专利名称：低压的水银汽放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低压水银汽放电灯，它包含一个放电管，该放电管围成一个放电空间，该放电空间以不透气的方式包含一种水银和惰性气体的充填物，所述的放电管包含管状的端部，每个管状端部都具有一个纵向轴线，设置在放电空间内用于在该放电空间内产生和保持放电的电极，和至少一个辅助汞齐，该辅助汞齐设置在位于放电管内与至少一个电极相邻的支座上。
在水银汽放电灯中，水银构成基本的用于(有效地)产生紫外(UV)光的部件。放电管的内表面可以涂上一层发光层，该发光层包含发光材料(例如荧光粉)用于将UV转变成其他波长，例如用于制革目的(太阳灯)转变成UV-B和UV-A，或者为了通常的照明目的转变成可见光照射。因此，这样的放电灯又称作荧光灯。低压水银汽放电灯的放电管在外形上通常是管状的，具有一个圆形的剖面并包含细长的和紧凑的的实施方式。总的来讲，所谓的紧凑荧光灯的管状放电管包含许多相对较短的直线部分，该部分具有相对较小的直径，这些相对较短的直线部分一方面通过桥部彼此连接，和/或另一方面通过弯曲部分彼此连接。紧凑的荧光灯通常装备有一(整体)灯帽。
在本发明的说明书和权利要求书中，用语“额定的工作”是用于指明工作条件，在这种工作条件下水银汽压使得灯的发光功效达到最佳工作时的至少80％，所述的最佳工作也就是水银汽压最佳时的工作条件。此外，在说明书和权利要求书中，“起始发光功效”定义为放电灯接通1秒之后放电灯的发光功效，“启动时间(run-up)”定义为为了达到最佳工作时的发光功效的80％，放电灯需要的时间。
在开头段落所述的低压水银汽放电灯在美国专利US-A5204584中有公开。该公开的低压水银汽放电灯包含一个主汞齐和一个辅助汞齐适当的结合，后者设置在供电导体之一上，所述供电导体在管状端部中从电极贯穿所谓的管座延伸，随后，从放电管到达外部。
总的来讲，低压水银汽放电灯具有相对较短的启动时间，包含一个具有足够水银的辅助汞齐。通过接通所述灯，辅助汞齐由电极加热，从而辅助汞齐能够较迅速地输送其所包含的水银的大部分。在接通灯之前，较理想的是，为了能使辅助汞齐吸收足够的水银，所述灯已经断开足够长的时间。如果灯断开一个相对短的时段，那么启动时间缩短很小，另外起始发光功效(甚至)比仅仅包含一个主汞齐的灯还小，因为在放电空间内，辅助汞齐设定水银汽压在一个相对较低的值。另外，相对较长的灯也呈现出一些缺点，在由辅助汞齐输送的水银扩展到整个放电管之前需要相对较长的时间，以使在接通灯之后，在辅助汞齐附近有一个相对比较明亮的区域和在距离辅助汞齐一些距离之处有一个相对黑暗的区域，所述区域会持续几分钟。
公知低压水银汽放电灯的一个缺点在于启动时间相对较长，尽管已经使用了辅助汞齐。
本发明的一个目的是提供一种如开头段落所述类型的灯，在规则地使用时，所述灯具有相对较短的启动时间。为了实现此目的，根据本发明的低压水银汽放电灯的特征在于支座的一部分设置在一个位于垂直于纵向轴线的平面中。
由于支座的所述部分设置在一个位于垂直于纵向轴线的平面内，当低压水银汽放电灯起动时，辅助汞齐更好地由电极产生的热照射。由此，在起动放电灯时，相对更多的水银更快地从辅助汞齐被放松。按照本发明的测定方法，低压水银汽放电灯的启动时间相对更短。在低压水银汽放电灯中，所述电极通常垂直于纵向轴线设置。
在公知的放电灯中，辅助汞齐设置在供电导体之一上，所述供电导体在所述管状的端部从电极贯穿一个所谓的管座，之后从放电管出到外部。由此，辅助汞齐被平行于所述纵向轴线设置，因此使得辅助汞齐在低压水银汽放电灯起动时，对由电极发出的辐射热感觉较为迟钝。
