CN201185181Y - 一种高光效球形无电极荧光灯 - Google Patents
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Abstract
一种高光效球形无电极荧光灯，包括球形的灯泡外壳、设置在灯泡外壳内部的内胆，所述灯泡外壳及内胆共同围成低气压等离子体电弧环路放电区，还包括设置在等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧的玻璃制成的隔离装置，所述隔离装置由开设有至少一个开口的玻璃管或玻璃片组成，保证隔离装置的内外通透，且其表面上涂敷有荧光粉。本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的优点在于：使得球形无电极荧光灯系统的发光效率得以提高，较传统的球形无电极荧光灯提高15－20％，增加了等离子体电弧环路放电区到功率耦合器的热阻，同时也减少了相应的辐射传导给内胆带来的热量，使制作大功率球形无电极荧光灯成为可能，灯功率能达到200－300W，光效可达75－85Lm/W。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种电灯，特别涉及一种具有新颖的球形内结构的高光效球型无电极荧光灯。
【背景技术】
传统的球泡型无电极荧光灯如图1所示，包括球形的灯泡外壳1’，设置在灯泡外壳内的内胆2’，由铁氧体功率耦合磁芯42’、编织线44’和散热棒46’组成的功率耦合器放置于该内胆2’的内侧。
无电极荧光灯由于不存在影响光源寿命的灯电极，其使用寿命得以延长。与传统的光源对比具有长寿命，节能，光效较高等优点。广泛使用于各种照明场合。
无电极荧光灯的发光原理与日光灯类似。灯管内的自由电子受电磁场力作用而被加速。当运动的电子与汞蒸汽原子碰撞时，如果电子动能足够大，则汞原子可以被激发，电子动能被汞原子吸收成为其激发态，汞原子内部的电子能级从基态跃迁到高能态，处于高能级的电子是不稳定的，总是会回到基态。当受激汞原子内的电子返回基态时，所吸收的能量就以辐射光子(253.7nm的UV)的形式释放出来，并经荧光粉光致发光进行波长转换为可见光。
无电极荧光灯由于没有电极，用于灯维持点亮的电功率只能通过电磁耦合的方式来进行。功率耦合器正是用来完成这一任务的部件。工频(50Hz、60Hz电源)电能经无电极荧光灯电源供给电路转换为50-1000KHZ的高频电能馈入变压器的初级绕组，而惰性气体和汞蒸气电离放电所形成的等离子体电弧作为变压器的次级绕组，经高频变压器进行初次级绕组之间的灯功率耦合，完成无电极荧光灯的电能传输。
作为无电极荧光灯功率耦合器的磁芯，其热量来自高频工作时的磁芯损耗和由球形无电极荧光灯气体放电所形成的等离子体电弧的热辐射传导和由离子与内胆玻璃壳的非弹性碰撞所带来的内胆玻壳的温升，且球形无电极荧光灯气体放电所形成的等离子体电弧的热辐射传导和由离子与内胆玻璃壳的非弹性碰撞所带来的热量是引起的功率耦合磁芯的温升的为主要因素，由于功率耦合器磁芯工作位置环境温度较高，可达230℃-250℃。在50-1000KHz的频率范围内，锰锌材料的功率损耗较小较适合用于该用途，但该类磁芯的居里点较低220℃-250℃。工作温度超过居里点时的失磁现象使得该功率耦合器难以在如此高温的条件下工作。
采用增大功率耦合器磁芯绕组与泡壳内胆之间的空间距离可以增加等离子体电弧环路放电区到功率耦合器之间的热阻，从而降低功率耦合器磁芯的工作温度，但由于无电极荧光灯初始电离放电主要依靠E场模式放电(容性耦合放电)，进而转入H场模式((感应磁场耦合放电)的环形放电过程，在放电建立过程的初期E场模式放电的电能主要靠功率耦合器磁芯线圈绕组与灯泡气体放电区之间的分布电容的耦合来完成，该分布电容的大小直接影响E场模式放电的效率，而功率耦合器磁芯线圈与泡壳内气体放电区之间的分布电容随着功率耦合器磁芯线圈与泡壳内气体放电区之间的间距的增大而减小，而该分布电容的减小将导致E场放电无法进行，无电极荧光灯无法启动。故简单的增加功率耦合器磁芯线圈与灯泡内胆气体放电区之间的空间距离来增加等离子体电弧环路放电区到功率耦合器之间的热阻是不可行的。
传统的解决方法是给功率耦合器磁芯增加金属导热棒(用铜，铝等组成)，用来移去功率耦合器上磁芯的热量。但效果并不显著，制约了球形无极灯的发展。尤其是大功率球形无电极荧光灯。
【发明内容】
