CN1263084C - 低压汞蒸汽放电灯 - Google Patents

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Abstract

一种低压汞蒸汽放电灯，包括一个具有两个端部(3)的放电管(2)，其中一个电极载体(9)设置在一个端部(3)上，在所述放电管(2)中，电极载体设置有一个用于产生和维持放电的电极(10)，其中所述电极载体(9)至少部分地由双金属或记忆金属制成，其中所述电极载体(9)如此形成，使得当所述电极载体(9)的温度增加时，所述电极(10)和所述端部(3)末端之间的距离增加。

Description

低压汞蒸汽放电灯
本发明涉及一种低压汞蒸汽放电灯，包括一个具有两个端部的放电管，其中一个端部上设置有一个电极载体，在所述放电管中其承载有一个用于产生和维持放电的电极，其中所述电极载体至少部分地由双金属材料或记忆金属制成。
日本专利申请JP-A-55144650就公开了这样的一种灯。在该荧光灯中，在两个端部上的电极载体由双金属制成并如此形成，当温度升高时，两个端部的电极之间距离增加，其中电极载体也可以作为电极的供电导体，故在灯冷启动的情况下，这些电极彼此距离较近，灯中的较高温度产生一个较长的放电路径。设想众所周知，双金属器件是一个包括两部分不同金属合金的延长材料件，其中每部分都具有不同的膨胀系数，而可以使该材料件能够在温度变化的影响下变形。上述双金属材料的已知替代物是记忆金属。记忆金属具有两种不同的晶相结构，这两种结构或多或少地被精确限定在一个温度范围内混合，所以由这样的记忆金属所制成的物体就可以在该温度范围内改变形状。记忆金属相对于双金属的局限在于，它从一个最终形状迅速变成另一个最终形状，而并不是依靠温度的那种渐变模式。
在汞蒸汽放电灯中，汞是用于(有效地)产生紫外(UV)光的主要成分。放电管的内壁可以涂敷一发光层，该层包括一发光材料(例如一种荧光粉，其原因是这样的灯也可以作为荧光灯)，其可用于将UV转换成其它波长，例如用于制革目的的UV-A和UV-B(日晒灯)，或者转换用于通常照明目的的可见光辐射。低压汞蒸汽放电灯放电管的横截面通常是圆形，其可设置为细长形式(荧光管)或为紧凑结构(低耗能灯泡)。在上述荧光管中，所述的管端部同轴，并形成一个细长的直管，而在上述低耗能灯泡中，这些管端部是通过一个弯管部或一个所谓的桥接件互相连接的。
该低压汞蒸汽放电灯在制造过程中被设置在该灯两端的玻璃排气管抽空。然后，通过所述排气管将所需的气体混合物填入该灯中，在此之后熔封并密封这些排气管。
在操作中，电极之间的电压也可以设置在上述灯的两端，从而发生连续放电，并且汞蒸汽放射所述的UV光。
因此，一个汞蒸汽放电灯的放电管包括一定量的汞，在冷的状态下，该汞以液滴的形式沉积在灯最冷的部分。许多低压汞蒸汽放电灯就是如此构成的，以便于所述部分构成放电管端部的末端。在操作中，所述液态汞升温并汽化，从而得到所需的汞蒸汽压力。该汞蒸汽压力取决于汞液滴的温度以及放电管端部末端的温度。该温度大体上取决于电极的温度。
在高能灯中，电极可以升温到一个高于低能灯的较高温度。为了在每一功率电平都得到最佳的汞蒸汽压力，高能灯中的电极载体通常具有长于低能灯中电极载体的长度，结果在热电极和端部末端上的汞液滴之间的距离就较大，传递到汞液滴的热量就较小，所以上述灯中的汞蒸汽压力就不会变得非常高。
由于上述这样的灯越来越多地使用调光器，所以就需要一种适于不同电功率电平的低压汞蒸汽放电灯。其具有额外的优点，即它能够减少各种待加工灯的数量。因此，本发明的目的是提供一种低成本、并且可靠的灯，其汞蒸汽的压力在电极的不同温度下都基本恒定。
为达到上述目的，电极载体可以如此形成，也就是使得当所述电极载体的温度升高时，所述电极和所述端部末端之间的距离增加。通过这种方式就可以实现，存在于上述末端上的汞蒸汽温度至少是大体恒定的，如果在一个较高的功率电平下，电极载体由于电极温度的增加而升温，因此上述灯中的汞蒸汽压力也保持大致恒定。
优选的是，供电导体的截面尺寸如此小，使得该供电导体能够使电极载体的温度通过电阻增加。通过这种方式就可以实现，除了来自于电极的辐射热和传导热有助于电极载体的变形之外，所述载体还可以直接被上述灯的功率或电流的变化所影响。
优选的是，电极载体如此形成，使得电极和端部末端之间的距离由于温度的增加可最大增加3-10mm，优选为4-8mm，这些值在实践中证明适于在不同的功率电平下维持灯中所需的蒸汽压力。
