КОЛБА ЛАМПЫ С ОТРАЖАТЕЛЕМ И ПРИМЕНЯЮЩАЯ ЕЕ БЕЗЭЛЕКТРОДНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА Российский патент 2004 года по МПК H01J65/04 

Изобретение относится к безэлектродной газоразрядной лампе и, в частности, к колбе с отражателем и применяющей ее газоразрядной лампе, выполненной с возможностью излучать свет в колбе, в которой герметично заключен инертный газ, за счет микроволн.

Безэлектродная газоразрядная лампа является лампой, содержащей колбу, в которой герметично заключено соответствующее количество инертного газа, такого как аргон и т.п., за счет чего световое излучение испускается в условиях плазмы с помощью возбуждения сверхвысокой частотой. Такого рода безэлектродная газоразрядная лампа имеет более длительный срок службы, чем обычная лампа накаливания или люминесцентная лампа, и обеспечивает повышенную освещенность.

Фиг.1 иллюстрирует продольное сечение, изображающее обычную безэлектродную газоразрядную лампу. Здесь обычная безэлектродная газоразрядная лампа содержит корпус 1; магнетрон 3, установленный в корпусе 1 для выведения сверхвысокой частоты; волновод 5, установленный в корпусе 1, для передачи сверхвысокой частоты, выводимой из магнетрона 3; колбу 7, установленную в корпусе 1 и выступающую из него наружу от его передней стороны, в которой герметично заключен инертный газ G для испускания светового излучения; резонатор 19, прикрепленный к выходу волновода 5 и выполненный в виде сетчатой конструкции, чтобы блокировать сверхвысокую частоту и пропускать световое излучение; и отражатель 11, прикрепленный на передней стороне корпуса вокруг резонатора 19, для отражения вперед светового излучения, испускаемого из колбы 7.

На внутренней стороне корпуса 1 установлен генератор 13 высокого напряжения для электроснабжения высокого напряжения.

В волноводе 5 в центральной части выполнено отверстие 5а для вала; и вал 10 вращения, который выполнен с возможностью вращать колбу 7, проходит в отверстие 5а для вала. Двигатель 9 колбы совместно с валом 10 вращения установлен в нижней части волновода 5, чтобы охлаждать колбу 7 за счет вращения колбы.

Также в задней части корпуса 1 расположен охлаждающий блок 14 для охлаждения магнетрона 3 и генератора 13 высокого напряжения. Охлаждающий блок 14 содержит корпус 17 вентилятора, который представляет собой проход, по которому наружный воздух проходит в корпус; охлаждающий вентилятор 15, установленный в корпусе 17 вентилятора, и двигатель 16 вентилятора для привода и вращения охлаждающего вентилятора.

Также внутренняя сторона поверхности отражателя 11 выполнена в виде отражающей поверхности для отражения светового излучения, испускаемого вперед из колбы 7; а отражающее зеркало 12 установлено для отражения светового излучения, испускаемого из колбы 7 в сторону волновода 5 на выходе волновода 5.

Но проблема обычной безэлектродной газоразрядной лампы заключается в том, что на изготовление и сборку лампы затрачивается значительное время и весь габарит лампы укрупняется, поскольку обычную безэлектродную газоразрядную лампу собирают путем изготовления, соответственно, отражателя 11, отражающего зеркала 12, колбы 7 и резонатора 19.

В связи с указанными выше проблемами обычную безэлектродную газоразрядную лампу невозможно применять для систем низкого напряжения, например для проекторов на жидких кристаллах, телевизионных проекторов и т.п. в качестве источника энергии, который должен быть компактным, т.к. габарит лампы увеличивается из-за габарита отражателя 11 и собранной конструкции, хотя она имеет более продолжительный срок службы, чем обычная лампа накаливания или люминесцентная лампа, и обеспечивает повышенную освещенность.

Для решения указанной выше проблемы известного уровня техники согласно данному изобретению предлагается колба с отражателем и использующая ее безэлектродная газоразрядная лампа, которые могут сократить время сборки колбы и отражателя и уменьшить габарит лампы за счет выполнения колбы, в которой герметично заключен инертный газ, и отражателя для отражения света за одно целое друг с другом.

