专利名称：电磁感应灯的放电管及电磁感应灯的制作方法
技术领域：
本发明属于气体放电灯领域，特别涉及电磁感应灯的放电管和电磁感应灯。
背景技术：
现有的无极灯或电磁感应灯，具备长寿命、瞬间启动和开关次数不受 限制的显著优点，但是也存在一些不足。例如球泡形无极灯，采用内置式的电磁耦合方式，耦合频率太高，多为2.65MHz，电磁干扰问题突出，高 频电路复杂，因此成本高，光效约50 70Lm/W。近几年出现了一种电磁感 应灯，如美国专利(US2003011322)描述了一种闭环电磁感应灯，采用 外包式的电磁偶合方式，此类电磁感应灯耦合频率多为200 300KHz，较前 一种方式有明显改进，光效约70 80Lm/W，但是，使用的玻管直径较粗，一 般大于40mm，这对于集中于玻管中心线附近的紫外线的利用不是十分理想， 光效有待进一步提高；而且较粗的玻管在灯具里面形成了对光线的遮挡， 影响了实际光效；外包式的电磁偶合装置也影响美观；同时也存在成本较 高的问题。此外，这两种方案，因玻壳形状、光效、成本等问题，灯功率 难以做到更小或更大，因此使用场合受到一定限制。发明内容针对上述问题，本发明的目的是进一步改进放电管结构和电磁耦合方 式，提高光效、降低成本；另一个目的是拓宽灯的功率范围，并使放电管 的结构适合更多灯具，从而在更多的场合得到应用。本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的一种电磁感应灯的放电管，包括玻壳、内表面附着的荧光粉、抽真 空后充入的至少一种稀有气体、以及保留在玻壳内的至少一种状态的汞， 其特征在于玻壳采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或 两圈以上，放电回路构成闭环。所述的螺旋的平均周长小于玻管外经的17倍。所述的螺旋的中心线为圆弧线。
一种电磁感应灯的放电管，包括玻壳、内表面附着的荧光粉、抽真 空后充入的至少 一种稀有气体、以及保留在玻壳内的至少一种状态的汞， 其特征在于玻壳采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或 两圈以上，螺旋的首尾两端分别封接有从内部通向外部的导电材料。所述的螺旋的平均周长小于玻管外经的20倍。所述的螺旋的中心线为圆弧线。一种电磁感应灯，包括放电管、高频电路单元和电磁耦合装置，高 频电路单元的输出端连接到电磁耦合装置磁芯上的线圈，其特征在于放 电管采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或两圈以上，放 电回路构成闭环，电磁耦合装置的磁芯置于螺旋中并包围成环状或孔状。所述的螺旋的平均周长小于玻管外经的17倍。所述的螺旋的中心线为圆弧线。一种电磁感应灯，包括放电管、高频电路单元和电磁耦合装置，高 频电路单元的输出端连接到电磁耦合装置磁芯上的线圈，其特征在于放 电管采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或两圈以上，螺 旋的首尾两端分别封接有从内部通向外部的导电材料，电磁耦合装置的磁 芯置于螺旋中并包围成环状或孔状，从同一螺旋首尾两端伸出的导电材料 分别连接在-起。所述的螺旋的平均周长小于玻管外经的20倍。所述的螺旋的中心线为圆弧线。从同一螺旋首尾两端伸出的导电材料按照电场叠加的接法，连接到缠 绕在电磁耦合装置磁芯上的线圈。由于放电管采用较细的玻管，对于附着在管壁的荧光粉而言距离中心 线更近，集中分布在玻管中心线附近的紫外线将被更充分地利用，因此能 够提高光效，管经细的荧光灯光效高这一点是公知的；也因玻管外经较细， 且相临的螺旋之间有间隙，对光线的遮挡少，特别是螺旋的中心线为圆弧 时，相临的螺旋之间有较大的间隙，对玻管自身产生的光以及灯具反射的 光的遮挡都明显减少，进一步提高了实际光效。由于放电管有两圈以上的螺旋，在放电回路中每一圈螺旋感应的电场 都是互相叠加的，因此更容易实现电磁耦合而不需要使用很高的频率，电