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种提高球形无电极荧光灯的发光效率，简化了功率耦合器的散热要求，保证功率耦合磁芯运行于居里点之下，从而使得设计制造大功率球形无电极荧光灯成为可能的高光效球形无电极荧光灯。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种高光效球形无电极荧光灯，包括球形的灯泡外壳、设置在灯泡外壳内部的内胆，所述灯泡外壳及内胆共同围成气密性的等离子体电弧环路放电区，还包括设置在无电极荧光灯内胆及无电极荧光灯灯泡外壳之间的隔离装置。
该实用新型可进一步具体为：
所述隔离装置具有至少一个开口。
所述隔离装置采用玻璃。
所述隔离装置设置在等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧。
所述隔离装置内表面外表面或者同时在内外表面上涂敷有荧光粉。
所述隔离装置为玻璃管，其一端与内胆的一端共同密封在灯泡外壳的开口端部，另一端密封设置，玻璃管的圆周处开设一个以上的开口。
所述开口形状尺寸相同且等距离开设在玻璃管的圆周处。
所述隔离装置为一玻璃筒，所述玻璃筒套设在内胆的外侧，具有上开口和下开口，所述玻璃筒固定在内胆上。
所述隔离装置为一玻璃筒，所述玻璃筒套设在内胆的外侧，其下端固定在灯泡外壳上，上端开口。
所述隔离装置为一玻璃筒，所述玻璃筒上端密封在内胆的上方，下端开口，所述玻璃筒固定在内胆上。
所述隔离装置为一具有双层玻璃的空心的玻璃筒，该玻璃筒固定在内胆上，具有至少一个开口。
所述隔离装置为一个以上的玻璃片，所述玻璃片的固定连接在内胆上。
本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的优点在于：
一、在球形无极灯泡放电腔内胆与灯泡外壳之间的等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧设置隔离装置嵌套在内胆外的方式，增加了高温的等离子体电弧环路放电区到泡内功率耦合器的热阻，减少了等离子体电弧环路放电区高温的辐射传导给玻璃内胆带来的热量，大幅降低了放电腔体的高温对球形无极灯泡放电腔内侧的功率耦合器磁芯的工作温度的影响，降低了球形无电极荧光灯功率耦合器对磁芯性能(居里点)的要求，简化了功率耦合器的散热要求，使得设计制造大功率球形无电极荧光灯成为可能；
二、由于该隔离装置空间位置的设置介于球泡内胆和球泡外壳之间，低气压放电正柱区带电粒子的损失是双极性扩散运动到管壁的损失，大多数带电粒子的双极扩散运动被该隔离装置接收，而不再与内胆玻壳发生非弹性碰撞而使内胆玻璃温度上升，降低了内胆玻璃温度；
三、该装置的设置改变了球泡内等离子体组成的环形放电区的空间位置，使得等离子放电电弧的放电环路更靠近外圆，缩短了光子从等离子区到灯管内侧荧光粉的路程，共振辐射吸收的几率减小，提高了UV光子(紫外线光子)的利用率；
四、在球形无极灯泡放电腔内胆与外泡壳之间的等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧设置附加玻璃管(玻璃片等)涂有荧光粉，增大了荧光粉的有效发光面积，使得球形无电极荧光灯系统的发光效率得以提高。
以上几点的综合作用使得球形无电极荧光灯系统的发光效率得以提高，较传统的球形无电极荧光灯提高15-20％，增加了高温等离子体电弧环路放电区到泡内功率耦合器的热阻，减少了等离子体电弧环路放电区高温的辐射传导给玻璃内胆带来的热量，使制作大功率球形无电极荧光灯成为可能，灯功率能达到200-300W，光效可达75-85Lm/W。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是现有球形无电极荧光灯的结构示意图。
图2是本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的第一实施例的立体透视图。
图3是本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的第二实施例的部分剖视图。
图4是本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的第三实施例的部分剖视图。
图5是本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的第四实施例的部分剖视图。
图6是本实用新型第二、三、四实施例的截面视图。
图7是本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的第五实施例的部分剖视图。
图8是本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯的第六实施例的部分剖视图。
【具体实施方式】