Для обеспечения указанных и прочих преимуществ, и в соответствии с задачами данного изобретения, осуществляемого согласно приводимому здесь общему описанию, предлагается безэлектродная газоразрядная лампа согласно данному изобретению, которая включает в себя волновод для передачи сверхвысокой частоты, генерируемой в магнетроне; резонатор, установленный на выходе волновода, для блокирования сверхвысокой частоты и пропускания светового излучения; и комплексную колбу, которая сформирована из герметично заключающей в себе инертный газ колбной части для испускания светового излучения за счет сверхвысокой частоты и установленной внутри резонатора отражающей части для совокупного отражения светового излучения, испускаемого вперед из колбной части.

По меньшей мере, часть резонатора выполнена в виде сетчатой структуры, в результате чего световое излучение, испускаемое из колбы с отражателем, испускается наружу.

Резонатор содержит часть, которая не является сетчатой и выполнена в виде цилиндрической конструкции с открытыми обеими сторонами и которая прикреплена к выходу волновода, и сетчатую часть, установленную в открытой части стороны несетчатой части, для пропускания светового излучения, испускаемого из колбы с отражателем.

Колба с отражателем соединена с двигателем колбы, прикрепленным к резонатору, с помощью вала вращения и охлаждается вращением.

Инжекционное отверстие колбы с отражателем выполнено на стороне, и уплотняющий элемент герметизирует инжекционное отверстие.

Волновод установлен в корпусе, и его выход выступает из корпуса.

Магнетрон установлен на боковой поверхности волновода в корпусе.

Генератор высокого напряжения для обеспечения высокого напряжения для магнетрона установлен в корпусе.

Охлаждающий блок установлен на одной стороне корпуса, чтобы охлаждать магнетрон и генератор высокого напряжения.

Колба с отражателем для безэлектродной газоразрядной лампы в соответствии с данным изобретением для решения упоминаемой выше задачи содержит колбную часть, в которой герметично заключен инертный газ, и отражающую часть, проходящую сплошь со стороны колбной части, и отражательную поверхность на, по меньшей мере, одной части, чтобы отражать световое излучение, испускаемое из колбной части.

Колба и отражающая часть выполнены из материала, проницаемого для сверхвысокой частоты, а инжекционное отверстие выполнено на стороне колбы с отражателем, и уплотняющий элемент герметизирует инжекционное отверстие.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения поперечное сечение отражающей части выполнено в виде параболической конструкции, а колбная часть установлена в фокусе отражающей поверхности.

Колбная часть выполнена шаровидной и соединена заодно с отражающей частью с помощью соединительной части.

Согласно еще одному варианту осуществления данного изобретения боковая поверхность отражательной части выполнена в виде полукруглой конструкции, а колбная часть выполнена шаровидной и соединена за одно целое с внутренней центральной поверхностью отражающей части.

Согласно еще одному варианту осуществления данного изобретения отражающая часть выполнена в виде конструкции с плоской поверхностью, а колбная часть выполнена шаровидной, установлена на определенном расстоянии от отражающей части и соединена с отражающей частью за одно целое с помощью соединительной части.

Вышеизложенные и другие признаки, аспекты и преимущества данного изобретения станут более очевидными из следующего ниже подробного описания в совокупности с прилагаемыми чертежами.

Прилагаемые чертежи, приводимые для пояснения изобретения, составляют часть данного описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения, и совместно с описанием поясняют принципы изобретения.

На чертежах:

Фиг.1 - продольное сечение, изображающее обычную безэлектродную газоразрядную лампу;

Фиг.2 - продольное сечение, изображающее безэлектродную газоразрядную лампу согласно первому варианту осуществления данного изобретения;

Фиг.3 - продольное сечение, изображающее безэлектродную газоразрядную лампу согласно первому варианту осуществления данного изобретения;

Фиг.4 - схема последовательности операций способа изготовления колбы с отражателем для безэлектродной газоразрядной лампы в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения;

Фиг.5 и 6 - продольные сечения колбы с отражателем для безэлектродной газоразрядной лампы в соответствии со вторым и третьим вариантами осуществления данного изобретения, соответственно;

Фиг.7 - продольное сечение, изображающее безэлектродную газоразрядную лампу в соответствии с четвертым вариантом осуществления данного изобретения.

Ниже следует подробное описание предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения, примеры которого иллюстрируются на прилагаемых чертежах.

