CN100538988C - 尺寸可减小的电弧管和低压汞灯 - Google Patents

Abstract

一种电弧管，其包括电弧管主体和一对电极。电弧管主体由玻璃管形成，玻璃管从中部到两端部围绕螺旋轴线双螺旋地盘绕。该对电极密封在该电弧管主体的两个端部处。汞大致以单一状态封装在电弧管主体中。每一该电极包括多次卷绕的灯丝，该灯丝在最后冷却段中大致盘绕一圈。

Description

尺寸可减小的电弧管和低压汞灯

技术领域

本发明涉及一种电弧管，其中包括灯丝线圈的电极在电弧管主体的端部处密封，本发明还涉及一种包括该电弧管的低压汞灯。

背景技术

随着节省能源时代的到来，在例如荧光灯的低压汞灯中进行研究。特别是，对于作为白炽灯的替代光源的紧凑自镇流荧光灯给出越来越多的注意。作为一个实例，紧凑自镇流荧光灯包括3U类型的电弧管，其中弯曲成U形的三个玻璃管进行连接以便形成电弧管主体(例如日本专利申请出版物H09-231825)。

在这种3U类型的电弧管中形成一个长的放电空间。电极密封在此放电空间的两端(即电弧管主体的两端)。每个电极包括灯丝线圈和与对支承灯丝线圈的两端的导线。

灯丝线圈是多次卷绕的灯丝，其通过例如两次卷绕线材并进一步围绕预定心轴卷绕两次卷绕的线材多个圈数而形成。

每个电极以以下方式密封在电弧管主体的相应端部内。电极从灯丝线圈一侧插入电弧管主体的端部，直到灯丝线圈在电弧管主体内到达预定位置为止。在这种情况下，电弧管主体的端部进行加热并夹紧(通过施加压力)。

近年来，越来越多地需要更小的低压汞灯。同样日益需要紧凑自镇流荧光灯，其尺寸等同于或小于白炽灯的尺寸。通过减小构成电弧管主体的玻璃管的直径以便减小电弧管主体的尺寸，从而形成一种朝着更小的电弧管的趋势。

但是，这种电弧管减小尺寸造成以下问题。假定具有9毫米内直径或更小的玻璃管用来形成电弧管主体。由于电极的灯丝线圈沿螺旋轴线方向的长度大于玻璃管的内直径，传统电极不能插入这种电弧管主体。

如果灯丝线圈在多次卷绕阶段的最后卷绕阶段以更小的间距卷绕，灯丝线圈沿螺旋轴线的方向的长度减小，可以将电极密封在电弧管主体的端部内。但是在这种情况下，灯丝线圈的相邻卷绕圈变得相互更加靠近。如果灯丝线圈接触电弧管主体的内表面并当电极插入电弧管主体时变得变形时，或者如果当电极密封在电弧管主体的端部时电极振动或当电弧管作为最终产品输送时，相邻卷绕圈可向后接触(这是所谓的线圈接触)。

当出现线圈接触时，当通电时，灯丝线圈不能到达所需温度。这造成灯丝线圈上的电子发射材料保留而不分解，造成灯寿命损失或不能照明。

发明内容

由于以上的问题，本发明的目的是提供一种电弧管，其中电极在由小直径玻璃管形成的电弧管主体的端部处可容易地密封，并且提供一种包括该电弧管的低压汞灯。

通过这样一种用于低压汞灯的电弧管可实现该目的，该电弧管包括：由玻璃管形成的电弧管主体，该电弧管主体具有范围为5-9毫米的内径；和一对在该电弧管主体的两个端部处密封的电极，每一该电极包括多次卷绕的灯丝，该灯丝在最后卷绕阶段中盘绕一圈。

