БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК H01J65/04 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение касается безэлектродной системы освещения и более конкретно безэлектродной системы освещения, которая генерирует световое излучение, используя излучение СВЧ-диапазона, генерируемое магнетроном.

Уровень техники.

В общем безэлектродная система освещения является устройством для испускания видимых лучей или ультрафиолетовых лучей посредством применения излучения СВЧ-диапазона к безэлектродной лампе и поэтому имеет более длительный срок службы, чем обычно используемые лампа накаливания и ртутная люминесцентная лампа, и имеет более высокую световую отдачу.

На фиг.1 представлен вид в продольном разрезе, показывающий обычную безэлектродную систему освещения согласно современному уровню техники.

Как там показано, обычная безэлектродная система освещения содержит генератор 2 высокого напряжения для преобразования подводимой электроэнергии переменного тока в высокое напряжение и магнетрон 3 для генерирования излучения СВЧ-диапазона, используя высокое напряжение, получаемое от генератора 2 высокого напряжения, в корпусе 1.

Кроме того, для направления генерируемого в магнетроне 3 излучения СВЧ-диапазона внутри корпуса 1 между магнетроном 3 и генератором 2 высокого напряжения установлен волновод 4 так, что он открывается наружу через открытый участок 1а, образованный в корпусе 1.

Баллон 6, который заполнен материалом, облучаемым энергией СВЧ-диапазона, расположен с выходной стороны волновода 4. Кроме того, в промежуточном участке волновода 4 образовано сквозное отверстие 4а вала, и через это сквозное отверстие 4а вала проходит вал 5 вращения, который подсоединен к баллону 6. Двигатель 7 баллона установлен на нижней стенке волновода 4, обеспечивая вращение баллона с помощью вала вращения и предотвращая локальное нагревание баллона 6.

Кроме того, на выходной стороне волновода 4, которая расположена на передней стороне корпуса 1, установлен резонатор 8 из металлического экрана, который закрывает внешнюю сторону баллона 6 для блокирования рассеяния излучения СВЧ-диапазона, передаваемого от магнетрона 3, и для пропускания светового излучения, испускаемого из баллона 6.

Отражатель 9 прикреплен на передней стенке корпуса 1 для отражения светового излучения, генерируемого в баллоне 6 и проходящего через резонатор 8.

Кроме того, для охлаждения магнетрона 3 и генератора 2 высокого напряжения на задней стенке корпуса 1 установлено охлаждающее устройство 13. Охлаждающее устройство 13 содержит кожух 12 вентилятора, включающий в себя нагнетательные отверстия 12а и всасывающее отверстие 12b, двигатель 10 вентилятора и охлаждающий вентилятор 11.

На передней стенке корпуса 1 образовано множество откачных отверстий 1b, чтобы воздух, всасываемый через всасывающее отверстие 12b, остужал генератор 2 высокого напряжения и магнетрон 3 и затем выпускался наружу из корпуса 1.

Работа представленной выше обычной безэлектродной системы освещения будет описана следующим образом.

Когда подается электропитание, генератор 2 высокого напряжения вырабатывает высокое напряжение, и в магнетроне 3 с помощью высокого напряжения генерируется излучение СВЧ-диапазона.

Излучение СВЧ-диапазона, генерируемое описанным выше образом, передается в резонатор 8 по волноводу 4, затем в материале, заполняющем баллон 6, происходит разряд под действием излучения СВЧ-диапазона и генерируется световое излучение посредством плазмы и световое излучение, отражаемое отражателем 9, направляется вперед.

Кроме того, когда в баллоне 6 генерируется световое излучение, двигатель 7 баллона вращается с заранее определенной скоростью для вращения баллона 6, для предотвращения локального нагревания баллона 6.

В то же время охлаждающий вентилятор 11 вращается под управлением двигателя 10 вентилятора и, соответственно, внешний воздух, всасываемый через кожух 12 вентилятора, охлаждает генератор 2 высокого напряжения и магнетрон 3, после этого воздух выпускается наружу из корпуса 1 через откачные отверстия 1b, образованные в передней стенке корпуса 1.

Однако в соответствии с обычной безэлектродной системой освещения только баллон 6, резонатор 8 и т.д. действительно необходимы для испускания светового излучения, тем не менее почти все компоненты установлены внутри корпуса 1, и поэтому объем системы освещения увеличен и занимает большое пространство при установке. И может быть очень трудно применять систему освещения в случае, когда пространство для размещения небольшое.

