CN1674207A - 具有缩短长度的电弧管、低压汞灯和照明装置 - Google Patents

Abstract

一种低压汞灯，具有由螺旋构型的电弧管本体和在电弧管本体的端部设置的电极形成的电弧管；以及提供电源给电极的灯头。电弧管由玻璃管形成，该玻璃管在沿轴线A的方向前进的同时，围绕轴线A缠绕。玻璃管的两端定位成彼此远离，同时缠绕部分沿轴线A的方向处于两端部之间。沿轴线A的方向看缠绕部分的外径的范围是16mm至38mm。

Description

具有缩短长度的电弧管、低压汞灯和照明装置

本申请基于在日本提交的申请号为No.2004-85365的申请，其内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种在电弧管本体的两端具有电极的电孤管。本发明还涉及一种使用该电弧管的低压汞灯，以及涉及一种使用该低压汞灯的照明装置。

背景技术

近来出现了一种保护全球环境的观点，在照明领域中需要提高能量效率和减小灯尺寸。为了增加效率和减小通常照明中使用的传统低压汞灯的尺寸还进行了多种尝试。如果这些获得小型灯的尝试成功了，将消除工业废料。

例如，在使用直电弧管(下文称为“直管荧光灯”)的荧光灯中，通过为电弧管采用更细的管，以及通过改进点亮直管荧光灯的光镇流器可以实现高效率和减小的尺寸。具体说，改进光镇流器包括从使用传统的铜/铁镇流器改变为使用包含反相电路单元的电子镇流器。通过这种改进，高效率的照明已经变成可能。

关于采用更细的管，在采用了传统的铜/铁镇流器(所谓的快速启动式)的直管荧光灯中，电弧管的外径是32.5mm。与此相比，在采用了已经成为主流的电子镇流器(所谓的高频型)的直管荧光灯中，电弧管的外径是25.5mm，它和传统的情况相比减小了约7mm。。

关于灯效率，对于传统的快速启动式20W的直管荧光灯，光通量是1230lm，灯效率是61.5lm/W。另一方面，对于16W的高频型直管荧光灯(作为快速启动式直管荧光灯的替代物)，光通量是1470lm，灯效率是91.9lm/W，这就显示出极大的效率改进。应该注意，最近已经开发出一种更加细的直管荧光灯，其电孤管的外径小到16mm。

过去已经有人提出分别使用通过将玻璃管弯曲成两根螺旋构型形成的本体的各类电弧管。然而，它们中没有一个能够用来作为传统的直管荧光灯(例如参考“日本公开实用新型申请No.S61-144561，和日本公开专利申请No.H09-69309”)的替代物。

同时，尽管和传统的快速启动式相比，在采用更细的管和提高效率方面已经在高频荧光灯中获得了成功，但是和传统的快速启动式相比管的长度还没有显著地减小，而且和传统的快速启动式相比也没有充分地减小高频荧光灯的总尺寸。

发明内容

已经考虑了上述问题而构想的本发明的一个目的是提供一种新的结构的电弧管，和传统的直管荧光灯相比它能够进一步减小尺寸，并可用作其替代物。本发明的另一个目的是提供一种使用这种电弧管的低压汞灯和照明装置。

利用上述结构，当光通量设定成相应于传统的直管荧光灯的光通量时，电弧管将具有与传统的直管荧光灯几乎相同的外径，并且具有和传统的直管荧光灯相比进一步减小了的长度。因此，总体上本发明的电弧管基本比传统的直管荧光灯小很多。

