专利名称：集成化紧凑型高效节能气体放电灯管的制作方法
技术领域：
本发明属电光源领域，具体涉及一种集成化紧凑型高效节能气体放电灯。该灯可以是集成化紧凑型高效节能的荧光灯，紫外灯或低压钠灯等。
目前常用的荧光灯有直管形荧光灯(FL)和紧凑型荧光灯(CFL)等。以CFL为例，它是从池炉内流出来的制灯玻浆拉成玻管，制灯厂再把玻管割成需要长度，然后再经弯管、涂粉、烤管、封口、对接、排气等复什工艺制成。对6G型3π灯来说，必须割管3根、弯管3次、涂粉3次、经烤管后再封口2次、对接2次，再经排气激活后才制成3πCFL灯管，工艺比较复杂。这样从池炉拉玻管到制成灯管，损耗较大，并且3π灯管不够牢固，一不小心或经运输振动，两个对接处容易爆裂漏气而失效。这种灯的发光面积还不够大，发光效率还不够高。有些用户要求把2π或3π灯装在灯具内使用，这样又要加一个外加灯具，不仅增加成本，而且光输出衰减增加。
本发明的目的在于提出一种结构牢固，发光效率高，而且工艺简单，成品率高的集成化紧凑型高效节能气体放电灯管及其制备方法。
本发明的再一目的在于提出使用上述灯管制成的气体放电灯。
本发明提出的集成化紧凑型气体放电灯管，其管体外形为一整体玻璃体，其内部由相应玻璃立面将管体分隔成气体放电通道，从而构成所需气体放电灯管。
本发明中，灯管内的玻璃立面的设置方式不同，可构成不同的气体放电通道(相应于目前的各种灯管)，例如有π(U)形，2π(2U)形，3π(3U)形，或多π多(U)形等。如图2、图3、图4、图5所示。
本发明中，气体放电灯管的管体外形可以是方形(包括长方体、正方体)，也可以圆柱形、炮弹形、平面形、球形等，也就是内部的各种形状的管灯(即气体放电通道)集成于整个玻璃管体内。
本发明中，采用不同的灯管材料以及制灯工艺可得不同的气体放电灯管。例如，采用透明玻璃，里面再涂荧光粉，经烤管、封口、排气等，则为集成化紧凑型高效节能荧光灯管，配上相应的镇流器、外壳和灯头即构成集成化紧凑型荧光灯(ICFL)。采用石英或透紫玻璃，则可制成集成化紧凑型高效节能紫外灯管，配上相应的镇流器、外壳和灯头，即构成集成化紧凑型紫外灯。采用抗钠玻璃，则可制成集成化紧凑型高效节能低压灯管，配上相应的镇流器，即构成集成化紧凑型低压钠灯。
本发明还提出了上述集成化紧凑型高效节能气体放电灯管的制备工艺，具体步骤为根据设计的灯管外形和气体放电通道结构，设计并开具集成灯管的模具；然后，将制灯的玻浆浇注入集成灯管模具内一次成型，脱模后，即得所需灯管。
下面以集成化紧凑型高效节能荧光灯管(缩写为ICFL tube)为例说明本发明。
ICFL由ICFL tube、镇流器(电感或电子镇流器)、阻燃耐高温外壳和镀铬灯头组成，如
图1所示。ICFL tube由未涂荧光粉的明管和装架由灯丝、排气管、主辅汞齐和消气剂的芯柱两大部分构成。
根据集成化的概念，先把荧光灯管集成在透明玻璃体内部构成ICFL tube明管，然后再经涂粉，烤管、装上芯柱封口、排气激活等工序制成ICFL tube。
构成ICFL tube明管的透明玻璃体形状可以是方形(长方或正方形)、也可以是圆柱形、炮弹形、平面形或球形等透明玻璃体。荧光灯管集成在透明玻璃体内构成各种形状的ICFL tube明管。
ICFL tube明管可以通过设计并开具一付集成荧光灯管的模具，然后把从池炉内流出的制灯玻浆浇注入集成荧光灯管的模具内一次成型，脱模出来的即是ICFL tube明管。
与制造普通CFL相比，省掉了从池炉内流出来的制灯玻浆进行拉管，然后把玻管运到制灯厂内进行割管、弯管和对接等工序；省掉了拉管设备、割管机、弯管机和对接机等制灯设备；大大降低了从池炉拉管到制成灯之间的损耗；大大提高了灯的牢固度和可靠性；大大降低了制灯成本；大大提高了灯的光电性能。
经浇注而成的ICFL tube明管涂粉特别方便，烤管时容易把管内杂质气体烤尽。这对于提高光效，减少光衰和延长灯的寿命是很重要的。
另外，ICFL与CFL在同等尺寸的情况下其发光面积大很多，经计算列于表1。有的用户要求把2πCFL或3πCFL等装入图1所示的灯具内，在同样大小与形状的圆柱形灯具内装入2πCFL、3πCFL、4πCFL与圆柱形ICFL的发光面积也列于表1。
表1 CFL与ICFL发光面积对比表
