专利名称：荧光灯及其汞齐组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光灯，更具体地涉及包括改良的排气管的汞齐组件和包括改良的排气管的荧光灯。
背景技术：
荧光灯的光输出主要取决于灯泡内的汞蒸气的压力(蒸气密度)。而汞蒸气的压力又由凝结在灯泡的最冷部分即所谓的“冷点”处的过量液态汞的温度控制。荧光灯通常包括至少一个管，其具有通向灯泡内部的开口，并在灯泡的结构中用作排气管。在制造完成时，将排气管密封式地折封起来，此折封端通常成为灯泡的“冷点”。
汞齐通常位于排气管的冷点处。在任何给定温度下相对于纯汞来说，这种汞齐都会降低汞蒸气的压力，从而能够在较高的温度下实现最佳的光输出。这种汞齐还在光输出-温度的曲线中提供了较宽的峰点，因此可在较宽的环境温度范围内得到几乎最佳的光输出。
当灯具在低于或高于最佳环境温度下工作时，光输出相对于峰值下降了30％或者更多。这在灯具工作在封闭或半封闭的固定座中时会普遍发生。除了降低的光输出之外，光的颜色也会因所排放的汞蒸气中的蓝色光谱发射的作用改变而变化。
通过使用各种可吸收气相汞的合金，就可以至少部分地解决在变化的温度条件下控制汞蒸气压力的问题。通常在荧光灯内放置低温熔融金属的合金以与过量的汞混合，以便调节灯具内的汞蒸气压力。已知的可实际用于与汞形成汞齐的合金包括铅-铋-锡合金、铋-铟合金、铋-锡合金，以及锌-铟-锡合金。其它有用的汞齐由纯铟、纯铅以及纯锌形成。
灯具通常装有过量的汞齐，也就是说，当灯具达到稳定的工作条件时需要更多的汞齐来提供气化汞。随着灯具的老化，需要一些过量的汞齐来替代在灯具寿命期间于灯具内其它位置处化合的汞。
当关闭汞齐荧光灯时，汞齐冷却，灯具内的汞蒸气逐渐地被吸收到汞齐内。当打开灯具时，光强度显著降低，直到汞齐被加热到汞齐发出足够的汞蒸气以使灯具有效地工作时为止。
在一些类型的灯具尤其是无电极式荧光灯中，防止汞齐沉淀到灯泡中的电弧环境内是很重要的，在电弧环境中，汞齐会引起灯具的光强度和流明-温度性能产生有害的变化，导致汞蒸气压力突然升高且灯电压增大，这会在玻璃灯泡上产生黑斑。如果灯电压超过设于灯具内的镇流器的最大保持电压，那么灯具就熄灭了。因此，需要一种可将液态汞保持在管内但其允许汞蒸气离开管并流入到灯泡中的装置。
在灯具的制造过程中，通常使排气管向内收缩。然后通过管的开口端将至少一个玻璃球放入管内，并使其靠在管的收缩部分上。然后将汞齐主体插入到管内并使其靠在最上方的玻璃球上。在接近制造过程的结束时，通过排气管将灯泡抽空。灯泡的抽空有时会因在管的收缩部分处存在玻璃球而受到阻止或妨碍。玻璃球应及时地受迫而离开管的收缩部分，以足够使气体从中通过并抽空灯具。然后将管的上述开口端密封起来，汞齐则置于新密封的管端和管的收缩部分附近的玻璃球之间。
虽然在逸出气体的压力下玻璃球会及时地退让并允许能抽空灯具和排气管，然而还是需要提供一种排气管和玻璃球的装置，其允许在保持玻璃球的同时能通过管容易地进行抽空。
玻璃球用于将固体汞齐与管的收缩部分间隔开，并在灯具工作中汞齐被液化之后可防止汞齐从中穿过而进入到上述灯泡的电弧环境中，同时可允许汞蒸气从中穿过。这样就需要一种玻璃球的保持装置，即管的收缩部分应能促进汞蒸气在玻璃球的周围进入到汞齐中和从汞齐中排出。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种包括有改良的排气管的汞齐组件，其可促进气体在制造期间流出，并可促进汞蒸气在灯具的工作期间从中穿过而流动。
本发明的另一目的是提供一种包括有改良的汞齐组件的荧光灯。
考虑到上述和其它的目的，如后文中所见，本发明的特征是提供了用于荧光灯的汞齐组件。该组件包括在其自由端封闭的玻璃排气管、设于排气管内的玻璃球，以及设于排气管内并处于玻璃球和管封闭端之间的汞齐主体。排气管设有收缩部分，其包括多个彼此间隔开的向内延伸的凹座，凹座可与玻璃球相接合以将玻璃球保持在管的中心轴线上。最下方的玻璃球同心地靠在管内的凹座上，凹座之间的间隙允许气体从最下方的玻璃球和管的内表面之间穿过。