附图说明

结合示出了本发明的具体实施例的附图，通过下面对本发明的描述，本发明的这些和其它的目的、优点和特征将变得清晰明了，其中：

图1是作为本发明的一个实施例的荧光灯的透视图；

图2是沿方向X看图1的荧光灯的视图；

图3是沿方向Y看图1的荧光灯的视图；

图4是一个视图，它示出了灯效率和最短距离Gt之间的关系，该最短距离是处于缠绕部分中并且沿轴线方向彼此相邻的两个玻璃管部分之间的距离；

图5是示出了采用根据本发明的灯的照明装置的简化视图，并局部剖开示出其内部；

图6A-6C是示出了关于电弧管的结构的修改实例的视图；

图7是示出了关于电弧管的结构的修改实例的视图；

图8A和8B是示出了其缠绕部分以不同于圆形方式的方式围绕轴线缠绕的电弧管的实例的视图；以及

图9是示出了关于电弧管的端部的形式的修改实例的视图。

具体实施方式

下面参考附图描述了一种情况，其将本发明应用于能够替代传统的20W和40W的快速启动式直管荧光灯(一种低压汞灯)的荧光灯。不用说，可以将本发明应用于其它类型的直管荧光灯的替代物，而不是仅替代广泛使用的20W和40W的快速启动式直管荧光灯。

1.荧光灯的结构

图1是作为本发明的一个实施例的荧光灯的透视图。图2是沿方向X看的荧光灯的视图，以及图3是沿方向Y看的荧光灯的视图。注意在图2中，荧光灯被局部剖开，以便示出其内部外观。

如图1-3所示，荧光灯10由电弧管100和灯头210、220组成。电弧管100在电弧管本体110的两个端部112、114处包含电极130、140，电弧管本体由以螺旋构型缠绕的玻璃管形成。灯头210、220设置在电弧管100的两个端部(即玻璃管的两个端部)，并向电极130、140提供电源。

(1)电弧管

如图1-3所示，电弧管100包括一由玻璃管构成的电弧管本体110，该玻璃管围绕一预定的轴线A缠绕同时沿预定方向(例如图2中的方向B)前进。下文中，玻璃管缠绕的部分称为“缠绕部分”，其参考标记为“116”。此外，在本说明书中，缠绕部分的轴线基本上是直线。

如此配置电弧管本体110，使得其端部分别沿绕轴线A环绕的圆的圆周的法线方向延伸。灯头210、220分别设置在电孤管本体110的延伸部分上。

构成电弧管本体110的玻璃管是例如由钡-锶硅酸盐玻璃(无铅玻璃)形成，这种玻璃的横向剖面的形状基本上为圆形。注意在配置过程中，软化的玻璃管是螺旋地缠绕到夹具上。因此，得到的玻璃管的横向剖面的形式将稍微从规则的圆形发生变形。

如图2所示，将荧光物质120涂覆在以螺旋构型形成的电弧管本体110的内表面。

电极130采用所谓的玻璃珠安装方法，由以下各项组成：一钨线圈电极132；一对导线134和136，用于支承线圈电极132；以及一玻璃珠138，用于可支承地固定这对导线134和136。尽管由于图示的方便没有示出，但是电极140具有与电极130相同的结构。

固定在电弧管本体110的电极130的部分特别地是导线134和136的部分，并相对于玻璃珠138在与线圈电极132相反的一侧延伸。

此外，在电弧管本体110的一端(在该实例中是端部112)，排气管150和电极130固定在一起。利用该排气管150排出电弧管本体110内的空气，或者在其中封闭后面详述的汞和缓冲气体。

将汞以单一形式密封。或者，可以使用汞合金，例如锌汞合金和锡汞合金，其在电灯启动时的汞蒸汽压力特征接近于使用单一形式的汞的情况。注意如果使用特殊类型的汞合金(例如铋、铟和汞的汞合金)，在电灯启动时，汞蒸汽压力将变低，由此减退了光通量的上升特性。

缓冲气体的一个实例是氩气。然而，缓冲气体不限于单一形式的氩气，也可以是稀有气体的混合物(例如氩和氖的混合气)。

灯头210、220分别具有圆柱形部分211和212。每一圆柱形部分211和212在一端封闭。灯头210还具有一对插脚214和216，这对插脚从圆柱形部分212的端壁212a沿和轴线A的垂直方向延伸。同样，灯头220也具有一对插脚224和226，这对插脚从圆柱形部分222的端壁222a沿和轴线A的垂直方向延伸。如图2所示，将插脚214和216连接到电极130的导线134和136。同样，将插脚224和226连接到电极140的导线(未在图中示出)。