相对于所述公知放电灯，本发明低压水银汽放电灯的辅助汞齐设置成被从原来设置位置旋转90度，使得支座的大部分定位成平行于电极延伸。不必给出任何理论的解释，本发明人认为，启动时间的缩短由下述事实引起，从位于支座上的辅助汞齐处放松的水银的一部分，向着低压水银汽放电灯的放电管的内部传播更远。结果，在放电灯启动之后一个很短的时间，水银向着下述寒冷部位的反向扩散比公知放电灯更长，所述的寒冷部位位于电极的面向背离放电空间一侧。由此，更多的水银在所述放电空间内可用，它们被相对迅速地加热从而产生改进的启动动作。
本发明的低压水银汽放电灯的一个实施例的特征在于，在所述管状的端部内的一个管座携带着所述电极，管座包含一个支撑主体，在该支撑主体上设置着所述支座。正如将要在下文中详细说明的那样，所述支撑主体由一延伸的排气管或一设置在管座中的支撑线形成。在另外一个实施例中，所述支座直接设置在所述管座上。在公知的放电灯中，辅助汞齐设置在供电导体之一上，所述供电导体在所述管状的端部从电极贯穿一个所谓的管座，之后从放电管出到外部。特别是，在所谓的冷起动低压水银汽放电灯中，这会引起物质被喷射离开所述辅助汞齐并积淀在放电管的管状端部。不必给出任何理论的解释，本发明人认为上面的问题由所述放电灯的冷触发引起，由此，在灯启动后不久，所述放电作用在所述(仍然)寒冷的发射体和所述辅助汞齐上，导致在所述发射体和所述辅助汞齐上的放电。所述在所述辅助汞齐上的放电引起该汞齐被喷射离开支座并引起所述管状端部的变黑和较差的启动动作。喷射以及变黑是不受欢迎的现象。此外，如果任何源发于所述辅助汞齐的汞齐落在所述的电极上，灯的使用期限也会减小。上述效果在相对较高的阴极压降下会增强，相对较高的阴极压降是冷触发低压水银汽放电灯的特性。
在本发明低压水银汽放电灯的一个优选实施例中，所述支座设置在电极的背离放电空间的一侧。在这个实施例中，支座位于所述管座和所述电极之间。由此，获得一个简单的结构，具有相对短的支撑线支撑着支座。
在本发明低压水银汽放电灯的另外一个有利的实施例中，支座相对于电极电绝缘。由于带有辅助汞齐的支座与连接到电极的供电导体电绝缘，所述的辅助汞齐与其环境处于相同的电位，不会吸引存在于放电中的离子。结果，所述放电灯的启动动作得到改善，低压水银汽放电灯的管状端部的变黑也得到实质的排除。在所述支座上的辅助汞齐由可以与感应灯中的放电相匹敌的放电加热。
通过对下文的具体实施例进行描述，本发明的这些和其他方面将会更加明了并得到说明。
在附图中
图1为一个横剖视图，所示的是本发明低压水银汽放电灯的第一实施例；图2为一个透视图，所示的是图1中所示放电灯的详细情况；和图3和图4为透视图，相应示出的是本发明低压水银汽放电灯的第二和第三实施例的详细情况。
附图纯粹是为了示意，而非根据比例绘出。特别是为了清楚，一些尺寸被明显夸大了。在附图中，同样的参考数字尽可能标示同样的部件。
图1示出本发明低压水银汽放电灯的第一实施例，该实施例装备有一个(玻璃)放电管10，该放电管具有管状的端部11；11’。放电管10以不透气的方式围成一个放电空间18，该放电空间包含可电离的充填物，所述充填物包含不足3mg的水银和一种惰性气体，例如氩和氖以比例75/25混合的混合物。在所示的实施例中，放电管10包含两个管部分13；13’，每个管部分具有一个管状的端部11；11’，具有一个纵向的轴线12；12’。端部11；11’共同地固定在一个灯帽50中，这在图中示意地示出。在另外的实施例中，使用了一种所谓的一体灯帽，在其中有一个铜铁镇流电阻或一个电调节机构(gear control)，该灯帽更进一步装备有，例如，所谓的E14或E27连接装置。在位于与灯帽50相反的管端14；14’，管部分13；13’通过一个通道15互相连通。放电管可以有选择地实施，以便成为一个伸长的或(多个)弯曲管，例如一个钩形的弯曲管。