CN1104031C - 无电极低压放电灯 - Google Patents

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Abstract

按本发明的低压放电灯设置有灯壳(1)，它用气密式密封，它围绕放电空间(10)，包含汞和稀有气体填料，灯壳有空腔(11)和管周颈圈(13)，空腔(11)是向外的开口，空腔(11)中装有电线圈(2)；有汞齐(30)的支架(3)设置在放电空间内。管周颈圈(13)用金属制造，汞齐(30)的支架(3)固定在管周颈圈(13)上。这种结构能防止汞齐(30)变质。

Description

无电极低压放电灯
本发明涉及无电极低压放电灯，它设置有灯壳，灯壳用气密式密封，它围绕放电空间，含有汞和稀有气体填料，并有空腔和管周颈圈，所述空腔是朝外的开口，放电空间内设有装在所述空腔中的电线圈和带汞齐的支架。
这种灯已由US 4622 495公开。灯工作时电线圈产生高频磁场，保持灯壳内放电。用玻璃管整体构成空腔和管周颈圈。灯壳环绕空腔的部分熔接到管周颈圈的外周边。汞齐设置于金属网上，并用杆固定到空腔。灯点燃后开始放电加热带汞齐的支架，因而，后者释放粘附其上的汞齐。燃烧到正常工作的需要量时，释放出的汞蒸汽使光输出迅速升高。但是，在灯的使用时期内汞齐急剧变质。
本发明的目的是，提供本文开始的一段中所述的无电极低压放电灯，这种灯的结构能防止汞齐变质。
按本发明的无电极放电灯的特征是，用金属制造管周颈圈，支架固定到管周颈圈。
汞齐温度只与放电温度相关，但也与固定到灯壳的汞齐支架位置处的温度部分相关。现有的灯中，固定有汞齐支架的空腔温度从室温慢慢地升到200℃以上。结果，汞齐温度在最初急剧升高后，再逐渐上升，而且该温度一直上升，直至腔体温度达到它的平衡温度为止。当汞齐具有的温度高于汞释放所必需的温度时，汞齐急剧变坏。
按本发明的灯，当灯点火时，固定汞齐的金属管周颈圈的温度升高很小。因此，使汞齐所处位置的温度迅速达到汞释放所必需的温度，而随后的温升有限，使汞齐变质所需的时间延长。
可用热膨胀系数与灯壳玻璃的热膨胀系数相当的金属制造管周颈圈，例如，用碱石灰玻璃灯壳时，可用CrNiFe合金，其中Cr占6wt％，Ni占42wt％，剩余量为Fe。用硬质玻璃灯壳时，例如，硼硅酸盐玻璃时，可用Ni/Fe或NiCoFe制造管周颈圈，其中含Ni占29wt％，Co占17wt％，剩余量为Fe。
构成带汞的汞齐的合适材料，例如，有铟或铅锡合金。汞齐例如可设置在开口容器中。但是，当汞齐构成支架表面上的层时，是有利的。适合于设置汞齐的材料例如有不锈钢、铁、镍。在汞齐与设置它的支架表面之间可以设置中间层，以有助于汞齐粘接在支架表面上。中间层可以是钴，或构成汞齐的材料与支架材料的合金。
支架例如可以是单体，如一端固定在管周颈圈而另一端设置有汞齐的条。在一优选实施例中，支架包括其上设置有汞齐的网条的第一部分，和将第一部分固定到管周颈圈上用的金属杆第二部分。该实施例的优点是，支架第一部分支承的汞齐与放电空间之间相互作用的表面积较大，可通过第二部分单独控制传到管周颈圈的热量。
在优选实施例中，至少一部分汞齐设置在弯曲的薄片形体的内表面上。本例中，弯曲的薄片形体保护所述表面上的汞齐不受放电而溅射出的高能离子的影响。例如，薄片形体可弯曲成螺旋形。该实施例的改型中，汞齐从所述表面伸出并覆盖露出表面。一方面，该露出表面上的汞齐可很容易地将汞蒸汽释放进放电空间。另一方面，从内表面迁移出的汞齐可以补充因溅射而从暴露面消失的汞齐。
优选实施例中，用焊接法将汞齐支架固定到管周颈圈。例如可用电阻加热焊或电弧焊。可用激光焊将支承杆固定到管周颈圈。这使得有可能在管周颈圈上设置了发光层(非电导的)后再焊支承杆。
放电空间中除有汞齐外，灯还包括(例如)气压控制汞齐，该气压控制汞齐设置在温度较低的位置上，目的在于限制环境温度对汞蒸汽压的影响。但是，也可以不设置气压控制汞齐，这时，用管壳壁最低温度点的温度来确定正常工作中的汞蒸汽压力。
按本发明的灯的实施例的特征是，灯壳中面向放电空间的表面上载有透光电导层，该层以管周颈圈上伸到至少是灯管的另一部分上。管周颈圈可用作引线穿通件，用于将导电层与外部导体连接。管周颈圈与主导体连接，这有可能以简单方式抑制灯工作时灯的射频干扰。
以下将参见附图详细说明按本发明的灯的其它方案。
图1是按本发明第一实施例的无电极低压放电灯的局部正面纵剖视图；
图2是上述实施例的按图1中II线所示的灯部件图；
