ES2353658T3 - PLASMA BULB WITH MEANS TO GENERATE AN ULTRASONIC RESONANT WAVE IN YOUR AMPOLLA. - Google Patents

PLASMA BULB WITH MEANS TO GENERATE AN ULTRASONIC RESONANT WAVE IN YOUR AMPOLLA. Download PDF

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ES2353658T3
ES2353658T3 ES07405189T ES07405189T ES2353658T3 ES 2353658 T3 ES2353658 T3 ES 2353658T3 ES 07405189 T ES07405189 T ES 07405189T ES 07405189 T ES07405189 T ES 07405189T ES 2353658 T3 ES2353658 T3 ES 2353658T3
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Andreas Meyer
Gilles Courret
Mirko Croci
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Solaronix SA
Lumartix SA
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Solaronix SA
Lumartix SA
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/12Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature

Abstract

The lamp (40) has a quartz bulb (11) with an element of column of sulfur in the periodic classification table of chemical elements. A magnetron (14) generates and maintains a plasma in the bulb, and a stroboscopic source generates an ultrasonic resonant wave in the bulb. The bulb is enclosed in a Faraday cage that is formed of a metallic reflector closed by an electrical conductor. A window of the conductor is made of a transparent material sheet covered with a thin layer of electrically conducting material such as doped ceramics e.g. indium-tin-oxide (ITO) or fluorine-doped tin oxide (FTO).

Description

Bombilla de plasma con medios para generar en su ampolla una onda resonante ultrasónica.Plasma bulb with means to generate in your blister an ultrasonic resonant wave.

Campo técnicoTechnical field

La presente invención se refiere a una bombilla de plasma que comprende una ampolla de cuarzo que contiene al menos un elemento de la columna del azufre de la tabla de clasificación periódica de los elementos químicos y medios dispuestos para generar y mantener un plasma en esta ampolla mediante el envío de ondas electromagnéticas de hiperfrecuencia en dicha ampolla.The present invention relates to a bulb plasma comprising a quartz ampoule containing at least an element of the sulfur column in the leaderboard periodic of the chemical elements and means arranged to generate and maintain a plasma in this vial by sending electromagnetic waves of hyperfrequency in said blister.

Técnica anteriorPrior art

Entre las bombillas con una buena reproducción cromática, las bombillas de descarga, fluorescentes, halógenas o incluso de halogenuros metálicos, tienen todas una eficacia lumínica muy superior a la de las bombillas de incandescencia. Este es el motivo por el que han acaparado una gran parte del mercado aunque contienen sustancias tóxicas, concretamente mercurio en la mayoría de los casos. El riesgo de residuo tóxico a gran escala resultado de esto se reconoce como una amenaza medioambiental de primera importancia. En la Comunidad Europea, los aparatos que contienen mercurio son objeto de una reglamentación estricta orientada a limitarlos, incluso a prohibirlos, efectiva desde el 1 de julio de 2006 (Directiva CE 2002/95 del Parlamento Europeo y del Consejo del 27 de enero de 2003, Decisión de la Comisión del 18 de agosto de 2005, Decisión de la Comisión del 13 de octubre de 2005). En lo que se refiere a los sistemas de iluminación, su retirada progresiva del mercado se realiza a condición de que surja una tecnología de sustitución exenta de productos tóxicos. Esta disposición legal genera, por tanto, un mercado potencial de tamaño considerable.Between the bulbs with a good reproduction chromatic, discharge bulbs, fluorescent, halogen or even of metal halides, they all have a light efficiency far superior to that of incandescent bulbs. This is the reason why they have monopolized a large part of the market although contain toxic substances, specifically mercury in most of the cases. The risk of toxic waste on a large scale result of this is recognized as a first environmental threat importance. In the European Community, the devices containing mercury are subject to strict regulations aimed at limit them, even to ban them, effective from July 1, 2006 (EC Directive 2002/95 of the European Parliament and of the Council of January 27, 2003, Commission Decision of August 18, 2005, Commission Decision of October 13, 2005). In what refers to lighting systems, their progressive withdrawal from  market is carried out on condition that a technology of exempt replacement of toxic products. This legal provision generates, therefore, a potential market of considerable size.

Una nueva tecnología de iluminación, exenta de contaminantes, basada en la emisión lumínica de vapores diatómicos de ciertos elementos de la columna denominada VIA de la tabla de Mendeleïev, es decir de la tabla periódica de los elementos químicos, está desarrollándose en diversos países tales como Alemania, Corea del Sur, Japón, los Países Bajos, Rusia, Suiza y los EE.UU. La relajación de las moléculas recompuestas tras la disociación produce una radiación lumínica importante. A una presión de varios bares, el espectro de la emisión se extiende de manera continua de 370 a 900 terahercios y su máximo se encuentra en el campo visible. La energía se aporta por inducción electromagnética, generalmente con un magnetrón que irradia aproximadamente a 2,45 gigahercios, con el fin de evitar el contacto con los electrodos y así prolongar la vida útil de la ampolla. Obteniéndose así la disociación molecular por calentamiento, se constata además la emisión de una radiación de Planck en el infrarrojo. La sustancia activa, que se condensa en frío, se coloca en una ampolla llena de un gas neutro. Con la resonancia, se forma una descarga eléctrica, lo que permite evaporar la sustancia activa. Entonces, se forma el plasma molecular luminiscente. Cuanto mayor es su temperatura, mayor es su eficacia lumínica. La resistencia a la temperatura de la ampolla determina por tanto la eficacia del sistema. Por ello la ampolla es de cuarzo fundido. La primera bombilla comercializada, denominada SOLAR-1000 (patente US 5.404.076), está dotada además de un dispositivo que mantiene su ampolla en rotación a aproximadamente 2500 t/min. La sustancia activa empleada es azufre o selenio. La eficacia lumínica de esta bombilla supera 110 Lm/W a plena potencia (1400 W). Pero, si la rotación de la ampolla se detiene, su eficacia lumínica disminuye netamente. En ausencia de ventilación, la potencia inyectada debe además reducirse a la mitad en el caso del azufre, si no la ampolla se funde. La observación indica que la facultad que tiene el plasma de absorber las microondas aumenta con la temperatura, en todo caso hasta un cierto límite. Esta retroacción positiva conlleva un riesgo de avalancha térmica. Puede formarse una bolsa de sobrecalentamiento que al entrar en contacto con la ampolla provoca su rotura. La rotación de la ampolla permite evitar esto agitando el plasma a alta temperatura por convección térmica, siendo la aceleración centrípeta desarrollada, en efecto, ampliamente superior a la gravitación en la mayor parte de la ampolla, para la bombilla SOLAR-1000.A new lighting technology, exempt from pollutants, based on the light emission of diatomic vapors of certain elements of the column called VIA of the table of Mendeleïev, that is to say from the periodic table of the elements chemical, is developing in various countries such as Germany, South Korea, Japan, the Netherlands, Russia, Switzerland and The USA. The relaxation of the recomposed molecules after the dissociation produces an important light radiation. To one pressure of several bars, the emission spectrum extends from Continuously from 370 to 900 terahertz and its maximum is in The visible field Energy is provided by induction electromagnetic, usually with a magnetron that radiates at approximately 2.45 gigahertz, in order to avoid contact with the electrodes and thus prolong the life of the blister. Thus obtaining molecular dissociation by heating, the emission of a radiation of Planck in the infrared. The active substance, which condenses on cold, it is placed in a blister filled with a neutral gas. With the resonance, an electric shock is formed, which allows to evaporate the active substance Then, molecular plasma is formed luminescent. The higher its temperature, the greater its effectiveness light. The temperature resistance of the vial determines Therefore the effectiveness of the system. Therefore the blister is quartz molten. The first commercialized bulb, called SOLAR-1000 (US Patent 5,404,076), is equipped in addition to a device that keeps its blister in rotation at approximately 2500 t / min. The active substance used is sulfur or selenium. The light efficiency of this bulb exceeds 110 Lm / W at full power (1400 W). But, if the rotation of the blister is stops, its light efficiency decreases clearly. In absence of ventilation, the injected power must also be reduced by half in the case of sulfur, if not the blister melts. The observation indicates that the plasma's ability to absorb microwave increases with temperature, in any case up to a certain limit. This positive feedback carries an avalanche risk thermal An overheating bag may be formed that at coming into contact with the blister causes its breakage. Rotation of the ampoule allows to avoid this by stirring the plasma at high temperature by thermal convection, the centripetal acceleration being developed, in fact, far superior to gravitation in most of the blister, for the bulb SOLAR-1000.

