低压汞汽放电灯和照明系统的制作方法

专利名称：低压汞汽放电灯和照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及设有离密封容器的两端不同距离的电极对的低压汞汽放电灯和照明系统。
背景技术：
已知一种由荧光灯代表的低压汞汽放电灯，当在灯泡中的汞汽压达到大约0.8Pa时，它照明的效率最高。此时，灯泡壁的冷点温度大约为40℃。
另一方面，在高气温下照明的灯或其灯泡具有高内壁负荷(wall load)(灯泡的每表面积的输入功率(input power))的灯，因为它在灯泡壁的冷点温度超出大约40℃而使用效率低。作为改进在高温度冷点下的灯照明效率，有一种方法是在灯泡中填充汞齐(amalgam)，它是汞与其他金属的合金，而且在高温度情况下降低汞汽压达到大约0.8Pa。这种方法主要用于紧凑型自镇流(selfballasted)荧光灯。
然而，当将汞齐用于普通荧光灯时，出现一个问题，即，当启动，特别是在低温的情况下，汞汽压降到很低，而且光通量的起始值变得很差。作为解决这个问题的一个手段，已知一种通过确实形成灯泡的冷点、降低在灯一端处的温度、离开设置在灯两端的电极之一有很长距离和充以纯汞(如在公开未审查的日本专利申请第267501/1994号中所揭示的那样)，提高照明效率的方法。
然而，根据上述离开电极之一端一段距离的方法显示出在把汞收集到在一端处形成的冷点以前包括总光通量的灯特征不稳定。
此外，即使将汞收集到冷点，而且灯特征稳定了，由于施于灯的振动等等，使得汞也可能从冷点移动到另一部分，而且灯特征可能再次回到不稳定状态。
最近，已逐渐发展一种荧光灯，在周围温度高的情况下使用的照明装置中的大照明输出情况下，以高于某一等级的照明效率照明的上述荧光灯，而且作为在1999年3月的“关于能量使用合理化法律”(Law relative torationalization of use of energy)修订的结果，这个问题变得越来越重要。
由于上述问题，进行本发明，其目的在于提供能够提高启动光通量并减小灯特征稳定的时间的低压汞汽放电灯和照明设备。
发明概述一种低压汞汽放电灯包括透明气密容器；安装在所述气密容器两端的电极对，而且如此安装从而一个电极离开一端的距离长于另一个电极离开另一端的距离；填充所述气密容器的汞放出体；和包括从所述汞放出体释放的汞以及惰性气体的放电介质。
此外，本发明的低压汞汽放电灯的透明气密容器可以是所提供的任何管，它能够透射从在气密容器中形成的荧光膜放出的紫外线或可见射线，而且将从周围空气放出的射线和从内部的光晕(envelope)发出的射线分开，而且不限定它的材料、形状和直径。一般，为了适应环境、经济和可使用性的原因，在多种情况下使用碱石灰玻璃。此外，对于一般照明使用，可在多种情况下使用纤细的管状气密容器。
一般将设有灯丝圈的热电极用作电极。然而，在本发明中可使用具有电子辐射材料和其他任何材料的冷电极、瓷电极。
将电极设置在离开由引线等制成的端一段距离的位置上。除了将引线附在容器端的喇叭状或钮扣状柱上以外，支撑电极的引线也可以按照压密(pinchseal)的直接装引线的方法嵌入容器。
将电极对设置在离各端不同长度意味着使在各端和电极之间的长度不同以在端和电极之间形成冷点。
可以纯汞或汞齐的形式充入作为放电介质的汞。充入的方法和使用量可根据通常方法。通常，主要将氩用作惰性气体。然而，可单独或混合使用氖(Ne)、氪(Kr)和氙(Xe)。可将已知的充填压力范围用于惰性气体。
在填充到容器之前，汞放出体携带汞，而在填充之后，它可将汞放出(emit)到容器中。考虑多种方法，例如，用其他金属制成汞合金的方法、物理或化学吸收在其他材料中的汞的方法，或者把汞以可填充到容器的大小填充到小容器中，来携带汞。然而，假使可将汞容纳在所需容器中，那么可使用任何种方法。
考虑到将汞收集到在一端形成的冷点所需的时间，通过由发明者所进行的试验可确定它涉及到填充到容器中的汞量。此外，还发现当填充汞量太多时，将发生收集到冷点的汞通过振动等从冷点移到其他部分的这一现象，而且还发现在填充有只需照明用的汞量的灯的情况下，汞很少移动，而且不影响灯特征。换句话说，在容器中被收集到冷点的过量汞的时间被推迟了，而且汞从冷点移到其他地方。
