CN100530515C - 小弧管和低压汞放电灯 - Google Patents

Abstract

一种低压汞放电灯，其包括：弧管，其通过将玻璃管缠绕成双螺旋构造而制成；保持部件，其呈带有封闭的底部的圆筒形式，且用于保持弧管；电子镇流器，其用于点亮弧管；壳体，其呈锥体形式，用于通过装配到保持部件的圆周壁上来覆盖电子镇流器；和球体，其覆盖弧管。当弧管的内径被表示为Di毫米、弧管的管壁负载被表示为L瓦/平方厘米时，直角坐标(Di，L)被限制在由点(2.5，0.31)、(4.0，0.35)、(5.5，0.30)、(6.5，0.19)和(2.5，0.01)限定的范围内。

Description

小弧管和低压汞放电灯

本申请基于在日本提交的申请No.2004-226040，该申请的内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于低压汞放电灯的弧管，该弧管具有弧管主体和电极，该弧管主体的内部空间用于形成一个放电通路，该电极位于与内部空间的端部相对应的弧管主体的端部上。本发明还涉及一种应用该弧管的低压汞放电灯。

背景技术

近来，在当今的节能时代，在照明领域，为了节约能源，越来越多的紧凑型自镇流荧光灯正在被开发出来，以广泛用作节能的光源来代替白炽灯。

紧凑型自镇流荧光灯消耗的电力比白炽灯少，这在节约能源方面是有利的。但是，由于其尺寸比白炽灯大，所以紧凑型自镇流荧光灯尚未得到广泛应用，因为有时它们不能安装到现存的照明设备上，并且还有时候即使它们与照明设备相配，其顶端也会从照明设备突出。

鉴于这一问题，为了使紧凑型自镇流荧光灯得到广泛应用，考虑了下述两个方面：与白炽灯相比尺寸的减小，以及用于增强灯光效率的进一步的节能(例如日本公开的专利申请No.2003-263972)。

图1示出了分别在1996年、2000年、2004年发行的紧凑型自镇流荧光灯(相当于60W类型的白炽灯)的主要尺寸、灯光效率等。注意到60W类型的白炽灯的最大外径(相当于图2中的“D1”)为60mm，长度(相当于图2中的“L1”)为110mm。

如图1所示，1996年发行的紧凑型自镇流荧光灯的最大外径为60mm，长度为135mm，基本上大于白炽灯。该紧凑型自镇流荧光灯的灯光效率为57.9流明/瓦。

与其相比，2004年发行的紧凑型自镇流荧光灯的最大外径为55mm，长度为110mm，尺寸降低到了与白炽灯相同的水平。该紧凑型自镇流荧光灯的灯光效率为67.5流明/瓦，比1996年发行的灯提高了17％。

这些灯的尺寸减小是通过使构成弧管的玻璃管变窄来实现的。同时，这些灯的节能是通过使弧管变窄并增加其放电通路的长度(电极之间的距离)从而降低管壁负载来实现的。这里，管壁负载是通过使弧管功率除以与放电通路相应的玻璃管部分的内表面面积而得到的。

通过这种方式，紧凑型自镇流荧光灯的尺寸已经降低到了白炽灯的水平，并且达到了高的灯光效率。

但是，在最近的电灯泡市场上，微型氪灯正成为主流，其比已经为市场上的主流的白炽灯小。例如，关于60W类型的微型氪灯的尺寸，最大外径是35mm，长度是67mm。注意到60W类型的微型氪灯的光通量为810流明，与白炽灯及上述紧凑型自镇流荧光灯的光通量正好相等。

在这样的环境下，尝试获得一种小自镇流荧光灯，其尺寸比得上微型氪灯的尺寸，所述使玻璃管变窄并增加放电通路的长度的传统方法已经被推行。但是，由于当使玻璃管变窄时玻璃管的长度变得太长，所以尚未获得成功。

