Данное изобретение относится к осветительному устройству, использующему излучение диапазона сверхвысоких частот, и в частности относится к осветительному устройству, использующему излучение диапазона сверхвысоких частот, содержащему диэлектрическое зеркало, отражающее вперед световое излучение, генерируемое в колбе.
Как правило, осветительные устройства, использующие излучение диапазона сверхвысоких частот, представляют собой устройство, испускающее видимый луч или ультрафиолетовые лучи за счет излучения диапазона сверхвысоких частот в безэлектродную плазменную колбу, и имеют более долгий срок службы, чем лампа накаливания или люминесцентная лампа, и при этом имеют превосходные характеристики освещения.
На фиг.1 представлено продольное сечение приводимого в качестве примера осветительного устройства, использующего излучение СВЧ-диапазона в соответствии с известным уровнем техники.
В соответствии с указанной фигурой известное осветительное устройство, использующее излучение СВЧ-диапазона, содержит магнетрон 2, установленный в корпусе 1 и формирующий излучение СВЧ-диапазона; генератор 3 высокого напряжения, повышающий переменное напряжение от энергосистемы общего пользования до высокого напряжения и запитывает магнетрон; волновод 4 для передачи формируемого в магнетроне 2 излучения СВЧ-диапазона; сетчатый экран 6, установленный на выходе волновода 4 и разбивающий поток излучения СВЧ-диапазона и пропускающий световое излучение; и колбу 5, находящуюся в сетчатом экране 6, для испускания светового излучения по мере превращения в плазму материала, наполняющего колбу 5, за счет энергии излучения СВЧ-диапазона, передаваемой по волноводу 4, т.е. при ионизации материала, находящегося в колбе.
Использующее излучение СВЧ-диапазона осветительное устройство содержит отражатель 7, расположенный перед корпусом 1, который является периферической областью сетчатого экрана 6, для концентрического отражения вперед светового излучения, формируемого в колбе 5.
Диэлектрическое зеркало 8, которое пропускает излучение СВЧ-диапазона, передаваемое по волноводу 4, и отражает вперед световое излучение, испускаемое колбой 5, установлено на выходе 4а волновода 4. Отражатель 7 выполнен в виде искривленной поверхности параболической формы, но диэлектрическое зеркало 8 выполнено в виде плоскости, имеющей отверстие 8а в центральной части, через которое проходит цилиндрическая часть 5b, колбы 5.
При этом узел 9 охлаждающего вентилятора для охлаждения магнетрона 2 и генератора 3 высокого напряжения установлен в задней области корпуса 1. Ссылочное обозначение 9а представляет корпус вентилятора. 9b вентилятор; M1 - двигатель колбы; М2 - двигатель вентилятора.
Использующее излучение СВЧ-диапазона осветительное устройство известного уровня техники действует следующим образом.
При поступлении рабочего сигнала в генератор 3 высокого напряжения: генератор 3 высокого напряжения повышает переменное напряжение и обеспечивают магнетрону 2 повышенное таким образом высокое напряжение. За счет высокого напряжения магнетрон 2 совершает колебания и генерирует излучение СВЧ-диапазона очень высокой частоты. Генерированное излучение СВЧ-диапазона излучается в сетчатый экран 6 через волновод 4 с испусканием светового излучения, которое имеет собственный спектр излучения, за счет разряда материала, наполняющего колбу 5. При этом световое излучение отражается вперед отражателем 7 и диэлектрическим зеркалом 8.
Но согласно традиционному описываемому выше осветительному устройству, использующему излучение СВЧ-диапазона, отражаемое отражателем 7 световое излучение излучается как прямое световое излучение и концентрируется, но световое излучение, отражаемое диэлектрическим зеркалом 8, рассеивается в некоторой совокупности направлений в соответствии с углами падения, как изображено на фиг.2.
Поэтому часть светового излучения, испускаемого из колбы 5, отражается на диэлектрическом зеркале 8 и теряется, и поэтому эффект освещения снижается.
Колба 5 должна находиться в фокусе отражателя 7, чтобы в наибольшей степени формировать световое излучение по прямой линии, но диэлектрическое зеркало 8, выполненное в виде плоскости, установлено вблизи фокуса. Поэтому трудно расположить колбу 5 точно в фокусе отражателя 7.
Поэтому задача данного изобретения заключается в обеспечении использующего излучение СВЧ-диапазона осветительного устройства, выполненного с возможностью того, чтобы формируемое в колбе световое излучение можно было излучать параллельно, и поэтому будет повышен КПД освещения и будут сведены к минимуму потери светового излучения.
Еще одна задача данного изобретения заключается в обеспечении использующего излучение СВЧ-диапазона осветительного устройства, в котором колбу можно удобным образом расположить в фокусе отражателя для облегчения позиционирования колбы.