根据本发明，在一端形成冷点，而且由汞放出体填充汞，因此，在容器中几乎没有过量汞存在，光通量启动加快，收集到冷点的汞很少移到其他部分，而且稳定灯特征。
此外，这里所提到的光通量启动并不意味着诸如在点亮灯之后光通量一旦上升时的光通量的临时上升，当后来的温度上升超出最大效率，而光通量下降时，汞汽压还连续上升，而是表示在短时间内稳定光通量的启动。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，气密容器的特征在于它是环型的。
根据本发明，可以提高主要在家庭照明装置中使用的环型荧光灯的照明效率，而且在启动时刻稳定灯特征。
此外，在低压汞汽放电灯中，汞放出体的特征在于将它设置在一个电极侧。
虽然，没有具体限制安排汞放出体的方法，但是枚举了关于将它安装在一个电极侧旁的细管中、用诸如玻璃的部件固定它等等的方法。当汞放出体是加热和熔化型时，通过加热可将它固定在容器的内表面上的所需点上。
根据本发明，通过利用在汞放出体中的剩余汞吸收力的作用，可以容易地将汞收集到在一端形成的冷点，于是光通量的启动更快，而且能更加确定地稳定灯特征。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，汞放出体的特征在于当将放电灯安装在照明装置中时，将它设置在低于一个电极的点。
根据本发明，在低于电极的点处形成冷点，其中在水平照明时将汞放出体设置在该点处，因此可确定地利用当将汞收集到冷点时，汞放出体的汞吸收力的作用。
此外，本发明的低压汞汽放电灯的特征在于它设有直径互不相同的并设定在同一平面上的同心圆状态下的第一和第二环型容器；设置在第一和第二环型容器的一端处的第一和第二电极；在远离第一和第二环形容器的另一端处通过放电空间形成的桥，从而在第一和第二电极之间发生放电；在桥和环型容器的另一端之间形成的无放电路径形成区域；填充在环型容器中的汞放出体，从而将它设置在无放电路径形成区域中；和覆盖环型容器的一端和另一端部分。
根据本发明，可以提高主要用于家庭使用的照明装置中的双环型荧光灯的照明效率，以及在启动时的灯特征。
此外，本发明的第一汞汽放电灯的特征在于它设有平行设置的第一和第二直管容器，设置在这些第一和第二直管容器端处的第一和第二电极，在远离第一和第二直管容器的另一端的点通过放电空间形成桥从而在第一和第二电极之间发生放电，在桥和环型容器的另一端之间形成的无放电路径形成区域，在第一和第二直管容器中充入的汞放出体，从而可安排在该无放电路径形成区域内，以及覆盖直管容器的一端的底座。
根据本发明，可以提高主要用于家庭、设备和商店的照明装置的紧致型荧光灯的照明效率，并稳定在启动时刻的灯特征。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，汞放出体的特征在于它是颗粒状合金，它包括汞和来自包含铋、锌、锡、铅、银、铟、铜和锑的组中至少一种金属。
根据本发明，可根据相对简单的方法将汞填充在容器中。此外，根据合金的种类，可将汞汽压控制在所需特征。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，汞放出体的特征在于它是注入汞的多孔颗粒状介质，由来自包含硅、铝、钛、铁和玻璃的组中的至少一种构成。
作为包含电解分离铁(Fe)的块状物质的多孔介质是适合的，其中通过把铁电极浸入汞获得上述电解分离铁并通过施加机械压力将它加硬成杆状。
根据本发明，可用相对简单的方法将汞填充在容器中。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，汞放出体的特征在于它的金属衬底表面涂敷钛-汞合金。
对于这里提到的汞放出体，可使用由SAES Getter有限公司等制成的品名为“GEMEDIS”的产品。通过将该汞放出体设置在电极周围，可以当高频感应加热时由这种装置放出汞。
根据本发明，可通过相对简单的方法将汞填充到容器中。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，汞放出体的特征在于它是包含处于容易放出状态下的汞的容器(capsule)。
根据本发明，可通过相对简单的方法将汞填充在容器中。