发明内容

本发明是鉴于前面提到的问题而构思出来的，其目的在于，在保持灯光效率和光通量的传统水平的同时提供一种小弧管，以及应用这样的弧管的低压汞放电灯。

为了达到上述目的，根据本发明的弧管包括：弧管主体，其内部空间用于形成一个放电通路；和电极，其设置在弧管主体的与内部空间的端部相应的端部上，其中，当弧管的内径被表示为Di毫米、弧管的管壁负载被表示为L瓦/平方厘米时，直角坐标(Di，L)被限制在下述范围内，所述范围由将下述各点：(2.5，0.31)、(4.0，0.35)、(5.5，0.30)、(6.5，0.19)和(2.5，0.01)以所述顺序连接起来的直线限定。

应指出的是，在一些弧管形成过程中，当玻璃管通过加热等而处于软化了的状态下时，压力控制下的气态物质被封入到玻璃管中。对于经过这一过程而产生的弧管，弧管的内径比玻璃管的内径大。相反地，如果不采用这一弧管形成过程，则不会产生弧管和玻璃管之间的内径差别。鉴于上述观点，在本发明中，“弧管的内径”指的是在电极被设置到弧管主体的端部上之后完成了的弧管的内径。换言之，在弧管中，弧管主体的内部空间已经是放电通路。

根据上述结构，其中弧管的内径和弧管的管壁负载属于上述范围之内，即使当管壁负载设定为高的值时，灯光效率也保持在与传统的紧凑型自镇流荧光灯相同的水平上。因此，与传统的情况相比，可以将管壁负载设定为更高的值。这有助于减小弧管的大小。

这里，还可采用下述结构，其中弧管主体由玻璃管制成，并且为下述构造，其中玻璃管的至少一部分绕预定的轴线缠绕。

根据所述结构，得到了小的弧管。

这里，还可采用下述机构，其中弧管主体由玻璃管制成，并且为双螺旋构造，其中玻璃管绕预定的轴线从玻璃管的大致中央向两个端部缠绕。

根据所述结构，弧管主体呈双螺旋构造。这有助于弧管大小的进一步减小。另外，弧管的最大尺寸相当于具有35mm的外径和40mm的内径的圆筒的尺寸。因此，如果使用这样的弧管制作灯，则该灯对用于60W类型的微型氪灯的现有照明设备适应性可以达到70％。

另外，根据本发明的低压汞放电灯包括：权利要求1的弧管；基座；和点亮电路，其用于使用从外部电源通过基座供给的电力点亮弧管。根据本发明的低压汞放电灯还可以包括：权利要求1的弧管；和基座。

根据所述结构，灯因为采用了小弧管而可以保持高的灯光效率，以及具有小的整体尺寸。

附图说明

本发明的这些和其他目的、优点及特征将在联系例示本发明的特定实施例的附图而进行的下述说明中变得明了。在图中，

图1是图表，表示传统的紧凑型自镇流荧光灯(相当于60W类型的白炽灯)的主要尺寸、灯光效率等；

图2是根据第一实施例的灯的整体图，其部分地切除以显示内部；

图3表示弧管，其一部分被切除以便示出内部；

图4是图表，表示对应弧管的管壁负载的每个不同值的内径Di与灯光效率E之间的关系；

图5是图表，表示对应弧管的管壁负载的每个不同值的内径Di与灯的长度L之间的关系；

图6是图表，表示内径和管壁负载之间的关系；以及

图7是表示根据第二实施例的灯的整体图。

具体实施方式

第一实施例

下面参照附图描述下述情况，其中本发明被应用于作为60W类型的微型氪灯的替代品的紧凑型自镇流荧光灯(以后简称为“灯”)的弧管。

1.结构

(1)整体结构

图2是根据第一实施例的灯的整体图，该灯被局部切除以便示出内部。

如图2所示，灯100由下述部分组成：通过将玻璃管120缠绕成双螺旋构造而制成的弧管110、保持弧管110的保持部件210、点亮弧管110的电子镇流器300、通过安装到保持部件210上来覆盖电子镇流器300的壳体250、和覆盖弧管110的球体400。