依据该结构，多次卷绕的灯丝沿卷绕轴线方向的长度可减小，并且没有导致在常规电弧管中出现的线圈接触，在常规电弧管中，多次卷绕的灯丝在最后冷却段中盘绕多圈。

附图说明

本发明的这些和其它的目的、优点、和特征通过参照描述本发明的实施例的附图并结合以下的具体实施方式可更好地理解并清晰呈现出来，在附图中：

图1是本发明的第一实施例的紧凑式自镇流的荧光灯的部分截面图；

图2A是第一实施例的电弧管的部分截取的正视图；

图2B是图2A所示的电弧管的部分截取的底视图；

图3A是第一实施例的电极的正视图；

图3B是图3A所示的电极的侧视图；

图4A是本发明的第二实施例的电弧管主体的端部的局部放大正视图；

图4B是图4A所示的电弧管主体的端部的部分截取的底视图；

图5A示出了第二实施例的示例电极；

图5B示出了第二实施例的示例电极；

图6A和6B示出了电极如何插入第二实施例的电弧管主体；

图7是本发明的实施例的变型中的夹制方向；和

图8是本发明的实施例的变型的荧光灯的部分截取的正视图。

具体实施方式

以下参照附图来描述了使用本发明的紧凑式自镇流荧光灯的实施例。在本文中，参照对应于60瓦的白炽灯的12瓦荧光灯来进行描述。

第一实施例

参照图1-3描述本发明的第一实施例涉及的紧凑式自镇流的荧光灯100。

1.结构

(a)紧凑式自镇流的荧光灯的整体结构

图1示出了依据本发明的紧凑式自镇流的荧光灯100。在该图中，紧凑式自镇流的荧光灯100包括电弧管110、保持电弧管110的保持器200、容纳在保持器200中以便点亮电弧管110的电子镇流器300、和覆盖该电弧管110的泡体400。

电弧管110包括柱形保持件210和锥形壳体250。保持件210具有插入开口，电弧管110的两个端部可在器端壁处经该开口插入。壳体250覆盖保持件210的周向壁220。型号为E-17等的螺口灯头装接到壳体250的渐缩开放端部252上。

电子镇流器300采用了串联倒相方法，并包括多个电气部件，例如电容器310、330、340、和扼流圈320。这些电气部件安装基板360上，该基板装接到保持件210上。电子镇流器300设计成，当照明启动时启动电压(780V)施加到电弧管110上，并且在照明过程中灯电流为140mA。

泡体400由具有优良表面光洁度的玻璃材料制成，并呈茄子形状即“A”形，例如白炽灯。应当理解，尽管在该实施例中泡体为“A”形，但是泡体400可具有不同的形状并且不限于“A”形。另外，泡体400可省去。

泡体400的开放端405可插入到保持件210的周向壁220与壳体250的周向壁之间，以便覆盖保持件210的周向壁220。该间隙包含粘结剂420。该泡体400借助粘结剂固定到保持件210和壳体250上。

泡体400的顶部406的内表面借助导热介质410特别是硅酮树脂与形成在电弧管110的顶部处的突出部126热连接。

通过使用导热介质410来连接电弧管110和泡体400，电弧管110可达到(大约60-65℃)的温度，以便使得紧凑式自镇流的荧光灯100在照明过程中产生大致最大的光通量。

其中，当紧凑式自镇流的荧光灯100照明时由电弧管110产生的热量通过导热介质410传递给泡体400，并且该传递的热量从泡体400排散出去。电弧管110的温度降低到最佳水平之上。其结果为，可实现光功效为701m/W的高性能。

(b)电弧管的结构

图2A和2B示出了电弧管110。如图所示，电弧管110包括由玻璃管120弯曲成的电弧管主体115，以及一对在电弧管主体115的端部124、125处密封的电极130。放电空间形成在电弧管主体115中，其中电弧管主体115的端部124、125对应于放电空间的端部。

电弧管主体115大致由两个螺旋单元122和123以及连接这两个螺旋单元122和123的连接单元121形成，该螺旋单元围绕螺旋轴线A螺旋地盘绕。换言之，玻璃管120大致在中部(对应于连接单元121)处卷绕，并且玻璃管120的从中部延伸到两个端部(对应于两个螺旋单元122和123)的两个部分螺旋地围绕螺旋轴线A沿方向B螺旋地盘绕。平行于螺旋轴线A的方向以下称为“螺旋方向”。

每一螺旋单元122和123的管状轴线即形成螺旋单元122和123的玻璃管120的管状轴线(在图2A中由B1、B2表示)以盘绕半径R1围绕螺旋轴线A盘绕，如图2A、2B所示。螺旋单元122和123的围绕螺旋轴线A的绕圈总数量大致为4.5。

在该实施例中，盘绕半径R1大约为13.75毫米。

电弧管110的双螺旋结构的外径D优选为在30-40毫米的范围内，以便使得包括电弧管110的紧凑式自镇流的荧光灯100形成的尺寸(外径)不大于白炽灯。在该实施例中，外径D大约为36.5毫米。