No obstante, esta solución es demasiado limitante puesto que la parte mecánica disminuye la relación entre vida útil y sobrecoste. Numerosas publicaciones describen invenciones con objeto de paliar este defecto. Sin embargo, todos los lanzamientos comerciales a gran escala han fracasado hasta ahora. Estos avances tecnológicos todavía no son suficientes puesto que, o bien el dispositivo comprende aún un movimiento, por ejemplo, para forzar el paso del aire alrededor de la ampolla, o bien la ampolla contiene aditivos contaminantes (patentes US 6.157.141, DE 101.27.961 A1), o bien la ampolla es estática y el campo eléctrico giratorio (patentes US 5.227.698, US 6.476.557 B2, US 6.476.557 B1, US 6.873.119 B2, US 5.36T226) aunque este campo polarizado se obtiene a cuenta de un aumento de la complejidad de la estructura de la cavidad resonante y la imposibilidad de colocar la ampolla en el exterior de dicha cavidad a través de un acoplamiento electromagnético. Además, en las bombillas de descarga conocidas, se prevén medios para evitar los fenómenos de resonancia que tienden a limitar de manera perjudicial la vida útil de estas bombillas.However, this solution is too much limiting since the mechanical part decreases the relationship between shelf life and extra cost. Numerous publications describe inventions in order to alleviate this defect. However all large-scale commercial launches have failed until now. These technological advances are still not enough since that either the device still comprises a movement, for example, to force the passage of air around the blister, or the vial contains contaminant additives (US 6,157,141, DE 101.27.961 A1), or the blister is static and the electric field swivel (US 5,227,698, US 6,476,557 B2, US 6,476,557 B1, US 6,873,119 B2, US 5.36T226) although this polarized field is obtains on account of an increase in the complexity of the structure of the resonant cavity and the impossibility of placing the blister in the exterior of said cavity through a coupling electromagnetic. In addition, in known discharge bulbs, means are provided to avoid the resonance phenomena that tend  to detrimentally limit the lifespan of these light bulbs.

Se conoce, por la publicación internacional WO 01/82332, un dispositivo de alumbrado de filamento para una bombilla sin electrodos. La presente invención, aunque basada en el mismo tipo de bombilla sin electrodos que la descrita en esta publicación, difiere porque esta bombilla no utiliza una onda ultrasónica resonante para influir sobre las características del plasma, lo que permite por tanto evitar la rotación de la ampolla.It is known, by the international publication WO 01/82332, a filament lighting device for a bulb without electrodes. The present invention, although based on the same type of bulb without electrodes as described in this publication, differs because this bulb does not use a wave resonant ultrasonic to influence the characteristics of the plasma, which therefore prevents rotation of the blister.

Una bombilla sin electrodos también se describe en la publicación europea EP 0 897 190. No obstante, esta bombilla, aunque con una composición del medio activo de la misma naturaleza o de naturaleza diferente que la de la presente invención, presenta la particularidad de que su ampolla se enfría mediante un chorro de aire y que el plasma también se estabiliza a través de su geometría. En la bombilla de esta invención la ampolla, que es de forma esférica o de forma oblonga con un estrechamiento en la parte central, recurre a una resonancia acústica para el mantenimiento de la estabilidad de la descarga eléctrica, estando acoplada la alimentación de energía mediante una fuente de alta frecuencia modulada.A bulb without electrodes is also described in the European publication EP 0 897 190. However, this bulb, although with a composition of the active medium of the same nature or of a different nature than that of the present invention, presents the peculiarity that its blister is cooled by a jet of air and that the plasma also stabilizes through its geometry. In the bulb of this invention the ampoule, which is shaped spherical or oblong in shape with a narrowing in the part central, it uses an acoustic resonance to maintain the stability of the electric shock, with the power supply through a high frequency source modulated

La patente US 4 170 746 describe una bombilla de electrodos con campos de funcionamiento fuera de las bandas de resonancia acústica del plasma de vapores de mercurio y halogenuros metálicos. La presente invención difiere de la bombilla objeto de esta patente porque es sin electrodos y porque funciona en el campo de la resonancia acústica, campo en el que esta otra bombilla es inestable. Esta inestabilidad puede conducir a la destrucción de la ampolla, si ésta está diseñada según las características enunciadas en esta patente.US 4 170 746 describes a light bulb electrodes with operating fields outside the bands of Acoustic resonance of mercury and halide vapor vapors metallic The present invention differs from the bulb object of This patent because it is without electrodes and because it works in the field of acoustic resonance, field in which this other bulb is unstable. This instability can lead to the destruction of the blister, if it is designed according to the characteristics stated in this patent.

La patente US 5 136 170 recurre a una bombilla o fuente UV excitada por electrodos situados en el exterior de la ampolla y que utilizan el principio de la descarga silenciosa. Se aplica una tensión alternativa que puede tener una frecuencia elevada para permitir la transmisión de energía a través de las capas dieléctricas. La presente invención no recurre a este tipo de descarga silenciosa, el modo de acoplamiento es diferente por el uso de una cavidad de microondas y, además, en esta patente, no menciona el uso de una resonancia acústica que, es, por su parte, favorable a la estabilización del plasma de la descarga eléctrica.US 5 136 170 uses a light bulb or UV source excited by electrodes located outside the blister and they use the principle of silent discharge. Be apply an alternative voltage that can have a frequency elevated to allow the transmission of energy through the dielectric layers. The present invention does not resort to this type of silent download, the coupling mode is different because of the use of a microwave cavity and, in addition, in this patent, no mentions the use of an acoustic resonance which, in turn, is favorable to discharge plasma stabilization electric

La invención objeto de la publicación internacional WO 02/101790 se refiere a una bombilla dotada de electrodos que reciben una tensión alternativa con una frecuencia inferior o igual a 50 Mhz y que recurre a una antena con acoplamiento capacitivo situada próxima a la zona de descarga. Esta antena permite estabilizar la descarga lumínica, pero son obligatorios materiales con una resistencia a las altas temperaturas, puesto que la descarga está en contacto con dicha antena dieléctrica. La bombilla de la presente invención recurre a una antena de acoplamiento alejada, puesto que no hay dispositivo en la proximidad de la zona de descarga lo que favorece por tanto la estabilidad del arco eléctrico. Esta antena puede estar distante de la ampolla y, por tanto, no hay problemas de resistencia al calor. Por otro lado, en esta publicación, se utiliza una fuente de alta frecuencia situada en los megahercios para excitar la descarga y no se ilustra la resonancia acústica descrita por la presente solicitud.The invention object of the publication International WO 02/101790 refers to a bulb equipped with electrodes that receive an alternative voltage with a frequency less than or equal to 50 MHz and that uses an antenna with capacitive coupling located near the discharge zone. This antenna allows to stabilize the light discharge, but they are mandatory materials with high resistance temperatures, since the discharge is in contact with said dielectric antenna The bulb of the present invention uses a remote docking antenna, since there is no device in the vicinity of the discharge zone which favors therefore The stability of the electric arc. This antenna may be distant of the blister and, therefore, there are no problems of resistance to hot. On the other hand, in this publication, a source of high frequency located in megahertz to excite the discharge and the acoustic resonance described herein is not illustrated request.

