CN1945791A - 无电极硫灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无电极硫灯，其包括：电源，用以提供电力；透明灯泡，其内部具有空间，硫包含在该空间中；以及线圈，其连接至该电源，该线圈缠绕在该透明灯泡的外表面周围，并且通过结合磁场而引发放电。将磁控管排除在硫灯之外增加了系统效能并且节省了用于磁控管的成本。此外，因为线圈没有缠绕在主放电球周围，所以能够防止线圈遮挡从主放电球发出的光。

Description

无电极硫灯
本申请依35 U.S.C.§119要求2005年10月5日提交的韩国专利申请No.2005-0093592的优先权，在此通过参考援引其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种无电极硫灯，更具体地涉及一种不使用磁控管的无电极硫灯。
背景技术
存在各种照明源：利用热辐射的白炽灯，放电管利用荧光物质的荧光灯，利用高压气体或蒸气内放电的高强度放电(HID)灯，以及利用无电极放电的等离子体照明系统(PLS)灯。
各种灯都有其各自的优缺点。白炽灯在色彩再现性方面卓越并且是小型化的，但是发光效率低并且使用寿命短。白炽灯的接通照明电路(switching-on-light circuit)简单而且价格低。与白炽灯相比，荧光灯发光效率高并且使用寿命长，但尺寸较大。荧光灯需要辅助的接通照明电路。HID灯的光效率高并且使用寿命长，但是在关闭照明与接通照明之间需要较长时间。此外，与荧光灯类似，HID灯需要辅助的接通照明电路。与其它灯相比，PLS灯使用寿命更长并且发光效率更高，但是价格高，而功耗低。另外，PLS灯需要辅助的接通照明电路。
PLS灯是最新的一种灯。属于PLS灯的无电极硫灯是高效全光谱无电极照明系统，它的光是通过已被微波辐射激发的硫等离子体产生的。无电极硫灯由高尔夫球大小的石英灯泡构成，该石英灯泡在细玻璃杆的端部包含几毫克硫粉和氩气。灯泡封闭在微波谐振丝网罩中。磁控管以2.45GHz的微波轰击灯泡。微波能量将气体激发至五个大气压强，这些大气压强反过来又将硫加热至形成能够照明较大面积的明亮白热等离子体的极限程度。在接通照明的初始阶段，在作为缓冲气体的氩中发生放电。随着温度增加，在硫蒸气中发生放电，从而发出色彩再现性卓越的白光。
无电极硫灯的第一个原型是5.9kW的装置，其系统效能为每瓦80流明。最初的产品型号为1.4kW且输出为135,000流明。较晚的型号能够取消冷却扇，并且将效率提高至100流明/瓦以上。
传统无电极硫灯的问题在于，与石英灯泡相比，磁控管的使用寿命较短。石英灯泡的设计寿命目前约为60,000小时。但是，磁控管的设计寿命目前仅约为15,000至20,000小时。这样就需要在石英灯泡的使用寿命终止之前，用新的磁控管频繁更换使用寿命终止的磁控管。产生微波的磁控管的开发相对缓慢，这导致降低了能量转移率(energy transfer rate)。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种发光效率高的无电极硫灯，其不利用能量转移率低的、使用寿命短的磁控管。
根据本发明的一个方案，提供一种无电极硫灯，包括：电源，用以提供电力；透明灯泡，其内部具有空间，硫包含在该空间中；以及线圈，其连接至该电源，该线圈缠绕在该透明灯泡的外表面周围，并且通过结合磁场而引发放电。
根据本发明的另一方案，还提供一种无电极硫灯，包括：电源，用以提供电力；透明灯泡，其包括：内部包含硫的主放电球；及至少一个或多个辅放电杆，形成在该主放电球的外表面上，从而连接至该主放电球并对其开口；以及线圈，其缠绕在所述辅放电杆周围并连接至该电源，从而当通电时通过结合磁场而引发放电。
根据本发明的再一方案，还提供一种无电极硫灯，包括：电源，用以提供电力；透明灯泡，其包括：内部包含硫的主放电球；及与该主放电球分离形成的辅放电杆，初始接通照明所必需的辅放电物质包含在该辅放电杆内部；以及线圈，其缠绕在该辅放电杆周围并连接至该电源，从而当通电时通过结合磁场而引发放电。
通过以下结合附图对于本发明的详细说明，本发明的前述以及其它目的、特征、方案和优点将更为显而易见。
附图说明
附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，用以提供对于本发明的进一步理解，附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用以解释本发明的原理。
在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的无电极硫灯的横截面图；
图2是根据本发明第二实施例的无电极硫灯的横截面图；
图3是根据本发明第三实施例的无电极硫灯的横截面图；以及
图4是根据本发明第四实施例的无电极硫灯的横截面图。
具体实施方式
以下详细说明本发明的优选实施例，其实例示出于附图中。
图1是根据本发明第一实施例的无电极硫灯的横截面图。图2是根据本发明第二实施例的无电极硫灯的横截面图。图3是根据本发明第三实施例的无电极硫灯的横截面图。图4是根据本发明第四实施例的无电极硫灯的横截面图。
如图1至图4所示，根据本发明的无电极硫灯包括：透明灯泡10，其内部具有空间；以及线圈20，其设置于该灯泡的外表面。在透明灯泡10的空间中包含有主放电物质(例如硫13)和辅放电物质。当施加电功率时，线圈20感生出磁场。
透明灯泡10包括：由石英制成的主放电球11，其具有特定厚度和直径，以耐受空间“S1”中产生的热量；以及辅放电杆12A和12B，它们对称地设置为从外表面凸出，并且线圈20缠绕在它们周围。
透明灯泡10在其内部具有空间“S1”。空间“S1”包含：主放电物质，例如硫；以及辅放电物质，例如氩、氖、氙或氪，用于初始接通照明，并且电解电压和亚稳态电压(metastable voltage)低。
辅放电杆12A和12B为圆筒形。辅放电杆的内部空间“S2”与主放电球的内部空间“S1”相连。各辅放电杆的一端对主放电球的空间“S1”开口。另一端闭合。主放电球11以及辅放电杆12A和12B可以形成为一体。另外，主放电球11以及辅放电杆12A和12B可以分离地形成，而辅放电杆12A和12B可以随后附接至主放电球11。
如图1所示，线圈可以缠绕在一个辅放电杆12A周围，然后连续缠绕在另一辅放电杆12B周围，并且线圈的两端连接至电源。或者，如图2所示，线圈可以独立地缠绕在各辅放电杆12A和12B周围。各线圈的两端分别连接至各自的电源“V1”和“V2”。
以下说明根据本发明的无电极硫灯的操作。
当施加电功率时，在辅放电杆12A和12B周围产生交变磁场。该交变磁场使辅放电杆12A和12B的空间“S2”中所含的辅放电物质变为等离子体态，从而产生能量。所产生的能量转移至主放电球11的空间“S1”中所含的硫13。因此，硫13的相态从固态变为液态再变为气态，最后变为等离子体态，从而发出可见光。
如图1和图2所示，因为线圈没有缠绕在主放电球周围，所以能够防止线圈遮挡从主放电球11发出的光。因此，实现了硫灯的使用寿命的延长以及高效率的发光，而这在有电极的硫灯中是难以实现的。电极与硫的化学反应大大缩短了有电极的硫灯的使用寿命。
以下说明本发明的第二实施例。
透明灯泡10包括主放电球110以及辅放电杆121和122，它们是分离地形成的，如图3和图4所示。主放电物质例如硫包含在空间“S1”中。辅放电物质例如氩或氖可以与主放电物质一起包含在空间“S1”中。在辅放电杆121和122的空间中则仅包含辅放电物质。
与在第一实施例中相同，线圈可以缠绕在一个辅放电杆121周围，然后连续缠绕在另一辅放电杆122周围，并且线圈的两端连接至电源；或者，线圈可以独立地缠绕在各辅放电杆121和122周围，各线圈的两端分别连接至各自的电源“V1”和“V2”。
在主放电物质包含在主放电球110中并且辅放电物质包含在辅放电杆121和122中的情况下，主放电球110的负载减小，从而相对增强了磁场的结合。这使得稳定放电得以提升。
对主放电球添加辅放电杆并将线圈缠绕在辅放电杆周围使硫能够变为等离子体态并且发光，而不必利用能量转移率低的磁控管。将磁控管排除在硫灯之外增加了系统效能并且节省了用于磁控管的成本。此外，因为线圈不是缠绕在主放电球11周围，所以能够防止线圈遮挡从主放电球11发出的光。
由于本发明可以用多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或本质特征，所以应当理解：除非另有规定，上述实施例不限于前述说明的任何细节，而应在所附权利要求书限定的精神和范围内广泛地解释；因此，落入权利要求书或其等效界限内的全部变化和改型都应涵盖于所附权利要求书中。