玻璃管120的内径φ_i优选为在5-9毫米的范围内。如果该内径φ_i小于5毫米，则难以将玻璃管120弯曲成双螺旋形。如果内径φ_i大于9毫米，则需要较大的电极距离(即电极在放电空间中的距离)，以便产生与白炽灯大致相同的光通量，其中该光通量相同尺寸的白炽灯不能实现。在该实施例中，玻璃管120的内径φ_i大约为7.4毫米，玻璃管的外径φ₀大约为9.0毫米。

例如，玻璃管由例如锶-钡硅酸盐玻璃的软质玻璃来制成，并且其截面是大致圆形的。

除了端部124、125处或在其附近之外，螺旋单元122和123沿螺旋轴线方向的相邻绕圈之间的间隙优选为在1-3毫米的范围内，以便将电弧管110的总重量限制在所需范围内，并且还防止了不均匀的亮度。在该实施例中，除了端部124、125处或在其附近之外，螺旋单元122和123沿螺旋轴线方向的相邻绕圈之间的间隙例如大约为1毫米。

同时，螺旋单元122和123沿螺旋轴线方向的相邻绕圈之间的间隙大于在端部124、125处或在其附近的间隙。例如，螺旋单元122和123围绕螺旋轴线A盘绕，以便在端部124、125附近相对于轴线A形成角度α(例如70度)，以便该间隙大约为5毫米。通过以这种方式增大该间隙，在电弧管主体115的端部124、125处形成了用于密封该电极130的工作空间。

荧光体140施加到电弧管主体115的内表面上。在此使用的荧光体140可以是三种类型的分别发出红、绿、蓝光的稀土荧光体的混合物，例如Y₂O₃:EU；LaPO₄:Ce，Tb；和BaMg₂Al₁₆O₂₇:EU，Mn。

另外，在该实施例中，在电弧管110中以单一状态封装大约5mg的汞。然而，汞的封装不限于单一状态，只要当汞以大致单一状态封装时在照明中获得大致相同的汞蒸气压力即可。例如，汞可以以汞齐的形式封装，例如锡汞(SnHg)或锌汞(ZnHg)。

另外，作为缓冲气体的氩以例如400Pa的压力进行封装。或者，也可使用例如氩和氖的混合物的混合气体作为缓冲气体。

图3A和3B示出了电极130在电弧管主体115的端部124、125处密封之前的状态。图3A是电极130的正视图，而图3B是电极130的侧视图。

如图2A、2B、3A和3B所示，电极130大致由灯丝线圈131和一对引线132和133形成，该引线在其两端支承灯丝线圈131。一对引线132和133由焊珠134(焊珠安装方法)来保持。

灯丝线圈131是多次卷绕的灯丝，其在最后的卷绕段中盘绕大致一圈(以下将详细描述)。既然如此，灯丝线圈131包括由大致一个绕圈形成的绕圈部分131a和一对从该绕圈部分131a的两侧延伸的延伸部分131b。这些延伸部分131b沿平行于线圈轴线I2的方向延伸，绕圈部分131a围绕轴线I2卷绕(即图3A所示的水平方向)。另外，延伸部分131b从该绕圈部分131a的两侧沿相反方向延伸。

如果绕圈部分131a由一个绕圈形成，则在绕圈部分131a的两侧上延伸部分131b形成大致一条直线。这使得灯丝线圈131可由引线132、133稳固地支承。

绕圈部分131a的线圈轴线I2位于直线部段I1的连接延伸部分131b的一侧上，即与焊珠134相对。这意味着围绕线圈轴线I2卷绕的绕圈部分131a是距离该焊珠134的最远部分。

因此，灯丝线圈131可涂敷有电子发射材料，这可简单地将灯丝线圈131单独地浸在包含电子发射材料的悬浮液中。因此，防止悬浮液附着在支承灯丝线圈131的引线132、133上。以下将描述灯丝线圈131的绕圈部分131a的详细结构。

引线132、133在焊珠134的灯丝线圈侧上的部分在中部弯曲，以便钩到灯丝线圈131的延伸部分131b上，如图3B所示。以这种方式，灯丝线圈131在端部处由引线132、133支承。

