CN1256789A - 低压汞汽放电灯 - Google Patents

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Abstract

一种低压汞汽放电灯具有放电容器(10)和第一和第二端部(12a、12b)。该放电容器(10)以气密方式封闭一个填充有汞和稀有气体的放电空间(13)的放电容器(10)。每个端部(12a、12b)支承置于放电空间中的电极(20a、20b)。电流供电导体(30a、30a’;30b、30b’)从电极(20a、20b)通过端部(12a、12b)向放电容器(10)的外部延伸,从而保护该端部(12a、12b),避免在该端部(12a、12b)上产生与汞结合的反应部位。最好,该防护装置(15a、15b)固定到电流供电导体上(30a、30a’;30b、30b’)。根据本发明的灯具有相对较低的汞消耗量。

Description

低压汞汽放电灯
本发明涉及一种低压汞汽放电灯，其具有以气密方式封闭一个填充有汞和稀有气体的放电空间的放电容器，该低压汞汽放电灯包括用于在放电空间中产生并维持放电的放电装置，所述放电容器对在放电空间中产生的辐射是半透明的，并且所述放电容器具有第一和第二端部。
在起始段落中所述的这种低压汞汽放电灯可以从美国专利US-A4,544,997(PHN 10.403)中得知。该已知的灯的放电容器的管壁的内表面具有金属氧化物的半透明层。该金属氧化物层用于防止放电容器由于与汞相互作用而受到攻击，因此其对维持灯的辐射输出具有有利的效果。
与缺少这种金属氧化层的灯相比，由于金属氧化层的存在使得该灯的汞消耗相对较低，其中汞消耗即在灯工作过程中与灯的成份相结合并且不可再用于该灯的工作的汞的量。但是，如果要使灯的使用寿命足够长，则对于该已知的灯来说还需要相当大剂量的汞。如果在该灯的使用寿命结束后不进行专门的废物处理，则对环境造成危害。
本发明的目的是提供一种在起始段落中所述的消耗相对较少的汞的那种低压汞汽放电灯。
为了实现该目的，根据本发明的低压汞汽放电灯的特征在于在放电容器中具有用于抵消在放电空间中产生的将到达该放电容器的端部的紫外线辐射的防护装置。
汞形成用于在汞汽放电灯中有效产生紫外(UV)线的主要成分。发光层包括存在于放电容器的内壁上的发光材料(例如荧光粉)，其用于把紫外线转换为其它波长的光，例如转换为用于日光浴(目光浴灯)的UV-B和UV-A紫外线，或转换为可见的辐射。这种放电灯相应地称为荧光灯。观察表明汞在低压汞汽放电灯的工作过程中被吸收到玻璃中。人们发现通常汞化学结合到玻璃上，其结果是可用于放电的汞量下降，这对灯的使用寿命具有不利的影响。进一步实验表明汞与玻璃表面形成复杂的(化学)键合。为了抵消这种在灯的使用寿命中汞的损耗，需要在该灯中采用相对较高的汞剂量，这从环境保护的观点来说是不可取的。本发明人认识到紫外线辐射(从放电中产生)在端部表面产生反应点。汞结合到这种反应点上。放电容器的内壁上存在的发光层相当大程度上减小受到紫外线辐射攻击的敏感性，与放电容器的内壁相反，该端部的表面没有受到抵抗紫外线辐射影响的保护。在一些放电灯中不具有发光层；例如，Y2O3层可以用于这种灯中。作为本发明的措施的一部分，在放电容器中采用防护装置至少在相当大程度上避免由放电所产生的紫外线辐射到达放电容器的端部。通过在相大程度上减少紫外线辐射到达端部的辐射量，该放电灯的汞消耗得到限制。
根据本发明的低压汞汽放电灯的一个优选实施例的特征在于该防护装置反射紫外线辐射。紫外线(UV)辐射的反射避免了该辐射被损耗(例如通过吸收)并提高了灯的发光效能。用于避免紫外线辐射到达端部的另一种可能措施是导出不需要的辐射，例如通过利用光波导实现。
如果要尽可能减少用于产生可见光的紫外线辐射在放电空间中的损耗，需要使防护装置不位于放电容器中的出口与发光层之间的区域中，而是位于各个电极(放电装置)上与放电空间相背对的一侧上。相应地，根据本发明的低压汞汽放电灯的一个优选实施例的特征在于该放电装置包括置于放电空间中并由第一端部所支承的第一电极和置于放电空间中并由第二端部所支承的第二电极，并且防护装置处于第一电极与第一端部之间和/或处于第二电极与第二端部之间。
根据本发明的低压汞汽放电灯的另一个实施例的特征在于该防护装置包括遮蔽屏，其至少在面对放电空间的表面上具有抗紫外线涂层或层面。该遮蔽屏作为抗紫外线辐射的防护层。该遮蔽屏的形状最好适合于放电容器的形状。
根据本发明的低压汞汽放电灯的一个特殊优选实施例的特征在于该放电装置包括置于放电空间中并由第一端部所支承的第一电极和置于放电空间中并由第二端部所支承的第二电极，电流供电导体从各个电极通过端部向放电容器的外部延伸，并且每个遮蔽屏固定到对应的电流供电导体上。固定到电流供电导体上的遮蔽屏可以按照简单的方式包含在现有的灯中，而没有进一步的改动。所述遮蔽屏最好是电绝缘的。
