专利名称：具有带汞合金腔室的汞合金膜盒的低压汞蒸汽放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及4氐压汞蒸汽放电灯，且更具体而言，涉及这种利用汞 合金来实现独立于温度操作的措施的灯。
背景技术：
低压汞蒸汽放电灯，通常被称作荧光灯，大体上呈密封玻璃管的
形式，其包含电极、汞(Hg)和惰性气体且在内部涂覆有荧光粉层。
电极提供位于外部电源与内部等离子体之间的电接口，等离子体 在灯操作期间形成于电极之间。取决于灯的特定类型和其预期应用， 汞蒸汽吸收电能并发出紫外辐射，同时磷光层吸收由汞发出的紫外辐 射并发出更长波长的紫外辐射和/或可见光。
汞蒸汽压力对于这种荧光灯的有效操作而言是关键的。如果在等 离子体放电中存在过少汞蒸汽，那么几乎将不产生紫外辐射，且如果 在等离子体放电中存在过多汞蒸汽，某些紫外辐射将被过量的汞蒸汽
再吸收，减小光输出并造成低效电力使用。
用于控制放电空间中汞蒸汽压力的常用技术是将灯设计成带有冷 点，过量的冷蒸汽可冷凝到冷点上从而在冷凝汞与汞蒸汽之间建立平 衡。但令人遗憾的是，这种技术仅在相对较窄的温度范围上是有用的。 例如当由于周围温度升高使得放电容器中的温度升高到远高于这个温 度范围时，输出效率降低。
用于控制汞蒸汽压力的另一熟知方法涉及使用汞合金。这种方法 允许灯在比采用冷点技术的标准荧光灯更宽的温度范围有效地操作。 这种方法通常用于紧凑型荧光灯，但很少用于线形或U形弯曲荧光灯。
在荧光灯中使用汞合金需要下面这些方法该方法确保搬运和存 储期间汞并不损失到环境；确保汞合金在灯处理与操作期间留在适当 位置；且其要与高速荧光灯设备和工艺兼容，同时也具有成本效益。 如果使用密封的汞合金膜盒，那么该方法必须包括打开已完成密封的 灯中的膜盒的步骤。就此而言，参看US 4,288,715与EP 0 063 393。
国际专利申请^〉开WO 2006/000974 A2,其整个申请文件以引用的方式结合到本文中，该文献公开了一种采用汞合金来控制汞蒸汽压力 的低压汞蒸汽放电灯。其中记载有该灯通过将汞合金置于安装到管状
玻璃容器(2)内部的玻璃膜盒(12)中而提供紧凑的设计，该管状玻 璃容器(2)封闭放电空间(3)。膜盒(12)封闭一定量的汞合金(13) 且在一端具有气体开口从而能在汞合金(13)与放电空间(3)之间进 行气体交换。玻璃杆(15)位于汞合金(13)与气体开口 (14)之间 以防止汞合金(13)的塞从膜盒(12)中逸出。
上述布置的缺点在于，杆并非固定于膜盒中且因此可能会在灯加 工和/或操作期间移动，使得汞合金能相对于其在灯中的最佳位置移动， 甚至允许汞合金的部分从膜盒逸出来。
发明内容
根据本发明，低压汞蒸汽放电灯包括玻璃容器，玻璃容器封闭放 电空间，放电空间包含汞和惰性气体，玻璃容器具备位于玻璃容器端 部内的至少一个玻璃棒，且还包括封装至少一个汞合金的塞的贮存器， 该贮存器具备开口 ，从而能在汞合金与放电空间之间进行气体交换， 贮存器还具备位于汞合金与开口之间的至少一个隔离件以约束汞合金 在贮存器内的移动，该灯的特征在于，该贮存器还包括用于约束隔离 件在贮存器内移动的装置。
为了方便起见，如本文所用的术语"汞合金"表示汞与一或多种 其它金属或合金的汞合金，以及可能最初留在贮存器或膜盒中且在随 后灯启动和/或操作期间与汞进行汞合金化的预汞合金(pre-amalgam ) 金属或合金。从膜盒中的预汞合金金属或合金开始，排除了汞在存储、 搬运和灯制造期间的潜在损失。然后以若干已知方式中的任何方式将 汞单独地引入到灯内。
形成汞合金的合适金属或合金是熟知的，且包括(例如)铟、铋-铟合金，以及银、铅、锡及其合金。
膜盒在灯的放电空间内安装到(例如)电极屏蔽罩或金属套环上， 电极屏蔽罩或金属套环容易地(例如，通过焊接)附连到灯的内引线 或灯的现有辅助线。膜盒经由其位置和距电极的距离来设置汞合金的 操作温度并限制其在灯操作温度情况下进行移动。
