CN101740312B

CN101740312B - 一种冷击穿荧光灯

Info

Publication number: CN101740312B
Application number: CN2009102145540A
Authority: CN
Inventors: 冯廷平; 张金华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2029-12-31
Also published as: CN101740312A

Abstract

本发明公开了一种冷击穿荧光灯，包括电子部件和发光体部件，所述电子部件为变压变频器，所述发光体部件包括充入有可电离填充物的真空玻璃管，玻璃管内壁涂有稀有金属氧化物和稀土铝酸盐的混合物。本发明的冷击穿荧光灯通过变压变频器产生高频高压电子，使得灯管内气体在冷电极环境下变得容易被击穿形成放电通道，因此无需加热电极，延长了荧光灯的使用寿命。本发明在高频高电压的电功率方式下能大大减少电功率的热损耗，同时提高了电功率转换为发光的转换效率。本发明的冷击穿荧光灯含低汞，避免了对环境的污染，简化了生产流程。

Description

一种冷击穿荧光灯

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种荧光灯。

背景技术

近年来，由于荧光灯的节能和高效，已经越来越成为全球建筑照明应用中最主要、最普遍且使用数量最多的重要光源。普通荧光灯的发光原理为灯丝导电加热，使其可以预先在电极的周围逸出自由电子，与灯管内充装的惰性气体碰撞电离，形成放电通道，汞液化为汞蒸气，在电子撞击和两端电场的作用下，汞离子大量电离，正负离子运动形成气体放电，同时释放出能量并产生紫外线。玻璃管内壁上的荧光粉吸收紫外线的能量后，被激发而放出可见光；而且在已形成放电通道期间，热灯丝电极也帮助维持气体的放电通道。

然而，因为电极在预加热时会不可避免的对灯的性能及寿命造成损害，所以预加热电极的荧光灯具有发光效率较低，寿命不长等缺点，因此需要寻找一种不加热电极也可发光的荧光灯。

普通荧光等照明也带来了汞污染环境的问题。据报道，目前在我国，一支管径为36mm粗管径的T12荧光灯含汞量为25~45mg，一支管径为16mm细管径的T5荧光灯含汞量为20mg，一支管径为10mm的紧凑型荧光灯含汞量为10mg。我国现在每年生产荧光灯约10亿支，按每支灯管平均含汞量为30mg计，我国每年生产的荧光灯中含汞总量约30吨，而在实际生产过程中所消耗的汞，远远大于这一数字。以40W的T12直管荧光灯为例，通过自动生产线自动注汞，需要注入20~40mg的汞，而加上工艺消耗，实际耗汞量为60~100mg。一支荧光灯破碎后，所含的汞蒸气立即进入周围的空气中，这时汞在周围空气中的瞬时浓度可达到每立方米10~20mg，远远高于国家规定的最大容许浓度每立方米0.01mg。因此，急需一种不含汞的无污染的荧光灯。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种无需加热电极且低汞的冷击穿荧光灯。

本发明的目的通过如下技术方案予以实现：

一种冷击穿荧光灯，包括电子部件和发光体部件，所述电子部件为变压变频器，所述发光体部件包括充入有可电离填充物的真空玻璃管，玻璃管内壁涂有稀有金属氧化物和稀土铝酸盐等混合物。

上述冷击穿荧光灯中，所述稀有金属氧化物由如下按质量百分数计的组分组成：氧化镧6~8％、氧化铈6~10％、氧化镨3~5％、氧化钐6~10％、铕8~12％、氧化钕6~8％、氧化镱6~10％、氧化钆5~7％、氧化铽6~10％、氧化镝6~10％、氧化钬6~10％、氧化铒4~6％、氧化铥6~10％和氧化镥4~6％。优选由如下按质量百分数计的组分组成：氧化镧7％、氧化铈8％、氧化镨4％、氧化钐8％、铕10％、氧化钕7％、氧化镱8％、氧化钆6％、氧化铽8％、氧化镝8％、氧化钬8％、氧化铒5％、氧化铥8％和氧化镥5％。

上述冷击穿荧光灯中，所述稀有金属氧化物和稀土铝酸盐的混合物中还添加有钨酸镁或硼酸钠。铝酸盐的量是根据所需要的紫外线来确定，根据不同需要采用不同的量，一般优选为总重量的8％。钨酸镁和硼酸钠的作用在于调节可见光波长(2700-6400k)，钨酸镁用于调节为蓝白光，钨酸镁的量可根据波长来确定，根据不同需要波长采用不同的量，一般优选为总重量的8％；硼酸钠用于调节为淡红光，硼酸钠的量可根据波长来确定，根据不同需要波长采用不同的量，一般优选为总重量的8％。

上述冷击穿荧光灯中，所述电子部分优选为变压变频器，当向其输入100~240V电压时，经稳压及过流过压保护下，变压变频器可输出高频高压电子给发光体。而发光体部件两端分别设有电极，电极设于真空玻璃管内部或外部；当然也可以不设电极，通过在发光体部件两端设置线圈，制成无极荧光灯。

本发明的原理是：本发明的冷击穿荧光灯通过变压变频器产生高频高压电子，使得灯管内气体在冷电极环境下变得容易被击穿形成放电通道，因此无需加热电极。玻璃管内壁的稀有金属氧化物涂层在高频高压电子的冲击下，激活稀土铝酸盐达到250nm紫外线，激活氧化铕激活氧化镱，氧化铈和氧化铽和其它氧化物形成可见光。钨酸镁和硼酸钠的作用在于调节可见光波长(2700-6400k)，钨酸镁用于调节为蓝白光，硼酸钠用于调节为淡红光。

