专利名称：长寿命热阴极荧光灯管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种热阴极荧光灯管，特别是一种长使用寿命和长开关寿命 的热阴极荧光灯管，用于制造各种荧光灯，用于照明。
背景技术：
现有技术的热阴极荧光灯、包括一体式节能灯和分体式荧光灯，发光效率比白炽 灯高约5倍，寿命也更长，已成为替代白炽灯的新一代节能照明光源。但它存在着灯的开关 次数严重影响使用寿命的缺点，每开关一次、灯 的使用寿命要缩短2-3小时，从而产生“节 电不节钱”的困扰，有人建议，不要随手关灯，有的干脆建议通宵开着。这显然违背了节能的 初衷。若能克服开关次数影响使用寿命的缺点，则可“人走灯熄”、“随手关灯”，还可明显延 长灯的使用寿命，可节约大量电能、又可节省大量制灯用的材料和能源。上述问题的根本原因在于热阴极荧光灯都有工作温度约900°C的热丝电极。它由 带有电子发射材料的钨丝制成，其形式有双螺旋、三螺旋、带主辅丝的三螺旋、棒状螺旋、热 丝周围加一与热丝绝缘的金属圈等多种。当荧光灯用交流电工作时，热丝电极既作阴极、 又作阳极，阴极和阳极交替工作。热阴极荧光灯的启动方式有瞬间启动、即冷启动，快速 启动，预热启动、高频快速启动、高频瞬间启动等几种。其中瞬间启动最为简单，它是在荧 光灯二端直接加上高压，阴极首先作为辉光放电的阴极工作，同时放电电流加热热丝、使其 升温，然后热丝形成热点、热发射电子，阴极进入正常热阴极弧光放电状态；这种方式，阴 极在辉光放电区停留时间长，阴极溅射最为激烈、电子发射材料消耗最多，因而荧光灯的 开关寿命很短。用热丝先预热、待热丝到达适当温度后灯管二端再加上高压启动灯管，这 可有效地减小开关次数对电极的损害，增加荧光灯的开关寿命；但即使如此，启动时、阴极 仍需首先作为辉光放电的阴极工作，待热丝形成热点后才能进入正常热阴极弧光放电状 态，即仍存在荧光灯开关时额外的阴极溅射，灯的开关次数仍明显影响灯的工作寿命；同 时，这种方式还增加镇流器的成本。现有技术的工频带启动器预热的荧光灯的额定寿命为 5000-8000小时(按开165分、关15分钟测试)，快速启动和瞬间启动为3000小时，高频预 热为8000-10000小时。若连续工作、则寿命可达20000小时以上。可见、若能克服开关次 数影响使用寿命的缺点，灯的使用寿命可明显延长。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述之不足，而提供一种结构简单、可有效消除荧光 灯开关次数对灯寿命的影响，有效提高荧光灯的开关寿命和使用寿命的长寿命热阴极荧光 灯。本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种长寿命热阴极荧光灯管， 包括有荧光灯玻璃管，芯柱，所述芯柱与荧光灯玻璃管真空封接，构成一个真空密封腔，腔 内充有氩、氖、氪等惰性气体和汞等气体放电材料；一个带有电子发射材料的热丝电极，热 丝电极被焊接在所述芯柱上的两支金属导丝上，其中一支金属导丝引出真空密封腔外，用于连接工作电压；芯柱上金属导丝中的一支金属导丝与大面积金属辅电极用金属丝连接线 点焊连接；所述热丝电极位于大面积金属辅电极内或近引出金属导丝旁边，所述大面积金 属辅电极的面积大于热丝电极螺旋体的外表面积，用于承受正离子轰击，避免荧光灯启动 时辉光放电对阴极的损害。本实用新型所述的大面积金属辅电极为圆筒型、椭圆筒型、杯型、锥型、片状中的 一种几何形状，大面积金属辅电极由镍、镀镍铁、不锈钢金属制成。