放电管10在面向放电空间18的一侧设置一个发光层16。在每个端部11；11’一个电极20；20’设置在一个位于放电空间18中的被称为管座21，21’的部件上。电极20；20’最好垂直于纵向轴线设置。在低压水银汽放电灯的另外一个实施例中，电极轴向安装在端部。另外，在低压水银汽放电灯的另外一个实施例中，一个外部电极可以设置在放电管的一个端部从而与灯电源供给实现电容耦合。供电导体30A，30B；30A’，30B’从电极20，20’出发穿过位于端部11；11’的管座21；21’延伸，并从放电管10到达外部。至少一个管座11；11’设有一个辅助汞齐在图1中未示出)，其被设置在一个支座25；25’上，所述支座25；25’通过一个支撑线23；23’设置在管座21；21’中。在所示的实施例中，两个管座21；21’都设置一个辅助汞齐。根据本发明，(一部分)支座25；25’设置在一个垂直于纵向轴线12；12’的平面内。
图2为一个透视图，所示的是图1中所示放电灯的详细情况；所述的辅助汞齐27，在此为铅锡汞，设置在支座25的一部分25A上。根据本发明，支座25的这部分25A设置在一个垂直于纵向轴线12平面内。如图2的例子中，支座25包含另外一个部分25B，该部分设置在一个平行于所述纵向轴线12的平面内。支撑线23连接到支座25的另一部分25B上，所述支撑线固定在管座21中。在图2示出的例子中，位于管座21中的支撑线23相对于供电导体30A，30B对称地放置。在另外一个实施例中，支撑线相对于供电导体(图1)不对称的设置。支座25，25’可以为一个板状的形式和/或，最好，包含一个导线编织的网，在该网上辅助汞齐被沉积在其上。在另外一个实施例中，辅助汞齐的支座25；25’由一块致密的条带材料制得，该条带材料被形成多个小豁口，然后条带被伸展形成一个开孔结构。支座的部分25A和25B都可以用辅助汞齐覆盖住。优选，只有部分25A设置有辅助汞齐27，该部分25A垂直于纵向轴线12并并行于电极20延伸。在图1和图2示出的例子中，支座25；25’设置在电极20；20’的远离放电空间18一侧。在这个实施例中，支座位于管座21；21’和电极20；20’之间。以此种方式，能够获得一种简单的结构，具有相对缩短的支撑线23；23’，它支撑着支座25；25’。
在另外一个实施例中，支座在电极的一侧设置在放电空间中，该侧面向远离位于放电灯的管状端部中的管座。在这个实施例中，辅助的汞齐以一个类似于无电极放电灯中辅助汞齐的方式被设置在放电灯中，所述无电极放电灯又称作感应灯。
图3为一个透视图，其相应于图2中示出的放电灯，相应的部件具有相同的参考标号。在图3中，支撑主体不是由设置在管座21，21’中的支撑线23，23’构成，而是由排气管26构成，该排气管至少部分延伸在放电空间18中，几乎到达电极20，20’。带有汞齐的支座25，25’被夹紧在排气管26的端部，该排气管延伸在电流供电导体30A，30B之间。在这种情况下，支座25，25’包含四个翼形部分，它们围绕延伸的排气管26的端部弯曲从而能精密地安装在其上，由此，形成一个部分25A和四个部分25B，部分25A延伸在一个垂直于纵向轴线12的平面内，部分25B延伸在一个平行于轴线12的平面内。如图4中所示，在另外一个实施例中，支座25，25’能直接设置在管座21，21’上，从而精密安装在其上，例如通过夹紧。这可以以图3实施例中描述的相同的弯曲方式实现，在此例中，支座25，25’的两个翼形部分围绕管座21，21’弯曲，使得它们被紧密安装在管座21，21上，从而，在本例中，形成一个部分25A，该部分延伸在一个垂直于纵向轴线12的平面内，还形成两个部分25B，这两个部分25B延伸在一个平行于所述轴线的平面内。