此外，在本发明的低压汞汽放电灯中，气密容器的特征在于其中形成荧光隔膜，而且在灯泡的内壁符合为500W/m2或更高情况下照明。
已知，可将各种荧光材料用于荧光隔膜，而且例如卤化磷酸盐磷光体、三波长发光型稀土金属磷光体，等等可用于一般使用的荧光灯。此外，无需多说，根据荧光灯的用途和级别可使用任何荧光材料。
对灯泡的内壁负荷的定义是容器与放电路径相对的内表面的每表面面积的灯输入电功率，排除容器在其中不形成放电路径的那部分的内表面。
根据本发明的低压汞汽放电灯，可以提供具有快速光通量启动的高负荷型荧光灯和稳定的灯特征。
此外，低压汞汽放电灯的特征在于从在容器中形成的冷点到容器远离它的那端的汞扩散路径大于长400mm，在汞扩散路径的长度范围400-500mm内，对于每个汞扩散路径的填充汞量小于6mg，和当汞扩展路径的长度大于500mm时，满足关系M≤2800/S，其中S是灯泡的表面积(cm2)和M是对于每个汞扩散路径的汞的填充量(mg)。
汞收集到在容器中形成的冷点所需的时间与汞的填充量相关的原因已在上面描述。这里，发现汞的该填充量的上限值依赖于汞扩散路径的长度和容器的内表面积。换句话说，汞的移动是汞汽被扩散到容器中的低气压区的现象。如果容器的汞扩散路径很长，那么过量汞移动所需的时间变长，因此必须根据汞扩散路径的长度调节填充的汞量。此外，如果容器直径很小，而且它的长度很长，那么对于汞汽很难扩散，因此要求知道与根据容器的直径和长度算得的内表面积成反比的汞填充量的上限。
当发明者测量启动稳定性特征时，通过改变各种低压汞放电灯的汞填充量，确定通过用容器的内表面积S(cm2)除以校正系数2800获得的数值可以规定汞填充量M(mg)。此外，也有例外；即，当汞扩散路径的长度是在400-500mm的范围内时，在根据校正系数和内表面积S之间的关系获得的汞填充量的上限值周围，满足汞汽扩散的条件；然而，汞量相对容器的容量变得更加过量，而且当由过量的汞产生变黑时，通过颗粒状汞的移动对放电起到反作用，而且颗粒施加振荡，因此需要规定汞填充量低于绝对量。通过测试，可确定当在汞扩散路径的长度范围是400-500mm的范围内，汞填充量低于6mg时，不会产生这些缺陷。此外，还确定在其汞扩散路径长度小于400mm的放电灯的情况下，如果通过汞放出体填充的汞量小于液汞量(最好是5mg或更少)，那么满足稳定性特征，而且不会产生上述缺陷。
此外，汞扩散路径是指当在管形容器的一端形成冷点时，从容器的一端到另一端的路径，还意味着当在中间区域形成冷点时，从冷点到管状容器的端对(根据形状，多于两个端)的路径，例如，管状容器的不放电路径形成区域。因此，当在中间区域(诸如管状容器的不放电路径形成区域)形成冷点时，有多于一个的汞扩散路径，而且将获得用于汞扩散路径的附加值定义为汞填充量的上限值。在这种情况下的内表面积S还不是整个容器的，但是可根据容器与每个汞扩散路径相对的内表面积部分计算得出。
根据本发明，可以最优化填充到具有长度超过400mm的汞扩散路径的低压汞汽放电灯中的汞量。
此外，本发明的照明系统包括在本发明中所述的低压汞汽放电灯、稳定点亮该低压汞汽放电灯的照明系统和容纳低压汞汽放电灯的照明系统的主体以及照明系统。
根据本发明，能够提供一种设有上述本发明的低压汞汽放电灯的照明系统。


图1是示出在本发明的第一实施例中的荧光灯的示意剖面图；图2是示出在第一实施例中的荧光灯的光通量和照明经过时间之间的关系的示图；图3是示出安装在照明系统中的如图1所示的荧光灯的状态的示意正视图；图4是示出在本发明的第二实施例中的环型荧光灯的平面图；图5是示出如图4所示的荧光灯的放大实质部分的剖面图；图6是示出安装在照明系统中的如图4所示的荧光灯的状态的实质部分的放大剖面图；图7是示出在第二实施例中的环型荧光灯的光通量和照明经过时间之间的关系的示图；图8是示出在本发明的第三实施例中的双环型荧光灯的示意平面图；图9是在本发明的第四实施例中的紧致型荧光灯的示意平面图。
实施本发明的最佳模式下面，参照附图，描述本发明的较佳实施例。
图1是示出在本发明的第一实施例中的荧光灯的示意剖面图。
只对于高频率照明型，将输入功率24W施于在该实施例中的荧光灯101。
用钠玻璃将透明气密容器1制成长窄的直管，其直径大约为16mm和549mm长。
