专利名称：带螺旋形放电管的放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种低压放电灯，此放电灯包括一个二重螺旋形的放电管，而此放电管又包含两个螺旋形的放电管部分。此放电灯上设有连接螺旋形放电管部分的端部的低温室部分。
背景技术：
在本技术中低压放电灯是大家所熟知的。这些放电灯都包含有少剂量的汞，汞在放电弧的作用下而发光。为了获得最大的光输出，需要对汞蒸汽进行控制并稳定在一个十分明确的分压上。在放电管上制作了一个所谓的低温室并选择低温室中适当的温度，来对汞蒸汽进行控制并使其稳定是可能的，这里的低温室是气体放电管中最冷的点。
在前德意志民主共和国发表的专利No.DD 212 843中，公开了一种螺旋形的小型日光灯。这种日光灯包含有一笔直的气体放电管部分，此笔直的气体放电管部分被另一单螺纹螺旋形气体放电管部分环绕着。由于制造这两个有不同形状的不同气体放电管部分需要两条分离的生产线而增加了生产成本，所以实际上这种已知的日光灯没有流行开来。而且，此放电灯总的外观及其光强分布也不是完全令人满意的。
德国专利申请No.DE 41 33 077公开了另一种螺旋形放电灯，然而它却带有一个二重螺旋形的放电管。在已知的这种放电灯中，低温室位于灯的顶部，处在构成了二重螺旋两股的放电管部分的两端部之间。此低温室是通过放电管的环形加宽而形成的。然而，尤其是由于在沿着放电灯的轴并朝向远离灯架的端部的方向上，此包络面的较大部分没有用作发光表面，所以在低温室附近此灯的光强分布仍然需要改善。当放电灯拧入在装在天花板上的灯座中，低温室朝下时，这就特别重要。
因此，需要有一种放电灯，其顶部也具有经过改善的光强分布，具有使放电灯运行最佳的高效低温室，而且还要具有经济地生产放电管的可能性。
发明内容
在本发明的一个实施例中，提供了一种低压放电灯，它包含有一个二重螺旋形放电管。此放电管包含有两个螺旋形的放电管部分。此放电管部分限定了放电管的一根中心轴，因为，每一个放电管部分都是卷绕在一个理论上的轴周围，而且这两根轴大体上是重合的。一个低温室部分把螺旋形放电管部分的端部连接起来。此低温室部分具有第一横向尺寸，此第一横向尺寸定义为大体上与中心轴垂直而测量的横向尺寸。低温室部分的第一横向尺寸比放电管部分的直径要大。此低温室部分具有第二横向尺寸。此第二横向尺寸是大体上平行于中心轴而测量的。低温室部分的第二横向尺寸大体上相当于放电管部分的直径。
具有上述结构的带低温室部分的放电灯与已知的低温室结构相比，其亮度分布得到了改善，而且其机械稳定性也得到了增强。此低温室部分和放电管的两个放电管部分可以容易地从单根完整的玻璃管出发来制作，因此避免了放电管各段之间的连接不好。
现在将参考附图来对本发明进行描述，这些附图是图1是一个部分露出的立面图，它表示了一个在放电管顶部制作有低温室的螺旋形低压放电灯；图2是图1中所示此螺旋形低压放电灯的顶视图；图3是另一个带有稍微不同形状低温室的螺旋形放电灯的顶视图；图4是另一个带有S形低温室的螺旋形放电灯的顶视图；图5是图4中所示放电灯的放电管沿V-V线截取的横截面；以及图6是图4中所示放电灯的放电管沿VI-VI线截取的另一个横截面。
具体实施例方式
现在参考图1和2，这里表示了一个低压电弧放电灯1。此放电灯1的放电管2带有封接端部31，32。图1中的放电灯1具有两个螺旋形放电管部分21和22，它们由放电管部分21和22上端部的低温室部分3相互连接起来。
放电管2在机械上是由灯架4支承着。灯架4环绕着放电管2的封接端部31，32。更确切地说，放电管部分21，22的封接端部31，32是处在灯架4的内部，而放电管部分21，22的主要部分则处在灯架4的外面。放电灯1属于由沉积在放电管2内表面上的磷光体层而发光的类型，而此磷光体则是由放电弧所激发的。放电弧的电子是从被加热了的灯丝(没有画出)放出来的。这些灯丝安装在放电管2的封接端部31，32处。这样的放电灯布局本身是已知的。灯架4还包含有放电灯的电子镇流电路5。在一个典型的实施例中，灯架4上装有螺旋接头8，此螺旋接头装在标准的螺旋灯座(没有画出)中。