该遮蔽屏本身必须不吸收汞。根据本发明的低压汞汽放电灯的另一个实施例的特征在于在遮蔽屏上的涂层的材料至少包括如下元素中的一种的氧化物：镁、铝、钛、锆、钇和稀土元素。
下面将参照一些实施例和附图更加具体地说明本发明，其中：
图1A为根据本发明的低压汞汽放电灯的侧视中剖面图；
图1B示出图1A的具体细节，以及
图1C示出根据本发明的遮蔽屏的一个实施例。
这些图纯粹是图解性的，并且不按照实际比例绘出。为了清楚起见，一些尺寸被特别地夸大。该图中尽可能地对类似的部件给出相同的参考标号。
图1A示出一种低压汞汽放电灯，其具有玻璃放电容器10、对在放电容器10中产生的辐射半透明的管状部分11、以及第一和第二端部12a、12b。在该实施例中，管状部分11具有120cm的长度和2.5cm的内径。放电容器10以气密方式密封一放电空间13，该空间填充有1mg的汞和稀有气体，例如氩气。管状部分的壁上涂有包括发光材料(例如荧光粉)的发光层，其用于转换通过汞的电离产生的紫外线(UV)辐射，通常转换为可见光。端部12a、12b分别支承置于放电空间13中的电极20a、20b。电流供电导体30a、30a’、30b、30b’从电极20a、20b通过端部12a、12b向放电容器10的外部延伸。电流供电导体30a、30a’、30b、30b’连接到固定在灯帽32a、32b上的各个接触针31a、31a’、31b、31b’。电极环被设置为环绕每个电极20a、20b。图1B示出环绕电极20a(该电极20a没有在图1B中示出)的电极环21a。含有汞剂量的玻璃壳体22被电极环21a所夹紧。绷紧在玻璃壳体22上的金属线23用于在高频电磁场中感应发热，这样壳体22被切断，并且汞剂量被从壳体22释放到放电空间13中。
在图1A和1B的实施例中按照具有适于管状部分11的形状的遮蔽屏15a、15b形式的防护装置位于电极20a、20b和相关端部12a、12b之间。遮蔽屏15a、15b如此成形，使得当端部12a、12b被插入到管状部分中时，该遮蔽屏15a、15b基本上不刮到位于放电容器10的内表面上的发光层(没有在图1A中示出)。遮蔽屏15a、15b在与放电空间相对的表面上具有层面16a、16b，所述层面的材料至少包括如下元素的一种氧化物：镁、铝、钛、锆、钇和稀土元素。
可能具有或不具有涂层16a、16b的遮蔽屏15a、15b作为抵消到达端部12a、12b的紫外线辐射的抗紫外线辐射防护层。遮蔽屏15a、15b的形状最好适合于放电容器10的形状。例如，如果放电容器10在端部区域包括具有纵轴22的管状部分11，则该遮蔽屏15a、15b最好位于与该管状部分11的纵轴22相交的平面上，以获得最佳的防护效果。如果放电容器10在端部12a、12b的区域包括管状部分11，则该遮蔽屏15a、15b最好至少基本上为圆形，并且具有比放电容器10的管状部分11的内径小或几乎与其大小相等的直径。遮蔽屏15a、15b不一定为平面，例如可以具有弯曲或喇叭形边缘，以便于遮蔽屏15a、15b安装在放电容器10中。也可以使遮蔽屏15a、15b中具有开口。图1C示出根据本发明的遮蔽屏15a、15b的一个实施例，其中缝25位于圆形玻璃片15a中，用于使电流供电导体30a、30a’、30b、30b’通过。遮蔽屏15a、15b的形状适合于放电容器10的形状。层面16a、16b没有在图1C中示出。
为了比较，制造一种不根据本发明的灯，其中该灯在电极20a、20b和端部12a、12b之间不具有遮蔽屏15a、15b，但是所有其它方面都对应于根据本发明的灯。
该灯受到5000小时的耐久试验。在耐久试验之后，结合到端部上的汞的含量通过湿法化学分析来确定。对于根据本发明的灯(I)和不根据本发明的灯(II)测试的结果(以微克为单位)在表1中示出。
表1：在根据本发明的灯I和不根据本发明的灯II中结合汞的含量，以微克为单位
    I     II
    10     57
根据本发明的措施导致明显地减小结合到端部12a、12b上的汞的量。研究发现在灯点亮后的第一个小时内消耗的汞量基本上与防护装置是否存在无关。显然在从放电中产生的紫外线辐射打到端部12a、12b的表面并达到增加汞结合量的程度之前需要一些时间，因此汞与端部12a、12b的玻璃表面相(化学)结合。在电极20a、20b与各个端部12a、12b之间安装有遮蔽屏15a、15b的低压汞汽放电灯明显地减小汞的消耗量，其中该遮蔽屏由配备有氧化铝和/或氧化钇的涂层16a、16b的玻璃(例如，硼硅酸耐热玻璃)或云母制成。
显然对于本领域内的专业人员还可以在本发明的范围内作出许多变型。放电容器的形状不必需为细长和管状的，可以有不同形状。具体来说，该放电容器可以具有弯曲或曲折形状。该防护装置的形状适合于在端部区域的放电容器的形状。该放电装置可以位于放电容器的外侧，例如对于以感应方式工作的放电灯的情况。在这种情况中，防护装置可以位于由放电装置产生的紫外线辐射和端部中间。最好，该防护装置尽可能接近该端部。

