專利名稱：高壓鈉蒸汽燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓鈉蒸汽燈，尤其是涉及燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈的發(fā)光管結(jié)構(gòu)。
在圖3中示出了傳統(tǒng)高壓鈉蒸汽燈發(fā)光管結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。傳統(tǒng)的高壓鈉蒸汽燈具有導(dǎo)電管33、利用鈦釬焊劑31而被固定在導(dǎo)電管33一端上的電極32。另外，導(dǎo)電管33的另一端作為開口端。
導(dǎo)電管33被安裝在透光氧化鋁管34的一端上，透光氧化鋁管34中的導(dǎo)電管33的安裝部分通過(guò)由陶瓷膠構(gòu)成的封堵劑35被不透氣地密封起來(lái)。鈉汞齊36被封入透光氧化鋁管34的內(nèi)端部中。
在上述傳統(tǒng)的發(fā)光管結(jié)構(gòu)中，點(diǎn)燈時(shí)發(fā)光管內(nèi)鈉蒸汽壓力比較高、尤其是燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈中，在點(diǎn)燈過(guò)程中在透光氧化鋁管34的內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，而且由于溫度升高，如圖4所示，導(dǎo)電管33中靠近電極32的部分發(fā)生了變形。
當(dāng)發(fā)生這種變形時(shí)，導(dǎo)電管33與封堵劑35相脫離，在兩者之間產(chǎn)生了間隙。由于鈉汞齊36進(jìn)入該間隙，所以發(fā)光物質(zhì)鈉在大范圍內(nèi)與封堵劑35反應(yīng)。由此一來(lái)，促進(jìn)了發(fā)光管內(nèi)鈉的消失，所以存在著中途發(fā)光顏色變化、燈電壓不穩(wěn)等問(wèn)題。
因此，作為解決這種問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，如特公平8-3995號(hào)公報(bào)所示的那樣，提出了這樣一種高壓鈉蒸汽燈方案，即通過(guò)使導(dǎo)電管不承受發(fā)光管內(nèi)外壓力差、且不在發(fā)光管放電空間內(nèi)露出封堵劑陶瓷膠，從而抑制了點(diǎn)燈時(shí)鈉與陶瓷膠反應(yīng)的高壓納蒸汽燈。
然而，在上述特公平8-3995號(hào)公報(bào)所示的高壓鈉蒸汽燈中，發(fā)光物質(zhì)汞齊鈉不是保持在發(fā)光管內(nèi)部，而是保持在成為最冷部的導(dǎo)電管內(nèi)，因此存在以下兩個(gè)問(wèn)題。
第一個(gè)問(wèn)題是，由于電極屏蔽了點(diǎn)燈時(shí)成為熱源的電極間的電弧放電產(chǎn)生的熱，所以保持在導(dǎo)電管內(nèi)的汞齊鈉不易受熱，所以從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間延長(zhǎng)了。
第二個(gè)問(wèn)題是，由于最冷部分的溫度在封堵時(shí)發(fā)生導(dǎo)電管位置偏差時(shí)發(fā)生變化，所以與如圖3所示的汞齊鈉設(shè)置在溫度變化小的發(fā)電管內(nèi)端部的結(jié)構(gòu)相比，制作時(shí)的燈電壓偏差增大。
另一方面，本發(fā)明人使由圖3所示的發(fā)光管結(jié)構(gòu)而制成的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈點(diǎn)亮6000小時(shí)，并對(duì)導(dǎo)電管變形的發(fā)光管與不變形的發(fā)光管中鈉的消失量進(jìn)行了調(diào)查。其結(jié)果，在導(dǎo)電管變形的發(fā)光管中，封入發(fā)光管的鈉的總量的50％消失了。而導(dǎo)電管不變形的發(fā)光管中鈉的消失量約為4％，與導(dǎo)電管出現(xiàn)變形的情況相比，可知消失量很小。
另外，對(duì)導(dǎo)電管變形的發(fā)光管進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的結(jié)果表明，消失的鈉的量中約90％是由于導(dǎo)電管與封堵劑剝離而形成的間隙引起的鈉與封堵劑的反應(yīng)造成的。即，可知能夠通過(guò)防止導(dǎo)電管變形來(lái)抑制鈉與封堵劑的反應(yīng)。
