CN103065922B

CN103065922B - 一种高效率快速启动节能气体放电灯

Info

Publication number: CN103065922B
Application number: CN201110317134.2A
Authority: CN
Inventors: 潘关根; 金洪吉; 汪洋
Original assignee: SHANGHAI XINBANG ENERGY-SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Fuyang Hangzhou Xin Fang Energy Saving Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: CN103065922A

Abstract

本发明为一种高效率快速启动节能气体放电灯，尤其可以应用在街道照明或室内照明，并且可以最大限度的延长灯的使用寿命时间。在本发明中，金属卤化物由第2副主族，第3主族的卤化物42％(按重量比)，Na或SC的卤化物38-48％(按重量比)和Er的卤化物10-20％(按重量比)构成的。此外，它有60-90w的功率，并且两个电极间隙应为6-8mm，放电管长、短轴的长度比率为12：8。本发明为商业用60-90W快速启动照明HID灯泡。本发明不仅可以快速启动照明，而且可以延长灯泡的使用寿命，其续航时间是传统灯泡的2倍以上。特别是，它可以最大限度地提高照明效率，和其它灯比较，其亮度更亮，功耗更低，使用寿命更长，因此可以更好的应用于街道照明和室内照明。

Description

一种高效率快速启动节能气体放电灯

技术领域

本发明为快速启动高效率节能气体放电照明灯，它可以应用在路灯照明或室内照明，为HID灯保证了其最大照明续航时间。

背景技术

目前，175W，250W，和400W的金属卤化物气体放电灯主要用于街道照明和安全照明。然而，其功率只有约为78(流明/瓦)并且需要很大的能量。此外，灯熄灭后，要再次点亮，完整的启动时间需要至少5-8分钟，所以它给我们带来了巨大的不便，因此，它不适合使用在路灯照明和安全照明中。此外，在大市场的显示照明和室内照明中所用的150W金属卤化物灯或CDM(陶瓷气体放电灯)的需求一直在增长中，但是它们都解决不了低功率，启动慢的问题。

最近，为了节约能源，在全球范围内对高效率灯具的需求一直在增长中，包括工业化国家以及东南亚和中东。

能快速启动的放电灯照明(HID，高强度放电灯)最大限度只有35W，已被主要用于汽车，其最大亮度为3200流明，因此，它不能被用于大市场或街道照明，因为这些地方至少需要约60-90W的功率，约7000流明。

此外，35W的小放电灯泡，能够快速启动照明，但其续航时间最多为3,000小时。因此，不能用在普通照明，而普通照明至少需要6000小时的最低续航时间。

因此，能够快速启动照明的60-90W的介质气体放电灯，并且照明续航时间是传统的35W汽车灯照明的两倍，也就是最低6，000小时的续航时间，而且其功率至少要超过100(流明/W)的照明灯才可以取代(替换)传统的金属卤化物灯，这样才可以节省能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种如上所述，本发明的目的，是以解决传统的气体放电灯的问题。亮度要保持与以往一样，但要降低功耗，并且使灯在快速启动时没有拖延的时间(冷却时间)。

此外，传统放电灯泡是能够快速启动照明的，但其致命的缺点是其续航时间的问题，本发明恰恰解决了这个问题。与传统的照明灯比较，本发明可以延长其两倍的续航时间，延长灯的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高效率快速启动节能气体放电灯，包括：低压气体充装在玻璃组件内部(123)，电极(112)，填充了发光材料(111)的放电管也安装在玻璃组件内部；吸收剂可以保持气体的纯度(114)；通过导体把外部电压传输到放电管的每个电极上(116)；陶瓷基座(122)可以防止开放端的气体泄漏。；

高强度气体放电灯是由可以保持玻璃组件密封的陶瓷和钼导体(119)构成。

发光材料是由第2副族或第3主族的卤化物42％(按重量比)，Na或SC的卤化物38-48％(按重量比)和Er的卤化物10-20％(按重量比)构成的，这是它的一个特点。

此外，根据本发明，高强度气体放电灯会产生60-90w的功率，电极之间的间隙在6-8mm，放电管的长轴和短轴的长度比为12:8。

根据本发明，为了保证高强度放电灯泡的使用寿命，以防止由于热膨胀而导致续航时间减少，所以导体被制成了曲桥(116A)的形状，这也是它的一个特点。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明为商业用60-90W快速启动照明HID灯泡。它不是传统意义上的续航寿命时间很短的商业用60-90W灯泡。本发明不仅可以快速启动照明，而且可以延长灯泡的使用寿命，其续航时间是传统灯泡的2倍以上。