用于约束膜盒中隔离件的合适装置包括在膜盒内壁上的金属线材和突起或环形脊。合适的隔离件包括耐热玻璃(诸如石英或硼硅酸盐 玻璃)制成的杆和/或管。
根据本发明的优选实施例，膜盒包含靠近膜盒的闭合端的主汞合 金塞和靠近膜盒中的开口的辅助汞合金塞，位于主汞合金塞与辅助汞 合金塞之间的第一隔离件，以及位于辅助汞合金塞与膜盒中开口之间 的第二隔离件。
根据本发明的另一优选实施例，除了汞合金塞外，汞合金膜盒还 包含磁性塞，且汞合金膜盒可移动地安装于较大膜盒内，较大膜盒在 放电空间中具有固定位置，使得在进行灯密封后能利用外部磁体来移 动汞合金膜盒，从而对汞合金膜盒的位置进行调整以补偿变化的内部 和/或外部条件。
与不带有汞合金的标准T8灯大约32下至77下的温度范围和大约 25W至40W的额定功率相比较，本发明适用于在(例如)高负载的、 基本上独立于温度的线形焚光灯中实施，诸如那些具有"T8"型管状 封壳的荧光灯，这样，灯在大约20下到大约150下的温度以大约80至 85W的额定功率有效地操作。
本发明可与现代高速水平制灯设备兼容，且可易于整合到用于诸 如T8灯的线形焚光灯的现有制造技术中。
将参看附图来进一步阐明本发明的这些方面和其它方面，在附图
中
图1示出根据本发明的一个实施例的低压汞蒸汽放电灯，其具有
带固持装置的汞合金膜盒；
图2示出根据本发明的第二实施例的带有固持装置的汞合金膜盒； 图3示出根据第三实施例的带有固持装置的汞合金膜盒； 图4示出根据本发明的第四实施例的带有固持装置的汞合金膜盒； 图5示出根据本发明的第五实施例的带有主汞合金和辅助汞合金
的汞合金膜盒；
图6示出根据本发明的第六实施例的可移动的汞合金膜盒；以及 图7示出根据本发明的第六实施例处于固定膜盒中的图6的可移 动汞合金膜盒的位置。附图是示意图且未必按照比例绘制。在不同的附图中相同的附图 标记指代相似部件。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的低压汞蒸汽放电灯1的示意图，其具有通
常被称作TL灯类型的直细长的管状玻璃容器2，玻璃容器2封闭放电 空间3，放电空间3充满诸如氩的惰性气体与汞(汞)蒸汽的气体混合 物。玻璃容器具有两个远端4和5，远端4和5分别具备安装到导体8 和9，与导体10和11上的电极6与7。以已知方式，在放电空间3充 满气体混合物之后，导体(8,9,10,11)穿过气密压封12和13,该气 密压封12和13在容器2端部中由管状玻璃棒形成。导体在放电空间 外部延伸的部分形成接触销以向电极6和7供应电力。电极6和7由金 属屏蔽罩14和15包围，其具有在灯操作期间减小端部暗化的功能且 也用作膜盒的方便安装的位置。
玻璃膜盒16利用安装构件17安装于屏蔽罩15上。玻璃膜盒16 具有闭合端和带开口 21的开口端。 一定量的汞合金18，例如铋-铟汞 合金，邻近于膜盒16的闭合端且玻璃杆19位于汞合金18与膜盒16 的开口端之间以约束汞合金18的移动。玻璃杆具有小于膜盒内径的直 径，允许汞蒸汽经由开口 21在汞合金18和放电空间3之间行进。
根据本发明，提供从玻璃膜盒16的内壁呈突出部20形式的约束 装置，以约束玻璃杆19在膜盒16中的移动。突出部20可呈一或多个 隆起部或连续环形脊的形式或用于约束玻璃杆19移动的任何其它形 式。
膜盒的位置由电极7与汞合金18之间所希望的距离决定，以获得 灯最佳性能。
图2示出用于本发明的荧光灯中的汞合金膜盒的笫二实施例。膜 盒22具有开口端23、位于膜盒22的相对闭合端附近的汞合金塞24、 玻璃杆25和用于约束玻璃杆25移动的小段线材26。
