CN101060063B

CN101060063B - 节能环保型荧光灯

Info

Publication number: CN101060063B
Application number: CN2007100156575A
Authority: CN
Inventors: 李敬辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: CN101060063A

Abstract

本发明为一种节能环保型荧光灯，属于节能型照明设备制造技术领域。本发明包括玻璃灯管、灯头、芯柱及阴极，玻璃灯管的两端安装有灯头，灯管内安装有与灯头相连接的芯柱，芯柱上设有阴极，阴极与灯头上的导电触片串联，所述的玻璃灯管的外壁上设有纳米级TiO ₂涂层，玻璃灯管的内壁上设有荧光粉涂层，在玻璃灯管内填充有工作气体和固态汞齐。本发明与普通T8灯管相比，节电20-60％，有效寿命提高12-15％，显色性达到83以上，杜绝了铅金属消耗并降低汞消耗20-60％，具有使用寿命长、显色性能高、降低对环境污染、节能环保等优点。

Description

节能环保型荧光灯

技术领域

本发明为一种节能环保型荧光灯，属于节能型照明设备制造技术领域。

背景技术

当前，国内及世界各国正在积极推广Φ26mm管径荧光灯，并大力提倡Φ16mm管径电子镇流器配套荧光灯的使用与普及，以代替传统白炽灯及其它低效照明光源，从而降低能源的消耗和环境的污染。就以上产品优缺点比较如下：

1、Φ26mm(俗称T8)管径荧光灯是早期管径38mm(T12)、32mm(T1O)等管径荧光灯的替代产品，正在得到大力推广，较以往产品具有光效高、寿命长、电子、电感镇流器通用，造价低、易普及等特点，现处于市场主流优势，但它同时也存在如下主要缺点：

a、显色指数低，灯光下物体颜色失真度高，易导致视眼疲劳，难以满足高品质的照明设计需求。

b、采用汞液填充工作介质，注汞量大一般在15-30mg，甚至超过40mg，对环境造成潜在危害，在灯管报废后，不能科学集中处理，成为严重污染源。

2、Φ16mm(俗称T5)管径荧光灯是一种新型荧光灯，结构紧密，因采用电子镇流器配套工作，有更高的光效和寿命，显色指数也有明显提高，满足了人们对高品质照明环境的选择需求，现正被市场初步的认可与接受，但它的缺点如下：

a、温度适应性差：由于灯管设计的原因，当使用环境温度低于5℃时，灯管启动困难，在35℃温度下灯管才能达到最佳的光效输出。

b、造价高、普及难度大：T5灯光固选用材料价格高及采用电子镇流器配套，无法实现与电感镇流器的通用，安装成本较T8荧光灯高3-5倍，受经济条件限制，难以大规模的推广与应用。

c、用含铅玻璃与液汞制造，大量的重金属使用对人类生存环境造成了较大的潜在危害，正在受到专家和行业的普遍重视。

发明内容

针对现有荧光灯生产技术的不足，本发明提供一种使用寿命长、显色性能高、降低对环境污染的节能环保型荧光灯。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括玻璃灯管、灯头、芯柱、阴极和填充物，玻璃灯管的两端安装有灯头，灯管内安装有与灯头相连接的芯柱，芯柱上设有阴极，阴极与灯头上的导电触片串联，其中，所述玻璃灯管的外壁上设有纳米级TiO₂涂层，玻璃灯管的内壁上设有荧光粉涂层，在玻璃灯管内设有填充物。

上述的玻璃灯管采用无铅钾钡或钡锶料玻璃制造，管径Φ20±1mm，厚度0.7-0.9mm。

上述的填充物为工作气体和固态汞齐，其中，工作气体为氩气、氪气与氙气的混合气体，压力控制在465.5Pa～798Pa(即3.5～6毫米汞柱)，氩气和氪气的压力比控制在1：3～2：9之间，氙气与氩氪混合气体的压力比为9：100～11：100。