保持部件210例如是带有封闭底部的圆筒的形式，包括圆周壁220和封闭圆周壁220的一端的底壁。在底壁上设置有一对插入开口，弧管的端部被插过该插入开口。

电子镇流器300采用串联反相器方法并由多个电子/电元件例如电容器310、330、340和扼流圈320构造成。基片360接附于保持部件210上，这些电子/电元件接附在该基片360上。应指出的是该电子镇流器300的转换效率为91％。

壳体250例如是锥体形式的。该壳体250的一个具有较大直径的开口被装配到保持部件210的圆周壁220上，从而将电子镇流器300收纳于其中。在该壳体250的另一个具有较小直径的开口上，接附与白炽灯相同类型的基座380。

在灯泡用于白炽灯的情况下，球体400由在其设计上具有高灵活性的玻璃材料制成，并且成形为茄子状(称其为A-形状)。扩散涂层402施加在此球体400的内表面上。该扩散涂层402的主要成分是碳酸钙。应指出的是球体400并不限于A-形状，如果不需要考虑灯100的大小等，则还可以为G-形状或者T-形状。还可以生产没有任何球体的灯100。

壳体250的内壁被装配到保持部件210的圆周壁220上。球体400在开口侧的一端405通过在保持部件210和壳体250之间填充粘合剂420而被固定在壳体250的内壁和圆周壁220之间。

球体400的顶部406(图2中的最顶端)的内表面通过热传导性介质410(例如硅树脂)而被热连接到弧管110的顶端的凸部126(图2中的最顶端)上。这是用于在灯被点亮时将热量从弧管110通过热传导性介质410传导至球体400上，并进一步将热量从球体400散逸出去。这有助于在灯点亮过程中将弧管110的温度设定在最佳范围(大约60-65℃)，在该范围内得到光通量的最大范围。

(2)弧管

图3示出了弧管，其一部分被切去以便示出内部。

如图3所示，弧管110是具有转弯部121和两个缠绕部122及123的双螺旋构造。转弯部121是通过将玻璃管120在其中央进行弯曲而形成的，缠绕部122和123是通过从该转弯部121绕轴线A(在本发明中有时称作“预定轴线”)向两个端部124和125缠绕玻璃管120而形成的。此后，该双螺旋构造的玻璃管120被称作“弧管主体115”。另外，平行于轴线A的方向被称作“轴向”。

从转弯部121到分别在缠绕部122和123中的预定位置，玻璃管120基本上以第一螺距缠绕。该预定位置在此后称作“螺距扩大位置”，其具体定位将在后面详细说明。从该螺距扩大位置到相应端部124和125，玻璃管120被以大于第一螺距的第二螺距缠绕，使得每个端部124(125)在轴向上从玻璃管120的邻近部分离开。此后，从螺距扩大位置到相应端部124和125之间的玻璃管120部分被称作“端部附近部分124a和125a”。应指出的是，第一螺距和第二螺距的每一个均指的是两个在轴向上彼此相邻的玻璃管部分的截面中心之间的距离(图3中的P1t)。

换言之，从转弯部121到螺距扩大位置，玻璃管120相对于轴线A以角度α倾斜地缠绕。另一方面，端部附近部分124a和125a则分别相对于轴线A以小于角度α的角度β倾斜地缠绕。此后，角度α和角度β被称作“缠绕角度α”和“缠绕角度β”。

在玻璃管120的每一个端部设有电极130。电极130由灯丝线圈131和一对导线133及134构成，所述灯丝线圈131由钨制成，所述一对导线133及134通过所谓珠玻璃安装方法(beads glass mountingmethod)支承灯丝线圈131。应指出的是，设置电极130的玻璃管120的端部(或弧管主体的端部)对应于弧管110的内部空间的端部。每一个灯丝线圈131均由电子发射材料填满。