引线132、133大致定位成彼此平行，以便相对于中心轴线C大致对称，如图3A所示。绕圈部分131a的线圈轴线I2大致垂直于中心轴线C。

引线132、133在焊珠134的与灯丝线圈侧相对的侧上的部分在电弧管主体115的端部124、125处部分地密封，这可通过(施加压力的)夹制过程等来实现。这使得在电弧管主体115的端部124、125处密封电极130并且使得电弧管主体115的内部是气密的。

由于将电弧管主体115的端部124、125与电极130一起密封，因此在电弧管主体115的内部形成一空间(即电弧管110的放电空间)。电极130的灯丝线圈131之间的距离在该空间(即放电空间)中例如大约为400毫米。

例如，灯丝线圈131由钨丝制成，而引线132、133由铁-镍-铬合金制成。例如可使用BaO-SrO-CaO-Zr作为电极发射材料。

如图2A和2B所示，灯丝线圈131定位在电弧管110中，以便灯丝线圈131的插入末端与电弧管主体115的每一端部124、125(除了在端部124处的窄管135之外)的端表面之间的最小距离LC是电弧管110的曲率半径R2(R2＝D2/2)的0.6倍。因此，在该实施例中，灯丝线圈131如此定位，即，使得插入末端离开电弧管主体115的每一端部124、125的端表面大约11毫米。

窄管135在电弧管主体115的端部124处与电极130密封在一起。该窄管135用于排空电弧管主体115，以便在其中封装汞、缓冲气体等。在排空电弧管主体115之后并且在电弧管主体115中封装缓冲气体和汞之后，窄管135在其末端通过例如熔下封口而密封。

(c)灯丝线圈的结构

灯丝线圈131是通过在至少两段中卷绕灯丝形成的多次卷绕的灯丝，灯丝例如上述提到的钨丝。在该实施例中，灯丝线圈131是通过在三段中卷绕灯丝从而形成的三次卷绕的灯丝。

以下将描述该作为三次卷绕灯丝的灯丝线圈131的制造方法。

首先，(例如直径为36微米的)灯丝以第一节距盘绕在具有预定外径的第一芯轴上，以形成卷绕结构(初级线圈)。该初级线圈本身以第二节距盘绕在具有预定外径的第二芯轴上，以形成卷绕结构(次级线圈)。

最后，该次级线圈以第三节距(例如1.2毫米)盘绕在具有预定外径的第三芯轴上，以便次级线圈盘绕大致一圈。这样制成了作为三次卷绕的灯丝的灯丝线圈131。以这种方式获得的灯丝线圈131作为电极使用时具有9欧姆的冷灯丝电阻。

图3B所示的灯丝线圈131的绕圈部分131a的外径φ_P优选为如此设定，即₁，使得绕圈部分131a与玻璃管120的内表面之间的最小距离不小于0.5毫米。如果绕圈部分131a与玻璃管115的内表面之间的该最小距离小于0.5毫米，则当紧凑式自镇流的荧光灯100接近使用寿命限度时灯丝线圈131的温度将异常升高。在该实施例中，外径φ_P例如为大约2.2毫米。

另外，图3A所示的灯丝线圈131沿线圈轴线I2的方向的长度L_F优选为小于玻璃管120的内径φ_i至少1.6毫米。这使得电极130可容易地插入电弧管主体115的端部124和125内。在该实施例中，长度L_F例如大约为5.2毫米。

2.电极密封

具有上述结构的电极130按以下方式在电弧管主体115的端部124和125处密封。尽管以下将参照电极130在电弧管主体115的端部124处进行密封来描述，但是这可相同地应用于在电弧管主体115的端部125处密封电极130。

首先，制备双螺旋电弧管主体115和电极130，灯丝线圈131由一对负载线圈132和133支承在电极中。在此注意，电弧管主体115的内表面涂敷有荧光体140。

电极130在端部124处插入到电弧管主体115中，以便使得灯丝线圈131的插入末端与端部124的端表面之间的距离L_C大约为11毫米。

在电极130部分地插入到电弧管主体115中的状态下，电弧管主体115的端部124通过使用煤气燃烧器等加热，并且软化且熔融的端部124使用夹块被压制。因此，电极130的引线132和133的中间部分在熔融状态中粘附到端部124上。

