等离子体灯设备和用于等离子体灯的设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种等离子体灯设备和用于等离子体灯的设备，该等离子体灯设备包括支柱结构，该支柱结构具有覆盖在支柱结构的表面区域上的材料，该支柱结构具有第一端和第二端。该设备还具有沿着支柱结构构造的螺旋线圈结构。该设备包括具有能够发出电磁辐射的填充材料的灯泡。被构造成将射频能量供给到至少螺旋线圈的谐振器耦合元件促使灯泡装置发出电磁辐射。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及照明技术。具体地，本技术提供了一种使用具有成形的谐振器组件的等离子体照明装置的方法及装置，该谐振器组件包括耦接(couple，耦合)至射频源的螺旋(helical)或线圈(coil)结构。这种等离子体灯能应用于如下应用场合，诸如体育场、安全设施、停车场、军事及国防、街道、大小建筑物、车辆前灯、飞机着陆、桥梁、仓库、 紫外线水处理、农业、建筑照明、舞台照明、医疗照明、显微镜、投影仪及显示器、以及类似的用途。
技术介绍
很久以来，人类已经使用各种技术进行照明。早期的人类在晚间时刻依靠火来照亮山洞。火通常会消耗木材来作为燃料。木材燃料很快被来源于油脂的蜡烛取代。此后， 蜡烛至少部分被灯取代。某些灯由油类或其他能源来供以燃料。煤气灯曾经很流行，且对于户外活动(诸如野营)仍旧很重要。在十九世纪后期，托马斯爱迪生，这个历史上最伟大的专利技术家之一，构想出了白炽灯，白炽灯使用处于灯泡内的、耦接至一对电极的钨丝。很多传统的建筑物及家庭仍使用白炽灯，通常被称作爱迪生灯泡。尽管非常成功，但爱迪生灯泡会消耗太多的能量且通常效率低。对于某些应用场合，荧光照明取代了白炽灯。荧光灯一般具有一灯管，该灯管容纳气态材料，其耦接至一对电极。电极耦接至电子镇流器，该电子镇流器帮助弓I发来自荧光照明的放电。传统的建筑物结构通常使用荧光照明，而非白炽照明。荧光照明比白炽照明的效率高得多，但通常具有更高的初始成本。Shuji Nakamura开创了有效的蓝色发光二极管，该蓝色发光二极管是固态灯。蓝色发光二极管形成白色固态灯的基础，白色固态灯通常是处于涂覆有黄色磷光体材料的灯泡内的蓝色发光二极管。蓝光激发荧光体材料发出白光。蓝色发光二极管已使照明工业发生了巨大改变，而取代了用于家庭、建筑物、以及其他结构的传统照明。另一种照明形式通常被称作无电极灯，该无电极灯能在高强度应用场合中用于放电发光。Frederick Μ. hpiau是开发改进的无电极灯的先驱者之一。这种无电极灯依靠实心陶瓷谐振器结构，该谐振器结构耦接至封装在灯泡中的填充物。电介质谐振器(电介质波导)将来自RF源的RF能量耦接至灯泡填充物，以使填充物放电产生高强度照明。尽管有些成功，但无电极灯仍有许多局限性。用于电介质谐振器/波导的介电材料(诸如氧化铝)在RF频率下必须具有低的损耗，这导致更高的材料成本。此外，电介质谐振器/波导难于制造，导致这种灯很昂贵。作为一个实例，对于一般的照明应用场合，无电极灯没有成功地展开成很大的体积。另外，无电极灯一般难于拆卸及组装而导致这种灯使用起来效率低。在本说明书的通篇中且特别是在下文中会对这些及其他局限性进行描述。由上可见，高度期望改进的用于照明的技术
技术实现思路
根据本技术，提供了用于照明的技术。具体地，本技术提供了一种使用具有成形的谐振器组件的无电极等离子体照明装置的方法及装置，该谐振器组件包括耦接至射频源的螺旋或线圈结构。这种等离子体灯能应用于如下应用场合，诸如体育场、安全设施、停车场、军事及国防、街道、大小建筑物、车辆前灯、飞机着陆、桥梁、仓库、紫外线水处理、农业、建筑照明、舞台照明、医疗照明、显微镜、投影仪及显示器、这些的任何组合等。在一个特定实施方式中，本技术提供了一种等离子体灯设备。该设备包括支柱结构，该支柱结构包括覆盖在支柱结构的表面区域上的材料，该支柱结构具有第一端和第二端。根据一个特定实施方式，该设备还具有沿着支柱结构的一个或多个部分可操作地 (operably)构造的螺旋线圈结构。在一个优选实施方式中，螺旋线圈作为电感耦合结构 (inductivecoupling structure)并且还便于传输热能。该设备具有构造于支柱结构的第一端的灯泡装置，该灯泡装置耦接至螺旋线圈结构。在一个优选实施方式中，灯泡装置包括气体填充容器，该气体填充容器填充有惰性气体，诸如氩气，以及荧光体或发光体，诸如汞、 钠、镝、硫磺或者金属卤化盐(诸如溴化铟、溴化钪、或碘化铯)(或者其能同时包含多种荧光体或发光体)。