CN207818523U - 一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，包括透光材料制成的泡体，泡体内同轴设有腔体，泡体轴向单个外端或两个外端分别同轴连接有陶瓷柱，其中一个陶瓷柱中同轴设有通孔，通孔中同轴设有塞杆，由塞杆内端封闭腔体，封闭的腔体内填充有发光物质和稀有气体。本实用新型具有更高的工作温度和散热特性，大大提高了整体灯具的发光效率，可以大范围改善显色指数和色温等光参数，结构简单，体积小，功率大，成本低，便于大批量生产。

Description

一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡

技术领域

本实用新型涉及微波等离子体照明领域，具体是一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡。

背景技术

目前现有的传统照明光源都存在电极结构，经过长时间工作后，电极与玻璃的密封处非常容易产生漏气现象，导致了灯泡寿命的缩短。此外，电极材料在长时间高温工作后会挥发，挥发后附着在灯泡内壁上，会使灯泡内壁发黑，影响灯泡的透光性，导致灯泡的光衰较大，发光效率大大降低。同时，由于电极的存在，灯泡内填充的物质就必须不能和电极发生反应，这就限制了灯泡内填充元素的选择，所以传统照明光源的显色指数，光效等并没有较大的提升空间。

随着LED的发展非常迅速，理论寿命可达3万小时，但至目前为止，LED大多只能应用于室内或者其他功率较小场所。在大功率照明领域，由于LED不产生红外和紫外光线，其高达60-70%以上热能需要通过散热器来解决，这些热量带来的温度升高会导致LED的寿命的缩短。

微波等离子体无极透光陶瓷灯泡，由于不存在电极结构，具有寿命长、光衰小、光效高、色温可调等优点。由于泡壳的材料通常采用高纯度的石英玻璃，其软化温度比较低，灯泡工作温度不易过高，影响了其性能的进一步发挥。如果需要进一步提高光源品质，就需要提高灯泡的耐受温度，针对现有技术的问题，可以采用透光陶瓷来替代石英玻璃材料，这样的设计可以大大提高灯泡的发光效率、色温和显色指数等关键参数，本实用新型的目的是提供一种发光效率高、寿命更长的陶瓷无极灯电弧管。

实用新型内容 本实用新型的目的是提供一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：包括透光材料制成的泡体，泡体内同轴设有圆柱形或椭圆形的腔体，腔体的轴向两端为半球形或平面形，泡体轴向单个外端或两个外端分别同轴连接有陶瓷柱，其中一个陶瓷柱中同轴设有通孔，通孔内端连通至泡体的腔体，通孔外端位于所在的陶瓷柱外端面，陶瓷柱的通孔中同轴设有塞杆，塞杆内端延伸至通孔内端并与通孔内端所在的腔体端部齐平，由塞杆内端封闭腔体，封闭的腔体内填充有发光物质和稀有气体。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：泡体由透光氧化铝陶瓷材料制成。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述陶瓷柱内的通孔为外宽内窄的锥形孔，或者为直柱形孔，对应的塞杆为锥形或直柱形。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述发光物质为非金属元素，或者一种或多种金属元素的卤化物，当为卤化物时优选溴化物或碘化物，发光物质可以是碱性或中性或酸性。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述发光物质成型为颗粒状。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或多种的组合。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述陶瓷柱与泡体材质相同，塞杆的膨胀系数与陶瓷柱膨胀系数一致。

所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述陶瓷柱的通孔外端设计为扩径口，塞杆外端连接有与扩径口内端形成限位配合的限位座，以扩径口作为焊接槽，焊接槽内在限位座上填充焊料，通过焊料使塞杆的限位座焊接在扩径口内。

微波等离子体无极陶瓷灯泡采用微波电场用来电离泡壳内部的气体生成等离子体，通过内部的离子间碰撞和能量输运形成高密度的等离子体发光。其中，微波频率越高，其激发的等离子体发光效率就越高。

用于微波等离子体无极陶瓷灯泡内部没有金属电极，内部只有惰性气体和金属卤化物或溴化物。

本实用新型具有以下优点：（1）由于采用陶瓷材料，具有更高的工作温度和散热特性，因而灯泡可以工作在1000⁰C度以上，这比石英泡壳高出300⁰C度，具有更好的散热特性，其体积比同样功率等级的石英泡壳小约30%，没有玻璃泡壳的软化问题，这些优点可以大延长了灯泡甚至50000小时的寿命。（2）陶瓷泡壳可以比石英泡壳做的更小，其点光源的特性使得灯具的配光容易，从而大大提高了整体灯具的发光效率。（3）陶瓷材料比石英材料具有更稳定的化学性能，可以考虑填充更多的发光物质，因此，可以大范围改善显色指数和色温等光参数。（4）结构简单，体积小，功率大，成本低，便于大批量生产。