在此，灯丝线圈131沿线圈轴线I2的方向的长度L_F小于玻璃管120的内径φ_i至少1.6毫米。因此，电极可容易地插入到电弧管主体115的端部124中。同样，电极130可插入到电弧管主体115中，以便使得灯丝线圈131的插入末端与电弧管主体115的端部124的端表面之间的距离L_C大约为11毫米。因此，灯丝线圈131的插入末端没有与灯丝线圈131的内表面相接触。

灯丝线圈131的绕圈部分131a由大致一个绕圈制成。因此，即使当电极插入到电弧管主体115中时灯丝线圈131接触到电弧管主体115的内表面并且变形，也不会出现线圈接触，即相邻绕圈之间的接触。

注意，如果灯丝线圈131接触电弧管主体115的内表面，则在灯寿命的末期时灯丝线圈131的温度将异常升高。

3.灯性能

对于具有上述结构的紧凑式自镇流的荧光灯100进行性能检验。在该性能检验中，在以下灯状态下测量了紧凑式自镇流的荧光灯100的光通量和额定寿命。

施加电压：AC 100V(频率60Hz)

灯亮时的温度：25℃

照明状态：串接照明

灯输入：12W

在该性能检验中，紧凑式自镇流的荧光灯100所得到的性能为光通量8201m和额定寿命6000小时或更长。该性能与常规的3U型紧凑式自镇流的荧光灯的性能处于大致相同的水平。

在此所述的额定寿命是重复地进行接通该灯2.75小时且关断该灯0.25小时的检验直到灯停止发光所测量的时间。在此，本实施例的双螺旋的电弧管110和紧凑式自镇流的荧光灯100指的是螺旋型的，其与作为对比示例的常规的3U型紧凑式自镇流的荧光灯区分开。

3U型紧凑式自镇流的荧光灯具有122毫米的高度，并且形成3U型电弧管的玻璃管的内径为9.15毫米、外径为10.75毫米。

(1)光通量

汞以汞齐形式封装在3U型电弧管中，以便在照明过程中调节汞蒸气压力。在此指明的汞齐形式区别于上述的例如锡汞和锌汞的汞齐形式，并且其指的是这样的形式，其中获得大致最大光功效的温度大于当汞以单一形式封装所获得的温度。

另一方面，汞以单一形式封装在螺旋型电弧管110内。然而，螺旋型的紧凑式自镇流的荧光灯100发出与常规的3U型紧凑式自镇流的荧光灯大致相同的光通量。

以下将解释其原因。形成螺旋型电弧管110的玻璃管120具有内径φ_i7.4毫米。这使得电弧管110在照明过程中达到使得光通量获得最大值的温度(即汞蒸气压力)，因此可获得较高的光通量。

(2)额定寿命

用于螺旋型电弧管110的灯丝线圈131在尺寸上小于用于对应于例如60W白炽灯的3U型紧凑式自镇流的荧光灯的灯丝线圈。然而，螺旋型电弧管110展示出与3U型大致相同的额定寿命。

以下将解释其原因。经过分析，本发明的发明人成功地设定了螺旋型电弧管110的启动电压(750V)，这大于常规的3U型紧凑式自镇流的荧光灯的启动电压(1050V)，(以下将解释其原因)。启动电压的减小可降低对于灯丝线圈131的溅射效果，并且防止了电子发射材料的消耗。

这使得可使用更细的灯丝用于灯丝线圈131。如果灯丝更细，则即使是在例如灯丝更短的情况下仍可获得所需的电阻。更细的灯丝意味着灯丝线圈131可涂敷更少量的电子发射材料。但是，由于在照明启动时电子发射材料更慢地消耗，因此灯寿命延长了。因此，可实现所需的6000小时的额定寿命。

(3)更低的启动电压

汞以汞齐形式封装在3U型电弧管中，以便在照明过程中增大光功效和光通量。另一方面，汞以单一形式封装在螺旋型电弧管中。该区别使得在不照明时在螺旋型电弧管中汞蒸气的压力大于在3U型电弧管中汞蒸气的压力。因此，螺旋型的启动电压低于3U型。

螺旋型电弧管的启动电压较低的另一原因在于，螺旋型电弧管的双螺旋形状使得热电子平滑地移动到电弧管内。在3U型电弧管中，连接U型玻璃管的连接单元垂直于围绕该连接单元的U型玻璃管的部分。另外，该连接部分比U型玻璃管的内径小。这使得热电子难以平滑地移动到电弧管内侧。