Фиг.2 - продольное сечение, изображающее безэлектродную газоразрядную лампу согласно первому варианту осуществления данного изобретения.

Согласно Фиг.2 безэлектродная газоразрядная лампа согласно первому варианту осуществления данного изобретения содержит корпус 100, который включает в себя: часть 101а с отверстием, выполненную на стороне корпуса, волновод 105, установленный в корпусе 100, для передачи сверхвысокой частоты, генерируемой в магнетроне 104, резонатор 120, установленный на выходе 105а волновода 105, для блокирования сверхвысокой частоты и пропускания светового излучения, и колбу 131 с отражателем, которая установлена на внутренней стороне резонатора 120 и герметично заключает в себе инертный газ, для одновременного испускания светового излучения за счет сверхвысокой частоты и для отражения вперед светового излучения, испускаемого из колбной части.

В корпусе 100 также установлен генератор 113 высокого напряжения для подачи высокого напряжения в магнетрон 104, и охлаждающий блок 115 для охлаждения магнетрона 104 и генератора 113 высокого напряжения установлен в задней части корпуса 100.

Двигатель 126 колбы установлен на нижней стороне волновода 105 для охлаждения колбы 131 с отражателем путем ее вращения.

Далее следует подробное описание согласно изобретению основных компонентов указанной выше конструкции.

Во-первых, корпус 100 выполнен путем соответствующей сборки переднего корпуса 101 и заднего корпуса 102 с помощью болтов 103.

В переднем корпусе 101 расположена на передней поверхности часть 101а с отверстием так, что выход 105а волновода 105 обращен к внешней стороне корпуса 100, и предусмотрено выпускное отверстие 101b для выпуска наружу воздуха изнутри. В заднем корпусе 102 установлен корпус 116 вентилятора для формирования охлаждающего блока 115.

Волновод 105 выполнен в виде цилиндрической конструкции для передачи сверхвысокой частоты и на боковой поверхности волновода 105; магнетрон 104 установлен таким образом, что сверхвысокая частота, выводимая из магнетрона 104, передается внутрь резонатора 120.

В центре волновода 105 выполнено отверстие 105b для вала; и, соответственно, вал 127 вращения, соединяющий двигатель 126 колбы и колбу 131 с отражателем, проходит через отверстие 105b для вала.

По меньшей мере, часть резонатора 120 выполнена в виде сетчатой конструкции, в результате чего световое излучение, испускаемое из колбы 131 с отражателем, испускается наружу.

Резонатор 120 содержит несетчатую часть 121, выполненную в виде цилиндрической конструкции, открытой с обеих сторон и прикрепленной к выходу 105а волновода 105, и сетчатую часть 122, установленную на открытой части одной стороны несетчатой части 121 и предназначенную для пропускания через себя светового излучения, испускаемого из колбы 131 с отражателем.

В резонаторе 120 часть с отверстием другой стороны несетчатой части 121 уплотнена фиксирующей лентой 125 на выходе 105а волновода 105.

Охлаждающий блок 115 содержит корпус 116 вентилятора, установленный в заднем корпусе 102; вентилятор 117 охлаждения, установленный в корпусе 116 вентилятора для принудительной подачи наружного воздуха внутрь корпуса 100, и двигатель 118 вентилятора для привода и вращения вентилятора 117 охлаждения.

Фиг.3 подробно изображает продольное сечение колбы с отражателем.

Колба 131 с отражателем включает в себя колбную часть 132, в которой герметично заключен инертный газ; отражающую часть 134, выполненную за одно целое с задней стороной колбной части 132, отражательную поверхность 135 для отражения вперед светового излучения, испускаемого из колбной части 132, и соединительную часть 133, выполненную в виде сегмента для соединения заодно колбной части 132 и отражающей части 134.

Здесь колба 131 с отражателем выполнена из проницаемого для сверхвысокой частоты материала.

Сечение отражающей части 134 имеет параболическую форму, а колбная часть 132 установлена в фокусе отражательной поверхности 135 отражающей части 134.

Инжекционное отверстие 133а выполнено в соединительной части 133 для инжекции инертного газа в колбную часть 132, а уплотняющий элемент 136 заполняет отверстие 133а для инжекции газа в целях герметизации колбной части 132.