附图说明

图1为本实用新型泡体两端连接有陶瓷柱时结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为本实用新型泡体单端连接有陶瓷柱时结构示意图。

图4为图3的剖视图。

图5为本实用新型实施例一泡体和陶瓷柱结构示意图。

图6为本实用新型实施例二泡体和陶瓷柱结构示意图。

图7为本实用新型实施例三泡体和陶瓷柱结构示意图。

图8为本实用新型实施例四泡体和陶瓷柱结构示意图。

图9为本实用新型实施例五泡体和陶瓷柱结构示意图。

图10为本实用新型实施例六泡体和陶瓷柱结构示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，包括透光材料制成的泡体1，泡体1内同轴设有圆柱形或椭圆形的腔体2，腔体2的轴向两端为半球形或平面形，泡体1轴向单个外端同轴连接有陶瓷柱6或两个外端分别同轴连接有陶瓷柱5、6，其中一个陶瓷柱6中同轴设有通孔，通孔内端连通至泡体的腔体2，通孔外端位于所在的陶瓷柱6外端面，陶瓷柱6的通孔中同轴设有塞7杆，塞杆7内端延伸至通孔内端并与通孔内端所在的腔体2端部齐平，由塞杆7内端封闭腔体，封闭的腔体内填充有发光物质3和稀有气体4。

泡体1由透光氧化铝陶瓷材料制成。

陶瓷柱6内的通孔为外宽内窄的锥形孔，或者为直柱形孔，对应的塞杆7为锥形或直柱形。

发光物质3为非金属元素，或者一种或多种金属元素的卤化物，当为卤化物时优选溴化物或碘化物，发光物质可以是碱性或中性或酸性。

发光物质3成型为颗粒状。

稀有气体4是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或多种的组合。

陶瓷柱6与泡体1材质相同，塞杆7的膨胀系数与陶瓷柱6膨胀系数一致。

陶瓷柱6的通孔外端设计为扩径口8，塞杆7外端连接有与扩径口8内端形成限位配合的限位座9，以扩径口8作为焊接槽，焊接槽内在限位座 9上填充焊料，通过焊料使塞杆7的限位座9焊接在扩径口8内。

实施例一

如图5所示，本实用新型中泡体1内腔体2为圆柱形，腔体2的轴向两端为平面形，泡体两端分别连接陶瓷柱5、6，其中一个陶瓷柱6内有连通至腔体内的直柱形通孔，通孔中设有塞杆7。

实施例二

如图6所示，本实用新型中泡体1内腔体2为椭圆形，腔体2的轴向两端为半球形，泡体1两端分别连接陶瓷柱5、6，其中一个陶瓷柱6内有连通至腔体1内的直柱形通孔，通孔中设有塞杆7。

实施例三

如图7所示，本实用新型中泡体1内腔体2为圆柱形，腔体2的轴向两端为平面形，泡体1两端分别连接陶瓷柱5、6，其中一个陶瓷柱6内有连通至腔体1内的锥形通孔，通孔中设有塞杆7。

实施例四

如图8所示，本实用新型中泡体1内腔体2为椭圆形，腔体2的轴向两端为半球形，泡体1两端分别连接陶瓷柱5、6，其中一个陶瓷柱6内有连通至腔体1内的锥形通孔，通孔中设有塞杆7。

实施例五

如图9所示，本实用新型中泡体1内腔体2为圆柱形，腔体2的轴向两端为平面形，泡体1单端连接陶瓷柱6，陶瓷柱6内有连通至腔体1内的锥形通孔，通孔中设有塞杆7。

实施例六

如图10所示，本实用新型中泡体1内腔体2为圆柱形，腔体2的轴向两端为平面形，泡体1单端连接陶瓷柱6，陶瓷柱6内有连通至腔体1内的直柱形通孔，通孔中设有塞杆7。

本实用新型包括内有封闭空腔的透光灯泡，泡壳内空腔2的中间段为圆柱或橄榄形中空结构，泡体内空腔2的两端均为半球形或平面中空结构，且泡体内空腔2中设置有发光物质3，泡体内空腔2中还填充有稀有气体4。