第二实施例

在第一实施例中，使用小直径的玻璃管120从而形成电弧管主体115，并且汞以大致单一状态封装在电弧管主体115中。以这种方式，与3U型相比，紧凑式自镇流的荧光灯100的启动电压可降低，并且灯丝线圈131的尺寸可减小。另外，电极130可在电弧管主体115的端部124、125处稳固地密封，同时保持与3U型相同水平的光通量和灯寿命。

在第二实施例中，第一实施例的电极130进行了变型，以便在双螺旋的电弧管主体115的端部124、125处更容易地密封。

在该第一实施例中，如图3A、3B所示，每一电极130大致由灯丝线圈131、一对引线132、133、和焊珠134形成，该灯丝线圈131是在第三冷却段中盘绕大致一圈的三次卷绕的灯丝，引线132、133用于支承灯丝线圈131的两个端部，焊珠134用于固定该对引线132、133。从图3A中可以看出，引线132、133的在焊珠134的灯丝线圈侧上的部分132a和133a是大致直的。

同时，电极130密封在电弧管主体115的端部124、125处，由于电弧管主体115的双螺旋形状，因此该端部124、125是曲线形状的(从螺旋轴线方向看是圆形的)。既然如此，当具有大致直的引线132、133的电极130插入到电弧管主体115的每一端部124、125中时，灯丝线圈131接触电弧管主体115的内表面。

因此，以下将描述当电极结构插入到电弧管主体115中时，不太可能与双螺旋的电弧管主体115的内表面接触的电极结构。

1.电极结构

第二实施例的电极530、630和730均是对于该第一实施例的电极130的变型。其中，成对的引线132、133沿双螺旋的电弧管主体115的每一端部124、125的形状是弯曲的(曲线形状或倾斜的)。

如图2B所示，电极130在电弧管主体115的端部124、125处以这样的方式夹制，即由两侧将大致垂直于电弧管主体115的径向的平面夹在其中。大致垂直于电弧管主体115的端部124、125被夹制的方向(即电弧管主体115的径向)的平面以下称为“夹制平面”。

(a)第一示例

图4A和4B示出了第二实施例的第一示例的状态，其中电极530密封在电弧管主体115的端部124、125处。在该图中，端部124的部分被切去，以便详细地示出电极530。

当从垂直于夹制平面的方向(即平行于图4A的纸面)观察电极530时，引线532、533在焊珠534的灯丝线圈侧上的部分532a和533a沿电弧管主体115的端部124成一角度(倾斜)，如图4A所示。

更详细的是，引线532、533的部分532a和533a朝向电弧管主体115的连接单元121相对于平行于电极530的中心轴线的方向(线段E表示的方向)(其对应于图3所示的中心轴线C)倾斜成角度β。

角度β由电弧管主体115的端部124围绕螺旋轴线A卷绕的角度α来确定，而且还由电弧管主体115中的灯丝线圈531的插入程度来确定。角度β优选为在0°<β<30°的范围内。在该实施例中，角度β例如设定为13度。

这种电极530可按以下方式由第一实施例的电极130来获得。当保持电极130的焊珠134时，引线132、133在焊珠134的灯丝线圈侧上的部分在其底部以角度β相对于平行于电极130的中心轴线C的方向弯曲。

另外，当从螺旋轴线方向观察时电极530时，引线532、533的位于电弧管主体115内的部分沿电弧管主体115的端部124是弯曲的，如图4B所示。

更详细的是，引线532、533的位于电弧管主体115内的部分沿玻璃管120的管状轴线是弯曲的，该管状轴线围绕螺旋轴线A以卷绕半径R1进行卷绕。为了以这种方式弯曲引线532、533，引线532、533例如沿模具的具有所需曲率半径的周向表面进行变形。

(b)第二实施例

图5A和5B分别示出了第二实施例的第二示例的状态，其中从螺旋轴线方向观察电极630和730在电弧管主体115的端部124、125处密封。在此，端部124的一部分被切去，以便详细地示出电极630和730。

