專利名稱：高光效長壽命鈉燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及節(jié)能型電光源技術領域，尤其是涉及照明的高光效長壽命鈉燈。
背景技術：
鈉燈是利用鈉蒸汽放電產(chǎn)生可見的電光源。鈉燈又分為低壓鈉燈和高壓鈉燈。低 壓鈉燈的工作蒸汽氣壓不超過幾個帕。低壓鈉燈的放電輻射集中在589. 0納米和589. 6納 米的兩條雙D譜線上，他們非常接近人眼視覺曲線的最高值(555納米)，故其發(fā)光效率極 高，目前已達到200流每瓦(lm/W)，成為各種電光源中發(fā)光效率最高的節(jié)能型光源。高壓 鈉燈的工作蒸氣壓大于0. 01兆帕。高壓鈉燈是針對低壓鈉燈單色性過強，顯色性較差，放 電管過長等缺點而研制的。高壓鈉燈又分普通型(標準型)，其發(fā)光效率為1151m/W，顯色 指數(shù)Ra = 25 ；改進型，其發(fā)光效率為751m/W，顯色指數(shù)Ra = 60 ；高顯色型，其發(fā)光效率為 45 601m/W，顯色指數(shù)Ra = 80 85。產(chǎn)生的是黃光。鈉燈主要應用場合道路、機場、碼頭、港口、車站、廣場，以及無顯色要求的工礦照 明等。在功能性照明領域，現(xiàn)今節(jié)能光源產(chǎn)品如無極燈和LED燈仍然處于技術發(fā)展階段，鈉 燈還將是這類照明場所的主導產(chǎn)品。但傳統(tǒng)高壓鈉燈緩沖氣體壓力在4Kpa，光效在1151m/ w，相對照射輻度較低。燈在5000小時后光通維持率在80%，燈的使用壽命在15000小時。 由于電弧管內(nèi)的緩沖氣體壓力低，燈在啟動時大量的陰極發(fā)射材料濺射到電弧管的內(nèi)表面 上，造成電弧管末端發(fā)黑，發(fā)黑物質(zhì)吸熱使得更多的鈉汞被蒸發(fā)，使燈電壓進一步升高，隨 著燈電壓不斷升高到達鎮(zhèn)流器最大允許電壓時燈熄滅。燈在工作過程中，電弧管內(nèi)的緩沖 氣體壓力較低，由于陰極高溫下不斷的釋放出大量的雜質(zhì)氣體，引起電弧管的內(nèi)緩沖氣體 變質(zhì)，使電極發(fā)射材料中毒，電極材料中的鎢與其它材料起反應造成電弧管末端發(fā)黑。周而 復始的進行使燈的光效下降，壽命縮短。同時原設計的成燈裝架結構的電弧管兩端采用硬 連接無伸縮裝置，燈在工作時電弧管產(chǎn)生的高溫使電弧管與鈮鋯管同時膨脹，但電弧管兩 端采用的硬連接使電弧管與鈮鋯管膨脹難以伸展，導致電弧管產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象。為克服上述的問題，技術人員提供了諸多的設計方案。如中國專利文獻刊載的專 利號ZL03131898.3，授權公告日2007年2月28日，發(fā)明名稱為“高壓鈉燈”。該發(fā)明公開了 一種燈殼為氣密性橄欖形玻殼，具體的描述了燈殼內(nèi)電弧管為半透明多晶氧化鋁瓷管，且 電弧管內(nèi)充有鈉汞比為重量比1 4的鈉汞劑。該專利的優(yōu)點在于光效較高，達到了 140Lm/ W以上，光通、光效比普通鈉燈高出20% _30%。但缺點在于燈的光通維持率不高，使用壽命 與普通鈉燈相差不大，也同樣存在著陰極發(fā)射材料易中毒，造成電弧管末端發(fā)黑等不良效果 ο再如中國專利文獻刊載的專利號ZL200820030422. 3，授權公告日2008年10月22
日，實用新型名稱為“內(nèi)啟動高壓鈉燈”。該實用新型主要是將內(nèi)啟動裝置和電弧管并聯(lián)連 接且固定在玻殼內(nèi)部的支架上，特征在于內(nèi)啟動裝置由啟輝跳泡、雙金屬片開關、限流電 阻、鎢絲串聯(lián)組成。該專利的優(yōu)點在于鈉燈點亮可靠性好，光效高，減少了鈉燈的故障率，壽 命也有所增長。但還是存在下述缺點沒有實質(zhì)性的增長鈉燈的使用壽命，同樣的陰極發(fā)射材料易中毒，導致電弧管末端發(fā)黑等技術問題，而且該專利中的啟動方式不夠簡便。為改善鈉燈使用壽命，有兩種基本思路一、改善鈉燈燈殼及內(nèi)部電弧管的材質(zhì)， 二、改進鈉燈內(nèi)部的連接結構。