JP7055382B2 - 複数の構成要素設計および構造を含むランプ - Google Patents
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Description
a)電球または発光管の外部に装着された誘電コイルによって生じる電界、
b)通常は共振空洞と組み合わさった中波無線周波電磁界によって生じる電界、または
c)共振空洞を使用しない低周波ないし中波またはより高い無線周波の電磁界によって生じる電界。このランプは、しばしば誘導結合無電極ランプまたは「誘導ランプ」と呼ばれる。
1)カテゴリ1は、通常は円環面形状の外部クローズド電磁コアを使用するランプであり、
2)カテゴリ2は、通常はロッド形状のオープン電磁コアを使用するランプである。
「無電極誘電結合ランプは、連続した閉電路を形成する放電管内に低圧水銀/緩衝ガスを含む。放電管の電路は、放電管が変圧器の二次側回路となるように1つまたは複数のトロイダルフェライトコアの中心を通る。放電管を囲むトロイダルコアに複数回巻かれたワイヤに正弦波電圧を印加することによって、電力が放電と結合される。一次巻線を流れる電流が、放電管に沿って放電を維持する電圧を誘起する経時的に変化する磁束を生じさせる。放電管の内面は、励起された水銀ガス原子によって放出される光子が照射されると可視光を発する蛍光体によってコーティングされる。」
・ 物理的に大きすぎて扱いにくくしている。
・ それぞれの光出力に関して多用途性に欠ける。
・ 外見が工業用途的であり、商業用途および住居用途として魅力がない。
・ 大型の電球幾何形状のため、使いにくく、発生する光の利用コストが高い。
・ 競合する市販のランプと比較して相対的に非効率的である。
・ 比較的大きく扱いにくい電球幾何形状により、製造および利用コストが高い。
図1ないし図14に図示するように、以下で詳述する異なる特徴を有するいくつかの電球構造を示す。
上述の管状電球100、110、120、130および140は、図15のフローチャートに概略的に示す例示のプロセスによって製作することができる。以下、これらのプロセスステップについて詳細に説明する。
図16ないし図18に、第1の励起チャンバ200を示す。チャンバ200は取り付けフランジ201を有し、取り付けフランジ201は、円筒形の外縁201.1を有し、管102のそれぞれの通路が励起チャンバ200の一部をなす2つの励起管202と位置合わせされるように、管状電球100、110、120および130の取り付け接続部101と密接に嵌め合い、および/または係合するような直径のものである。2つの励起管202の間であって取り付けフランジ201の背後には、以下で詳述するようにコイル巻線を励起管202の側面に隣接して配置するために、コイル巻線が配置されるスプール(以下のスプール510を参照)を通すことができる空間または空隙203がある。なお、図16において、管102の向かい合った面は、平らな周縁部202.1で明らかなように概ね直線状であることに気づくであろう。平らな周縁部202.1は、平らな上面と平らな下面とを形成し、それによってフランジ201の背後に励起管202により空間または空隙203を画する。
図29ないし図31に、同様のフェライトコアハーフ300とともに無電極無線周波給電外部クローズドコア電磁誘導結合低圧ガス放電光源またはランプのための電磁石400(図50ないし図97を参照)の電磁石フェライトコアを形成するフェライトコアハーフ300を示す。
のように、半トロイダル体と接合する長い中央部302を有する半トロイダル体がある。
の側面であり、他方はD
の上下逆の側面である点が異なる。
コイルと組み付けられると、2つのハーフフェライトコア300または310は、ランプ1000などのランプとともに使用するための図50ないし図102に示すような電磁石400を形成する。
・ 1つの界磁巻線で実質的に2つの磁気回路を励磁するため、改善されたランプシステム効率。
・ 励起場と発生したプラズマ電流との改善された磁気結合効率。これにより、より低温のフェライト電磁石が可能になり、したがってランプのプラズマ電流からの熱が少ないためにより小型でより効率的な電磁石が可能になる。
・ 改善されたフェライトコア設計によりガス放電との界面表面積が大きくなり、より小型の放電管を使用することができ、したがって物理的により小型の管状ランプとなる。
・ 改善されたフェライトコア設計により、重量およびコストが低減されたより小型の電磁石コアが可能になる。
・ 磁気的に密閉された界磁巻線による電磁干渉の低減。
・ 小型化されたフェライトコアによりランプの光利用率が向上する。
励起チャンバ200、210、220および230を使用し、これらを通して電磁石400の組み立てを支援するために、界磁巻線取り付け巻型またはスプール500を開発しており、これについて図35ないし図49を参照しながら以下に詳述する。
図50ないし図53に、図69ないし図88のランプアセンブリのための電磁石400を形成する、コア300とスプール500とコイル600とを備えた、励起チャンバ200のアセンブリの一連の図を示す。なお、図50ないし図53のサブアセンブリでは、フェライトコア300が取り付けフランジ201に隣接して励起チャンバを密封し、それによって励起チャンバ覆い700(以下の説明を参照)を電磁石400および励起チャンバ200の上に容易に配置することができるようにし、覆い700の縁を管状電球100の取り付け接続部101の外縁に対して容易に封止することができるようにすることがわかるであろう。