Кроме того, согласно обычной безэлектродной системе освещения, если воздух вводится в компоненты типа резонатора 8 через зазор между собранными компонентами во время процесса вдувания воздуха, когда охлаждающее устройство используется для охлаждения генератора 2 высокого напряжения и магнетрона 3, загрязнения типа пыли или дефекты, вызванные воздухом, могут окислять компоненты резонатора 8 и т.д. или ухудшать функционирование компонентов под действием высокой температуры вокруг баллона 6, посредством чего срок службы системы освещения может быть уменьшен.

Сущность изобретения.

Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача обеспечить безэлектродную систему освещения, подходящую для минимизирования излучающей части посредством отделения упорядоченных частей, которые фактически не являются необходимыми для излучения, от излучающей части.

Другой задачей, решаемой настоящим изобретением, является обеспечение безэлектродной системы освещения, с помощью которой предотвращают ухудшение характеристик и повреждение баллона, которые могут производиться загрязнениями типа пыли, посредством предотвращения введения в компоненты воздуха, принудительно вдуваемого в охлаждающее устройство.

Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с задачей настоящего изобретения, как воплощено и в общих чертах описано здесь, обеспечена безэлектродная система освещения, содержащая основной корпус, включающий в себя волновод, по которому передается излучение СВЧ-диапазона, резонатор, подсоединенный к выходу волновода, и баллон, расположенный внутри резонатора; вспомогательный корпус, включающий в себя магнетрон для генерирования излучения СВЧ-диапазона и генератор высокого напряжения для обеспечения магнетрона высоким напряжением; и кабель передачи излучения СВЧ-диапазона, подсоединенный от магнетрона к волноводу, для передачи излучения СВЧ-диапазона.

Основной корпус герметизирован, за исключением той части, где открыт выход волновода.

Вспомогательный корпус включает в себя охлаждающее устройство для охлаждения магнетрона и генератора высокого напряжения.

Кроме того, вспомогательный корпус включает в себя всасывающее отверстие и выпускное отверстие для циркулирования внешнего воздуха, а охлаждающее устройство содержит охлаждающий вентилятор для принудительного циркулирования внешнего воздуха внутри вспомогательного корпуса и двигатель вентилятора для приведения в действие двигателя вентилятора.

Также для достижения задач настоящего изобретения обеспечена безэлектродная система освещения, содержащая основной корпус, включающий в себя магнетрон для генерирования излучения СВЧ-диапазона, волновод для передачи излучения СВЧ-диапазона и резонатор, подсоединенный к выходу волновода, и баллон, расположенный внутри резонатора; вспомогательный корпус, включающий в себя генератор высокого напряжения для обеспечения магнетрона высоким напряжением; и коаксиальный кабель, подсоединенный от генератора высокого напряжения к магнетрону для передачи высокого напряжения.

Основной корпус включает в себя отделяющую пластину для деления на область, где установлен магнетрон, и область, где установлен волновод.

Охлаждающее устройство установлено в области, где установлен магнетрон, для охлаждения магнетрона.

Всасывающее отверстие и выпускное отверстие образованы в основном корпусе в области, где установлен магнетрон, для циркулирования внешнего воздуха, а охлаждающее устройство включает в себя охлаждающий вентилятор для принудительного прокачивания внешнего воздуха в основной корпус и двигатель вентилятора, приводящий в действие двигатель вентилятора.

Основной корпус, включающий в себя волновод, герметизирован.

Вспомогательный корпус включает в себя вентиляционное отверстие для обеспечения возможности введения внешнего воздуха.

Безэлектродная система освещения сконструирована как описано выше, нагревающиеся компоненты типа магнетрона и генератора высокого напряжения установлены внутри вспомогательного корпуса с охлаждающим устройством, а компоненты, которые обязательно необходимы для испускания светового излучения, типа баллона, резонатора и волновода установлены в основном корпусе, который установлен отдельно от вспомогательного корпуса. Таким образом, для испускания светового излучения можно устанавливать только излучающую часть и размер устройства можно уменьшить. Поэтому систему можно легко устанавливать, и она имеет более высокий внешний вид после завершения монтажа.

Кроме того, нагревающиеся компоненты и излучающая часть установлены отдельно в соответствующих корпусах, или воздух, вдуваемый из охлаждающего устройства, блокируется от введения в излучающую часть, и таким образом можно предотвращать эрозию в резонаторе и баллоне, вызываемую пылью, попадающей с внешним воздухом, который вводится в излучающую часть.