前一種方案如中國專利文獻刊載的公開號CN1922714A，公開 日2007年2月28日，發(fā)明名稱為“高壓鈉燈”，該發(fā)明是通過改善鈉燈發(fā)光管材質(zhì)從而增長 了鈉燈的使用壽命。再如中國專利文獻刊載的專利號ZL200820159869. 0，授權公告日2009 年10月7日，實用新型名稱為“高光效鈉燈用支撐架”，該實用新型是通過改變鈉燈內(nèi)部電 弧管支撐架的結構，而使得支撐架能夠對鈉燈內(nèi)部材料的膨脹起到緩解作用，從而增長了 鈉燈的使用壽命。但上述兩種專利中，前者使鈉燈的制造成本有所提高，工藝較為復雜，生 產(chǎn)成本較高；后者則只提到了支撐架的結構，關于它在燈內(nèi)的具體連接方式并沒有相應的 闡述，故實施較難。上述披露的專利文獻中，對于陰極發(fā)生材料易中毒，導致電弧管末端發(fā)黑還未有 相應的防護措施。現(xiàn)有技術中如中國專利文獻刊載的專利號ZL200720066650. 1，授權公告 日2008年4月23日，實用新型名稱為“一種用于高光效高壓鈉燈的儲備式電極”，該實用新 型主要闡述了一種儲備式電極，該種電極耐離子轟擊的能力和抗中毒能力較強，從而使得 電極材料不易中毒，相應的電弧管末端不易發(fā)黑，在一定程度上是緩解了電弧管末端發(fā)黑 的情況，但是電弧管末端發(fā)黑有多種因素，如電弧管內(nèi)部的緩沖氣壓，由于緩沖氣壓較低， 電極高溫下不斷的釋放出大量的雜質(zhì)氣體，引起電弧管內(nèi)的緩沖氣體變質(zhì)，這也是導致電 弧管末端發(fā)黑的因素。通過對以上幾個專利文獻的綜合闡述，得知現(xiàn)有鈉燈在結構上還有待進一步改 進，性能有待進一步提高。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述不足，本實用新型的目的是向本領域提供一種帶有助啟動裝置的高光 效長壽命鈉燈，使其解決現(xiàn)有鈉燈結構和性能欠佳的技術問題而設計的。其目的是通過如 下技術方案實現(xiàn)的。一種高光效長壽命鈉燈，該鈉燈包括玻璃燈殼、燈頭、電弧管及相應的導電支架， 其中電弧管由儲備式電極、鈮鋯管構成，電弧管內(nèi)填充有鈉汞齊和氙氣，導電支架分為大支 架和小支架，大支架和小支架分別連接電弧管兩端及玻璃燈芯。其要點在于所述電弧管外 表面沿軸向繞匝有兩個線圈，兩個線圈分別與電弧管兩端的儲備式電極相鄰，線圈與線圈 之間通過啟動線導電連接。上述結構即為該高光效長壽命鈉燈的助啟動裝置，與現(xiàn)有助啟 動方式相比較，該助啟動方式采用電弧管外表面連接一根啟動線，當電弧管兩端儲備式電 極有電壓時，通過電磁感應的方式使得啟動線作為兩儲備式電極的輔助擊穿介質(zhì)，使得兩 儲備式電極擊穿更為容易，從而實現(xiàn)助啟動作用，較為方便可靠。所述電弧管一端的鈮鋯管通過不銹鋼E型連接片連接在大支架的長軸段上。當電 弧管因內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生微量膨脹時，不銹鋼E型連接片起到膨脹的緩沖作用，待電弧管 溫度復位時，相應的不銹鋼E型連接片也復位。上述過程有效防止了電弧管因過熱膨脹而 產(chǎn)生破裂。所述電弧管內(nèi)填充有40Kpa的氙氣，達到這個壓強的理由是，當電弧管內(nèi)的緩沖 氣體，也就是氙氣壓強增大時，能有效的控制電極在工作時雜質(zhì)氣體的產(chǎn)生，放慢電弧管內(nèi)有氧氣體變質(zhì)的速度，從而減少電極材料中的鎢與其他材料的反應，有效避免了電弧管末 端的發(fā)黑，提高了燈的光通維持率及使用壽命。該高光效長壽命鈉燈的工藝方法，其要點是所述電弧管內(nèi)的氙氣壓強增加至 40Kpa，該電弧管采用高純a_Al203多晶體氧化鋁陶瓷材料焙燒制成柱狀，且電弧管外圈表 面上連接有啟動線；所述儲備式電極與鈮鋯管經(jīng)激光焊接，待儲備式電極被充分激活后，將 鈮鋯管分別封接在電弧管二端，封接時采用玻璃態(tài)密封環(huán)氣密封接。本實用新型與現(xiàn)有鈉燈相比，在結構和性能上都有所改進，使得本實用新型的鈉 燈結構更為合理，方法可行，光通率及使用壽命增強，而且在助啟動方面實現(xiàn)了一種更為簡 化有效的方式，使鈉燈工作更為可靠穩(wěn)定，適合作為現(xiàn)有道路、機場碼頭、港口、車站、廣場 等場所的照明設備，以及同類鈉燈的結構改進。