Колбу 131 с отражателем охлаждают путем вращения для снижения температуры колбы, нагревающейся при испускании светового излучения за счет сверхвысокой частоты, а, соответственно, вал 127 вращения, соединенный с двигателем 126 колбы, примыкает к инжекционному отверстию 133а, находящемуся в задней части отражающей части 134.

При этом вал 127 вращения может быть закреплен путем его запрессовки в инжекционном отверстии 133а, либо путем прикрепления вала к отражающей части 134.

Способ изготовления описываемой колбы с отражателем далее излагается со ссылкой на Фиг.4.

Фиг.4 представляет схему последовательности операций способа изготовления колбы с отражателем для безэлектродной газоразрядной лампы согласно первому варианту осуществления данного изобретения.

Сначала за одно целое формируют (S10) колбную часть 132, соединительную часть 133 и отражающую часть 134. Затем инертный газ инжектируют внутрь колбной части 132 через инжекционное отверстие 133а соединительной части 133 (S20). Затем изготовление колбы 131 с отражателем завершают герметизацией (S30) инжекционного отверстия 133а с помощью уплотняющего элемента 136.

Ниже следует описание сборки и работы безэлектродной газоразрядной лампы, описанной выше конструкции согласно первому варианту осуществления данного изобретения.

В корпусе 100 монтируют волновод 105, магнетрон 104, генератор 113 высокого напряжения и охлаждающий блок 115. При этом двигатель 126 колбы устанавливают в волноводе 105 таким образом, что вал 127 вращения выступает из выхода 105а волновода 105.

Затем производят сборку колбы 131 с отражателем, соединяя ее с валом 127 вращения, и этот узел устанавливают на наружной стороне колбы 131 с отражателем, закрываемой резонатором 120. Затем сборку безэлектродной газоразрядной лампы завершают прикреплением резонатора 120 к выходу 105а волновода 105 с помощью фиксирующей ленты 125.

Такую безэлектродную газоразрядную лампу согласно данному изобретению можно легко собрать, поскольку нужно установить только резонатор 120 при условии, что колба 131 с отражателем собрана снаружи корпуса 100.

В этой безэлектродной газоразрядной лампе световое излучение, испускаемое за счет возбуждения инертного газа в колбной части 132 при выведении сверхвысокой частоты из магнетрона 104, передают внутрь резонатора 120 через волновод 105.

Поэтому часть светового излучения, испускаемого в колбной части 132, испускается вперед от нее, непосредственно проходя через сетчатую часть 122 резонатора 120, а остальная часть светового излучения отражается в отражательную поверхность 135, и затем отражается вперед от нее, проходя через сетчатую часть 122.

Фиг.5 и 6 представляют продольные сечения, которые изображают колбу с отражателем для безэлектродной газоразрядной лампы в соответствии со вторым и третьим вариантами осуществления данного изобретения, соответственно.

В колбе 141 с отражателем, изображаемой на Фиг.5, отражающая часть 144 имеет полукруглую форму, и отражательная поверхность 145 выполнена на внутренней поверхности отражающей части 144. Колбная часть 142 имеет шарообразную форму и за одно целое соединена с центральной внутренней поверхностью отражающей части 144.

В колбе 151 с отражателем, изображаемой в Фиг.6, отражающая часть 154 имеет плоскую пластинчатую форму, и поэтому отражающая поверхность 155 имеет плоскую форму; и колбная часть 152 имеет шарообразную форму и за одно целое соединена с отражающей частью 154 на некотором расстоянии от отражающей части 154 с помощью соединительной части 153.

Фиг.7 представляет продольное сечение, изображающее безэлектродную газоразрядную лампу в соответствии с четвертым вариантом осуществления данного изобретения. В этом варианте осуществления компоненты, являющиеся одинаковыми с излагаемым выше первым осуществлением, обозначены теми же ссылочными номерами, и их подробное описание не приводится.

В четвертом варианте осуществления данного изобретения колба 231 с отражателем не опирается на двигатель колбы и вал вращения, а опирается на резонатор 220 - в отличие от первого варианта осуществления.

В безэлектродной газоразрядной лампе согласно четвертому варианту осуществления данного изобретения колба 231 с отражателем содержит колбную часть 232, отражающую часть 234 для отражения светового излучения, испускаемого вперед из колбной части 232, и соединительную часть 233, сформированную в сегментной конструкции для сплошного соединения колбной части 232 и отражающей части 234.