磁干扰问题就容易解决，电路等方面比较简单，所以成本较低。特别是螺 旋的首尾两端分别封接有从内部通向外部的导电材料的技术方案，留在放 电管内部的导电材料可以是钨、镍、铁、钽和锆等金属及某种合金，这里 可以理解为冷阴极。冷阴极寿命也很长，并不影响电磁感应灯的长寿命。 该导电材料按照电场叠加的接法，连接到缠绕在电磁耦合装置磁芯上的线圈，能够进一步降低耦合频率，在100KHz以下也没问题，甚至可以使用普 通节能灯15 40KHz的频率，从根本上解决了电磁干扰问题。玻管在弯曲 时，只要生产工艺允许，同时磁芯及线圈能够放入螺旋之中，并有合适的 散热间隙，每一圈的螺旋周长应尽量短，螺旋的平均周长越短越容易耦合。 螺旋的平均周长在玻管外经的8至12倍之间较好。显然有冷阴极的技术方 案允许螺旋的平均周长略大一些。由于只使用一副磁芯就可以了，与高频电路单元耦合的线圈也只需一 个，高频电路更简单，所以成本也更低。本发明如果采用外经为4mm的玻管，两圈螺旋，灯功率可以做到1W， 用更细的玻管功率还能更小；采用外经为24mm的玻管，18圈螺旋，灯功率 可以做到400W，用更粗的玻管功率还能更大。本发明对光线的遮挡少，同 样的功率也更加紧凑，加之功率范围较大，因此能够适用于更多的场合及 灯具。此外本发明电磁耦合装置隐藏在螺旋之中，外形十分美观；如果电 磁耦合装置的磁芯和线圈外面包覆有反光材料，在点灯时更难看到它们， 同时也能提高实际光效。
图l:只有2圈螺旋的放电管； 图2:是图l的俯视图； 图3:有4圈螺旋的放电管； 图4:有10圈螺旋的放电管； 图5:有9圈螺旋半圆形的放电管； 图6:是图5的俯视图；图7:有两个9圈螺旋枣核形的放电管； 图8:有9圈螺旋半圆开环的放电管； 图9:是图8的局部放大图； 图10:是由4段开环螺旋放电管接成的椭圆放电管;图11:是图10的A向视图；图12:有10圈螺旋的放电管的整灯；图13:是图12的俯视图；图14:有两个9圈螺旋枣核形的放电管的整灯；图15:有两个9圈螺旋半圆开环的放电管的整灯；图16:是图15开环的放电管的电磁耦合示意图。
具体实施方式
参见图1和图2:放电管1由两个螺旋封接而成，其上带有两个封口的细玻管2和3，其-一为排气管，另一用于注液汞或存放故态汞。磁芯4安放 在图示位置。两个螺旋呈180°分布。参见图3:玻管11和玻管13，在焊缝12的位置封接而成，有4圈螺 旋，其上带有两个封口的细玻管14和15，其一为排气管，另一用于注液汞 或存放故态汞。4个螺旋呈90。分布。参见图4:玻管21和玻管23,在焊缝22的位置封接而成，有10圈螺 旋，其上带有两个封口的细玻管24和25，其一为排气管，另一用于注液汞 或存放故态汞。10个螺旋呈36。分布。参见图5和图6:玻管31有9圈螺旋，螺旋中心线为半圆，通过接桥 32封接成闭环，其上带有两个封口的细玻管33和34，其一为排气管，另 一用于注液汞或存放故态汞。参见图7:玻管41和玻管43，在焊缝42的位置封接而成，共有2个9 圈螺旋，其上带有两个封口的细玻管44和45，其一为排气管，另一用于注 液汞或存放故态汞。参见图8和图9:玻管201有9圈螺旋，螺旋中心线为半圆，放电回路 为开环，两个封口的细玻管204和205，其一为排气管，另一用于注液汞或 存放故态汞。