电极2和2’对是热阴极型，其中圈状灯丝涂敷有放出体而且在气密容器1中相互分开相对设置。将这些电极对2和2’密封在灯泡两端，由在灯泡1中的喇叭状引线柱(flare stem)(如下所述)把这些电极对密封在灯泡的两端。即，由在两端形成的密封部分1a和1a’密封它们。
如此设置电极2和2’对，从而来自电极2的密封部分1a的长度L1变得比来自另一电极2’的密封部分1a’的长度L2长大约15mm。此外，在该实施例中的L1大约是35mm和L2大约是20mm。
将铅玻璃制成的喇叭状引线柱3和3’对密封在玻璃管1的两端，构成气密容器1的一部分、支撑并将电极2和2’密封在气密容器1中。把引线4和4’密封在这些引线柱3和3’，以支撑电极2和2’。将这些引线4和4’从外面连到灯座插头(未图示)，其中上述灯座插头连到气密容器1的密封部分1a和1a’。
在该实施例中所用到的汞释放体5是在直径大约为1mm的球体中制成的锌-汞齐。将汞释放体5设置在电极2处的引线柱3的根部，其中上述电极2离开管1的端部有一段更长的距离。此外，可将汞释放体5设置在引线柱3上形成的细管(thin tube)6中，而不是设置在引线柱3的根部。
在管1的内表面上形成荧光隔膜7。此外，可在管1的内表面上形成的保护隔膜上形成荧光隔膜7。已知多种荧光材料可用于荧光隔膜7，例如，卤代磷酸盐磷光体(halo-phosphate phosphor)、稀土金属磷光体、三波长发光型稀土金属磷光体，等等，都可用于普通照明的荧光灯。
接着，描述该实施例的操作过程。点亮本实施例的荧光灯101和以相同结构(除了充入纯汞而没有用汞放出体之外)的荧光灯(试验用产品)。比较测试结果。
作为第一测试条件，测试在相同周围温度下打开荧光灯之后稳定灯特征(电特征、总光通量)所需的时间。在该实施例中荧光灯所需的时间是20分钟，而试验用荧光灯所需的时间是100-200小时。
于是，对于该实施例中的荧光灯，稳定灯特征所需的时间明显短，而且稳定试制荧光灯所需的时间很长，和在灯打开器件输出的光通量的波动变得很大。如此估计是因为汞在冷点处冷凝需要时间，而且由于在试制荧光灯中存在过度汞并容易移到其它部分，所以得不到所需汞汽压。此外，当在该实施例中的汞释放体是汞齐时，存在一些汞吸收力，而且认为这受到汞趋于在设置该汞齐的密封部分1a侧冷凝的这一事实的影响。
图2是示出第一实施例的结果的示图。在纵坐标轴上示出光通量的相对值，而且在横坐标上示出照明经过时间。在该图中，(ⅰ)示出在第一实施例中的荧光灯和(ⅱ)示出充满20mg液汞而不是小球(pellet)的试验用荧光灯。
如从该图中示出，试验用荧光灯在经过时间A时输出最大光通量一次，但是输出逐渐下降，而且不稳定输出持续一段时间。这是因为当打开灯时在管内温度上升并达到最佳汞汽压(大约0.8帕)之后，温度持续上升超过该最佳汞汽压。此后，在管中的所需点处形成冷点，而且汞开始冷凝，因为超出的汞太多，所以汞汽压变得不稳定直至汞完全冷凝在冷点，而且光通量也不稳定。于是，试验用荧光灯直到时间C(几百小时后)才达到最大照明光通量。
相反，在该实施例中的荧光灯的情况下，当在电极2和密封部分1a之间的空间中形成冷点时，升温慢于试验用灯的，而且达到最大光通量的时间B稍慢于时间A。然而，经过时间A和B都是几十秒的数量级，而且几乎不影响实际运用。在该实施例中，当设定L1从而冷点变成最佳温度(大约40℃)，在经过时间B之后，灯以最大光通量照明。
当第二测量条件情况下，评估该实施例的荧光灯和试验用荧光灯的光通量产生特征。结果，在该实施例中的荧光灯是令人满意的，而且与充以纯银的试验用荧光灯没有多大的区别，并当与具有相对低汞汽压特征的汞齐(诸如，传统铋-铟等等)相比较时，有更加显著的进步。
此外，当可通过改变电极2的高度L1来控制在冷点处的温度时，可以设计荧光灯的总光通量，以根据荧光灯的各种特征来最优化它。
在该实施例中，将汞齐颗粒用作汞释放体5，但还可用注入汞的钛或玻璃制成的多孔介质球。
此外，可将商品名为“GEMEDIS”的带有涂敷在电极附近的金属基表面上的钛-汞合金作为密封圈的产品用作汞释放体。
此外，还可将具有包含汞的容器的用于在密封管1之后从容器释放汞的细管6用作汞释放体。
图3是示出如图1所示的安装在照明系统中的荧光灯的状态的正视图。在该示图中，照明系统主体20设有套11和11对来支撑本发明的荧光灯101，而且将照明系统12容纳在其中。