(2)具体结构

下面参考图2和3详细描述荧光灯10。

荧光灯10具有基本上与20W和40W的快速启动式直管荧光灯相同的光通量。荧光灯10分别需要应用16W和34W的管输入。注意在本实施例中，荧光灯10分为“16W型”和“34W型”。

在电弧管100的内部，分别封闭5mg的汞和400Pa的氩气。此外，荧光物质120是一种例如三波长型，它包含三种分别发出红色、绿色和蓝色光的荧光物质。具体的材料是：红光(Y₂O₃:Eu)；绿光(LaPO₄:Ce，Tb)；和蓝光(BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu，Mn)。

16W型的电弧管本体110使用具有如下尺寸的玻璃管：外径D1为9.0mm，内径D2为7.4mm。34W型的电孤管本体110使用具有如下尺寸的玻璃管：外径D1为10.8mm，内径D2为9.2mm。沿与轴线A平行的方向(下文中称该方向为“轴线方向”)的缠绕部分116的节距P1分别是18.0mm和21.6mm(参见图2)。下文中，该节距P1称为“缠绕节距”。处于缠绕部分116中和沿轴线方向彼此相邻的两个玻璃管部分之间的最短距离Gt分别是9.0mm和10.8mm。下文中，该最短距离Gt称为“缠绕部分的距离”。缠绕部分116的缠绕总数分别是10和16。

荧光灯10(包括灯头210、220)的长度L分别是175mm和340mm。沿直线轴方向看到的电孤管100的外径D3分别是27mm和32mm。此外，在电弧管100中电极之间的距离分别是590mm和1040mm，管壁负荷分别是0.12W/cm²和0.11W/cm²。

传统的快速启动式直管荧光灯的长度对于20W型的是580mm，对于40W型的是1198mm，这两种类型的玻璃管的外径都是32.5mm。与此对比，在本实施例中，荧光灯10的长度对于16W型的是405mm，对于34W型的是858mm，尺寸减小了很多。

下面描述荧光灯10的性能。通过分别施加16W和34W的管输入点亮具有上述结构的荧光灯10(16W型和34W型)，同时灯头210、220向上定向。结果，16W型和34W型的荧光灯分别具有1320lm和3450lm的光通量，以及82.5lm/W和95.6lm/W的灯效率。与此对比，传统的快速启动式直管荧光灯(20W型和40W型)分别具有1230lm和3450lm的总光通量，以及61.5lm/W和86.3lm/W的灯效率。特别地，本实施例的荧光灯10在灯效率方面具有显著的提高。

3.制造方法

下面简要地描述电弧管100的制造方法。

通过将一个直的玻璃管缠绕在夹具上形成构成电弧管100的电弧管本体110的螺旋构型。该夹具为圆柱形状。夹具的外表面设置有一形状相应于电弧管100的螺旋构型的形状的凹槽。

在电弧管100的制造方法中，首先准备一直管形状的玻璃管，电弧管本体110可由该玻璃管形成。然后将预定范围的玻璃管(至少包括计划要成为缠绕部分116的一部分)加热使其软化。为了加热的目的，可以使用电炉/煤气炉、采用气体燃烧器的加热装置或类似物。将玻璃管加热到比其软化点约高100℃。注意在本实施例中，玻璃管由钡-锶硅酸盐玻璃形成，其软化温度大约是675℃。

在软化了预定范围的玻璃管之后，将玻璃管的端部放置和固定到上述夹具上。在该固定过程中，将端部放置在夹具上，然后将空气吹送到放置于夹具的端部，从而使端部冷却和硬化。

在将玻璃管的端部固定在夹具上之后，使夹具旋转，同时玻璃管相对于夹具的轴线倾斜。在该过程中，通过将玻璃管的软化部分引入到凹槽中，使其缠绕在夹具上。

在以螺旋构型缠绕在夹具上之后，冷却玻璃管的软化部分(即整个玻璃管将从软化状态改变成硬化状态)。然后从夹具上取下缠绕的玻璃管。沿着与玻璃管缠绕到夹具上的过程中旋转夹具的旋转方向相反的一个方向旋转夹具进行该取下过程。