Exposición de la invenciónExhibition of the invention

La presente invención tiene por objeto paliar los inconvenientes de los sistemas conocidos. Más precisamente, se refiere a una bombilla sin electrodos que permite evitar recurrir a un movimiento mecánico sin, no obstante, necesitar aditivos, ni colocar la ampolla en el interior de una cavidad resonante.The present invention aims to alleviate the drawbacks of known systems. More precisely, it refers to a bulb without electrodes that allows to avoid resorting to a mechanical movement without, however, needing additives, nor place the blister inside a resonant cavity.

Para ello, la bombilla de plasma según la invención, tal como se define en el preámbulo, está caracterizada porque comprende además medios dispuestos para generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla de dicha bombilla a partir de una vibración ultrasónica generada en el plasma, según la reivindicación 1.To do this, the plasma bulb according to the invention, as defined in the preamble, is characterized because it also includes means arranged to generate a wave ultrasonic resonant in the bulb of said bulb from an ultrasonic vibration generated in the plasma, according to the claim 1.

De manera ventajosa, dichos medios dispuestos para generar ondas electromagnéticas y mantener el plasma comprenden un magnetrón.Advantageously, said arranged means to generate electromagnetic waves and keep the plasma comprise  a magnetron.

Preferiblemente, el magnetrón se alimenta por una alimentación de alta tensión continua conectada al sector eléctrico.Preferably, the magnetron is fed by a continuous high voltage supply connected to the sector electric.

En una primera forma preferida de realización de la bombilla según la invención, los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla de dicha bombilla pueden comprender un circuito eléctrico pasivo resonante empalmado entre el magnetrón y la alimentación de alta tensión continua de dicho magnetrón, teniendo dicho circuito pasivo resonante al menos una frecuencia de resonancia comprendida entre 15 kilohercios y 200 megahercios.In a first preferred embodiment of the bulb according to the invention, the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate a resonant wave ultrasonic in the bulb of said bulb may comprise a passive resonant electrical circuit spliced between the magnetron and the continuous high voltage supply of said magnetron, said passive resonant circuit having at least a frequency of resonance between 15 kilohertz and 200 megahertz.

Según una variante de esta forma de realización, los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla de dicha bombilla pueden comprender un modulador activo dispuesto para inyectar una oscilación eléctrica, cuya potencia espectral ocupa al menos una banda entre 15 kilohercios y 200 megahercios, entre el magnetrón y la alimentación de alta tensión continua de dicho magnetrón.According to a variant of this embodiment, the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the blister of said bulb may comprise an active modulator arranged to inject an electric oscillation, whose spectral power occupies the minus a band between 15 kilohertz and 200 megahertz, between magnetron and the continuous high voltage supply of said magnetron

Dicho modulador puede alimentarse mediante la alimentación de alta tensión continua del magnetrón por medio de un puente divisor de resistencias, o alimentarse directamente mediante el sector eléctrico.Said modulator can be fed by the continuous high voltage supply of the magnetron by means of a resistance divider bridge, or feed directly by The electrical sector.

Preferiblemente, dicho modulador se acopla a la alta tensión entre el magnetrón y la alimentación de alta tensión continua de dicho magnetrón por medio de un transformador de alto aislamiento. También puede acoplarse por medio de una derivación capacitiva de alto aislamiento.Preferably, said modulator is coupled to the high voltage between the magnetron and the high voltage supply continuous of said magnetron by means of a high transformer isolation. It can also be coupled through a branch capacitive high insulation.

Según otra variante de realización, los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla de dicha bombilla pueden comprender un conmutador optoacoplado dispuesto para introducir una oscilación eléctrica, cuya potencia espectral ocupa al menos una banda entre 15 kilohercios y 200 megahercios, entre el magnetrón y la alimentación de alta tensión continua de dicho magnetrón.According to another embodiment variant, the means ready to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the blister of said bulb can comprise an optocoupled switch arranged to introduce an electric oscillation, whose spectral power occupies at least one band between 15 kilohertz and 200 megahertz, between the magnetron and the continuous high voltage supply of said magnetron.

Preferiblemente, el conmutador optoacoplado está colocado en serie en una derivación resonante empalmada entre el magnetrón y la alimentación de alta tensión continua de dicho magnetrón.Preferably, the optocoupled switch is placed in series in a resonant shunt spliced between the magnetron and the continuous high voltage supply of said magnetron

Según aún otra variante de realización, los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla de dicha bombilla comprenden un elevador de frecuencia dispuesto para producir una onda de radiofrecuencia, conectada al sector eléctrico, y dispuesta entre dicho sector eléctrico y un transformador de radiofrecuencia elevador de tensión que alimenta dicho magnetrón.According to yet another embodiment variant, the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the blister of said bulb comprise a frequency elevator arranged to produce a radio frequency wave, connected to the electrical sector, and arranged between said electrical sector and a transformer of radio frequency booster that feeds said magnetron

Según otra forma de realización preferida de la bombilla de plasma, los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla de dicha bombilla comprenden una fuente estroboscópica cuya frecuencia de batimiento se encuentra entre 15 kilohercios y 200 megahercios.According to another preferred embodiment of the plasma bulb, the means arranged to generate a ultrasonic vibration in the plasma and generate a resonant wave Ultrasonic in the bulb of said bulb comprise a source strobe whose whipping frequency is between 15 kilohertz and 200 megahertz.

Dicha fuente estroboscópica está dotada ventajosamente de una óptica de colimación reflectiva o refractiva para focalizar su flujo en el interior de dicha ampolla, estando dicha óptica de colimación reflectiva o refractiva preferiblemente integrada en el reflector de la bombilla.Said strobe source is equipped advantageously a reflective or refractive collimation optic to focus its flow inside said blister, being said reflective or refractive collimation optics preferably integrated into the reflector of the bulb.

En una forma de realización de la bombilla de plasma según la invención, dicha ampolla está encerrada en una jaula de Faraday, estando formada dicha jaula de Faraday por un reflector cerrado mediante un conductor eléctrico, y el conductor eléctrico comprende al menos una ventana constituida por una hoja de material transparente recubierta por una capa delgada de material eléctricamente conductor.In an embodiment of the bulb plasma according to the invention, said ampoule is enclosed in a Faraday cage, said Faraday cage being formed by a reflector closed by an electric conductor, and the conductor electric comprises at least one window consisting of a sheet of transparent material covered by a thin layer of material electrically conductive

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La presente invención se comprenderá mejor en referencia a la descripción de diversos modos de realización y a los dibujos adjuntos en los que:The present invention will be better understood in reference to the description of various embodiments and to the attached drawings in which:

la figura 1 representa una vista esquemática de un primer modo de realización de la bombilla de plasma según la invención,Figure 1 represents a schematic view of a first embodiment of the plasma bulb according to the invention,

la figura 2 representa una vista esquemática de una primera variante del primer modo de realización tal como se representa mediante la figura 1,Figure 2 represents a schematic view of a first variant of the first embodiment as it is represented by figure 1,

la figura 3 representa una vista esquemática de una segunda variante del primer modo de realización tal como se representa mediante la figura 1,Figure 3 represents a schematic view of a second variant of the first embodiment as it is represented by figure 1,

la figura 4 representa una vista esquemática de una tercera variante del primer modo de realización tal como se representa mediante la figura 1,Figure 4 represents a schematic view of a third variant of the first embodiment as it is represented by figure 1,

la figura 5 representa una vista esquemática de una cuarta variante del primer modo de realización tal como se representa mediante la figura 1,Figure 5 represents a schematic view of a fourth variant of the first embodiment as it is represented by figure 1,

la figura 6 representa una vista esquemática de una quinta variante del primer modo de realización tal como se representa mediante la figura 1,Figure 6 represents a schematic view of a fifth variant of the first embodiment as it is represented by figure 1,

la figura 7 representa una vista esquemática de una sexta variante del primer modo de realización tal como se representa mediante la figura 1,Figure 7 represents a schematic view of a sixth variant of the first embodiment as it is represented by figure 1,

la figura 8 representa, en perspectiva seccionada, un segundo modo de realización de la bombilla de plasma según la invención,Figure 8 represents, in perspective sectioned, a second embodiment of the plasma bulb according to the invention,

las figuras 9, 10 y 11 representan respectivamente en sección y en proyección la ampolla de una bombilla de plasma yFigures 9, 10 and 11 represent respectively in section and in projection the blister of a plasma bulb and

la figura 12 representa en un gráfico de las mediciones de la potencia espectral de la radiación de una bombilla de microondas de plasma de azufre, dividida entre la potencia absorbida por el magnetrón, para la bombilla según el modo de realización de la figura 3, y en el caso en que el plasma no está modulado.Figure 12 represents in a graph of the measurements of the spectral power of a bulb's radiation Sulfur plasma microwave, divided by power absorbed by the magnetron, for the bulb according to the mode of embodiment of figure 3, and in the case where the plasma is not modulated.