当设置相应的电极130时，排气管140被固定到玻璃管120的端部124上。该排气管140用于在弧管主体115内产生真空，并用于封入诸如后面详述的汞和缓冲气体。在完成玻璃管120的抽空和诸如汞及缓冲气体的封入之后，位于玻璃管120外部的排气管140部分被以例如切断方法加以处理，以便密封弧管主体115。

只要它在灯点亮过程中表现出与以单一形式封入的汞相同的汞蒸气压特性，则能够以任何形式封入汞。例如，可以使用例如锌汞和锡汞的汞齐形式。应指出的是，在弧管110的尖端(即，在转弯部121)，形成有凸部126，当灯被点亮时，该凸部126的温度将是弧管110中最低的。弧管110中的汞蒸气压力仅由该最冷点处的温度限定。

弧管主体115的内部表面被施加以磷光体150。该磷光体150处于3条光带中，是通过混合例如分别发射红光(Y₂O₃:Eu)、绿光(LaPO₄:Ce，Tb)和蓝光(BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu，Mn)的三种稀土磷光体而产生的。

弧管110由保持部件以下述方式保持。弧管110的端部(即玻璃管120的端部124和125)被插入到保持部件210的底壁的插入开口中，并且通过粘合剂390而被固定到保持部件210的内表面上。

(3)具体示例

下面描述下述情况，其中本发明被应用于具有球体的灯，该灯相当于60W类型的微型氪灯。

灯100要求的光量相当于60W类型的微型氪灯所要求的光量。出于这一观点，弧管110被设计成，使得全部缠绕部122和123的缠绕数总共基本上为4.5。

灯100的最大外径D1为45mm，其长度L1为90mm，这表示，与传统的紧凑型自镇流荧光灯(即，最大外径为55mm，长度为110mm，如图1所示)相比，最大外径减少了10mm，长度减少了20mm。从此可以清楚地看出，灯100基本上小于传统的紧凑型自镇流荧光灯。

用于弧管110的玻璃管120尺寸为：内径Di为4.0mm，外径Do为5.6mm。弧管110的尺寸为：外径Da为35mm，长度La为40mm。

另外，弧管110的放电通路的长度为400mm，根据该长度，管壁负载被设定为0.22W/cm²。应指出的是，玻璃管120由例如锶-钡硅酸盐玻璃的软玻璃制成。

在双螺旋构造的玻璃管120中，螺距扩大位置分别设定成从玻璃管120的相应端部124和125向转弯部121离开90度。

从转弯部121到玻璃管120的螺距扩大位置，在轴向上彼此相邻的任何两个缠绕部122之间的螺距p2t为13.2mm。同样地，在轴向上彼此相邻的任何两个相邻缠绕部123之间的螺距p2t为13.2mm。在轴向上彼此相邻的任何缠绕部122和缠绕部123之间的螺距p1t为6.6mm。

因此，玻璃管120的在轴向上彼此相邻的两个部分之间的最小间隙为大约1.0mm。应指出的是，该间隙的优选范围为3.0mm或低于3.0mm。这是因为，如果该间隙大于3.0mm，则因为玻璃管120的相邻部分会在轴向上离开，所以该弧管110的长度变长，以及会导致亮度不一致。

玻璃管120的从转弯部121到螺距扩大位置的范围的缠绕角度α为大约76.7度。从螺距扩大位置到端部124和125的范围的缠绕角度β为大约69.2度。

在弧管主体115中，除大约3mg汞外，还以400Pa封入了氩气作为缓冲气体。

当灯100被点亮时，从其发射的光通量为830流明，灯光效率为69.2流明/瓦。灯100的额定寿命为4500-5000小时，是传统的微型氪灯的额定寿命(2000小时)的2.3到2.5倍。