如图1中所很好看到的，并如上面所说明的，低压放电灯1包含有二重螺旋形的放电管2，此放电管2包含有两个螺旋形放电管部分21，22。放电管2卷绕在中心轴A的周围。因此放电管2本身是由螺旋形放电管部分21，22组成的。换句话说，此成螺旋形卷绕的放电管部分21，22构成一个二重螺旋线，它们借助于围绕中心轴A的低温室部分3而彼此连接起来。放电管部分21的螺距允许放电管部分的这种连接，也即在放电管部分的螺旋线中间留有足够的空间，以便容纳另一个放电管部分的螺旋线。因此放电管2构成了二重螺旋，它实际上形成放电灯1的灯泡。
放电管2的封接端部31，32位于灯架4的内部。封接端部31，32是不透气的，而电极33，34则连接在镇流电路5上。这样的布局本身是为大家所熟知的。
如图1，5和6中所很好看到的，放电管部分21，22定义了放电管的一根中心轴A，而低温室部分3把螺旋形放电管部分21，22的上端部，也即与封接端部31，32对置着的端部，连接起来。低温室部分3具有第一横向尺寸D1。此横向尺寸D1大体上是垂直于中心轴A而测量的。低温室部分3的第一横向尺寸D1比放电管部分21，22的直径d要大。低温室部分3还具有第二横向尺寸D2，此横向尺寸是大体上平行于中心轴A测量的。低温室部分3的第二横向尺寸D2大体上相当于放电管部分21，22的直径d。如果放电灯被认为是处在图1中所示的竖直位置，则第二横向尺寸D2实质上是低温室部分3的高度。
用这样的方式构成的低温室满足许多必要条件。如上所述，提供一个朝向放电灯顶部的较大照明表面38是所希望的。低温室的表面可以用作这样的照明表面。然而，低温室的总表面，而且尤其是低温室的体积是不能任意地选择的。当为放电灯构成一个低温室时，必须小心操作，避免过大的低温室，过大的低温室意思是低温室壁的一些部分离放电弧太远，因此产生一个平均温度低于大约37℃的最佳值冷点。
此外，通常希望尽可能靠近放电管的壁产生放电弧，也即有一种倾向使放电管的直径尽可能小。对于细的放电管，使放电管进行比较小的环形加宽就足够提供一个有效的低温室，然而低温室有用的光发射面仍然较小。这是由于利用放电管的环形加宽或扩展，体积的增加与尺寸的三次方成比例，而表面增加只与二次方成比例。
如果放电管的加宽或扩展只是沿着一维进行的，如图中所示，则体积增加大致与加宽量的二次方成比例，而且表面积也同样增加。因此作为发光表面的有用的低温室部分的表面38将与生成低温室的体积成比例地线性增加。
在典型情况下，放电管部分21，22处放电管2的直径d在10-15mm之间，壁厚为在0.8-1.2mm之间。低温室部分的第一横向尺寸D1大约是这个值的两倍，也即，对于发光功率大约100w的典型放电灯来说，这个值D1在20-30mm之间。
人们注意到，低温室部分3上的此冷点温度也可能受低温室部分3的壁厚的影响。因此，可以预料，此壁厚至少是在低温室3的某些区域减少了。此减少了的壁厚可以小到0.4mm。当制作低温室部分3的时候，举例来说是通过玻璃吹制或在适当形状的模子中浇铸玻璃的方法，得到减少了的壁厚。
在放电灯1的一个可能实施例中，低温室部分3具有大体上圆形的横截面，此圆形截面是在大体上垂直于中心轴A的平面中选取的。这样的低温室布局表示在图2中。看得很清楚，低温室部分3具有的横向尺寸D1比放电管部分21，22的直径d要大。在图2所示的这个实施例中，横向尺寸D1实际上等于低温室部分3的直径，它小于由放电管部分21，22构成的二重螺旋的内径Di，然而D1几乎达到Di那样大是有好处的，实际上这意味着放电管2的包络面的整个上部表现为一光发射面。
在图2中还很好地看到，如果至少低温室部分3的壁段35与对置的壁段36是同心的话，则必然发现低温室部分3具有圆形横截面。在这种情况下，把低温室部分的第一横向尺寸D1定义为同心壁段35，36之间的距离，也即该圆形低温室部分3的直径，就易懂了。
放电灯1的运行如下。安装在灯架4中的镇流电路5产生适当参数的电压，此电压不同于主电路电压。这使装入放电管2的气体成为放电状态。装入的气体是惰性气体，例如氩气，并补充有汞用于发光激励。汞受到放电的激励而发出紫外辐射，紫外发射由施加在放电管2的内表面上的磷光体转变为可见光。
正如上面所解释的，放电管2还包含具有如上所述形状的低温室部分3。低温室部分3使得能对汞分压进行调整，以使这个蒸汽分压对汞的253.4nm共振线进行激励，也即，使具有最高发射强度的谱线被激励。那部分靠近其液相的汞蒸汽造成的蒸汽压比需要的高，就凝结在低温室中。