在图5中，电极630的一对引线632和633在电弧管110的放电空间中至少在一点(633a)处以相对于夹制平面(即垂直于图5A的纸面)成角度γ1倾斜。在图5B中，一对电极730的引线732、733在电弧管110的放电空间中至少在一点(733a)处以相对于夹制平面成角度γ2倾斜。

更详细的是，如果电弧管110的密封部分的放电空间侧与引线的倾斜位置之间的距离小于密封部件的放电空间侧与灯丝线圈的插入末端之间的距离D_C的一半，如图5A所示的情况，则引线以角度γ1倾斜，该角度γ1的范围为0°<γ1<60°。

例如，电极630的引线632和633在倾斜位置633a处是倾斜的，该位置离开密封部件的放电空间侧1毫米，例如角度γ1＝20°。

相反的是，如果密封部分的放电空间侧与引线的倾斜位置之间的距离不小于密封部件的放电空间侧与灯丝线圈的插入末端之间的距离DC的一半，如图5B所示的情况，则引线以角度γ2倾斜，该角度γ1的范围为30°<γ2<90°。

如图5A、5B所示，引线632和633以及引线732和733在倾斜位置633a和733a通过使用上述的模具来进行倾斜。

(c)灯丝线圈插入到电弧管主体中

在第二实施例的电极530(630、730)中，该对引线532、533(632、633和732、733)的位于电弧管主体115内的部分沿电弧管主体115的每一端部124、125变形。因此，如果电极530(630、730)正直地插入到每一端部124、125中，则灯丝线圈531(631、731)可与电弧管主体115的内表面接触。

通过沿玻璃管120的管状轴线插入灯丝线圈531(631、731)从而可避免这种情况，该轴线围绕螺旋轴线A以卷绕半径R1卷绕。

以下将通过电极530作为示例来详细描述。

首先，电极530如此地定位，即电极530的待插入电弧管主体115的部分在玻璃管120的管状轴线的路径G上，该轴线围绕螺旋轴线A以卷绕半径R1卷绕，如图6A所示。

接着，电弧管主体115围绕螺旋轴线A沿方向H旋转，如图6B所示。以这种方式，电极530可平滑地插入到电弧管主体115的端部124中。

在该实施例中，电弧管主体115旋转时，同时电极530固定。或者，当电极530围绕螺旋轴线A旋转时，同时电弧管主体115固定，以便将电极530插入到电弧管主体115中。另外，电弧管主体115和电极530均可旋转，以便将电极530插入到电弧管主体115中。

应当注意，以上的第一示例和第二示例中的电极形状可组合。

变型

已经通过所述实施例描述了本发明，尽管如此，明显的是本发明不局限于以上所述。下面给出变型实例。

(1)所述实施例描述电极采用与电弧管主体的径向垂直的夹紧平面密封的情况，但是夹紧平面不局限于以上所述。

此实施例的实例表示在图7中。在附图中，电弧管主体115的端部124和125在电极密封过程中夹紧的方向与电弧管主体115的端部124和125相对于螺旋轴线A具有相同的角度α。在这种情况下也可以实现以上实施例的相同效果。

(2)所述实施例描述本发明适用于螺旋类型的电弧管并与传统3U类型的电弧管相比较的情况。但是本发明同样适用于3U类型的电弧管。本发明的发明人发现通过以大致单一形式(包括具有与单一形式相同的汞蒸气压力特性的汞齐形式)将汞封闭在电弧管主体内，可以减小初始电压并可以减小灯丝和电子发射材料的消耗量。

所述性能试验表明如果汞不以3U类型中使用的传统汞齐形式封闭而是以大致单一形式封闭，可以在3U类型中减小初始电压。这可以使用在最后卷绕阶段大致卷绕成一圈的多次卷绕灯丝。另外，电弧管的形状不局限于螺旋和3U，这是由于在最后卷绕阶段大致卷绕成一圈的多次卷绕灯丝可同样使用在直式电弧管和圆式电弧管中。

但是应该注意到，与3U类型相比，热电子可在螺旋类型中的放电空间内更平稳地运动，使得当本发明适用于3U类型时可略微减小其作用。

假定电弧管的形状不局限于特定形状，本发明同样适用于玻璃管的内直径Φi小于5毫米的情况。如果当弯曲玻璃管时，可以采用最佳条件，例如可以形成使用其内直径小于5毫米的玻璃管形成双螺旋的电弧管。使用内直径小于5毫米的玻璃管形成的双螺旋结构具有小于30毫米的外直径。这可以进一步减小电弧管的尺寸。

