氣體放電燈專利技術(shù)綜述

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 程 健

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氣體放電燈專利技術(shù)綜述

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心 程 健

【摘要】近年來，氣體放電燈已是重要的電光源，利用越來越廣。中國(guó)氣體放電燈發(fā)明專利主要集中在皇家飛利浦、松下電器、優(yōu)志旺電機(jī)、通用電氣幾家國(guó)際企業(yè)。各個(gè)企業(yè)的氣體放電燈專利有其各自的特點(diǎn)。了解世界氣體放電燈專利的發(fā)展?fàn)顩r，分析皇家飛利浦、松下電器、優(yōu)志旺電機(jī)、通用電氣的氣體放電燈專利，對(duì)發(fā)展我國(guó)的電光源有著十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】氣體放電燈；專利；電子節(jié)能燈；無極燈

1　前言

氣體放電燈是由氣體、金屬蒸汽或幾種氣體與金屬蒸汽的混合放電而發(fā)光的燈。通過氣體放電將電能轉(zhuǎn)換為光的一種電光源。

氣體放電燈可分為：（1）低氣壓放電燈：熒光燈（低壓汞燈）、低壓鈉燈、無極燈；（2）高強(qiáng)度氣體放電燈：熒光高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、陶瓷金屬鹵化物燈。

其中熒光燈是最廣泛、用量最大的氣體放電光源。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光效高、發(fā)光柔和、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。熒光燈的發(fā)光效率是白熾燈的4-5倍，壽命是白熾燈的3-8倍，是高效節(jié)能光源。

高強(qiáng)度氣體放電燈：由于管壁溫度而建立發(fā)光電弧，其發(fā)光管表面負(fù)載超過3W/cm2的放電燈。如高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。其中，金屬鹵化物燈是在高壓汞燈和鹵鎢燈工作原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型高效光源，其基本原理是將多種金屬鹵化物加入到高壓汞燈的電弧管中，使這些金屬原子電離、發(fā)光。充入不同的金屬鹵化物，可以制成不同特性的光源。

氣體放電燈的基本結(jié)構(gòu)大同小異，都是由泡殼、電極和放電氣體構(gòu)成。泡殼內(nèi)充有放電氣體，泡殼與電極之間是真空氣密封接。氣體放電燈不能單獨(dú)接到電路中去，必須與觸發(fā)器、鎮(zhèn)流器等輔助電器一起接入電路才能啟動(dòng)和穩(wěn)定工作。

氣體放電燈用途極為廣泛，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究等領(lǐng)域都有廣泛的用途，除作為照明光源之外，氣體放電燈在攝影、放映、曬圖、照相復(fù)制、光刻工藝、化學(xué)合成、塑料及橡膠老化、熒光顯微鏡、光學(xué)示波器、熒光分析、紫外探傷、殺菌消毒、醫(yī)療、生物栽培、固體激光等方面都有廣泛應(yīng)用。

2　氣體放電燈專利狀況分析

2.1專利量出現(xiàn)下降

在CNABS數(shù)據(jù)庫和VEN數(shù)據(jù)庫中分別統(tǒng)計(jì)了該領(lǐng)域近幾年的公開量，如圖1所示。

圖1　專利公開量趨勢(shì)圖（統(tǒng)計(jì)于20140613）

圖2　國(guó)內(nèi)專利主要申請(qǐng)人（統(tǒng)計(jì)于20140613）

從圖1可以看出，國(guó)際該技術(shù)領(lǐng)域公開量從2006年到2013年呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中2008年公開量達(dá)到頂峰，說明近年來有關(guān)氣體放電燈的技術(shù)已發(fā)展較為成熟。相比較而言，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的申請(qǐng)量從2006年到2013年也呈先上升后下降的趨勢(shì)，但公開量于2009年達(dá)到頂峰，說明了國(guó)內(nèi)該技術(shù)領(lǐng)域的理論和科技也已發(fā)展較為成熟，但稍滯后于國(guó)際。

2.2國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的主要申請(qǐng)人

在CNABS數(shù)據(jù)庫中對(duì)截止于2014年6月13日的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將主要申請(qǐng)人繪于圖2。從圖2中，我們可以看出氣體放電燈領(lǐng)域的前八申請(qǐng)人全為國(guó)外大公司，其中飛利浦遙遙領(lǐng)先，申請(qǐng)量達(dá)到1010件，剩下松下電器、奧斯蘭姆、優(yōu)志旺電機(jī)等公司的申請(qǐng)量較為平均。從此我們可以看出，國(guó)內(nèi)公司與國(guó)外大公司還存在很大差距，申請(qǐng)量較少。

