[发明专利]本质安全型手电筒

说明书

技术领域

本申请涉及用于危险场所的电池供电的便携式光源。尽管该申请 发现特别应用于本质安全型手电筒，但是该申请还涉及适合用于存在 火灾或爆炸危险的环境中的其他便携式手持照明装置。

背景技术

电池供电的手电筒和其他便携式照明装置普遍存在于家庭、商业、 工业以及其他环境中。然而，电池供电的手电筒除非经特别设计否则 一般不适合用于危险场所。

危险(分类的)场所包括那些其中可燃性或易燃性材料的可点燃 浓度存在于大气中或者可合理地料到存在于大气中的场所。在矿山、 精炼厂和其他工业环境中有时会遇到如下情形：可能存在可燃性或易 燃性大气。

依据分类方案，危险场所可以各种方式进行分类。例如在北美洲， I级1部(Class I，Division 1)危险场所是如下场所：可燃性气体、 蒸汽或液体的可点燃浓度能在正常操作条件下存在、可能因为维修或 维护操作或者因为泄露而频繁存在、或者可能因为同时使得设备成为 点燃源的设备破坏而存在。依照北美洲之外所使用的分类标准，0区 (Zone 0)危险场所是其中爆炸性气体-空气混合物持续存在或长期存 在的场所。

各种技术已被用来致使电设备可适合用于危险场所。一种技术涉 及使用防爆外壳。防爆外壳被设计成经得住其内发生的爆炸并且防止 点燃该外壳周围的易燃性材料。防爆外壳还以在足以点燃周围材料的 温度之下的外部温度工作。虽然防爆外壳能很有效，但是它们往往昂 贵且实体上较大，致使它们对用于成本或实体大小是一个因素的应用 而言相对无吸引力。

另一技术涉及使用清洗换气(purging)，其中以足够流量和正压 向罩子(enclosure)供应保护性气体从而把可燃性材料的浓度降低到 可接受的水平。然而，清洗换气系统可能相对比较复杂，并且清洗气 源可能不容易得到。

另一技术涉及使用本质安全型电路。本质安全型电路一般被能量 限制以使得电路不能提供足够的能量来触发正常操作条件或故障条件 下的火灾或爆炸。有时与本质安全型设备的认证结合使用的本质安全 型电路的一种定义包含于题为“Intrinsically Safe Apparatus and Associated Apparatus for Use in Class I，II，and III，Division l，Hazardous(Classified)Locations”的Underwriters Laboratory (UL)标准913中。根据这种定义，本质安全型电路是这样一种电路： 正常产生或在指定故障条件下产生的任何火花或热效应在[UL 913]标 准中禁止的测试条件下不能使空气中的可燃性或易燃性材料的混合物 处于混合物最容易点燃浓度时点燃。

一种本质安全型手电筒包括三(3)个发光二极管(LED)，每个 LED具有大约3.6伏特直流(VDC)的额定正向电压。该手电筒由三(3) 节1.5VDC类型N电池供电，其中能量限制电阻器电串联设置在这些 电池和LED之间。然而，这种配置的特有缺点是要求三(3)节电池来 供应LED的额定3.6VDC正向电压。更进一步的缺点是供应给LED的电 流是电池电压、LED正向电压和串联电阻的函数。结果，由手电筒产生 的光强能随电池放电而显著改变。此外，这种配置相对低效地利用来 自电池的能量，以致对于给定的光输出和操作时间而言手电筒体积相 对较大。

其他本质安全型手电筒包括由两(2)节或三(3)节1.5VDC电池 供电的白炽、氪、氙、卤素或真空管灯泡，这些电池再次经过限流电 阻器进行电串联连接。这种配置同样经受光强的变化以及可用电池能 量的较低效利用之苦。虽然这些灯泡能以由仅两(2)节电池供应的电 压进行工作，但是它们不是很适合用于本质安全型应用场合。

发明内容

本申请的各个方面应对这些问题以及其他问题。

根据一个方面，一种本质安全型手电筒包括：电池容纳区域，其 容纳两节或更少节大体圆柱形电池；至少第一发光二极管；和转换器 电路，其把来自两节或更少节电池的电能转换为一种适合于对至少第 一发光二极管供电的形式，其中该手电筒对于危险场所中的使用而言 是本质安全的。

根据另一方面，一种本质安全型电池供电的手电筒包括第一光源、 电池容纳区域和本质安全型有源电路，该有源电路使用来自容纳在电 池容纳区域中的电池的能量来对光源供电。