接着，参照图4至6，描述本发明的第二实施例的环型荧光灯。图4和环型荧光灯的平面图，图5是如图4所示的荧光灯的实质部分的放大剖面图和图6是示出如图4所示的安装的照明系统中的荧光灯的状态的实质部分的放大剖面图。此外，为了方便，通过简化示出在该实施例中的环型荧光灯，因此在该图中的尺寸比例与实际灯不同。此外，可用相同标号表示与第一实施例中相同的元件，而且省略详细描述。
气密容器1是由碱石灰玻璃制成的环型管。气密容器1的外直径大约是16.5mm，厚度大约为1.1mm，环外直径大约是373mm和环内直径大约是340mm。此外，该实施例的环型荧光灯是额定功率为34W的FHC型灯。
将铅玻璃制成的喇叭状引线柱3L和3S分别密封在该气密容器1的两端。这些柱3L和3S具有引线柱管，其外直径大约为8mm和在除了密封部分之外的中间部分的厚度大约为1.0mm。
把引线柱3L密封在密封容器1的一端侧的密封部分1a中，和将引线柱3S密封在另一端侧的密封部分1a’。
在引线4和4’对以及由铅玻璃制成的外直径大约是5.5mm以及厚度大约为0.9mm的细管6和6’穿过引线柱3L和3S，而且在向气密容器1的外侧突出大约5-10mm的点密封。在引线柱3L中密封的细管6用作排气管，来在弯曲气密容器1之后进行排气。
由圈状灯丝组成的放电极2连接在引线4，4和4’，4’端之间，而且将引线4，4和4’，4’的另一端引到气密容器1的外面。
熔化由汞齐球组成的汞放出体，并固定在引线柱3L侧的密封部分1a和用于当弯曲它时卡住(chuck)气密容器的节点之间。这种汞放出体5是直径大约为1mm的颗粒状锌-汞合金，在弯曲气密容器1之后从细管6填充，通过从密封部分1a的外侧吹来热气熔化和固定。此外，从汞放出体5释放入气密容器1的汞大约是6mg。此外，固定在该实施例中的汞放出体5，但是不需要固定它来获得启动的稳定特征，而且可以在气密容器1中可移动填充。然而，如果将汞放出体5固定在气密容器1中，那么可抑制通过在运输和安装期间施于环型荧光灯的振荡产生的声音，而且不至于破坏荧光隔膜，以及后面将要描述的电极2和2’。此外，如果将汞放出体5安装在细管6中，那么可以省略固定处理和控制。此外，对于熔化和固定汞放出体5或者释放汞所需的加热，除了如上所述的吹入热气的方法之外，可以利用在排气和弯曲处理期间，加热气密容器之后所剩热量。
引线柱3L和3S具有于密封部分1a和1a’不同的长度。即，引线柱3L的引线柱的长度Sh大约为27mm，而且安装高度(mount height)Mh(从密封部分1a到电极2的长度)大约是37mm。此外，引线柱3S的引线柱管的长度Sh’大约是13mm，而且安装高度Mh’大约是22mm，和该引线柱3S的尺寸与传统产品的相同。
在气密容器1的内表面上，形成由三带发光型(three band luminous type)稀土金属磷光体或连续带发光型卤化磷酸盐磷光体构成的荧光隔膜7。例如，在气密容器1的内表面上形成包含铝矾土(Al2O3)微粒的保护隔膜，而且可在该保护隔膜上形成这种荧光隔膜7。在气密容器1中单独或者混合充入汞和这种稀有气体(如氩(Ar)、氪(Kr)、氖(Ne)、氙(Xe))作为放电保持介质(discharge retaining medium)。在该实施例中，在压强大约为2.5托的气密容器1中，充入100％的氩(Ar)。
通过把它们架在气密容器1的两端，在密封部分1a和1a’之间安装底座(base)9。电气连接到电极的4个引线插头91从该底座9向气密容器1的中央侧倾向地突出。在这4个引线插头91的垂直和侧向点之间的空间大约为6mm和10mm，与传统标准化底座的插头空间尺寸不同，从而不能将传统插座安装到底座9上，从而阻止它们的错误插入。
将环型荧光灯102安装并支撑在照明装置的灯架(lamp holder)(未图示)上，而且将插座插入引线插头91，通过高频照明电路供电，导致放电并点亮灯。
接着，描述在该实施例中的操作过程。在环型荧光灯102上，通过在电极2和2’之间发生的放电，继续发光，而且气密容器1的温度上升。通过这种照明使得温度最高的点靠近电极2和2’。此外，最低温度点是通过在引线柱3L侧的节点以环形形成的密封部分1a，而且该最低温度点变成冷点。