灯100比灯100所要取代的60W类型的微型氪灯大，但是比传统使用的60W类型的白炽灯小。灯100对用于微型氪灯的照明设备的适用性为65％。相较于此，传统的相应于60W白炽灯的自镇流荧光灯(即图1中2004年发行的灯)的适应性为20％-30％。因此，灯100显著提高了相对于用于微型氪灯的照明设备的适应性。

2.灯的尺寸减缩和节电

(1)所考虑的内容

为了制造可以用作微型氪灯的替代品的紧凑型自镇流荧光灯，本发明的发明人最初尝试应用传统用于减小灯的大小的方法，即，使玻璃管变窄并减小管壁负载。但是，当玻璃管变窄时，放电通路也会变长。因此，不可能达到整体弧管的显著的尺寸减缩。弧管的形式和结构也被重新考虑，但是发明人不能发现比现行的螺旋型更好的形式或结构。

如已参照图1所描述的那样，发行于2004年的灯的大小基本上小于发行于2000年的灯。这不仅仅是因为通过使玻璃管变窄而降低了管壁载荷，还因为从所谓3U-型变成了实施例中那样的螺旋型，所述3U-型是3根U-形玻璃管的组合。螺旋型弧管比3U-型更易小型化，因为在螺旋型弧管中，相邻玻璃管之间的间隙较小，并具有比3U-型长的放电通路，根据螺旋型可以实现更大程度的尺寸减缩。

如上所述，传统上用以实现灯的尺寸减缩和节能的方法是使弧管的内径变窄，并增加放电通路的长度从而降低弧管的管壁负载。

这是因为原则上，当玻璃管的内径变窄时，阳极区等离子体的电子温度增加，从而来自汞的紫外线辐射(波长253.7nm)的发射效率增加，这将提高灯光效率。

另一方面，当放电通路被制得较长时，弧管的阻抗将变大并且玻璃管内的灯的电流密度将降低。在这方面，电子温度也被升高以增强灯光效率。

以相反的方式提出这些观点，考虑到了下述一点，即，如果放电通路被制得不长，则灯的电流密度会变高，这将抵消通过具有较细的玻璃管而实现的灯光效率的提高。

但是，经过研究之后，发明人发现了一个非常意外的事实，其与传统所相信的观点相反。即，当弧管的内径小于7.4mm时，即使放电通路被增加到与传统弧管的放电通路相当的400mm并因此管壁负载和灯的电流密度基本上变高，灯光效率也不会降低很多。

图4是图表，表示对应弧管的管壁负载的每个不同值的内径Di与灯光效率E之间的关系。该图表示出了使用几个弧管进行的照明实验的结果，其是根据下述选择而作出的，也就是，弧管的管壁负载L(W/cm²)的五个设定值，即，0.10、0.15、0.20、0.25和0.30，内径Di(mm)的4个值，即，2.5、4.0、5.5和7.4。应指出的是，放电通路的长度被确定，以便管壁负载的预定水平将根据相应弧管的给定内径而产生。

实验中所用弧管的内径Di不小于2.5mm。这是因为，当弧管的内径Di小于2.5mm时，难以将灯丝线圈插入到弧管主体的端部上或者为弧管主体的端部提供电极。

照明实验是在室温下根据朝上取向的灯进行的。另外，在每一个弧管中，以400Pa封入了氩气作为稀有气体，并且灯消耗的电力和弧管消耗的电力分别为12W和10.9W。

从表示实验结果的图4可以看出，当弧管的内径Di为4.0mm或更大时，随着管壁负载变小以及内径Di变小，则灯光效率提高。换言之，当内径Di在4.0mm或更大的范围内保持恒定时，随着管壁负载L越小，则灯光效率E越高。相反地，当管壁负载L保持恒定并且内径Di为4mm或更大的范围内时，随着弧管内径Di越小则灯光效率E越高。这一结果与传统观点一致，并且在内径Di大于5.5mm时更加明显。

