CN1108802A - 低压汞蒸汽放电灯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种低压汞蒸汽放电灯备有内部直径 为D的管状放电容器(1)，该容器以气密方式密封含 汞和稀有气体的放电空间(3)。电极(5A、5B)在该放 电空间的端部(4A、4B)。放电容器在内表面(9)有支 承包括氧化铁的保护层(11)的发光层(10)。在端部 的氧化铁重量占全部的75％。各端部伸出电极的距 离为3D，灯的光衰减较低并可以较高效率制造。在 发光层上涂覆含氧化铁的悬浮体，它是从放电容器外 相对各端部的位置在发光层方向上喷涂的。

Description

本发明涉及一种装有管状放电容器的低压汞蒸汽放电灯，内部直径为D的该容器以气密方式密封着含有汞和稀有气体的放电空间，其端部配置了电极，所说放电容器在内表面有一发光层，支承着包括氧化铁的保护层。

本发明也涉及一种制造低压汞蒸汽放电灯的方法，制造时在放电容器的内表面配备了发光层，之后，在发光层上提供了包括氧化铁的悬浮体。

这种放电灯从DE3201606Cl得知。这种已知放电灯在囟化磷酸盐发光层上有一氧化铝保护层。由于这层保护层，灯的光输出比起在无保护层的灯的情况下，在工作100小时以后的操作时期中会强热地减少。

在已知放电灯中，发光层是这样制层的，即令发光材料的悬浮体由放电容器的一端流到内表面，直至该悬浮体流到放电容器的另一端为止。已发现以悬浮状供应发光层的做法是方便的，故被广泛使用。并以类似的方法在发光层上制备保护层。然而要在发光层烧结即加热一些时间使辅助物质从该层驱出直到出现该层时，才可以制备保护层。在发光层上制备保护层之前必须烧结发光层，以使在氧化铁悬浮体流过发光层的表面时，避免将发光材料洗掉，但在制备保护层后，需作第二次烧结操作，也用以从该层除去辅助物质。和无保护层的放电灯比较起来，这种相当耗费时间的重复性操作使已知放电灯的制造效率很低。

本发明的目的是要提供一种如本说明书首段所说的那类低压汞蒸汽放电灯，它制造起来效率较高，但在灯的寿命期间光输出减少较小。

根据本发明，为了达到这个目的，该灯的特征在于，在端部按重量计的氧化铁至少占总重量的75%，每一所说端部延伸超出电极的距离为放电容器内部直径的D的三倍。虽然至少实际上所有氧化铁都出现在端部，但意料不到的发现了在灯的寿命期间出现的光输出的降低仍然变得小得多。按本发明具有至少为500W/m²的灯壁负载的放电灯的装置，可以大大减小初始发光量的下降。这里的初始发光量的下降应理解为从灯的使用寿命开始不久，例如几个燃点小时起至100燃点小时的操作时期中，光输出的减少。灯壁负载这里定义为在普通的操作时期延伸在两电极之间的放电电弧消耗的功率除以电极间的内部表面面积。本发明放电灯的涂覆有氧化铁的部分很大程度上可从放电容器外的位置直接查看。这就有可能以简单的方式提供悬浮状的保护层而无需使该悬浮物在发光层上流过端部。因此，在制作氧化铁悬浮物期间可以将发光层制作成悬浮状的发光材料而不会洗掉发光材料。因而在制作保护层之前无需烧结发光层。只要将发光层和保护层一起烧结就可以了。

本发明放电灯的一个实施例的特征在于，保护层在超出电极的距离至少等于内部直径D处完全覆盖发光层。在该实施例中，发光层与端部内表面的粘接性能良好。如果粘接性能差，在灯的其他制作步骤，例如在电极安装期间端部的发光材料可能会脱粘。

在端部有较厚保护层的灯中，与端部间放电容器中部相比，在放电空间里产生的辐射在所说端部很强烈地被吸收。如果保护层急剧终止，则在灯的操作期间，结果使放电容器的端部作为放电容器的较黑区域从中部突出。当灯被光源屏蔽时，这虽然不是缺点，但当灯是直接可见到时，则可能是不合乎需要的。本发明放电灯的引人注意的实施例，其特征在于，保护层的厚度在朝中部方向上的端部是逐渐变薄的。由于层厚的逐渐改变，一方面是端部间的亮度差，另一方面是端部和中部的亮度差是不均匀的。因此端部和中部没有显著不同。