Modo(s) de realizar la invenciónWay (s) of carrying out the invention

En referencia a la figura 1, la bombilla 10 de plasma, según un primer modo de realización de la invención, comprende una ampolla 11 y una alimentación 12 de alta tensión continua (A.T.C), conectada al sector 13 eléctrico, y que suministra una tensión que es bastante elevada para alimentar un magnetrón 14. Éste está acoplado a un resonador 15 de hiperfrecuencia. La ampolla 11 de la bombilla 10 comprende una varilla 16 de cuarzo, para sujetarla, que está montada en un sistema de acoplamiento en el exterior del resonador 15 de hiperfrecuencia. El acoplamiento del magnetrón 14 al resonador 15 se realiza mediante un iris o una antena 17. La bombilla 10 comprende un reflector 18, concretamente un reflector metálico, que rodea la ampolla 11 y que está cerrado por un conductor 19 eléctrico que deja pasar la luz en forma al menos de una ventana constituida por una hoja de material transparente recubierta por una capa delgada de material eléctricamente conductor tal como una cerámica dopada, por ejemplo ITO o FTO. Esta disposición forma una jaula de Faraday y tiene como función evitar la fuga de la radiación de microondas.Referring to figure 1, the bulb 10 of plasma, according to a first embodiment of the invention, comprises a blister 11 and a high voltage supply 12 continuous (A.T.C), connected to electrical sector 13, and that it supplies a voltage that is high enough to power a magnetron 14. This is coupled to a resonator 15 of hyperfrequency The bulb 11 of the bulb 10 comprises a quartz rod 16, to hold it, which is mounted on a coupling system outside the resonator 15 of hyperfrequency Coupling of magnetron 14 to resonator 15 It is done using an iris or an antenna 17. The bulb 10 it comprises a reflector 18, specifically a metallic reflector, which surrounding the blister 11 and which is closed by a conductor 19 electric that lets light in at least one window consisting of a sheet of transparent material covered by a thin layer of electrically conductive material such as a doped ceramics, for example ITO or FTO. This provision forms a Faraday cage and its function is to prevent the leakage of the microwave radiation

Un circuito 20 pasivo resonante de radiofrecuencia, de tipo LC por ejemplo, se inserta entre la alimentación 12 y el magnetrón 14. Así, cuando el circuito 20 pasivo resonante de radiofrecuencia se excita por la inestabilidad del magnetrón 14, añade a la alta tensión continua (A.T.C) una onda eléctrica, cuya potencia espectral se encuentra mayoritariamente entre 15 kilohercios y 200 megahercios, para formar una alta tensión modulada (A.T.M). Estando el ánodo 14a del magnetrón 14 conectado a tierra, la modulación debe empalmarse en el cátodo 14b del magnetrón 14, en la rama de alta tensión del circuito. Esta disposición obliga a aislar fuertemente el modulador, lo que hace ventajoso el empleo de un circuito pasivo en cuanto a la construcción. En contrapartida, esta solución no permite controlar la modulación. El cátodo 14b del magnetrón 14 se acopla a un circuito 21 de calentamiento que se alimenta por el sector 13 eléctrico a través de un primer filtro 22 antiparásitos. Un segundo filtro 23 antiparásitos se monta, por otro lado, entre el sector 13 eléctrico y la alimentación 12 de alta tensión. Una autoinductancia 24 de estabilización de la corriente se monta entre la alimentación 12 de alta tensión y el circuito 20 pasivo resonante.A resonant passive circuit 20 of Radio frequency, of type LC for example, is inserted between the power 12 and magnetron 14. So, when circuit 20 Passive radio frequency resonant is excited by instability of magnetron 14, adds a wave to the continuous high voltage (A.T.C) electric, whose spectral power is mostly between 15 kilohertz and 200 megahertz, to form a high voltage modulated (A.T.M). The anode 14a of the magnetron 14 being connected to ground, the modulation must be spliced at cathode 14b of the magnetron 14, on the high voltage branch of the circuit. This arrangement forces to strongly isolate the modulator, which makes advantageous the use of a passive circuit in terms of building. In return, this solution does not allow control modulation The cathode 14b of the magnetron 14 is coupled to a heating circuit 21 that is fed by sector 13 electric through a first filter 22 antiparasitic. One second 23 anti-parasite filter is mounted, on the other hand, between sector 13 Electric and 12 high voltage power. A self-inductance 24 current stabilization is mounted between the power 12 high voltage and resonant passive circuit 20.

En referencia a la figura 2, la bombilla 30 de plasma representada, que es una variante de realización de la ilustrada mediante la bombilla 10 de plasma de la figura 1, comprende un cierto número de componentes que son idénticos a los de la bombilla 10 de plasma y que llevan los mismos números de referencia. Un modulador 31 activo de radiofrecuencia se inserta entre la alimentación 12 y el magnetrón 14 con objeto de añadir a la alta tensión continua (A.T.C) una componente ondulante y formar así la alta tensión modulada (A.T.M). La mayor parte de la energía de la onda producida por el modulador 31 de radiofrecuencia se sitúa en una o varias bandas situadas entre 15 kilohercios y 200 megahercios, determinadas por un oscilador 32, del tipo Hartley por ejemplo. El modulador 31 se alimenta con baja tensión continua. Esta alimentación se toma sobre la alta tensión mediante un puente 34 divisor, realizado con dos resistencias, respectivamente R1 y R2. Un regulador 33 de tensión se inserta además entre el puente 34 divisor y el modulador 31.Referring to figure 2, the bulb 30 of represented plasma, which is a variant embodiment of the illustrated by the plasma bulb 10 of Figure 1, it comprises a certain number of components that are identical to those of the plasma bulb 10 and carrying the same numbers of reference. An active radiofrequency modulator 31 is inserted between feed 12 and magnetron 14 in order to add to the high voltage continues (A.T.C) an undulating component and form thus the high modulated voltage (A.T.M). Most of the energy of the wave produced by the radiofrequency modulator 31 is situated in one or several bands located between 15 kilohertz and 200 megahertz, determined by an oscillator 32, of the Hartley type by example. The modulator 31 is fed with low continuous voltage. This power is taken over high voltage by a bridge 34 divider, made with two resistors, respectively R1 and R2. A voltage regulator 33 is further inserted between bridge 34 divider and modulator 31.