从上面的说明可以看出，ICFL有很多优点1、ICFL tube把从池炉中流出来的玻浆浇注入集成灯管的模具一次成型，大大减少了制灯的工艺流程；大大减少了制灯设备；大大减小了制灯损耗；大大提高了灯的牢固度和可靠性；大大降低了制灯成本；大大提高了灯的光电性能。
2、ICFL tube的发光面积特别大，光效比CFL还要高很多，当CFL装在灯具内使用时，ICFL与CFL所装灯具尺寸相同，其光效比CFL灯要高得更多，具体对比见上表1所示。
3、ICFL tube内体积增大，灯管表面温度比CFL低，加上ICFL内涂γ-Al2O3保护膜、灯内加入主、辅汞齐和消气剂，所以光通高，光维持率高，寿命长(超过1万小时)。
4、ICFL tube容易做成大功率高光通输出的紧凑型荧光灯，用以代替500W以下白炽灯，适用于较大面积车站、码头、机场候车室照明，还可用于商店、宾馆、办公楼和道路照明等。
5、通过遥控电子镇流器，可以燃点集成在里面的一根、二根或多根紧凑型荧光灯管，达到遥控调光目的。
6、ICFL tube可以集成在方形(长方或正方形)、圆柱形、炮弹形、平面形或球形等各种形成状的玻璃体内，便于用户选用。
7、ICFL tube浇注成一体，没有对接处，所以特别牢固，不易碎裂，防振耐用，灯的可靠性大大提高了。
8、ICFL tube既是发光体，又是灯具，两者互为一体，没有灯具外灯罩的光输出衰减，且散热性好，物美价廉。
只要用石英或透紫玻璃熔浆浇注入类似于上面所述的各种集成灯管的模具内，脱模出来的即是集成化紧凑型紫外灯管。
只要用抗钠玻璃熔浆浇注入类似于上面所述的各种集成灯管的模具内，脱模出来的即是集成化紧凑型低压钠灯管。
以此类推，根据这一创新设计思想可以制成各种各样的集成化紧凑型高效节能气体放电灯。
图2为π灯管结构图示。其中，图2(A)为πCFL，图2(B)为πICFL。
图3为2π灯管结构图示。其中，图3(A)为2πCFL，图3(B)为2πICFL。
图4为3π灯管结构图示。其中，图4(A)为3πCFL，图4(B)为3πICFL。
图5外形是圆柱形、内部是2个双U形放电气体通道的灯管结构图示。其中，图5(A)为总体结构图，图5(B)为其正仰视图，图5(C)为左视图，图5(D)为A-A外的剖面图。
图中标号1为集成化紧凑型灯管，2为镇流器，3为耐高温外壳，4为灯头，5为芯柱底盘，F1～F8为灯丝电极引线。
实施例1，πICFL见图2所示。图2(A)是大家很熟悉的单πCFL。(B)是πICFL，把πCFL集成在一个同样尺寸的长方形玻璃体内部。efgh玻片垂直于长方体底面abcd与顶面a1b1c1d1，并且ae＝eb＝df＝fc，此玻片与长方体底面(装架有灯丝和排气口的芯柱)密封，与长方体顶面距离a1a2＝a2h。这样，长方体aefd-a2hgd2与ebcf-hb2c2g构成π左右两个放电通路，长方体a1a2d2d1-b1b2c2c1构成π上端放电通路。
实施例2，2πICFL，见附图3所示。图3(A)是2πCFL。(B)2πICFL，把2πCFL集成在一个同样尺寸的正方形玻璃体内部。玻片mll1m1垂直于正方体底面abcd和顶面a1b1c1d1，并与此两个面密封；另一玻片efgh垂直于正方体底、顶面、且与mll1m1玻片垂直。这样就集成了amie-a2m2i1h、a1a2m2m-d1d2l2l1、hi1l2d2-eild一个π，另一个π为mbfi-m2b2gi1、m1m2b2b1-l1l2C2C1、i1gc2l2-ifcl。
这两个π之间靠mll1m1玻片下端所开的洞jilk对接起来，成为2πICFL。
实施例3，3πICFL，见附图4所示。图4(A)是3πCFL(可以是平面3π，也可以是立体3π)。(B)是3πICFL，把3πCFL集成在同样尺寸的一个长方形玻璃体内部。玻片mll1m1和bcc1b1垂直于底面anzd与顶面a1n1z1d1并与之密封，并且am＝mb＝bn＝a1m1＝m1b1＝b1n1；另一片玻片heyy1与前两玻片垂直并与底面anzd垂直密封，并且ae＝ed＝ny＝yz＝a2h＝hd2＝n2y1＝y1z2，与顶平面a1n1z1d1距离a1a2＝n1n2＝a2m2。这样就集成了三个π，这三个π靠jilk与j1bfk1两个空洞对接起来构成了3πICFL。