发明人进一步进行了实验，发现了下述现象。即，当管壁负载L保持恒定时，灯光效率E的最大值产生于弧管内径Di为大约4mm时。另外，当弧管的内径Di保持恒定并且管壁负载L变化时，在弧管内径Di处于2.5mm到5.5mm(2.5mm和5.5mm也包括在内)的范围时，灯光效率E的变化速度降低。

总结上述论述，新发现在于，当管壁负载L有大的增加时，如果弧管的内径Di属于2.5mm到5.5mm的范围，则灯光效率E的降低速度比内径Di大于5.5mm时(例如当内径Di为7.4mm时)小。

因此，当内径Di处于2.5mm到5.5mm的范围内时，即使管壁负载L增加到大约0.3W/cm²(与传统的值0.1W/cm²相比)，灯光效率E也会保持在67.5流明/瓦，其不亚于传统的情况。

这意味着弧管的放电通路可以减小到传统情况的1/3。这不仅意味着玻璃管的相当大的长度减缩，还直接引起弧管和灯的大小的减小。

下面描述产生所述现象的原因。

如上所述，证实了当内径Di属于2.5mm到5.5mm的范围时存在特有的现象。这一特有现象可归因于下述事实，即，在这一范围内的内径Di变窄所引起的灯光效率上升的比例超过了在管壁负载L和电流密度方面的上升所引起的灯光效率下降。更具体地说，在原则上，由内径Di变窄引起的阳极区等离子体的电子温度上升的速度超过由灯的电流密度方面的上升引起的电子温度的下降速度。

(2)弧管的内径和管壁负载

发明人进行了实验以获得替代微型氪灯的灯。具体地说，他们以得到67.5流明/瓦或更高的灯光效率以及100mm或更低的灯长度L1为目标。设定上述目标的原因是为了得到与现有的60W类型的紧凑型自镇流荧光灯相同水平的灯光效率，并且达到对用于微型氪灯的现有照明设备的60％或更高的适应性。应指出的是，根据发明人的研究，灯的长度L1应为100mm或更低，以便达到对用于微型氪灯的现有照明设备的至少60％的适应性。

A.灯光效率

在图4中，在线X1之上的范围内获得了67.5流明/瓦或更高的灯光效率E。即，对于内径Di的每一个值，如果管壁负载L小于线X1上的相应的值，就将得到67.5流明/瓦或更高的灯光效率E。

当内径为Di毫米并且管壁负载为L瓦/平方厘米时，线X上的5个点A1、A2、A3、A4和A5的直角坐标(Di，L)如下表示：A1(2.5，0.31)、A2(4.0，0.35)、A3(5.5，0.30)、A4(6.5，0.19)和A5(8.0，0.10)。

点A1-A5被标绘在图6中，水平轴表示内径Di，竖直轴表示管壁负载L。连接所有点A1-A5的线X2相当于图4中的线X1。在线X2上或其下方，保证了67.5流明/瓦或更高的灯光效率。

B.大小

图5是图表，表示对应管壁负载L的每个不同值的内径Di与灯的长度L1之间的关系。该图表示出了测量使用在上述关于结构的说明中说明过的弧管制造的灯的长度的结果，其根据下述选择，也就是，管壁负载L(W/cm²)的五个设定值，即，0.10、0.15、0.20、0.25和0.30，内径Di(mm)的4个值，即，2.5、4.0、5.5和7.4。应指出的是，放电通路的长度被确定，以便管壁负载的预定水平将根据相应弧管的给定内径而产生。应指出的是，与0.35W/cm²的管壁负载L相应的长度L1是根据上述管壁负载L的4个值的实验结果而估计的，并不是实际的实验数据。

如图5所示，在线Y1下方的范围内，灯的长度L1为100mm或更低。换言之，当内径Di和管壁负载L包括在图5中线Y1下方的范围内时，相应的灯的长度L1为100mm或更低。