La bombilla 40 de plasma, ilustrada mediante la figura 3, es una variante de realización de las bombillas 10 y 30 ilustradas mediante las figuras 1 y 2, y comprende un cierto número de componentes que son idénticos a los de estas bombillas y que llevan los mismos números de referencia. En esta realización, la ampolla 11 se dispone en el interior de la cavidad del resonador 15 de hiperfrecuencia acoplado al magnetrón 14. En esta variante, el modulador 31 de radiofrecuencia no se pone al potencial de la alta tensión continua (A.T.C), se alimenta mediante el sector 13 eléctrico. El modulador 31 se acopla a la alta tensión continua (A.T.C) mediante un transformador 41 ó 42 de alto aislamiento colocado o bien directamente en la línea de alimentación del magnetrón 14, o bien en una derivación 43 capacitiva. En esta alternativa, una resistencia 44 de seguridad de valor elevado puede añadirse en paralelo a la derivación. Esté el transformador en una u otra de las posiciones 41 ó 42, puede ser provechoso añadirle un condensador de conexión en paralelo, respectivamente 45 ó 46.The plasma bulb 40, illustrated by the Figure 3, is a variant embodiment of the bulbs 10 and 30 illustrated by figures 1 and 2, and comprises a certain number of components that are identical to those of these bulbs and that They carry the same reference numbers. In this embodiment, the ampoule 11 is disposed inside the resonator cavity 15 of hyperfrequency coupled to magnetron 14. In this variant, the radiofrequency modulator 31 is not put to the potential of high DC voltage (A.T.C), is fed by sector 13 electric. The modulator 31 is coupled to the high continuous voltage (A.T.C) by means of a 41 or 42 high isolation transformer placed either directly on the power line of the magnetron 14, or in a capacitive shunt 43. In this alternatively, a high value security resistor 44 may be added in parallel to the derivation. Be the transformer in a u another of positions 41 or 42, it may be helpful to add a parallel connection capacitor, respectively 45 or 46.

La bombilla 50 de plasma, representada mediante la figura 4, que es una variante de realización de la ilustrada mediante la figura 3, comprende un cierto número de componentes que son idénticos a los de esta bombilla y que llevan los mismos números de referencia. En esta variante, el modulador 31 se acopla a la alta tensión continua (A.T.C) mediante una autoinductancia 51 de acoplamiento de baja tensión empalmada en serie en la parte de baja tensión de un condensador 52 que forma una derivación capacitiva. Entre la autoinductancia 51 de acoplamiento de baja tensión y el condensador 52 se inyecta la corriente alterna de radiofrecuencia que alimenta el modulador 31. Para que ésta pase por la línea de alta tensión, el producto de la resistencia dinámica del magnetrón 14 por la capacidad del condensador 52 debe ser superior a la inversa de la frecuencia de modulación.The plasma bulb 50, represented by Figure 4, which is a variant embodiment of the illustrated by means of figure 3, it comprises a certain number of components that they are identical to those of this bulb and they carry the same reference numbers In this variant, modulator 31 is coupled to continuous high voltage (A.T.C) by means of a self-inductance 51 of serial spliced low voltage coupling on the low part voltage of a capacitor 52 that forms a capacitive branch. Between the low voltage coupling self-inductance 51 and the capacitor 52 is injected radio frequency alternating current that feeds modulator 31. So that it passes through the line of high voltage, the product of the magnetron's dynamic resistance 14 due to capacitor capacity 52 must be greater than inverse of the modulation frequency.

Las figuras 5 y 6 representan respectivamente dos variantes de bombillas 60 y 70 de plasma correspondientes a la primera forma de realización de la invención. No obstante ciertos componentes siguen siendo idénticos a los componentes de las variantes descritas anteriormente y llevan por consiguiente los mismos números de referencia. En estas realizaciones, se suprime el modulador 31, pero la alta tensión continua (A.T.C.) se interrumpe por un conmutador 61 optoacoplado controlado por un oscilador 32. Éste produce una onda eléctrica cuya energía se sitúa en gran parte entre 15 kilohercios y 200 megahercios.Figures 5 and 6 represent respectively two variants of 60 and 70 plasma bulbs corresponding to the first embodiment of the invention. Notwithstanding certain components remain identical to the components of the variants described above and therefore carry the Same reference numbers. In these embodiments, the modulator 31, but continuous high voltage (A.T.C.) is interrupted by an optocoupled switch 61 controlled by an oscillator 32. This produces an electric wave whose energy is largely located between 15 kilohertz and 200 megahertz.

En la variante según la figura 5, toda la alta tensión continua (A.T.C) está interrumpida, el conmutador 61 optoacoplado está colocado en serie aguas abajo de la alimentación 12 de alta tensión continua.In the variant according to figure 5, all the high DC voltage (A.T.C) is interrupted, switch 61 optocoupler is placed in series downstream of the feed 12 high voltage continuous.

En la versión ilustrada mediante la figura 6, el conmutador 61 optoacoplado está colocado en serie en una derivación 71 resonante, un circuito LC por ejemplo, empalmado aguas abajo de la alimentación 12. Sólo se interrumpe la parte de la alta tensión continua (A.T.C) que se extrae mediante un puente divisor capacitivo formado por dos capacidades, respectivamente 72 y 73. Preferiblemente, se empalma un chispómetro 74 en paralelo con el condensador 72 para protegerlo.In the version illustrated by Figure 6, the optocoupled switch 61 is placed in series in a branch 71 resonant, an LC circuit for example, spliced downstream of the power supply 12. Only the high voltage part is interrupted continuous (A.T.C) that is extracted by a capacitive divider bridge  formed by two capacities, respectively 72 and 73. Preferably, a sparkmeter 74 is spliced in parallel with the capacitor 72 to protect it.

En las cinco variantes ilustradas por las figuras 1, 3, 4, 5 y 6, puede ser útil insertar en serie una autoinductancia de estabilización de la corriente 24 a la salida de la alimentación 12 de alta tensión para estabilizar la corriente alimentada. En las seis formas de realización según las figuras 1 a 6, la alta tensión modulada o interrumpida (A.T.M) se conecta al cátodo del magnetrón 14 para alimentarlo. La alimentación 12 de alta tensión continua puede comprender una regulación de recorte para controlar la potencia de la bombilla. En este caso, es preferible insertar un filtro 23 antiparásitos aguas arriba de la alimentación 12.In the five variants illustrated by the Figures 1, 3, 4, 5 and 6, it may be useful to insert a serial self-inductance of current stabilization 24 at the output of 12 high voltage supply to stabilize the current fed. In the six embodiments according to figures 1 to 6, the modulated or interrupted high voltage (A.T.M) is connected to the cathode of magnetron 14 to feed it. 12 high feed  continuous voltage can comprise a trim regulation for Control the power of the bulb. In this case, it is preferable insert a 23 anti-parasite filter upstream of the feed 12.

En referencia a la figura 7, la bombilla 80 de plasma representada comprende un cierto número de componentes que son idénticos a los de las bombillas descritas anteriormente y que llevan los mismos números de referencia. La bombilla 80 comprende concretamente un elevador 81 de frecuencia que produce una onda de radiofrecuencia. El amplificador de este elevador 81 de frecuencia, que se alimenta mediante el sector 13 eléctrico monofásico, transfiere la mayor parte de la potencia eléctrica absorbida en una o varias bandas situadas entre 15 kilohercios y 200 megahercios, determinadas por el oscilador 32 de radiofrecuencia. La onda de radiofrecuencia (R.F.) así producida atraviesa un transformador 82 de radiofrecuencia elevador de tensión para producir una alta tensión de radiofrecuencia (A.T.R.F.). Ésta se conecta al cátodo del magnetrón 14. La tensión es bastante elevada para alimentar el magnetrón 14 tras haber sido semirrectificada por un diodo 83 de radiofrecuencia de alta tensión. El elevador 81 de frecuencia puede comprender una regulación de recorte para controlar la potencia de la bombilla. En este caso, es preferible insertar un filtro 23 antiparásitos aguas arriba del elevador 81 de frecuencia.Referring to Figure 7, the bulb 80 of represented plasma comprises a certain number of components that are identical to those of the bulbs described above and that They carry the same reference numbers. The bulb 80 comprises specifically a frequency elevator 81 that produces a wave of radiofrequency The amplifier of this frequency elevator 81, which is fed by the single phase electric sector 13, transfers most of the electrical power absorbed in a or several bands located between 15 kilohertz and 200 megahertz, determined by the radio frequency oscillator 32. Wave of radio frequency (R.F.) thus produced crosses a transformer 82 Radio frequency voltage booster to produce high radio frequency voltage (A.T.R.F.). This connects to the cathode of the magnetron 14. The voltage is high enough to power the magnetron 14 after being semi-rectified by a diode 83 of high voltage radiofrequency. The frequency elevator 81 can understand a trim regulation to control the power of the light bulb. In this case, it is preferable to insert a filter 23 antiparasitic upstream of the frequency elevator 81.

