TW473769B - Lighting up apparatus of electrode-less discharging lamp - Google Patents

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本案已向 國（地區）申請專利 日本JP 申請日期 案號 主張優先權 1999/10/18 特願平 11-295042 有 有關微生物已寄存於 寄存日期 寄存號碼

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47^7RQ 五、發明說明（l) 發明之領域 本發明係關於一錄 發明之背景 …、电極放電燈之點燈裝置。 無電極放電燈（又 源效果以及高〜，:，極低壓放電燈）具長壽命的省資 因環境保護的源效果等優越的特長，近年來 圖2 —面，兄明習知 以下一面參考 在圖2顯示了習知^ 電燈點燈裝置。 構，諸如此⑽士構的^電極低壓放電燈之點燈裝置的結 日本「特㈣58 — 57254號公^ 有，於内部封入發、Λ:電燈之點燈裝置，具備 ::電容器21内面的營光體22,與插入塗佈 =2 a的線圈組23。螢光體 放二二之凹 的紫外線變換Aμ 從私合1521内發生 (Ferrite) ^A可視先之用°線圈組23係由含有鐵素體 等磁性材料的棒狀芯部2 3 a盥線圈2仏辦娃a ^ ^ « -^23 „ # ^ „23a , , ^ |ώ( ffl 2 b SI::製f的棒狀構件26，該棒狀二:= ' 於線圈組23的發熱予以放散與抑制。 放電容器21係以金屬外殼25支持，於放電容 =\所設的棒狀構件26與金屬外殼25互相連二如的此凹入 二：企：：i圈組23的發熱通過棒狀構件26從金屬外殼 η政熱而使線圈組23的發熱降到最小限度。金屬 設有供給線圈23b高周波交流電流的電源24。也就是說& 五、發明說明（2) 這是經由電源2 4來的高届咕六、士 +山 磁場的結構。再者，金；;匕;;；流使線圈組23發生交流 有金屬外破25的一部份（下部）設有燈頭 A (。 5次’將說明圖2所示無電極低壓放電燈之點燈裝置之 動作。 9: f电源24供給線圈23b高周波交流電流，經線圈 二ίΪ笔容器21内產生交流磁場。&此，如抵銷此交流 :又Π放電容器21内產生交流電場。經此交流電場反 複激起放電容器21内之發光金屬與稀有氣體的衝突運動， ΠΪΠ内形成等離子體。由等離子體照射出紫外線， fi、冰1經螢光體22變換為可視光，可視光照射於放電容 置發光卩如此，使圖2所示無電極低壓放電燈之點燈裝 以上的動作中，經供給線圈23b交流電流發生損失產生 ^熱^與由等離子體之熱傳導產生之發熱，I線圈組23 :=在相當的高溫下動作。再者’配置線圈組23的放電 谷。。2 1之凹入部2丨a係為閉鎖空間熱量容易充滿之故， 於無電極低壓放電燈之點燈裝置施行散熱對策是必須的。 ，日本「特開昭58 — 57254號公報」顯示，作為散熱對 東’將熱傳導材料的棒狀構件26插入於棒狀芯部23a之 心轴經該棒狀構件26與金屬外殼25連結，線圈組Μ之 熱可輕由棒狀構件2 6於金屬外殼2 5散熱。 x =述習知的結構’使用熱傳導良好之物做棒狀構物 疋必要的，可以推定一般是用金屬做的。以金屬構成棒狀

47^7RQ 五、發明説明（3) —一·_ 構件26的情況時，由線圈組23發生的磁場於 生渦電流，經此產生損失。同樣的金 ^，構件26產 而產生損失。因此，習知的構成， ^25也因渦電流 效率低下’同時不能得到充份的熱放^ $ =而使燈 外，於棒狀芯部2 3 a之中心軸插入棒狀構3 6的，問;1 .點。此 構件26與金屬外殼25連結而成為非常複雜更以棒狀 使該裝置變大的問題點。 ” ’、、、°構之故，有 再者，發光物質係為將金屬與稀有氣體 故，在電源投入後至金屬蒸發期間光，=、·、。構之 緩的問題。加以，因周圍溫度變 屬—^，束增強遲 ，故，而有光束變動大之問題點動=。=大為變動 離子體之電氣特性也跟著變動 “ ’、夂動，則等 負荷變動，電源24成為有複雜”構T J於廣範圍之 :題；。#者，放射紫外線之發；金屬，一;4=化的 本發明係鑑於有關諸點所做求很強。 制線圈組23之溫产上異& & +八主要目的為，提供能抑 發明之概述升的無電極低壓放電燈之點燈裝置。 物電極低壓放電燈之點燈袈置，具備封… 流電碌&的綠性的放電容器、使前述發光物質放電產^ 線圈圈組、與供給線圈組交流電流的Ϊ;= 俜配W㊂磁性材料’而且、不是在放電容哭冰、) :配置於内側，發光物質至少…卜侧壁而 銀。 3有稀有耽體，但是不含水

