PT2147459E - Lâmpada compreendendo uma ampola sem eléctrodo e guia de ondas em cerâmica - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"LÂMPADA COMPREENDENDO UMA AMPOLA SEM ELÉCTRODO E GUIA DE ONDAS EM CERÂMICA" A presente invenção refere-se a uma lâmpada sem eléctrodo.

No Pedido de Patente Internacional N° PCT/GB05/005080, datado de 23 de Dezembro de 2005 da requerente e agora publicado como o documento WO 2006/070190, descreveu-se e reivindicou-se um método de fabrico de uma ampola sem eléctrodo, compreendendo o método as seguintes etapas: • proporcionar um invólucro de ampola de vidro de quartzo, • formar um colo adjacente tendo um diâmetro interno menor do que uma dimensão interna transversal do invólucro da ampola, ou: • integralmente com o invólucro da ampola, ou • num tubo em derivação desembocando no invólucro da ampola, • introduzir, pelo menos, uma pastilha de material excitável no invólucro de ampola através do colo adjacente, • esvaziar o invólucro da ampola através do colo adjacente e 1 selar a ampola.

Normalmente, a ampola é cheia com gás inerte.

Além disso, no Pedido de Patente Internacional N° PCT /GB2006/002018 datado de 2 de Junho de 2006 da requerente e publicado como o documento WO 2006/129102, descreveu-se uma lâmpada tendo uma ampola sem eléctrodo, compreendendo a lâmpada: • um dispositivo controlador adaptado para controlar, pelo menos, duas antenas; • uma guia de ondas cerâmica; • pelo menos, duas respectivas cavidades recebendo a referida antena na guia de ondas ; e • uma cavidade central na guia de ondas, para receber a ampola, igualmente espaçada das cavidades da antena, tendo a cavidade central: • uma abertura física através da qual a luz pode passar da ampola e para fora da guia de ondas. O documento JP 10106508, em nome de New Japan Radio Co Ltd, mostra uma lâmpada compreendendo, em combinação, uma ampola sem eléctrodo, uma guia de ondas e um radiador de microondas a partir do qual a energia das microondas é transferida através da guia de ondas para a ampola, para a sua excitação emissora de luz, em utilização. A ampola sem eléctrodo compreende um tubo 2 oco selado em ambas as extremidades de modo a encapsular um material emissor de luz. A ampola tem uma, assim chamada, parte principal que é descrita e uma "parte emissora de luz" e uma parte de extremidade de secção reduzida, que é descrita como a "peça de acoplamento". 0 objectivo da presente invenção é proporcionar uma lâmpada sem eléctrodo melhorada.

De acordo com a invenção é proporcionada uma lâmpada compreendendo, em combinação: • uma ampola sem eléctrodo, tendo a ampola: • uma parte principal e • uma parte de extremidade emissora de luz de secção de dimensões reduzidas e • uma guia de ondas, tendo • um radiador de microondas caracterizada por • a guia de ondas ser uma guia de ondas cerâmica, tendo: • um orifício para receber a parte principal da ampola e 3 • o radiador de microondas posicionado no interior da guia de ondas e a partir do qual a energia da microondas é transferida, através da guia de ondas, para a ampola para a sua excitação emissora de luz, em utilização, estando a ampola disposta na guia de ondas cerâmica com a parte de dimensões reduzidas estendendo-se para fora do orifício.

Normalmente, a parte principal e as partes de extremidade terão, ambas, secções circulares, em que as suas secções serão circulares e as respectivas dimensões diâmetros.

Embora a parte de diâmetro reduzida possa reduzir-se em diâmetro de forma afilada a partir da parte principal; é, de um modo preferido, reduzida em diâmetro de forma escalonada, a partir da parte principal.

Embora, uma vez mais, a parte de diâmetro reduzida possa ter uma forma diferente, tal como cónica, tem, de um modo preferido, uma secção constante, i. e., de lados paralelos. A própria extremidade distai pode ser plana ou em forma de cúpula, sendo a sua forma escolhida de acordo com o padrão desejado de distribuição de luz a partir daquela.

