專利名稱:低功率、低壓力，充汞的小型氣體放電燈及其制造方法
本發(fā)明涉及一種低功率、低壓力、充汞的小型氣體放電燈，其放電管殼至少具有兩個(gè)平行的通過一個(gè)管狀聯(lián)接件相互連接的直管部分，並且在每個(gè)直管部分有一個(gè)終端裝有一個(gè)電流輸入電極。本發(fā)明也涉及了所說放電燈的制造方法。
這種類型的低壓力氣體放電燈通常是小型的放電管殼及其工作時(shí)所需的回路連接部件部分地或全部地構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的裝置。
這樣的光源，稱之為小型熒光燈，它將白熾燈和熒光燈的有利特征有效地組合起來，由此，大量地安裝這種燈將極其適合于滿足現(xiàn)代照明的要求。因此，本發(fā)明涉及到的是不需要外殼的低功率，小型氣體放電燈放電管殼的結(jié)構(gòu)和制造。
小型結(jié)構(gòu)的低壓力放電燈已從西德的書3011382和3011383中得知。這些光源是熒光燈，其中，發(fā)射光的平行管狀部件是與允許氣體放電通過的小直徑聯(lián)結(jié)管連接的。
所說的燈的特征是在每一個(gè)平行放電管殼的一端具有一個(gè)類圓頂形的冷卻區(qū)，以使放電燈工作時(shí)，汞蒸汽的分壓力穩(wěn)定。
這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)的產(chǎn)生與聯(lián)接直管部分兩端的聯(lián)接管上面的圓頂形部分的幾何形狀有關(guān)，該部分會(huì)引起不容許的光發(fā)射的降低，因?yàn)樗f的圓頂形部分是不參與放電的。為了減少該不允許的光發(fā)射的降低，在西德的書3304857的描述中提出了一種方法，即將冷卻區(qū)域轉(zhuǎn)移到電流輸入的一邊，從而使所說區(qū)域能做成足夠的大，但由此又進(jìn)一步降低了與燈體積有關(guān)的光能量。
在西德的書3113878中所陳述的裝置涉及到放電管殼的結(jié)構(gòu)，在該放電管中通過彎曲形成U型的相互靠近的直管部分，然后，用一種成型方法使拐角處的橫截面積增大，並通過它的全部橫截面與相鄰管子連接。
在放電管工作時(shí)，具有較大橫截面積的端部區(qū)域的溫度在整個(gè)結(jié)構(gòu)里是最低的，這樣，過量的汞聚集在該區(qū)域，同時(shí)，確定了汞添加劑的蒸汽壓。
該構(gòu)造的缺點(diǎn)是正常工作情況時(shí)端部區(qū)域的高溫超過了最佳值，結(jié)果造成光源的發(fā)光效率低，它低于可能達(dá)到的最大值。另外，根據(jù)迄今所述方法制成的所有光源，都存在著缺點(diǎn)，即不可能獲得理論上所說的最高發(fā)光效率，並且在通常的工作條件下，由于在所說光源中的汞蒸汽分壓力，而使發(fā)光效率低于可能的最佳值。此外，所有這些缺點(diǎn)由于與燈工作狀態(tài)有關(guān)的照明參數(shù)的較大變化而加重。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)內(nèi)徑為6至16毫米的低壓力氣體放電燈的質(zhì)量，首先在工作期間，將汞蒸汽的分壓力控制到最佳值。在給定放電燈電輸入情況下，所能達(dá)到的最大光通量是通過不采用外加散熱片而對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)安排的方法得到的。
為了達(dá)到所說目的，已研制成一種低壓力的氣體放電燈，一種有優(yōu)點(diǎn)的低壓力熒光燈結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，至少有兩個(gè)相互平行排列的管狀部分-該光源特有的特征-通過一個(gè)適當(dāng)設(shè)計(jì)的管狀部分連接，該部分不僅允許放電通道經(jīng)過它，而且也解決了冷室溫度控制的任務(wù)。