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47^7RQ 五、發明說明（4) 於某些實施形態，上述線圈組插入設於上述放電容器 凹入部。 ° 於某些實施形態，上述電源所供給的上述交流電流之 率為在40kHz以上500kHz以下之範圍。 於某些實施形態，在上述放電容器内面塗佈螢光體， 此將上述放電容器内發生之紫外線變換為可視光。 ί 於某些實施形態，上述發光物質為稀有氣體，該稀有& 體至少由5L、鼠、氣、氣及氦或上述之混合物等，其中Z 1選出。 /、 之 上述稀有氣體中至少含有氙是較為理想的。 於某些實施形態，在放電開始前上述放電容器内之壓力 為O.ltorr以上3.0torr以下之範圍。 圖面之簡單說明 圖1 ’係關於本發明之實施形態之無電極放電燈點燈裝 置之構成圖。 i圖2，係習用之無電極放電燈點燈裝置之構成圖。 較佳實施例之說明 本申明木發明者，對具有線圈組不設於放電容器外側壁 2 ΐ於内側之結構的無電極放電燈之點燈裝置（無電極 物併而私燈之點燈裝置），於其中，不使用水銀做為發光 Ξ貝稀有氣體（例如氤）封入於放電容器，當燈點著 古：二“的發現如此可抑制線圈組的溫度上升，而 有此發明。A_ 五、發明說明（5) 如圖1所示，為依本發明做 電燈之點燈裝置之結構模式。Λ知·形態之無電極低壓放 本實施形態之無電極低^访带 發光物質之具透光性的放電六=燈之點燈裝置，具備封入 發光物質放電之交流電磁場的^1、產生使放電容器1内之 流電流的電源4，線圈组3至w、人图、、且3、與供給線圈組3交 放電容器1外側，而係配置^了性材才斗，而1、不是在 質至少含有稀有氣體，但是 ’放電容器1内之發光物 發光物質，舉例說，可只用=銀。 有氣體可使用氙、氬、氪、:&稀有氣體之氣體，該稀 合氣體亦可。依發光效率的觀：乳:上：a :用上述之混 氣者。本實施形態，於放電開始2:為使用至少含有 例說為在〇 1 tori·以上3 Ot ° -电谷器1内之壓力舉 下）之範圍内 3鳥ΓΓ以下（ma以上碰a以 〜於内放Λ容器it?面塗佈螢光體2，、經螢光體2，放電容 ;产:生，紫外線變換為可視光。營光體(榮光體層)2之 ίΐ，之:Λ為50_之程度。此外，於本實施形態放電 8匪的程度。再者，放電容器1，舉例說 二納玻璃所構成’放電容器丨之高度為65麗程度，放電丨容兄 器1之容積為160cm3程度。 線圈組3，係以磁性材料（例如鐵素體等）做成略呈棒狀 之形狀之棒狀怎部3a與線圈（例如銅線）3b所構成。線圈组 3插入於放電容器}中心部份所設之凹入部^，線圈組3之 線圈3b連接於電力的電源4。此外，於本說明書中，放電

47^7RQ 一—Ί 五、發明說明（6) 、j之外側壁，係思味著光線出來方面的側壁，凹入部 =亚不是光線出來方面的側壁，故凹入部la不含在放電容 器丄之外側壁。 #电源4 ’舉例說供給線圈組3自4〇kHz以上5〇〇kHz以下之 矿的父"IL屯流。此外，於本Ϊ^施例形態之電源4，含點 f =路。電源4係配置於外殼5之中，外殼5舉例說由⑽所 。外殼5支持著放電容器丨，於設有放電容器丨之反對 方=，設有燈帽7。燈帽7與電源4為電力的連接。此外， 本貫施形態之無電極低壓放電燈之點燈裝置，放電容器 1、線圈組3及電源4(及燈帽7)有一體化之結構。私 裝ΐΐ動:說明圖1所示構成之無電極低壓放電燈之點燈 j先…源4供給線圈31)交流電流，經線圈組3 =磁場。此產生之交流磁場，於放電容器丨内產生交流 Ϊ朱ί此交流電場反複激起放電容器1内之發光物質的加 u —大產生紫外線。該紫外線經螢光體2變換為可視 光由放電容器i之外側壁照射。如此之發光原理，盥 先前技術基本上是相同的，但本實施形態之無電極低壓放 電燈之點燈裝置之中的發光物質不含水銀。 如圖1所示之結構，放電容器丨内所封入的主要發光物 為水銀的情況（比較例）、封入氬的情況及封入氙的俨況、 時，線圈組3之最高溫度與流經線圈扑之電流、電壓3所測 定之實驗結果如下記表1所示。實驗條件顯示為，供給線 圈3b之電流頻率為i00kHz，供給放電容器}内之電力' =為