2.3主要研究領(lǐng)域

在CNABS數(shù)據(jù)庫中對(duì)氣體放電燈申請(qǐng)的分類號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其分布如圖3所示。不出所料，一點(diǎn)組零部件占據(jù)了大部分。但讓我們驚奇的是，H01J61/36有關(guān)管殼間部件的封接，引入線的封接占據(jù)第二位置，可見對(duì)與氣體放電燈如何密封燈內(nèi)氣體是一大需要研究的問題。同時(shí)，對(duì)于密封氣體的管殼也會(huì)是各大公司的研究重點(diǎn)，即分類號(hào)H01J61/30。除此之外，H01J61/04電極也是研究的熱點(diǎn)，特別是日常經(jīng)常使用的低壓放電燈（又稱熒光燈）的電極（H01J61/067），這關(guān)系到熒光燈的使用壽命等問題。

圖3　主要分類分布（統(tǒng)計(jì)于20140613）

3　重點(diǎn)氣體放電燈專利探討

下面挑選2個(gè)主要申請(qǐng)人的典型專利申請(qǐng)，介紹其案情以及當(dāng)前的研究進(jìn)展。

申請(qǐng)?zhí)枮?01080039179.1的發(fā)明名稱為帶多個(gè)保護(hù)性包殼的緊湊型HID燈的專利申請(qǐng)，即為上述所說申請(qǐng)量第一的公司：皇家飛利浦電子股份有限公司，其對(duì)高強(qiáng)度放電燈中的泡殼（即管殼）進(jìn)行改進(jìn)。其具體技術(shù)方案為：一種高強(qiáng)度放電(HID)燈，其包括安置于抗氧化包殼內(nèi)且受保護(hù)罩保護(hù)的放電腔室。保護(hù)罩封閉抗氧化包殼且因此封閉放電腔室以防止在放電腔室破損的情況下發(fā)射碎片。保護(hù)罩由在包殼一端通過對(duì)抗套環(huán)而張緊的壓縮彈簧而定位于抗氧化包殼的周圍，套環(huán)將包殼的另一端附連到燈基座。

本發(fā)明通過在放電腔室外設(shè)置一柱形的保護(hù)罩以防護(hù)碎片對(duì)外界的損害并保證放電燈的正常運(yùn)行?？梢?，現(xiàn)在的研究重點(diǎn)已經(jīng)從氣體放電燈的主要結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向了附屬結(jié)構(gòu)，以便可以穩(wěn)定長(zhǎng)壽命的使用，而且對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)人無害。

申請(qǐng)?zhí)枮?010102984488的專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人為奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司，發(fā)明名稱是感應(yīng)耦合放電燈中的汞合金支撐件，奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司對(duì)感應(yīng)耦合放電燈（即無極燈）中的汞合金支撐件進(jìn)行改進(jìn)，其技術(shù)方案是：一種感應(yīng)耦合熒光放電燈，包括：透光罩，其具有凹狀腔，所述凹狀腔具有位于所述透光罩內(nèi)側(cè)的外表面；激勵(lì)線圈，其位于所述凹狀腔內(nèi)；以及彈簧夾，其位于所述

凹狀腔的外表面上，并且通過所述外表面上所述夾的彈簧作用附接到所述外表面，所述夾包括汞合金。

本發(fā)明就是通過提供一種新穎的汞合金支撐件以改善無極燈的光輸出。值得一提的是，無極熒光燈產(chǎn)品均含有一定量的汞。汞是公認(rèn)的有害物質(zhì)，能對(duì)環(huán)境造成巨大的危害。為了制造新型綠色環(huán)保光源，各國(guó)科研人員正在積極尋找能夠代替汞的材料。

4　總結(jié)

自從愛迪生1879 年發(fā)明碳絲白熾燈之后, 人造光源便進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代?；仡?0世紀(jì)的照明史, 鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、高壓氙燈、金屬鹵化物燈緊湊熒光燈、無極熒光燈和LED固體光源等新光源不斷問世，可謂是日新月異。人造光源的出現(xiàn)被國(guó)際科技界公認(rèn)為是現(xiàn)代文明社會(huì)一個(gè)重要的里程碑，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為電光源的創(chuàng)新奠定了一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐條件，同時(shí)也提出生產(chǎn)具有特殊性能的各種新型電光源產(chǎn)品的需求。其中氣體放電燈大放異彩，在各方面得到了廣泛的應(yīng)用。電光源科技發(fā)展的主要趨勢(shì)是提高光源的發(fā)光效率，改善電光源的顯色性，延長(zhǎng)壽命，開發(fā)出體積小的高效節(jié)能光源。實(shí)現(xiàn)上述目的主要途徑是進(jìn)一步研究新的發(fā)光機(jī)理、開發(fā)研制出新型光源材料、采用新工藝開發(fā)新型電光源。

參考文獻(xiàn)

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