这个实施例示范性地为由硼硅酸盐毛细玻璃管制成的膜盒22、石 英杆25和0.014-0.015规格的不锈钢丝，其中该硼珪酸盐毛细玻璃管具 有2 mm的ID和2.4mm的OD，石英杆25具有1.5 mm的直径， 0.014-0.015规格的不锈钢丝具有4-8 mm的长度。毛细玻璃管的一端通过加热而密封，之后插入线材26。之后在靠近管的密封端部向管添加1.4-1.5mm直径的铟金属或铋-铟合金的小球(或小段线材)。然后利用热风枪来加热密封端部以使球或线材段融化为包围不锈钢线材的塞24。之后，向膜盒添加石英杆25以形成包含线材和汞合金塞的腔室。然后对管的开口端进行火抛光(fire polished)以使玻璃变得光滑并减小管道直径成小开口，例如，小于1.5mm的直径，其足以允许汞蒸汽易于通过，而不允许石英杆从管移出。
图3示出适用于本发明灯的膜盒的第三实施例。膜盒32具有开口端33，位于膜盒32的相对闭合端附近的汞合金塞34和用于约束塞34移动的玻璃杆35。在此实施例中，线材26由突起36和37替换，突起36和37作为用于约束玻璃杆35移动的装置。
在形成管的闭合端之后，添加汞合金球并加热以形成塞，除此之外，形成膜盒32的示范性程序类似于对于膜盒22所述的程序。通过使用小的燃烧器来形成突起以在膜盒的外壁中形成凹痕，在膜盒的密封端部形成用于汞合金塞的腔室。
图4示出适用于本发明的灯的膜盒的第四实施例。膜盒42具有开口端43,位于膜盒42的相对闭合端附近的汞合金塞44以及玻璃管45，玻璃管45在一端闭合用于约束塞44的移动。在此实施例中，玻璃管45受突起46的约束，如上文所述那样形成突起46。
图5示出适用于本发明的灯的膜盒的第五实施例。膜盒52具有开口端53，位于膜盒52的相对闭合端附近的第一汞合金塞54，位于管52的开口端53附近的第二汞合金塞56。第一玻璃杆位于塞54与56之间，而第二玻璃杆56位于第二塞56与管52的开口端53之间。玻璃杆55和57使塞54与56彼此分开，且也约束塞54和56在膜盒52中的移动。在此实施例中，玻璃杆55和57受到突起58、 59和60的约束，突起58、 59和60以与上文所述的第三实施例的突起36和37相同的方式形成。
利用第二塞56，次汞合金(辅助汞合金)可用于在灯预热期间操作。次汞合金迅速地释放汞以在最初点亮时改进灯启动运行时的特征(run-up characteristic )。
膜盒52在灯中的长度和位置决定灯操作期间主汞合金与辅助汞合金的位置和温度。图6和图7示出适用于本发明的灯的膜盒的第六实施例。图6示出具有开口端63的可移动膜盒62、位于膜盒62的相对闭合端附近的汞合金塞64、位于开口端63附近的磁性塞66以及将塞64和66彼此分开并与开口端63分开的第一玻璃杆65和第二玻璃杆67。塞64和66和玻璃杆65和67的移动受到突起68、 69和70的约束。
图7示出第二膜盒72,其具有开口端73和74供汞蒸汽通过。膜盒72位于灯的放电空间3内的固定位置，而可移动的膜盒62位于固定的膜盒72内以允许在已完成的荧光灯中重新定位汞合金塞。
在完成的灯中重置汞合金塞位置的能力允许对塞和近端电极(其改变塞的温度)之间的距离进行调整以根据变化的周围条件和灯负载条件以及随着汞在灯寿命中的消耗而减小的汞量来优化汞压力，从而优化和/或维持灯操作的效率。
也可在灯起动期间使汞合金塞更靠近电极移动以便更迅速地到达稳态，然后远离电极移动到稳态灯操作的最佳位置。
外玻璃管72例如通过附连到内引线(或辅助线(若可用的话))的非磁性套环而安装于放电空间3中，以刚性地将其的位置固定在灯端部中。设置外管72的方位，使得膜盒62沿着管的移动使汞合金塞65更靠近近端电极7或进一步远离近端电极7移动。通过移动邻近磁性塞66的位置的外部磁体来实现膜盒62的移动。基于在上文关于膜盒的第二实施例所述的示范性尺寸，金属塞66是直径为1.4 mm的铁塞。玻璃管72的ID略大于膜盒的OD,例如为2.5至3.5mm。
利用有限的几个实施例对本发明展开了必要的描述。对于本领域技术人员而言，通过这些描述，其它实施例和实施例的变型将显而易见，且预期完全涵盖于本发明和所附权利要求书的范畴内。举例而言，其它实施例可能使用其它的玻璃或非金属管道以用于隔离件，形成腔室的插件作为隔离件的约束装置。