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47^7RQ 五、發明說明（7) 30W。 【表1】 發光物質 線圈組3之 最高溫度(°C) 流於線圈3b 之電流ίΑ) 發生於線圈3f 之電壓(V) 水銀(比較例） 240 2.4 54〇 氬 210 1.7 333 氙 200 · ,1.2 270

如比較例中做為發光物質（發光金屬）水銀封入之主、， 線？組3之最高溫度為240。。’此情;兄，於點燈)1'月後兄的 短h間即炮燈。熄:燈的理由是使用磁性材料的棒狀芯糾 之居里點達到2 4 0 C，而使電感減少不能產生磁場

對此，於封人氤或氬之稀有氣體的情況’線圈組H，二 溫度可降低3 0。(3〜4 0。(3，而不致熄燈。 取同 於封入水銀的結構（比較例之結構）之情況下，為 熄燈，散熱構件之設置以使線圈組3之溫度下降是必要、 是封入氣或氬之類稀有氣體構成（本實施形態之 構成）之h况，因能夠比封入水銀之結 ^ 度降低3fC〜4(rc之故，可不㈣轨棋，的線圈組3取1 之故叮不用政熱構件。假使於使用低 =f磁性材料的情;兄，有必要使線圈組3之溫度更為 I盖件或氬之本實施形態之結構下，使用簡單的黄 熱構件即已足夠。 思 、K鋁’、不這樣的情況，線圈組3之溫度之所以不

47^7RQ 五、發明說明（8) 同’是因流於線圈3b之雷a χ ^ 圈3b之電流，比起封入水：1之故。亦即，由於流於線 〇.2A)或封入氬的情況（1，7^ί况（2.4A)，封入氤的情況 氬的結構，比起封’』為低下’⑨封入氙或封入 較低。 銀的釔構在線圈礼之由銅損的發熱 "丨L動於線圈3 b之電流彻 但放電容器1内所發生之等要J3 ’雖然不是非常明確， 請案發明者之推論。抗為起因，這是本申 粒子直徑較小之故，稀有氣體的結冑，封入物質的 此，等離子體阻抗(Ρ丨 内粒子之衝突面積變小。因 等離子w币厂 几 asma ImPetance)低下，其紝果，佶 寻離千體電壓低下。h 一、、、。呆，使 體舉例說可看成丨袅的，放电容器1内所發生之等離子 1卷之線圈組與有成Α I 圖1所不之…構，可以想成 1 1之變壓”之：為^之線圈組3㈤變壓器(卷數比為 來，即伴隨ϋ泉圈3ΓΛ容器1内之等離子體電壓一低ί 下，流動於線圈3b之電流也低下，2果i的 此外，封入抑制，線圈組3之溫度下降。 ί入稀有氣體之么士士接 、口 壓可以低下，故可抑=構的知況，產生於線圈3b之電 與線圈組3之絕緣對m Λ4產生之電壓。因此，電^ 電源4予以—體化紝 男知形態，放電容器1、線圈組3及 A ^ 脱化、、Ό構的情況，小型化效果大。 戈 封入水銀構成的情況，於點燈初期至達到定格為

47^7RQ 五、發明說明（9) ' - 燈期間’隨著放電容器1之溫度上升水銀蒸氣壓增大之 故’有光束徐徐增強的性質。再加上等離子體阻抗也在變 動，依此，流動於線圈3b之電流、產生之電壓也有大變 | 動。再者，有依周圍之溫度變動而光束、線圈3b之電壓、I _ 電流也變動之性質。對此，在本實施形態只封入稀有氣體 | -的構造之情況，放電容器1内之壓力變動能夠特別小。因 i 此，光束之增強能夠更快，所以，能夠與周圍溫度無關而 得到一定的光束。此外，線圈3 b之電壓電流的變動也小 了，其結果，電源4之設計也容易了，電源4的結構也可以 簡單了。 !

