專利名稱：低壓汞汽放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓汞汽放電燈，其具有以氣密方式封閉一個填充有汞和稀有氣體的放電空間的放電容器，該低壓汞汽放電燈包括用于在放電空間中產(chǎn)生并維持放電的放電裝置，所述放電容器對在放電空間中產(chǎn)生的輻射是半透明的，并且所述放電容器具有第一和第二端部。
在起始段落中所述的這種低壓汞汽放電燈可以從美國專利US-A4,544,997(PHN 10.403)中得知。該已知的燈的放電容器的管壁的內(nèi)表面具有金屬氧化物的半透明層。該金屬氧化物層用于防止放電容器由于與汞相互作用而受到攻擊，因此其對維持燈的輻射輸出具有有利的效果。
與缺少這種金屬氧化層的燈相比，由于金屬氧化層的存在使得該燈的汞消耗相對較低，其中汞消耗即在燈工作過程中與燈的成份相結(jié)合并且不可再用于該燈的工作的汞的量。但是，如果要使燈的使用壽命足夠長，則對于該已知的燈來說還需要相當(dāng)大劑量的汞。如果在該燈的使用壽命結(jié)束后不進(jìn)行專門的廢物處理，則對環(huán)境造成危害。
本發(fā)明的目的是提供一種在起始段落中所述的消耗相對較少的汞的那種低壓汞汽放電燈。
為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的特征在于在放電容器中具有用于抵消在放電空間中產(chǎn)生的將到達(dá)該放電容器的端部的紫外線輻射的防護(hù)裝置。
汞形成用于在汞汽放電燈中有效產(chǎn)生紫外(UV)線的主要成分。發(fā)光層包括存在于放電容器的內(nèi)壁上的發(fā)光材料(例如熒光粉)，其用于把紫外線轉(zhuǎn)換為其它波長的光，例如轉(zhuǎn)換為用于日光浴(目光浴燈)的UV-B和UV-A紫外線，或轉(zhuǎn)換為可見的輻射。這種放電燈相應(yīng)地稱為熒光燈。觀察表明汞在低壓汞汽放電燈的工作過程中被吸收到玻璃中。人們發(fā)現(xiàn)通常汞化學(xué)結(jié)合到玻璃上，其結(jié)果是可用于放電的汞量下降，這對燈的使用壽命具有不利的影響。進(jìn)一步實驗表明汞與玻璃表面形成復(fù)雜的(化學(xué))鍵合。為了抵消這種在燈的使用壽命中汞的損耗，需要在該燈中采用相對較高的汞劑量，這從環(huán)境保護(hù)的觀點來說是不可取的。本發(fā)明人認(rèn)識到紫外線輻射(從放電中產(chǎn)生)在端部表面產(chǎn)生反應(yīng)點。汞結(jié)合到這種反應(yīng)點上。放電容器的內(nèi)壁上存在的發(fā)光層相當(dāng)大程度上減小受到紫外線輻射攻擊的敏感性，與放電容器的內(nèi)壁相反，該端部的表面沒有受到抵抗紫外線輻射影響的保護(hù)。在一些放電燈中不具有發(fā)光層；例如，Y2O3層可以用于這種燈中。作為本發(fā)明的措施的一部分，在放電容器中采用防護(hù)裝置至少在相當(dāng)大程度上避免由放電所產(chǎn)生的紫外線輻射到達(dá)放電容器的端部。通過在相大程度上減少紫外線輻射到達(dá)端部的輻射量，該放電燈的汞消耗得到限制。
根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的一個優(yōu)選實施例的特征在于該防護(hù)裝置反射紫外線輻射。紫外線(UV)輻射的反射避免了該輻射被損耗(例如通過吸收)并提高了燈的發(fā)光效能。用于避免紫外線輻射到達(dá)端部的另一種可能措施是導(dǎo)出不需要的輻射，例如通過利用光波導(dǎo)實現(xiàn)。
如果要盡可能減少用于產(chǎn)生可見光的紫外線輻射在放電空間中的損耗，需要使防護(hù)裝置不位于放電容器中的出口與發(fā)光層之間的區(qū)域中，而是位于各個電極(放電裝置)上與放電空間相背對的一側(cè)上。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的一個優(yōu)選實施例的特征在于該放電裝置包括置于放電空間中并由第一端部所支承的第一電極和置于放電空間中并由第二端部所支承的第二電極，并且防護(hù)裝置處于第一電極與第一端部之間和/或處于第二電極與第二端部之間。
根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的另一個實施例的特征在于該防護(hù)裝置包括遮蔽屏，其至少在面對放電空間的表面上具有抗紫外線涂層或?qū)用?。該遮蔽屏作為抗紫外線輻射的防護(hù)層。該遮蔽屏的形狀最好適合于放電容器的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的一個特殊優(yōu)選實施例的特征在于該放電裝置包括置于放電空間中并由第一端部所支承的第一電極和置于放電空間中并由第二端部所支承的第二電極，電流供電導(dǎo)體從各個電極通過端部向放電容器的外部延伸，并且每個遮蔽屏固定到對應(yīng)的電流供電導(dǎo)體上。固定到電流供電導(dǎo)體上的遮蔽屏可以按照簡單的方式包含在現(xiàn)有的燈中，而沒有進(jìn)一步的改動。所述遮蔽屏最好是電絕緣的。