本实用新型所述大面积金属辅电极的承受辉光放电阴极电位降产生的正离子轰 击的表面积为热丝电极承受辉光放电阴极电位降产生的正离子轰击的螺旋体的外表面积 (不是螺旋钨丝的总表面积)的5倍以上。本实用新型所述的芯柱上有固定金属丝，用于固定大面积金属辅电极，防止大面 积金属辅电极振动。本实用新型所述荧光灯管在大面积金属辅电极处的玻管直径等于或大于发光部 分的玻管直径，以容纳足够大的大面积金属辅电极。本实用新型所述大面积金属辅电极带有吸气剂或汞齐。本实用新型的优点由于本实用新型所述大面积金属辅电极的面积远大于热丝电极，在荧光灯启动 时，热丝电极电子发射粉热点形成，在进入弧光放电前，所述金属辅电极承受了辉光放电时 高阴极电位降产生的强烈正离子轰击，对热丝电极损伤极小；同时，金属辅电极所产生的电 流，全部流经热丝电极加热热丝电极，使热丝电极可迅速形成热点进入弧光放电；从而克服 了荧光灯启动时辉光放电对阴极的损害，明显提高荧光灯的开关寿命和使用寿命；同时，本 实用新型的灯管可用最简单的瞬间启动方式，降低了镇流器的成本；大面积金属辅电极还 可降低阳极电位降，进一步提高灯管的发光效率。可档住阴极溅射物沉结到荧光灯发光层 上，克服了现有灯管的两端发黑的现象。本实用新型与现有技术相比，具有结构简单、使用寿命长、开关寿命特长、发光效 率高等优点，用于制造各种长寿命荧光灯和紫外线灯等。
图1是本实用新型的一个实施例的灯管一端结构示意图。图2是本实用新型的又一个实施例的灯管一端结构示意图。图中1、荧光灯玻璃管；2、芯柱；3、排气管；4、热丝电极；5、金属导丝(5a、5b) ；6、 大面积金属辅电极；7、金属丝连接线；8、电流流经示意线；9、光致发光材料层；10、副汞齐； 11、大面积金属辅电极处的灯管；12、发光部分的灯管；13、固定金属丝。
具体实施方式
本发明要求保护的范围不限于本文中介绍的各实施例，涉及的专门技术是本专业 一般人员所熟悉的，因此只要了解本实用新型的内容和特性，可以做各种形式的变换和代换。实施例1下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍图1所示，本实用新型主要包括有荧光灯玻璃管1 ；玻璃--金属封接的芯柱2，排气管3 ；所述芯柱2与所述荧光灯玻璃管1真空封接，构成一个真空密封腔，腔内充有氩、氖、氪等惰性气体和汞等气体放电材料；一个带 有电子发射材料的热丝电极4，所述热丝电极4两端被焊接在所述芯柱2的金属导丝5的两 支金属导丝5a和5b上，并经由金属导丝5引出真空密封腔，用于连接工作电压；所述热丝 电极4位于前方圆锥型的大面积金属辅电极6内，大面积金属辅电极6与芯柱上的一支金 属导丝5a用金属丝连接线7点焊连接；所述大面积金属辅电极6可承受荧光灯启动时，热 丝电极作阴极，在其发射电子的热点形成前热丝电极作为辉光放电的阴极时的高阴极电位 降产生的强烈正离子轰击，由于所述大面积金属辅电极6的面积远大于热丝电极4螺旋体 的外表面积，所述正离子轰击基本上由大面积金属辅电极6承受，对热丝电极4损伤极小； 同时，金属辅电极所产生的电流、全流经热丝电极加热热丝，如图1中电流由一条金属导丝 5a经过热丝电极4到另一条金属导丝5b经金属导丝5引出，8为电流流经示意线，使热丝 可迅速形成热点进入弧光放电；从而克服了荧光灯启动时辉光放电对阴极的损害，明显提 高荧光灯的开关寿命和使用寿命。同时，本实用新型的方法可用最简单的瞬间启动方式，降低镇流器的成本低。所述大面积金属辅电极6还可降低阳极电位降，进一步提高灯管的发光效率。同 时还可档住阴极溅射物沉结到荧光灯发光层上、克服了灯管两端发黑的现象。图1所示为圆锥型的例子；由镍、镀镍铁、不锈钢等金属制成。所述大面积金属辅电极6的承受辉光放电阴极电位降产生的正离子轰击的表面 积为热丝电极承受辉光放电阴极电位降产生的正离子轰击的螺旋的外表面积(不是螺旋 钨丝的总表面积)的5倍以上。所述热丝电极4为现有热阴极荧光灯热丝电极中的一种。所述荧光灯管可为不同尺寸的直管、螺旋管、“U”型管、“H”型管、“D”型管、球型