上述纳米级TiO₂涂层的厚度为5～15微米。

上述荧光粉层的厚度为30～60微米。

上述的固态汞齐为锌汞齐或钛汞齐或铋铅铟汞齐，其中汞含量在3-15mg。

上述的阴极是由高纯钨灯丝和灯丝上的三元碳酸盐层组成，灯管两端的阴极形成极间电场。

上述的芯柱采用与玻璃灯管具有相同或相近膨胀特性的玻璃管和铜丝或镍丝或金属合金丝相连接而成。

本发明应用细管径设计，常规工艺情况下，灯管管径降低后，在相同外观长度尺寸下，灯管工作电压明显上升，与“GB/T10682-2002双端荧光灯性能要求”标准中的电参数严重偏离，不能满足常规电子、电感镇流器的配套工作要求。为此，本发明采用氩气、氪气、氙气混合气体填充技术，填充气体压力控制在3.5-6乇(毫米汞柱)之间，这样就实现了同尺寸下与标准中灯管电参数的基本一致，在灯管配套使用稀土三基色荧光粉的情况下达到以下目标：

①、与常规电感、电子镇流器通用，并与T8管互换，易于安装及更换普及。

②、在配套电感镇流器工作条件下，光效较T8管提高20-35％，光通维持率提高12-15％，显色性达到83以上，同比T8灯管节电20-35％，有效寿命延长12-15％。

③、在配套电子镇流器的工作条件下，光效较T8提高40-60％，基本达到与T5管相同的光特性，相比T8节电40-60％，相比T5管明显降低安装及使用成本。

本发明使用中低温固态汞合金替代传统液汞，汞含量在3-15mg可控。汞合金在较大的温度范围内可保持灯管内汞气压的相对稳定，提高了光输出的稳定性和对环境的适应性，同时避免了在生产过程及灯管报废后汞液的扩散和渗透，明显的降低对环境的污染。

本发明的玻璃灯管是由无铅钾钡或钡锶料等玻璃管制造，在满足光透性和封接技术的情况下，杜绝了铅料等有害金属的消耗，节约了资源，更合理的保护了生存环境。在灯管外壁喷涂纳米二氧化钛(TiO₂):TiO₂是具有光催化功能的光半导体材料，本身无毒、无污染，可充分吸收荧光灯的逸业微量紫外线，保护皮肤及减少光化对被照物体的损害。在日光照射后，TiO₂能产生两种氧化分解能力极强的自由基(羟基自由基和超氧化物阴离子自由基)，从而达到除病菌、去异味、快速削除装修污染、净化室内环境。

本发明的有益效果如下：

1、节约能源与重金属的消耗：与普通T8灯管相比，节电20-60％，有效寿命提高12-15％，显色性达到83以上，杜绝了铅金属消耗并降低汞消耗20-60％。

2、环保：采用无污染原材料及工艺生产与制造，并能有效地降低使用环境的污染指数和病菌含量，在满足光照需求的同时，更能实现人类对健康和降低环境污染的本性需求。

3、廉价通用，易于普及：

该发明因采用通用型设计，实现了与T8灯管在任何使用条件下便捷的更换和安装，环境适应性强，无特殊使用要求，安装费远低于T5灯具，实用、廉价、高效节能，更适合于大规模推广与普及。

附图说明

附图为本发明一实施方式的结构示意图。

其中，1、玻璃灯管，2、灯头，3、芯柱，4、阴极，5、荧光粉涂层，6、TiO₂涂层，7、工作气体，8、固态汞齐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实例作进一步的说明。

实施例：结构如图所示，它包括玻璃灯管1、灯头2、芯柱3及阴极4，玻璃灯管的两端安装有灯头2，灯管1内安装有与灯头相连接的芯柱3，芯柱上设有阴极4，阴极4与灯头上的导电触片串联，在玻璃灯管1的外壁上设有纳米级TiO₂涂层6，玻璃灯管的内壁上设有荧光粉涂层5，在玻璃灯管内填充有工作气体7和固态汞齐8。

a、玻璃灯管1及涂敷物：玻璃壳采用无铅钾钡或钡锶料玻璃制造，管径为Φ20±1mm，厚度0.7-0.9mm，具有良好的光透性和稳定性，无毒、无害、无污染。外壁涂敷纳米级TiO₂(二氧化钛)涂层6，厚度为5～15微米；内壁涂敷高效稀土三基色荧光粉层5，厚度为30～60微米。该机构的作用如下：