因此，本發(fā)明的目的是提供這樣一種高壓鈉蒸汽燈，即在防止導(dǎo)電管變形的同時(shí)，通過(guò)在發(fā)光管內(nèi)設(shè)置發(fā)光物質(zhì)鈉而防止路程中的光色變化和燈電壓變化、縮短點(diǎn)燈后到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間并抑制了燈電壓的離散。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高壓鈉蒸汽燈的結(jié)構(gòu)為具有發(fā)光管和在該發(fā)光內(nèi)一對(duì)相對(duì)向的電極，在所述發(fā)光管內(nèi)至少封入了鈉與稀有氣體，其特征在于，所述一對(duì)電極被保持在用封堵劑氣密地封閉固定在所述發(fā)光管兩端的導(dǎo)電管上，同時(shí)，所述導(dǎo)電管保持氣密結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)部封入了惰性氣體。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在點(diǎn)燈時(shí)，由于封如導(dǎo)電管內(nèi)的惰性氣體的壓力，不容易產(chǎn)生位于導(dǎo)電管的發(fā)光管內(nèi)的部分與導(dǎo)電管發(fā)光管外部的部分之間的壓力差。另外，通過(guò)封入導(dǎo)電管中的惰性氣體的熱傳導(dǎo)而降低了導(dǎo)電管中靠近電極部分的溫度。結(jié)果，能夠防止導(dǎo)電管因變形而與封堵劑剝離。
另外，通過(guò)在發(fā)光管內(nèi)部封入鈉，發(fā)光物質(zhì)的鈉能迅速接受來(lái)自成為點(diǎn)燈時(shí)熱源的電極間電弧放電的熱，同時(shí)溫度保持一定。因此，從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間被縮短了，并抑制了制造時(shí)燈電壓的離散。
在上述高壓鈉蒸汽燈中，封入導(dǎo)電管內(nèi)的惰性氣體的壓力最好為10Torr以上。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，使位于導(dǎo)電管的發(fā)光管內(nèi)的部分與位于導(dǎo)電管的發(fā)光管外的部分之間的壓力差變得更小，由此能更可靠地防止導(dǎo)電管因變形而與封堵劑剝離。
在上述高壓鈉蒸汽燈中，當(dāng)上述發(fā)光管工作時(shí)，上述導(dǎo)電管的電極保持部分的溫度最好在800℃以下。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于抑制了傳給導(dǎo)電管的熱負(fù)荷，所以能夠防止導(dǎo)電管因變形而與封堵劑剝離。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈中發(fā)光管端部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈中發(fā)光管端部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3是表示傳統(tǒng)的高壓鈉蒸汽燈中發(fā)光管端部結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖4是表示圖3所示傳統(tǒng)高壓鈉蒸汽燈中導(dǎo)電管的變形形態(tài)的剖視圖。
(第一實(shí)施例)圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的150瓦燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈發(fā)光管端部結(jié)構(gòu)的剖視圖。這種發(fā)光管的結(jié)構(gòu)為支持電極2的導(dǎo)電管3安裝在透光氧化鋁管4的兩端上。在圖1中，只示出了發(fā)光管的一端而省略了另一端。
具有電子放射性物質(zhì)的電極2通過(guò)鈦釬焊劑1不透氣地固定在導(dǎo)電管3的一端上。導(dǎo)電管3的另一端是封閉的，導(dǎo)電管3由此保持氣密結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)電管3內(nèi)，作為惰性氣體而封入了室溫時(shí)為10Torr的氬氣。導(dǎo)電管3由含99％的鈮和1％的鋯的合金制成，其外徑為4毫米。
透光氧化鋁管4中導(dǎo)電管3的安裝部分通過(guò)由陶瓷膠構(gòu)成的封堵劑5被不透氣地密封起來(lái)。在透光氧化鋁管4內(nèi)封入了40Torr的氙氣的同時(shí)，還封入了由5mg鈉和13mg水銀構(gòu)成的汞齊鈉6。汞齊鈉6設(shè)置在成為最冷部分的氧化鋁管4的內(nèi)端部附近。
在透光氧化鋁管4內(nèi)，與電極2相對(duì)向地設(shè)置了對(duì)向電極(圖中未示出)，電極間距為31毫米。在透光氧化鋁管4的兩端外面上涂覆了厚為0.02毫米、寬為15毫米的鈦熱保護(hù)膜(圖中未示出)。