Claims (9)

1、一种无电极硫灯，包括：
电源，用以提供电力；
透明灯泡，其内部具有空间，硫包含在该空间中；以及
线圈，其连接至该电源，该线圈缠绕在该透明灯泡的外表面周围，并且通过结合磁场而引发放电。
2、一种无电极硫灯，包括：
电源，用以提供电力；
透明灯泡，其包括：内部包含硫的主放电球；及至少一个或多个辅放电杆，形成在该主放电球的外表面上，从而连接至该主放电球并对其开口；以及
线圈，其缠绕在所述辅放电杆周围并连接至该电源，从而当通电时通过结合磁场而引发放电。
3、一种无电极硫灯，包括：
电源，用以提供电力；
透明灯泡，其包括：内部包含硫的主放电球；及与该主放电球分离形成的辅放电杆，初始接通照明所必需的辅放电物质包含在该辅放电杆内部；以及
线圈，其缠绕在该辅放电杆周围并连接至该电源，从而当通电时通过结合磁场而引发放电。
4、如权利要求1至3中任一项所述的无电极硫灯，其中，初始接通照明所必需的辅放电物质与硫一起包含在该透明灯泡内部。
5、如权利要求4所述的无电极硫灯，其中，选自包括氩、氖、氙和氪的组的至少一种或多种辅放电物质包含在该透明灯泡内部。
6、如权利要求1至3中任一项所述的无电极硫灯，其中，该线圈连续缠绕在所述辅放电杆周围。
7、如权利要求6所述的无电极硫灯，其中，该线圈在所述辅放电杆周围缠绕的匝数大于该线圈在该主放电球周围缠绕的匝数。
8、如权利要求1至3中任一项所述的无电极硫灯，其中，多个线圈缠绕在所述辅放电杆周围，并且各线圈彼此是独立的。
9、如权利要求8所述的无电极硫灯，其中，所述线圈独立地缠绕在各所述辅放电杆周围。
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