在取下过程之后，去除不需要的玻璃管部分。然后，玻璃管被去除不需要部分(即从玻璃管的最外端部到缠绕部分116的外径D3的大约一半)的端部被例如气体燃烧器加热，以便将端部弯曲到法线方向(参加图3)。结果，得到了用于电弧管100的螺旋构型的电弧管本体110。

然后，将荧光物质120施加到电弧管本体110的内表面。将电极130和排气管150连接于电孤管本体110的端部112，电极140连接于电弧管本体110的端部114。在通过排气管150将空气从电弧管本体110中排尽之后，装入汞和稀有气体。然后利用切除方法将排气管150的末端密封，从而形成电孤管100。

4.灯效率

本发明人通过以螺旋构型形成电弧管，试图开发一种其长度比传统的直管荧光灯更短的荧光灯，通过减小螺旋构型的电弧管本体的缠绕部分的缠绕节距P1，使进一步减小荧光灯的尺寸变得可能。然而，尽管有助于实现荧光灯的更短长度，但是本发明人担心缠绕节距的减小可能导致缠绕部分116具有缩短的缠绕部分距离，从而导致来自电弧管100的光在缠绕部分116中被捕获，并导致灯效率降低。

考虑到这点，进行关于缠绕部分116中缠绕部分的距离对灯效率影响的试验。这里，在试验中使用的电弧管分别通过缠绕在前述章节“2.具体结构”中描述的玻璃管形成，并具有不同于缠绕节距P1的缠绕节距。不用说，电弧管的长度随缠绕节距而变。

在试验中，在室温(即，25℃)下点亮其缠绕部分具有不同于彼此的节距的荧光灯，通过施加16W的管输入对每一荧光灯测量总的光通量。图4示出了利用这样测量的总光通量计算的灯效率。图4中，纵轴表示灯效率，横轴表示缠绕部分的距离和玻璃管的外径的比率(该比率在下文称为“Gt/D1”)。

图4中，当“Gt/D1”的值在0.0至0.2范围中时，灯效率随“Gt/D1”的值的增大迅速提高。当“Gt/D1”的值在0.2至0.8范围中时，灯效率随“Gt/D1”的值的增大逐渐地提高。当“Gt/D1”的值为0.8或者更大的值时，即使“Gt/D1”的值增大灯效率也不会增加太多。

上述试验结果显示最好是“Gt/D1”具有大于0.2的值，更优选地等于或大于0.3。注意如果“Gt/D1”变得大于2.0时是不期望的，因为荧光灯的长度变得过长，而在大于2.0的范围灯效率几乎不增加。

5.照明装置

图5是示出了采用根据本发明的荧光灯的的照明装置的简化视图。图中，照明装置被局部剖开，以便显示其内部。

照明装置300采用了上述的16W型的荧光灯10。

如该图所示，照明装置300例如是一种吊灯型，包括装置本体310，用于向装置本体310提供电源的电缆320，和可拆卸地固定于设置在天花板350上的灯线盒的插座330，该插座通过电缆320悬挂装置本体310。

照明装置300包括一在其大致中心处具有扁平底部312的灯罩314，一可拆卸地固定于灯罩314中的底部312上的荧光灯10，以及一设置在底部312处灯罩314的外部的照明电路340，该照明电路340中容纳有一个用于点亮荧光灯10的电子镇流器。

荧光灯10的灯头210和220与装置本体310的插座(未示出)连接，同时电弧管100的轴线定向成沿水平方向。结果，荧光灯10可拆卸地固定在底部312，并与照明电路340电连接。

注意，电子镇流器采用一种用于高频的串联反相方法，其包括多种电子部件(图中未示出)，例如扼流圈、电解电容器、谐振电容器和开关装置。

灯罩340的内表面例如起到反射性表面的作用，可将从荧光灯10发出的光反射到期望的方向(到向下的方向以照亮下方)。该反射表面可通过涂覆例如白色颜料或氧化铝微粒形成。

当电子镇流器点亮荧光灯10时，在电弧管100的中心部分12处(参见图5)的管壁温度将达到大约60℃-65℃。该中心部分12是管的整个内壁的最冷区。在该管壁温度下，处于电灯的稳定照明状态的电弧管100中的汞蒸汽压力可给出灯效率的最大范围。后面将给出详细描述。