如图6所示，可见在将环型荧光灯102水平安装在照明装置(未图示)中的状态下，把汞放出体5固定在低于密封部分1a的位置上。当环型荧光灯102水平发光时，在低于密封部分1a的固定汞放出体5的点处形成冷点，而且可以通过当将汞收集到冷点时利用汞放出体5的汞吸收力的作用，有效地收集汞。
在该实施例中，汞放出体5固定在低于密封部分1a的点，因为在低于密封部分1a处形成冷点。然而，当在细管6中形成冷点时，理想的是在细管6中固定汞放出体5。
在管外直径是29mm的传统环型荧光灯的情况下，在大多数情况下离开电极对最远的气密容器的中央部分处形成冷点。在该实施例的环型荧光灯的情况下，这种管的内直径细如20mm或者更低，而且它的灯泡的内壁负荷(wallload)(在管中的每表面面积的输入功率)超出500W/m2，因此温度在具有大于气密容器的中央部分的安装高度Mh的引线柱3L的密封部分1a处变低，即放电路径的当中，而且在此形成冷点。特别是，在引线3L侧形成的冷点具有一个优点，那就是当它离开电极2和放电路径多于30mm的距离时，它很难受到放电热量的影响，而且可能将冷点保持在相对适当的温度，即使当被安装在有罩子的照明装置中，而且在该装置中的温度很高。因此，通过使得汞汽压强接近最适当值，可以抑制发光输出下降，并提高发光效率，即使在周围温度高的情况下灯连续点亮时。
根据由本发明者等进行的试验，确定当在其气密容器的外直径细如14-18mm(厚度0.8-1.3mm)的环型荧光灯102上引线柱3L的安装高度是30-50mm和引线柱光高度Sh是20-40mm时，出现上述影响。当引线柱3L的安装高度Mh小于30mm时，放电所产生的热量影响细管6或密封部分1a，而且不作为冷点。此外，当安装高度高于50mm时，电极部分靠近弯曲的气密容器的壁，而且破坏荧光隔膜，或者在不是理想的气密容器上反射电极部分的阴影，而且在根据荧光灯的种类变化的安装高度35-45mm的情况下效果最好。
此外，关于引线柱3L的引线柱管高度Sh，从制造的角度来看，当考虑到放电产生的热效应，20-40mm是理想的。
当在该实施例中使得环型荧光灯102的引线柱3L的安装高度Mh为37mm、使得引线柱3S的安装高度Mh’是23mm，在灯电压125V灯电流380mA和灯功率48W下开灯，并在环境温度35℃时测其初始光通道，以及开灯100小时后，可确定它在总光通量42501m和86.8 lm/W的高效率下发光。另一方面，当在引线柱3L和3S的安装高度Mh和Mh’都是23mm时在相同灯功率，周围温度35℃的情况下，测定初始光通量时，灯效率下降大约5％，因此可见特别提高了在高温环境中的该实施例中的环型荧光灯102的照明效率。
此外，当在该实施例中的环型荧光灯102水平照明时，在密封部分1a处形成冷点，将在气密容器1中的汞快速通过汞汽扩散收集到冷点，光通量快速启动和灯特性稳定。填充在气密容器中的汞量在收得到冷点以后小如大约6mg，而且不存在由于振荡等等，汞从冷点移到其他部分的现象。
此外，由于在低于密封部分的固定汞放出体5的位置上形成冷点，所以可以利用在将汞收集到冷点时汞放出体5的汞吸收力的作用，有效地吸收汞。
图7是示处第二测量的结果示图，而且在纵坐标轴上示出光通量的相对值，并在横轴上示出照明经过时间。在该示图中，实线所示从(ⅲ)是在第二实施例中的环型荧光灯，和破折线示出的(ⅳ)是作为比较例子的环型荧光灯。比较例子的环型荧光灯与在第二实施例中的环环荧光灯相同结构，除了填充20mg的液体纯汞，而不是汞放出体。
如图7所示，第二实施例的环型荧光灯达到100％相对光通量值，而且在开始照明之后的大约3分钟饱和，同时比较例子的环型荧光灯在开始照明之后的3分钟内达到100％的相对光通量，但是此后，光通量下降大约8.5％，而且不稳定输出持续一段时间。于是，当在开始照明之后，过去80分钟时，再次达到100％的相对光通量值。
考虑到用于比较的环型荧光灯的光通量变得不稳定，因为在气密容器中的密封部分1a处形成冷点，而且开始将汞收集到该冷点，但是气压变得不稳定，直至由于存在过量汞而完全凝结在冷点。
接着，参照图8和图9，示出在第三和第四实施例中的双环型荧光灯和紧致型荧光灯。用相同标号表示与第一和第二实施例中相同的元件，而且省略对它们的描述。
图8是在第三实施例中的双环型荧光灯的示意平面图。