管、花篮型管等。所述荧光灯管1内壁上有光致发光材料层9，选择不同的发光材料可制成不同发 光色的荧光灯管或黑光灯管；按需要、荧光灯管内壁上还可有改善灯光衰的材料层(图中 未示出)。所述荧光灯管1内壁上可没有发光材料，灯管用透紫外线的玻璃制成，以制成长 寿命紫外线灯。实施例2图2所示为本实用新型的长寿命热阴极荧光灯管的又一实施例的结构示意图。图 中所示的金属辅电极6为园筒形电极；所述热丝电极4被安置在所述圆筒型大面积金属辅 电极6近引出线5金属导丝旁边。热丝电极4旁还设置有副汞齐10，采用副汞齐可缩短灯 在点亮到达到其稳定光通量所花的时间。所述荧光灯管在金属辅电极6处的灯管11的直径可与发光部分的灯管12直径相 同或大于发光部分的灯管直径、以容纳足够大的大面积辅电极，图2所示为大于发光部分 的灯管直径的例子。为防止大面积辅电极6振动，芯柱2上可另有至少一支固定金属丝13，把大面积辅 电极6同时固定在金属导丝5a和固定金属丝13上。
权利要求一种长寿命热阴极荧光灯管，包括有荧光灯玻璃管(1)、芯柱(2)，所述芯柱(2)与荧光灯玻璃管(1)真空封接，构成真空密封腔，腔内充有惰性气体和汞气体放电材料；带有电子发射材料的热丝电极(4)的两端焊接在芯柱(2)上金属导丝(5)的两支金属导丝(5a)和(5b)上，其中一支金属导丝引出真空密封腔外，其特征在于芯柱(2)上金属导丝(5)中的一支金属导丝(5a)与金属辅电极(6)用金属连接线(7)点焊连接；所述热丝电极(4)位于大面积金属辅电极(6)内或近引出金属导丝旁边，所述大面积金属辅电极(6)的面积大于热丝电极(4)螺旋体的表面积。
2.根据权利要求1所述的长寿命热阴极荧光灯管，其特征在于所述的大面积金属辅电 极(6)为圆筒型、椭圆筒型、杯型、锥型、片状中的一种几何形状。
3.根据权利要求1所述的长寿命热阴极荧光灯管，其特征在于芯柱(2)上有固定金属 丝(13)，大面积金属辅电极(6)固定在芯柱(2)上的固定金属丝(13)上。
4.根据权利要求1所述的长寿命热阴极荧光灯管，其特征在于所述的荧光灯玻璃管 (1)在大面积金属辅电极(6)处的玻璃管(11)直径等于或大于发光部分(12)的玻璃管直 径。
专利摘要一种长寿命热阴极荧光灯管，包括有荧光灯玻璃管，芯柱，所述芯柱与荧光灯玻璃管真空封接，构成一个真空密封腔，腔内充有氩、氖、氪等惰性气体和汞等气体放电材料；一个带有电子发射材料的热丝电极，热丝电极被焊接在所述芯柱的两支金属导丝上；芯柱上金属导丝中的一支金属导丝与大面积金属辅电极用金属丝连接线点焊连接；热丝电极位于大面积金属辅电极内或近引出金属导丝旁边，大面积金属辅电极的面积大于热丝电极螺旋体的外表面积，用于承受正离子轰击，避免荧光灯启动时辉光放电对阴极的损害。具有结构简单、使用寿命长、开关寿命特长、发光效率高等优点，用于制造各种长寿命荧光灯和紫外线灯。
文档编号H01J61/10GK201562659SQ200920201369
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者刘化斌 申请人:浙江大学