细玻管204和205旁边封接有通向放电管内部的导丝202，导 丝202端部连有充当冷阴极的金属片203，固态汞206可以是汞丸、汞齐、 或辅助汞齐安放于细玻管204或205之内。参见图10和图11:是由4段放电回路为开环的螺旋放电管211和212 连成的椭圆放电管，细玻管213和214，其一为排气管，另一用于注液汞或 存放故态汞，导丝215端部连有充当冷阴极的金属片。此方案多用于大功 率灯的情况。关于图1至图11的放电管的进一步说明首先，抽真空后充入的稀有气体有氩气、或氩氪混合气等， 一般情况 下使用外经为4 24mm的玻管，玻管外经及总长度范围较大，充入的稀有 气体压力也有一定范围，在30 400Pa。其次，根据需要选择不同状态的荥，如液汞、汞丸、汞齐、辅助汞齐(铟网)。第三，有2圈的螺旋呈180。分布，有3圈的螺旋呈120。分布，有4 圈的螺旋呈90°分布。这样的螺旋，其中心线可以视为圆弧的特例。螺旋 的中心线是直线的更容易制造，可以视其中心线为圆弧半径无穷大的特例。第四，这里所述的螺旋是单头的，与现有螺旋灯有根本不同，它是双 头的。第五，为充分发挥电磁感应灯长寿命的优势，应该使用稀土三基色荧 光粉。参见图12和图13:放电管305有10圈螺旋，为闭环的放电回路。磁 芯307置于放电管305的螺旋中，耦合线圈306套在磁芯307上。支架303 用于连接放电管305和塑壳302，电子线路容纳在塑壳302之中，电子线路 的输入端与灯头301相连，输出端与耦合线圈306相连。支架303上的护 套304用于保护放电管305的排气管。参见图14:放电管314有2个9圈螺旋，为闭环的放电回路。磁芯315 和316置于放电管314的螺旋中，耦合线圈317套在磁芯315或和316上。 支架313用于连接放电管314和塑壳312，电子线路容纳在塑壳312之中， 电子线路的输入端与灯头311相连，输出端与耦合线圈317相连。支架313 上的护套318用于保护放电管314的排气管。参见图15和图16:放电管404和405各有9圈螺旋，为开环的放电回 路。磁芯407置于放电管404和405的螺旋中，耦合线圈406套在磁芯407 上。支架403用于连接放电管404、 405和塑壳402，电子线路容纳在塑壳 402之中，电子线路的输入端与灯头401相连，输出端与耦合线圈406相连。 从放电管404和405首尾两端伸出的导电材料按照电场叠加的接法分别与
缠绕在磁芯407上的线圈408和409连接。关于图12至图16的电磁感应灯的进一步说明-首先，磁芯一般使用铁氧体材料， 一副磁芯由两个半环包围成环状或 非圆的孔状。磁芯要安置在螺旋之中，有时为一了装配的需要，必须由3 部分甚至4部分组成，否则装不进去。磁芯之间应该有适当间隙，为了便 于固定，可以用厚度适当的绝缘材料夹在缝隙之中。磁环和线圈外面可以 包覆屏蔽材料，最好能够反光，也可以接地，减少电磁干扰。附图中，都是带灯头的光源，这是为更换的方便，其实电磁感应灯的 寿命很长，可达数万小时， 一些情况下，不存在更换的必要，用于没有灯 座的灯具时也可以不带灯头。本发明也可以直接做成灯具，利用灯具外罩 可以更充分地考虑电子线路的散热和电磁屏蔽问题。本发明的电磁感应灯，主要是通过改善放电管结构和电磁耦合方式， 从而实现发明目的。放电管内的物质成分可以与现有荧光灯的相同，如果 是其它能够吸收用本发明的方法耦合进灯管内的能量，并发光的物质成分， 也是可以的，如金属卤化物等。本发明列举的实施例是有限的，并不是对发明范围的限制，显然本领 域的普通技术人员用本发明的原理和思路能够派生出更多类似技术方案。