En todas las variantes descritas anteriormente, el flujo electromagnético de microondas que inyecta el magnetrón 14 en el resonador 15 de hiperfrecuencia se interrumpe o modula con objeto de generar una vibración ultrasónica del plasma, lo que genera una onda resonante ultrasónica en la ampolla 11. Si el cátodo 14b del magnetrón 14 necesita un calentamiento 21, un filtro 22 antiparásitos se empalma preferiblemente aguas arriba de éste para evitar parasitar el sector 13 eléctrico.In all the variants described above, the electromagnetic microwave flow injected by the magnetron 14 in the hyperfrequency resonator 15 it is interrupted or modulated with object of generating an ultrasonic vibration of the plasma, which generates an ultrasonic resonant wave in ampoule 11. If the cathode 14b of the magnetron 14 needs a heating 21, a filter 22 antiparasitic is preferably spliced upstream of it to avoid parasitizing the electrical sector 13.

La figura 8 ilustra un segundo modo de realización de la bombilla de plasma según la invención que es independiente de la alimentación eléctrica del generador de las ondas electromagnéticas. En este caso, la bombilla 90 de plasma comprende una fuente 91 auxiliar estroboscópica de radiación óptica dirigida a la ampolla 11. Entonces el magnetrón 14 puede alimentarse mediante una simple alimentación 12 de alta tensión continua, obteniéndose la vibración ultrasónica del plasma por absorción de la radiación emitida por la fuente 91 estroboscópica. Ésta está constituida por una ampolla de descarga o por uno o varios diodos LED o LÁSER alimentados por una alimentación 92 por impulsos, cuya potencia espectral ocupa al menos una banda aproximadamente entre 15 kilohercios y 200 megahercios, determinada por el oscilador 32. Preferiblemente, la fuente 91 estroboscópica está dotada de una óptica de colimación reflectiva 93 o refractiva 94 que focaliza su flujo en el interior de la ampolla 11. Preferiblemente, esta óptica se integra en el reflector de la luminaria 18.Figure 8 illustrates a second mode of embodiment of the plasma bulb according to the invention which is independent of the generator power supply of the electromagnetic waves. In this case, the plasma bulb 90 comprises an auxiliary strobe source 91 of optical radiation directed to blister 11. Then magnetron 14 can feed by a simple high voltage supply 12 continues, obtaining the ultrasonic vibration of the plasma by absorption of radiation emitted by strobe source 91. This is constituted by a discharge vial or by one or several LED or LASER diodes powered by a 92 power supply impulses, whose spectral power occupies at least one band approximately between 15 kilohertz and 200 megahertz, determined by oscillator 32. Preferably, strobe source 91 it is equipped with a reflective or refractive collimation optics 93 94 that focuses its flow inside the ampoule 11. Preferably, this optics is integrated into the reflector of the luminaire 18.

Las figuras 9, 10 y 11 ilustran la ampolla 11 de una bombilla de plasma que es, tal como se ha descrito en referencia a la figura 8, independiente de la alimentación eléctrica del generador de las ondas electromagnéticas. En esta variante, el plasma es autooscilante y no es necesario modular el flujo de energía que permite mantenerlo. La vibración ultrasónica del plasma se obtiene empleando una ampolla 11 con dos volúmenes 11a y 11b comunicantes idénticos de radio R. Esta ampolla 11 de cuarzo se dispone en el extremo de la varilla 16 de cuarzo. Un collarín 110 de cuarzo está soldado alrededor del cuello de paso o canal 112 dispuesto entre los dos volúmenes 11a y 11b, teniendo dicho cuello preferiblemente un ancho inferior o igual a tres cuartos del radio R de los volúmenes 11a y 11b. El collarín 110 está recubierto por una capa delgada de cerámica, por ejemplo óxido de aluminio, permitiendo reducir el acoplamiento óptico entre los dos volúmenes 11a y 11b. Éstos son preferiblemente simétricos entre sí y la longitud del canal 112 de paso de un volumen al otro se elige un poco inferior a su radio medio (R) con objeto de que haya una interferencia constructiva entre las vibraciones acústicas que se desarrollan en uno y otro de los volúmenes 11a y 11b en resonancia. Con volúmenes 11a y 11b de un centímetro de diámetro medio, la frecuencia de resonancia se establece aproximadamente en 50 kilohercios en el caso en que la sustancia activa es azufre.Figures 9, 10 and 11 illustrate the vial 11 of a plasma bulb that is, as described in reference to figure 8, independent of the power supply of the generator of electromagnetic waves. In this variant, the plasma is self-oscillating and it is not necessary to modulate the flow of energy that allows it to be maintained. Ultrasonic plasma vibration is obtained using a blister 11 with two volumes 11a and 11b identical radio R communicators. This quartz blister 11 is disposes at the end of the quartz rod 16. A collar 110 Quartz is welded around the neck or channel 112 arranged between the two volumes 11a and 11b, said neck having preferably a width less than or equal to three quarters of the radius R of volumes 11a and 11b. The collar 110 is covered by a thin layer of ceramic, for example aluminum oxide, allowing to reduce the optical coupling between the two volumes 11a and 11b. These are preferably symmetrical with each other and the length of the passage channel 112 from one volume to the other is chosen a slightly lower than its average radius (R) so that there is a constructive interference between the acoustic vibrations that they develop in one and the other of volumes 11a and 11b in resonance. With volumes 11a and 11b of a centimeter of medium diameter, the resonance frequency is set at approximately 50 kilohertz in the case where the active substance is sulfur.

La figura 12 es un gráfico que representa la potencia espectral de la radiación de una bombilla de microondas de plasma de azufre, dividida entre la potencia absorbida por el magnetrón. Para estos ensayos, se ha utilizado un magnetrón modelo Panasonic 2M244-M1. Las mediciones se han realizado en régimen estacionario para una potencia absorbida de 660 W incluido el calentamiento del cátodo. La ampolla utilizada es esférica, su volumen interior es de 11 cm^{3} y se llena con azufre a 1,47 mg/cm^{3}. Además, es estática y funciona en ausencia de cualquier enfriamiento forzado. El espectro 121 se obtiene sin forzar la vibración ultrasónica del plasma. Su potencia espectral es máxima a aproximadamente 680 THz (longitud de onda en el aire a 440 nm), la luz por tanto es azulada. El espectro 122 se obtiene con el dispositivo según el primer modo de realización de la invención descrito en referencia a la figura 3, por tanto, con la misma ampolla. Su potencia espectral es máxima a 581 THz (longitud de onda en el aire a 516 nm), la luz es blanca. La curva 123 representa la función de eficacia lumínica relativa espectral en visión fotópica, tal como se define por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), multiplicada por el máximo del espectro obtenido con el dispositivo 122 según la invención. Se observa que el desfase espectral se aproxima al máximo de la emisión del de la sensibilidad del ojo. El dispositivo según la invención aumenta la eficacia lumínica de 41 a 84 Lm/W, atribuyéndose el consumo de energía a los bornes del magnetrón. El índice de reproducción cromática definido por la CIE pasa de 89 a 81. La bombilla por tanto es adecuada para los empleos más diversos, tanto en interiores como en exteriores.Figure 12 is a graph representing the radiation spectral power of a microwave bulb sulfur plasma, divided by the power absorbed by the magnetron For these tests, a model magnetron has been used Panasonic 2M244-M1. The measurements have been made in steady state for an absorbed power of 660 W including cathode heating. The ampoule used is spherical, its interior volume is 11 cm3 and is filled with sulfur at 1.47 mg / cm3. In addition, it is static and works in absence of any forced cooling. The spectrum 121 is gets without forcing the ultrasonic vibration of the plasma. Its power spectral is maximum at approximately 680 THz (wavelength at the air at 440 nm), the light is therefore bluish. The spectrum 122 is obtained with the device according to the first embodiment of the  invention described in reference to figure 3, therefore, with the same blister Its spectral power is maximum at 581 THz (length wave in the air at 516 nm), the light is white. Curve 123 represents the function of spectral relative light efficiency in photopic vision, as defined by the International Commission of Illumination (CIE), multiplied by the maximum spectrum obtained with the device 122 according to the invention. It is observed that the spectral offset approximates the maximum emission of the eye sensitivity The device according to the invention increases the light efficiency of 41 to 84 Lm / W, attributing the consumption of energy to the magnetron terminals. The reproduction rate color defined by the CIE goes from 89 to 81. The bulb by both is suitable for the most diverse jobs, both indoors as outdoors.