相反，当汞的蒸汽压低于所需要的蒸汽压时，在低温室凝结了的适当部分汞就进入汽相。因此，放电灯的光通量性能可以和给定的电力消耗一起被调节到最高值。如上面所注意到的，低温室部分3的内部还覆盖有光发射材料，这意味着低温室部分还有助于放电灯总的光输出。由于低温室部分有较大的顶部表面38，所以这个贡献是重要的。
图3表示了低温室部分3的另一种可能形式。在这种情况下，对置的壁段35，36不是精确同心的，它们的半径与图2中所示实施例相比稍微要大一些。这个小的变化意味着低温室部分3的外观是不同的，因此放电管部分21，22和低温室部分3的连接端部41，42在垂直于放电管2中心轴A的平面中大体上是S形状。此形状在图4中所示实施例上更加明显。
由于在垂直于放电管2的中心轴A的平面中，放电管部分21，22和低温室部分3的连接端部41，42大体上具有S形的中心线C，所以也加强了低温室部分的S形外观。S形中心线C保证放电弧的路径不受突然转动的影响，因此玻璃壁上的热负荷是均匀分布的。放电管部分21，22之间的S形连续连接从力学观点来说也是有利的，这是由于放电管2的玻璃壁没有曲率半径小的向外曲面。但是这样的接触点尤其是容易产生内应力，而且也更难以控制这些地方的壁厚。
图4中所示放电灯低温室部分3的横截面在图5和6中显示出来，它们是沿着两个垂直的面选取的。
正如由图5所看出的，在平行于放电管中心轴A并垂直于低温室部分3的中心线C的平面中，低温室部分3具有椭圆形横截面。然而低温室部分3面向二重螺旋内部的表面37并不是凸面，而是马鞍形表面，也即在横向上此表面具有符号相反的曲率。比较图5和6也可以发现这一点。在图6中可以看到，在平行于放电管2的中心轴A并大体上与低温室部分3的中心线C在低温室部分中心相切的平面中，低温室部分3具有大体上呈豆形的横截面。低温室部分3的中心可以视为S形中心线C上的那个具有拐点的点。
图5和6还清楚表示了低温室部分3的第一横向尺寸D1，事实上是它的宽度，此尺寸比放电管部分21，22的直径d要大，而低温室部分3的第二横向尺寸D2则大体上相当于放电管部分21，22的直径d，当放电灯如图1那样放置时，此第二横向尺寸可以视为低温室部分3的高度。
在图5和6中还看到，低温室部分3和放电管部分21，22的连接端部41，42的包络面E大体上是球形的。这样的优点是放电灯1的光强分布和总体形状很好地与传统的白炽灯泡接近。然而，此包络面在顶部区域也可以是平的，尤其是当如同图1和2中画出的放电灯那样，使用了圆形低温室的时候。
还能预见低温室部分面向二重螺旋内部的这个表面是一个凹面。如果这个低温室部分的外表面更大的话，这样的实施例就可以是优选的。如果不仅在大体上与低温室部分中心线相切而且还与此中心线相垂直的平面中，放电灯低温室部分具有大体上豆形横截面的话，就可能获得这样的凹面。这样一个在其低温室部分上带有一个凹面或下部凹形外表面的放电灯在其他方面都类似于图4和6中所示的放电灯。
在铸模中制作所示放电管的这个低温室部分是可能的。
与已知螺旋形低压气体放电灯相比，按照本发明的此低温室部分的构形使放电灯1的运行更稳定。人们注意到，在低温室部分中冷点的位置和在室温24℃时其所期望的37℃的温度，不仅受放电管2内部气体放电路径布局的影响，而且还受输送由气体放电灯所产生的热量的外部空气流的影响。在放电灯1竖直放置的情况下，如图1所示，此外部空气流对位于放电灯顶部的低温室加热。此外部空气流对低温室增加了的外部表面加热的范围较少。另一方面，外部空气流均匀加热低温室的可能性极低，无论在什么状况下都会产生一个十分明确的冷点。
图中所示这个实施例的放电灯带有向拧入型灯座(也称为爱迪生型灯座)中装配的接头。然而，此放电灯可以有其他型式的灯头。值得注意的是，对于小型日光灯通常使用的是插入式灯头和灯座。也已经知道，放置镇流电子设备的灯架可与支承放电管的灯架不同，以使不能使用的放电管可以报废，而价格贵的镇流电子设备元件可以进一步使用在另一个放电管上。在这种情况下，还有一种两个灯架之间的插座型连接，这种连接使更换放电管变得容易了。
所提出的这个螺旋形低压气体放电灯具有几个优点。在螺旋状卷绕的气体放电管部分的端部制作有带盘形或S形的低温室，所提出的这个低温室形状使得能对汞蒸气的分压进行调节，以便与最高发射的谐振能级相匹配。因此，气体放电灯的光通量性能可以稳定在尽可能高的水平上。同时，在中心轴处此低温室部分的作用像一个大的发光面，而且还保持放电管的结构完整性。另外，此放电灯还具有美学的和赏心悦目的外观。