將具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光管和圖3所示的傳統(tǒng)發(fā)光管分別裝入外徑為40毫米的硬質(zhì)玻璃外管(未示出)中，制作出各20個(gè)鈉蒸汽燈，對(duì)制作后的燈電壓進(jìn)行調(diào)查。
這樣一來(lái)，燈電壓的離散在傳統(tǒng)發(fā)光管中為6.5伏，而在本實(shí)施例的發(fā)光管中為3.4伏。對(duì)從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定的時(shí)間的調(diào)查表明，與傳統(tǒng)發(fā)光管需要約15分鐘相比，本實(shí)施例的發(fā)光管需要8分鐘。也就是說(shuō)，本實(shí)施例的發(fā)光管在燈電壓的離散和直到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間方面都顯然得到了顯著改善。
在本實(shí)施例的鈉蒸汽燈中，在測(cè)量承受發(fā)光管內(nèi)外壓力差的導(dǎo)電管部分、即導(dǎo)電管3中靠近電極部分的溫度時(shí)，溫度大約為800℃。與此相比，在圖3所示的傳統(tǒng)鈉蒸汽燈中，溫度大約為840℃。也就是說(shuō)，可認(rèn)為根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，承受發(fā)光管內(nèi)外壓力差的導(dǎo)電管部分的溫度比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)低了約40℃。
另外，使圖3所示的傳統(tǒng)鈉蒸汽燈與本實(shí)施例的鈉蒸汽燈按照點(diǎn)亮5.5小時(shí)后熄燈0.5小時(shí)的亮滅周期點(diǎn)亮12000小時(shí)。結(jié)果，本實(shí)施例的鈉蒸汽燈都沒(méi)有發(fā)生導(dǎo)電管變形，而且確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生光色變化，路程特性也穩(wěn)定。而在圖3所示的傳統(tǒng)鈉蒸汽燈中發(fā)生了導(dǎo)電管變形。
因此，通過(guò)封閉導(dǎo)電管3兩端地封入惰性氣體，并用封堵劑4將導(dǎo)電管3不透氣地密封在透光氧化鋁管4內(nèi)地形成發(fā)光管，防止了路程中的光色變化和燈電壓變化，而且縮短了點(diǎn)燈后到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間，因而能夠抑制燈電壓的離散。
封入導(dǎo)電管3內(nèi)的惰性氣體的壓力最好在10Torr以上。這樣一來(lái)，位于導(dǎo)電管3中透光氧化鋁管4內(nèi)的部分與位于導(dǎo)電管3中透光氧化鋁管4外的部分之間的壓力差能夠進(jìn)一步減小，從而能夠可靠地防止導(dǎo)電管3因變形而與封堵劑剝離。
通過(guò)在導(dǎo)電管3內(nèi)封入惰性氣體，所以通過(guò)惰性氣體熱傳導(dǎo)而使導(dǎo)電管3的電極2保持部分的溫度比過(guò)去更低，并最好能夠減小到800℃以下。由此一來(lái)，能夠抑制傳給導(dǎo)電管3的熱負(fù)荷，并能夠進(jìn)一步可靠地防止導(dǎo)電管3因變形而與封堵劑5剝離。
另外，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，封入透光氧化鋁管4內(nèi)的汞齊鈉6通常位于成為最冷部分的透光氧化鋁管4的內(nèi)端部上，所以在能夠迅速接受來(lái)自成為點(diǎn)燈時(shí)熱源的電極間的電弧放電的熱的同時(shí)，始終將最冷部分的溫度保持一定。因此，從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定的時(shí)間被縮短了，同時(shí)能夠抑制燈電壓的離散。
(第二實(shí)施例)
圖2是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的150瓦的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈發(fā)光管端部結(jié)構(gòu)的剖視圖。本實(shí)施例的鈉蒸汽燈發(fā)光管是這樣構(gòu)成的，即用陶瓷蓋8和陶瓷膠構(gòu)成的封堵劑9封閉導(dǎo)電管3中電極保持一側(cè)的相反端并在其內(nèi)部封入惰性氣體。其他部分的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的鈉蒸汽燈發(fā)光管相同。