本实用新型一种高光效球形无电极荧光灯包括球形的灯泡外壳、设置在灯泡外壳内部的内胆，该灯泡外壳及内胆共同围成气密性的等离子体电弧环路放电区，该实用新型高光效球形无电极荧光灯与现有球形无电极荧光灯的区别在于，该高光效球形无电极荧光灯还包括设置在内胆及灯泡外壳之间的隔离装置，该隔离装置由具有至少一个开口的玻璃管或玻璃片组成，只要保证隔离装置是通透的即可，使隔离装置与内胆之间的工作气体以及隔离装置与灯泡外壳之间的工作气体相互流通，从而不会影响低气压等离子体建立过程初期的E场放电。
该隔离装置的具体位置设置在等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧，该隔离装置可以是玻璃管或者玻璃片。且该隔离装置内表面(靠近内胆)外表面(靠近灯泡外壳)或内外表面上涂敷有荧光粉。
请参阅图2，为本实用新型的第一实施例，该高光效球形无电极荧光灯包括球形的灯泡外壳1、设置在灯泡外壳1内部的内胆2，该灯泡外壳1及内胆2共同围成气密性等离子体电弧环路放电区12，还包括设置在等离子体电弧环路放电区12的玻璃管3，灯泡外壳1的内表面上涂敷有荧光粉14，该等离子体电弧环路放电区12包含有低气压放电的工作气体，如惰性气体和汞蒸气的混和物。玻璃管3的内表面上涂敷有荧光粉，当然，也可以在玻璃管3的外表面涂敷荧光粉，或者同时在玻璃管3的内外表面涂敷荧光粉。
由铁氧体功率耦合磁芯、编织线和散热棒组成的功率耦合器放置于该内胆2的内侧(图未示)。
在本实施例中，该玻璃管3设置在等离子体电弧环路放电区12的靠近内胆2侧，其一端与内胆2的一端共同密封在灯泡外壳1的开口端部，另一端密封设置，玻璃管3的圆周处等距离开设四个形状尺寸相同的长条形的开口32，当然，该开口32的数量可以为别的数量，如1个、2个、3个或者多于4个，其设置方式也不用局限于本实施例中的等距离设置，且每个开口32的形状及尺寸也不一定要完全相同，另外，开口32也不必一定为长条形，任何其他的形状也是被允许的，如梯形、三角形、正方形等等形状，或者玻璃管3也可以使其上端或者下端不密封，总之，该开口32的设置只要保证玻璃管3内外的工作气体不被隔离即可。
请参阅图3，为本实用新型第二实施例，由铁氧体功率耦合磁芯42、编织线44，和散热棒46组成的功率耦合器4放置于该内胆2的内侧，其与上述第一实施例的区别在于，隔离装置的形状不同，该实施例中，隔离装置为一玻璃筒5，该玻璃筒5套设在内胆2的外侧，具有上开口52和下开口54，从而保证玻璃筒5内外通透，该玻璃筒5的外表面上涂敷有荧光粉，当然，也可以在玻璃筒5的内表面涂敷荧光粉，或者同时在玻璃筒5的内外表面涂敷荧光粉。
本实施例中，玻璃筒5通过上下各一对玻璃钉56固定在内胆2上。当然，玻璃钉的数量也可以增加或者减少，只要保证玻璃筒5固定在内胆2上即可，也可以通过其它现有的方式固定。
请参阅图4，为本实用新型第三实施例，其与上述第二实施例的区别在于，该实施例中，做为隔离装置的玻璃筒的下端固定在灯泡外壳1上，上端开口。
请参阅图5，为本实用新型第四实施例，其与上述第二实施例的区别在于，该实施例中，做为隔离装置的玻璃筒的上端密封在内胆2的上方，下端开口。
请参阅图6，为上述第二第三以及第四实施例的截面视图。
请参阅图7，为本实用新型第五实施例，其与上述第二实施例的区别在于，做为隔离装置的为一具有双层玻璃的空心的玻璃筒6，当然，该玻璃筒6可以具有上下两个开口，或者下端固定在灯泡外壳1上，只具有上端开口，或者只具有下端开口，上端密闭在内胆2的上方。
可以在该玻璃筒6的内外的外露表面上涂敷荧光粉。
请参阅图8，为本实用新型的第六实施例，其与上述第一实施例的区别在于，设置在等离子体电弧环路放电区12的不是玻璃管，而是至少一个的玻璃片7，本实施例中，在等离子体电弧环路放电区12靠近内胆2处等距离设置四个长方形的且形状尺寸相同的玻璃片7，且每个玻璃片7均与内胆平行设置，每个玻璃片7的底端固定连接在灯泡外壳上，上部通过玻璃钉固定在内胆2上。当然，该玻璃片7不一定要是形状尺寸相同，也不必要一定为4个，可以为如1个、2个、3个或者多于4个，其设置方式也不用局限于本实施例中的等距离设置，且玻璃片7也不必一定为长方形，任何其他的形状也是被允许的，如梯形、三角形、正方形等等形状。且玻璃片7也可以悬空设置在靠近内胆2侧，上下端通过玻璃钉固定在内胆2上。
上述实施例中，隔离装置只具有一层，当然，在灯泡外壳以及内胆间设置2层、3层、或者更多层的同样形状结构的或者不同形状结构的隔离状置也是允许的，并不超出本实用新型的保护范围。
在等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧设置附加的玻璃管或者玻璃片等隔离装置，增加了高温的等离子体电弧环路放电区到泡内功率耦合器的热阻，大幅降低了等离子体电弧环路放电区的高温对球形无极灯泡等离子体电弧环路放电区内侧(功率耦合器磁芯处)的工作温度，降低了球形无电极荧光灯功率耦合器对磁芯性能(居里点)的要求，简化了功率耦合器的散热要求，使得设计制造大功率球形无电极荧光灯成为可能。