該遮蔽屏本身必須不吸收汞。根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的另一個實施例的特征在于在遮蔽屏上的涂層的材料至少包括如下元素中的一種的氧化物鎂、鋁、鈦、鋯、釔和稀土元素。
下面將參照一些實施例和附圖更加具體地說明本發(fā)明，其中

圖1A為根據(jù)本發(fā)明的低壓汞汽放電燈的側(cè)視中剖面圖；圖1B示出圖1A的具體細(xì)節(jié)，以及圖1C示出根據(jù)本發(fā)明的遮蔽屏的一個實施例。
這些圖純粹是圖解性的，并且不按照實際比例繪出。為了清楚起見，一些尺寸被特別地夸大。該圖中盡可能地對類似的部件給出相同的參考標(biāo)號。
圖1A示出一種低壓汞汽放電燈，其具有玻璃放電容器10、對在放電容器10中產(chǎn)生的輻射半透明的管狀部分11、以及第一和第二端部12a、12b。在該實施例中，管狀部分11具有120cm的長度和2.5cm的內(nèi)徑。放電容器10以氣密方式密封一放電空間13，該空間填充有1mg的汞和稀有氣體，例如氬氣。管狀部分的壁上涂有包括發(fā)光材料(例如熒光粉)的發(fā)光層，其用于轉(zhuǎn)換通過汞的電離產(chǎn)生的紫外線(UV)輻射，通常轉(zhuǎn)換為可見光。端部12a、12b分別支承置于放電空間13中的電極20a、20b。電流供電導(dǎo)體30a、30a’、30b、30b’從電極20a、20b通過端部12a、12b向放電容器10的外部延伸。電流供電導(dǎo)體30a、30a’、30b、30b’連接到固定在燈帽32a、32b上的各個接觸針31a、31a’、31b、31b’。電極環(huán)被設(shè)置為環(huán)繞每個電極20a、20b。圖1B示出環(huán)繞電極20a(該電極20a沒有在圖1B中示出)的電極環(huán)21a。含有汞劑量的玻璃殼體22被電極環(huán)21a所夾緊。繃緊在玻璃殼體22上的金屬線23用于在高頻電磁場中感應(yīng)發(fā)熱，這樣殼體22被切斷，并且汞劑量被從殼體22釋放到放電空間13中。
在圖1A和1B的實施例中按照具有適于管狀部分11的形狀的遮蔽屏15a、15b形式的防護(hù)裝置位于電極20a、20b和相關(guān)端部12a、12b之間。遮蔽屏15a、15b如此成形，使得當(dāng)端部12a、12b被插入到管狀部分中時，該遮蔽屏15a、15b基本上不刮到位于放電容器10的內(nèi)表面上的發(fā)光層(沒有在圖1A中示出)。遮蔽屏15a、15b在與放電空間相對的表面上具有層面16a、16b，所述層面的材料至少包括如下元素的一種氧化物鎂、鋁、鈦、鋯、釔和稀土元素。
可能具有或不具有涂層16a、16b的遮蔽屏15a、15b作為抵消到達(dá)端部12a、12b的紫外線輻射的抗紫外線輻射防護(hù)層。遮蔽屏15a、15b的形狀最好適合于放電容器10的形狀。例如，如果放電容器10在端部區(qū)域包括具有縱軸22的管狀部分11，則該遮蔽屏15a、15b最好位于與該管狀部分11的縱軸22相交的平面上，以獲得最佳的防護(hù)效果。如果放電容器10在端部12a、12b的區(qū)域包括管狀部分11，則該遮蔽屏15a、15b最好至少基本上為圓形，并且具有比放電容器10的管狀部分11的內(nèi)徑小或幾乎與其大小相等的直徑。遮蔽屏15a、15b不一定為平面，例如可以具有彎曲或喇叭形邊緣，以便于遮蔽屏15a、15b安裝在放電容器10中。也可以使遮蔽屏15a、15b中具有開口。圖1C示出根據(jù)本發(fā)明的遮蔽屏15a、15b的一個實施例，其中縫25位于圓形玻璃片15a中，用于使電流供電導(dǎo)體30a、30a’、30b、30b’通過。遮蔽屏15a、15b的形狀適合于放電容器10的形狀。層面16a、16b沒有在圖1C中示出。
為了比較，制造一種不根據(jù)本發(fā)明的燈，其中該燈在電極20a、20b和端部12a、12b之間不具有遮蔽屏15a、15b，但是所有其它方面都對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的燈。
該燈受到5000小時的耐久試驗。在耐久試驗之后，結(jié)合到端部上的汞的含量通過濕法化學(xué)分析來確定。對于根據(jù)本發(fā)明的燈(I)和不根據(jù)本發(fā)明的燈(II)測試的結(jié)果(以微克為單位)在表1中示出。
根據(jù)本發(fā)明的措施導(dǎo)致明顯地減小結(jié)合到端部12a、12b上的汞的量。研究發(fā)現(xiàn)在燈點亮后的第一個小時內(nèi)消耗的汞量基本上與防護(hù)裝置是否存在無關(guān)。顯然在從放電中產(chǎn)生的紫外線輻射打到端部12a、12b的表面并達(dá)到增加汞結(jié)合量的程度之前需要一些時間，因此汞與端部12a、12b的玻璃表面相(化學(xué))結(jié)合。在電極20a、20b與各個端部12a、12b之間安裝有遮蔽屏15a、15b的低壓汞汽放電燈明顯地減小汞的消耗量，其中該遮蔽屏由配備有氧化鋁和/或氧化釔的涂層16a、16b的玻璃(例如，硼硅酸耐熱玻璃)或云母制成。