<修改实例>

到目前为止，已经在实施例的基础上描述了本发明。然而不用说，本发明的内容不应该限制到作为实施例而示出的具体实例。例如，下面的修改实例也是可能的。

1.关于电弧管的总体结构

在本实施例中，电孤管100具有这样一种除灯头210和220之外沿某一方向绕轴线缠绕的结构。然而，本发明不限于这种结构。具体说，本发明可以是其它结构，只要构成电弧管100的电弧管本体110具有绕轴线缠绕的缠绕部分116，且电弧管本体110的端部(112和114)定位成沿轴线方向彼此远离，同时缠绕部分116处于两端部之间。

图6A-6C是示出了关于电弧管的结构的修改实例的视图。注意，具有与本实施例相同的结构的元件或类似物赋予相同的参考标记。

(a)第一实例(图6A)

在第一实例中，电弧管400具有在玻璃管402的中间形成的直管部分406。此外，电孤管400具有两个分别绕一轴线缠绕的缠绕部分404和408。缠绕部分404对应于从直管部分406的一端406a到玻璃管402的一端部402a的一部分玻璃管402。同样，缠绕部分408对应于直管部分406的一端406b到玻璃管402的一端部402b的一部分玻璃管402。

(b)第二实例(图6B)

第一实例中的电弧管400具有在中间的一直管部分406，和分别在直管部分406的两侧的缠绕部分404和408。与此对比，第二实例的电弧管410具有从玻璃管412的一个端部412a到预定位置412c的直管部分414。因此，第二实例的缠绕部分416对应于从预定位置412c到另一端部412b的一部分玻璃管412。

(c)第三实例(图6C)

第一实例中的电弧管400具有在中间的一直管部分406，和分别在直管部分406的两侧的缠绕部分404和408。与此相反，第三实例的电弧管420具有在玻璃管422中部的一缠绕部分428，和分别在缠绕部分428的两侧的直管部分424和426。

(d)第一至第三实例的总结

上述的电孤管400、410、420比第一实施例的电弧管100更长。但是，第一实例能够使在电弧管400的端部比在中部的亮度更大。这将允许在设计长度和瓦数中更大的灵活性。此外，通过使用具有彼此处于不同位置的缠绕部分的荧光灯，能够产生各种照明场景。

(e)第四实例(图7)

图7是示出了关于电弧管的结构的修改实例的视图。注意，在该实例中，具有与本实施例相同的结构的元件或类似物赋予相同的参考标记。

在所有的实施例中和第一至第三实例中，电弧管100、400、410、420分别具有一沿一个方向绕轴线A缠绕的结构。与此相反，在第四实例中，电弧管430具有这样一种结构，使得构成电弧管430的玻璃管具有两个沿彼此相反的方向绕轴线A缠绕的缠绕部分。更加具体地，电弧管430配置成使得电弧管本体432包括：沿第一方向绕轴线A缠绕的第一缠绕部分434，和沿与第一方向相反的第二方向绕轴线A缠绕的第二缠绕部分436。注意，第四实例具有两个缠绕部分(434和436)，然而，也可以具有更多的缠绕部分。

通过分别使用两个用于第一缠绕部分434和第二缠绕部分436的夹具可以形成具有上述结构的电弧管430。

2.关于电弧管本体

(a)缠绕部分

在本实施例中，电弧管本体110的缠绕部分116以圆形的方式绕轴线A缠绕。更加具体地，从直线轴方向看，电弧管本体110的缠绕部分116的圆周面形成一个圆形。然而，本发明不限于缠绕部分以圆形的方式绕轴线缠绕的情况。

图8A和8B是示出了其缠绕部分以不同于圆形方式的方式围绕轴线缠绕的电弧管的实例的视图。

在图8A中，是沿与轴线垂直的方向看荧光灯，而在图8B中，是沿轴线方向看荧光灯。

如图8A和8B所示，荧光灯500具有电弧管510和灯头550。用于电弧管510的电弧管本体512包括一以三角形方式绕轴线缠绕的缠绕部分516。更加具体地，沿轴线方向看的缠绕部分516的周面形成一个三角形。