図63ないし図65に、無電極無線周波給電外部クローズドコア電磁誘導結合低圧ガス放電光源である、ランプ1000などのランプのためのランプ励起チャンバ覆い700を示す。励起チャンバ覆い700は、金属製の壁部分701を含み、この壁部分701は内面701.1がグラフェンでコーティングされている。
図69ないし図101Cに、上述の構成要素から可能なランプの異なる構成の組立図を示す。
上述のランプアセンブリは、以下の利点のいくつかを有する。
Claims (18)
- 無電極電磁放射源であって、
U字形管から形成された励起チャンバを含む励起チャンバアセンブリと、
前記U字形管の端部に接合される端部を有する管状ランプ電球と、
前記励起チャンバアセンブリを覆う覆いと、
前記覆いと前記U字形管または前記管状ランプ電球との間に接続するフランジと、
前記U字形管に接続され、かつ前記励起チャンバアセンブリの一部であるアマルガム収容器と、
作動されるときに、前記励起チャンバおよび前記管状ランプ電球の中に誘導結合プラズマを生じさせる電磁回路であって、前記電磁回路は前記励起チャンバアセンブリの一部であり、前記覆いおよび前記フランジは、前記電磁回路および前記アマルガム収容器の前記管状ランプ電球からの熱的分離を提供する、電磁回路と、
を有する、無電極電磁放射源。 - 前記励起チャンバアセンブリは、前記電磁回路の一部である電磁コア、前記電磁回路の一部である界磁コイル、遮熱コーティング、および前記励起チャンバの外側にあるグラフェンコーティングのうちの1つ、または2つ以上の組み合わせも含む、請求項1に記載の無電極電磁放射源。
- 前記電磁回路は、1つまたは複数の中央に位置する界磁コイルを有するトロイダル形の双極子磁気回路である、請求項1または2に記載の無電極電磁放射源。
- 前記電磁回路は、丸みのあるダブルE幾何形状から形成されるコアを利用する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記フランジは、前記U字形管の端部上、前記管状ランプ電球の端部上、および前記管状ランプ電球と前記U字形管の端部との間のうちの1つにある、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記無電極電磁放射源はコントローラを有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記コントローラはパワーコントローラである、請求項6に記載の無電極電磁放射源。
- 前記コントローラは、前記無電極電磁放射源と別体である、請求項6または7に記載の無電極電磁放射源。
- 前記コントローラは、前記無電極電磁放射源と一体である、請求項6または7に記載の無電極電磁放射源。
- 前記励起チャンバアセンブリを覆う覆いは、グラフェンでコーティングされた覆い、金属材料で作られた覆い、グラフェンでコーティングされる非金属材料で作られた覆い、ファラデーケージを形成するようにグラフェンでコーティングされた覆い、一体成形構造の覆い、および多体成形構造の覆いのうちの1つ、または2つ以上の組み合わせである、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記管状ランプ電球は、それらの長さに沿って接続されない2つの管から形成されるが、前記励起チャンバアセンブリの位置とは反対側の端部において互いにガス連通する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記管状ランプ電球は、それらの長さに沿って断続的または連続的に接続される2つの管から形成され、かつ前記励起チャンバアセンブリの位置とは反対側の端部において互いにガス連通する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記2つの管は、前記励起チャンバアセンブリの位置とは反対側の端部において、前記2つの管の間に少なくともガス連通通路を形成するように前記2つの管から分離している、および前記2つの管の間に少なくともガス連通通路を形成するように前記2つの管と一体に形成される、のうち1つである接合部材により接合される、請求項11または12に記載の無電極電磁放射源。
- 前記管状ランプ電球は、円形、正方形、楕円形、楕円面形、涙形、三角形、頂点が互いに対向する三角形、および頂点が互いに対向する涙形の断面形状のうちの1つを含む任意の断面形状のものである、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 少なくとも1つの排気管が含まれる、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記U字形管に接続され、かつ前記励起チャンバアセンブリの一部である少なくとも1つの排気管が含まれる、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記無電極電磁放射源からの電磁放射は、紫外線、可視光、および赤外線のスペクトルのうちの1つ、または1つより多くにある、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
- 前記無電極電磁放射源は無電極ランプである、請求項1乃至17のいずれか一項に記載の無電極電磁放射源。
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