CN1591770A - 无电极照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无电极照明系统，包括：一个谐振腔，安装在传导磁控管产生的微波能量的波导管出口处，形成一当微波在其内谐振时允许光通过其中的空腔；一个位于谐振腔内并且密封了发光物质的灯泡，该发光物质借助微波能量可以发光；以及一个或多个微波汇聚单元，其安装在谐振腔的内圆周表面并且汇聚从波导管出口输出到灯泡的微波能量。通过将微波汇聚到位于谐振腔内部的无电极等离子体灯泡，可以提高发光初期的稳定性和发光效率。

Description

无电极照明系统
技术领域
本发明涉及一种无电极照明系统，更具体地讲，涉及一种能够通过将微波集聚到一个位于谐振腔内的无电极等离子体灯泡从而提高照明效率的无电极照明系统。
背景技术
通常，一种利用微波的照明系统是一种通过将微波能量施加到无电极等离子体灯泡中而发射可视光线或紫外线的装置，该系统的灯的使用寿命可以与通常的白炽电灯或荧光灯相匹敌并具有极佳的照明效果。
图1是已有技术中采用微波能量的照明系统的垂直剖面图。
如图1所示，传统的采用微波能量的照明系统包括：一个外壳1，形成一个预定的内部空间；一个磁控管2，安装在外壳1的内部并产生微波；一个高压发生器3，其将普通AC电源升至高压并提供给磁控管2；一个波导管4，用来导引从磁控管2中产生的微波；一个安装在波导管4出口处的谐振腔6，它与波导管4相通，在光通过其中时防止微波泄漏；以及一个灯泡5，设置在谐振腔6内并且当其内密封的物质被通过波导管4传导的微波能变成等离子体时发光。
使用微波的照明系统还包括一个形成在外壳1前侧和谐振腔6的相邻区域的反射镜7，用来将灯泡5产生的光向前汇聚地反射。
一个绝缘反射镜(dielectric mirror)8安装在波导管4的出口4a处使通过波导管传导的微波从中通过，并且灯泡发出的光被向前反射，在绝缘反射镜8的中心有一个孔8a用来使灯泡5的轴部9穿过其中。
一个用来冷却磁控管2和高压发生器3的冷却扇组件10被安装在外壳1的后侧。
附图标记10a表示风扇的外壳，10b表示一个吹风机，M1表示一个灯泡马达，M2表示一个风扇马达。
使用微波的传统的照明系统是如下那样操作的。
当一个驱动信号被输入到高压发生器3时，高压发生器3提升AC电源并将所提升的高压提供给磁控管2。之后，经高压振荡，磁控管2产生甚高频微波。如此产生的微波被导引通过波导管4并且经一形成于波导管4的出口4a内侧的狭槽部4b发射到谐振腔6，使密封在灯泡5内的物质放电，从而产生具有特殊光谱的光，并且随着光被反射镜7和绝缘反射镜8向前反射，被照射的空间变得明亮。
然而，传统的无电极照明系统具有如下问题。
也就是说，由于经过波导管传入谐振腔的微波没有围绕灯泡汇聚而是发散的，所以不能形成强电场。这使得灯泡在发光初期不稳定，灯泡的辐射效率降低。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种无电极照明系统，能够通过将微波汇聚到谐振腔内的一无电极等离子体灯泡上从而提高辐射效率。
为实现这些和其它方面的优点，并依照本发明的目的，正如这里所具体体现和广泛说明的那样，所提供的无电极照明系统包括：一个谐振腔，该谐振腔被安装在传导磁控管产生的微波能量的波导管的出口处，并且形成一当微波在其内谐振时可使光亮通过其中的空腔；一个位于谐振腔内并且内部填充了发光物质的灯泡，该发光物质利用微波能量可以发光；以及一个或多个微波汇聚单元，该微波汇聚单元安装在谐振腔的内圆周表面并且汇聚从波导管出口发射到灯泡的微波能量。
本发明上述及其它目的、特征、方面、和优点将通过以下结合附图进行详细描述变得更加清楚。
附图说明
所包含的附图对本发明提供了进一步的理解，并被包含在说明书中组成了说明书的一部分，附图展示了发明的实施例，并和说明书一起来解释发明原理。
图1是显示现有技术中的无电极照明系统内部结构的剖面图；
图2是显示现有技术中无电极照明系统的谐振腔内部的局部剖面图；
图3是显示本发明的无电极照明系统内部结构剖面图；
图4是显示本发明的无电极照明系统的谐振腔内部的局部剖面图；
图5是沿图4中的线IV-IV剖面得到的安装在谐振腔内的微波汇聚单元的一个具体实施方式的平面图；
图6是显示沿图4中的线IV-IV剖面得到的安装在谐振腔内的微波汇聚单元的另一个具体实施方式的平面图。
具体实施方式
下面将参照优选实施例详细说明本发明，附图展示了其中的示例。
根据本发明的无电极照明系统可以有几个具体实施方式，以下将描述其中最优选的一个。
本发明的覆盖范围并不限于下述特定的实施方式，在权利要求书叙述的范围内是可以修正的。
图3是本发明的无电极照明系统内部结构剖面图，图4是显示本发明的无电极照明系统的谐振腔内部的局部剖面图，图5是沿图4中的线IV-IV剖面得到的安装在谐振腔内的微波汇聚单元的一个具体实施方式的平面图，图6是显示沿图4中的线IV-IV剖面得到的安装在谐振腔内的微波汇聚单元的另一个具体实施方式的平面图。
如图3至图5所示，本发明的无电极照明系统包括：一个形成一个预定的内部空间的外壳11；一个安装在外壳1的内部并产生微波的磁控管20；一个用来将普通的AC电源升至一个高压并将其提供给磁控管20的高压发生器30；一个用来导引从磁控管20产生的微波的波导管40；一个谐振腔60，该谐振腔安装在波导管40的出口40a处，防止微波泄漏并使光从中通过，并且使微波在其中谐振；一个灯泡50，该灯泡位于谐振腔60内，并密封用于利用通过波导管40的出口传递的微波能量发光的发光物质；一个反射镜70，该反射镜位于外壳11的前侧和谐振腔60附近的区域，用来向前汇聚地反射灯泡50发出的光；以及一个绝缘反射镜80，该绝缘反射镜位于波导管40的出口40a处，使由波导管导引的微波通过并将灯泡50发出的光向前反射。
在波导管40的出口40a内侧形成一个长方形孔40b，以使微波可以传递到谐振腔60中。
一个用来冷却磁控管20和高压发生器30的冷却扇组件100被安装在外壳11的后侧。
附图标记100a表示风扇的外壳，100b表示一个吹风机，M1表示一个灯泡马达，M2表示一个风扇马达。
至少一个或多个微波汇聚单元90被安装在谐振腔60的内圆周表面，用来汇聚从波导管40的长方形孔40b传送到灯泡的微波能量。
优选的是，微波汇聚单元90被制作成销子形状，使得其一端可与谐振腔60的内圆周表面耦合，另一端面向灯泡50。
该微波汇聚单元90被制作成在其从谐振腔60的内圆周表面向灯泡50靠近时稍向上倾斜，并且安装在谐振腔60的内圆周表面，在灯泡50的直径范围内接近灯泡50，使得它可以最大效率地汇聚通过波导管引入谐振腔60的微波。
另外，为了更快更有效地传送微波，最好至少一个微波汇聚单元90在波导管40上的长方形孔40b的中央处形成。
如果安装两个或更多的微波汇聚单元90，最好是按照规则的间隔与其间的灯泡对称地将它们安装在谐振腔内圆周表面上的的圆周方向上，在这种情况下，微波汇聚单元90中靠近灯泡并彼此对称面对的两端间隔大于微波的1/4波长。
下面将介绍具有上述结构的无电极照明系统的操作。
当一个驱动信号被输入到高压发生器30时，高压发生器30提升AC电源并将所提升的高压提供给磁控管20。之后，磁控管20经高压振荡，产生一甚高频微波。如此产生的微波被导引通过波导管40并且经一形成于波导管40的出口40a内侧的长方形孔40b发射到谐振腔60。
这样地发射出的微波在谐振腔60内均匀传播并且同时沿着销状微波汇聚单元90围绕灯泡50汇聚，由于如此汇聚微波，一个强电场就很快的分布在灯泡50周围，使密封在灯泡50中的发光物质放电(discharged)并且同时被强电场激发，产生等离子体。因此，由于在等离子体从灯泡50产生的过程中发射的光被反射到绝缘反射镜80和反射镜70，因此光向前照射。如上所述，本发明的无电极照明系统具有这样的优点是因为微波被谐振腔内的销状微波汇聚单元汇聚在灯泡的周围，因此一个强电场迅速的分布在灯泡的周围，使灯泡发光，所以该无电极照明系统在发光初期的稳定性被提高，发光效率得以改善。
因为本发明在不偏离它的精神或者实质性特征的条件下可能以几种形式实施，当然上述实施例不受任何前述细节的限制，除非另外说明，相反地在所附权利要求书中所定义的精神和范围内应该被广泛的解释，因此，所附权利要求书意在涵盖落在权利要求书的界限和范围内或者这些界限和范围的等同范围内的所有的变化和改进。