De um modo alternativo, a parte de extremidade de diâmetro reduzido pode ser curvada em três dimensões, por exemplo, de forma elipsoidal ou parabólica. 4

Embora a redução em diâmetro possa ser entre 90% e 50%, de um modo preferido, a extremidade escalonada terá entre 4 e 5 sextos do diâmetro da parte principal da ampola.

Embora a extremidade de diâmetro reduzido possa ter a mesma espessura de parede que a parte de diâmetro máximo, na forma de realização preferida, o interior da ampola tem um diâmetro constante ao longo de todo o seu comprimento.

De um modo preferido, a ampola tem um pé ou uma haste de posicionamento estendendo-se a partir da sua extremidade de diâmetro máximo.

Embora a ampola possa ser de quartzo como na anterior ampola existente, pode ser, igualmente, de material cerâmico, tal como alumina, nitreto de alumínio, granada de itrio e alumínio e safira artificial.

De um modo preferido a carga é de halogeneto de metal e gás nobre e estes são, normalmente, brometo de índio e xénon ou crípton. Não obstante, podem ser utilizadas outras substâncias voláteis, conhecidas por emitirem luz quando excitadas, como um plasma.

De um modo preferido, um reflector está posicionado na guia de ondas cerâmica.

Para ajudar à compreensão da invenção, uma sua forma de realização específica será agora descrita, a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos, nos quais: 5 A Figura 1 é uma vista lateral em corte de uma ampola sem eléctrodo da invenção; e A Figura 2 é uma vista esquemática da ampola instalada numa guia de ondas com um reflector.

No que se refere aos desenhos, uma ampola 1 sem eléctrodo tem um tubo 2 oco de quartzo, com uma haste 3 inteiriça, estendendo-se desde uma extremidade e uma ponta 4 oca curta, estendendo-se desde a outra extremidade. 0 interior 5 oco do tubo estende-se para o interior da ponta 4 com o mesmo diâmetro que no tubo 2, por outras palavras, a espessura 6 de parede da ponta é reduzida a partir da 7 do tubo 2 principal. A ampola é carregada com uma quantidade 8 de brometo de indio e vestígios de outros halogenetos metálicos para ajustar o espectro de luz e um enchimento de gás xénon.

Em utilização, a ampola é instalada num orifício 11 numa guia 12 de ondas cerâmica com uma alimentação 14 em microondas. A haste 3 é recebida num orifício 15 numa placa 16 de protecção metálica. Durante a excitação da ampola por microondas, forma-se um plasma no xénon, o que faz com que o brometo de índio vaporize e emita luz.

Normalmente, uma lâmpada de descarga de plasma, tal como nossa ampola sem eléctrodo, será dotada com um excesso de material excitável de modo a que haja um máximo de material na fase gasosa durante o funcionamento, maximizando, deste modo, a emissão de luz. 0 corolário disto é que o material tenderá a condensar na parte mais fria da ampola. Este condensado proporciona uma reserva de material. Pode ser desvantajoso se o 6 condensado se formar num ponto onde a luz estiver a ser emitida. Já se havia verificado que, fazendo funcionar a ampola com um pequeno comprimento estendendo-se desde a guia de ondas cerâmica, de modo a poder utilizar alguma da luz emitida lateralmente, existe uma tendência para o desenvolvimento de um ponto frio nesta extremidade, o que impede a emissão eficiente de luz.

De modo surpreendente, verificou-se agora que, reduzindo o diâmetro da ponta da ampola, esta funciona mais quente com menos tendência para o desenvolvimento de um ponto frio. Poderia pensar-se que uma redução no diâmetro tenderia a fazer com que a ponta funcionasse mais fria devido à condução de menos calor até esta. Porém, pensa-se que a reduzida área de superfície da ponta faz com que perca menos calor e funcione mais quente, considerando que o plasma emissor de luz se estende para o interior da cavidade da ponta.