线Y1上的点A6、A7和A8的直角坐标(Di，L)如下表示：A6(2.5，0.01)、A7(4.4，0.10)和A8(5.8，0.15)。

点A6-A8被标绘于图6中，水平轴表示内径Di，竖直轴表示管壁负载L。连接点A4、A6-A8的线Y2相当于图5中的线Y1。在线Y2上或其上方，保证了100mm或更低的灯的长度L1。

(3)总结

参照图6总结上述结果，在线X2上或者其下方，灯光效率为67.5流明/瓦或更高，在线Y2上或者其上方，灯的长度L1为100mm或更低。

这里，应指出的是，弧管的内径Di优选为2.5mm或更大，以便使得灯丝线圈能够插入到弧管主体的端部上，并且能够为弧管主体的端部设置电极。与此内径Di相应的范围示于线Z的右手侧区域(包括线Z)。

因此，为了生产发光效率E为67.5流明/瓦或更高、灯的长度L1为100mm或更低，内径Di和管壁负载L应该属于由线X2、线Y2和线Z限定的区域内。

第二实施例

下面描述下述情况，其中本发明被应用于作为40W类型的微型氪灯的替代品的紧凑型自镇流荧光灯(以后简称为“灯”)的弧管。

1.结构

图7是根据第二实施例的灯的整体图。

如图7所示，灯500由下述部分组成：通过将玻璃管510缠绕成双螺旋构造而制成的弧管520、呈带有封闭的底部的圆筒的形式且保持弧管520的保持部件530、点亮弧管520的电子镇流器(未示出)、通过装配到保持部件530上来覆盖电子镇流器的锥体形式的壳体540、和在与设置弧管520的一侧相反的一侧为壳体540设置的E-型基座541。

在原则上，灯500具有与在第一实施例中说明的灯100相同的结构。因此，在此不作元件的详细解释。在结构上，灯500不同于灯100在于，灯500不具有覆盖弧管520的球体(无球体型)。

同样地，弧管520的基本结构与灯100的弧管110的基本机构一致。如果该弧管520具有图6所说明的范围中的内径Di和管壁负载L，则在得到适合用作40W类型的微型氪灯的替代品的小的节能紧凑型自镇流荧光灯方面格外有效。

通常，弧管520的放电通路比作为60W类型的微型氪灯的替代品的灯的弧管的放电通路短，这是因为其具有8W的灯瓦特数，比用作60W类型的微型氪灯的替代灯的灯瓦特数(12W)低。结果，产生了下述情况：(1)电极损耗相对于阳极区输入的弧管瓦特数的比例上升，因此灯光效率降低了5％；并且(2)另一方面，弧管520的圆周和长度做的较小，因此灯500的外形也做的较小。

2.具体示例

灯500要求的光量相当于40W类型的微型氪灯所要求的光量。鉴于这一点，弧管520设计成，使得全部缠绕部521和522的缠绕数总共基本上为3。

灯500的尺寸为：最大外径D2为35mm、长度L1为67mm，这与40W类型的微型氪灯的尺寸(即，最大外径35mm，长度67mm)基本上相同。

弧管520的尺寸为：外径32mm，长度35mm。弧管520的放电通路为300mm，以此长度管壁负载被设定为0.19W/cm²。

正如60W类型的微型氪灯的替代品的情况那样，玻璃管510具有4.0mm的内径和5.6mm的外径。如60W类型的微型氪灯的替代品的情况那样，玻璃管510由软玻璃例如锶钡硅酸盐玻璃制成。同样地，诸如螺距扩大位置从弧管的端部的定位、螺距和缠绕角度之类的特性与60W类型的微型氪灯的替代品的特性相同。

在玻璃管510中，除大约2mg的汞之外也以400Pa封入了氩气作为缓冲气体。

当以8W的灯瓦特数点亮灯500时，从其发射的光通量为510流明，并且灯光效率为63.8流明/瓦。该灯的额定寿命也是4500-5000小时，这与在第一实施例中说明的作为60W类型的微型氪灯的替代灯的额定寿命大致相同。