泡体的泡壁1采用透光陶瓷材料。

发光物质3由一种或多种金属元素的卤化物构成，优选金属元素的溴化物或者碘化物。

发光物质3成型为药丸状或颗粒状。

稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙气体中的一种或多种组合。

泡体单侧外端或两侧外端连接有陶瓷柱5、6。

如图5-图10所示，本实用新型几个实施例的等离子体无极陶瓷灯泡，泡壁1采用透光的氧化铝陶瓷材料，将一段空腔2内的气体完全封闭，作为示范，空腔2内部设置药丸状的发光物质3，如图3所示，灯泡内部空腔2的中间段为圆柱形中空结构，两端均为半球或平面形的中空结构。作为主要的发光物质，发光物质3可以是硒、硫、碲等非金属元素和汞，当然，也可以填充一种或者多种金属元素的卤化物，以便改善灯泡的发光特性，调节灯泡的光谱和显色指数。使用中，金属元素的卤化物一般选择金属元素的溴化物或者碘化物，例如碘化铝、溴化镓等。在灯的制作时，发光物质3以颗粒状被装入石英玻璃封闭的空腔2内，当灯被点燃时，药丸会蒸发成气体或等离子体，充满整个空腔，当灯熄灭时，发光物质3变成粉末状附着在灯泡内壁上。空腔2内同时填充稀有气体，该稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体中的一种或多种组合，作为发光物质工作时的保护气体，且不与发光元素反应。陶瓷柱5和6与灯泡两端的陶瓷泡壳连接，用于灯泡气体封接时的操作和灯泡工作时的安装。在本实施例子中，灯泡中间圆柱体的外径为10mm，长度为10mm，壁厚为1mm，使用中，该灯泡吸收的射频功率为200W以上。

本实用新型的几种微波等离子体无极陶瓷灯泡实施例剖面图如图2所示，图3是其两种实施例的结构示意图。该示例灯泡的一端只包含一个细长的陶瓷棒柄，另一端为半球形玻璃泡壳。泡壁1同样采用透光的氧化铝陶瓷材料，将空腔2内的气体完全封闭，空腔2内部设置药丸状的发光物质3，灯泡内部空腔2的中间段为圆柱或橄榄形中空结构，两端均为半球或平面形中空结构。灯泡内填充的药丸和第一个实施例相同，填充气体4为100-400Torr的氙气或其它惰性气体，灯泡受到微波电场激发时，发出类似的太阳光谱。

以上几个实施例中，可利用频率为300MHz至4GHz之间的射频能量产生的电场，使电场在灯泡内的圆柱体中心，或者灯泡一端的半球形结构附近集中，高强度的射频交流电场击穿空腔内的气体电离，随后激发发光物质放电，形成高亮度的点光源。整个灯泡内部不包括任何金属电极，没有金属电极和玻璃封结的漏气问题，大大延长了灯泡的使用寿命，减小了光衰减，同时，灯的功率大，体积小，降低了生产工艺的难度和灯的成本。

Claims (8)

1.一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：包括透光材料制成的泡体，泡体内同轴设有圆柱形或椭圆形的腔体，腔体的轴向两端为半球形或平面形，泡体轴向单个外端或两个外端分别同轴连接有陶瓷柱，其中一个陶瓷柱中同轴设有通孔，通孔内端连通至泡体的腔体，通孔外端位于所在的陶瓷柱外端面，陶瓷柱的通孔中同轴设有塞杆，塞杆内端延伸至通孔内端并与通孔内端所在的腔体端部齐平，由塞杆内端封闭腔体，封闭的腔体内填充有发光物质和稀有气体。

2.根据权利要求1所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：泡体由透光氧化铝陶瓷材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述陶瓷柱内的通孔为外宽内窄的锥形孔，或者为直柱形孔，对应的塞杆为锥形或直柱形。

4.根据权利要求1所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述发光物质为非金属元素，或者一种或多种金属元素的卤化物，发光物质可以是碱性或中性或酸性。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述发光物质成型为颗粒状。

6.根据权利要求1或4所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1或4所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述陶瓷柱与泡体材质相同，塞杆的膨胀系数与陶瓷柱膨胀系数一致。

8.根据权利要求1或4所述的一种用于微波等离子体无极陶瓷灯泡，其特征在于：所述陶瓷柱的通孔外端设计为扩径口，塞杆外端连接有与扩径口内端形成限位配合的限位座，以扩径口作为焊接槽，焊接槽内在限位座上填充焊料，通过焊料使塞杆的限位座焊接在扩径口内。