Sea cual sea el modo de realización de la bombilla según la invención, la vibración ultrasónica del plasma genera una onda resonante ultrasónica en la ampolla, lo que genera los fenómenos siguientes:Whatever the mode of realization of the bulb according to the invention, the ultrasonic plasma vibration generates an ultrasonic resonant wave in the blister, which generates The following phenomena:

- Expansión del plasma. La gravitación ya no imprime prácticamente ningún efecto en la forma del plasma y éste se extiende a la mayor parte del volumen de la ampolla. Así, la excitación de la ampolla se uniformiza, lo que es favorable para la eficacia de la luminaria.- Plasma expansion. Gravitation no longer prints virtually no effect on the shape of the plasma and this one It extends to most of the volume of the blister. So, the blister excitation is uniformized, which is favorable for the luminaire efficiency.

- Agitación del plasma a alta temperatura. Mediante esto, la onda acústica eleva el umbral de temperatura a partir del cual aparece la avalancha térmica.- High temperature plasma agitation. By this, the acoustic wave raises the temperature threshold to from which the thermal avalanche appears.

- Desfase espectral de la emisión óptica. El desfase espectral procede de que la emisión óptica se debe al retorno de las moléculas biatómicas de un cierto estado electrónico excitado al nivel electrónico fundamental y que cada nivel de energía electrónica es una función distinta de la distancia interatómica. En el presente caso, la desviación entre los dos niveles electrónicos es una función decreciente de la energía vibratoria de las moléculas diatómicas. Según el principio de Franck-Condon, la energía vibratoria no cambia durante una transición. La energía del fotón, que es igual al salto de energía electrónica, disminuye por tanto con la energía vibratoria de las moléculas. Ahora bien, la absorción de la onda acústica en un gas es el hecho de la excitación de las vibraciones en las moléculas poliatómicas. Por tanto, en virtud de lo anterior, la absorción de la onda acústica desfasa la emisión óptica en el sentido decreciente de la energía de los fotones, es decir, en el sentido decreciente de la frecuencia.- Spectral offset of the optical emission. He spectral offset comes from the fact that the optical emission is due to return of biatomic molecules of a certain electronic state excited to the fundamental electronic level and that each level of electronic energy is a function other than distance interatomic In the present case, the deviation between the two electronic levels is a decreasing function of energy Vibratory diatomic molecules. According to the principle of Franck-Condon, the vibratory energy does not change during a transition The energy of the photon, which is equal to the jump of electronic energy, therefore decreases with energy Vibratory molecules. Now the wave absorption acoustics in a gas is the fact of vibration excitation in polyatomic molecules. Therefore, by virtue of the foregoing, the sound wave absorption delays the optical emission in the decreasing sense of photon energy, that is, in the decreasing sense of frequency.

- Aumento del rendimiento termodinámico del plasma, que es la relación de la radiación óptica respecto al flujo de energía de microondas absorbida, y, por consiguiente, aumento también de la eficacia lumínica de la bombilla. El efecto de este fenómeno es visible en las mediciones representadas en la figura 12. Sabiendo que el rendimiento del magnetrón era del 70%, se constata que el rendimiento termodinámico pasa del 41% al 63% gracias al dispositivo según la invención. Este fenómeno está ligado al hecho de que la relajación de las vibraciones en una molécula poliatómica es netamente más lenta que la relajación de los otros modos de energía interna, la rotación y la traslación. El tiempo de relajación vibracional es del orden de 10 microsegundos. Por tanto, cuando el periodo de la onda resonante acústica es próximo a este valor, la absorción acústica introduce un desfase importante de la energía vibratoria de las moléculas, es decir, una desviación entre su nivel de energía efectivo y el que tendrían en el equilibrio termodinámico local. La absorción acústica es máxima en la oposición de fase, así como la velocidad de variación de la energía interna de las moléculas diatómicas en la ampolla. Resulta un aumento de la disociación molecular, del doblamiento del estado electrónico excitado y, por tanto, también de la producción de fotones ópticos.- Increase in thermodynamic performance of plasma, which is the ratio of optical radiation to flow of absorbed microwave energy, and therefore increase also of the light efficiency of the bulb. The effect of this phenomenon is visible in the measurements represented in figure 12. Knowing that the magnetron yield was 70%, it is verified that the thermodynamic performance goes from 41% to 63% thanks to the device according to the invention. This phenomenon is linked to the fact that the relaxation of vibrations in a polyatomic molecule it is clearly slower than the relaxation of the other modes of internal energy, rotation and translation. The time of Vibrational relaxation is of the order of 10 microseconds. So, when the period of the acoustic resonant wave is close to this value, acoustic absorption introduces a significant lag of the vibratory energy of the molecules, that is, a deviation between their effective energy level and what they would have in balance local thermodynamic The sound absorption is maximum in the phase opposition, as well as the speed of energy variation internal diatomic molecules in the blister. It is a increase in molecular dissociation, state doubling electronic excited and therefore also the production of optical photons

- Confinamiento acústico del plasma. Una puesta en resonancia acústica de la ampolla puede generar impulsos de temperatura más fuertes en el núcleo del plasma que en la periferia, en las capas en contacto con la ampolla. La energía reflejada en las paredes converge, en efecto, en el centro de la ampolla. Así, la resonancia acentúa la modulación térmica del plasma en su núcleo.- Acoustic confinement of plasma. A sunset in acoustic resonance of the blister can generate impulses of stronger temperature in the core of the plasma than in the periphery, in the layers in contact with the blister. The energy reflected in the walls converge, in effect, in the center of the blister. So, the resonance accentuates the thermal modulation of plasma in its nucleus.

