CN1199217C - 具有尺寸缩小的电弧管的高压钠灯 - Google Patents

具有尺寸缩小的电弧管的高压钠灯 Download PDF

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Abstract

一种高压钠灯(100)，其具有一抽空的玻璃封壳(6)，其带有位于其中的并经其延伸的多个导电的支撑件。具有一对电极(26)的细长电弧管(14)固定到玻璃封壳内的导电支撑件上，该电极经电弧管延伸。气体填充物包括在细长电弧管内的某一量的汞和钠。当灯工作时，从半透明材料中选择的电弧管具有约1250℃的壁温度；约18.9-22.2w/cm2的壁负荷；以及150-400瓦的功率消耗。此外，汞的量从14.4mg/电弧管降低到10.8mg/电弧管，使得具有150-400瓦的功率消耗的灯通过毒性特征浸出规程(TCLP)。

Description

具有尺寸缩小的电弧管的高压钠灯
本申请要求享有2000年1月20日提交的美国临时申请No.60/177158的优先权。
技术领域
本发明涉及一种高压钠灯，尤其涉及这种具有尺寸缩小的电弧管的、成本较低的且效率较高的的灯。此外，这些灯在高温下工作并且带有汞有所减小，以使得这些灯通过毒性特征浸出规程(ToxicityCharacteristic Leaching Procedure，TCLP)。
背景技术
高压钠(HPS)灯因为其高功效、长寿命以及可接受的演色性在世界范围内广泛使用。这些灯可接受的商业发展通常归功于半透明的多晶氧化铝(PCA)的电弧管的产生，该材料成为第一种可经济地制造以提供可接受的光学性能并仍抵抗钠蒸气侵蚀的材料。
最近，PCA的改进型式已发展起来，在适当的条件下，使得HPS灯在高温下工作。这些材料公开在美国专利No.4285732、No.5625256和No.5682082中。
如果HPS灯发展到使用这些材料以使功效提高和成本降低，这在本领域是一进展。进而，如果这种灯构造成可减小污染以通过政府制定的毒性特征浸出规程(TCLP)以允许常规的填埋处置，这将是一确定的进展。
发明内容
因此，本发明的一目的在于消除现有技术的缺点。
本发明的另一目的在于增强HPS灯的性能。
本发明的又一目的在于降低提供这种HPS灯的成本。
本发明的再一目的在于提高HPS灯的功效同时降低汞的使用量。
在本发明的一个方面中，通过一种高压钠灯这些目的得以实现，该灯具有一抽空的玻璃封壳，其带有位于玻璃封壳中并穿过玻璃封壳延伸的多个导电的支撑件。具有一对穿过电弧管延伸的电极的细长电弧管固定到玻璃封壳内的导电支撑件上。气体填充物包括在细长电弧管内的某一量的汞和钠。当灯工作时，从半透明材料中选择的电弧管具有约1250℃的壁温度；约18.9-22.2w/cm2的壁负荷；以及150-400瓦的功率消耗。
此外，汞的量从14.4mg/电弧管降低到10.8mg/电弧管，使得具有150-400瓦的功率消耗的灯通过毒性特征浸出规程(TCLP)。
附图说明
图1示出了一种典型的HPS灯的立视截面图。
具体实施方式
参照以下的公开并结合以上附图可更好地理解本发明及其其它的和另外的目的、优点和能力。
现参照具有非常特殊性的附图，其示出了一具有玻璃质外封壳6的高压钠蒸气灯100，其带有标准的大型螺口灯头4，该灯头连接到杆状端部，其在图的最下端示出。凹腔杆状压制部8具有一对较重的引入导体10、12，该导体经杆状部(stem)8延伸并具有连接到螺旋壳17和金属环18的导体10、12的外端部。
灯100具有内封壳或电弧管14，其居中地位于外封壳6内。电弧管14包括由半透明的多晶氧化铝制成的透光陶瓷的纵长件。电弧管14包含可蒸气化的金属的填充物，该填充物包括金属缓冲气体的添加物，例如在0.1-5个大气压(101.3-5066.2mbar)工作范围内的汞，并且具有在一般为60Torr(80mbar)或以上的工作压力下的钠发光物质。在本发明的优选实施例中，汞的压力为474-868mbar，而钠的压力为约124-153mbar(93-114Torr)。电弧管14的上端部由氧化铝陶瓷塞20封闭，铌引入端26经其突伸并在电弧管14中支撑一上电极(未示出)。电弧管14的下端部具有一包括陶瓷塞21的封闭件，一薄壁铌管26经其延伸。铌管26作为用于电弧管14的引入端。电弧管14的下电极(未示出)的柄部突伸入管26中并通过在位置25处围绕下电极压接该管26被锁定就位。电弧管14具有围绕其缠绕的钨丝50。该钨丝50通过热控开关52连接到其中一个电极上并位于电极之间，在此处可获得最低的击穿电压。当灯加温时热控开关打开，以使最小电场穿过管壁。
以下各表指出标准电弧管的尺寸和使用新电弧管可获得的尺寸的差别，表I和表III表示过去的电弧管，而表II和表IV表示新的电弧管。
                                                      表I
                                                   标准电弧管尺寸
  型号   内径mm     壁mm 电弧长度mm     负荷w/cm2     壁温度
  400WS51     7.32     .83     84.6     17.7   1200℃
  250WS50     5.87     .76     69.6     16.8   1190℃
  200WS66     5.87     .76     63.6     14.7   1170℃
  150WS55     5.87     .76     39.0     17.4   1190℃
                                                     表II
                                              尺寸减小的电弧管尺寸
  型号    内径mm     壁mm 电弧长度mm     负荷w/cm2     壁温度
  400WS51     6.62     .76     82.2     20.2   1250℃
  250WS50     5.21     .76     70.0     18.9   1250℃
  200WS66     4.87     .76     58.4     19.7   1250℃
  150WS55     5.21     .76     35.6     22.2   1250℃
                                                表III
                                             标准电弧管尺寸
  型号   伏特     NaPmbar     HgPmbar     D线     NaQMg     HgQmg
  400WS51     100     131     463     105     4.8     14.4
  250WS50     100     110     738     85     3.6     14.4
  200WS66     100     111     760     95     3.6     14.4
  150WS55     55     136     574     85     4.8     14.4
                                                  表IV
                                           尺寸减小的电弧管尺寸
  型号     伏特     NaPmbar     HgPmbar    D线     NaQmg     HgQmg
 400WS51     100     136     474     90     3.6     10.8
 250WS50     100     135     536     85     3.6     10.8
 200WS66     100     124     868     85     2.7     10.8
 150WS55     55     153     642     85     3.6     10.8
在表中，NaP和HgP分别表示钠的压力和汞的压力；而NaQ和HgQ分别表示钠的量和汞的量。
从标准电弧管尺寸与尺寸减小的电弧管尺寸的比较中可看到，由于在陶瓷电弧管主体中的材料量减小，新电弧管提供了良好的经济价值，并进而由于更高的灯效率提供了能量节约。此外，汞的量减小使得这些新的灯通过TCLP。新材料的使用还使得其在更高的壁温度下工作，以提供灯的提高了的工作效率。
尽管示出了并描述了现在被认为是本发明优选实施例，对于本领域的普通技术人员来说明显的是，在不脱离由后附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可做出各种改变和变型。