根据本发明的另一特征，提供了一种包括有透光灯泡的无电极式荧光灯，灯泡包括有可电离的气态填充物，用于在受到射频磁场时维持电弧放电并因此发出紫外线辐射，灯泡具有在受到紫外线辐射的激励时可发出可见光辐射的内部荧光涂层，灯泡具有形成在其中的凹腔。在凹腔内设有激励线圈，其用于在被射频电源激励时提供射频磁场。排气管穿过凹腔并延伸至灯泡内以用于抽空灯具，该排气管具有位于灯座部分附近的封闭端。玻璃球置于排气管内，汞齐主体处于排气管内的玻璃球和管封闭端之间。管的收缩部分包括多个彼此间隔开的向内延伸的凹座，凹座可与玻璃球相接合以将玻璃球保持在管的中心轴线上。当玻璃球同心地靠在管内的凹座上时，凹座之间的间隙允许气体从玻璃球和管的内表面之间穿过。
下面将参考附图来更具体地介绍本发明的上述和其它特征，包括部件结构和组合的各种新颖的细节，它们在权利要求中指示出。应当理解，体现了本发明的具体装置仅仅是通过例子来显示和介绍，它们并不限制本发明。在不脱离本发明的范围的前提下，本发明的原理和特征可通过大量不同的实施例来体现。
下面将参考显示了本发明的示例性实施例的附图，从中可以清楚本发明的新颖特征和优点。
在附图中图1是现有技术的无电极式荧光灯的局部剖开的视图；图2是用于图1所示灯具的改良的汞齐组件的示意性剖视图；和图3是沿图2中线III-III的剖视图。
具体实施例方式
参见图1，图中显示了一种已知的紧凑型荧光灯10，其设有透光灯泡12，在灯泡中包括有用于维持电弧放电的可电离的气态填充物。在制造过程中，灯具10以已知的方式通过排气管20注入填充物。适当的填充物例如包括稀有气体(如氪气和/或氩气)和汞蒸气的混合物。激励线圈14位于灯泡12内的凹腔16中，并且可从中取出。出于说明的目的，线圈14示意性地显示为缠绕在排气管20上。然而，线圈14可与排气管20间隔开并缠绕在绝缘材料的芯体(未示出)上，或者形成为独立的形式(未示出)，这应根据需要而定。灯泡12的内表面以众所周知的方式涂覆了适当的荧光体18。灯泡12安装在基座组件17的一端内，该基座组件17包括带有标准型(例如爱迪生型)灯座19的射频电源(未示出)。
汞齐主体32放置并保持在特定灯具中对特定汞齐而言为最佳的位置处。各汞齐均具有其自身的可提供适当汞蒸气压力的工作温度的最佳范围。
凹槽或收缩部分22设置成朝向排气管20的折封区域。折封区域是排气管的自由端处的区域，其在抽空灯具之后被密封或“折封”以形成排气管的封闭端24。
在通过排气管20将灯具抽空之后，通过折封区域处的开口将适当尺寸和形状的剂量定位件40插入到排气管20内，剂量定位件40最好包括至少一个玻璃球。由于收缩部分22的存在以及剂量定位件40的尺寸和形状，剂量定位件将保持在远离凹腔16的凹座的一侧。然后通过折封区域中的开口而将汞齐32插入到排气管20中。收缩部分22和剂量定位件40的组合使得汞齐32处于预定的位置。最后，如上所述，在靠近汞齐32的位置处将排气管20折封起来以形成管的封闭端24。
在工作中，由于射频电源的激励，电流在线圈14中流动。这样就在灯泡12中形成了射频磁场，其电离并激励含于灯泡内的气态填充物，引起环形放电23并从中发出紫外线辐射。荧光体18吸收紫外线辐射并发出可见光辐射。
参见图2，可以看到，根据本发明提供了一种汞齐组件，其包括置于玻璃排气管20中并由管的收缩部分22来保持的玻璃球40a，40b。
参见图3，可以看到，管的收缩部分22包括多个朝向管20的径向内部延伸的凹座26，这些凹座26彼此间隔开，从而在它们之间形成了间隙28。
最下方的玻璃球40b可同心地靠在管内的凹座26上。凹座之间的间隙28允许气体在玻璃球40b的外表面和管20的内表面30之间流动。
凹座26沿其径向延伸部分具有相同的长度，并且可与玻璃球40b相接合以使玻璃球40b靠在管的中心轴线上，即与管同心。
玻璃球40b具有球体形状，其直径超过由凹座的内延伸端34所形成的假想圆36的内径，并且小于管的内表面30的内径。
