CN1236474C - 微波能照明设备的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波能照明设备的冷却系统，其用在一种微波能照明设备中，该照明设备包括一用于产生微波能的磁控管，一用于通过微波能发光的灯泡，一个用于连接磁控管和灯泡、并将磁控管内产生的微波能传输到灯泡的波导管，以及一个安放有磁控管和波导管、并与灯泡相结合的壳体，该冷却系统包括：一安装在磁控管外部、并具有一冷却剂流路的换热器；一安装在壳体外部、并将在流经换热器的流路时被加热的冷却剂的热量发散出去的散热单元；以及一个流动发生装置，其安装在散热单元的出口与换热器的入口之间，以使冷却剂在换热器和散热单元之间循环。

Description

微波能照明设备的冷却系统

                        技术领域

本发明涉及一种微波能照明设备的冷却系统。

                        背景技术

利用微波能的照明设备通过向一个无电极等离子体灯施加微波能来发出可见光或紫外线，这种照明设备比白炽灯和荧光灯具有更长的使用寿命和更高的发光效率。

图1中的纵向剖面视图表示了现有技术中的一种微波能照明设备。

如图1所示，该传统微波能照明设备包括一个安装在壳体中并产生微波能的磁控管2；一个高压发生器3，用来对民用交流电进行升压，并向磁控管2供电；一个连接到磁控管2出口上、并传输磁控管2所产生的微波能的波导管4；一个灯泡5，它利用呈等离子态的发光材料通过接收经波导管4传输来的微波能而发光；一个包覆灯泡5前侧部分的谐振腔6，以隔挡微波能，并能让灯泡5发出的光线透射过去；一个反光镜7，其容纳谐振腔6，并笔直地会聚反射灯泡5发出的光线；一安装在谐振腔6中灯泡5后侧的电介质反光镜8，以透过微波能，并反射光；以及一冷却风扇组件9，其安装在壳体1的侧面上，并对磁控管2和高压发生器3进行冷却。

灯泡5由一发光单元5a和一轴向单元5b构成，发光单元5a由石英和陶瓷制成，并具有封闭在其中的发光材料，以在受到微波能的激励时发光，轴向单元5b用熔接的方法与发光单元5a结合在一起，并向壳体1的内部延伸。

另外，灯泡5通过随一灯泡马达10的转动而冷却在发光单元5a所产生的大量的热。

同时，在现有的微波能照明设备中，磁控管2在获得供电之后就发出微波能，该磁控管2内产生的微波能在经过波导管4和谐振腔6之后，激励灯泡5中的发光单元5a，发光单元5a发出光亮。发光单元5a发出的光线被反光镜7所反射，这样，就实现了照明的功能。

但是，在现有微波能照明设备的工作过程中，在图1中所示的磁控管2、波导管4和高压发生器3等处产生的大量热，磁控管等通过利用冷却风扇组件9从外界抽吸空气到壳体1中来进行冷却。

但是，由于这种照明设备既可在室内、又可在室外使用，所以在采用冷却风扇来冷却微波能照明设备的发热单元的风冷型装置中，诸如昆虫、灰尘等、或雨水的杂质会进入到照明设备中，相应地，照明设备就可能损坏，或者使用寿命被缩短。

尤其是，如果为了提高亮度而加大了照明设备的功率量值，则就必须更有效地释放照明设备中产生的热。

                        发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种微波能照明设备，其能更有效地释放照明设备内部产生的热量到外界，且通过安装一个换热器而具有可防止外界杂质进入的密封的冷却结构，该换热器具有通向内部发热单元外部的冷却剂流路。

为了实现上述目的，在一种微波能照明设备中设置了一套冷却系统，该设备包括一用于产生微波能的磁控管，一用于通过微波能而发光的灯泡，一个用于连接磁控管和灯泡、并将磁控管中产生的微波能传输到灯泡的波导管，以及一个安放磁控管和波导管、并与灯泡相结合的壳体，该微波能照明设备的冷却系统包括：一安装在磁控管外部、并具有一冷却剂流路的换热器；一安装在壳体外部、并将流经换热器的冷却剂流路时被加热的冷却剂的热发散出去的散热单元；以及一个流动发生装置，其安装在散热单元的出口与换热器的入口之间，以使冷却剂在换热器和散热单元之间循环。