如图3和4中所示的变化实施例的具体优点在于这两种情形中，支座25，25’能被设置成如下方式，即管座21，21’在一个受控制的过程中用一个加热装置到达一个理想冷却温度之后，支座25，25’被紧密安装，所述管座位于加热装置中，该冷却操作是为了预先排除由于在低于1000摄氏度温度范围中(过于)迅速的冷却而在玻璃中产生的应力。具体地说，这特别有利是因为在支座25，25’上的辅助汞齐27经不起那么高的温度。
在附图2，3和4中，供电导体30A，30B包含一个第一段31A，31B，该第一段为粗细为0.6毫米的铁丝，还包含一个第二段32A，32B，该第二段为粗细为0.35毫米的镍铁铜锰丝，还包含一个第三段33A，33B，该第三段为粗细为0.4毫米的铜锡丝，这些段大体上相应地延伸在放电管10中，管座21的一个壁22中，和放电管10的外部(参看附图2，3和4，其中第二段32A，32B被虚线标示)。在端部11’，灯以类似方式构造(在附图2，3和4中未示出)。
电极20；20’为一个钨线圈，它覆盖有一种电子发射物质，在此，为氧化钡，生石灰和氧化锶的混合物。电极20；20’包含一个线圈，该线圈在一个供电导体30A30B的弯曲部36A，36B中相应地夹紧在两端21A，21B处。
在如图2，3和4示出的实施例中，放电管10的两端部11，11’包含一个辅助汞齐27，该辅助汞齐设置在一个支座25；25’上，该支座通过一个支撑线23；23’连接到管座21；21’上(图2)，或设置在一个延伸的排气管26上(图3)或者直接设置在管座21，21’上(图4)。为了清楚起见，端部的构造在图1中没有详细示出。
在附图2，3和4中，辅助汞齐27处于离电极20；20’距离d处，d＞0。如图2，3和4中所示，该距离d为从汞齐27的表面到电极20；20’的中心的距离。根据本发明的一个优选实施例，距离d满足关系0.5≤d≤8mm。
距离d特别合适的值为1mm≤d≤3mm。以这种方式，就可以获得一种紧凑的放电灯。
公知的低压水银汽放电灯和本发明的低压水银汽放电灯都进行寿命测试，其中公知的低压水银汽放电灯中辅助汞齐设置在供电导体之一上，所述供电导体平行于管状端部的纵向轴线，而在本发明的低压水银汽放电灯中，辅助汞齐设置在一个支座，并大体上平行于电极排列，支座相对于供电导体电绝缘。所有的试验使用所谓的PLE-T20Watt在一个230V(电源电压50Hz)的测试电压进行。开关周期以下述方式进行，即交替地1分钟在开状态，3分钟在关状态，灯在所谓的″中接(base-up)″位置点亮8个小时；灯处于关的时间为16小时。在0,1000,2000和3000开关操作中，对每串八个灯进行测量获得启动时间。达到放电灯的测试光强必须的时间由所谓的“启动”时间表示，其说明了这样的时间期间，即在该时间期间内放电灯达到其最大的光输出的80％。表I示出了测试结果。在表中也列出了启动时间的标准偏差。
表I
公知的放电灯展现出比根据本发明的放电灯更长的启动时间。按照本发明的测定，就获得了在本文开始时描述的低压水银汽放电灯，其能更快地达到其额定光强。通过将辅助汞齐相对于供电导体电绝缘，能有效避免本发明的低压水银汽放电灯冷起动时在管状端部的变黑。
很显然，在本发明的范围内，对于本领域技术人员来说，能够进行多种变化。
本发明的保护范围并非限定在上述的例子。本发明体现在每个新颖的特性，和这些特性的组合中。在权利要求书中的参考数字并不限制本发明的保护范围。动词“包含”的使用和它的变化并不排除存在有不同于权利要求书中所述的元件或步骤。本文使用“一个”描述一元件并不意味着排除出现多个这样的元件。
权利要求