Упомянутые выше и другие задачи, особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания настоящего изобретения, приведенного вместе с прилагаемыми чертежами.

Перечень фигур чертежей.

Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения лучшего понимания изобретения, объединены и составляют часть этого описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.

Фиг.1 представляет вид в продольном разрезе, показывающий обычную безэлектродную систему освещения; фиг.2 представляет вид в продольном разрезе, показывающий безэлектродную систему освещения согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг.3 представляет вид в продольном разрезе, показывающий безэлектродную систему освещения согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Теперь будет сделана подробная ссылка на предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которого иллюстрированы на прилагаемых чертежах.

Фиг.2 представляет вид в продольном разрезе, показывающий безэлектродную систему освещения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Как там показано, безэлектродная система освещения содержит вспомогательный корпус 101, включающий в себя генератор 102 высокого напряжения для повышения электроэнергии переменного тока до высокого напряжения, магнетрон 103 для генерирования излучения СВЧ-диапазона под действием высокого напряжения, подаваемого от генератора 102 высокого напряжения, охлаждающий вентилятор 104 и двигатель 104а вентилятора для охлаждения магнетрона 103 и генератора 102 высокого напряжения.

Вспомогательный корпус 101 дополнительно включает в себя всасывающее отверстие 101а и выпускное отверстие 101b так, чтобы внешний воздух всасывался и выпускался, когда вращается охлаждающий вентилятор 104.

Безэлектродная система освещения дополнительно содержит основной корпус 105, сконструированный отдельно от вспомогательного корпуса 101, включающий в себя волновод 106 для направления генерируемого излучения СВЧ-диапазона из магнетрона 103 и двигатель 109 баллона для вырабатывания вращательного усилия, с возможностью охлаждения баллона 108, которые будут описаны ниже.

Здесь, в области, где часть волновода 106 выступает через основной корпус 105, образован открытый участок 105а, а другие части основного корпуса 105, за исключением открытого участка 105а, герметизированы. Кроме того, волновод 106 закреплен в основном корпусе 105, и на нижней части волновода 106 установлен двигатель 109 баллона.

Выходной участок 106а волновода 106 открыт с передней стороны основного корпуса 105 через открытый участок 105а, а для блокирования рассеяния излучения СВЧ-диапазона и пропускания светового излучения, испускаемого из баллона 108, к выходному участку 106а подсоединен резонатор 110.

Кроме того, на передней стороне основного корпуса 105 вокруг резонатора 110 укреплен отражатель 111 конической формы, который отражает световое излучение, генерируемое в баллоне 108 и проходящее через резонатор 110.

Баллон 108 образован в виде сферы, которая заполнена материалом, облучаемым энергией СВЧ-диапазона, излучаемой через волновод 106.

Баллон 108 не содержит электрод типа нити накала, имеет длительный или полупостоянный срок службы. Кроме того, заполняющим баллон 108 материалом может быть металл, галогенсодержащие соединения или сера и селен, которые излучают, образуя плазму во время работы баллона 108, инертный газ типа Ar, Хе, Кr для образования плазмы внутри баллона 108 в начальной стадии испускания светового излучения, и добавки, чтобы делать запуск легким, помогая начальному разряду, или для управления спектром генерируемого светового излучения. Кроме того, в соответствии с назначением осветительного прибора управляют видами, количеством или соотношением этих материалов.

Баллон 108 имеет в общем сферическую или цилиндрическую форму и изготавливается из материала с высоким коэффициентом пропускания света и небольшими диэлектрическими потерями типа кварца.

С другой стороны, в центральном участке волновода 106 образовано сквозное отверстие 106а вала, и вал 107 вращения, который передает вращательное усилие от двигателя 109 баллона к баллону 108, проходит через сквозное отверстие 106а вала.

В особенности, кабель 112 передачи излучения СВЧ-диапазона подсоединен между магнетроном 103, установленным внутри основного корпуса 105, и волноводом 106, установленным внутри вспомогательного корпуса 101, чтобы передавать излучение СВЧ-диапазона от магнетрона 103 в волновод 106.

Работа и эффект безэлектродной системы освещения согласно варианту осуществления настоящего изобретения, сконструированной, как представлено выше, будут описаны следующим образом.

