CN1020362C

CN1020362C - 非饱和高压钠灯

Info

Publication number: CN1020362C
Application number: CN89100788.1A
Authority: CN
Inventors: 玛琳娜·玛丽亚·约瑟法·米尤森
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1993-04-21
Anticipated expiration: 2004-02-10
Also published as: EP0328209B1; CN1035394A; JP2928813B2; JPH01220358A; DE68906174D1; EP0328209A1; DE68906174T2; US4924146A; HU199035B; HUT49236A

Abstract

本发明涉及配置有一个放电容器的非饱和高压钠灯，所述放电容器密封有一个放电空间，所述放电空间具有陶瓷器壁，并在两端由安置有电极的引入元件所封闭；同时，该灯至少有一个电极装备有发射材料，所述放电容器充有除含钠之外至少还含汞和稀有气体的充填物。根据本发明，在所述放电空间中包含各元素Mg、Ca、Sr、和Ba中的一种或多种金属形式的元素，其量最高达计量汞重量的10%。

Description

本发明涉及配置有一个放电容器的非饱和高压钠灯，该放电容器密封有一个放电空间，该放电容器具有陶瓷器壁，并在两端由紧固有电极的引入元件所封闭;同时，该灯至少有一个电极装备有发射材料，所述放电容器充有除含钠之外至少还含汞和稀有气体的充填物。本发明另外还涉及制造上述灯的方法。

所用术语“陶瓷器壁”在本说明书中应理解为是指由半透明的晶状金属氧化物构成的器壁，该氧化物或者可以是单晶的（例如蓝宝石），或者可以是多晶的。在这一方面，已知的多晶金属氧化物是氧化铝和钇铝石榴石。在多晶方式中，所述材料是烧结成气密的。

3，453，477号美国专利中已公开过这种灯。在所述已公开的灯中，通过适当选择温度和钠/汞合成比例可以做到抑制铝酸钠的生成。然而，实验已证明，不仅陶瓷器壁的金属氧化物会导致作为填充成份的钠消失，而且许多氧源也会导致钠的消失。例如，倘若在发射材料中包含有碱土金属氧化物或钇氧化物的情况下，发现发射材料就是一个非常重要的氧源。因此，通过实验证明，应用这种发射材料在该灯使用寿命的最初一百小时内会引起显著的钠消失，在该灯的其余使用寿命期间则形成小而稳定的钠消失状态。虽然已知若干材料本身在放电空间就可作为吸氧剂，但是在发射材料存在的情况下，这些金属却不会产生一种令人满意的抑制从放电空间萃取作为填充成份的钠的作用。

虽然，原则上可设想通过在供应的填充物中增加钠量以补偿在使用寿命的开始期间出现的钠损失;但是，实际上在工业规模条件下，要以可重复生产的方式来制造灯几乎是不可能做到的。此外，倘若这样，在灯的使用寿命的最初若干小时期间，所述灯还将显示出某一特性偏差。

本发明的目的是提供一种得到一种非饱和高压钠灯的方法，这种高压钠灯配置包括发射材料的电极，同时又能保持令人满意的光技术性能和长的使用寿命。

为此，根据本发明，在本文开头段落所提及的那种非饱和高压钠灯，其特征在于;在所述放电空间中，按最高达放电空间中所存在的汞重量的10%的量，在敞开与放电空间保持交流的情况下，提供一种或多种金属形式的元素，这些元素是Mg、Ca、Sr和Ba。

一个惊人的优点是钠的消失被限制到最低限度，从而由于例如汞齐的生成而造成的运行中的各种困难就不会再发生。一种可能的解释是所述各元素具有比较高的蒸气压力。由于直接与所述气体填充物接触，所述各金属的蒸气还将散布于整个放电空间，它们强有力地促进了迅速的吸气效应。这与所述各金属围于容器中，只能接受氧气的情形相比是明显相反的。此外，就光照源而论，看来并不会发生对所述灯发出的光的光谱的影响。如果在放电空间中提供了大于相当汞重量10%的金属量时，则必须采用的汞齐形式将至少会延迟所希望的汞汽压力的建成时间，从而引起从文献（USP3，558，963）中已予说明的各种问题。

就光照源而言，Ba、Ca和Sr本身都已公知为用于影响由灯所发射的光的光谱的各填充组分。然而，为此目的而需要的上述填充物的量的掌握，一方面要考虑由于汞齐这一形式，过量充填几乎不能避免，而另一方面由于在关联的金属蒸气与陶瓷器壁的金属氧化物之间的反应会造成对陶瓷器壁的显著腐蚀。

