專利名稱：低壓汞蒸汽放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓汞蒸汽放電燈，包括一個(gè)具有兩個(gè)端部的放電管，其中一個(gè)端部上設(shè)置有一個(gè)電極載體，在所述放電管中其承載有一個(gè)用于產(chǎn)生和維持放電的電極，其中所述電極載體至少部分地由雙金屬材料或記憶金屬制成。
日本專利申請(qǐng)JP-A-55144650就公開(kāi)了這樣的一種燈。在該熒光燈中，在兩個(gè)端部上的電極載體由雙金屬制成并如此形成，當(dāng)溫度升高時(shí)，兩個(gè)端部的電極之間距離增加，其中電極載體也可以作為電極的供電導(dǎo)體，故在燈冷啟動(dòng)的情況下，這些電極彼此距離較近，燈中的較高溫度產(chǎn)生一個(gè)較長(zhǎng)的放電路徑。設(shè)想眾所周知，雙金屬器件是一個(gè)包括兩部分不同金屬合金的延長(zhǎng)材料件，其中每部分都具有不同的膨脹系數(shù)，而可以使該材料件能夠在溫度變化的影響下變形。上述雙金屬材料的已知替代物是記憶金屬。記憶金屬具有兩種不同的晶相結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)或多或少地被精確限定在一個(gè)溫度范圍內(nèi)混合，所以由這樣的記憶金屬所制成的物體就可以在該溫度范圍內(nèi)改變形狀。記憶金屬相對(duì)于雙金屬的局限在于，它從一個(gè)最終形狀迅速變成另一個(gè)最終形狀，而并不是依靠溫度的那種漸變模式。
在汞蒸汽放電燈中，汞是用于(有效地)產(chǎn)生紫外(UV)光的主要成分。放電管的內(nèi)壁可以涂敷一發(fā)光層，該層包括一發(fā)光材料(例如一種熒光粉，其原因是這樣的燈也可以作為熒光燈)，其可用于將UV轉(zhuǎn)換成其它波長(zhǎng)，例如用于制革目的的UV-A和UV-B(日曬燈)，或者轉(zhuǎn)換用于通常照明目的的可見(jiàn)光輻射。低壓汞蒸汽放電燈放電管的橫截面通常是圓形，其可設(shè)置為細(xì)長(zhǎng)形式(熒光管)或?yàn)榫o湊結(jié)構(gòu)(低耗能燈泡)。在上述熒光管中，所述的管端部同軸，并形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的直管，而在上述低耗能燈泡中，這些管端部是通過(guò)一個(gè)彎管部或一個(gè)所謂的橋接件互相連接的。
該低壓汞蒸汽放電燈在制造過(guò)程中被設(shè)置在該燈兩端的玻璃排氣管抽空。然后，通過(guò)所述排氣管將所需的氣體混合物填入該燈中，在此之后熔封并密封這些排氣管。
在操作中，電極之間的電壓也可以設(shè)置在上述燈的兩端，從而發(fā)生連續(xù)放電，并且汞蒸汽放射所述的UV光。
因此，一個(gè)汞蒸汽放電燈的放電管包括一定量的汞，在冷的狀態(tài)下，該汞以液滴的形式沉積在燈最冷的部分。許多低壓汞蒸汽放電燈就是如此構(gòu)成的，以便于所述部分構(gòu)成放電管端部的末端。在操作中，所述液態(tài)汞升溫并汽化，從而得到所需的汞蒸汽壓力。該汞蒸汽壓力取決于汞液滴的溫度以及放電管端部末端的溫度。該溫度大體上取決于電極的溫度。
在高能燈中，電極可以升溫到一個(gè)高于低能燈的較高溫度。為了在每一功率電平都得到最佳的汞蒸汽壓力，高能燈中的電極載體通常具有長(zhǎng)于低能燈中電極載體的長(zhǎng)度，結(jié)果在熱電極和端部末端上的汞液滴之間的距離就較大，傳遞到汞液滴的熱量就較小，所以上述燈中的汞蒸汽壓力就不會(huì)變得非常高。
由于上述這樣的燈越來(lái)越多地使用調(diào)光器，所以就需要一種適于不同電功率電平的低壓汞蒸汽放電燈。其具有額外的優(yōu)點(diǎn)，即它能夠減少各種待加工燈的數(shù)量。因此，本發(fā)明的目的是提供一種低成本、并且可靠的燈，其汞蒸汽的壓力在電極的不同溫度下都基本恒定。
為達(dá)到上述目的，電極載體可以如此形成，也就是使得當(dāng)所述電極載體的溫度升高時(shí)，所述電極和所述端部末端之間的距離增加。通過(guò)這種方式就可以實(shí)現(xiàn)，存在于上述末端上的汞蒸汽溫度至少是大體恒定的，如果在一個(gè)較高的功率電平下，電極載體由于電極溫度的增加而升溫，因此上述燈中的汞蒸汽壓力也保持大致恒定。
優(yōu)選的是，供電導(dǎo)體的截面尺寸如此小，使得該供電導(dǎo)體能夠使電極載體的溫度通過(guò)電阻增加。通過(guò)這種方式就可以實(shí)現(xiàn)，除了來(lái)自于電極的輻射熱和傳導(dǎo)熱有助于電極載體的變形之外，所述載體還可以直接被上述燈的功率或電流的變化所影響。
