CN101740306A - 具有寿终保护的荧光灯管和自镇流荧光灯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有寿终保护的荧光灯管和自镇流荧光灯及其制造方法。所述荧光灯管的两端分别封接有一个电极；所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有至少一个寿终保护区域；所述寿终保护区域分别位于所述两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。本发明提供的具有寿终保护的荧光灯管和自镇流荧光灯可以以较为简单的方式实现寿终保护，并且不会带来生产成本的增加。

Description

具有寿终保护的荧光灯管和自镇流荧光灯及其制造方法

本申请要求2008年11月26日提交于中国国家知识产权局的第200810177476.7号的中国发明专利申请的优先权，其整体内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及照明技术，特别涉及一种具有寿终保护的荧光灯管和自镇流荧光灯及其制造方法。

背景技术

荧光灯在点燃的过程中，荧光灯管两端的电极上的电子发射物质不断地发射电子。当电极上的电子发射物质耗尽时，电极不能继续以热电子发射方式工作，而进入冷阴极工作状态。这种工作状态下会产生较高的阴极位降(cathode fall)电压。如果荧光灯驱动电路不足以驱动该负载电压或因过载工作而损坏，荧光灯就无法再点燃，此时荧光灯的寿命终止，或简称为荧光灯寿终。

当荧光灯接近寿终时，镇流器仍会继续向电极提供电流，而阴极位降逐渐升高。由于镇流器具有近似恒定的电流输出特性，阴极的温度会因此而异常升高，从而在阴极区域中产生大量的热量，这将导致阴极附近的灯管管壁过热，尤其是在紧凑型的自镇流荧光灯中，阴极区域中的大量的热量会使阴极附近的镇流器的壳体和灯管的连接处熔化，从而可能导致火灾等危险情况的发生。

为了避免荧光灯寿终时出现的上述问题，美国专利6,127,786和5,475,284等现有技术在镇流器中采用了额外的保护电路，该保护电路用以检测灯管电压的升高或是灯管电压的不对称整流效应，并据此切断荧光灯的电路系统，从而实现寿终保护的目的。但是，在这些现有技术中，由于需要采用额外的保护电路，荧光灯的成本会有所增加，同时，由于镇流器中电子元件数量的增加，镇流器的可靠性也会相应受到影响。

在如美国专利5,705,887和6,906,465等另一些现有技术中，提出了在荧光灯管中加入金属氢化物沉淀的方法来实现在荧光灯寿终时熄灭电弧的目的，或是通过使用具有低导热率的材料来隔绝在荧光灯寿终时阴极区域中的大量热量对阴极附近的部件的影响，从而实现寿终保护的目的。但是，在这些现有技术中，由于同样需要采用额外的材料，荧光灯的成本和制造的复杂度也会有所增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有寿终保护的荧光灯管和自镇流荧光灯及其制造方法，可以以较为简单的方式实现寿终保护，并且不会带来成本的增加。

本发明的目的通过下述的技术方案加以实现。

本发明的一个实施例提供了一种具有寿终保护的荧光灯管，所述荧光灯管的两端分别封接有一个电极；所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有至少一个寿终保护区域；所述寿终保护区域分别位于所述两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。

本发明的另一个实施例提供了一种具有寿终保护的自镇流荧光灯，包括镇流器以及根据本发明的上述荧光灯管，其中，所述镇流器的壳体在所述荧光灯管的两端与所述管壁相接，所述壳体与所述管壁的两个连接处的每一个分别位于所述两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间；所述寿终保护区域被设置在所述两个电极和所述两个连接处之间。

本发明的另一个实施例提供了一种制造具有寿终保护的荧光灯管的方法，包括以下步骤：在所述荧光灯管的两端分别装配一个电极；以及在所述荧光灯管两端的管壁上分别形成至少一个寿终保护区域。其中所述寿终保护区域分别位于所述电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。

在本发明的实施例中，所述寿终保护区域可以建构为所述管壁上向所述灯管内部凹陷的区域；也可以建构为所述管壁上的特定厚度区域，所述区域中的管壁厚度小于所述管壁的其他区域的管壁厚度；还可以建构为所述管壁上的具有包含物的区域，所述区域中的管壁耐热强度低于所述管壁的其他区域中的管壁耐热强度。

在本发明的实施例中，所述灯管在其两端的管壁上可以分别具有两个寿终保护区域，所述各端的两个寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的两侧。优选地，所述灯管在其两端的管壁上分别设置有一个寿终保护区域，所述各寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的中央。在所述灯管的两端分别只具有一个寿终保护区域时，可以使得寿终保护区域中的热量更加地集中，从而具有更好的寿终保护效果。同时，在荧光灯管的两端分别只设置一个寿终保护区域还可以简化荧光灯管的制造工序，降低荧光灯管的生产成本。