且由于该隔离装置的空间位置设置介于球泡内胆和等泡外壳之间，等离子体放电正柱区带电粒子的损失是双极性扩散运动到管壁的损失，大多数带电粒子的双极扩散运动被隔离装置接收，而不再与内胆的玻璃壳发生非弹性碰撞而使内胆温度上升，从而降低了内胆温度。
由于该结构带来无电极荧光灯功率耦合器磁芯工作温度的降低，满足了磁芯工作于温度损耗关系曲线的损耗较小值处，提高了电路的耦合效率。
隔离装置的设置改变了球泡内等离子体组成的等离子体电弧环路放电区的空间位置，使得等离子放电电弧的放电环路更靠近外圆，缩短了光子从等离子区到灯管内侧荧光粉的路程，共振辐射吸收的几率减小，提高了UV光子的利用率。
隔离装置上涂有荧光粉，增大了荧光粉的有效发光面积，使得球形无电极荧光灯系统的发光效率得以提高。
以下表一为采用本实用新型的技术方案与传统的球形无电极荧光灯的光效率与功率耦合器磁芯温度的对比数据表，可以看出，使用本技术方案的隔离装置后，使得球形无电极荧光灯系统的发光效率得以很大提高。
表一采用本实用新型的技术方案与传统的球形无电极荧光灯的光效率与功率耦合器磁芯温度的对比数据表
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
Claims (12)
1.一种高光效球形无电极荧光灯，包括球形的灯泡外壳、设置在灯泡外壳内部的内胆，所述灯泡外壳及内胆共同围成等离子体电弧环路放电区，功率耦合器放置于内胆的内侧，其特征在于：还包括设置在内胆及灯泡外壳之间的至少一层隔离装置。
2.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置具有至少一个开口。
3.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置采用玻璃。
4.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置设置在等离子体电弧环路放电区靠近内胆侧。
5.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置内表面外表面或者同时在内外表面上涂敷有荧光粉。
6.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置为玻璃管，其一端与内胆的一端共同密封在灯泡外壳的开口端部，另一端密封设置，玻璃管的圆周处开设一个以上的开口。
7.如权利要求6所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述开口形状尺寸相同且等距离开设在玻璃管的圆周处。
8.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置为一玻璃筒，所述玻璃筒套设在内胆的外侧，具有上开口和下开口，所述玻璃筒固定在内胆上。
9.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置为一玻璃筒，所述玻璃筒套设在内胆的外侧，其下端固定在灯泡外壳上，上端开口。
10.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置为一玻璃筒，所述玻璃筒上端密封在内胆的上方，下端开口，所述玻璃筒固定在内胆上。
11.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置为一具有双层玻璃的空心的玻璃筒，该玻璃筒固定在内胆上，具有至少一个开口。
12.如权利要求1所述的一种高光效球形无电极荧光灯，其特征在于：所述隔离装置为一个以上的玻璃片，所述玻璃片的固定连接在内胆上。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2008201017160U Expired - Fee Related CN201185181Y (zh) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | 一种高光效球形无电极荧光灯 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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2009
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