收缩部分22可包括一组或两组相对的凹座26(图3中显示了两组)，或者三个或更多的凹座，只要凹座的组合能使玻璃球40b定位在中心且在凹座之间以及在玻璃球的外表面和管的内表面之间留有间隙28即可。
这样就提供了一种汞齐组件，其具有可将剂量定位玻璃球保持在排气管内的这样的位置上的结构，该位置使得可在接近灯泡制造结束时抽空灯体，并允许汞蒸气在灯具工作期间流动。
本发明还构思出一种如图1所示并在上文中介绍的但包括了图2和3的特征的无电极式荧光灯。
应当理解，在本发明的原理和范围内，本领域的技术人员可以对为说明本发明的性质而介绍并说明的各部件的细节、材料以及设置进行许多另外的修改。
权利要求
1.一种用于荧光灯的汞齐组件，所述组件包括在其自由端处封闭的玻璃排气管；置于所述管内的玻璃球；置于所述管内且位于所述玻璃球和所述管的封闭端之间的汞齐主体；和管的收缩部分，其包括多个彼此间隔开的向内延伸的凹座，所述凹座可与所述玻璃球相接合以将所述玻璃球保持在所述管的中心轴线上；其中，当所述玻璃球同心地靠在所述管内的凹座上时，所述凹座之间的间隙允许气体从所述玻璃球和所述管的内表面之间穿过。
2.根据权利要求1所述的汞齐组件，其特征在于，所述玻璃球具有球体形状，其直径超过由所述凹座的内延伸端所形成的假想圆的内径，并且小于所述管的内径。
3.根据权利要求2所述的汞齐组件，其特征在于，所述多个凹座包括相对的凹座。
4.根据权利要求2所述的汞齐组件，其特征在于，所述多个凹座包括三个凹座。
5.根据权利要求3所述的汞齐组件，其特征在于，所述多个凹座包括两组相对的凹座。
6.根据权利要求1所述的汞齐组件，其特征在于，所述的汞齐主体包括选自合金组分组中的合金组分，所述合金组分组包括(i)铅、铋和锡，(ii)铋和铟，(iii)铋和锡，(iv)锌、铟和锡，(v)铟合金，(vi)铅合金，以及(vii)锌合金。
7.根据权利要求6所述的汞齐组件，其特征在于，所述汞齐主体在固态下为球形。
8.一种无电极式荧光灯，包括透光灯泡，所述灯泡包括有可电离的气态填充物，用于在受到射频磁场时维持电弧放电并因此发出紫外线辐射，所述灯泡具有在受到所述紫外线辐射的激励时可发出可见光辐射的内部荧光涂层，所述灯泡具有形成在其中的凹腔；设于所述凹腔内的激励线圈，其用于在被射频电源激励时提供射频磁场；穿过所述凹腔并延伸至所述灯泡内以用于抽空所述灯具的排气管，所述排气管具有位于灯座部分附近的封闭端；置于所述排气管内的玻璃球；置于所述排气管内且位于所述玻璃球和所述管的封闭端之间的汞齐主体；和管的收缩部分，其包括多个彼此间隔开的向内延伸的凹座，所述凹座可与所述玻璃球相接合以将所述玻璃球保持在所述管的中心轴线上；这样，当所述玻璃球同心地靠在所述管内的凹座上时，所述凹座之间的间隙允许气体从所述玻璃球和所述管的内表面之间穿过。
9.根据权利要求8所述的汞齐组件，其特征在于，所述多个凹座包括相对的凹座。
10.根据权利要求8所述的汞齐组件，其特征在于，所述多个凹座包括三个凹座。
11.根据权利要求9所述的汞齐组件，其特征在于，所述多个凹座包括两组相对的凹座。
全文摘要
一种用于荧光灯的汞齐组件，包括在其自由端封闭的排气管、设于排气管内的玻璃球，以及设于排气管内并处于玻璃球和管封闭端之间的汞齐主体。排气管设有收缩部分，其包括多个彼此间隔开的向内延伸的凹座，凹座可与玻璃球相接合以将玻璃球保持在管的中心轴线上。玻璃球同心地靠在凹座上，凹座之间的间隙允许气体从玻璃球和管的内表面之间穿过。
文档编号H01J61/24GK1492473SQ0315941
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月19日 优先权日2002年9月20日
发明者J·V·利马, R·S·斯佩尔, J V 利马, 斯佩尔 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司