附图说明

以下将通过具体实施例并结合附图对本发明的目的及特征加以详细说明，这些实施例是说明性的，不具有限制性。

图1为根据本发明的第一实施例的荧光灯管的局部结构示意图；

图2为根据本发明的第二实施例的荧光灯管的局部结构示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的自镇流荧光灯的局部结构示意图；

图4为图3所示的自镇流荧光灯在寿终时的状态示意图；

图5为示出了根据本发明的一个实施例的一种用于制造具有寿终保护的荧光灯管的典型方法的工艺流程图；

图6为示出了根据本发明的一个实施例的用于产生寿终保护区域的加工设备的示意图；以及

图7为示出了根据本发明的一个实施例的寿终保护区域的尺寸的示意图。

具体实施方式

为了解决荧光灯在寿终时所出现的阴极的温度异常升高、阴极区域过热的问题，本发明提供了一种具有寿终保护的荧光灯管。所述荧光灯管的两端分别封接有一个电极；所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有至少一个寿终保护区域；所述寿终保护区域分别位于所述两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。

图1中示出了根据本发明的第一实施例的荧光灯管的局部结构示意图。图1中，荧光灯管11的一端封接有一个电极12，在荧光灯管11该端的管壁上具有两个向荧光灯管内部凹陷的区域16，这两个区域即为所述的寿终保护区。区域16位于电极12和荧光灯管11该端的末端之间，并且被设置在电极12的两根导丝14的两侧，从而与导丝14处于同一个平面上，这使得区域16距导丝14的距离相比于管壁的其它区域距导丝14的距离最近。在荧光灯管11寿终时，在因电极12、导丝14的温度异常升高而导致荧光灯管11的管壁过热时，由于区域16距导丝14的距离最近，区域16相比于管壁的其它区域将吸收更多的热量，从而使得区域16成为荧光灯管11的管壁上的温度最高点。在预定的管壁的耐热温度条件下，区域16中的温度将首先超出预定的管壁耐热温度，这将使荧光灯管11的管壁在区域16处融穿，空气由区域16进入灯管内部，使荧光灯管11熄灭，并使与荧光灯管11相连的镇流器(为简化图示，镇流器在图1中未示出)主动失效，从而达到寿终保护的目的。

在根据本发明的第二实施例的荧光灯管中，如图2所示，荧光灯管21的一端封接有一个电极22，在荧光灯管21该端的管壁上具有一个向灯管内部凹陷的区域26，该区域即为所述的寿终保护区。与第一实施例中荧光灯管的两端各具有两个寿终保护区域不同，在第二实施例中，荧光灯管的两端分别只具有一个寿终保护区域，各寿终保护区域被分别设置在各电极的两根导丝的中央，即如图2所示，区域26设置在与两根导丝24所在的平面相垂直的平面上。这样，在荧光灯管21寿终时，在电极22、两根导丝24的共同加热下，区域26中将比管壁上的其它区域中积聚更多的热量，使得区域26成为管壁上的温度最高点。在预定的管壁的耐热温度条件下，区域26中的温度将首先超出预定的管壁耐热温度，这将使荧光灯管21的管壁在区域26处融穿，从而达到寿终保护的目的。

在第二实施例中，由于荧光灯管的两端分别只具有一个寿终保护区域，可以使得寿终保护区域中的热量更加地集中，从而具有更好的寿终保护效果。同时，在荧光灯管的两端分别只设置一个寿终保护区域还可以简化荧光灯管的制造工序，降低荧光灯管的生产成本。

在上述的两个实施例中，除了将寿终保护区域建构为管壁上向灯管内部凹陷的区域外，所述寿终保护区域还可以建构为其它适当的形式，或结合使用多种适当的建构形式，使得在荧光灯管寿终时，荧光灯管的管壁在所述寿终保护区域处融穿，从而实现寿终保护的目的。

例如，所述寿终保护区域可以建构为荧光灯管的管壁上的特定厚度区域，在所述区域中的管壁厚度小于寿终保护区域以外的管壁厚度。又如，所述寿终保护区域可以建构为所述管壁上的具有包含物的区域，使得所述寿终保护区域中的管壁耐热强度低于所述寿终保护区域外的其他区域的管壁耐热强度。再如，所述寿终保护区域可以建构为所述管壁上的具有金属附着物的区域，所述附着物粘附在所述管壁的内侧。

荧光灯管的管壁由玻璃制成。在玻璃厚度较薄的寿终保护区域中，管壁的耐热强度将低于管壁上其它玻璃厚度较厚的区域中的耐热强度；在管壁玻璃中具有气泡等包含物的区域中的耐热强度将低于管壁上其它区域中的耐热强度；在管壁内侧具有金属附着物的区域吸收的热量将多于管壁上其它区域吸收的热量；这样就可以使得在荧光灯管寿终时，荧光灯管的管壁在所述寿终保护区域处融穿，从而实现荧光灯管的寿终保护。