Claims (6)

1.一种高压钠灯，该高压钠灯灯具有一抽空的玻璃封壳，其带有：
位于在该玻璃封壳中并穿过该玻璃封壳延伸的多个导电的支撑件；
一个具有一对电极的细长电弧管，该对电极穿过该细长电弧管延伸并且固定到在所述玻璃封壳内的所述导电支撑件上；
气体填充物，其包括在所述细长电弧管内的汞和钠，其特征在于包括：
当所述灯工作时，从半透明材料中选择的所述电弧管具有1250℃的壁温度；
18.9-22.2w/cm2的壁负荷；以及
150-400瓦的功率消耗。
2.如权利要求1所述的高压钠灯，其特征在于，所述汞的量为10.8mg。
3.如权利要求1或2所述的高压钠灯，其特征在于，所述灯具有400瓦的功率消耗，并且所述电弧管具有6.62mm的内径。
4.如权利要求1或2所述的高压钠灯，其特征在于，所述灯具有250瓦的功率消耗，并且所述电弧管具有5.21mm的内径。
5.如权利要求1或2所述的高压钠灯，其特征在于，所述灯具有200瓦的功率消耗，并且所述电弧管具有4.78mm的内径。
6.如权利要求1或2所述的高压钠灯，其特征在于，所述所述灯具有150瓦的功率消耗，并且所述电弧管具有5.21mm的内径。
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