高能效燈制造技術

一種照明燈管，其提供從陽極（14）至陰極（16）的路徑，其中電子的動能基本上保持在可見光子的激發能量范圍內，尤其是黃色光的激發能量范圍內。磁體（20、22）被安排成提供基本上垂直于陽極與陰極之間電場的磁場。沿所述路徑正交的電場和磁場提供了將電子加速，但限制最大動能的值。可以在所述燈管中提供低壓氣體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及高能效燈，并且更具體地，但并非排他地，涉及利用電子和氣體粒子的碰撞來產生光子的燈。
技術介紹
常規的燈包括白熾燈和包括熒光燈的各種放電燈。熒光燈包括被加熱至其明亮地發光的溫度的燈絲。放電燈通常包括填充一種合適的氣體(或多種氣體)的玻璃燈管，其中電子以其動能的一部分被轉移到氣體分子上的方式被加速，從而將其中的電子激發到合適的能級。然后，被激發的電子返回到它們初始能級，同時釋放光子。在量子物理學中這個過程是眾所周知的。熒光燈通常通過使用在其外壁上的涂層在被電子或紫外線輻射轟擊時發光或發出熒光來增強效果，從而可以將通過碰撞釋放的另外的不可見的能量轉化成可見光，并且提高效率。更具體地，氣體放電燈是借助通過電離氣體(即等離子體)進行放電以生成光的人造光源的家族。通常，這樣的燈使用惰性氣體，例如氬、氖、氪或氙，或這些氣體的混合物。大多數燈被填充另外的材料，水銀，鈉，和/或金屬鹵化物。在操作中，氣體被電離，并且被燈管中電場加速的自由電子與氣體和金屬原子碰撞。在所述氣體和金屬原子周圍循環的一些電子被這些碰撞激發，將它們帶入更高的能級。當電子回落到其初始狀態時，其發射光子，產生可見光或紫外線輻射。然后，紫外線輻射可以被如上討論的燈玻璃表面內側上的熒光涂層轉換為可見光。熒光燈或許是最有名的氣體放電燈。氣體放電燈提供較長的壽命和較高的發光效率，但是與熒光燈相比制造更加復雜，并且它們需要電子設備提供通過氣體的適當的電流。所有上述常規燈的缺點是它們相對低的效率。熒光燈具有8%的效率，甚至最高效的熒光燈也很少超過22%。測量效率的另一個方法是以所使用的每瓦電能生成的流明計。標準的鎢絲白熾燈達到大約15流明/瓦，而鎢鹵素燈可以達到高達30流明/瓦，并且熒光燈達到100流明/瓦的最大值。高壓鈉燈產生150流明/瓦，并且低壓鈉燈甚至更高率，產生高達200流明/瓦，但是缺點在于它們提供非常差的顯色性，因此主要地被用作街道照明。在所有的情況下，相對大量的能量以熱能形式被轉化和消耗，這顯然是不理想的。在各種氣體放電燈中，在碰撞期間在電離氣體粒子中大量能量被損失掉，大部分電子未達到產生激發的適當能量。應當指出的是人眼對黃色特別敏感，因此即使特定燈整體不是高效的，如果其產生不成比例數量的黃色，那么在流明/瓦方面它是更加高效的。標準熒光等管具有小于IV/厘米的電場，在其影響下離子從陽極移動至陰極。離子轟擊陰極，并且在通往陽極的路徑上具有較低能量的許多自由電子與氣體粒子碰撞從而不生成光子。氣體粒子電離本身是浪費能量的。總體上，對于在陽極和陰極之間電子通道中的電子存在較少的控制。
技術實現思路