注意，缠绕部分516可以以不同于三角形的方式的其它方式绕轴线缠绕。此外，为了使缠绕部分具有上述结构，要求夹具具有可拆开的结构。

当沿轴线方向看荧光灯为规则的三角形形式时，“缠绕部分的外径”表示外接该规则三角形的圆周C1的直径D4(参见图8B)。同样，当沿轴线方向看荧光灯为规则的多边形形式时，“缠绕部分的外径”表示外接该规则多边形的圆周直径。

当沿轴线方向看荧光灯为不同于规则多边形的形式(即非圆形式)时，“缠绕部分的外径”对应于缠绕部分的圆周面上彼此相隔最远的两点之间的距离。例如，当沿轴线方向看荧光灯为椭圆形的形式时，“缠绕部分的外径”表示椭圆的长轴。

如图8A所示，电弧管本体512的端部514沿轴线方向伸长。灯头550固定于端部514的末端。灯头550包括一圆柱形部分522和一对插脚526和528，这对插脚526和528从圆柱形部分522的端壁524沿轴线方向伸长，正如实施例中的一样。

应该注意，如图8A所示，如果电弧管本体512的端部514(灯头550固定于其上)沿轴线方向伸长，荧光灯将具有与传统的直管荧光灯相似的结构。因此，使用了这种荧光灯的照明装置也将具有与传统的照明装置相似的结构。

(b)端部的形式

正如在本实施例中，在第一修改实例中的电弧管本体的端部沿与轴线垂直的方向伸长。然而，本发明不限于这种结构。例如，电弧管本体的端部可以沿轴线方向伸长。图9示出了另一个实例。在该实例中，电弧管本体610的端部612横穿缠绕中心(即轴线A)，以便沿预定方向伸长(图9中向上的方向)。进一步地，灯头210定位在缠绕部分614的周面的外侧。如果灯头210以上述方式定位在缠绕部分614的周面的外侧(图9中向上的方向)，当点亮荧光灯600时，灯头210不会妨碍沿轴线方向发出的光，这样将提高总的光通量。

(c)缠绕部分的外径

对于在实施例中描述的16W型和34W型的在电孤管本体110，缠绕部分116的外径D3分别是27mm和32mm。然而，外径D3在16mm至38mm的范围中是足够的，包括16mm和38mm。下面解释其原因。

当实际使用时，上述结构的荧光灯应该看起来像传统的直管荧光灯的替代物一样标准，因此其电弧管的外径应该在某一范围内。考虑到这点，本发明人进行了一个试验，以确定外径的期望范围。

在试验中，分别使用具有如实施例中那样的9.0mm外径的玻璃管形成各种螺旋。对于如果螺旋用作直管荧光灯的电孤管的替代物，螺旋是否看起来标准进行主观评价。

结果，期望的外径范围是如上所述的16mm至38mm，包括16mm和38mm，使得得到的电灯被认为是直管荧光灯的替代物。

在上述范围中，上限值38mm对应于最初广泛使用的快速启动式直管荧光灯的电弧管的外径。甚至在现在，还在使用这种110W型的电弧管。

下限值16mm对应于可在具有最小管外径的电弧管本体110中形成的缠绕部分的外径的最小值。下面在随后的章节中给出进一步的详细描述，它描述了构成电弧管本体110的玻璃管的外径D1。

(d)玻璃管的外径

在上述实施例中，对于构成16W型和34W型电弧管本体的玻璃管的外径D1分别是9.0mm和10.8mm。然而，外径D1可以在6.0mm至0.38*D3mm的范围内，其中D3是电弧管本体的螺旋构型的外径(即缠绕部分的外径)。下面描述将玻璃管的外径设定在上述范围内的原因。

如果玻璃管的外径D1小于6.0mm，得到的电孤管本体110的机械强度将降低，在移动和运输中会导致破损。此外，还变得难以在具有这种管径的电弧管本体(玻璃管)中设置电极。因此，要使其商业化很困难。