一种根据本发明的制造低压汞蒸汽放电灯的方法，在放电容器的内表面供以发光层，之后在该发光层上制备一种包含氧化铁的悬浮体，根据本发明，该方法的特征在于，在发光层上制备包括氧化铁的悬浮体是在发光层的方向上从制造期间的电容器外相对于各端部的位置喷涂该悬浮体的。在待涂覆的表面上直接制备悬浮体是这样的，即喷涂包括氧化铁的悬浮体，因此可避免洗去发光层。在根据本发明的方法中，在制造保护层之前就不需要像悬浮体那样进行发光层的烧结。将发光层和保护层一起烧结就已经满足需要了。喷涂带氧化铁的悬浮体可以很快，例如十分之几秒内进行，因此生产工序不会因这操作过程受到延迟。

由喷涂法形成的保护层的外形与喷涂氧化铁悬浮体的喷嘴选择和进行喷涂的压强有关。可以获得一种这样的保护层，例如它在各端部的厚度基本上不变，且保护层在各端部和中部之间突然变薄，另一种做法，例如可获得保护层的厚度由两端部朝中部慢慢减少。

放电容器例如是一单管，并弯曲成U形或钩状。在一实施例中，放电容器由两个或多个管状部分组成。连接的管状部分每次由一沟道互连起来。

参考附图，以更详细地说明本发明的这些和其他方面，附图中

图1以纵截面示出根据本发明的低压汞蒸汽放电灯的一个实施例，以及

图2A-2D为根据本发明的方法的实施例中的制造步骤。

图1所示的低压汞蒸汽放电灯有一内直径为1cm的管状玻璃放电容器1。在本实施例中，放电容器1包括两根各长20cm、由沟道1C在端部2A和2B径向互连的互相平行管部分1A、1B。放电容器1以气密方式密封放电空间，该空间包含汞和稀有气体，在本例中为氩。放电容器1的端部4A和4B具有各自的引线部分14A、14B，支承在放电空间3中安置的电极5A、5B，而电源导线8A、8A′、8B、8B′通过所说引线部分由放电容器1通到电极5A、5B。端部4A、4B固定在由合成树脂制成的灯头6中，灯头6支承接触管脚7A、7A′、7B、7B′，这些接触管脚电连接到电源导线8A、8A′、8B、8B′。电极5A、5B安置在离端部12A、12B  1.8cm处。放电容器11在内表面9处备有发光层10，它支承包括金属氧化物，在本例中为Alon-C型的氧化铝的保护层11。所示灯的发光层具有2.5mg/cm的涂层重量，并包括40%重量由三价铽（CAT）激活的铯-镁铝酸盐，27%重量由二价铕（BAM）激活的钡-镁铝酸盐和33%重量由三价铕（YOX）激活的氧化钇。灯的壁面负载为700W/m。

保护层11包括总量为5mg的金属氧化物。至少其重量的75%联合出现在端部4A、4B，端部4A、4B各自延伸超过电极5A、5B的距离达到放电容器1的内直径D的三倍。这里约有80%重量在两端部4A、4B处，端部4A、4B各延伸了5cm有长度。

将25盏根据本发明的灯和25盏不根据本发明，即除了没有保护层外其他方面都和本发明的灯相对应的灯，在疲劳测试方面作比较。在100和2000燃点小时之间的操作期间，发现不按本发明的灯平均光输出下降11%。而在这操作期间按本发明的灯测量平均光输出下降5.5%。

也测量了由2燃点小时至100燃点小时的操作期间的初始的光衰减。经发现按本发明的灯和不按本发明的灯都稳定到足以在约二燃点小时后作重复测量。在一组30盏不按本发明的灯中初始的光衰减平均为8.5%，而在按本发明的一组30盏的灯中，初始的光衰减平均不超过2.7%。

保护层11在超过电极5A、5B等于直径D的距离处完全部覆盖发光层10。在这个区域中发光层和壁的粘合性通过将空气吹到涂覆的发光层10来测量。发现在所说区域中的发光层10较不完全覆盖或不覆盖的发光层有5至10倍高的抗空气压力的能力。