這樣一來(lái)，通過(guò)封閉導(dǎo)電管3的兩端地封入惰性氣體(氬氣)，并利用封堵劑5不透氣地將導(dǎo)電管3封閉在透光氧化鋁管4中地構(gòu)成發(fā)光管，從而能夠防止路程中的光色變化和燈電壓變化，縮短從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間并進(jìn)一步抑制燈電壓的離散。
另外，封入導(dǎo)電管3內(nèi)的惰性氣體的壓力最好在10Torr以上。這樣一來(lái)，位于導(dǎo)電管3中透光氧化鋁管4內(nèi)的部分與位于導(dǎo)電管3中透光氧化鋁管4外的部分之間的壓力差能夠進(jìn)一步減小，從而能夠可靠地防止導(dǎo)電管3因變形而與封堵劑5剝離。
另外，通過(guò)在導(dǎo)電管3內(nèi)封入惰性氣體，所以通過(guò)惰性氣體的熱傳導(dǎo)而使導(dǎo)電管3的電極2保持部分的溫度比過(guò)去更低，并最好能夠減小到800℃以下。由此一來(lái)，能夠抑制傳給導(dǎo)電管3的熱負(fù)荷，并能夠進(jìn)一步可靠地防止導(dǎo)電管3因變形而與封堵劑5剝離。
另外，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，封入透光氧化鋁管4內(nèi)的汞齊鈉6通常位于成為最冷部分的透光氧化鋁管4的內(nèi)端部上，所以在能夠迅速接受來(lái)自成為點(diǎn)燈時(shí)熱源的電極間的電弧放電的熱的同時(shí)，始終將最冷部分的溫度保持一定。因此，從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定的時(shí)間被縮短了，同時(shí)能夠抑制燈電壓的離散。
盡管在上述各實(shí)施例中，電極2的固定是使用鈦釬焊劑1，但作為替代方式，也可以通過(guò)焊接而將導(dǎo)電管3與電極2氣密地固定起來(lái)。另外，盡管作為封入導(dǎo)電管3內(nèi)的惰性氣體是使用了氬氣，但也可以使用氮?dú)?、氙氣或氪氣等其它惰性氣體來(lái)代替氬氣。而且，最好混合封入兩種以上的惰性氣體。
另外，盡管在上述實(shí)施例中，燈的功率為150瓦，但是燈的功率并不局限于此。另外，本發(fā)明不僅適用于燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈，也適用于普通的高壓鈉蒸汽燈，而且獲得了相同效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種通過(guò)防止導(dǎo)電管變形而具有穩(wěn)定的壽命特性、縮短了從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間并抑制了燈電壓的離散的高壓鈉蒸汽燈。
權(quán)利要求
1.一種高壓鈉蒸汽燈，具有發(fā)光管和在該發(fā)光內(nèi)一對(duì)相對(duì)向的電極，在所述發(fā)光管內(nèi)至少封入了鈉與稀有氣體，其特征在于，所述一對(duì)電極被保持在用封堵劑氣密地封閉固定在所述發(fā)光管兩端的導(dǎo)電管上，同時(shí)，所述導(dǎo)電管保持氣密結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)部封入了惰性氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓鈉蒸汽燈，其特征在于，封入所述導(dǎo)電管內(nèi)的惰性氣體的壓力為10Torr以上。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓鈉蒸汽燈，其特征在于，在上述發(fā)光管工作時(shí)，上述導(dǎo)電管的電極保持部分的溫度在800℃以下。
全文摘要
用鈦釬焊劑將電極氣密地固定在導(dǎo)電管的一端上,同時(shí)封閉導(dǎo)電管的另一端,由此氣密地形成導(dǎo)電管,并在內(nèi)部封入氬氣。使用封堵劑將該導(dǎo)電管不透氣地封閉在透光氧化鋁管內(nèi)。在透光氧化鋁管內(nèi)設(shè)置汞齊鈉。本發(fā)明能夠提供這樣一種高壓鈉蒸汽燈,即在防止導(dǎo)電管變形的同時(shí),通過(guò)在發(fā)光管內(nèi)設(shè)置發(fā)光物質(zhì)鈉而防止路程中的光色變化和燈電壓變化、縮短從點(diǎn)燈到點(diǎn)燈穩(wěn)定所需的時(shí)間并抑制了燈電壓的離散。
文檔編號(hào)H01J61/82GK1275792SQ0010873
公開日2000年12月6日 申請(qǐng)日期2000年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者和田雅人, 田久保章夫 申請(qǐng)人:松下電子工業(yè)株式會(huì)社