專利名稱：帶有輔助放電的熒光燈及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光燈，包括一個(gè)玻璃放電室，在該放電室中存在可電離和可汽化的填充物，該放電室在兩側(cè)具有包括玻璃柱芯的管狀尾部，其中從所述柱芯沿軸向向外延伸的排氣管用來(lái)在該燈的生產(chǎn)過(guò)程中提供和/或排出氣體，其中通過(guò)該柱芯沿軸向向內(nèi)延伸的主電極用來(lái)在該放電室內(nèi)產(chǎn)生和維持放電，并且其中該燈包括這樣的裝置，該裝置包含一個(gè)輔助電極，用來(lái)盡管汽相填充物的溫度變化也控制所述汽相填充物的壓力。這種熒光燈的一個(gè)例子是PhilipsTM牌F32T8型(也叫作ALTOTMT8型)霓虹燈管，一種市場(chǎng)上可買到的低壓汞蒸汽放電燈。所述熒光燈的電極布置在內(nèi)的端進(jìn)一步放射狀地由用于遮斷正被電極放電的材料的防護(hù)罩包圍，該防護(hù)罩安裝在從該柱芯向內(nèi)延伸的延長(zhǎng)支撐物上。
在汞蒸汽放電燈中，汞是用于(有效地)產(chǎn)生紫外(UV)光的主要成分。在放電室內(nèi)的壁上有一層由發(fā)光材料(如熒光粉)構(gòu)成的發(fā)光層，用于將UV光轉(zhuǎn)換為具有其它波長(zhǎng)的光，如用于將皮膚曬成褐色(日光床燈)的UV-A和UV-B，或者用于普通照明目的的可見(jiàn)光。熒光燈的放電室通常具有圓形橫截面，并且它具有伸長(zhǎng)型(霓虹燈管)和緊湊型(低能燈)。對(duì)于霓虹燈管，上述管狀末端成直線，形成長(zhǎng)而直的管子；對(duì)于低能燈，它們借助彎曲的管狀部分或所謂的橋相互連接。
在生產(chǎn)過(guò)程中，借助布置在燈任意一端的玻璃排氣管來(lái)在熒光燈內(nèi)產(chǎn)生真空。接下來(lái)，通過(guò)相同的排氣管向燈內(nèi)導(dǎo)入需要的氣體混合物，在此之后擠壓、關(guān)閉并密封排氣管。
在使用時(shí)，在同樣布置在燈任意一端的電極之間維持一個(gè)電壓，由此發(fā)生持續(xù)放電并且汞蒸汽發(fā)出前述的UV光。電極末端可以在徑向被防護(hù)罩包圍，因?yàn)樵谑褂脮r(shí)電極有規(guī)律地放出小顆粒，這些顆粒可能會(huì)降落到放電室的內(nèi)側(cè)。這是不希望的，因?yàn)檫@導(dǎo)致光輸出的局部降低，使燈表現(xiàn)出不規(guī)則的光輸出，因此由防護(hù)罩遮斷這些顆粒?？赡艽嬖诘姆雷o(hù)罩通過(guò)絲狀支撐物安裝在玻璃柱芯中。
根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的熒光燈可從美國(guó)專利公開(kāi)No.3,246,189(Sylvania)中獲知。眾所周知，熒光燈的光輸出依賴于環(huán)境溫度。這種依賴關(guān)系起因于這一事實(shí)，即燈內(nèi)部的汞蒸汽壓力依賴于燈泡最冷部分的溫度，該溫度又依賴于燈在所工作的空氣的溫度。光輸出以兩種方式依賴于汞蒸汽的壓力。第一種，電能向UV能轉(zhuǎn)換的效率在一定的汞蒸汽壓力下最大。其次，隨著汞蒸汽壓力的增加鎮(zhèn)流電路上的燈所消耗的功率降低。在環(huán)境溫度明顯不同于最佳數(shù)值時(shí)熒光燈工作將導(dǎo)致更低的效率和更低的光輸出。為了控制汞蒸汽壓力，盡管提高了蒸汽溫度，上面的美國(guó)專利提出，這樣來(lái)使用在放電室內(nèi)形成漏斗狀物的壁構(gòu)件，以便使主電極被封裝在放電室的分隔的末端腔室內(nèi)。在作為陽(yáng)極工作并收集從燈的另一末端處的另一個(gè)主電極發(fā)射出的電子的非發(fā)射輔助電極的幫助下，實(shí)現(xiàn)了在末端腔室內(nèi)汞蒸汽壓力的增加，并伴隨著放電室中間部分的汞蒸汽壓力的降低，這是由將汞電泳抽吸進(jìn)入末端腔室所引起的。
上面的美國(guó)專利公開(kāi)No.3,246,189(Sylvania)中所描述的燈的缺點(diǎn)是，所述的抽吸現(xiàn)象在實(shí)際中不太可靠和不太有效。
本發(fā)明的目的是消除這種缺點(diǎn)，并且為了實(shí)現(xiàn)這一目的，根據(jù)本發(fā)明的、在前序部分中所提及的熒光燈的特征在于所述輔助電極位于至少一個(gè)尾部上以產(chǎn)生和維持主電極與輔助電極之間的輔助放電。優(yōu)選的是，該發(fā)射輔助電極位于排氣管避開(kāi)放電室的一端附近，以通過(guò)作為主電極與輔助電極之間的放電通道的排氣管來(lái)產(chǎn)生和維持所述的輔助放電。