Когда на генератор 102 высокого напряжения, установленный внутри вспомогательного корпуса 101, подается электропитание, под действием высокого напряжения, вырабатываемого генератором 102 высокого напряжения, из магнетрона 103 выводится излучение СВЧ-диапазона.

Выводимое излучение СВЧ-диапазона передается в волновод 106, установленный внутри основного корпуса 105, по кабелю 112 передачи излучения СВЧ-диапазона, после этого излучение СВЧ-диапазона излучается внутрь резонатора 110 через волновод 106.

В это время в материале, заполняющем баллон 108, производится разряд под действием излучения СВЧ-диапазона, излучаемого внутрь резонатора 110, и образуется плазма, таким образом испускается световое излучение. Кроме того, световое излучение проходит через резонатор 110 и излучается вперед или часть светового излучения отражается от отражателя 111 и излучается вперед.

С другой стороны, когда световое излучение испускается из баллона 108, двигатель 109 баллона вращается с заранее определенной скоростью, заставляя вращаться баллон 108, и таким образом можно предотвращать нагревание и повреждение локального участка на поверхности баллона 108.

Кроме того, для охлаждения генератора 102 высокого напряжения и магнетрона 103 во вспомогательном корпусе 101 используется охлаждающий вентилятор 104.

Поэтому согласно безэлектродной системе освещения вышеупомянутого варианта осуществления генератор 102 высокого напряжения и магнетрон 103, которые излучают высокую температуру, установлены внутри вспомогательного корпуса 101 с охлаждающим вентилятором 104, а баллон 108 и резонатор 110 установлены внутри основного корпуса 105, посредством чего размер основного корпуса уменьшен и систему освещения легко можно устанавливать, даже если пространство небольшое.

Кроме того, основной корпус 105 герметизирован и поэтому в резонатор 110 и волновод 106 загрязнения не просачиваются, благодаря чему можно предотвращать эрозию или повреждение компонентов.

На фиг.3 представлен вид в продольном разрезе, показывающий безэлектродную систему освещения согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Ради удобства для компонентов, имеющих аналогичные функции, используются те же ссылочные позиции, что и в вышеупомянутом варианте осуществления.

В упомянутом выше варианте осуществления магнетрон и генератор высокого напряжения установлены в дополнительном вспомогательном корпусе, однако согласно данному варианту осуществления генератор высокого напряжения установлен во вспомогательном корпусе, а магнетрон установлен в основном корпусе, т.е. генератор 102 высокого напряжения для преобразования подводимой электроэнергии переменного тока в высокое напряжение установлен во вспомогательном корпусе 101.

Здесь на одной стенке вспомогательного корпуса 101 образовано всасывающее отверстие 101с так, чтобы обеспечить возможность введения внешнего воздуха и охлаждения генератора 102 высокого напряжения.

Основной корпус 105, который расположен отдельно от вспомогательного корпуса 101, содержит магнетрон 103 для генерирования излучения СВЧ-диапазона посредством соединения с генератором 102 высокого напряжения коаксиальным кабелем 102а, волновод 105 для направления генерируемого излучения СВЧ-диапазона из магнетрона 103 и двигатель 109 баллона для вырабатывания вращательного усилия с целью охлаждения баллона 108.

Кроме того, резонатор 110, установленный на выходе 106а волновода 106, баллон 108 для генерирования светового излучения под действием излучения СВЧ-диапазона, связанный с двигателем 109 баллона валом 107 вращения внутри резонатора 110, и отражатель 111 для отражения светового излучения, генерируемого в баллоне 108, по направлению вперед установлены на передней стенке основного корпуса 105.

В особенности внутри основного корпуса 105 установлена отделяющая пластина 302 для отделения области, где расположен магнетрон 103, и области, где расположен волновод 106, причем отделяющая пластина 302 включает в себя отверстие 302а, через которое проходит выходной участок 103а магнетрона 103. Кроме того, для охлаждения магнетрона 103 в области, где расположен магнетрон 103 в основном корпусе 105, установлены охлаждающий вентилятор 301 и двигатель 301а вентилятора.

В основном корпусе 105, где расположен магнетрон 103, образованы как всасывающее отверстие 105b, так и выпускное отверстие 105с, чтобы внешний воздух всасывался и выпускался в соответствии с работой охлаждающего вентилятора 301.

Кроме того, основной корпус 105, где расположен волновод 106, герметизирован с помощью отделяющей пластины 302.