As dimensões típicas da ampola são:

Diâmetro do tubo 2 principal: 6,0 mm Diâmetro da ponta 4: 5,0 mm Comprimento do tubo 2: 10,0 mm Comprimento da ponta 4: 5,0 mm Diâmetro da haste 3 2,0 mm Comprimento da haste 3: 10,0 mm

Na Figura 2, é mostrado um reflector 17 parabólico, com a ponta no ponto focal do reflector, pelo que a luz da ponta é 7 reflectida num feixe 18 geralmente colimado a partir do reflector. A ampola preferida acima descrita foi formada por rectificação do perfil exterior da ampola que resultou numa espessura de parede reduzida, acredita-se, agora, que o desempenho térmico da ampola pode ser melhorado reduzindo a espessura 7 de parede da parte principal da ampola até à 6 da ponta, i. e., proporcionando o interior largo na parte principal e estreito na extremidade escalonada. Além disso, durante a produção, antecipou-se que as ampolas serão insufladas num molde.

Lisboa, 10 de Janeiro de 2011

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Lâmpada compreendendo, em combinação: • uma ampola (1) sem eléctrodo, tendo a ampola: • uma parte (2) principal e • uma parte(4) de extremidade, emissora de luz, de secção de dimensões reduzidas e • uma guia (12) de ondas tendo: • um radiador (14) de microondas; caracterizada por • a guia de ondas ser uma guia de ondas cerâmica, tendo: • um orifício (11) para receber a parte principal da ampola e • o radiador de microondas posicionado no interior da guia de ondas e a partir do qual energia das microondas é transferida através da guia de ondas para a ampola, para a sua excitação emissora de luz, em utilização, 1 estando a ampola disposta na guia de ondas cerâmica com a parte de dimensões reduzidas estendendo-se para fora do orifício.
2. 2. Lâmpada como reivindicado na reivindicação 1, em que a parte principal e a parte de secção de dimensões reduzidas têm secções circulares, onde as suas dimensões de secção são diâmetros.
3. 3. Lâmpada como reivindicado na reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que a parte de secção reduzida é reduzida de forma escalonada em diâmetro a partir da parte principal.
4. 4. Lâmpada como reivindicado na reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que a parte em secção é afunilada com redução do diâmetro a partir da parte principal.
5. 5. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a parte de secção reduzida tem lados paralelos.
6. 6. Lâmpada como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que a parte de secção reduzida é cónica.
7. 7. Lâmpada como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que a parte de secção reduzida é curvada em três dimensões. 2
8. 8. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a parte de secção reduzida tem uma extremidade plana.
9. 9. Lâmpada como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a parte de secção reduzida tem uma extremidade em cúpula.
10. 10. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a extremidade de secção reduzida tem um diâmetro entre 90% e 50% da parte principal.
11. 11. Lâmpada como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que a extremidade de secção do diâmetro tem entre 4 e 5 sextos do diâmetro da parte principal da ampola.
12. 12. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a espessura da parede do tubo é substancialmente constante entre a parte principal e a parte de secção reduzida.
13. 13. Lâmpada como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que o diâmetro interno do tubo é substancialmente constante entre a parte principal e a parte de secção reduzida.
14. 14. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a ampola tem um pé ou uma haste (3) de posicionamento estendendo-se desde a sua parte de extremidade principal. 3
15. 15. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a ampola é de quartzo.
16. 16. Lâmpada como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, em que a ampola é de material cerâmico.
17. 17. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que a carga é de halogeneto metálico e gás nobre.
18. 18. Lâmpada como reivindicado na reivindicação 17, em que o halogeneto metálico é brometo de indio e o gás nobre é xénon ou cripton.
19. 19. Lâmpada como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em combinação com um reflector (17) óptico tendo um ponto focal, estando a ampola posicionada com o ponto focal coincidindo substancialmente com o eixo central da ampola no interior da parte de secção reduzida. Lisboa, 10 de Janeiro de 2011 4 1/1