特别是，它可以最大限度地提高照明效率(流明/瓦)，和其它灯比较，其亮度更亮，功耗更低，使用寿命更长，因此可以更好的应用于街道照明和室内照明，这是一项非常有用的发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1接触点在灯的一端结构示意图。

图2为本发明实施例2接触点在灯的两端结构示意图。

111:放电管

112:电极

113:钼箔

114:吸收剂

116:导体

117:排气装置(废气)

119:钼导体

122:陶瓷基座

123:玻璃组件

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1和图2为本发明放电灯泡的概述图例，图1中的接触点在放电灯的一端(单端)，图2中的接触点在放电灯的两端(双端)，并且每个放电灯都有图例说明。

在本发明中的放电灯泡主要由两大部分组成。一部分是快速启动照明的放电管的玻璃组件123部分，另一部分是安装在插座上，和玻璃组件相连接的基座部分122。

在玻璃组件123内部有一个放电组，形成了一个椭圆形，并且有一对电极规则的安装在上面，这些组成了光源管，并且有钼箔(113)延伸在光源管的两侧，钼箔与外部导体相连用于传入电流121、116。

通过外部嵌入导体121和密封玻璃组件123连接的基座122，创建了钼导体119，并且通过导体113、116，给发光管111中的电极112施加电压。

在发光管112内电极的间隙d，形成了一个合理的弧形，并且通过这个合理的间隙延长了其使用寿命。通过发光管内部的金属卤化物的混合物(A)，高强度气体放电灯可以达到大于60W的功率，可以快速启动照明。

而且，在玻璃组件内部的导体形成了曲桥116A的形状，这可以防止由于在高强度气体放电灯快速启动过程中的热膨胀而引起密封在放电管111中的钼箔113压力过大，而缩短灯的使用寿命。

并且在密闭空间内部的玻璃组件，灌装了低压氮气或氩气的填充物，对玻璃组件的内部施加压力，以保持恒定的压力，即使在灯点亮之后也是如此。

根据本发明，60-90W的快速启动高强度气体放电灯的核心技术是是解决了在传统气体放电灯照明中的难题，使用第2副主族或第3主族，Na和Sc卤化物的混合物或单独使用卤化Er，可以实现快速启动照明，这是本发明的特点之一。

根据本发明，金属卤化物，更适合在第2副主族或第3主族42％(按重量比)，Na或Sc卤化物38-48％(按重量比)和10-20％的Er卤化物(按重量比)中组成。尤其，[Na-卤化物:Er-卤化物]的重量比为[2:1]or[3:1]，更为理想。

此外，在本发明的高强度气体放电灯中，金属卤化物的结合率和放电结构是和快速启动照明是有关系的，在放电管(111)的混合物中，第2副主族或第3主族的卤化物42％(按重量比)和Na，Er或Sc的卤化物为40％比18％(按重量比)，长轴和短轴的比率为12：8(误差为+-5％)，并且组成一个椭圆的形状。

本发明的放电结构形成了其结构的核心，它可以达到最大的发光效率(流明/瓦)，这是由于电极间隙(D)和复杂的混合物所导致的，其混合物可以尽量减少电弧内壁的反应(因电弧放电导致电弧管内壁电弧的损失)，并且可以在延长使用寿命的同时快速启动照明。

一般来说，电极面积越狭窄，电流强度变得越高，并且启动电压和启动电流也越低。这是一个优点，然而，这会导致灯的寿命缩短，这又是一个缺点。当然，提高电极的面积可以得到更好的续航时间，但是又会使照明的快速启动失效，因此应该使用最合适的电极面积。

以下实验的描述是比较了本发明完成的高强度气体放电灯的首选实例，这将更具体的进行描述。

下面的表1，根据电极间隙的差距，比较了其使用寿命时间。

表1

电极间隙	例1(小时)	例2(小时)	例3(小时)	例4(小时)	例5(小时)	平均
							8mm	6350	6600	6100	6200	6450	6340
7mm	6150	6400	5900	9800	6200	6290
							6mm	6300	6200	6500	6120	6300	6280
5mm	5400	5500	5100	5350	5300	5330
							4mm	4700	4650	4900	4350	4600	4640
3mm	4100	3800	3950	3200	3600	3730

在本发明中，实验的例子1-5都是在同等条件下进行的。在实例中使用的电极间隙都在3.8-4.2mm之间，并且都被限于一个圆形的横截面。

如表1所示，由于电极间隙增加，灯的使用寿命可以被延长。换句话说，如果电极间隙为6-8mm就可以比间隙为4mm的灯的使用寿命时间长出大约1.4倍。然而，如果电极间隙太大，照明的快速启动就会失败。

表2.