另一方面，如果外径D1大于将缠绕部分的外径D3与0.38的乘积，那么玻璃管与缠绕部分的外径的比率将变得过高，使得难以形成具有期望外径的缠绕部分。

如上所述，缠绕部分116的外径D3的上限值限定为38mm。考虑到这点，玻璃管的外径D1应该在6.0mm至14.4mm的范围中，包括6.0mm和14.4mm。

(e)管壁负荷

在本发明的荧光灯的开发中，本发明人研究了电弧管的管壁负荷的最佳范围。原因如下。照明时的灯效率受汞蒸汽压力影响，该压力仅仅由在电弧管的最冷区处(下文中简称为“最冷区温度”)确定的管壁温度。更加具体地，在唯一地由最冷区温度确定的汞蒸汽压力的最佳范围可以获得灯效率的最大范围。电弧管的最冷区温度主要由管壁负荷确定。因此，有必要使管壁负荷最佳化，从而提高灯效率。注意已经熟知的是最冷区温度的最佳范围随着构成电孤管的玻璃管的内径的减小而增加。

从上述原因可知，本发明人已经根据上述外径D1的范围(即6.0mm至14.4mm的范围)将玻璃管的内径设定在4.4mm至12.8mm的范围。这里，玻璃管的典型厚度假设为0.8mm。在这些条件下，对能够产生最佳的汞蒸汽压力的电弧管的最冷区温度进行检测，其结果是大约55℃-65℃。

同时，该荧光灯具有基本上与传统的快速启动式直管荧光灯相同的光通量。考虑到这点，在研究管壁负荷和灯效率的关系的试验中，为了改变管壁负荷，在保持Gt/D1的比率为1.0的同时，改变电极之间的距离。试验结果显示管壁负荷的最佳范围是0.07W/cm²至0.16W/cm²。

注意，已经熟知的是电灯的寿命随着管壁负荷减小而增加。关于这点，一试验结果揭示了具有最佳范围的管壁负荷的电灯具有至少与传统的直管荧光灯相同的使用寿命。

(f)玻璃管的形式

在所有的实施例和修改实例中，玻璃管的横向剖面的形式基本上为圆形。然而，本发明不限于这种横向剖面的形式。例如，玻璃管的横向剖面的形式可以是椭圆形。

下面描述如何限定电弧管的缠绕部分的距离，该电弧管的玻璃管的横向剖面形状是椭圆形。当玻璃管的长轴是Da，短轴是Db时，利用“(Da+Db)/2”的值替换“D1”的值可以获得缠绕部分的距离。具体地，缠绕部分的距离Gt应该如此设置，使得Gt/{(Da+Db/2)}满足下面的关系。

0.2＜Gt/{(Da+Db)/2}≤2.0

一种产生椭圆形横向剖面形状的玻璃管的方法是制造一种其凹槽的横向剖面形状是椭圆形的夹具。

3.其他问题

在实施例中描述的电灯具有和传统的20W和40W的快速启动式直管荧光灯相同的光通量。然而，本发明的电灯还能够用作其它的除20w型和40w型以外的直管荧光灯的替代物。在这种情况下，有必要使电灯的总光通量与相应的直管荧光灯相等。为此，便利的是使用具有上述结构的螺旋电弧管，因为在不改变构成电弧管的玻璃管的管径的情况下，改变电弧管的电极之间的距离是可能的。

因此，当将本发明用于替换几种不同类型的传统的直管荧光灯时，仅仅改变电弧管的长度是足够的，而不用分别改变构成电孤管的玻璃管的直径。如果在不同的电弧管中玻璃管的管径一致，则非常有利于实现设置在电弧管本体的两端的电极座的通用性，或者实现用于镇流器的反相电路的通用性，因为在被点亮的电灯中的电流可以一致。

4.关于荧光物质

上面的实施例仅仅描述了一种将本发明应用于所谓的荧光灯的情况，该荧光灯的电弧管包含涂覆在电弧管的内表面上的荧光物质。然而，本发明还可以应用于在其内表面上不包含荧光物质的电弧管，或者应用于使用了这种电孤管的电灯上。换句话说，本发明可以应用于低压汞灯的电弧管，或者是低压汞灯。