根据一个特定实施方式，气体填充容器还能包括金属卤化物、或将使放出电磁辐射的其他金属化合物(metal piece)。本装置具有谐振器耦合元件，该谐振器耦合元件被构造成将射频能量供给到至少螺旋线圈结构并促使灯泡装置发出电磁辐射。在一个特定实施方式中，射频能量的频率在1000MHz到小于约8MHz的范围内，但也能是其他范围。 如在此所使用的，术语“第一”及“第二”并非旨在意指一种顺序，而应按普通的含义来解释。 另外，这种术语可至少通过本说明书中提供的描述来限定以及通过与本领域的普通技术人员理解相一致的含义来限定。在进一步的特定实施方式中，覆盖在支柱结构的表面区域上的材料选自介电材料或金属材料。在进一步的特定实施方式中，覆盖在支柱结构的表面区域上的材料包括介电材料，介电材料包括氧化铝。在进一步的特定实施方式中，覆盖在支柱结构的表面区域上的材料包括金属材料，金属材料至少包括铝或银。在进一步的特定实施方式中，支柱结构包括金属材料。在进一步的特定实施方式中，支柱结构包括介电材料。在进一步的特定实施方式中，支柱结构包括第一结构和第二结构以及设置在第一结构与第二结构之间的空气间隙，其中，螺旋线圈结构设置在第一结构与第二结构之间且位于空气间隙中。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构围绕支柱结构。在进一步的特定实施方式中，进一步包括壳体以包围支柱结构、螺旋线圈结构、以及谐振器耦合元件。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构包括金属材料并进一步包括耦接至支柱结构的第二端的地电位。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构包括金属材料，金属材料至少选自铝、 黄铜、铜、金、或银。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构的特征在于电阻率为小于9X10—7欧姆 / 平方(ohms/square)。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构包括至少一圈或一圈的一部分。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构包括多于一圈，包含多于一圈的任何部分。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构被构造成增大谐振器结构的电感，谐振器结构至少包括壳体、谐振器耦合元件、以及支柱结构。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构被构造成增大谐振器结构的电感，谐振器结构至少包括壳体和支柱结构，电感的增大是谐振器结构的50%至1000%。在进一步的特定实施方式中，射频能量的范围在IOOkHz到1000MHz。在进一步的特定实施方式中，螺旋线圈结构包括在电介质芯上涂覆的螺旋图案。在进一步的特定实施方式中，进一步包括设置在螺旋线圈结构的长度内部的区域中的可调的金属插入件，以允许调整电感。在进一步的特定实施方式中，支柱结构包括沿着螺旋线圈结构的长度的电介质芯，以将热量从灯泡传递至散热件。在进一步的特定实施方式中，电介质芯由陶瓷材料构成，陶瓷材料包括氧化铝。在本技术的一个可替代实施方式中，形成了一种用于降低谐振频率并改善装置的传热特性的方法。本方法包括形成一个螺旋状RF输出耦合元件，其环绕介电材料或仅在空气中形成线圈。存在于螺旋状RF输出耦合元件内的电介质用于更有效地吸收由灯泡产生的热能且随后通过RF输出耦合元件及电介质传递该热能。在形成螺旋状RF输出耦合元件时，谐振结构的电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种等离子体灯设备，其特征在于，包括：支柱结构，包括覆盖在所述支柱结构的表面区域上的材料，所述支柱结构具有第一端和第二端；螺旋线圈结构，沿着所述支柱结构的一个或多个部分可操作地构造；灯泡装置，构造至所述支撑结构的第一端；以及谐振器耦合元件，构造成将射频能量供给到至少所述螺旋线圈结构并使所述灯泡装置发出电磁辐射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·J·布洛克特，戴维·P·施梅尔策，迈赫兰·马特路比安，弗雷德里克·M·埃斯皮奥，
申请(专利权)人：托潘加科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：US