1.一种低压水银汽放电灯，包含一个放电管(10)，该放电管(10)围成一个放电空间(18)，该放电空间以不透气的方式包含一种水银和惰性气体的充填物，所述的放电管(10)包含管状的端部(11；11’)，每个管状端部都具有一个纵向轴线(12；12’)，设置在放电空间(18)内用于在该放电空间(18)内产生和保持放电的电极(20；20’)，和至少一个辅助汞齐(27)，该辅助汞齐设置在位于放电管(10)内与至少电极(20；20’)之一相邻的支座(25；25’)上，其特征在于，所述支座(25；25’)的至少一部分(25A)设置在一个垂直于纵向轴线(12；12’)的平面内。
2.一种如权利要求1所述的低压水银汽放电灯，其中位于管状端部(11；11’)内的一个管座(21；21’)携带着所述电极(20；20’)，所述支座(25；25’)设置在一个支撑主体上，所述支撑主体设置在管座(21；21’)中。
3.一种如权利要求2所述的低压水银汽放电灯，其中所述支撑主体由一排气管(26)构成，该排气管至少一部分延伸进入放电空间(18)中。
4.一种如权利要求3所述的低压水银汽放电灯，其中所述支座(25；25’)压入配合安装在位于所述放电空间(18)内的排气管(26)的端部。
5.一种如权利要求2所述的低压水银汽放电灯，其中所述支撑主体由一种金属丝(23，23’)形成。
6.一种如权利要求1所述的低压水银汽放电灯，其中所述支座(25；25’)被直接压安装在管座(21，21’)上，所述管座(21，21’)在所述管状端部(11，11’)内携带着所述电极(20，20’)。
7.一种如权利要求1或2所述的低压水银汽放电灯，其中所述支座(25；25’)设置在所述电极(20；20’)背离所述放电空间(13)的一侧.
8.一种如权利要求1或2所述的低压水银汽放电灯，其中所述支座(25；25’)相对于所述电极(20；20’)电绝缘。
9.一种如权利要求1或2所述的低压水银汽放电灯，其中所述支座(25；25’)包含另外一部分(25B)，该部分设置在一个平行于所述纵向轴线(12；12’)的平面内。
10.一种如权利要求1或2所述的低压水银汽放电灯，其中支座(25；25’)和所述电极(20；20’)之间的距离d处于下述范围0.5≤d≤8mm。
11.一种如权利要求10所述的低压水银汽放电灯，其中支座(25；25’)和所述电极(20；20’)之间的距离d处于下述范围1≤d≤3mm。
全文摘要
一种低压水银汽放电灯具有一个放电管(10)。所述放电管包含管状端部(11;11’),每个管状端部都具有一个纵向轴线(12;12’)。放电管(10)围成一个放电空间(18),放电空间以不透气的方式包含水银和一种惰性气体的充填物。电极(20;20’)设置在放电空间(18)内。一个辅助汞齐设置在邻近于电极(20;20’)的一个支座(25;25’)上。根据本发明,所述支座(25;25’)的一部分设置在一个垂直于纵向轴线(12;12’)的平面内。优选,位于管状端部(11,11’)内的一个管座(21;21’),除了携带着所述电极(20;20’)外,还携带一个金属丝(23;23’)形式或者一个延伸排气管形式的支撑物,该支撑物支撑着支座(25;25’)。在另外一个实施例中,所述支座直接地夹紧在所述管座上。最好,该支座(25;25’)相对于所述电极电绝缘。最好,所述支座(25;25’)和所述电极(20;20’)之间的距离d处于下述范围:1≤d≤3mm。根据本发明,所述放电灯具有一个相对短的启动时间。
文档编号H01J61/24GK1327614SQ00802222
公开日2001年12月19日 申请日期2000年8月3日 优先权日1999年8月19日
发明者W·J·范登博格特, H·H·斯特尔, J·T·J·哈斯特雷奇特, J·J·维特斯, R·A·范登布拉科尔, P·C·奥姆斯, C·德普特 申请人:皇家菲利浦电子有限公司