(3)所述实施例描述本发明用于与60瓦的白炽灯相对应的紧凑自镇流荧光灯的情况，但这不作为本发明的限制。电弧管的高度本发明可同样用于与40瓦或100瓦的白炽灯相对应的紧凑自镇流荧光灯中，尽管在这种情况下电弧管的高度(即玻璃管的圈数)需要进行调整。

(4)本发明描述当本发明用于紧凑自镇流荧光灯的情况，当本发明可以使用在其他类型的低压汞灯中。此变型的一个实例在下面说明。

图8表示作为一种类型的低压汞灯的荧光灯800。

在附图中，荧光灯800包括螺旋卷绕双螺旋电弧管810直到两端的双螺旋电弧管10、用于保持电弧管810并具有一个闭合底部的圆柱形保持构件830、覆盖保持构件830的周壁的壳体840、覆盖电弧管810的泡体850和将配合在照明紧固件的插口内以便接收能量的单个底部860(例如GX10q类型)。

此荧光灯800不同于紧凑自镇流荧光灯100之处在于电子镇流器不设置在保持件构件830和壳体840内，并且底部860不是白炽灯使用的螺旋底部。

本发明还可适用于其他类型的低压汞灯，例如具有直式电弧管或圆形式电弧管的那些。

(5)所述的实施例描述灯丝线圈在最后卷绕阶段卷绕成电子一圈的情况。但是，在最后卷绕阶段的灯丝线圈的圈数不局限于此。例如在以上实施例中使用三个灯丝线圈的情况下，可以实现与所述实施例相同的效果，只要最后卷绕阶段的卷绕间距不小于(Φc+0.2)毫米即可，其中Φc表示次级线圈的外直径，并且灯丝线圈沿螺旋轴线的方向的长度不大于(Φi-1.6)毫米，其中Φi表示玻璃管的内直径。

如果最后卷绕阶段的卷绕间距不小于(Φc+0.2)毫米，即使灯丝线圈接触电弧管主体的内表面并当电极插入电弧管主体的端部时变得变形，可以避免灯丝线圈的相邻卷绕圈的线圈接触和主级和次级线圈的卷绕圈的线圈接触。

同样，如果灯丝线圈沿螺旋轴线方向的长度不大于(Φi-1.6)毫米，电极可便于插入电弧管主体的端部。尽管参考附图通过实例完全描述了本发明，将注意到本领域的普通技术人员将明白多种改型和变型。

因此，除非这些改型和变型偏离本发明的范围，它们应该认为是包括在本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于低压汞灯的电弧管，其包括：

由玻璃管形成的电弧管主体，该电弧管主体具有范围为5-9毫米的内径；和

一对在该电弧管主体的两个端部处密封的电极，每一该电极包括多次卷绕的灯丝，该灯丝在最后卷绕阶段中盘绕一圈。

2.如权利要求1所述的电弧管，其特征在于，

该多次卷绕的灯丝是三次卷绕的灯丝，并且其由一对安装在焊珠上的引线来支承。

3.如权利要求1所述的电弧管，其特征在于，

汞以单一状态封装在电弧管主体中，和

该电弧管的启动电压设定成不大于900V。

4.如权利要求1所述的电弧管，其特征在于，

L_F≤(φ_i-1.6mm)，其中L_F表示该多次卷绕的灯丝沿卷绕轴线测量的长度，并且φ_i表示玻璃管的内径，L_F和φ_i的单位均为mm。

5.如权利要求2所述的电弧管，其特征在于，

该电弧管主体是由从中部到两端部围绕螺旋轴线双螺旋地盘绕而形成的。

6.如权利要求5所述的电弧管，其特征在于，

该电弧管主体的双螺旋结构的外径在30-40毫米的范围内。

7.如权利要求5所述的电弧管，其特征在于，

该对引线的位于该电弧管主体内的部分沿成形为双螺旋的该电弧管主体的对应端部至少部分地弯曲。

8.如权利要求6所述的电弧管，其特征在于，

该对引线的位于该电弧管主体内的部分沿成形为双螺旋的该电弧管主体的对应端部至少部分地弯曲。

9.一种包括如权利要求1-8中任一项所述的电弧管的低压汞灯。

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