上面把πCFL、2πCFL和3πCFL集成在方形玻璃体内部的例子，也可以把它们集成在圆柱形、炮弹形、平面形或球形等各种透明玻璃体内部。
实施例4，圆柱体内集成荧光灯管，见附图5所示。图中圆柱体内垂直纸面有三片玻片S1、S2、S3，S1与S3与底平面(芯柱)密封，与顶面距离为 φ，玻片M1(a1aee2)平行于纸面，与s1、s2、s3中间密交并垂直，s2与顶面密封，距底面i1i、k1k开两个洞i1ijj1与j1jkk1分别把集成在圆柱体内左右两个U对接起来，如图5C所示。如图所示，这样就在圆柱体内集成了两根ICFL tube一根abc-a1b1c1，a1i2j2-a2i3j3，b1i2j2c1-bijc，i1ijj1-imnj-i2m1n2j2，i2e2j2-i3e3j3，m1e2n2-men；另一根为acd-a1c1d1，a1j2k2-a2j3k3，c1j2k2d1-cjkd，j1jkk1-jnlk-j2n2l1k2，j2e2k2-j3e3k3，n2e2l1-nel。如在M1玻片下端开洞n1nee1，则把此经二个双U对接起来的两根灯管串接成为一根正柱很长的经4个U串接起来的大功率ICFL。
实际上可以根据需要，如增加与垂直纸面的玻片S(如从S1、S2、S3增加为S1、S2、S3、S4、S5)，则集成在圆柱体前半柱体与后半柱体的两根灯管又分别增加了二个U；如增平行于纸面的玻片M(如从M1增加为M1、M2)，则集成在圆柱体内增加了一组灯管，变为三根灯管。这样可以在玻璃体内集成一根、二根、三根或多根荧光灯管。既可以通过遥控电子镇流器燃点集成在里面的一根、二根或多根荧光灯管，达到遥控调光目的；又可以把它们串接起来成为一根大功率ICFL。
具体制备过程如下如图5所示，先设计并开具一付集成紧凑型荧光灯管的模具，h1＝80mm，φ＝72.4mm，h2＝ φ＝18.1mm，除装架灯丝的芯柱以外，所有玻片及圆柱壁厚均为1.20-2.00mm。然后把从池炉中流出的制灯玻浆浇注入集成灯管的模具内，把脱模出来的ICFL tube清洗干净，吹干后在内壁涂上γ-Al2O3保护膜，然后再涂稀土三基色荧光粉(水涂粉)，经烤管后封上装架有灯丝、排气管、主辅汞齐和消气剂的芯柱，经排气激活以后充入适量的氩气(或氩氖混合气体)，即制成了ICFL tube。
再如图1所示，配装上40W电子镇流器、阻燃耐高温外壳和镀铬E27灯头，即制成了本专利所述的集成化紧凑型高效节能荧光灯。
权利要求
1.一种集成化紧凑型气体放电灯管，其特征在于管体外形为一整体玻璃体、其内部由相应的玻璃立面将管体分隔成气体放电通道。
2.根据权利要求1所述的灯管，其特征在于所说的气体放电通道有π(U)形、2π(2U)形、3π(3U)形及多π(多U)形。
3.根据权利要求1所述的灯管，其特征在于管体外形有方形、圆柱形、炮弹形、平面形、球形。
4.一种如权利要求1所述的气体放电灯管的制备方法，其特征在于具体步骤为根据设计的灯管外形和气体放电通道结构，先设计并开具集成灯管的模具，然后将制灯的玻浆浇注入集成灯管模具内一次成型，脱模后即得所需灯管。
5.一种集成化紧凑型气体放电灯，其特征在于由权利要求1所说的灯管和相应的镇流器、外壳和灯头构成。
6.根据权利要求5所述的气体放电灯，其特征在于为荧光灯。
7.根据权利要求5所述的气体放电灯，其特征在于为紫外灯。
8.根据权利要求5所述的气体放电灯，其特征在于为低压纳灯。
9.根据权利要求5所述的气体放电灯，其特征在于为π(U)形灯、2π(2U)形灯、3π(3U)形灯、多π(多U)形灯之一种。
全文摘要
本发明是一种集成化紧凑型气体放电灯，由集成化紧凑型气体放电管、镇流器、外壳和灯头组成，比CFL具有更高性能价格比。设计并开付集成灯管的模具，把玻浆注入模具一次成型，大大减少了制灯工艺、设备、损耗和成本，提高了灯管牢固度、可靠性和光电性能。该气体放电灯可以是集成化紧凑型荧光灯(ICFL)、紫外灯或低压钠灯等。ICFL发光面积大，易制成大功率，可替代500W以下白炽灯，适用于家庭、各种公共场所和道路照明。
文档编号H01J61/30GK1392590SQ0213633
公开日2003年1月22日 申请日期2002年8月1日 优先权日2002年8月1日
发明者杨根元, 杨文斌 申请人:杨根元