为了在使用寿命期间也保证有充分的吸氧效果，在实施中至少供应相当于Hg的计量重量0.5%的量。

一种根据本发明的灯，其中至少一个电极是装备有发射材料，它最好用包括以下步骤的方法来制作：

-以气密方式把装有一电极的第一引入零件安置在放电容器的第一端头，

-把汞和钠计量注入放电容器之内，

-将某一稀有气体充填进放电容器中，使其压力符合制成后的灯的要求，

-提供一定量的一种或多种金属元素，它们是Mg、Ca、Sr和Ba，以及

-以气密方式把装有一电极的第二引入元件安置在放电容器第二端头。

在最佳实施方法中，所述两个引入元件在被安置到放电容器上时已构成气密封接。于是就可以在由放电容器的陶瓷器壁所密封的整个空间范围内实现放电空间的温度控制。一般来说这是很有利的。

由上述方法获得的配置有引入元件的放电容器的结构本身是公知的，尤其是在工作过程中灯中的填充物是部分饱和的高压钠灯当中，这种结构是经常应用的。因此，在一种非饱和的高压钠灯中应用相同的结构具有很大的好处，这使得在制造两种型号的灯时，有可能应用相同的生产方法，这样就可以用相同的机器和工具。

在最佳实施方法中，一定量的各元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种金属至少是在以汞齐的形式计量注入汞的步骤同时充填入的。因为由于金属的量很小，将使得易于得到具有比较低的汽化曲线的液态汞齐，从而就能有利于实施。

下面将参考附图对根据本发明的灯的实施例进行更充分的描述，附图中：

图1是根据本发明的灯的侧视垂直截面图，以及

图2表示灯中钠数量的变化量与灯的使用寿命的函数关系。

在图1中，把密封出一放电空间10的放电容器3设置在玻璃外壳1之中，该外壳在电流导体4、5之间设置灯头2。该放电容器具有陶瓷器壁3a，两侧装有以气密方式安置的引入元件6、7。引入元件6、7为铌套管形式。在放电容器3内，引入元件6、7各自配备一根电极11、12，在所述灯工作状态中放电持续于该两电极之间。电极11、12各自包含发射材料。把电流导体5插入铌套管6中，在两者之间具有一定间隙量。用一镍或铌制成的金属导线8来保证这两者之间良好的电接触。

放电容器的填充物由3.6mg的汞、0.025mg的钠、100μg的镁和在300°K下具有13.3KPa压力的氙组成。所述放电容器内部长度为82mm，内径为6.8mm。所描述的灯的额定功率为220W，适合于在220V、50Hz的供电电源下运行。

所描述的灯是借助于一种方法来制造的，在此方法中，用熔融的玻璃以气密的方式把引入元件7安置到放电容器的器壁3a上。所用的熔融玻璃由45.4%重量的Al₂O₃、5.6%重量的MgO、38.6%重量的CaO、8.7%重量的BaO和1.7%重的B₂O₃组成，按上述组成共准备16mg的熔融玻璃。接着，按已经说明过的数量把汞和钠充入所述放电容器中，于是，将放电容器设置于267℃时气压为23.5KPa的氙气氛中，这个气压相当于300°K下的13.3KPa。接着，把具有100μg质量由镁构成的棒与引入元件6一起设置在放电容器中;于是，将引入元件6相应地如引入元件7一样处理，以气密的方式安置在放电容器中。两根电极11、12都配置三钡钇钨酸盐（tri-Barium Yttrium Tungstenate）作为发射材料。

在图2中，将放电容器中钠的数量标绘在纵座标上（可以任意的相对单位进行表示）。将灯的使用寿命以小时为单位标绘在横座标上。图中曲线Ⅰ表明有关所描述的灯的钠的数量与使用寿命之间的关系。曲线Ⅱ表明有关对应类型的灯的同样关系，但是在放电容器的填充物中去除了Mg。可以很清楚地看到在所述灯没有Mg的情况下，在使用的一开始时钠的数量立刻显著下降，然后保持在一个低的水平上。

Claims

1、一种非饱和高压钠灯，它配置有一个放电容器，所述放电容器密封有一个放电空间，所述放电空间具有陶瓷器壁，并在两端为安置有电极的引入元件所封闭，同时，该灯至少有一个电极装备有发射材料，所述放电容器充有除含钠之外至少还含汞和稀有气体的充填物，所述放电空间与金属形式的元素Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种敞开交流，其特征在于：所述灯是非饱和高压钠灯，而在敞开与放电空间保持交流的情况下，提供所述各金属形式的元素，以及这些元素的量为放电空间中所存在的汞重量的0.5%到10%。