Claims (8)

1.一种低压汞汽放电灯，其具有以气密方式封闭一个填充有汞和稀有气体的放电空间(13)的放电容器(10)，该低压汞汽放电灯包括用于在放电空间(13)中产生并维持放电的放电装置(20a、20b)，所述放电容器(10)对在放电空间(13)中产生的辐射是半透明的，并且所述放电容器(10)具有第一和第二端部(12a、12b)，其特征在于，在放电容器(10)中具有用于抵消在放电空间(13)中产生的将到达该放电容器(10)的端部(12a、12b)的紫外线辐射的防护装置(15a、15b)。
2.根据权利要求1所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，该防护装置(15a、15b)反射紫外线辐射。
3.根据权利要求1或2所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，该放电装置包括置于放电空间(13)中并由第一端部(12a)所支承的第一电极(20a)和置于放电空间(13)中并由第二端部(12b)所支承的第二电极(20b)，并且该防护装置(15a、15b)处于第一电极(20a)与第一端部(12a)之间和/或处于第二电极(20b)与第二端部(12b)之间。
4.根据权利要求1或2所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，该防护装置包括遮蔽屏(15a、15b)，其至少在面对放电空间(13)的表面上具有抗紫外线涂层或层面(16a、16b)。
5.根据权利要求4所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，该放电装置包括置于放电空间(13)中并由第一端部(12a)所支承的第一电极(20a)和置于放电空间(13)中并由第二端部(12b)所支承的第二电极(20b)，电流供电导体(30a、30a’；30b、30b’)分别从各个电极(20a、20b)通过端部(12a、12b)向放电容器(10)的外部延伸，并且每个遮蔽屏(15a、15b)固定到对应的电流供电导体上(30a、30a’；30b、30b’)。
6.根据权利要求4所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，该遮蔽屏(15a、15b)是电绝缘的。
7.根据权利要求4所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，在遮蔽屏(15a、15b)上的涂层(16a、16b)的材料至少包括如下元素中的一种的氧化物：镁、铝、钛、锆、钇和稀土元素。
8.根据权利要求4所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，该遮蔽屏(15a、15b)包括具有氧化铝和/或氧化钇的涂层(16a、16b)的玻璃或云母。
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