在一种微波能照明设备中设置了一冷却系统，该照明设备包括一用于产生微波能的磁控管，一用于通过微波能而发光的灯泡，一个用于连接磁控管和灯泡、并将磁控管内产生的微波能传输到灯泡的波导管，以及一个其内安放有磁控管和波导管、并与灯泡相结合的壳体，该微波能照明设备的冷却系统包括：一安装在照明设备的内部发热单元外部、并具有一冷却剂流路的换热器；一安装在壳体外部、并将流经换热器的冷却剂流路时被加热的冷却剂的热量发散出去的散热单元；以及一个流动发生装置，其安装在散热单元的出口与换热器的入口之间，以使冷却剂在换热器和散热单元之间循环。

                         附图说明

附图中示出了本发明的几个实施例，并同文字描述一道来对本发明的原理进行解释，这些附图被用于更好地理解本发明，并被结合到说明书中，作为其中的一部分。

在附图中：

图1中的纵向视图表示了现有技术中的一种微波能照明设备；

图2中的示意图表示了根据本发明的微波能照明设备的一种冷却系统；

图3是一个表示本发明微波能照明设备中的内部发热单元的示意图；

图4中的示意图表示了根据本发明的微波能照明设备中的换热器；

图5a、5b和5c表示了在本发明微波能照明设备的冷却系统中，安装到磁控管上的线圈状换热器的实施例；

图6a、6b和6c表示了在本发明微波能照明设备的冷却系统中，安装到磁控管上的盒形换热器的实施例；

图7是图6a的剖视图；

图8表示了在本发明微波能照明设备的冷却系统中，用于对波导管进行冷却的换热器的一个实施例；

图9是本发明微波能照明设备中的冷却系统的透视图；以及

图10中的剖面图表示了本发明微波能照明设备的冷却系统中的冷却剂储罐的一个实施例。

                         具体实施方式

在下文中，将参照附图对根据本发明的一种微波能照明设备的冷却系统进行详细介绍。

图2是一个示意图，其表示了根据本发明的微波能照明设备中的冷却系统，图3也是一个示意图，其表示了根据本发明的微波能照明设备的内部发热单元。

如图2所示，在具有灯泡50和位于壳体51中的内部发热单元30的一个微波能照明设备中，根据本发明的微波能照明设备的一冷却系统包括一个换热器60，其安装到内部发热单元30的外部，并具有一条冷却剂流路；一散热单元40，其安装到壳体51的外部，并将流经换热器60的冷却剂流路时被加热的冷却剂的热量发散出去；以及一流动发生装置10，其安装在散热单元40的出口和换热器60的进口之间，从而使冷却剂在换热器60和散热单元40之间循环。

如图3所示，该微波能照明设备包括一个产生微波的磁控管31、一个连接磁控管31和灯泡50、并将磁控管31产生的微波能传输到灯泡50的波导管33；以及一个壳体51，其装盛着磁控管31和波导管33，并与灯泡50结合在一起。

另外，假如需要的话，该照明设备还可包括一个高压发生器32和一个电容器34。

具体来讲，如图3所示，该照明设备包括诸如磁控管31、波导管33、向磁控管31供电的高压发生器32、以及电容器34等的内部发热单元30。由于它们在照明设备工作的过程中产生大量的热，所以它们在工作过程中的温度不低于100℃，其中，磁控管31的发热量第一，高压发生器32第二，电容器34第三。

相应地，在照明设备的工作过程中，为了确保内部组成器件的稳定性和使用寿命，必须要将这些内部发热单元30产生的热量散发出去，换句话说，必须要对内部发热单元30进行冷却。

图4的示意图表示了根据本发明的微波能照明设备中的一个换热器。

如图4所示，换热器60包括一个用于容纳内部发热单元30的安放单元60c、多条冷却剂流路60d，其中，在冷却剂流路60d的一端制出了一个用于使冷却剂流入的入口孔60a，而在冷却剂流路60d的另一端则制出了一用于排出冷却剂的出口孔60b。换热器60可根据内部发热单元30的形状而制成多种样式。