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权利要求
1.一种低压汞蒸汽放电灯(1)，其包括玻璃容器(2)，玻璃容器(2)封闭放电空间(3)，所述玻璃容器(2)具备位于所述玻璃容器(2)端部内的至少一个玻璃棒(13)，且低压汞蒸汽放电灯(1)还包括封装至少一个汞合金塞(18)的贮存器(16)，所述贮存器(16)具备开口(21)，所述开口(21)允许在所述汞合金塞(18)与放电空间(3)之间进行气体交换，所述贮存器(16)还具备位于所述汞合金塞(18)与所述开口(21)之间的至少一个隔离件(19)，以约束所述汞合金塞(18)在所述贮存器(16)内的移动，所述灯(1)的特征在于所述贮存器(16)还包括用于约束所述隔离件(19)在所述贮存器(16)内移动的装置(20)。
2. 根据权利要求1所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中所述灯包 括至少一个电极(7)和包围所述电极(7)的至少一个电极屏蔽軍(15)， 且其中所述贮存器(16)安装到所述电极屏蔽罩(15)上。
3. 根据权利要求2所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中所述贮存 器(16)利用安装构件(17)安装到所述电极屏蔽罩(15)上。
4. 根据权利要求1所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中用于约束 所述隔离件(19)在所述贮存器(16)内的移动的装置(20)包括位 于所述贮存器(22)端部附近的金属线材(26)。
5. 根据权利要求1所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中用于约束 所述隔离件(19)在所述贮存器(16)内移动的装置(20)包括在所 述贮存器(22)的内壁中的一个或多个突起(36,37)。5. 根据权利要求1所述的低压蒸汽放电灯(1)，其中用于约束所 述隔离件(19)在所述贮存器(16)内的移动的装置(20)包括在所 述贮存器(22)的内壁中的至少一个突起(46)。
6. 根据权利要求1所述的低压蒸汽放电灯(1)，其中所述隔离件 (19)包括玻璃杆(25,35)。
7. 根据权利要求1所述的低压蒸汽放电灯(1)，其中所述隔离件 (19 )包括至少在靠近所述汞合金塞(44 )的端部闭合的玻璃管(45 )。
8. 根据权利要求1所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中存在靠近 所述贮存器(52)的闭合端处的主汞合金塞(54)、靠近所述贮存器(52)的开口 (53)处的辅助汞合金塞(56)、位于主汞合金塞(54)与辅助汞合金塞(56)之间的第一隔离件(55)，以及位于辅助汞合金塞(56)与所述贮存器(52)的开口 (53)之间的第二隔离件(57)。
9. 根据权利要求8所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中用于约束所述第一隔离件和笫二隔离件(55， 57)的装置包括在所述第一隔离件和第二隔离件(55， 57)与所述主汞合金塞与辅助汞合金塞(54， 56)之间的突起(58,59,60)
10. 根据权利要求1所述的低压汞蒸汽放电灯(1 )，其中存在靠近所述贮存器(62)的闭合端的汞合金塞(64)、靠近所述贮存器(62)的开口 (63)的磁性塞(66)、位于所述汞合金塞(64)与所述磁性塞(66)之间的第一隔离件(65)以及位于所迷磁性塞(66)与所述贮存器(62)的开口 (63)之间的第二隔离件(67)。