在上述冷击穿荧光灯中，所述可电离填充物由如下按体积百分数计的组分组成：氩气15％、氪气55％和氙气30％。

与现有技术相比，本发明荧光灯具有如下有益效果：

(1)本发明的冷击穿荧光灯通过变压变频器产生高频高压电子，使得灯管内气体在冷电极环境下变得容易被击穿形成放电通道，因此无需加热电极，延长了荧光灯的使用寿命。

(2)本发明在高频高电压的电功率方式下能大大减少电功率的热损耗，同时提高了电功率转换为发光的转换效率。

(3)本发明的冷击穿荧光灯含低汞，避免了对环境的污染，简化了生产流程。

附图说明

图1为一种内置电极的冷击穿荧光灯结构示意图；

图2为一种外置电极的冷击穿荧光灯结构示意图；

图3为实施例1所得冷击穿荧光灯的三基色发光光谱图；

图4为实施例1所得冷击穿荧光灯的光谱辐射亮度图；

图5为实施例1所得冷击穿荧光灯的相对亮度图；

图6为实施例1所得冷击穿荧光灯的相对能量图；

图7为实施例1所得冷击穿荧光灯的相对响应图；

图8为实施例1所得冷击穿荧光灯的透过率图；

图9为实施例1所得冷击穿荧光灯的三基色的综合光谱图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种内置电极的冷击穿荧光灯，包括变压变频器1和发光体部件2，发光体部件2包括充入有可电离填充物的真空玻璃管21，玻璃管21内壁涂有稀有金属氧化物和稀土铝酸盐的混合物，发光体部件2两端内部分别设有电极3。将稀有金属氧化物和稀土铝酸盐等混合物均匀涂在玻璃管21内壁后，将玻璃管21真空处理，此时玻璃管21内的压强为9.31Pa；然后向真空玻璃管21中充入可电离填充物后封口，此时玻璃管21内压强为6.65Pa。可电离填充物由如下按体积百分数计的组分组成：氩气15％、氪气55％和氙气30％。所述稀有金属氧化物由氧化镧7％、氧化铈8％、氧化镨4％、氧化钐8％、铕10％、氧化钕7％、氧化镱8％、氧化钆6％、氧化铽8％、氧化镝8％、氧化钬8％、氧化铒5％、氧化铥8％和氧化镥5％组成，稀土铝酸盐占稀有金属氧化物和稀土铝酸盐混合物重量的8％。

通过输入100~240V电压，在稳压及过流过压保护下，变压变频器1输出高频高压电子注入玻璃管21，玻璃管21内部的电极3在高频高压的激发下无需加热即可释放大量自由电子，帮助击穿玻璃管21内的惰性气体形成放电通道，玻璃管21内稀有金属氧化物涂层在大量自由电子的冲击下激活稀土铝酸盐，从而形成波长为250nm的紫外线，激活氧化铕激活氧化镱，氧化铈和氧化铽和其它稀有金属氧化物，最终形成白光可见光。

对所制得的内置电极的冷击穿荧光灯进行发光检测，其三基色发光光谱如图3所示，其光谱辐射亮度如图4所示，其相对亮度如图5所示，其相对能量如图6所示，其相对响应如图7所示，其透过率如图8所示，其三基色的综合光谱如图9所示。可见，本发明的冷击穿荧光灯在无需电极加热的前提下其发光符合荧光灯的各项发光指标。

实施例2

在实施例1的基础上，可以将电极3设置在玻璃管21外部。如图2所示，一种外置电极的冷击穿荧光灯，包括变压变频器1和发光体部件2，发光体部件2包括充入有可电离填充物的真空玻璃管21，玻璃管21内壁涂有稀有金属氧化物，发光体部件2两端外部分别设有电极3。

实施例3

在实施例1的基础上，可以根据需要在稀有金属氧化物和稀土铝酸盐的混合物的基础上加入钨酸镁，把所发出的光调节为兰白光。

实施例4

在实施例1的基础上，可以根据需要在稀有金属氧化物和稀土铝酸盐的混合物的基础上加入硼酸钠，把所发出的光调节为淡红光。

Claims

1.一种冷击穿荧光灯，包括电子部件和发光体部件，其特征在于所述电子部件为变压变频器，所述发光体部件包括充入有可电离填充物的真空玻璃管，玻璃管内壁涂有稀有金属氧化物和稀土铝酸盐的混合物；

所述稀有金属氧化物由如下按质量百分数计的组分组成：氧化镧6～8％、氧化铈6～10％、氧化镨3～5％、氧化钐6～10％、氧化铕8～12％、氧化钕6～8％、氧化镱6～10％、氧化钆5～7％、氧化铽6～10％、氧化镝6～10％、氧化钬6～10％、氧化铒4～6％、氧化铥6～10％和氧化镥4～6％。

2.根据权利要求1所述的冷击穿荧光灯，其特征在于所述稀有金属氧化物由如下按质量百分数计的组分组成：氧化镧7％、氧化铈8％、氧化镨4％、氧化钐8％、氧化铕10％、氧化钕7％、氧化镱8％、氧化钆6％、氧化铽8％、氧化镝8％、氧化钬8％、氧化铒5％、氧化铥8％和氧化镥5％。

3.根据权利要求1或2所述的冷击穿荧光灯，其特征在于所述混合物中添加有钨酸镁或硼酸钠或其混合。

4.根据权利要求3所述的冷击穿荧光灯，其特征在于所述铝酸盐、钨酸镁或硼酸钠的加入量为稀有金属氧化物重量的8％。

5.根据权利要求1所述的冷击穿荧光灯，其特征在于所述发光体部件两端设有电极，电极设于真空玻璃管内部或外部。

6.根据权利要求1所述的冷击穿荧光灯，其特征在于所述可电离填充物由如下按体积百分数计的组分组成：氩气15％、氪气55％和氙气30％。