图5a、5b和5c表示了在根据本发明的微波能照明设备的冷却系统中，安装在磁控管上的线圈状换热器的实施例。图6a、6b和图6c表示了在根据本发明的微波能照明设备的冷却系统中，安装在磁控管上的一个盒形换热器的实施例。图7是图6a的剖面图。

如图5a、5b、5c所示，用于对磁控管31进行冷却的换热器61被设计成管状，并如同线圈那样缠绕在磁控管31的外部。

另外，如图6a、6b、6c和图7所示，用于对磁控管31进行冷却的换热器62为盒形，其安装到磁控管31上。

图8表示了根据本发明的微波能照明设备的冷却系统的用于对波导管进行冷却的换热器。

如图8所示，该用于对波导管33进行冷却的换热器63被设计成：具有一个用于冷却剂流入的进口孔63a、一个用于排出冷却剂的出口孔63b、以及多条线圈状的管路63d，其中的管路安装在波导管33的外部，以作为冷却剂流路而连接入口孔63a和出口孔63b。优选的是将波导管33的冷却换热器62与波导管33制成一体，并在波导管33的外壁上形成冷却剂流路。

类似于对磁控管或波导管进行冷却的换热器，在用于对高压发生器32或电容器34进行冷却的换热器60中，也制出了一个用于容纳高压发生器或电容器的线圈状管路安放部分，且也可采用具有内部冷却剂流路的盒形换热器。

此外，如图2所示，为了能在微波能照明设备的壳体51内部更有效地进行热交换，优选的是在壳体51中设置一个用来产生空气流动的风扇52。

图9中的透视图表示了根据本发明的微波能照明设备的冷却系统。

如图9所示，散热单元40被设计来具有一散热器41，该散热器41具有一个与换热器60的出口孔60b相连接的入口孔、一个连接到换热器60入口孔60a的出口孔40b、以及一个冷却风扇42。

另外，如图2所示，泵等可以用作流动发生装置10。该流动发生装置10安装在散热单元40的出口孔40b与换热器60的入口孔60a之间，以使冷却剂可在换热器60和散热单元40之间循环。尤其是，为了调节冷却剂的循环流量，还在散热单元40的出口孔40b和流动发生装置10之间安装了一个冷却剂储罐20。

图10中的剖面图表示了本发明微波能照明设备的冷却系统中的冷却剂储罐的一个实施例。

如图10所示，在该冷却剂储罐20中，在下端部处制出了一个用于来自散热器41的冷却剂的流入的入口孔11，以通过均匀地混和冷却剂来降低总体温度，并在上方位置处安装了一个截流单元11a。并且，通过在从冷却剂储罐10排出冷却剂的出口孔12的端部安装一个重物13，即使冷却剂储罐10的安装位置发生了变化，冷却剂也能流入。

与此同时，在微波能照明设备的壳体51上，还制出了一个用来穿过连接管的孔洞(图中未示出)，该连接管连接壳体51内的换热器60和散热单元40。其中，连接管和壳体的外表面被密封起来，密闭壳体51。

另外，为了将照明设备构造得紧凑一些，安装在照明设备壳体51外部的散热单元40、冷却剂储罐20以及流动发生装置10可以作为模块而装到一个壳体70中。

该冷却系统可采用多种冷却剂，但考虑到制造成本、冷却效果以及工作温度后，优选的是用水作为冷却剂。

另一方面，下文将详细描述本发明微波能照明设备的冷却系统的工作过程。

首先，在根据本发明的微波能照明设备的冷却系统中，磁控管31通电后会产生微波能，磁控管31中产生的微波能通过波导管33激励灯泡50的发光单元(图中未示出)，相应地，发光单元发出亮光。随着照明设备的工作，诸如磁控管31、高压发生器32、波导管33以及电容器34等的内部发热单元30产生大量的热。