尽管参考附图作为实例已经完全描述了本发明，但是应该注意对于本领域技术人员来说，各种变化和修改将是显而易见的。因此，除非这种变化和修改脱离了本发明的范围，否则它们都应该解释为包括在内。

Claims (15)

1.一种电弧管，包括：

由玻璃管形成的电弧管本体，所述电弧管本体包括至少一个通过螺旋地绕一轴线缠绕部分玻璃管形成的缠绕部分，玻璃管的端部定位成彼此远离，同时缠绕部分沿轴向方向处于端部之间；以及

设置在电弧管本体的端部的电极，其中

沿轴线方向看缠绕部分的外径在16mm至38mm的范围内，包括16mm和38mm。

2.如权利要求1所述的电弧管，其中

在缠绕部分中，玻璃管以一恒定半径绕一轴线缠绕。

3.如权利要求1所述的电弧管，其中

当缠绕部分的外径是D3(mm)时，玻璃管的外径D1(mm)满足6.0mm≤D1≤D3*0.38mm。

4.如权利要求2所述的电弧管，其中

当缠绕部分的外径是D3(mm)时，玻璃管的外径D1(mm)满足6.0mm≤D1≤D3*0.38mm。

5.如权利要求1所述的电弧管，其中

在缠绕部分中，玻璃管可缠绕多次，当玻璃管的外径是D1(mm)时，在沿轴向方向相邻的缠绕部分中的两个玻璃管部分之间的最短距离Gt(mm)满足0.2＜Gt/D1≤2.0。

6.如权利要求4所述的电弧管，其中

在缠绕部分中，玻璃管可缠绕多次，当玻璃管的外径是D1(mm)时，在沿轴向方向相邻的缠绕部分中的两个玻璃管部分之间的最短距离Gt(mm)满足0.2＜Gt/D1≤2.0。

7.一种低压汞灯，包括：

一由电弧管本体和设置在电弧管本体的端部的电极形成的电弧管；

分别设置在电弧管的端部并向电极提供电源的灯头，其中

电弧管本体包括一通过螺旋地绕一轴线缠绕部分玻璃管形成的缠绕部分，玻璃管的端部定位成彼此远离，同时缠绕部分沿轴向方向处于所述端部之间；以及沿轴线方向看缠绕部分的外径在16mm至38mm的范围内，包括16mm和38mm。

8.如权利要求7所述的低压汞灯，其中

在缠绕部分中，玻璃管以一恒定半径绕一轴线缠绕。

9.如权利要求7所述的低压汞灯，其中

当缠绕部分的外径是D3(mm)时，玻璃管的外径D1(mm)满足6.0mm≤D1≤D3*0.38mm。

10.如权利要求9所述的低压汞灯，其中

当缠绕部分的外径是D3(mm)时，玻璃管的外径D1(mm)满足6.0mm≤D1≤D3*0.38mm。

11.如权利要求7所述的低压汞灯，其中

在缠绕部分中，玻璃管可缠绕多次，当玻璃管的外径是D1(mm)时，在沿轴向方向相邻的缠绕部分中的两个玻璃管部分之间的最短距离Gt(mm)满足0.2＜Gt/D1≤2.0。

12.如权利要求10所述的低压汞灯，其中

在缠绕部分中，玻璃管可缠绕多次，当玻璃管的外径是D1(mm)时，在沿轴向方向相邻的缠绕部分中的两个玻璃管部分之间的最短距离Gt(mm)满足0.2＜Gt/D1≤2.0。

13.如权利要求7所述的低压汞灯，其中

电弧管的管壁负荷在0.07W/cm²至0.16W/cm²的范围中，包括0.07W/cm²和0.16W/cm²。

14.如权利要求12所述的低压汞灯，其中：

电弧管的管壁负荷在0.07W/cm²至0.16W/cm²的范围中，包括0.07W/cm²和0.16W/cm²。

15.一种包括如权利要求7或权利要求14所述的低压汞灯的照明装置。

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