本發(fā)明是基于以下的認(rèn)識(shí)，即假如管形聯(lián)接件和冷室間連接的橫截面積足夠大時(shí)，則影響汞蒸汽分壓力的冷區(qū)域的熱狀態(tài)確實(shí)與加熱管形聯(lián)接件所達(dá)到的溫度高度有關(guān)。
所說管狀聯(lián)接件的溫升可以憑借外殼壁上的散熱槽來降低。除了通過一個(gè)擴(kuò)展的類喉狀部分把管形聯(lián)接件連接到稍微凸出的冷室頂部之外，管形聯(lián)接器的橫截面與直管部分的橫截面之比被選在0.5至1.1之間。
具有這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的低壓力放電燈已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)驚人的結(jié)果，即在不采用大尺寸的冷卻圓頂狀結(jié)構(gòu)下，放電管殼的熱狀態(tài)靠管形聯(lián)接件來保證，結(jié)果從發(fā)光效率出發(fā)，提高了最適合的汞蒸汽分壓力。因此，從光通量方面考慮，已能成功地研制成優(yōu)于其它已知體系的燈。
本發(fā)明所說的低壓力放電燈顯然不像所有用于類似目的的其它已知低壓力氣體放電燈那樣對(duì)工作狀態(tài)敏感。在已知的一些設(shè)計(jì)中，雖然基于各種各樣的結(jié)構(gòu)考慮，試圖達(dá)到最佳的某種情況，但卻沒有一個(gè)能成功地獲得與工作狀態(tài)無關(guān)的高的光通量。
管形聯(lián)接件最好由制成外殼的管狀材料構(gòu)成一個(gè)“彎曲的頸狀部分”。借助所說頸狀部分表面上的槽，溫度恒定性對(duì)與冷卻區(qū)域接觸的表面的工作狀態(tài)的依賴關(guān)系就變得更有限了。從而，從光利用的觀點(diǎn)出發(fā)，使適當(dāng)調(diào)整的汞蒸汽分壓力保持在一個(gè)恒定的最佳值上。
因此，本發(fā)明是一個(gè)低功率、低壓力、充汞的小型氣體放電燈，其放電管殼至少有兩個(gè)平行排列的直管部分，並且通過一個(gè)管形聯(lián)接件連接，而且在每個(gè)直管部分的一端裝有一個(gè)電流輸入電極。根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈，其特征是直管部分終端的結(jié)構(gòu)是沿放電管殼的縱軸方向，從管形聯(lián)接件處凸出。該凸出部分的長度t＝0.15D至0.6D，式中D是每個(gè)直管部分的直徑。
本發(fā)明也涉及了所說氣體放電燈的制造方法，其特征是將截成適當(dāng)長度的玻璃管的中間部分加熱到軟化點(diǎn)，輕微的擠壓管子的兩端使所說的中間部分鐓粗，然后將所說的管子彎曲成U形，並且將其放入一個(gè)鑄模中，通過吹入氣體使彎曲成U形的玻璃管變成鑄模的形狀，最后，采用制造氣體放電燈的已知工序，對(duì)所制得的玻璃部件進(jìn)行加工，從而獲得一個(gè)氣體放電燈。
按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的低壓力氣體放電燈的結(jié)構(gòu)及其制造方法在本說明書的以下描述中將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1表示本發(fā)明的一個(gè)氣體放電燈的實(shí)施例的側(cè)視圖，圖2和圖3用圖說明適用于制造結(jié)構(gòu)型式與本發(fā)明一致的氣體放電燈外殼的方法。
在圖1中，1-放電管殼，2-直管部分，3-管形聯(lián)接件，4-電極，5-冷室，6-喉狀部分，7-槽。如圖所示，放電管殼1具有兩個(gè)直管部分2，管形聯(lián)接件3構(gòu)成它們之間的氣體放電通道。氣體放電發(fā)生在電極4之間。