与此同时，当微波能照明设备开始工作时，安装在照明设备上的冷却系统同时开始工作。

更详细来讲，流动发生装置10使得冷却剂在换热器60中形成的冷却剂流路和散热单元40中发生循环流动，其中的换热器60安装到内部发热单元30上。

当循环流动的冷却剂流过换热器60中形成的冷却剂流路时，吸收内部发热单元30产生的热量，而在流过散热单元40时，将在换热器60处吸收的热量发散出去。

相应地，即使在密闭状态下，也可以把照明设备的内部发热单元30中产生的热稳定地发散到外界，因而照明设备可有效地进行工作，而不会由于高热而出现内部单元的损坏。

如上所述，由于根据本发明的微波能照明设备具有密封的结构以及冷却系统，所以能防止杂质进入到壳体中，因而可用在室外，且由于内部组成部件不会因为外部杂质和高热而损坏而延长了工作寿命。

此外，通过提高冷却效率，还可以增大照明设备的功率容量、减小其尺寸。

上文在不超越本发明设计思想或实质特征的条件下以几种形式对本发明进行了实施，还应当说明的是，除非特别指明，上述实施例并不限于前叙的任何细节，而是在所附权利要求书限定的发明思想和保护范围之内，可非常宽泛地进行设计，因而，在权利要求书或其等效形式的限界和边界之内的所有改动和变型都应该包含在权利要求书中。

Claims (16)

1.一种微波能照明设备的冷却系统，其在一种微波能照明设备中，该照明设备包括一用于产生微波能的磁控管，一用于通过微波能发光的灯泡，一个用于连接磁控管和灯泡、并将磁控管内产生的微波能传输到灯泡的波导管，以及一个安放磁控管和波导管、并与灯泡相结合的壳体，该冷却系统的特征在于其包括：

一安装在照明设备的内部发热单元的外部、并具有一冷却剂流路的换热器；

一安装在壳体外部、并将在流经换热器的冷却剂流路时被加热的冷却剂的热量发散出去的散热单元；以及

一个流动发生装置，其安装在散热单元的出口与换热器的入口之间，以使冷却剂在换热器和散热单元之间循环流动。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述内部发热单元是磁控管。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，在散热单元和流动发生装置之间安装了一个注满冷却剂的冷却剂储罐。

4.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，该冷却剂是水。

5.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，换热器与磁控管的外部形成为一体。

6.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，在波导管的外部额外安装一个换热器。

7.根据权利要求2所述的冷却系统，还包括：

一个用于提供高压电以使磁控管产生微波能的高压发生器；以及

一个安装在高压发生器外部的换热器。

8.根据权利要求2所述的冷却系统，还包括：

一个电容器；以及

一个安装在电容器外部的换热器。

9.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，换热器是一环绕在磁控管外部的线圈状管。

10.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，换热器包括：

一个基体单元；

一个形成在基体单元中央部分以安放磁控管的安放部分；

一个形成在基体单元侧部的冷却剂入口孔，用于冷却剂的流入；

一个形成在基体单元另一侧的冷却剂出口孔，用于冷却剂的排出；以及

一个形成在基体单元内的冷却剂流路，以连接冷却剂入口孔与冷却剂出口孔。

11.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，使用微波能量的所述照明装置还包括用于提供高压电从而使磁控管产生微波能的高压发生器；以及所述内部发热单元是磁控管、波导管以及高压发生器。

12.根据权利要求11所述的冷却系统，其中，内部发热单元中还包括一个电容器。

13.根据权利要求11所述的冷却系统，其中，安装在内部发热单元上的多个换热器是串联连接的。

14.根据权利要求11所述的冷却系统，其中，换热器包括：

一基体单元，其具有一个用于安放内部发热单元的安放部分和多条冷却剂流路；

一形成在多条冷却剂流路端部的冷却剂入口孔，用于冷却剂的流入；以及

一形成在多条冷却剂流路另一端的冷却剂出口孔，用于冷却剂的排出。

15.根据权利要求11所述的冷却系统，其中，该照明设备的壳体是密封的，以防止外界杂质的进入。

16.根据权利要求11所述的冷却系统，还包括：

一个设置在壳体中的风扇，用于产生空气流动。

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