專利名稱：低壓汞蒸汽放電燈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有管狀放電容器的低壓汞蒸汽放電燈，內(nèi)部直徑為D的該容器以氣密方式密封著含有汞和稀有氣體的放電空間，其端部配置了電極，所說放電容器在內(nèi)表面有一發(fā)光層，支承著包括氧化鐵的保護(hù)層。
本發(fā)明也涉及一種制造低壓汞蒸汽放電燈的方法，制造時在放電容器的內(nèi)表面配備了發(fā)光層，之后，在發(fā)光層上提供了包括氧化鐵的懸浮體。
這種放電燈從DE3201606Cl得知。這種已知放電燈在囟化磷酸鹽發(fā)光層上有一氧化鋁保護(hù)層。由于這層保護(hù)層，燈的光輸出比起在無保護(hù)層的燈的情況下，在工作100小時以后的操作時期中會強熱地減少。
在已知放電燈中，發(fā)光層是這樣制層的，即令發(fā)光材料的懸浮體由放電容器的一端流到內(nèi)表面，直至該懸浮體流到放電容器的另一端為止。已發(fā)現(xiàn)以懸浮狀供應(yīng)發(fā)光層的做法是方便的，故被廣泛使用。并以類似的方法在發(fā)光層上制備保護(hù)層。然而要在發(fā)光層燒結(jié)即加熱一些時間使輔助物質(zhì)從該層驅(qū)出直到出現(xiàn)該層時，才可以制備保護(hù)層。在發(fā)光層上制備保護(hù)層之前必須燒結(jié)發(fā)光層，以使在氧化鐵懸浮體流過發(fā)光層的表面時，避免將發(fā)光材料洗掉，但在制備保護(hù)層后，需作第二次燒結(jié)操作，也用以從該層除去輔助物質(zhì)。和無保護(hù)層的放電燈比較起來，這種相當(dāng)耗費時間的重復(fù)性操作使已知放電燈的制造效率很低。
本發(fā)明的目的是要提供一種如本說明書首段所說的那類低壓汞蒸汽放電燈，它制造起來效率較高，但在燈的壽命期間光輸出減少較小。
根據(jù)本發(fā)明，為了達(dá)到這個目的，該燈的特征在于，在端部按重量計的氧化鐵至少占總重量的75%，每一所說端部延伸超出電極的距離為放電容器內(nèi)部直徑的D的三倍。雖然至少實際上所有氧化鐵都出現(xiàn)在端部，但意料不到的發(fā)現(xiàn)了在燈的壽命期間出現(xiàn)的光輸出的降低仍然變得小得多。按本發(fā)明具有至少為500W/m2的燈壁負(fù)載的放電燈的裝置，可以大大減小初始發(fā)光量的下降。這里的初始發(fā)光量的下降應(yīng)理解為從燈的使用壽命開始不久，例如幾個燃點小時起至100燃點小時的操作時期中，光輸出的減少。燈壁負(fù)載這里定義為在普通的操作時期延伸在兩電極之間的放電電弧消耗的功率除以電極間的內(nèi)部表面面積。本發(fā)明放電燈的涂覆有氧化鐵的部分很大程度上可從放電容器外的位置直接查看。這就有可能以簡單的方式提供懸浮狀的保護(hù)層而無需使該懸浮物在發(fā)光層上流過端部。因此，在制作氧化鐵懸浮物期間可以將發(fā)光層制作成懸浮狀的發(fā)光材料而不會洗掉發(fā)光材料。因而在制作保護(hù)層之前無需燒結(jié)發(fā)光層。只要將發(fā)光層和保護(hù)層一起燒結(jié)就可以了。
本發(fā)明放電燈的一個實施例的特征在于，保護(hù)層在超出電極的距離至少等于內(nèi)部直徑D處完全覆蓋發(fā)光層。在該實施例中，發(fā)光層與端部內(nèi)表面的粘接性能良好。如果粘接性能差，在燈的其他制作步驟，例如在電極安裝期間端部的發(fā)光材料可能會脫粘。
在端部有較厚保護(hù)層的燈中，與端部間放電容器中部相比，在放電空間里產(chǎn)生的輻射在所說端部很強烈地被吸收。如果保護(hù)層急劇終止，則在燈的操作期間，結(jié)果使放電容器的端部作為放電容器的較黑區(qū)域從中部突出。當(dāng)燈被光源屏蔽時，這雖然不是缺點，但當(dāng)燈是直接可見到時，則可能是不合乎需要的。本發(fā)明放電燈的引人注意的實施例，其特征在于，保護(hù)層的厚度在朝中部方向上的端部是逐漸變薄的。由于層厚的逐漸改變，一方面是端部間的亮度差，另一方面是端部和中部的亮度差是不均勻的。因此端部和中部沒有顯著不同。