本发明不局限于已示出的和公开的实施例，其它的元件改进方法和变动也都在本发明范围内。
权利要求
1.一种低压放电灯，它包含有二重螺旋形的放电管(2)，此放电管包含有两个螺旋形放电管部分(21，22)，这两个放电管部分限定了放电管(2)的一根中心轴(A)，此放电灯另外还包含有低温室部分(3)，此低温室部分把螺旋形放电管部分(21，22)的端部连接起来，低温室部分(3)具有大体上垂直于中心轴(A)的第一横向尺寸(D1)，低温室部分(3)的第一横向尺寸(D1)比放电管部分(21，22)的直径(d)要大，而且，低温室部分(3)具有大体上平行于中心轴(A)的第二横向尺寸(D2)，低温室部分(3)的第二横向尺寸(D2)大体上相当于放电管部分(21，22)的直径(d)。
2.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于在大体上垂直于中心轴(A)的平面中，低温室部分(3)具有大体上圆形的横截面，低温室部分(3)的直径比放电管部分的直径(d)要大。
3.按照权利要求2所述的放电灯，其特征在于低温室部分(3)的直径小于二重螺旋的内径(Di)。
4.按照权利要求2所述的放电灯，其特征在于低温室部分(3)的至少一个壁段(35，36)与相对置的壁段(35，36)同心，而且低温室的直径限定为同心壁段(35，36)之间的距离。
5.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于在平行于放电管(2)的中心轴(A)并垂直于低温室部分(3)的中心线(C)的平面中，低温室部分(3)具有椭圆形横截面。
6.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于低温室部分(3)面向二重螺旋内部的表面(37)是一个马鞍形表面。
7.按照权利要求6所述的放电灯，其特征在于在平行于放电管(2)的中心轴(A)并大致上与低温室部分(3)的中心线(C)在低温室中心处相切的平面中，低温室部分(3)具有大体上呈豆形的横截面。
8.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于低温室部分(3)面向二重螺旋内部的表面是一个凹面。
9.按照权利要求8所述的放电灯，其特征在于在平行于放电管(2)的轴并垂直于低温室部分(3)的中心线(C)的平面中，低温室部分(3)具有大体上呈豆形的横截面。
10.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于在垂直于放电管(2)的中心轴(A)的平面中，放电管部分(21，22)和低温室部分(3)的连接端部(41，42)大体上是S形的。
11.按照权利要求10所述的放电灯，其特征在于在垂直于放电管中心轴(A)的平面中，放电管部分(21，22)和低温室部分(3)的连接端部(41，42)具有大体上是S形的中心线(C)。
12.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于低温室部分(3)和放电管部分(21，22)的连接端部(41，42)的包络面(E)大体上是球形的。
13.按照权利要求1所述的放电灯，其特征在于低温室部分(3)的内表面覆盖有光发射材料。
全文摘要
一种带二重螺旋形放电管(2)的低压放电灯,此放电管包含有两个螺旋形放电管部分(21,22)。放电管部分(21,22)限定了放电管(2)一根中心轴(A)。低温室部分(3)把螺旋形放电管部分(21,22)的端部连接起来。低温室部分(3)的第一横向尺寸(D1)大体上垂直于中心轴(A),此横向尺寸比放电管部分(21,22)的直径(d)要大。低温室部分(3)另外还具有大体上平行于中心轴(A)的第二横向尺寸(D2)。低温室部分(3)的第二横向尺寸(D2)大体上相当于放电管部分(21,22)的直径(d)。
文档编号H01J61/00GK1388563SQ0212161
公开日2003年1月1日 申请日期2002年5月29日 优先权日2001年5月29日
发明者L·伊尔耶斯, J·托克斯, J·福洛普 申请人:通用电气公司