低壓汞放電燈的製作方法
2023-05-05 02:22:11 2
專利名稱：低壓汞放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低壓汞放電燈，該放電燈有一放電管，管中的放電空間內密封著汞和一種或幾種稀有氣體，供電導體從放電管外面引到裝在放電管內的電極上，每個電極都有第一和第二支承件，至少有一個所述電極被一個屏環繞著，該屏在由第一至第二支承件方向的橫向上的最小寬度為W，並處在橫交放電管管軸的平面內，所述寬度小於所述支承件之間的距離D。
美國專利US-4,891,551曾述及這種汞放電燈，現引入本申請以供參照。市場上用的該類型放電燈，其每一側都有一個電極。每個電極都被一個屏環繞著，屏的最小寬度W為7mm，長度L為5mm。電極固定在其供電導體上，第一和第二支承件之間的距離D為10mm。這種燈可與供電器件做成一整體，以形成一個發光器件，或者也可與供電器件呈可拆卸的連接。為了簡單，能在冷狀態下啟動放電燈的供電器件是有吸引力的。另外，這種燈可在冷啟動情況下即刻發光。不過，業已發現，冷啟動的這種已知放電燈要消耗大量的汞，特別是在頻繁啟動發光器件的使用條件下更是其缺點。所謂汞的消耗，是指在燈壽命期間汞從放電空間中粘附出來以致不再供放電用的現象。
本發明的目的在於提供一種本文開頭部分所述的低壓汞放電燈，但其在冷啟動情況下只消耗相當少的汞。
按照本發明，供實現上述目的的低壓汞放電燈的特徵在於，所述屏的順管軸方向上的長度L處於所述最小寬度W的一倍至三倍之間。
發明人通過實驗證明長度L在上述範圍會使冷啟動情況下的汞消耗明顯減少。令人意外的是，發現比上述屏長L更長在額定工作期間並沒有明顯影響。一種可能的解釋如下其氧化物用作電極發光材料的許多金屬，例如Ca、Sr和Ba，能與汞形成汞齊。實踐中發現，例如在電極激活期間，這些氧化物會還原成相應的金屬。通常用作發光材料添加劑的Zr，也是一種可形成汞齊的金屬。當電極加熱時，粘附到電極的這類金屬上的汞在燈工作期間會重新釋放出來。但是，特別是在燈冷啟動期間，其中帶有任何形成汞齊的金屬的電極材料也會從電極中濺射出來。在本發明的放電燈中，利用具有上述限定範圍長度的屏，大部分這種電極材料可被屏捕獲。另一方面，在燈工作期間，該屏變得足夠熱，以致也在此處將大部分粘附在電極材料上的汞釋放出來。大於最小寬度W三倍長L的屏，由於輻射會損失相當多的熱量，因此可認為其溫度很低，防礙了汞的釋放。如果長度L小於最小寬度，則會有許多電極材料最終落到放電管的壁上。由於現場的溫度相當低，因此粘附到該處電極材料上的汞只釋放到非常有限的範圍。
本發明的低壓汞放電燈一個實際實施例的特徵在於，所述屏的L/W比處於1.2和2.5之間。比值低於1.2，其汞消耗量的減少是很有限的；比值高於2.5，汞消耗量沒有進一步的明顯減少，但卻出現屏使放電管局部變暗。
為使結構緊溱，屏的周長最好至多為距離D的四倍。
每個電極都帶有一個上述屏時，用本發明的放電燈實施例可獲得最好的效果。
本發明的放電燈電極，在冷啟動情況下，其每個電極可只有一個單獨的供電導體。在此實施例中，電極可有固定到所述供電導體上的第一支承件和固定到熔焊在放電管壁上的一引線上的第二支承件。最好是，為了用一個提供熱啟動的器件來進行可能的操作，或者在工作期間對電極提供可能的額外加熱，每個電極都應有第一和第二供流導體，電極的第一和第二支承件分別連到第一和第二供流導體上。在第一和第二支承件之間還可設有附加的支承件。
除上述外，還發現一些因素在有提供熱啟動的器件的情況下和/或在有燈啟閉相當長工作時間的情況下，對汞消耗量有實質影響。為了在這些工作情況下也減少汞的消耗，本發明的低壓汞放電燈的一個較好實施例的特徵在於，所述放電管的內表面處設有保護層。這種保護層，例如由氧化鋁或氧化釔等金屬氧化物製成的保護層，可抵消汞與放電管壁之間的反應。這也有利於保持燈壽命期間的光通量。放電管的端部也可以設置保護層。
放電管可具有發光層，以將紫外光轉換成可見光，例如用在一般的照明燈中；或將紫外光轉換成波長更長的紫外光，例如用在曬黑膚色的燈中。此外，也可不設發光層，例如在消毒燈中。
以下參照附圖更詳細說明本發明放電燈的各方面。
圖1示出本發明的一種低壓汞放電燈；圖2示出沿圖1Ⅱ-Ⅱ線剖視的剖面圖；圖3示出作為接通操作次數(N)函數的游離汞的百分數(％Hg)。