一種根據(jù)本發(fā)明的制造低壓汞蒸汽放電燈的方法，在放電容器的內(nèi)表面供以發(fā)光層，之后在該發(fā)光層上制備一種包含氧化鐵的懸浮體，根據(jù)本發(fā)明，該方法的特征在于，在發(fā)光層上制備包括氧化鐵的懸浮體是在發(fā)光層的方向上從制造期間的電容器外相對于各端部的位置噴涂該懸浮體的。在待涂覆的表面上直接制備懸浮體是這樣的，即噴涂包括氧化鐵的懸浮體，因此可避免洗去發(fā)光層。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在制造保護(hù)層之前就不需要像懸浮體那樣進(jìn)行發(fā)光層的燒結(jié)。將發(fā)光層和保護(hù)層一起燒結(jié)就已經(jīng)滿足需要了。噴涂帶氧化鐵的懸浮體可以很快，例如十分之幾秒內(nèi)進(jìn)行，因此生產(chǎn)工序不會因這操作過程受到延遲。
由噴涂法形成的保護(hù)層的外形與噴涂氧化鐵懸浮體的噴嘴選擇和進(jìn)行噴涂的壓強有關(guān)。可以獲得一種這樣的保護(hù)層，例如它在各端部的厚度基本上不變，且保護(hù)層在各端部和中部之間突然變薄，另一種做法，例如可獲得保護(hù)層的厚度由兩端部朝中部慢慢減少。
放電容器例如是一單管，并彎曲成U形或鉤狀。在一實施例中，放電容器由兩個或多個管狀部分組成。連接的管狀部分每次由一溝道互連起來。
參考附圖，以更詳細(xì)地說明本發(fā)明的這些和其他方面，附圖中

圖1以縱截面示出根據(jù)本發(fā)明的低壓汞蒸汽放電燈的一個實施例，以及圖2A-2D為根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例中的制造步驟。
圖1所示的低壓汞蒸汽放電燈有一內(nèi)直徑為1cm的管狀玻璃放電容器1。在本實施例中，放電容器1包括兩根各長20cm、由溝道1C在端部2A和2B徑向互連的互相平行管部分1A、1B。放電容器1以氣密方式密封放電空間，該空間包含汞和稀有氣體，在本例中為氬。放電容器1的端部4A和4B具有各自的引線部分14A、14B，支承在放電空間3中安置的電極5A、5B，而電源導(dǎo)線8A、8A′、8B、8B′通過所說引線部分由放電容器1通到電極5A、5B。端部4A、4B固定在由合成樹脂制成的燈頭6中，燈頭6支承接觸管腳7A、7A′、7B、7B′，這些接觸管腳電連接到電源導(dǎo)線8A、8A′、8B、8B′。電極5A、5B安置在離端部12A、12B 1.8cm處。放電容器11在內(nèi)表面9處備有發(fā)光層10，它支承包括金屬氧化物，在本例中為Alon-C型的氧化鋁的保護(hù)層11。所示燈的發(fā)光層具有2.5mg/cm的涂層重量，并包括40%重量由三價鋱(CAT)激活的銫-鎂鋁酸鹽，27%重量由二價銪(BAM)激活的鋇-鎂鋁酸鹽和33%重量由三價銪(YOX)激活的氧化釔。燈的壁面負(fù)載為700W/m。
保護(hù)層11包括總量為5mg的金屬氧化物。至少其重量的75%聯(lián)合出現(xiàn)在端部4A、4B，端部4A、4B各自延伸超過電極5A、5B的距離達(dá)到放電容器1的內(nèi)直徑D的三倍。這里約有80%重量在兩端部4A、4B處，端部4A、4B各延伸了5cm有長度。
將25盞根據(jù)本發(fā)明的燈和25盞不根據(jù)本發(fā)明，即除了沒有保護(hù)層外其他方面都和本發(fā)明的燈相對應(yīng)的燈，在疲勞測試方面作比較。在100和2000燃點小時之間的操作期間，發(fā)現(xiàn)不按本發(fā)明的燈平均光輸出下降11%。而在這操作期間按本發(fā)明的燈測量平均光輸出下降5.5%。
也測量了由2燃點小時至100燃點小時的操作期間的初始的光衰減。經(jīng)發(fā)現(xiàn)按本發(fā)明的燈和不按本發(fā)明的燈都穩(wěn)定到足以在約二燃點小時后作重復(fù)測量。在一組30盞不按本發(fā)明的燈中初始的光衰減平均為8.5%，而在按本發(fā)明的一組30盞的燈中，初始的光衰減平均不超過2.7%。
保護(hù)層11在超過電極5A、5B等于直徑D的距離處完全部覆蓋發(fā)光層10。在這個區(qū)域中發(fā)光層和壁的粘合性通過將空氣吹到涂覆的發(fā)光層10來測量。發(fā)現(xiàn)在所說區(qū)域中的發(fā)光層10較不完全覆蓋或不覆蓋的發(fā)光層有5至10倍高的抗空氣壓力的能力。
保護(hù)層11的厚度在端部4A、4B朝它們之間的中部13的方向上逐漸減薄。在這種情況下，保護(hù)層11分別在1、3和5的距離處具有3μm、1μm和0.2μm層厚。離端部12A、12B 10cm處層厚小到可以忽略。在按本發(fā)明的燈的這個實施例的操作期間，發(fā)現(xiàn)端部4A、4B和中部13在亮度上沒有明顯的不同。
在另一個和所示的不同的實施例中，放電容器包括多于兩個的互連管狀部分。在本實施例的改型中，放電容器包括四個管狀部分，第一和第四管狀部分在面對離開電極的端部連接到第二和第三管狀部分的相應(yīng)端部。在這種改型中，第二和第三管狀部分在它們連接到第一和第二管狀部分的端部的相對端部通過另一溝道互連起來。