图3是按本发明第二实施例的图1中线III所示的部件图。
图1所示无电极低压放电灯设置有灯壳1，灯壳1用气密式密封，它围绕放电空间10，并设置有可离子化的填料。填料包含汞和体积比为95/5的氪/氩混合气体。灯壳1有空腔11和管周颈圈13，空腔11是朝外的开口。管周颈圈13有开口13a，开口13a是装有电线圈2的空腔11中的空间11a的进入口。线圈围绕软磁材料构成的空心磁芯20。磁芯20长45mm，内径是7.5mm，外径是12.5mm。带汞齐30(以下称作辅助汞齐)的支架3设置于放电空间10中。抽气管14在离开管周颈圈13的空腔末端11b中有开口端14a，14还伸出线圈2的磁芯20中的空腔21。抽气管14的与开口端14a相对的另一端是管部14b，设置有汞与铋铟合金制成的气压控制汞齐4，并装入容器40中。用IR吸收玻璃制成容器40，它有开口40a。
将灯壳1固定到带灯帽50的外壳5上。外壳5中装有给线圈2供电的供电器25，并与灯帽50的接点51，52相连。
用金属制造的管周颈圈，此处是用含Cr6wt％，Ni42wt％，和Fe52wt％的CrNiFe合金制成。辅助汞齐30的支架3固定到管周颈圈13上。用碱石灰玻璃制造空腔11和灯壳1包封空腔11的部分。
如实施例所示，辅助汞齐30的支架3(图2中放大部分所示)有用片形体构成的第一部分31和用杆构成的第二部分32。杆32的第一端32a用焊点33固定到管周颈圈13上，杆32的第二端32b支承其上设置有辅助汞齐30的片形体31。杆32用与灯壳1的管周颈圈13相同的合金制造，其直径是0.6mm，长22mm。片形体31用铁制造，长9mm，宽16.mm。片形体31按其纵向垂直于杆的末端固定。端部31a长3mm并离开杆，片形体上涂覆0.1mg的铟。
灯壳1面向放电空间10的表面支承的透光导电层15(粗虚线所示)用含氟的氧化锡制成，并从管周颈圈13伸到至少灯壳的另一部分上，这时是包封部分12。导电层15上和空腔11面向放电空间10的表面上设置荧光层16(细虚线所示)。管周颈圈13通过导体26与灯帽的接点52连接。
图1所示灯的制造如下。首先，使灯壳1的包封部分12熔接到管周颈圈13上。然后，依次设置导电层15和荧光层16。然后，用工具通过管周颈圈13中的开口13a将装有辅助汞齐30的支架3送入放电空间10中。支架3的杆32用其第一端32a对着管周颈圈13的接点压到支架上。然后，激光束瞄准放电空间10外边的管周颈圈13的表面与杆32的第一端32a之间的接点，使杆32的第一端32a自己熔接到管周颈圈上。用脉冲式Nd玻璃激光器。脉冲周期和能量分别是6ms和6.5J。激光束直径是600μm。已覆盖有荧光层6的灯壳1的腔体11随后熔接到管周颈圈13上。装有汞和铋铟合金的容器具40随后装入抽气管14中，并固定在缺口14c之间。然后，灯壳1充入所述的稀有气体的混合气，并熔封抽气管14。最后，容器40固定在抽气管中，并按比利时专利申请9500896所述方法断开。灯工作时，汞与构成汞齐4的铋铟合金一起作为主汞齐。
按本发明的灯的第二实施例的支架示于图3中。与图2的元件相应的元件用高100的数字表示。至少一部分汞齐30(虚线)设置在弯曲的片形体131的内表面135上。这里片形体绕成螺旋形，汞齐130整个设置于它的内表面135上。像灯的第一实施例一样，用0.1mg铟作为汞齐形成体。片形体131固定到43mm长的杆上。
按本发明的灯在工作时管周颈圈13所具有的温度是120℃至130℃。该100℃以上的温度低于不是按本发明的灯的空腔的流行温度。
测试灯使用寿命中辅助汞齐的作用，第一和第二实施例的灯(分别为I和II)经耐久性试验。从灯点火后光输出斜率来确定辅助汞齐的作用。辅助汞齐释放出的没被主汞齐即时吸收的一点多余的汞均会使该斜率下降，该下降中光输出下降90％的时间间隔t90中、测试辅助汞齐还能吸收的汞量。灯I和II工作100，1000，2000，3000和4000小时后，时间间隔t90的测试结果列于下表中。
灯 工作时间(小时)
100 1000 2000 3000 4000
I 730 700 680 550 520
II 460 510 580 480 270
测试结果表明，在灯工作4000小时后，辅助汞齐在两个实施例中仍能满意地起作用，灯I和II达到最大光输出的80％所需时间分别是5和10秒。用载有5mg PbSn合金作汞齐形成体的支架也能获得好的结果。用US 46 22 495的灯，汞齐支架固定在空腔上，在2000小时后汞齐完全变坏。