Колба 231 с отражателем выполнена таким образом, что вал колбы, как и в первом варианте осуществления, не соединен. Поэтому нет необходимости, чтобы волновод 205 формировал отверстие, через которое проходит вал колбы.

Резонатор 220 содержит несетчатую часть в виде цилиндрической конструкции с открытыми обеими сторонами, прикрепленную сетчатую часть 222, закрытую с передней стороны не-сетчатой части 221, чтобы колба с отражателем не выходила из нее, и чтобы пропускать световое излучение, испускаемое через нее из колбы 231 с отражателем.

Поэтому колба 231 с отражателем установлена таким образом, что она опирается на внутреннюю сторону несетчатой части 221 и сетчатую часть 222 резонатора 120.

Согласно вышеизложенному безэлектродная газоразрядная лампа в соответствии с данным изобретением может сократить время сборки лампы и уменьшить общий габарит лампы за счет того, что колба и отражатель выполнены как одно целое, а резонатор установлен вне их, в результате чего ее можно применять в системе низкого напряжения.

Поскольку данное изобретение может быть осуществлено в нескольких видах в рамках его концепции и существенных характеристик, следует также отметить, что описываемые выше варианты осуществления не ограничиваются какими-либо подробностями приводимого выше описания, если это однозначно не указано, и должны истолковываться широко в их рамках и диапазоне, определяемых в прилагаемой формуле изобретения, и поэтому все изменения и модификации, включаемые в рамки формулы изобретения или в их эквиваленты, считаются охватываемыми прилагаемой формулой изобретения.

Безэлектродная газоразрядная лампа, содержащая волновод для передачи сверхвысокой частоты, испускаемой из магнетрона, резонатор, установленный на выходе волновода, для блокирования сверхвысокой частоты и пропускания светового излучения, и колбу с отражателем, установленную внутри резонатора и содержащую колбную часть, которая герметично заключает в себе инертный газ и испускает световое излучение за счет сверхвысокой частоты, и отражающую часть для отражения светового излучения, испускаемого вперед из колбной части, причем указанные обе части сформированы за одно целое. Техническим результатом является обеспечение возможности сокращения времени сборки лампы и уменьшение общего габарита лампы. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Безэлектродная газоразрядная лампа, содержащая волновод для передачи сверхвысокой частоты, генерируемой в магнетроне, резонатор, установленный на выходе волновода, для блокирования сверхвысокой частоты и для пропускания светового излучения, и колбу с отражателем, установленную внутри резонатора и содержащую колбную часть, которая герметично заключает в себе инертный газ и испускает световое излучение за счет сверхвысокой частоты, и отражающую часть для отражения вперед светового излучения, испускаемого из колбной части, причем обе указанные части выполнены за одно целое друг с другом.2. Лампа по п.1, в которой по меньшей мере часть резонатора выполнена в виде сетчатой конструкции так, что световое излучение, испускаемое из колбы с отражателем, испускается наружу.3. Лампа по п.1, в которой резонатор содержит несетчатую часть, выполненную в виде цилиндрической конструкции с открытыми обеими сторонами и прикрепленную к выходу волновода, и сетчатую часть, соединенную с открытой частью несетчатой части, для пропускания светового излучения, испускаемого из колбы с отражателем.4. Лампа по п.1, в которой колба с отражателем, соединенная с двигателем колбы, прикрепленным к резонатору валом вращения, охлаждается за счет вращения.5. Лампа по п.1, в которой колба с отражателем опирается на резонатор.6. Колба с отражателем для безэлектродной газоразрядной лампы, содержащая колбную часть, в которой герметично заключен инертный газ и которая испускает световое излучение за счет сверхвысокой частоты, и отражающую часть, выполненную за одно целое с задней стороной колбной части и имеющую отражательную поверхность по меньшей мере в одной ее части для отражения светового излучения, испускаемого из колбной части.7. Колба по п.6, в которой на стороне колбы с отражателем выполнено инжекционное отверстие и уплотняющий элемент герметизирует инжекционное отверстие.8. Колба по п.6, в которой поперечное сечение отражающей части имеет параболическую форму, а колбная часть выполнена таким образом, что она установлена в фокусе отражательной поверхности.9. Колба по п.6, в которой поперечное сечение отражающей части имеет полукруглую форму.10. Колба по п.6, в которой отражающая часть выполнена в виде плоской поверхности.