权利要求
1.一种电磁感应灯的放电管，包括玻壳、内表面附着的荧光粉、抽真空后充入的至少一种稀有气体、以及保留在玻壳内的至少一种状态的汞，其特征在于玻壳采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或两圈以上，放电回路构成闭环。
2. 根据权利要求l所述的电磁感应灯的放电管，其特征在于所述的 螺旋的平均周长小于玻管外经的17倍。
3. 根据权利要求1或2所述的电磁感应灯的放电管，其特征在于所 述的螺旋的中心线为圆弧线。
4. 一种电磁感应灯的放电管，包括玻壳、内表面附着的荧光粉、抽 真空后充入的至少一种稀有气体、以及保留在玻壳内的至少一种状态的汞， 其特征在于玻壳采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或 两圈以上，螺旋的首尾两端分别封接有从内部通向外部的导电材料。
5. 根据权利要求4所述的电磁感应灯的放电管，其特征在于所述的 螺旋的平均周长小于玻管外经的20倍。
6. 根据权利要求4或5所述的电磁感应灯的放电管，其特征在于所 述的螺旋的中心线为圆弧线。
7. —种电磁感应灯，包括放电管、高频电路单元和电磁耦合装置， 高频电路单元的输出端连接到电磁耦合装置磁芯上的线圈，其特征在于 放电管采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或两圈以上， 放电回路构成闭环，电磁耦合装置的磁芯置于螺旋中并包围成环状或孔状。
8. 根据权利要求7所述的电磁感应灯，其特征在于所述的螺旋的平 均周长小于玻管外经的17倍。
9. 根据权利要求7或8所述的电磁感应灯，其特征在于所述的螺旋的中心线为圆弧线。
10. —种电磁感应灯，包括放电管、高频电路单元和电磁耦合装置， 高频电路单元的输出端连接到电磁耦合装置磁芯上的线圈，其特征在于 放电管采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或两圈以上， 螺旋的首尾两端分别封接有从内部通向外部的导电材料，电磁耦合装置的 磁芯置于螺旋中并包围成环状或孔状，从同一螺旋首尾两端伸出的导电材 料分别连接在 -起。
11. 根据权利要求10所述的电磁感应灯，其特征在于所述的螺旋的 平均周长小于玻管外经的20倍。
12. 根据权利要求10或11所述的电磁感应灯，其特征在于所述的 螺旋的中心线为圆弧线。
13. 根据权利要求10或11所述的电磁感应灯，其特征在于从同一 螺旋首尾两端伸出的导电材料按照电场叠加的接法，连接到缠绕在电磁耦 合装置磁芯上的线圈。
全文摘要
本发明公开的电磁感应灯的放电管及电磁感应灯，属于气体放电灯领域。其放电管，包括玻壳、内表面附着的荧光粉、抽真空后充入的至少一种稀有气体，以及保留在玻壳内的至少一种状态的汞，玻壳采用截面较细的玻管弯曲成类似螺旋状，螺旋有两圈或两圈以上。由于放电管工作时每个螺旋中的电场是叠加的，耦合频率可以降低，电磁干扰问题容易解决，线路较简单，成本低。由于采用较细的玻管，对分布在玻管中心线附近的紫外线的利用更充分，同时螺旋管形对光的遮挡少，光效高。用该放电管制造的整灯光效高、成本低、功率范围大、适合更多场合。
文档编号H01J65/04GK101106053SQ20061010089
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月16日 优先权日2006年7月16日
发明者丁志强, 祁光辉, 郝晓生, 陶士勇 申请人:丁志强