優(yōu)選的是，電極載體如此形成，使得電極和端部末端之間的距離由于溫度的增加可最大增加3-10mm，優(yōu)選為4-8mm，這些值在實(shí)踐中證明適于在不同的功率電平下維持燈中所需的蒸汽壓力。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，該電極載體至少部分呈彎曲形狀，在第二優(yōu)選實(shí)施例中，該電極載體是螺旋的，在第三優(yōu)選實(shí)施例中，它是盤(pán)旋形狀的。在第四優(yōu)選實(shí)施例中，該電極載體包括一個(gè)被折成鋸齒形的雙金屬或記憶金屬帶。然而，為達(dá)到上述所需的目的，還可以想到其它不同形狀的電極載體。在一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例中，該也可作為供電導(dǎo)體的電極載體包括一個(gè)通常由傳統(tǒng)金屬制成的并延伸穿過(guò)放電管端部末端的第一載體絲和一個(gè)安裝在該第一載體絲端部上的雙金屬或記憶金屬第二載體部，電極隨后被固定到所述第二載體部的末端上。優(yōu)選的是，該第二載體部和該電極大體在相同的垂直于放電管端部軸線伸展平面中延伸。
優(yōu)選的是，上述雙金屬包括一種鐵鎳合金，同時(shí)也可優(yōu)選的是，該雙金屬的活性部分額外地還包括鎂、銅和/或鉻。這樣的能適用作雙金屬的“惰性”部分的鐵鎳合金的示例是以Invar的商品名進(jìn)行市售的，其包含有36％的鎳和64％的鐵。該“活性”部分包括例如33％的鎳、60％的鐵和7％的鎂。
本發(fā)明的這些和其它方面將結(jié)合下文所述的(數(shù)個(gè))實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，并由此變得顯而易見(jiàn)。附圖所示為

圖1是一個(gè)低壓汞蒸汽放電燈的部分橫截面圖；圖2是圖1低壓汞蒸汽放電燈細(xì)節(jié)的透視圖；和圖3是一個(gè)低壓汞蒸汽放電燈替代實(shí)施例的透視圖。
根據(jù)圖1，一個(gè)低壓汞蒸汽放電燈1包括一個(gè)作為玻璃放電管的管2。所述附圖只示出燈1的一個(gè)端部3，但該燈實(shí)際上包括兩個(gè)相對(duì)的、同樣的端部3，每一個(gè)端部都靠近細(xì)長(zhǎng)玻璃管2的一側(cè)。玻璃管2的內(nèi)側(cè)涂有一層熒光材料，該材料能將UV光轉(zhuǎn)換成UV-A、UV-B或可見(jiàn)光。
在其末端，玻璃管2包括一個(gè)向內(nèi)的圓柱形載體4，在該載體上，電極載體9被熔焊到所述熔封件中之后設(shè)置一個(gè)基座5(也被稱作為“熔封件”)。一個(gè)向外部延伸的管狀排氣管6設(shè)置在熔封件5上，排氣管6通過(guò)熔封件5中孔7與管2打開(kāi)連通。在燈的最終組裝之前，管2通過(guò)排氣管6抽空，然后管2被填入所需的(惰性)氣體混合物，在該階段排氣管具有比這里所示的長(zhǎng)度更長(zhǎng)的長(zhǎng)度。該放電管中也裝填進(jìn)大量的汞，所述汞在冷的條件下，以汞液滴8的形式沉積在放電管最冷的部分。通常而言，這些最冷的部分位于放電管2端部3的末端處。接著，加熱排氣管6，以便于上述玻璃軟化，隨后在所示的長(zhǎng)度處熔封和密封，從而使管2以氣密封的形式進(jìn)行密封。
燈1在兩側(cè)還額外地設(shè)置有兩個(gè)電極載體9，這些載體也向電極10傳遞電流，這些載體也可以稱作為電極絲，電極10帶有一個(gè)螺旋形鎢絲。電極10被覆蓋一層加強(qiáng)電子發(fā)射的發(fā)射材料(尤其包括鋇、鍶，鈣和不同氧化物)。電極載體9由熔封件5保持住，電極絲靠近側(cè)部密封在熔封件5中，電極載體額外地和觸腳11連接。觸腳11保持在一個(gè)電絕緣盤(pán)12中，該盤(pán)構(gòu)成為金屬屏蓋13的一部分。金屬屏蓋13通過(guò)一個(gè)環(huán)形的粘結(jié)層14固定到上述玻璃管上。
觸腳11可以固定在一個(gè)發(fā)光器上，該發(fā)光器向燈1傳遞電流。電極10之間的合成放電使汞蒸汽分子發(fā)射UV光，該UV光通過(guò)管2內(nèi)側(cè)上的熒光層被轉(zhuǎn)換成所需波長(zhǎng)的光。