电极间隙

例1(小时)

例2(小时)

例3(小时)

例4(小时)

例5(小时)

备注

10mm

失败

启动慢

9mm

成功

失败

成功

失败

部分成功

8mm

成功

启动快

7mm

成功

启动快

6mm

成功

启动快

5mm

成功

启动快

上述表2的快速启动照明可以成功，当电极间隙大于9mm时可以达到稳定的快速启动照明。

本发明有一个重要的特点，就是含有金属卤化物的混合物，尤其是在放电管(111)中Er的比率和放电管的形状之间是有关系和相关性的。

在下面的表3中，根据发光管的形状和发光材料对光的强度进行了比较。

表3.

在下面表4中，根据发光管的形状和发光材料对灯的效率进行了比较。

表4

在本发明的高强度气体放电灯中，您可以参考上面的图1-4，金属卤化物是由第2副主族，第3主族(按重量比)，Na或Sc的卤化物38-48％(按重量比)和Er卤化物10-20％(按重量比)组成，并且放电管形状为12:8时其效率最佳，可以最大限度延长其寿命时间，当电极间隙大于6mm时，可以实现快速启动照明，电极直径在3.8-4.2mm之间，并且圆形截面被限制在8mm以内。

如前所述，中类别的60-90W的放电灯，在快速启动照明的同时和高效率灯比较其功耗。

表5为常规灯与本发明灯的比较。

表5.

灯的种类	瓦(特)	流明	效率(lm/W)	范围	寿命(小时)
						本发明灯	60	7200	120	85	5000-8000
汞灯	250	10500	42	60	8000-11000
						钠灯	150	13000	86	90	8000-11000
金属灯	175	12000	68	65	8000-11000
						卤素灯	575	14000	24	95	300-500
白炽灯	150	2100	14	85	600-800
						荧光灯	50	2500	50	60	2000-2500
LED灯	150	7000	46	90	20000

特别是，在Er的混合物大于20％并且发光结构按重量比为12：08的案例中，与其它气体发光材料比较其效率，可以达到多于大约28％的发光率的效果。

根据上述测试结果，我们对双端高效快速启动放电灯的使用寿命，光的强度和是否可以快速启动进行了分别测试，都达到了预期的效果。

到目前为止，根据本发明，高强度气体放电灯的规格如以下表6所示。

表6.

根据本发明的实验和附图所描述的为60-90w高强度快速启动气体放电灯和双端或单端高强度快速启动放电灯的具体结构和规格。在实际的工艺中会有变化和改变，这些变化和改变是在其发明保护范围内，并且对本发明的解释权归本发明所有。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种高效率快速启动节能气体放电灯，其特征在于，包括：低压气体填充物充装在玻璃组件(123)内部，一对电极(112)安装在玻璃组件(123)内，用发光材料(111)所填充的放电管；用于保持气体纯净的吸收剂(114)；把外部电压传输到放电管的每个电极上的导体(116)；用于防止玻璃组件开放端气体泄漏的陶瓷基座(122)；

节能气体放电灯是由用于保持玻璃组件密封的陶瓷和钼导体(119)和上述部件组成的；

发光材料是由以下重量比的金属卤化物成分构成：

第2副族或第3主族的卤化物42％；

Na或Sc的卤化物38-48％；

Er的卤化物10-20％。

2.根据权利要求1所述的一种高效率快速启动节能气体放电灯，其特征在于：一对电极的横截面均为圆形，电极的横截面的直径为3.8-4.2mm，并且两个电极间隙为6-8mm，放电管长、短轴的长度比率为12：8。

3.根据权利要求1所述的一种高效率快速启动节能气体放电灯，其特征在于：导体(116)被制成了曲桥(116A)的形状。