在本发明的荧光灯管的基础上，本发明的一个实施例还提供了一种具有寿终保护的自镇流荧光灯，所述荧光灯中包括根据本发明的荧光灯管和与所述荧光灯管集成为一体的镇流器。其中，所述镇流器的壳体在所述荧光灯管的两端与所述管壁相接，所述壳体与所述管壁的两个连接处的每一个分别位于所述两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间；所述寿终保护区域被设置在所述两个电极和所述两个连接处之间。

图3中示出了根据本发明的一个实施例的自镇流荧光灯的局部结构示意图。在图3中，螺旋形荧光灯管31的两端各封接有一个电极32。镇流器(为简化图示，镇流器在图3中未示出)的壳体35在荧光灯管31的两端与灯管管壁相接，形成两个连接处33，这两个连接处33位于两个电极32和荧光灯管31的两端的相应末端之间。在荧光灯管31的两端的管壁上各具有两个向灯管内部凹陷的区域36，区域36位于电极32和连接处33之间，并且被设置在各电极的两根导丝34的两侧，形成荧光灯管31的寿终保护区。通过在电极32和连接处33之间设置寿终保护区，增大了电极32和连接处33之间的距离，从而减小了在荧光灯管31寿终时电极32对连接处33的加热效应，这样就可以避免连接处33在电极32的持续加热下融化。同时，由于区域36距导丝34的距离相比于管壁的其它区域距导丝34的距离最近，因而在荧光灯管31寿终时，荧光灯管31的管壁会在区域36处融穿，空气由区域36进入荧光灯管内部，使荧光灯管31熄灭，并使镇流器主动失效，从而达到寿终保护的目的。

在自镇流荧光灯寿终时，最坏的情形出现在荧光灯管一端或两端的电极因电子发射物质的耗尽而不能继续发射电子，并且电极因温度异常升高而熔断时，电极的导丝进而充当了阴极并开始被消耗。当电极的导丝被不断消耗，导致导丝的熔化点逐渐向灯管的末端移动时，如图4所示，荧光灯管31的一端的电极32的一根导丝34已熔化且熔化点到达了该导丝一侧的寿终保护区域36，熔化点处产生的大量热量将致使距离导丝34最近的区域36处的管壁融穿，空气由区域36进入灯管内部，使荧光灯管31熄灭，并使镇流器主动失效，这样就避免了连接处33的受热融化，实现了自镇流荧光灯的寿终保护。

在本实施例的自镇流荧光灯中，同样的，荧光灯管的两端可以分别只具有一个寿终保护区域，各寿终保护区域被分别设置在各电极的两根导丝的中央，使得寿终保护区域中的热量更加地集中，从而具有更好的寿终保护效果。此外，除了将寿终保护区域建构为管壁上向灯管内部凹陷的区域外，寿终保护区域也可以建构为其它适当的形式，或结合使用多种适当的建构形式，使得在荧光灯管寿终时，荧光灯管的管壁在所述寿终保护区域处融穿，从而实现寿终保护的目的。

除了上述具有寿终保护的荧光灯管和包含这种具有寿终保护的荧光灯管的自镇流荧光灯外，本发明的一个实施例还提供了一种用于制造具有寿终保护的荧光灯管的方法，包括以下步骤：在所述荧光灯管的两端分别装配一个电极；以及在所述荧光灯管两端的管壁上分别形成至少一个寿终保护区域。其中所述寿终保护区域分别位于两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。

所述寿终保护区域可以是在上面的荧光灯管和自镇流荧光灯的实施例中描述的任意形式，并且可以据此在制造具有寿终保护的荧光灯管时形成。为进行说明，图5示出了说明根据本发明的一个实施例的用于制造具有寿终保护的荧光灯管的方法的典型的工艺流程图。

如图5所示，工艺流程从步骤S500开始，在步骤S502中在备好的透明玻璃管上涂敷上荧光粉。然后在步骤S504中，烘烤涂敷了荧光粉的玻璃管以使粘结剂和荧光粉的杂质分解。之后，在步骤S506中将电极装配到玻璃管内并且封闭玻璃管的开口。

将电极装配到玻璃管之后，在步骤S508中，加热玻璃管的担当寿终保护区域的局部区域以便使玻璃管上的寿终保护区域软化。然后，在步骤S510中，根据要求用模具形成寿终保护区域。例如，可以采用图6所示的具有固定突出的夹钳架来获得所设计的凹陷区域，即寿终保护区域。