顯然對于本領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)人員還可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出許多變型。放電容器的形狀不必需為細(xì)長和管狀的，可以有不同形狀。具體來說，該放電容器可以具有彎曲或曲折形狀。該防護(hù)裝置的形狀適合于在端部區(qū)域的放電容器的形狀。該放電裝置可以位于放電容器的外側(cè)，例如對于以感應(yīng)方式工作的放電燈的情況。在這種情況中，防護(hù)裝置可以位于由放電裝置產(chǎn)生的紫外線輻射和端部中間。最好，該防護(hù)裝置盡可能接近該端部。
權(quán)利要求
1.一種低壓汞汽放電燈，其具有以氣密方式封閉一個填充有汞和稀有氣體的放電空間(13)的放電容器(10)，該低壓汞汽放電燈包括用于在放電空間(13)中產(chǎn)生并維持放電的放電裝置(20a、20b)，所述放電容器(10)對在放電空間(13)中產(chǎn)生的輻射是半透明的，并且所述放電容器(10)具有第一和第二端部(12a、12b)，其特征在于，在放電容器(10)中具有用于抵消在放電空間(13)中產(chǎn)生的將到達(dá)該放電容器(10)的端部(12a、12b)的紫外線輻射的防護(hù)裝置(15a、15b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，該防護(hù)裝置(15a、15b)反射紫外線輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，該放電裝置包括置于放電空間(13)中并由第一端部(12a)所支承的第一電極(20a)和置于放電空間(13)中并由第二端部(12b)所支承的第二電極(20b)，并且該防護(hù)裝置(15a、15b)處于第一電極(20a)與第一端部(12a)之間和/或處于第二電極(20b)與第二端部(12b)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，該防護(hù)裝置包括遮蔽屏(15a、15b)，其至少在面對放電空間(13)的表面上具有抗紫外線涂層或?qū)用?16a、16b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，該放電裝置包括置于放電空間(13)中并由第一端部(12a)所支承的第一電極(20a)和置于放電空間(13)中并由第二端部(12b)所支承的第二電極(20b)，電流供電導(dǎo)體(30a、30a’；30b、30b’)分別從各個電極(20a、20b)通過端部(12a、12b)向放電容器(10)的外部延伸，并且每個遮蔽屏(15a、15b)固定到對應(yīng)的電流供電導(dǎo)體上(30a、30a’；30b、30b’)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，該遮蔽屏(15a、15b)是電絕緣的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，在遮蔽屏(15a、15b)上的涂層(16a、16b)的材料至少包括如下元素中的一種的氧化物鎂、鋁、鈦、鋯、釔和稀土元素。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓汞汽放電燈，其特征在于，該遮蔽屏(15a、15b)包括具有氧化鋁和/或氧化釔的涂層(16a、16b)的玻璃或云母。
全文摘要
一種低壓汞汽放電燈具有放電容器(10)和第一和第二端部(12a、12b)。該放電容器(10)以氣密方式封閉一個填充有汞和稀有氣體的放電空間(13)的放電容器(10)。每個端部(12a、12b)支承置于放電空間中的電極(20a、20b)。電流供電導(dǎo)體(30a、30a’;30b、30b’)從電極(20a、20b)通過端部(12a、12b)向放電容器(10)的外部延伸,從而保護(hù)該端部(12a、12b),避免在該端部(12a、12b)上產(chǎn)生與汞結(jié)合的反應(yīng)部位。最好,該防護(hù)裝置(15a、15b)固定到電流供電導(dǎo)體上(30a、30a’;30b、30b’)。根據(jù)本發(fā)明的燈具有相對較低的汞消耗量。
文檔編號H01J61/72GK1256789SQ99800248
公開日2000年6月14日 申請日期1999年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月9日
發(fā)明者E·W·J·L·奧門, A·J·H·P·范德波爾, L·M·格爾丁克 申請人:皇家菲利浦電子有限公司