保护层11的厚度在端部4A、4B朝它们之间的中部13的方向上逐渐减薄。在这种情况下，保护层11分别在1、3和5的距离处具有3μm、1μm和0.2μm层厚。离端部12A、12B  10cm处层厚小到可以忽略。在按本发明的灯的这个实施例的操作期间，发现端部4A、4B和中部13在亮度上没有明显的不同。

在另一个和所示的不同的实施例中，放电容器包括多于两个的互连管状部分。在本实施例的改型中，放电容器包括四个管状部分，第一和第四管状部分在面对离开电极的端部连接到第二和第三管状部分的相应端部。在这种改型中，第二和第三管状部分在它们连接到第一和第二管状部分的端部的相对端部通过另一沟道互连起来。

所示灯的这个实施例制造如下（见图2A至、2D）。图2A至2D对应于图1中的元件标号高出20。一根长约40cm、内部直径为1cm的石灰玻璃管20（图2A）备有一层悬浮状的发光材料30流过这管的内表面29。然后用一运送构件，这里是齿形带（未示出）将管20移动到图2B所示的位置。在这位置上，管20的第一端部24A在喷嘴40A的对面，第二端部，即相对的端部24B在抽空构件（未示出）对面，用喷嘴40A在端部24A的方向上经短时间，本例中是几十分之一秒喷涂了氧化铁颗粒的悬浮体。在这期间，雾状的悬浮体本身沉积在悬浮的发光材料30层表面。在管20中产生低气压的抽空构件，防止雾状悬浮体散布在管20外，促使金属氧化物悬浮体分布在端部24A。

在另一次运送步骤之后，管20处于图2C所示位置，图中第二端部24B安置在另一喷嘴40B对面，而第一端部24A在另一抽空构件（未示出）的对面。通过另一喷咀40B给第二端部24B喷涂氧化铁悬浮体后，就可得到图2D所示的管20。继之将这样获得的管20烧结，以使辅助物质从发光层30和保护层31逐出。然后将管20分成两个管状部分1A、1B（见图1）。各部分有一新的端部15A、15B，其封闭是通过以下缩颈过程进行的，即在两端部之间的中部通过加热使管20软化，并将管的端部拉开，然后管状部分1A、1B通过沟道1C在连接所形成的端部15A、15B的端部径向互连起来。首先在各管状部分1A、1B中产生过压，再在要形成沟道1C的位置通过加热软化管状部分的壁。从而建立起开口喉部。继而将喉部熔化在一起以形成沟道1C。然后制造有相应的引线部分14A、14B的端部4A、4B，引线部分14A、14B支承电极5A、5B，而且电源导线8A、8A′8B、8B′通过引线部分14A、14B延伸到电极5A、5B。继而将这样获得的放电容器1抽空，并供以汞和氩气填充物。然后放电容器1以其端部4A、4B固定在灯头6，使得接触管脚7A、7A′、7B、7B′连接到电源导线8A、8A′、8B、8B′。

Claims (4)

1、一种低压汞蒸汽放电灯，装有内部直径为D的管状放电容器，以气密方式密封着含有汞和稀有气体的放电空间，其端部配置了电极，所说放电容器在内表面有一发光层，支承着包括氧化铁的保护层，其特征在于，在端部的氧化铁至少占总重量的75%，每一所说端部延伸出电极的距离为放电容器内部直径D的三倍。

2、根据权利要求1的低压汞蒸汽放电灯，其特征在于，保护层在超出电极的距离至少等于内部直径D处完全覆盖发光层。

3、根据权利要求1或2的低压蒸汽放电灯，其特征在于，保护层的厚度在朝两端部之间的中部方向的端部是逐渐变薄的。

4、一种根据权利要求1、2或3的制造低压汞蒸汽放电压的方法，其中在制造期间向放电容器的内表面提供发光层，之后在发光层上制造包括氧化铁的悬浮体，其特征在于，在发光层上是这样制造包括氧化铁的悬浮体的，即在制造期间从放电容器外相对于各端部的一个位置在发光层的方向上喷涂该悬浮体。