Для достижения этих и прочих преимуществ и в соответствии с целью данного изобретения, реализуемого и описываемого в данной заявке, обеспечивают использующее излучение СВЧ-диапазона осветительное устройство, содержащее волновод для передачи излучения СВЧ-диапазона, формируемого в магнетроне; сетчатый экран, установленный на выходе волновода, для блокирования потока излучения СВЧ-диапазона и пропускания светового излучения; колбу, установленную в сетчатом экране, для испускания светового излучения за счет излучения СВЧ-диапазона; диэлектрическое зеркало, установленное на выходе волновода, для пропускания СВЧ-диапазона и для отражения светового излучения, испускаемого из колбы, параллельно вперед; и отражатель, установленный вокруг сетчатого экрана, для отражения светового излучения, испускаемого из колбы, вперед.
Диэлектрическое зеркало выполняют в виде неплоской формы.
Указанное диэлектрическое зеркало выполняют в виде обтекаемого поперечного сечения, имеющего заданную кривизну.
Колбу устанавливают в фокусе диэлектрического зеркала.
Диэлектрическое зеркало формируют с той же кривизной, что и у отражателя.
Колбу устанавливают в фокусе параболы, образованной диэлектрическим зеркалом и отражателем.
Цилиндрическая часть колбы, соединяющаяся с колбой, проходит через выход волновода; и диэлектрическое зеркало содержит отверстие, через которое проходит цилиндрическая часть колбы.
Установочная часть для зеркала, выступающая вперед, выполнена на выходе волновода в целях установки диэлектрического зеркала.
Установочная часть для зеркала выполнена на концевой части волновода.
Упоминаемые выше и прочие задачи, признаки, особенности и преимущества данного изобретения поясняются в приводимом ниже подробном описании данного изобретения в совокупности с сопровождающими чертежами.
Сопровождающие чертежи, прилагаемые для пояснения изобретения и составляющие неотъемлемую часть данного описания, иллюстрируют осуществление данного изобретения и совместно с описанием поясняют принципы данного изобретения.
На фиг.1 представлено продольное сечение, изображающее вариант реализации изобретения, использующего излучение СВЧ-диапазона осветительного устройства в соответствии с известным уровнем техники.
На фиг.2 представлено подробное изображение диэлектрического зеркала, изображаемого на фиг.1;
На фиг.3 представлено продольное сечение, изображающее использующее излучение СВЧ-диапазона осветительное устройство в соответствии с данным изобретением;
На фиг.4 представлено подробное изображение основных элементов, изображаемых на фиг.3, в целях описания действия диэлектрического зеркала, изображаемого на фиг.3.
Далее следует подробное описание предпочтительных осуществлении данного изобретения, примеры которых даны в прилагаемых чертежах.
Для элементов, аналогичных элементам из известного уровня техники, используются аналогичные обозначения.
На фиг.3 представлено продольное сечение, изображающее осветительное устройство, использующее излучение СВЧ-диапазона, согласно данному изобретению; на фиг.4 представлено подробное изображение, описывающее действие диэлектрического зеркала, изображаемого на фиг.3.
Согласно этим иллюстрациям использующее излучение СВЧ-диапазона осветительное устройство содержит магнетрон 2, установленный в корпусе 1 и формирующий излучение СВЧ-диапазона; генератор 3 высокого напряжения, который повышает переменное напряжение от энергосистемы общего пользования и обеспечивает магнетрон 2 высоким напряжением; волновод 4 для передачи формируемого в магнетроне 2 излучения СВЧ-диапазона; сетчатый экран 6, установленный на выходе 4а волновода 4, для блокировки потока излучения СВЧ-диапазона и пропускания светового излучения; и колбу 5, находящуюся в сетчатом экране 6, для испускания светового излучения, превращая в плазму материал, наполняющий колбу 5b, за счет энергии излучения СВЧ-диапазона, передаваемой по волноводу 4.
Отражатель 7 для совокупного отражения вперед светового излучения, формируемого в колбе 5, неподвижно установлен на корпусе 1 вокруг сетчатого экрана 6. Диэлектрическое зеркало 10 для пропускания излучения СВЧ-диапазона и отражения светового излучения установлено на выходе волновода 4 в задней части колбы 5.
Диэлектрическое зеркало 10 имеет обтекаемое поперечное сечение с той же кривизной, что и у отражателя 1, который является параболическим зеркалом; и сквозное отверстие 10а выполнено в центральной части диэлектрического зеркала 10 и через него проходит цилиндрическая часть 5b колбы 5.
Установочная часть 4b для зеркала, являющаяся выступом кольцевой формы, выполнена внутри выхода 4а волновода с возможностью прилегания и прикрепления к ней диэлектрического зеркала 10.
При этом желательно, чтобы установочная часть 4b для зеркала была выполнена по возможности ближе к концу выхода 4а волновода 4, чтобы свести к минимуму выступающую высоту выхода 4b между диэлектрическим зеркалом 10 и отражателем 7.