此外，無電極低壓放電燈之點燈裝置，也有將線圈組3 I 纏繞在放電容器1外側之外繞線圈組方式者，但外繞線圈 組方式的情況，因線圈組3與外氣接觸之故，線圈組溫度 上升原本不會成為那樣重要的問題。另外，本實施形態之 結構，因於閉空間（凹入部13)中設有線圈組3，故以簡單 i 的構造能夠有效的抑制線圈組3的溫度上升，而為非常大 的優點。 i 本實施形態，由電源4供給線圈3b之交流電流之周波數 ： 為4 0 k Η z〜5 0 0 k Η z之範圍。所以設為如此之範圍，係因對於 _ 線圈3b之銅損能降低、線圈組3之溫度能降低正好適當之 故。亦即，設於4 0 kHz以上，能使流動於線圈3b上之電流 i 不會太大，而設於500kHz以下，能使線圈3b之表皮抵抗不 會太大。換言之，經由40 kHz〜500kHz之範圍，可有效防止 線圈組3銅損之增大，而使線圈組3溫度不上升。

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再者，於放電開始前之放電容器1内之壓力為〇 3.0torr(13.33Pa〜400Pa)較為理想。因為在〇1七〇^ 〇ΓΓ 3-Otorr的領域，於線圈31)產生之電壓能夠以 放電。亦即，在未滿〇.ltorr或超過3.0t〇rr的條件:= 與線圈組3要使用高耐壓之配件成為必要。4若放恭’電j原4 電壓能抑制於1 kv以下，則能夠使用小型之汎用=:ΰ之 件，可得到裝置能更容易再小型化之優點。’私配 % 此外，本實施形態之無電極低壓放電燈之點产裝 全沒有必要以水銀做為發光物質，係使用盔宝= 的結構，以環境保護觀點也是理想的放電燈^點燈=肢 再者，於本實施形態，曾表示放電容器丨、 1 ^ 。 4 一體化之結構，但並不限定於此，若兩;泉圈八、且3與笔源 。再者，發光物質並不限於氤與氬，其它 ^ 屬虱、巩、氦還有稀有氣體之混合物也能使用。 、’ 產業上的利用可能性 依本發明，放電容器不封 封入稀有氣體，故能提供可 放電燈之點燈裝置。依本發 置’能夠有不使用散熱配件 稀有氣體之情況下，等離子 電源結構能夠簡單，使點燈 能夠與點燈裝置周圍溫度無 入水銀做為發光物質，而至少 抑制線圈組溫度上升之無電極 明之無電極放電燈之點燈裝 之結構。加以，發光物質使用 體之負荷變動能夠變小之故， 裝置能夠規劃小型化。再者， 關’得到一定的光束，光的增

47^7RQ 五、發明說明（11) 強能加快。加以，只使用無害之發光物質即可構成之 以環境保護觀點來看是理想的。如此之無電極放電燈 燈裝置，舉例來說，電燈泡形之螢光燈等用途上能夠 的適用。 故， 之點 很好

Claims (1)

1. 47^7RQ 六、申請專利範圍 ^ ^ ^ ι 一種H極放電燈之點燈裝置，包含： 封入發光物質的透光性放電容器， 使上述發光物質放電產生交流電磁場的線圈組， 供給上述線圈組交流電流的電源， 上述線圈組至少含有磁性材料，且不是在前述放電容 器外側壁而係配置於内側， 上述發光物質至少含有稀有氣體，且不含水銀。 立\卜：：專利範圍箄1項之無電極放電燈之點燈裝置’ i ΐ圈組係插入於上述放電容器所設之凹入部。 其中上述電源所供給ί上項電燈4 4〇_以上50_ζ以。下之上述父流電流之頻率，其範圍為 如申請專利範圍笸广语也 其中更具備於上述放電容琴内.面學之點燈裝! ’ 述放電容器内產生的紫=營光體，依此上 泛•如申請糞剎r視先0 甘φ卜+ 11圍’1項之無電極放電燈之點燈裝置， 其中上述發光物皙 竺.n 氣、氖及者ΐ τ 礼體，該稀有氣體、係由山气、氬、 ^ L及虱或上述之混会物辦士、> ^丄 、6/如由&宙物所成之群中至少選出一種。 办·々申凊專利範圍第5項之盔雷 炱中上诚鉍女^ ' "，、甩極放电燈之點燈裝置， 具Τ上述稀有氣體，至少有氙。 %·如申請專利範圍第丨至6項 十 夂點燈裂置，其中上述放電容哭愚：之然電極.炙電燈 丈範圍.n w 内之壓力，於放電開始前 兵犯㈤為〇· lt〇rr以上3· Otorr以下。

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