Claims (17)

1. Bombilla de plasma que comprende una ampolla (11) de cuarzo llena de al menos un elemento de la columna del azufre de la tabla de clasificación periódica de los elementos químicos y medios dispuestos para generar y mantener un plasma en esta ampolla mediante el envío de ondas electromagnéticas de hiperfrecuencia en dicha ampolla (11), caracterizada porque comprende además medios dispuestos para generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla (11) de dicha bombilla a partir de una vibración ultrasónica generada en el plasma, en la que dichos medios destinados a la creación de una onda resonante ultrasónica en dicha ampolla (11) no comprenden una ampolla (11) dotada de dos volúmenes (11a,11b) idénticos comunicantes conectados por un canal.1. Plasma bulb comprising a quartz vial (11) filled with at least one element of the sulfur column of the periodic classification table of the chemical elements and means arranged to generate and maintain a plasma in this vial by sending of electromagnetic hyperfrequency waves in said ampoule (11), characterized in that it further comprises means arranged to generate an ultrasonic resonant wave in the bulb (11) of said bulb from an ultrasonic vibration generated in the plasma, in which said means intended the creation of an ultrasonic resonant wave in said ampoule (11) does not comprise a blister (11) provided with two identical communicating volumes (11a, 11b) connected by a channel. 2. Bombilla de plasma según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos medios dispuestos para generar ondas electromagnéticas y mantener el plasma comprenden un magnetrón (14).2. Plasma bulb according to claim 1, characterized in that said means arranged to generate electromagnetic waves and maintain the plasma comprise a magnetron (14). 3. Bombilla de plasma según la reivindicación 2, caracterizada porque el magnetrón (14) se alimenta mediante una alimentación (12) de alta tensión continua conectada al sector (13) eléctrico.3. Plasma bulb according to claim 2, characterized in that the magnetron (14) is powered by a continuous high voltage supply (12) connected to the electrical sector (13). 4. Bombilla de plasma según las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada porque los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla (11) de dicha bombilla comprenden un circuito (20) eléctrico pasivo resonante empalmado entre el magnetrón (14) y la alimentación (12) de alta tensión continua de dicho magnetrón (14).4. Plasma bulb according to claims 2 to 3, characterized in that the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the bulb (11) of said bulb comprise a passive resonant passive electrical circuit (20) between the magnetron (14) and the continuous high voltage supply (12) of said magnetron (14). 5. Bombilla de plasma según la reivindicación 4, caracterizada porque dicho circuito (20) pasivo resonante tiene al menos una frecuencia de resonancia comprendida entre 15 kilohercios y 200 megahercios.5. Plasma bulb according to claim 4, characterized in that said passive resonant circuit (20) has at least a resonance frequency between 15 kilohertz and 200 megahertz. 6. Bombilla de plasma según las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada porque los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla (11) de dicha bombilla comprenden un modulador (31) activo dispuesto para inyectar una oscilación eléctrica, cuya potencia espectral ocupa al menos una banda entre 15 kilohercios y 200 megahercios, entre el magnetrón (14) y la alimentación (12) de alta tensión continua de dicho magnetrón (14).6. Plasma bulb according to claims 2 to 3, characterized in that the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the bulb (11) of said bulb comprise an active modulator (31) arranged to inject an electric oscillation, whose spectral power occupies at least a band between 15 kilohertz and 200 megahertz, between the magnetron (14) and the continuous high voltage supply (12) of said magnetron (14). 7. Bombilla de plasma según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho modulador (31) se alimenta mediante la alimentación (12) de alta tensión continua del magnetrón (14) por medio de un puente (34) divisor de resistencias.7. Plasma bulb according to claim 6, characterized in that said modulator (31) is fed by the continuous high voltage supply (12) of the magnetron (14) by means of a bridge (34) resistor divider. 8. Bombilla de plasma según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho modulador (31) se alimenta directamente mediante el sector (13) eléctrico.8. Plasma bulb according to claim 6, characterized in that said modulator (31) is fed directly by the electrical sector (13). 9. Bombilla de plasma según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho modulador (31) está acoplado a la alta tensión entre el magnetrón (14) y la alimentación (12) de alta tensión continua de dicho magnetrón por medio de un transformador (41) de alto aislamiento.9. Plasma bulb according to claim 6, characterized in that said modulator (31) is coupled to the high voltage between the magnetron (14) and the continuous high voltage supply (12) of said magnetron by means of a transformer (41) High insulation 10. Bombilla de plasma según la reivindicación 6, caracterizada porque el modulador (31) está acoplado a la alta tensión entre el magnetrón (14) y la alimentación (12) de alta tensión continua de dicho magnetrón por medio de una derivación (52) capacitiva de alto aislamiento.10. Plasma bulb according to claim 6, characterized in that the modulator (31) is coupled to the high voltage between the magnetron (14) and the continuous high voltage supply (12) of said magnetron by means of a shunt (52) capacitive high insulation. 11. Bombilla de plasma según las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada porque los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla (11) de dicha bombilla comprenden un conmutador (61) optoacoplado dispuesto para introducir una oscilación eléctrica, cuya potencia espectral ocupa al menos una banda entre 15 kilohercios y 200 megahercios, entre el magnetrón (14) y la alimentación (12) de alta tensión continua de dicho magnetrón (14).11. Plasma bulb according to claims 2 to 3, characterized in that the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the bulb (11) of said bulb comprise an optocoupled switch (61) arranged to introduce an electric oscillation, whose spectral power occupies at least a band between 15 kilohertz and 200 megahertz, between the magnetron (14) and the continuous high voltage supply (12) of said magnetron (14). 12. Bombilla de plasma según la reivindicación 11, caracterizada porque el conmutador (61) optoacoplado está colocado en serie en una derivación (71) resonante empalmada entre el magnetrón (14) y la alimentación (12) de alta tensión continua de dicho magnetrón.12. Plasma bulb according to claim 11, characterized in that the optocoupled switch (61) is placed in series in a resonant shunt (71) spliced between the magnetron (14) and the continuous high voltage supply (12) of said magnetron. 13. Bombilla de plasma según la reivindicación 3, caracterizada porque los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla (11) de dicha bombilla comprenden un elevador (81) de frecuencia dispuesto para producir una onda de radiofrecuencia, conectado al sector (13) eléctrico, y dispuesto entre dicho sector (13) eléctrico y un transformador (82) de radiofrecuencia elevador de tensión que alimenta dicho magnetrón (14).13. Plasma bulb according to claim 3, characterized in that the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the bulb (11) of said bulb comprise a frequency elevator (81) arranged to produce a radio frequency wave, connected to the electrical sector (13), and disposed between said electrical sector (13) and a voltage boosting radiofrequency transformer (82) that feeds said magnetron (14). 14. Bombilla de plasma según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los medios dispuestos para generar una vibración ultrasónica en el plasma y generar una onda resonante ultrasónica en la ampolla (11) de dicha bombilla comprenden una fuente (91) estroboscópica cuya frecuencia de batimiento se encuentra entre 15 kilohercios y 200 megahercios.14. Plasma bulb according to claims 1 to 3, characterized in that the means arranged to generate an ultrasonic vibration in the plasma and generate an ultrasonic resonant wave in the bulb (11) of said bulb comprise a strobe source (91) whose frequency of Paddling is between 15 kilohertz and 200 megahertz. 15. Bombilla de plasma según la reivindicación 14, caracterizada porque dicha fuente (91) estroboscópica está dotada de una óptica de colimación reflectiva (93) o refractiva (94) para focalizar su flujo en el interior de dicha ampolla (11).15. Plasma bulb according to claim 14, characterized in that said strobe source (91) is provided with a reflective collimation optics (93) or refractive (94) to focus its flow inside said ampoule (11). 16. Bombilla de plasma según la reivindicación 15, caracterizada porque dicha óptica de colimación reflectiva (93) o refractiva (94) está integrada en el reflector (18) de la bombilla.16. Plasma bulb according to claim 15, characterized in that said reflective (93) or refractive collimation optics (94) is integrated in the reflector (18) of the bulb. 17. Bombilla de plasma según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha ampolla (11) está encerrada en una jaula de Faraday, estando formada dicha jaula de Faraday por un reflector (18) cerrado por un conductor (19) eléctrico, y porque el conductor (19) eléctrico comprende al menos una ventana constituida por una hoja de material transparente recubierta por una capa delgada de material eléctricamente conductor.17. Plasma bulb according to claim 1, characterized in that said ampoule (11) is enclosed in a Faraday cage, said Faraday cage being formed by a reflector (18) closed by an electric conductor (19), and because the conductor (19) electrical comprises at least one window consisting of a sheet of transparent material covered by a thin layer of electrically conductive material.
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