Колба 5 расположена таким образом, что центр испускающей части 5а расположен в фокусе параболы, образованной отражателем 7 и диэлектрическим зеркалом 7.
Поэтому диэлектрик 10 фиксируют за счет прилегания или уплотнения в установочном состоянии на установочной части 4b для зеркала, сформированной на конце выхода 4а волновода 4, и он образует параболическую структуру вместе с отражателем 7 для параллельного отражения светового излучения, генерируемого в колбе 5.
При этом диэлектрическое зеркало 10 можно выполнить без кривизны, если угол отражаемого света параллелен углу падения вперед светового излучения.
То есть диэлектрическое зеркало 10 не выполняют с искривленной формой поверхности согласно изображениям на фиг.3 и 4, а формируют как плоскость, в которой световое излучение, излучаемое из колбы 5, может излучаться вперед, отражаясь параллельно углу падения.
Ссылочное обозначение 9а представляет корпус вентилятора. 9b - вентилятор; M1 - двигатель колбы; М2 - двигатель вентилятора.
Далее описываются функционирование и эффективность осветительного устройства, использующего излучение СВЧ-диапазона, в соответствии с данным изобретением.
При подаче в магнетрон 2 высокого напряжения, которое повышено с помощью генератора высокого напряжения, магнетрон 2 формирует излучение СВЧ-диапазона. Излучение СВЧ-диапазона направляется в сетчатый экран 6 через волновод 4, чтобы разрядить материал, наполняющий испускающую часть 5а колбы 5, в результате чего осуществляется испускание светового излучения.
Некоторая часть светового излучения, формируемого в колбе 5, излучается вперед отражателем 7 и диэлектрическим зеркалом 10 для освещения некоторой площади.
При этом некоторая часть светового излучения, формируемого колбой 5, излучается параллельно вперед, отражаясь на отражателе 7, а световое излучение, которое излучается в направлении назад от колбы 5, отражается на диэлектрическом зеркале 10 параболической формы и излучается вперед согласно фиг.4.
Отражатель 7 и диэлектрическое зеркало 10 образуют параболу, и, соответственно, центр испускающей части 5а в колбе 5 находится в фокусе указанной параболы. Затем большую часть светового излучения, формируемого в испускающей части 5а колбы 5, изменяют на параллельный луч, когда световое излучение отражается на отражателе 7 и диэлектрическом зеркале 10 и излучается, и поэтому обеспечиваемое данной осветительной системой освещение выше, чем обеспечиваемое устройствами из известного уровня техники с теми же исходными условиями. Поэтому можно эффективно снизить энергопотребление всей осветительной системы.
В соответствии с использующим излучение СВЧ-диапазона осветительным устройством данного изобретения отражатель и диэлектрическое зеркало выполнены таким образом, что световое излучение, формируемое в колбе, полностью излучается как параллельный луч, в результате чего можно повысить КПД освещения. Помимо этого колбу можно удобным образом расположить в фокусе отражателя, и поэтому легко выполняются операции позиционирования и установки колбы.
Поскольку данное изобретение можно осуществить различным образом в рамках его объема и существенных признаков, также подразумевается, что описываемые выше варианты реализации не ограничиваются какими-либо подробностями приводимого выше описания, если конкретно не оговаривается иначе; напротив, изобретение следует толковать широко в рамках прилагаемой формулы изобретения; и поэтому все изменения, включаемые в рамки формулы или в их эквиваленты, подразумеваются как включаемые в прилагаемую формулу изобретения.
Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение срока службы и повышение КПД освещения. Осветительное устройство содержит волновод для передачи излучения диапазона сверхвысоких частот, формируемого в магнетроне, сетчатый экран, установленный на выходе волновода, для блокирования потока излучения диапазона сверхвысоких частот и пропускания светового излучения; колбу, расположенную в сетчатом экране, для испускания светового излучения за счет излучения диапазона сверхвысоких частот, диэлектрическое зеркало, выполненное с предварительно заданной кривизной для отражения светового излучения, испускаемого в колбе, вперед параллельно, и отражатель, расположенный вокруг сетчатого экрана, для отражения светового излучения, испускаемого в колбе, вперед. Отражатель и диэлектрическое зеркало расположены таким образом, что совместно образуют параболу, при этом упомянутая колба установлена в фокусе параболы, сформированной зеркалом и отражателем. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
ЛАТУНЬ | 2008 |
|
RU2356972C1 |
US 5334913 А, 02.08.1994 | |||
БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПА С КОНТРОЛИРУЕМЫМ СПЕКТРАЛЬНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ | 1998 |
|
RU2152666C1 |
СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ РАЗРЯДА В БЕЗЭЛЕКТРОДНОЙ ЛАМПЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2156517C1 |
US 4975625 С1, 04.12.1990. |
Авторы
Даты
2004-03-20—Публикация
2002-04-03—Подача