在第一优选实施例中，该电极载体至少部分呈弯曲形状，在第二优选实施例中，该电极载体是螺旋的，在第三优选实施例中，它是盘旋形状的。在第四优选实施例中，该电极载体包括一个被折成锯齿形的双金属或记忆金属带。然而，为达到上述所需的目的，还可以想到其它不同形状的电极载体。在一个特别优选实施例中，该也可作为供电导体的电极载体包括一个通常由传统金属制成的并延伸穿过放电管端部末端的第一载体丝和一个安装在该第一载体丝端部上的双金属或记忆金属第二载体部，电极随后被固定到所述第二载体部的末端上。优选的是，该第二载体部和该电极大体在相同的垂直于放电管端部轴线伸展平面中延伸。
优选的是，上述双金属包括一种铁镍合金，同时也可优选的是，该双金属的活性部分额外地还包括镁、铜和/或铬。这样的能适用作双金属的“惰性”部分的铁镍合金的示例是以Invar的商品名进行市售的，其包含有36％的镍和64％的铁。该“活性”部分包括例如33％的镍、60％的铁和7％的镁。
本发明的这些和其它方面将结合下文所述的(数个)实施例进行说明，并由此变得显而易见。附图所示为：
图1是一个低压汞蒸汽放电灯的部分横截面图；
图2是图1低压汞蒸汽放电灯细节的透视图；和
图3是一个低压汞蒸汽放电灯替代实施例的透视图。
根据图1，一个低压汞蒸汽放电灯1包括一个作为玻璃放电管的管2。所述附图只示出灯1的一个端部3，但该灯实际上包括两个相对的、同样的端部3，每一个端部都靠近细长玻璃管2的一侧。玻璃管2的内侧涂有一层荧光材料，该材料能将UV光转换成UV-A、UV-B或可见光。
在其末端，玻璃管2包括一个向内的圆柱形载体4，在该载体上，电极载体9被熔焊到所述熔封件中之后设置一个基座5(也被称作为“熔封件”)。一个向外部延伸的管状排气管6设置在熔封件5上，排气管6通过熔封件5中孔7与管2打开连通。在灯的最终组装之前，管2通过排气管6抽空，然后管2被填入所需的(惰性)气体混合物，在该阶段排气管具有比这里所示的长度更长的长度。该放电管中也装填进大量的汞，所述汞在冷的条件下，以汞液滴8的形式沉积在放电管最冷的部分。通常而言，这些最冷的部分位于放电管2端部3的末端处。接着，加热排气管6，以便于上述玻璃软化，随后在所示的长度处熔封和密封，从而使管2以气密封的形式进行密封。
灯1在两侧还额外地设置有两个电极载体9，这些载体也向电极10传递电流，这些载体也可以称作为电极丝，电极10带有一个螺旋形钨丝。电极10被覆盖一层加强电子发射的发射材料(尤其包括钡、锶，钙和不同氧化物)。电极载体9由熔封件5保持住，电极丝靠近侧部密封在熔封件5中，电极载体额外地和触脚11连接。触脚11保持在一个电绝缘盘12中，该盘构成为金属屏盖13的一部分。金属屏盖13通过一个环形的粘结层14固定到上述玻璃管上。
触脚11可以固定在一个发光器上，该发光器向灯1传递电流。电极10之间的合成放电使汞蒸汽分子发射UV光，该UV光通过管2内侧上的荧光层被转换成所需波长的光。
在点亮灯1之后，电极10开始发光。电极10达到的温度，取决于通过灯1所发出的功率。电极发出的辐射热尤其使汞液滴8被加热，从而使所述液滴部分地汽化。汞汽化的量和由此灯1中汞蒸汽的压力也取决于电极10的温度和电极10与汞液滴8之间的距离。为了确保灯1中的汞蒸汽压力在高功率电平和低功率电平时都大体恒定，电极载体9设有一个由双金属或记忆金属制成的部分，该部分如此的形成，使得电极10与汞液滴8之间的距离随温度的增加而增加。如此设计该电极载体，即在操作中，汞液滴8的温度保持恒定，例如为40℃-50℃，而电极10的温度可以升高到大约1000℃。为达到这一点，允许电极在冷的状态和热的状态之间运动一定的距离，大约3mm-10mm。
最好是选用双金属材料，因为这样会使上述电极可以产生一个渐变位移。如果使用记忆合金的话，上述电极就会在某个中间温度从一个第一最终位置(迅速)移动到一个第二最终位置。
根据图2，电极载体9的双金属或记忆金属部分15是螺旋状的，然而，也可以是其它形状。根据图3，电极载体9包括一个由标准金属制成的底部和大体沿垂直于放电管2轴线的平面延伸的双金属部分15和电极10。所述双金属部分15为大致按温度函数弯曲的条带。特别是在这一方面，条带15的厚度和宽度被选择得如此小，从而使该条带可以做为欧姆电阻器，以便于该条带不仅可以被电极10的辐射和热传导加热，而且也可以直接被电流本身加热，因此电极10可以获得更大的位移。