在點(diǎn)亮燈1之后，電極10開(kāi)始發(fā)光。電極10達(dá)到的溫度，取決于通過(guò)燈1所發(fā)出的功率。電極發(fā)出的輻射熱尤其使汞液滴8被加熱，從而使所述液滴部分地汽化。汞汽化的量和由此燈1中汞蒸汽的壓力也取決于電極10的溫度和電極10與汞液滴8之間的距離。為了確保燈1中的汞蒸汽壓力在高功率電平和低功率電平時(shí)都大體恒定，電極載體9設(shè)有一個(gè)由雙金屬或記憶金屬制成的部分，該部分如此的形成，使得電極10與汞液滴8之間的距離隨溫度的增加而增加。如此設(shè)計(jì)該電極載體，即在操作中，汞液滴8的溫度保持恒定，例如為40℃-50℃，而電極10的溫度可以升高到大約1000℃。為達(dá)到這一點(diǎn)，允許電極在冷的狀態(tài)和熱的狀態(tài)之間運(yùn)動(dòng)一定的距離，大約3mm-10mm。
最好是選用雙金屬材料，因?yàn)檫@樣會(huì)使上述電極可以產(chǎn)生一個(gè)漸變位移。如果使用記憶合金的話，上述電極就會(huì)在某個(gè)中間溫度從一個(gè)第一最終位置(迅速)移動(dòng)到一個(gè)第二最終位置。
根據(jù)圖2，電極載體9的雙金屬或記憶金屬部分15是螺旋狀的，然而，也可以是其它形狀。根據(jù)圖3，電極載體9包括一個(gè)由標(biāo)準(zhǔn)金屬制成的底部和大體沿垂直于放電管2軸線的平面延伸的雙金屬部分15和電極10。所述雙金屬部分15為大致按溫度函數(shù)彎曲的條帶。特別是在這一方面，條帶15的厚度和寬度被選擇得如此小，從而使該條帶可以做為歐姆電阻器，以便于該條帶不僅可以被電極10的輻射和熱傳導(dǎo)加熱，而且也可以直接被電流本身加熱，因此電極10可以獲得更大的位移。
權(quán)利要求
1.一種低壓汞蒸汽放電燈(1)，包括一個(gè)具有兩個(gè)端部(3)的放電管(2)，其中一個(gè)電極載體(9)設(shè)置在一個(gè)端部(3)上，在所述放電管(2)中該電極載體載有一個(gè)用于產(chǎn)生和維持放電的電極(10)，所述電極載體(9)至少部分地由雙金屬或記憶金屬制成，其特征在于，所述電極載體(9)如此形成，使得當(dāng)所述電極載體(9)的溫度增加時(shí)，所述電極(10)和所述端部(3)末端之間的距離增加。
2.按權(quán)利要求1所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，電極載體(9)包括兩個(gè)向電極(10)傳遞電流的供電導(dǎo)體。
3.按權(quán)利要求2所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，供電導(dǎo)體(9)的截面尺寸如此小，使得該供電導(dǎo)體能夠使電極載體(9)的溫度通過(guò)電阻增加。
4.按上述權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，電極載體(9)如此形成，使得電極(10)和端部(3)末端之間的距離由于溫度的增加可最大增加3-10mm，優(yōu)選為4-8mm。
5.按上述權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，電極載體(9)至少部分呈彎曲形狀。
6.按上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，電極載體(9)至少部分是螺旋的。
7.按上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，電極載體(9)至少部分是盤(pán)旋形狀的。
8.按上述權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，電極載體(9)包括一個(gè)被折成鋸齒形的雙金屬或記憶金屬帶。
9.按上述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，該雙金屬材料包括一種鐵鎳合金。
10.按權(quán)利要求9所述的低壓汞蒸汽放電燈(1)，其特征在于，該雙金屬的活性部分額外地還包括鎂、銅和/或鉻。
全文摘要
一種低壓汞蒸汽放電燈，包括一個(gè)具有兩個(gè)端部(3)的放電管(2)，其中一個(gè)電極載體(9)設(shè)置在一個(gè)端部(3)上，在所述放電管(2)中，電極載體設(shè)置有一個(gè)用于產(chǎn)生和維持放電的電極(10)，其中所述電極載體(9)至少部分地由雙金屬或記憶金屬制成，其中所述電極載體(9)如此形成，使得當(dāng)所述電極載體(9)的溫度增加時(shí)，所述電極(10)和所述端部(3)末端之間的距離增加。
文檔編號(hào)H01J61/067GK1463463SQ02802003
公開(kāi)日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者P·C·勞維里森, M·C·M·尼倫, J·T·J·范哈爾斯特雷希特 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司