本實施方式可以提供從陰極到陽極的路徑，其中可以對電子進行控制，以便使電子的動能基本上保持在激發能量的范圍內，從而在希望的光譜中高效地生成光。根據本專利技術的一個方面，提供了一種照明燈管(照明管，lighting tube)，具有第一端部和第二端部，在它們之間限定縱向長度，并且包括:沿所述燈管縱向安排的場陽極(anode)和場陰極(cathode)，以便提供電場；沿所述燈管縱向安排的磁體，以便提供磁場，所述磁體被安排成使得所述磁場基本上垂直于所述電場；電場和磁場一起提供沿所述燈管縱向的電子路徑，并且場陽極和/或場陰極在提供為在燈管玻璃上的平滑透明涂層，例如氧化錫涂層。可替代地，場陽極和場陰極中至少一個被成形以包括非均勻性。在實施方式中，場陰極包括所述成形以提供非均勻性。在實施方式中，磁場是基本上均勻的。在實施方式中，磁體以規則間隔安排，以便提供基本上均勻的場。在實施方式中，規則間隔具有15毫米的數量級。在實施方式中，電場具有200伏/厘米的數量級。在實施方式中，磁場具有在300高斯到1000高斯數量級內的范圍。實施方式可以包括發射陰極，以便為路徑提供電子發射。在實施方式中，發射陰極是熱陰極，并且場陰極是冷陰極。在實施方式中，場陽極和場陰極中至少一個包括網格。在實施方式中，第一和第二端部被連接，以便提供連續路徑。所述燈可以是低壓燈管，并且可以具有2Tor、lTor和0.5Tor范圍內的壓力。所述燈可以由直流電流操作。所述燈可以具有橫向直徑，并且其中縱向長度相對于橫向直徑的比率具有50:1或更大的數量級。根據本專利技術的第二實施方式，提供了照明燈管，具有第一和第二端部并且包括:沿所述管縱向安排的場陽極和場陰極，以便提供電場；沿所述管縱向安排的磁體，以便提供磁場，所述磁體被安排成使得磁場基本上垂直于電場；電場和磁場一起提供沿所述管縱向的電子路徑；所述燈管是低壓燈管，具有不超過2Tor的壓力。發射陰極可以為該路徑提供電子發射。陰極可以是電子槍裝置的一部分，其中電子流量被格柵加速進入燈管中。在實施方式中，電子槍被屏蔽，然后，等離子體可以在所述槍內形成。在實施方式中，發射陰極是熱陰極。生成等離子體的發射的加速電子由氣體分子釋放另外的電子，從而增加電子流量。在實施方式中，發射陰極與場陰極隔開。在實施方式中，第一和第二端部被連接，以便提供連續路徑。所述照明燈管可以具有橫向直徑，并且縱向長度相對于橫向直徑的比率可以具有100:1的數量級。根據本專利技術的第三方面，提供了照明方法，包括:在具有縱向長度的密閉空間內；提供基本上均勻的磁場， 提供電場，在一個實施方式中所述電場是均勻的，并且在可替代的實施方式中，包括非均勻性，電場和磁場被設置成沿縱向長度彼此正交；以及將發射陰極放置在縱向長度的位置，以便在正交場的影響下提供電子沿縱向長度行進。所述方法可以包括選擇場的值，以便將電子動能限于希望波長光子的激發能量，從而提供將電子碰撞高效地轉化成光子。所述方法可以包括在發射陰極提供不超過20mA/平方厘米的電流密度。所述方法可以包括向發射陰極提供電力，所述電力不超過提供給燈總電力比例的組的一個成員，該組由以下組成:50%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%和5%。除非另外限定，本文使用的所有技術和科學術語具有與本專利技術所屬領域普通技術人員通常理解的相同含義。本文提供的材料、方法和實施例僅是示例性的，并非旨在進行限制。本文使用的詞語“示例性的”是指“用作例子、示例或說明”。描述為“示例性的”任何實施方式不必解釋為比其他實施方式優選或有利，和/或排除結合來自其他實施方式的特征。本文使用的詞語“可選地”是指“在一些實施方式中提供，而在其他實施方式中不提供”。本專利技術的任何具體實施方式可以包括多個“可選的”特征，除非這樣的特征發生沖突。附圖說明在此僅以舉例方式，通過參考附圖，對本專利技術進行說明。