如上所述，灯500的大小与灯500所要取代的40W类型的微型氪灯的大小基本上相同(但是在形状上有细微的差别)。灯500具有改进的对用于微型氪灯的照明设备的适应性，为95％。

至此，本发明已经通过实施例进行了说明。但本发明并不限于如这些实施例所说明的那样的特定示例。例如，可以做下述修改。

修改

1.灯

如上所述，根据本发明的灯主要是作为微型氪灯的替代品而构思出来的。在检查的过程中发现，由于弧管的内径较小，当管壁负载变化时，灯光效率的变化小。这一现象并不限于双螺旋弧管。对于其他形状的弧管也会产生同样的现象，诸如多个U-形玻璃管(例如四个玻璃管)彼此连结的弧管，或者多个直管形的玻璃管彼此连结而形成一个放电通路的弧管。同样的现象还会在这样形状的弧管中产生，如由一个玻璃管制成的直管形弧管、使用一个玻璃管形成的环形弧管、玻璃管轴线基本上存在于一个平面内的单或双螺旋形弧管、以及具有锥形整体外观的单或双螺旋形弧管。

因此，本发明可考虑用于制造由传统类型的玻璃管制成的较小弧管，不管弧管的形状如何，所述传统类型的玻璃管具有7.5mm或更大的管径。

进而，实施例涉及微型氪灯的替代灯。但是本发明的弧管还可应用于荧光灯，所述荧光灯不包括用于点亮弧管的电子镇流器并具有单一的基座。换言之，本发明还可应用于紧凑型低压汞放电灯的弧管。应注意到基座、保持部件和壳体的形状并不限于在实施例的每一个中说明的形状。

另外，弧管可以包括施加在其内表面上的磷光体，也可以不包括。

2.缓冲气体

在实施例中，作为缓冲气体在弧管中封入的是氩气。但是，缓冲气体并不限于氩气，可以是两种或多种气体的混合物。

例如，已经证实如果在第一实施例的双螺旋弧管主体115中以700Pa封入氖气(40％)和氩气(60％)的混合物，与仅封入氩气的情况相比，光通量和灯光效率提高了大约2％。

尽管已经参照附图以示例对本发明进行了充分说明，但是应指出的是，对于本领域普通技术人员来说，很明显可以作出各种变化和修改。因此，只要这些变化和修改不脱离本发明的范围，就应当包括在本发明之中。

Claims (7)

1.一种弧管，其包括：

弧管主体，其内部空间用于形成一个放电通路；和

热阴极电极，其设置在弧管主体的与内部空间的端部相应的端部上，其中，

当弧管的内径被表示为Di毫米、弧管的管壁负载被表示为L瓦/平方厘米时，直角坐标(Di，L)被限制在下述范围内，所述范围由将点(2.5，0.31)、(4.0，0.35)、(5.5，0.30)、(6.5，0.19)和(2.5，0.01)以所述顺序连接起来的直线限定。

2.如权利要求1所述的弧管，其中，

弧管主体由玻璃管制成，并且为下述构造，其中玻璃管的至少一部分绕预定的轴线缠绕。

3.如权利要求1所述的弧管，其中，

弧管主体由玻璃管制成，并且为双螺旋构造，其中玻璃管绕预定的轴线从玻璃管的大致中央向两个端部缠绕。

4.一种低压汞放电灯，其包括：

如权利要求1所述的弧管；

基座；和

点亮电路，其用于使用从外部电源通过基座供给的电力点亮弧管。

5.一种低压汞放电灯，其包括：

如权利要求3所述的弧管；

基座；和

点亮电路，其用于使用从外部电源通过基座供给的电力点亮弧管。

6.一种低压汞放电灯，其包括：

如权利要求1所述的弧管；和

基座。

7.一种低压汞放电灯，其包括：

如权利要求3所述的弧管；和

基座。

Images