冷室5的溫度由管形聯(lián)接件3來控制，管形聯(lián)接件3具有槽7並且用直管部分2的材料模制成形。
管形聯(lián)接件3通過擴(kuò)展的喉狀部分6連接到所說冷室的最上端而與冷室連接，從而使冷室的尺寸減小到最小值?？抗苄温?lián)接件3的聯(lián)接點(diǎn)向直管部分2終端接近的方法，增加了氣體放電的弧長，從而使燈的光輸出進(jìn)一步得到改善。
在圖2和圖3中給出了制造本發(fā)明所說光源並根據(jù)圖1所示結(jié)構(gòu)而制造的方法。在圖中，13表示管形聯(lián)接件，15-冷室，17-鑄模。
原始材料是一段予先切割成所需長度的直玻璃管。該玻璃管按如下方法進(jìn)行進(jìn)一步的加工。
將該玻璃管的中間部分加熱到軟化點(diǎn)。同時(shí)，逐漸將管長度鐓粗來獲得制成管形聯(lián)接件13和冷室15所需要的額外玻璃量。將加熱到軟化點(diǎn)的直玻璃管制成U形彎頭，所形成的兩根干體即構(gòu)成放電管殼的平行直管部分，然后，采用制做玻璃時(shí)所公知的成形工序，將U形彎頭放入一個(gè)適當(dāng)形狀的鑄模17中，然后通過吹入氣體使冷室15和彎曲的管形聯(lián)接件13成型。在制造放電管殼的過程中，采用了已知的制造燈的常規(guī)工序首先，用能將紫外光轉(zhuǎn)變成可見光的熒光粉末涂敷到熒光燈管內(nèi)表面，然后進(jìn)行底座焊接和管子排氣。
本發(fā)明所說燈結(jié)構(gòu)的優(yōu)選參量由下述實(shí)例證實(shí)壁厚為1毫米，外徑D＝12.5毫米的軟鈉玻璃管被切割成260毫米的長段。使這些管子繞其軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，用一排煤氣-空氣-氧氣火焰加熱到它們的軟化點(diǎn)，加熱區(qū)是從管子的兩端同時(shí)向中間位置量出110毫米后所余的40毫米長的區(qū)域，當(dāng)管子的長度被壓縮到250毫米時(shí)，將它鐓粗到模制的范圍(圖2)。停止管子的轉(zhuǎn)動(dòng)，並將其制成U形彎頭，使U形彎頭的兩個(gè)平行干體之間的距離為5毫米。將一個(gè)加熱到400℃的石墨鑄模緊靠在彎曲的管子上，然后將壓力為1.6巴的空氣通過管子的開口端吹入管內(nèi)(圖3)，最后去掉鑄模，並將外殼進(jìn)行回火處理。
利用鑄模和所提供的方法，如圖1的外殼有如下的參數(shù)冷室5外部圓頂是一個(gè)直徑為12.5毫米的半球。管形聯(lián)接件3的起始點(diǎn)是在距離圓頂外部最高點(diǎn)5毫米處，終點(diǎn)在離開該點(diǎn)20毫米處。在與其垂直的平面內(nèi)，它的最大尺寸為15毫米。管形聯(lián)接件內(nèi)通道的最窄橫截面積是80平方毫米。環(huán)繞著管形聯(lián)接件3的外表面是一些相互接觸的，直徑為1毫米的凹和凸的半柱面結(jié)構(gòu)。
在玻璃殼的內(nèi)表面涂敷一層熒光粉末，並且用擠壓方法將具有發(fā)射體的電極和裝在墊圈座上的排氣管封接到管殼的兩個(gè)開口端。在完成排氣工序以及安裝起動(dòng)器和管頭后，此時(shí)，小型熒光燈即處于裝配狀態(tài)。用所陳述的方法生產(chǎn)的小型熒光燈，裝有電感性鎮(zhèn)流器，在環(huán)境溫度為300°K下工作時(shí)，其輸入電流是170毫安，工作電壓的有效值為60伏。
用所陳述的方法制造的小型熒光燈已經(jīng)根據(jù)國際電氣公司(IEC)的要求進(jìn)行工作，並且對(duì)一些主要的電和光學(xué)特性進(jìn)行了測(cè)量。在下面的表中給出的是10個(gè)燈測(cè)量結(jié)果的平均值，它們是由兩種不同的工作狀態(tài)中得出的，(最佳狀態(tài)是管頭在頂部，最壞狀態(tài)是管頭在底部)，測(cè)量是在工作60秒后，環(huán)境溫度為25℃下進(jìn)行的。在表格的最后兩欄中，給出了輸入和光通量變化的百分比。該變化是在引燃瞬間后第5秒開始記錄，一直到工作的第60秒為止，並在溫度范圍為15℃至40℃內(nèi)，每隔5℃反復(fù)進(jìn)行測(cè)量而獲得的。