双环型荧光灯103设有气密容器1和1’作为第一和第二环型管，它们的直径互不相同。将这些气密容器1和1’定位成在同一平面上的同心圆形，并用桥8连接。此外，这些气密容器1和1’的内直径大约是18mm，而外直径分别为334mm和400mm。
在这些气密容器1和1’的一端侧，安排第一和第二电极2和2’。在离开气密容器1和1’的另一端1c和1c’18-26mm的位置上形成桥8，从而产生放电空间以在电极2和2’之间放电。
在桥8和气密容器1和1’的另一端1c和1c’之间，存在不放电路径形成区域13，其中形成不放电路径，而且该不放电路径形成区域13变成冷点。
与第二实施例相同，将包含锌-汞合金的直径为1mm的颗粒状汞放出体5固定在不放电路径形成区域13的气密容器1’的内表面上。
把底座9安装在气密容器1和1’的一端和另一端1c和1c’。此外，把底座9安装在气密容器1和1’上，从而不覆盖桥8和一部分不放电路径形成区域13。
在双环型荧光灯10的情况下，在第三实施例中，在不放电路径形成区域13中形成冷点，在与上述实施例相同点亮荧光灯时，通过扩散汞汽，将在气密容器1和1’中的汞快速收集到冷点，光通量快速启动，而且稳定灯特征。当在气密容器中的汞量小如6mg时，在冷点处收集到的汞不通过振荡移到其他部分。在该情况下，从固定汞放出体5的端1c’分别到电极2和2’形成汞扩散路径，因此填充的汞量低于上限值，它是对于这两个汞扩散路径中的每个路径规定的上限值的附加值。在该实施例的情况下，计算时，对于每个汞扩散路径的填充汞量的上限值是4.5mg，而且因此，整个汞扩散路径的汞的填充量的上限值变成9mg。
此外，当在其中固定汞放出体5的不放电路径形成区域13中形成冷点时，可以利用在将汞收集到冷点时汞放出体5的汞吸收力的作用，有效地收集汞。
此外，当在另一端1c和1c’形成的细管(未图示)中形成冷点时，理想的是将汞发出体5安排在细管中。然而，如果灯特征是稳定的，那么将可汞放出体5填充在可移动状态下的气密容器1和1’。
图9是在第四实施例中的紧致型荧光灯的示意平面图。
紧致型荧光灯104具有平行直管的气密容器1和1’。通过桥8将这些气密容器1和1’互连。此外，这些气密容器1和1’的内直径大约是15mm，而管长度大约1，150mm。
在这些气密容器1和1’的一端，排列第一和第二电极(未图示)。在离开气密容器1和1’的另一端1c和1c’30mm点形成桥8，从而产生用于导致放电的放电空间。
在桥8和气密容器1和1’的另一端1c和1c’之间，存在不放电路径形成区域13，其中形成不放电路径，而且不放电路径形成区域13变成冷点。
在不放电路径形成区域13中的气密容器1’的内表面上，与第二实施例相同，固定包含锌-汞合金，直径大约为1mm的颗粒状汞放出体5。
将底座9安装在气密容器1和1’的一端侧上。
在第四实施例中的紧致型荧光灯104的情况下，在不放电路径形成区域13中形成冷点，而且通过点亮荧光灯，通过汞汽扩散，将在气密容器1和1’中的汞快速收集到冷点，快速产生光通量，而且与上述实施例相同稳定灯特征。当在气密容器中的汞量小如大约6mg时，不存在通过振荡等将在冷点收集到的汞收集到冷点。
此外，当在其中固定汞放出体5的不放电路径形成区域13中形成冷点时，可以通过当将汞收集到冷点，利用汞放出体5的汞吸收力的作用，有效地收集汞。
此外，当在其他端1c和1c’处形成的细管(未图示)中形成冷点时，理想的是将汞放出体5安排在细管中。然而，如果灯特征是稳定的，那么可以在气密容器1和1’中可移动地填充汞放出体5。
根据本发明，在荧光灯的一端形成冷点，而且有汞放出体将汞填充在气密容器中，因此在气密容器中不存在过量汞，快速启动光通量，在冷点中收集到的汞很少移到其他部分，而且稳定灯特征。
此外，这里所提到的光通量的启动不意味着在启动照明时一次上升之后光通量的临时上升，而且在后来的温度上升时连续汞汽压上升超过最大效率，而是表示在短时间内的稳定光通量启动。
权利要求
1．一种低压汞汽放电灯，其特征在于，包括透明气密容器；安装在所述气密容器两端的电极对，而且如此安装从而离开一端的距离长于离开另一端的距离；填充所述气密容器的汞放出体；和包括从所述汞放出体释放的汞以及惰性气体的放电介质。
2．如权利要求1所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，所述气密容器是环型的。