Согласно соответствующей другому варианту осуществления настоящего изобретения безэлектродной системе освещения генератор высокого напряжения установлен в дополнительном вспомогательном корпусе, а область, где установлены волновод и резонатор, герметизирована, и поэтому размер основного корпуса может быть уменьшен, а проникновение загрязнений в область, где установлен волновод, можно предотвратить.

С другой стороны, в вышеупомянутых вариантах осуществления для охлаждения генератора высокого напряжения или магнетрона установлены охлаждающий вентилятор и двигатель вентилятора, однако для охлаждения генератора высокого напряжения и магнетрона можно использовать способы типа естественной воздушной конвекции посредством формирования отверстия в соответствующих корпусах и способ теплопроводности, с помощью которого теплота излучается из корпуса посредством установления тепловой трубы, имеющей более высокую теплопроводность.

Поскольку настоящее изобретение можно воплощать в нескольких формах, не отступая при этом от его сущности или существенных характеристик, должно быть понятно, что вышеупомянутые варианты осуществления не ограничены какой-либо из деталей предшествующего описания, если не определено иначе, а скорее их следует широко рассматривать в пределах его объема и сущности, определенных в прилагаемой формуле изобретения, и поэтому все видоизменения и модификации, которые попадают в пределы и границы, определенные формулой изобретения, или эквивалентность таких пределов и границ, как предполагается, охвачены прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение надежности и срока эксплуатации. Безэлектродная система освещения содержит основной корпус, включающий в себя волновод, по которому передается излучение СВЧ-диапазона, резонатор, подсоединенный к выходу волновода, и баллон, расположенный в резонаторе, а также вспомогательный корпус, включающий в себя магнетрон, генерирующий излучение СВЧ-диапазона, генератор высокого напряжения для обеспечения магнетрона высоким напряжением и кабель передачи излучения СВЧ-диапазона, подсоединенный от магнетрона к волноводу для передачи излучения СВЧ-диапазона. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Безэлектродная система освещения, содержащая основной корпус, включающий в себя волновод, для передачи излучения СВЧ-диапазона, резонатор, подсоединенный к выходу волновода, и баллон, расположенный в резонаторе, вспомогательный корпус, включающий в себя магнетрон, генерирующий излучение СВЧ-диапазона, и генератор высокого напряжения для обеспечения магнетрона высоким напряжением, и кабель передачи излучения СВЧ-диапазона, подсоединенный от магнетрона к волноводу, для передачи излучения СВЧ-диапазона.2. Система освещения по п.1, в которой герметизирован основной корпус, за исключением части, где открыт выход волновода.3. Система освещения по п.1, в которой охлаждающее устройство включено во вспомогательный корпус с возможностью охлаждения магнетрона и генератора высокого напряжения.4. Система освещения по п.3, в которой вспомогательный корпус включает в себя всасывающее отверстие и выпускное отверстие с возможностью обеспечения циркулирования внешнего воздуха, и охлаждающее устройство включает в себя охлаждающий вентилятор для принудительного прокачивания внешнего воздуха во вспомогательный корпус и двигатель вентилятора, выполненный с возможностью приведения в действие охлаждающего вентилятора.5. Безэлектродная система освещения, содержащая основной корпус, включающий в себя магнетрон, генерирующий излучение СВЧ-диапазона, волновод, по которому передается излучение СВЧ-диапазона, резонатор, подсоединенный к выходу волновода, баллон, расположенный в резонаторе, и отделяющую пластину для отделения области, в которой расположен магнетрон, и области, в которой расположен волновод в основном корпусе, при этом основной корпус, где установлен волновод, герметизируется, вспомогательный корпус, включающий в себя генератор высокого напряжения для обеспечения магнетрона высоким напряжением, и коаксиальный кабель, подсоединенный от генератора высокого напряжения к магнетрону, для передачи в магнетрон высокого напряжения.6. Система освещения по п.5, в которой охлаждающее устройство установлено в области, где расположен магнетрон, для охлаждения магнетрона.7. Система освещения по п.6, в которой основной корпус, в котором установлен магнетрон, имеет всасывающее отверстие и выпускное отверстие для обеспечения возможности циркулирования внешнего воздуха, при этом охлаждающее устройство включает в себя охлаждающий вентилятор для принудительного прокачивания внешнего воздуха внутрь основного корпуса и двигатель вентилятора, приводящий в действие охлаждающий вентилятор.8. Система освещения по п.5, в которой вспомогательный корпус включает в себя вентиляционное отверстие с возможностью введения в него внешнего воздуха.