所示燈的這個實施例制造如下(見圖2A至、2D)。圖2A至2D對應(yīng)于圖1中的元件標(biāo)號高出20。一根長約40cm、內(nèi)部直徑為1cm的石灰玻璃管20(圖2A)備有一層懸浮狀的發(fā)光材料30流過這管的內(nèi)表面29。然后用一運送構(gòu)件，這里是齒形帶(未示出)將管20移動到圖2B所示的位置。在這位置上，管20的第一端部24A在噴嘴40A的對面，第二端部，即相對的端部24B在抽空構(gòu)件(未示出)對面，用噴嘴40A在端部24A的方向上經(jīng)短時間，本例中是幾十分之一秒噴涂了氧化鐵顆粒的懸浮體。在這期間，霧狀的懸浮體本身沉積在懸浮的發(fā)光材料30層表面。在管20中產(chǎn)生低氣壓的抽空構(gòu)件，防止霧狀懸浮體散布在管20外，促使金屬氧化物懸浮體分布在端部24A。
在另一次運送步驟之后，管20處于圖2C所示位置，圖中第二端部24B安置在另一噴嘴40B對面，而第一端部24A在另一抽空構(gòu)件(未示出)的對面。通過另一噴咀40B給第二端部24B噴涂氧化鐵懸浮體后，就可得到圖2D所示的管20。繼之將這樣獲得的管20燒結(jié)，以使輔助物質(zhì)從發(fā)光層30和保護(hù)層31逐出。然后將管20分成兩個管狀部分1A、1B(見圖1)。各部分有一新的端部15A、15B，其封閉是通過以下縮頸過程進(jìn)行的，即在兩端部之間的中部通過加熱使管20軟化，并將管的端部拉開，然后管狀部分1A、1B通過溝道1C在連接所形成的端部15A、15B的端部徑向互連起來。首先在各管狀部分1A、1B中產(chǎn)生過壓，再在要形成溝道1C的位置通過加熱軟化管狀部分的壁。從而建立起開口喉部。繼而將喉部熔化在一起以形成溝道1C。然后制造有相應(yīng)的引線部分14A、14B的端部4A、4B，引線部分14A、14B支承電極5A、5B，而且電源導(dǎo)線8A、8A′8B、8B′通過引線部分14A、14B延伸到電極5A、5B。繼而將這樣獲得的放電容器1抽空，并供以汞和氬氣填充物。然后放電容器1以其端部4A、4B固定在燈頭6，使得接觸管腳7A、7A′、7B、7B′連接到電源導(dǎo)線8A、8A′、8B、8B′。
權(quán)利要求
1.一種低壓汞蒸汽放電燈，裝有內(nèi)部直徑為D的管狀放電容器，以氣密方式密封著含有汞和稀有氣體的放電空間，其端部配置了電極，所說放電容器在內(nèi)表面有一發(fā)光層，支承著包括氧化鐵的保護(hù)層，其特征在于，在端部的氧化鐵至少占總重量的75%，每一所說端部延伸出電極的距離為放電容器內(nèi)部直徑D的三倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的低壓汞蒸汽放電燈，其特征在于，保護(hù)層在超出電極的距離至少等于內(nèi)部直徑D處完全覆蓋發(fā)光層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的低壓蒸汽放電燈，其特征在于，保護(hù)層的厚度在朝兩端部之間的中部方向的端部是逐漸變薄的。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的制造低壓汞蒸汽放電壓的方法，其中在制造期間向放電容器的內(nèi)表面提供發(fā)光層，之后在發(fā)光層上制造包括氧化鐵的懸浮體，其特征在于，在發(fā)光層上是這樣制造包括氧化鐵的懸浮體的，即在制造期間從放電容器外相對于各端部的一個位置在發(fā)光層的方向上噴涂該懸浮體。
全文摘要
本發(fā)明的一種低壓汞蒸汽放電燈備有內(nèi)部直徑為D的管狀放電容器(1)，該容器以氣密方式密封含汞和稀有氣體的放電空間(3)。電極(5A、5B)在該放電空間的端部(4A、4B)。放電容器在內(nèi)表面(9)有支承包括氧化鐵的保護(hù)層(11)的發(fā)光層(10)。在端部的氧化鐵重量占全部的75％。各端部伸出電極的距離為3D，燈的光衰減較低并可以較高效率制造。在發(fā)光層上涂覆含氧化鐵的懸浮體，它是從放電容器外相對各端部的位置在發(fā)光層方向上噴涂的。
文檔編號H01J61/42GK1108802SQ9411320
公開日1995年9月20日 申請日期1994年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月24日
發(fā)明者J·M·M·賈斯帕斯 申請人:菲利浦電子有限公司