Claims (11)

1.一种低压汞蒸汽放电灯(1)，包括一个具有两个端部(3)的放电管(2)，其中一个电极载体(9)设置在一个端部(3)上，在所述放电管(2)中该电极载体载有一个用于产生和维持放电的电极(10)，所述电极载体(9)至少部分地由双金属或记忆金属制成，其特征在于，所述电极载体(9)如此形成，使得当所述电极载体(9)的温度增加时，所述电极(10)和所述端部(3)末端之间的距离增加。
2.按权利要求1所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)包括两个向电极(10)传递电流的供电导体。
3.按权利要求2所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，供电导体(9)的截面尺寸如此小，使得该供电导体能够使电极载体(9)的温度通过电阻增加。
4.按上述权利要求1-3中任一项所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)如此形成，使得电极(10)和端部(3)末端之间的距离由于温度的增加可最大增加3-10mm。
5.按上述权利要求1-3中任一项所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)如此形成，使得电极(10)和端部(3)末端之间的距离由于温度的增加可最大增加4-8mm。
6.按上述权利要求1-3中任一项所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)至少部分呈弯曲形状。
7.按上述权利要求1-3中任一项所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)至少部分是螺旋的。
8.按上述权利要求1-3中任一项所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)至少部分是盘旋形状的。
9.按上述权利要求1-3中任一项所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，电极载体(9)包括一个被折成锯齿形的双金属或记忆金属带。
10.按上述权利要求9所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，该双金属材料包括一种铁镍合金。
11.按权利要求10所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其特征在于，该双金属的活性部分额外地还包括镁、铜和/或铬。
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