圖1是鈉燈電弧管結構示意圖，圖中作了局部剖視。圖2是鈉燈電弧管外連接有啟動線的結構示意圖。圖3是鈉燈的整體結構示意圖，圖中電弧管作了局部剖視。。以上附圖序號及名稱1、電弧管，2、啟動線，201、線圈，3、儲備式電極，4、鈮鋯管， 5、玻璃態(tài)密封環(huán)，6、氙氣，7、鈉汞齊，8、大支架，9、不銹鋼E型連接片，10、小支架，11、玻璃 燈芯，12、燈頭，13、蒸散型消氣劑，14、玻璃燈殼。
具體實施方式
現(xiàn)結合附圖，對本實用新型的結構及工藝作進一步描述。該高光效長壽命鈉燈由玻璃燈殼14、電弧管1、燈頭12及相應的導電支架構成，電 弧管兩端通過鈮鋯管4連接儲備式電極3，電弧管外壁上還連接有啟動線2。鈮鋯管與儲備 式電極是通過激光焊接。鈮鋯管與電弧管封接時采用玻璃態(tài)密封環(huán)5，該玻璃態(tài)密封環(huán)為堿 性焊料。在電弧管兩端封接之前，首先向電弧管內(nèi)填充鈉汞齊7和氙氣6，使電弧管內(nèi)部緩 沖氣體氙氣達到40Kpa。將上述電弧管一端通過鈮鋯管焊接不銹鋼E型連接片9，不銹鋼E 型連接片焊接大支架8，大支架一端連接燈芯11。電弧管的另一端通過鈮鋯管連接小支架 10，小支架直接連接燈芯。在燈芯位置還灑有蒸散型消氣劑13，蒸散型消氣劑用于真空排 氣，使鈉燈內(nèi)部氣壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。最后將上述結構置于玻璃燈殼內(nèi)，裝上燈頭即完成該鈉 燈的裝配過程。本實用新型最主要的特征就在于電弧管1的外表面沿軸向繞匝有兩個線圈201， 兩個線圈之間通過啟動線2導電連接，且兩個線圈繞匝的位置分別與電弧管內(nèi)儲備式電極 3相鄰。通過上述結構即可實現(xiàn)鈉燈的助啟動，不僅結構簡單，而且啟動時較為可靠穩(wěn)定，可 作為現(xiàn)有內(nèi)啟動式鈉燈的結構改進。
權利要求一種高光效長壽命鈉燈，該鈉燈包括玻璃燈殼(14)、燈頭(12)、電弧管(1)及相應的導電支架，其中電弧管由儲備式電極(3)、鈮鋯管(4)構成，電弧管內(nèi)填充有鈉汞齊(7)和氙氣(6)，導電支架分為大支架(8)和小支架(10)，大支架和小支架分別連接電弧管兩端及玻璃燈芯(11)；其特征是所述電弧管(1)外表面沿軸向繞匝有兩個線圈(201)，兩個線圈分別與電弧管兩端的儲備式電極(3)相鄰，線圈與線圈之間通過啟動線(2)導電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述高光效長壽命鈉燈，其特征是所述電弧管(1)一端的鈮鋯管 (4)通過不銹鋼E型連接片(9)連接在大支架(8)的長軸段上。
3.根據(jù)權利要求1所述高光效長壽命鈉燈，其特征是所述電弧管(1)內(nèi)填充有40Kpa 的氙氣(6)。
專利摘要本實用新型涉及節(jié)能型電光源技術領域的一種高光效長壽命鈉燈及工藝方法，該鈉燈包括玻璃燈殼、燈頭、電弧管及相應的導電支架，其中電弧管由儲備式電極、鈮鋯管構成，電弧管內(nèi)填充有鈉汞齊和氙氣，導電支架分為大支架和小支架，大支架和小支架分別連接電弧管兩端及玻璃燈芯。其設計要點是所述電弧管外表面沿軸向繞匝有兩個線圈，兩個線圈分別與電弧管兩端儲備式電極相鄰，線圈與線圈之間通過啟動線導電連接。本實用新型結構合理，方法可行，光通率及使用壽命增強，而且在助啟動方面實現(xiàn)了一種更為簡化有效的方式，使鈉燈工作更為可靠穩(wěn)定，適合作為現(xiàn)有道路、機場碼頭、港口、車站、廣場等場所的照明設備及同類鈉燈的結構改進。
文檔編號H01J61/073GK201655750SQ20092020201
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權日2009年12月2日
發(fā)明者曹茂軍, 陳暉 申請人:寧波亞茂照明電器有限公司