Claims (7)

1.一种无电极照明系统，包括：
一谐振腔，所述的谐振腔被安装在导引从一磁控管产生的微波能量的波导管的出口处，并且形成一当使微波在其中谐振时允许光从其中通过的空腔；
一灯泡，所述的灯泡位于谐振腔内并且密封了借助于微波能发光的发光物质；和
一个或多个微波汇聚单元，所述的微波汇聚单元被安装在谐振腔的内圆周表面并且汇聚从波导管出口输出到灯泡的微波能量。
2.如权利要求1所述的系统，其中微波汇聚单元是销状的。
3.如权利要求1所述的系统，其中微波汇聚单元被制作得在其从谐振腔的内圆周表面向灯泡靠近时向上倾斜。
4.如权利要求1所述的系统，其中微波汇聚单元被制作得在灯泡直径范围内靠近灯泡。
5.如权利要求1所述的系统，其中被安装在谐振腔的内圆周表面的至少一个微波汇聚单元位于在波导管上形成的一长方形孔的中央。
6.如权利要求1所述的系统，其中微波汇聚单元按照规则的间隔与其间的灯泡对称地被安装在谐振腔内圆周表面上的圆周方向上。
7.如权利要求6所述的系统，其中微波汇聚单元中靠近灯泡并彼此对称面对的两端部之间的间隔大于微波的1/4波长。
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