現在詳細地專門參考附圖，應當強調的是示出的細節是作為舉例，并且僅用于本專利技術優選實施方式的說明性討論的目的，而且被提出以便提供被認為是對于本專利技術原理和概念方面最有用和最容易理解的說明的事物。在這個方面，不想示出比對本專利技術的基本理解所需要的更詳細的本專利技術的結構細節，結合附圖的說明使本領域的技術人員明白在實踐中如何體現本專利技術的幾個形式。在附圖中:圖1是說明根據本專利技術實施方式，具有交叉電場和磁場的燈管的簡化示意圖；圖2是顯示在交叉的電場和磁場中典型電子路徑的理論圖；圖3A是在圖1的交叉的電場和磁場中帶電粒子的電子路徑上的速度或動能的理論圖；圖3B是常規放電燈的能量的理論圖；圖3C是本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.24 US 12/861,854;2010.08.24 US 61/376,2711.一種照明燈管，具有第一端部和第二端部，在它們之間限定了縱向長度，并且包括: 沿所述燈管縱向安排的場陽極和場陰極，以便提供電場； 沿所述燈管縱向安排的磁體，以便提供磁場，所述磁體被安排成使得所述磁場基本上垂直于所述電場； 所述電場和磁場一起提供沿所述燈管縱向的電子路徑，并且其中所述場陽極和所述場陰極中至少一個包括在所述燈管表面上的平滑涂層。2.根據權利要求1所述的照明燈管，其中所述磁場是基本上均勻的。3.根據權利要求2所述的照明燈管，其中所述磁體以規則間隔安排，以便提供所述基本上均勻的場。4.根據權利要求3所述的照明燈管，其中所述規則間隔具有15mm的數量級。5.根據權利要求1所述的照明燈管，其中所述電場具有200伏/cm的數量級。6.根據權利要求1所述的照明燈管，其中所述磁場具有在300高斯至1000高斯的數量級內的范圍。7.根據權利要求1所述的照明燈管，進一步包括發射陰極，用來為所述路徑提供電子發射。8.根據權利要求7所述的照明燈管，其中所述發射陰極包括多個分立的陰極和橫過所述槍寬度的插入間隔。9.根據權利要求7所述的照明燈管，進一步包括所述發射陰極附近的柵格，用于加速來自所述發射陰極的電子。10.根據權利要求9所述的照明燈管，其中所述柵格包括氧化鎂。11.根據權利要求9所述的照明燈管，進一步包括在所述發射陰極周圍的屏蔽體。12.根據權利要求7所述的照明燈管，其中所述發射陰極是熱陰極，并且所述場陰極是冷陰極。13.根據權利要求1所述的照明燈管，其中所述平滑涂層包括氧化錫的透明層。14.根據權利要求1所述的照明燈管，其中所述第一和第二端部被連接，以便提供連續路徑。15.根據權利要求1所述的照明燈管，是低壓燈管。16.根據權利要求15所述的照明燈管，具有不超過由以下組成的組中一個成員的壓力:2Tor>ITor 和 0.5Tor。17.根據權利要求1所述的照明燈管，由直流電流操作。18.根據權利要求1所述的照明燈管，具有橫向直徑，并且其中所述縱向長度相對于所述橫向直徑的比率具有50:1或更大的數量級。19.一種照明燈管，具有第一端部和第二端部，在它們之間限定縱向長度，并且包括: 沿所述燈管縱向安排的場陽極和場陰極，以便提供電場； 沿所述燈管縱向安排的磁體，以便提供磁場，所述磁體被安排成使得所述磁場基本上垂直于所述電場； 電子槍，包括發射陰極，和電子加速柵格，所述電子加速柵格被定位用于將來自所述電子槍的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：亞伯拉罕·埃馬努埃爾，
申請(專利權)人：耶合奧燈具創造有限公司，
類型：
國別省市：