设计的凹陷区域的尺寸可以通过图6中的夹钳架上的突出的长度、形状和位置控制。如图7所示，三个关键间距定义如下：L1：从电极到设计的凹陷区域的中心的垂直间距；L2：设计的凹陷区域的深度；L3：设计的凹陷区域的直径。这里给出图7中T4样品的数据作为参考：L1是3.12毫米，L2是3.44毫米，以及L3是1.79毫米。根据实际要求L1、L2和L3可以采用任意合适的间距。

在形成了寿终保护区域之后，在步骤S512中排尽玻璃管中的气体，并向具有寿终保护区域的玻璃管中填充汞或汞合金。最后，根据本发明在步骤S514中将具有寿终保护区域的玻璃管封口并且装配为寿终保护荧光灯管，或者集成为自镇流的寿终保护荧光灯。工艺流程结束于步骤S516。

应该注意结合图5至图7的上述工艺流程只是用于说明根据本发明制造具有寿终保护区域的荧光灯管和自镇流荧光灯的方法的说明示例，其中所述寿终保护区域是灯管的玻璃表面上的凹陷区域。对于其他类型的寿终保护区域，基于以上描述本领域的技术人员可以容易地实现。为了简洁不再赘述。

本领域的技术人员也应当理解根据设计要求和其他因素，可以进行各种变型、组合、子组合和改变，均在所附的权利要求或者其等同内容的范围中。

Claims (17)

1.一种具有寿终保护的荧光灯管，所述荧光灯管的两端分别封接有一个电极；其特征在于：

所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有至少一个寿终保护区域；

所述寿终保护区域位于所述两个电极的每一个电极和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。

2.根据权利要求1所述的荧光灯管，其中，所述寿终保护区域为所述管壁上向所述荧光灯管内部凹陷的区域。

3.根据权利要求1所述的荧光灯管，其中，所述寿终保护区域为所述管壁上的特定厚度区域，所述寿终保护区域中的管壁厚度小于所述寿终保护区域以外的其他区域的管壁厚度。

4.根据权利要求1所述的荧光灯管，其中，所述寿终保护区域为所述管壁上的具有包含物的区域，所述寿终保护区域中的管壁耐热强度低于所述寿终保护区域外的其他区域的管壁耐热强度。

5.根据权利要求1所述的荧光灯管，其中，所述寿终保护区域为所述管壁上的具有金属附着物的区域，所述金属附着物粘附在所述管壁的内侧。

6.根据权利要求1至5中任一所述的荧光灯管，其中，所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有两个寿终保护区域，所述各端的两个寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的两侧。

7.根据权利要求1至5中任一所述的荧光灯管，其中，所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有一个寿终保护区域，所述各寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的中央。

8.一种具有寿终保护的自镇流荧光灯，包括镇流器以及根据权利要求1至5中任一所述的荧光灯管；其中，

所述镇流器的壳体在所述荧光灯管的两端与所述荧光灯管的管壁相接，所述壳体与所述管壁的两个连接处的每一个位于所述两个电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间；

所述寿终保护区域被设置在所述两个电极和所述两个连接处之间。

9.根据权利要求8所述的自镇流荧光灯，其中，所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有两个寿终保护区域，所述各端的两个寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的两侧。

10.根据权利要求8所述的自镇流荧光灯，其中，所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有一个寿终保护区域，所述各寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的中央。

11.一种用于制造具有寿终保护的荧光灯管的方法，其特征在于包括以下步骤：

在所述荧光灯管的两端分别装配一个电极；以及

在所述荧光灯管两端的管壁上分别形成至少一个寿终保护区域；

其中所述寿终保护区域分别位于所述电极的每一个和所述荧光灯管的两端的相应末端之间，使得在所述荧光灯管寿命终止时，所述管壁在所述寿终保护区域处融穿。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述寿终保护区域是管壁上向所述荧光灯管内部凹陷的区域。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述寿终保护区域是所述管壁上的特定厚度区域，所述寿终保护区域的管壁厚度小于所述寿终保护区域以外的其他区域的管壁厚度。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述寿终保护区域是所述管壁上的具有包含物的区域，所述寿终保护区域中的管壁耐热强度低于所述寿终保护区域外的其他区域的管壁耐热强度。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述寿终保护区域是所述管壁上的具有金属附着物的区域，所述金属附着物粘附在所述管壁的内侧。

16.根据权利要求11至15中任一所述的方法，其中，所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有两个寿终保护区域，所述各端的两个寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的两侧。

17.根据权利要求11至15中任一所述的方法，其中，所述荧光灯管在其两端的管壁上分别具有一个寿终保护区域，所述各寿终保护区域被分别设置在所述各电极的两根导丝的中央。

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