11. 根据权利要求10所述的低压汞蒸汽放电灯(1)，其中所述贮存器(62)可移动地安装于较大的贮存器(72)内，所述较大贮存器(72)具有带开口 (73,74)的相对端部，且所述贮存器(72)安装于所述放电空间(3)内的固定位置中。
12. —种用于低压汞蒸汽放电灯(1)的汞合金贮存器(16)，所述贮存器(16)封装至少一个汞合金塞(18)，所述贮存器(16)具备开口 (21)，所述开口 (21)使得能在所述汞合金塞(18)与所述灯(l)的放电空间(3)之间进行气体交换，所述贮存器(16)还具备位于所述汞合金塞(18)与所述开口(21)之间的至少一个隔离件(19)，以约束所述汞合金塞(18)在所述贮存器(16)内的移动，其特征在于所述贮存器(16)还包括用于约束所述隔离件(19)在所述贮存器(16)内移动的装置(20)。
13. 根据权利要求12所述的贮存器(22),其中用于约束所述隔离件(25)在所述贮存器(22)内移动的装置包括位于所述贮存器(22)的端部附近的金属线材(26)。
14. 根据权利要求12所述的贮存器(22)，其中用于约束所述隔离件(19)在所述贮存器(16)内移动的装置(20)包括在所述贮存器(22)的内壁中的一个或多个突起(36,37)。
15. 根据权利要求12所述的贮存器(42)，其中用于约束所述隔离件(45)在所述贮存器(42)内移动的装置包括在所述贮存器(42)的内壁中的至少一个突起(46)。
16.根据权利要求12所述的贮存器(16)，其中所述隔离件(19)包括玻璃杆(25， 35 )。
17.根据权利要求12所述的贮存器(42)，其中所述隔离件(19)包括至少在靠近所述汞合金塞(44)的端部闭合的玻璃管(45)。
18. 根据权利要求12所述的贮存器(52)，其中存在靠近所述贮存器(52)的闭合端的主汞合金塞(54)、靠近所述贮存器(52)的开口 (53)的辅助汞合金塞(56)、位于所述主汞合金塞(54)与辅助汞合金塞(56)之间的第一隔离件(55)以及位于所述辅助汞合金塞(56)与所述贮存器(52)的开口 (53)之间的第二隔离件(57)。
19. 根据权利要求12所述的贮存器(52)，其中用于约束所述第一隔离件和第二隔离件(55,57)的装置包括在所述第一隔离件和笫二隔离件(55， 57)与所述主汞合金塞与辅助汞合金塞(54， 56)之间的突起(58， 59， 60 )。
20. 根据权利要求12所述的贮存器(52)，其中存在靠近所述贮存器(62)的闭合端的汞合金塞(64)、靠近所述贮存器(62)的开口 (63)的磁性塞(66)、位于所述汞合金塞(64)与磁性塞(66)之间的第 一 隔离件(65 )以及位于所述磁性塞(66 )与所述贮存器(62 )的开口 (63)之间的第二隔离件(67)。
21. 根据权利要求20所述的贮存器(62)，其中所述贮存器(62)可移动地安装于较大贮存器(72)内，所述较大贮存器(72)具有带开口 (73,74)的相对端部，且所述贮存器(72)安装于所述放电空间(3)内的固定位置。
全文摘要
一种用于低压汞蒸汽放电灯(1)的汞合金膜盒(16)，其具有闭合端和带开口(21)的相对端，以允许汞蒸汽在汞合金塞(18)与灯(1)的放电空间(3)之间通过。置于膜盒(16)中的玻璃杆(19)约束汞合金塞(18)的移动，且在膜盒(16)内壁中的突起(20)约束玻璃杆(19)的移动。汞合金膜盒(16)在放电空间(3)中的存在使得诸如T8灯的线形荧光灯进行高负载以及基本上独立于温度的操作成为可能。
文档编号H01J61/72GK101681796SQ200880015265
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月5日 优先权日2007年5月9日
发明者B·卡特, C·J·T·W·休本 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司