11，一方面会导致泡壳的管壁负载过高，泡壳有熔化或爆炸的危险；另一方面，泡壳尺寸过小会导致灯泡内部等离子体温度和能量密度过高，等离子体的光吸收增强，灯泡的光输出下降，从而影响无极灯泡1的效率。如果在小功率条件下使用过大的石英泡壳11，泡壳内等离子的温度很难达到最佳值，从而影响灯的发光效率。

本发明实施例还提供一种照明设备，如图2及图3所示，包括：上述的无极灯泡1及微波谐振装置2；无极灯泡1的连接部12与微波谐振装置2的灯泡安装座211连接。

微波谐振装置2包括：微波谐振腔2a及微波连接器2b；微波谐振腔2a上设置有灯泡安装座211；微波连接器2b与微波谐振腔2a连接。

如图3所示，微波谐振腔2a包括：阶梯式的空心金属圆柱外壳22、环形顶盖221和环形底盖222；外壳22内设置有阶梯式金属杆21，金属杆21与外壳22同轴；金属杆21和外壳22之间填充有散热材料；环形顶盖221的开口和环形底盖222的开口分别对应金属杆21的顶部和底部，金属杆21的顶部设置有用于连接无极灯泡1的灯泡安装座211；金属杆21的底部设置有连接微波连接器2b的触点212。

本实施例的微波谐振腔2a通过采用同轴阶梯式的外壳22和金属杆21，能够在不影响照明亮度的前提下，缩小腔体的尺寸，解决了现有谐振器体积较大的问题，提高了设备的应用范围，增加了设备的照明角度，并且容易与灯具配套使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.无极灯泡，其特征在于，包括：石英泡壳；

所述石英泡壳内填充有惰性气体、汞及卤化物；

2.根据权利要求1所述的无极灯泡，其特征在于，所述石英泡壳的壁厚为0.5～1.5毫米。

3.根据权利要求1所述的无极灯泡，其特征在于，所述微波谐振装置上设置有用于设置所述灯泡安装座的底座；

所述石英泡壳的大小与所述底座的大小匹配。

4.根据权利要求1所述的无极灯泡，其特征在于，所述连接部由所述石英泡壳延伸形成，且所述连接部设置于所述石英泡壳的一个端部。

5.根据权利要求1所述的无极灯泡，其特征在于，所述惰性气体包括氙气，和/或，氩气。

6.根据权利要求5所述的无极灯泡，其特征在于，所述石英泡壳内填充的所述惰性气体的压强为10～40托。

7.根据权利要求1所述的无极灯泡，其特征在于，所述汞的填充量为每立方毫米0.01～0.03毫克；

和/或，

所述卤化物的填充量为每立方毫米0.0005～0.0015毫克；

和/或，

所述卤化物为Na-Tl-In系列金卤丸。

8.照明设备，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的无极灯泡及微波谐振装置；

9.根据权利要求8所述的照明设备，其特征在于，所述微波谐振装置包括：微波谐振腔及微波连接器；

所述微波谐振腔上设置有所述灯泡安装座；

所述微波连接器与所述微波谐振腔连接。

10.根据权利要求9所述的照明设备，其特征在于，所述微波谐振腔包括：阶梯式的空心金属圆柱外壳、环形顶盖和环形底盖；

所述外壳内设置有阶梯式金属杆，所述金属杆与所述外壳同轴；

所述金属杆和所述外壳之间填充有散热材料；

所述环形顶盖的开口和所述环形底盖的开口分别对应所述金属杆的顶部和底部，所述金属杆的顶部设置有用于连接所述无极灯泡的灯泡安装座；所述金属杆的底部设置有连接所述微波连接器的触点。