圖1和圖2示出供一般照明用的低壓汞放電燈，該放電燈具有一放電管10，其管軸為11。放電管10的長度為120mm，內徑為25mm。放電管10中有密封的放電空間12，其中充有1mg汞和充有壓力為2mbar(毫巴)的氬和氪的混合氣體(25/75體積％)。供電導體20a、20a′、20b、20b′從放電管10外面穿過放電管端部17a、17b引到設在放電空間中的第一和第二電極21a、21b上。在所示實施例中，電極21a、21b各有第一供電導體20a、20b和第二供電導體20a′、20b′，兩電極分別有第一支承件22a、22b和第二支承件22a′、22b′連到供電導體上。電極21a、21b塗有發光材料，包括氧化鋇、氧化鍶和氧化鈣。電極21a、21b各被屏23a、23b環繞著，在本例中屏由鐵製成。在所示的燈中(以下以「發明1」標出)，屏23a、23b的分別由第一支承件22a、22b至第二支承件22a′、22b′方向的橫向上的最小寬度W為7mm，並處在橫交管軸11的平面內。屏23a、23b的最小寬度W小於電極支承件之間的距離D,D為10mm。屏23a、23b的周長為36mm，小於支承件之間距離的四倍。第一電極21a的屏23a在管軸11方向上的長度L為15mm，即為最小寬度W的2.14倍。這樣，長度L處於最小寬度W的一到三倍之間。具體說，比值L/W處在1.2與2.5之間。第二電極21b的屏23b的長度L為5mm。該放電管具有氧化鋁良好分布的保護層14，設在其內表面上，塗層有55μg重量/cm2。保護層的氧化鋁顆粒的中值直徑為0.013μm左右，比面積約為100m2/g。在所示實施例中，保護層14直接設在放電管10的內表面13上。在另一實施例中，該保護層由非鹼金屬例如氧化矽構成的一層支承著。非鹼金屬的一層可防止鹼金屬例如鈉從放電管壁移到放電空間，否則在放電空間內它們將與汞形成汞齊，從而以另一方式導致汞的消耗。保護層14支承著發光層16，發光層的塗層重量分布為1.8mg/cm2，由以鋱激活的發綠光的鍶-鎂鋁酸鹽、以二價銪激活的發藍光的鋇-鎂鋁酸鹽和以三價銪激活的發紅光的氧化釔三者的混合物組成。
在壽命測試中，對本發明的上述燈「發明1」、本發明的另一燈「發明2」和不屬於本發明的燈「參考」作了測試。燈「發明2」中的兩個電極具有10mm長的屏，燈「參考」中的兩個電極具有5mm長的屏。因此，燈「發明2」和燈「參考」的屏的L/W比分別為1.43和0.71。除上述外，燈「發明2」和燈「參考」的其他方面與燈「發明1」相應。
在壽命測試期間，各燈藉助於以冷狀態啟動的供電器件而在高頻下工作。在此期間，對燈周期性通電15分鐘和斷電5分鐘。以EP725977中所述方法查看作為接通操作次數函數的汞消耗量，測量在直流工作期間游離汞的移位。作為冷啟動操作次數(N)函數的游離汞重量維持百分數(％Hg)示於圖3上。由圖3可明顯看出，在燈「參考」的放電空間內存在的汞，差不多可用到3750次接通操作之後。而對於本發明的燈「發明1」和「發明2」，用於燈工作的汞這時大部分仍然是游離的。
還發現，在暗工作情況下，即在通過放電空間的電流減小的情況下，與非本發明的燈比較，本發明的燈消耗的汞較少。在額定工作期間，本發明的燈與非本發明的燈的汞的消耗大致相同。
權利要求
1．一種低壓汞放電燈，具有一放電管(10)，管中的放電空間(12)內密封著汞和一種或幾種稀有氣體，供電導體(20a,20a′,20b,20b′)從放電管外面引到裝在放電管內的電極(21a,21b)上，每個電極都有第一(22a,22b)和第二(22a′,22b′)支承件，至少有一個所述電極(21a)被一個屏(23a)環繞著，該屏在由第一至第二支承件方向的橫向上的最小寬度為W，並處在橫交放電管管軸(11)的平面內，所述寬度小於所述支承件之間的距離D，其特徵在於，所述屏(23a)的順管軸方向上的長度L處於所述最小寬度W的一倍至三倍之間。
2．如權利要求1所述的低壓汞放電燈，其特徵在於，所述屏(23a)的L/W比值處於1.2和2.5之間。
3．如權利要求1或2所述的低壓汞放電燈，其特徵在於，所述屏(23a)的周長至多為所述距離D的四倍。
4．如權利要求1、2或3所述的低壓汞放電燈，其特徵在於，每個所述電極都有一個如有關權利要求中限定的屏。
5．如上述任一權利要求所述的低壓汞放電燈，其特徵在於，所述放電管(10)在其內表面(13)處設有保護層(14)。
全文摘要
一種低壓汞放電燈,具有放電管(10),管中有密封的放電空間(12)、裝在該空間內的電極(21a,21b)以及第一(22a,22b)和第二(22a′,22b′)支承件。至少一個電極(21a)被屏(23)環繞著,該屏在由第一(22a)至第二(22a′)支承件方向的橫向上的最小寬度為W,並處在橫交放電管管軸(11)的平面內,所述寬度小於支承件(22a,22a′)之間的距離D。屏(23a)順管軸(11)方向上的長度L處於最小寬度W的一倍至三倍之間。在冷啟動情況下,所述燈只消耗較少量的汞。
文檔編號H01J61/10GK1220768SQ98800352
公開日1999年6月23日 申請日期1998年3月2日 優先權日1997年3月27日
發明者W·M·P·范克梅納德, P·J·C·范德爾維爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司