①、提供封闭的放电空间和符合要求的放电环境。

②、荧光粉将放电激发的254nm紫外线转化为有效可见光，通过玻璃发射至需求环境，更耐电子和离子轰击。

③、纳米级TiO₂吸有效收逸业紫外线，同时在日光照射下产生自由基杀菌、抑菌，并降解附着油污及室内有害气体。

b、芯柱3：采用与外壳玻璃管具有相同或相近膨胀特性的玻璃管和铜丝或镍丝制成，其作用如下：

①、为灯管阴极提供安装的支撑作用。

②、将阴极灯丝与外部工作电路进行联接。

③、与玻璃壳及金属导丝完全密封，提供密闭的放电工作空间。

④、为灯管工作时提供最佳的汞蒸汽冷端。

c、阴极4：采用高纯钨丝经三次绕制而成，灯丝上涂敷Baco3(碳酸钡)、Caco3(碳酸钙)、Srco3(碳酸锶)等三元碳酸盐层，其作用如下：

①、在制灯过程中，通过灯丝加热使三元碳酸盐分解为相应氧化物，通过钨与Bao反应还原业游离Ba原子，利用Ba原子在灯管工作时，提供电子发射能力。

②、两阴极间提高相应极间电场，使电子运动加速，从而激发和电离放电管内填充汞原子及其它气体原子。

③、在灯管启动及工作时，对阴极发射Ba原子进行预热，以达到电子逸出阴极的能力。d、填充物：为工作气体7和固态汞齐8，其中，工作气体为氩气、氪气与氙气的混合气体，压力控制在465.5Pa～798Pa(即3.5～6毫米汞柱)，氩气和氪气的压力比控制在1：3～2：9之间，氙气与氩氪混合气体的压力比为9：100～11：100。固态汞齐为锌汞齐或钛汞齐或铋铅铟汞齐，优选钛汞齐，其中汞含量在3-15mg。其作用分别如下：

①、汞齐为灯管工作提供需要的汞蒸汽压浓度，同时适应较大的环境温度变化，保证灯管的正常工作，同时在灯管报废后降低汞的释放对环境的污染。

②、氩气与汞原子在放电物中发生潘宁效应，提高汞原子激发和电离的效率，降低灯管的启动电压。

③、氪气、氙气可降低放电孔带电离子的双极性扩散速度和平均自由程，提高电子与原子激发和电离的效率，降低灯管的工作电压。

e、灯头2：由铜线导电触片与阻燃塑料或铝帽及绝缘极构成，作用：为灯管提供与灯具安装的结构及工作电路连接的组件。

Claims

1.节能环保型荧光灯，包括玻璃灯管、灯头、芯柱、阴极和填充物，玻璃灯管的两端安装有灯头，灯管内安装有与灯头相连接的芯柱，芯柱上设有阴极，阴极与灯头上的导电触片串联，其特征在于，所述玻璃灯管的外壁上设有纳米级TiO₂涂层，玻璃灯管的内壁上设有荧光粉层，在玻璃灯管内设有填充物；所述的填充物为工作气体和固态汞齐，其中工作气体为氩气、氪气与氙气的混合气体，压力控制在465.5Pa～798Pa，氩气和氪气的压力比控制在1∶3～2∶9之间，氙气与氩氪混合气体的压力比为9∶100～11∶100。

2.根据权利要求1所述的节能环保型荧光灯，其特征在于，所述的玻璃灯管采用无铅钾钡或钡锶料玻璃制成，管径为Φ20±1mm，玻璃灯管的管壁厚度为0.7～0.9mm。

3.根据权利要求1所述的节能环保型荧光灯，其特征在于，所述纳米级TiO₂涂层的厚度为5～15微米。

4.根据权利要求1所述的节能环保型荧光灯，其特征在于，所述荧光粉层的厚度为30～60微米。

5.根据权利要求1所述的节能环保型荧光灯，其特征在于，所述的固态汞齐为锌汞齐或钛汞齐或铋铅铟汞齐，其中汞含量在3～15mg。

6.根据权利要求1所述的节能环保型荧光灯，其特征在于，所述的阴极是由高纯钨灯丝和灯丝上的三元碳酸盐层组成，灯管两端的阴极形成极间电场。

7.根据权利要求1所述的节能环保型荧光灯，其特征在于，所述的芯柱采用与玻璃灯管具有相同或相近膨胀特性的玻璃管和铜丝或镍丝相连接而成。