Claims (5)

1.一种无电极低压放电灯，设置有灯壳(1)，灯壳(1)用气密式密封，它围成放电空间(10)，该放电空间(10)含有汞和稀有气体填料，该灯壳(1)具有带管周颈圈(13)的空腔(11)，所述空腔(11)在管周颈圈(13)处是朝外的开口，电线圈(2)安装在所述空腔(11)中，且有汞齐(30)的一支架(3)设置在放电空间(10)中，其特征是，管周颈圈(13)用金属制成，汞齐(30)的支架(3)固定到管周颈圈(13)上。
2.按权利要求1的无电极低压放电灯，其特征是，汞齐(30)的所述支架(3)用焊点(33)固定到管周颈圈(13)上。
3.按权利要求1或2的无电极低压放电灯，其特征是，支架(3)包括第一部分(31)和第二部分(32)，第一部分(31)上设置汞齐，借助第二部分(32)第一部分(31)固定到灯管(1)的管周颈圈(13)上。
4.按权利要求1或2的无电极低压放电灯，其特征是，至少一部分汞齐(130)设置在支架的弯曲片形体(131)的内表面(135)上。
5.按权利要求1或2  无电极低压放电灯，其特征是，灯壳(1)面向放电空间(10)的表面上载有透光导电层(15)，该层从管周颈圈(13)伸至灯壳(1)的至少包封部分(12)上。
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