3．如权利要求1或2所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，将所述汞放出体设置在所述电极的一侧。
4．如权利要求3所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，当在水平状态下将放电灯安装在发光装置中时，将所述汞放出体设置在低于所述电极一侧的位置上。
5．一种低压汞汽放电灯，其特征在于，包括直径不同并定位在同一平面上的同心圆中的第一和第二环型管；设置在所述第一和第二环型管的一端的第一和第二电极；在离开所述第一和所述第二环型管的另一端的位置上通过放电空间形成的桥，从而在所述第一和第二电极之间产生放电；在所述桥和所述环型管的另一端之间形成的非放电路径形成区域；在环型管中充入汞放出体，从而设置在所述非放电路径形成区域中；和覆盖所述非放电路径形成区域在所述环型管的一端和另一端的部分的底座。
6．一种低压汞汽放电灯，其特征在于，包括第一和第二直管；在所述第一直管的一端形成的第一电极和在所述第二直管的一端形成的第二电极；在离开所述第一和所述第二环型管的另一端的位置上通过放电空间形成的桥，从而在所述第一和第二电极之间产生放电；在所述桥和所述直管的另一端之间形成的非放电路径形成区域；在所述第一和第二直管中充入汞放出体，从而被设置在所述非放电路径形成区域中；和覆盖所述直管的一端侧的底座。
7．如权利要求1至6中任一权利要求所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，所述汞放出体是颗粒状形合金，它包括汞和来自包含铋、锌、锡、铅、银、铟、铜和锑的组中至少一种金属。
8．如权利要求1或2所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，所述汞放电体是充入汞的多孔介质球，所述多孔介质球主要包括来自包含硅、铝、钛、铁和玻璃的组中的至少一种。
9．如权利要求1或2所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，在金属底座表面上所述汞放出体涂敷有钛-汞合金。
10．如权利要求1或2所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，所述汞放出体是内侧包含汞的容器，从而能够放电。
11．如权利要求1至10中任一权利要求所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，在气密容器中形成荧光隔膜，从而在灯泡的内壁负荷为500W/m2的情况下照明。
12．如权利要求1至11中任一权利要求所述的低压汞汽放电灯，其特征在于，在容器中形成的冷点到所述容器离所述冷点最远的一端的每个汞扩散路径的长度大于400mm，在所述汞扩散路径长度为400-500mm的范围内对于每个汞扩散路径充入的汞量小于6mg，而当所述汞扩散路径的长度超出500mm时，满足下列关系M≤2800/S其中，S(cm2)是当所述汞扩展路径的长度超出500mm时在管内的表面积，和M(mg)是对于每个汞扩散路径的充入汞量。
13．一种照明系统，其特征在于，包括根据如权利要求1至12所述的低压汞汽放电灯；稳定地点亮所述低压汞汽放电灯的照明装置；和容纳所述低压汞汽放电灯和所述照明装置的主体。
全文摘要
一种低压汞汽放电灯(10'),包括透明气密容器(1);安装在所述气密容器(1)中并设置在两端的电极对(2)和(2’),从而一个电极离开密封部分(1a)和(1a’)的距离长于其他电极的,在气密容器中填充的汞放出体(5)和包含从汞放出体(5)释放的汞和惰性气体的释放介质。在低压汞汽放电灯(10)的一个密封部分(1a)处形成冷点,而且由汞放出体(5)填充汞,因此在管(1)中几乎不存在过量汞,光通量快速启动,在冷点中收集到的汞很少移到低压部分,而且灯特征稳定。
文档编号H01J61/12GK1286801SQ99801695
公开日2001年3月7日 申请日期1999年9月21日 优先权日1998年9月29日
发明者依藤孝, 杉山谦二, 中村俊之, 山田市郎 申请人:东芝照明技术株式会社