Ué(伏)＝引燃電壓的有效值Iü(毫安)＝流過熒光燈的電流的有效值N(瓦)＝熒光燈的電輸入φ(流明)＝熒光燈的光通量n(流明/瓦)＝熒光燈的效率(φ/N)N%＝功率輸入的相對(duì)變化值(N最小/N最大)×100φ%＝光通量的相對(duì)變化值(φ最小/φ最大)×1000Ué Iü N φ n N% φ%管頭在頂部 60 170 8.8 616 70 95 70管頭在底部 60 170 8.8 607 69 95 65
光通量的值比已知類型的熒光燈的相應(yīng)測(cè)量值高10%到20%，而其它所有特性參數(shù)也是優(yōu)于已知類型熒光燈所測(cè)得的相應(yīng)值。
權(quán)利要求
1.低額定功率、低壓力、充汞的小型氣體放電燈，其放電管殼(1)至少具有兩個(gè)相互平行排列的直管部分(2)，它們通過一個(gè)管形聯(lián)接件(3)連接在一起，並且在每個(gè)直管部分的一端裝有一個(gè)電流輸入電極(4)，其特征是構(gòu)成直管部分(2)終端的冷室從管形聯(lián)接件(3)處沿放電管殼(1)的縱軸方向凸出，所說凸出部分的長度是t=0.15D至0.6D，式中的D是每個(gè)直管部分(2)的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的氣體放電燈，其特征是連接冷室(5)的管狀聯(lián)接件具有一個(gè)擴(kuò)展的喉狀部分(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的氣體放電燈，其特征是管狀聯(lián)接件(3)是半圓形的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的氣體放電燈，其特征是管狀聯(lián)接件(3)的橫截面與直管部分(2)的橫截面之比值在0.5至1.2范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的氣體放電燈，其特征是在管狀聯(lián)接件(3)的外表面上有許多槽(7)。
6.權(quán)利要求
1至5中任一氣體放電燈的制造方法，其特征是將截成適當(dāng)尺寸的玻璃管的中間部分加熱到它的軟化點(diǎn)，輕微擠壓所說管子的兩端使它的中間部分鐓粗，然后使它形成U形彎頭，並將它放入一個(gè)鑄模(17)中，形成U形彎頭的玻璃管通過氣體的吹入而變成鑄模的形狀，然后采用已知的制造氣體放電燈的工序?qū)ΣＡР考M(jìn)行加工，以獲得一個(gè)氣體放電燈。
專利摘要
低額定功率、低壓力、充汞的小型氣體放電燈，其管殼(1)至少有兩個(gè)用管形聯(lián)接件(3)連接的相互平行排列的直管部分(2)，在每個(gè)直管的一端裝有電極(4)。其特征是構(gòu)成直管(2)終端的冷室(5)從聯(lián)接件(3)處沿管殼(1)縱軸方向凸出，凸出長度t＝0.15D至0.6D(D是直管直徑)。本發(fā)明也涉及該放電燈的制造方法。其特征是將截成適當(dāng)長度的玻璃管中間部分加熱到軟化點(diǎn)，制成U形彎頭后放入鑄模，吹入氣體使U形管成為鑄模形狀，再進(jìn)行加工成型而成。
文檔編號(hào)H01J9/26GK86102171SQ86102171
公開日1987年10月14日 申請(qǐng)日期1986年3月31日
發(fā)明者米克洛斯·哈吉塔, 吉奧佐尼·霍瓦思, 吉尤拉·帕羅茨, 塔馬斯·托達(dá), 約塞夫·托克斯 申請(qǐng)人:滕格斯拉姆股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan