CN202103014U - 一种低汞长寿命节能灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低汞长寿命节能灯，它包括灯头和连接灯头的灯管。所述灯管包括玻璃壁、涂覆在玻璃壁内壁的保护膜和涂覆在保护膜上的荧光粉层。所述灯管内设固态汞合金。它具有如下优点：由于采用固态汞合金替代液汞，因此：a、能有效避免生产过程中液态汞的散失和扩散，明显减轻产品破损报废后对空气环境的污染；b、该合金具有同液汞同样的工作特性，能保证灯的最佳光输出；c、只需控制住汞合金的颗粒大小和重量就能有效控制注入灯管的实际汞量。采用预涂纳米氧化铝作为保护膜的方式减少汞消耗。结合采用长寿命阴极材料，制造出汞含量在0.7毫克到1毫克之间的一种低汞长寿命节能灯，从而为环保事业做出贡献。

Description

一种低汞长寿命节能灯

技术领域

本实用新型涉及一种低汞长寿命节能灯。 

背景技术

节能灯属于低压气体放电灯，它是依靠汞蒸气放电产生紫外线去激发荧光粉层发出可见光用于照明的。汞是种有毒有害物质，在生产环节、产品破损或报废时都会对环境造成污染，给人体健康带来危害，随着节能灯用量的日益增长，汞污染的问题越发得到业内的重视。 

理论上维持节能灯放电所需的汞量十分有限，实际用量却远远高于理论值，这是由于灯在燃点过程中需要不断地消耗汞，当灯内有效汞消耗完毕，灯会因为缺汞而寿终，因此重点在于控制汞消耗。欧盟强制ROHS指令要求节能灯的含汞量必须小于5mg/支，各国也基本参照该指令对节能灯的用汞量进行限制。在200810037089.3专利中，通过用无定形纳米二氧化钛水稀液或用板钛矿形二氧化钛水稀液对灯管内壁进行涂层，减少了节能灯在使用过程中对汞的消耗，制造出汞含量在0.8毫克到1.4毫克之间的低汞节能灯。该200810037089.3专利还存在有如下不足：1、汞含量还需进一步减少；2、液汞挥发量大，流动性强，对环境的污染更严重。3、节能灯的寿命没有定义。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种低汞长寿命节能灯，其进一步降低了节能灯的用汞量、克服了背景技术中节能灯所存在的汞含量还较高、污染环境的不足，同时保持节能灯的长寿命。 

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是： 

一种低汞长寿命节能灯，它包括灯头和连接灯头的灯管(100)，所述灯管(100)包括玻璃壁(110)、涂覆在玻璃壁(110)内壁的保护膜(120)和涂覆在保护膜(120)上的荧光粉层(130)，所述灯管(100)内设固态汞合金(200)。 

一较佳实施例之中：所述保护膜(120)选用纳米氧化铝。 

一较佳实施例之中：所述灯管(100)内设带阴极(310)的芯柱(300)，所述固态汞合金(200)置于芯柱(300)的排气管(320)中。 

一较佳实施例之中：所述阴极(310)包括采用主辅式结构的灯丝，所述灯丝外涂覆有电子粉。 

一较佳实施例之中：所述灯管(100)底部设冷端(111)，所述固态汞合金(200)置于灯管(100)冷端(111)内。 

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点： 

1、由于采用固态汞合金替代液汞，因此克服了背景技术所存在的不足，且产生如下技术效果：a、能有效避免生产过程中液态汞的散失和扩散，明显减轻产品破损报废后对空气环境的污染；b、该合金具有同液汞同样的工作特性，能保证灯的最佳光输出；c、只需控制住汞合金的颗粒大小和重量就能有效控制注入灯管的实际汞量，而液汞的注汞量很难控制、波动大； 

2、固态汞合金中汞含量介于0.7毫克～1毫克，实现节能灯的超低用汞量； 

3、保护膜采用选用纳米氧化铝，该膜层致密均匀，则：a、有良好的保护效果和透光性，能阻止玻璃中钠离子向内表面和荧光粉层层迁移，避免生成钠汞齐；b、能阻止汞离子向玻璃内部迁移，阻止汞离子和电子复合后在壁面生成汞原子，从而抑制汞消耗； 

4、氧化铝原生粒径10nm或13nm，配置保护膜水溶液时采用具备高剪切力的搅拌设备，转子转速≥2000r/min，则能生成纳米氧化铝薄膜； 

5、阴极包括采用主辅式结构的灯丝，灯丝外涂覆有电子粉，电子粉涂覆量大于2.5毫克，节能灯的寿命可长达12000小时以上。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

图1绘示了一较佳实施例的节能灯的示意图。 

图2绘示了一较佳实施例的节能灯的电子粉残留量同寿命关系图。 

图3绘示了一较佳实施例的节能灯的汞消耗量同寿命关系图。 

图4绘示了另一较佳实施例的节能灯的示意图。 

具体实施方式

请查阅图1，低汞节能灯，它包括灯头和连接灯头的灯管100。所述灯管100包括玻璃壁110、涂覆在玻璃壁110内壁的保护膜120和涂覆在保护膜120上的荧光粉层130。所述灯管100底部设冷端111，所述固态汞合金200置于灯管100冷端111内。本实施例之中，所述固态汞合金200中汞含量介于0.7毫克～1毫克。本实施例之中，所述固态汞合金200包含Bi、Sn和Hg，最佳实施例中，所述Hg的含量为15％-40％，最佳应用实例中，所述Hg含量为25％。 

本实施例之中，所述保护膜120采用选用纳米氧化铝。所述纳米氧化铝选用原生粒径10nm至13nm的材料，该材料在配置保护膜水溶液时采用具备高剪切力的搅拌设备，且转子转速≥2000r/min。 

本实施例之中，所述阴极310包括采用主辅式结构的灯丝，所述灯丝外涂覆有电子粉。本实施例之中，所述电子粉存储量大于等于2.5毫克。 

在具体制造过程中：1、节能灯烤管工序的工艺控制：烤管是将荧光粉层管通过高温加热烘烤，将荧光粉层层中的暂时性粘结剂氧化、分解和释出。烤管如果不充分，粘结剂没有完全彻底燃烧，必将成为成品灯管的杂质气体释放源，杂质气体同汞结合，消耗灯内的有效汞，耗汞量明显增加。生产时通过烤管指示剂和测定烤管炉的温度分布曲线来验证和确保烤管的充分性：投产前炉温测定、烤管指示剂验证没有问题后方可生产。2、自动排气车冷却水及其温度控制系统的建立：自动排气车安装有冷却水循环系统及温度控制系统，控制水温≤30度，避免了汞在生产环节中因温度高导致汞散失。3、采用连续生产模式有效避免荧光粉层因吸收水气和杂质气体导致的汞消耗增加。 

本实施例之中，除了采用低温固态汞合金200替代液汞外，还通过“主辅式结构的灯丝，灯丝外涂覆有电子粉”的设计延长阴极310使用寿命，延长节能灯寿命，使节能灯的寿命可长达12000小时以上。 

为使审查员进一步了解本实用新型的有益效果，下面列举具体应用实施例及相关实验数据。 

本具体应用实施例中：制作一批灯管，固态汞合金200选用汞含量介于0.7-1毫克之间的注入，保护膜120用13nm的氧化铝溶液(该溶液利用转速2000r/min的搅拌设备进行搅拌)涂覆在玻璃内壁，烤管前验证炉温分布正常、烤管指示剂颜色显示正常，自动排气车冷却水温度30度，电子粉涂覆量达2.5毫克，采用半成品无滞留连续生产模式，其他按常规完成整灯。 

测试时，采用寿命试验来验证灯的效果。按IEC关于寿命的定义，燃点12000小时，有超过50％的存活率表示寿命可以达到12000小时以上，此时灯管未发红表示未产生缺汞现象。具体测试方法如下： 

将一定数量的灯上架燃点，每个寿命阶段取下2至3支灯测试电子粉残留量及汞消耗量，绘制两张曲线图电子粉残留量同寿命关系图、汞消耗量同寿命关系图，如图3和图4，从图形上可以很直观地看出超低汞长寿命灯的燃点效果。 

寿命试验结果：燃点12000小时，有60％的存活率，表示寿命可以达到12000 小时以上，此时灯管未发红表示不缺汞。电子粉残留量、汞消耗量同寿命的关系图见图3和图4，从图形上可以直观地看出，寿命达12000小时时，电子粉尚未消耗完毕，残留量大于0.4毫克，汞消耗小于0.7毫克，满足12000小时超一种低汞长寿命节能灯的技术要求。 

另一较佳实施例之中，它与上一较佳实施例不同之处在于：请查阅图4，所述灯管100内设带阴极310的芯柱300，所述固态汞合金200置于芯柱300的排气管320中。 

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。 

Claims (5)

1.一种低汞长寿命节能灯，它包括灯头和连接灯头的灯管(100)，其特征在于：所述灯管(100)包括玻璃壁(110)、涂覆在玻璃壁(110)内壁的保护膜(120)和涂覆在保护膜(120)上的荧光粉层(130)，所述灯管(100)内设固态汞合金(200)。

2.根据权利要求1所述的一种低汞长寿命节能灯，其特征在于：所述保护膜(120)选用纳米氧化铝。

3.根据权利要求1或2所述的一种低汞长寿命节能灯，其特征在于：所述灯管(100)内设带阴极(310)的芯柱(300)，所述固态汞合金(200)置于芯柱(300)的排气管(320)中。

4.根据权利要求3所述的一种低汞长寿命节能灯，其特征在于：所述阴极(310)包括采用主辅式结构的灯丝，所述灯丝外涂覆有电子粉。

5.根据权利要求1或2所述的一种低汞长寿命节能灯，其特征在于：所述灯管(100)底部设冷端(111)，所述固态汞合金(200)置于灯管(100)冷端(111)内。

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