該輔助放電還能夠與減低亮度電路配合使用。在這種情況下優(yōu)選的是燈首先變暗，例如通過(guò)減小燈電流使亮度從100％降至50％，而為了進(jìn)一步變暗接下來(lái)通過(guò)調(diào)整主電極與輔助電極之間的電流來(lái)降低汞壓力。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，需要提供額外的電極加熱裝置以有效的方式來(lái)達(dá)到深度變暗(＜10％)并避免縮短燈的壽命。提供特殊的電路，以允許額外的電流通過(guò)電極以使其保持熱度。然而這增加了電路的費(fèi)用，同時(shí)需要良好的標(biāo)準(zhǔn)化以避免縮短燈的壽命。除了降低汞壓力是使燈深度變暗的一個(gè)有效途徑這一事實(shí)以外，一個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)是，在較低值的汞壓力下，放電過(guò)程從稀有氣體線發(fā)出更多的光，由此燈的顏色向低光亮度級(jí)的紅色偏移。與之相反，在現(xiàn)有技術(shù)中低電流熒光燈的燈顏色典型地向藍(lán)色轉(zhuǎn)移。
在根據(jù)本發(fā)明的熒光燈的優(yōu)選實(shí)施例中，冷或者熱的輔助電極由直流電流供電。因此，上述的汞電泳抽吸現(xiàn)象不受放電室兩個(gè)末端處的主電極之間放電的交流電流的約束。特別地該直流電流是平均直流電流。
在根據(jù)本發(fā)明的熒光燈的另一優(yōu)選實(shí)施例中，該直流電流可以改變以調(diào)節(jié)所述汽相填充物的壓力。特別地，該直流電流可以根據(jù)輔助電極陰極一側(cè)上的溫度而變化，該溫度是借助熱電偶、檢測(cè)的光輸出變化、顏色變化或燃燒器電壓來(lái)測(cè)量的。與被純汞或汞合金控制的限定汽壓力相比，該直流電流是可變的。
在根據(jù)本發(fā)明的熒光燈的另一優(yōu)選實(shí)施例中，輔助電極與無(wú)源變壓器電路相連，該無(wú)源變壓器電路包括電磁耦合于與主電極的極線相連的線圈的線圈。該無(wú)源變壓器電路優(yōu)選進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生通過(guò)輔助電極的直流電流的二極管。因此能夠避免了額外的外部電線和額外的電源。
本發(fā)明也涉及一種生產(chǎn)熒光燈的方法，其中玻璃放電室在兩側(cè)具有包括玻璃柱芯的管狀尾部，其中主電極適于通過(guò)該柱芯沿軸向向內(nèi)延伸以便在放電室內(nèi)部產(chǎn)生和維持放電，其中排氣管適于從所述柱芯沿軸向向外延伸，通過(guò)該排氣管用可電離和可汽化的填充物來(lái)填充放電室，并且其中所述燈具有這樣的裝置，該裝置包含一個(gè)輔助電極用來(lái)盡管汽相填充物的溫度變化也控制所述汽相填充物的壓力，其特征在于所述輔助電極安裝在至少一個(gè)尾部上以產(chǎn)生和維持主電極與輔助電極之間的輔助放電。
現(xiàn)在將通過(guò)如圖所示的代表性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地闡述，其中

圖1是本發(fā)明的熒光燈的實(shí)施例的部分橫截面圖，圖2是圖1中熒光燈的細(xì)節(jié)透視圖，以及圖3示出了本發(fā)明的熒光燈的另一實(shí)施例。
根據(jù)圖1，熒光燈1包括具有管子2形式的玻璃放電室。該圖僅示出了燈1的尾部3，實(shí)際上該燈包括兩個(gè)反對(duì)的相同尾部3，每一個(gè)閉合長(zhǎng)玻璃管2的一邊。玻璃管2的內(nèi)壁上是熒光材料薄膜，可以將UV光轉(zhuǎn)換為UV-A光，UV-B光或可見(jiàn)光。
玻璃管2包括在其末端向內(nèi)延伸的圓柱狀支撐物4，在其上柱芯5(也稱為“封接(pinch)”)安裝在極線9的后面并且支撐物4已熔化于其中。向外延伸的管狀排氣管6安裝在柱芯5上，該排氣管通過(guò)柱芯5中的孔7與玻璃管2中的容量開(kāi)放聯(lián)系。在最終組裝燈1之前，通過(guò)排氣管6使玻璃管2內(nèi)部產(chǎn)生真空，排氣管6將具有比該條件下所圖示的甚至更長(zhǎng)的長(zhǎng)度，并且為玻璃管2填充需要的(惰性)氣體混合物。此外，使用純汞或汞合金將一定量的汞引入到燈內(nèi)，以調(diào)節(jié)放電室(燈)內(nèi)的汞蒸汽壓力。接下來(lái)，加熱排氣管6，使玻璃軟化，擠壓關(guān)閉并密封，以氣密地密封管2。
燈1還在每一側(cè)上包括電極8，該電極包括兩個(gè)極線9和鎢螺旋線10。螺旋線10涂有發(fā)射體材料(尤其包括鋇，鍶，鈣和各種氧化物)薄膜，其功能是激勵(lì)電子的發(fā)射。極線9保持在柱芯5的位置，該極線在柱芯側(cè)面的附近熔化，并進(jìn)一步與塞釘11相連。塞釘11保持在電絕緣盤(pán)12的位置，后者形成金屬端帽13的一部分。端帽13借助膠質(zhì)物14的環(huán)型膜而固定到玻璃管。
塞釘11可以插入向燈1提供電流的燈配件中。電極8之間產(chǎn)生的放電令汞蒸汽分子發(fā)射出UV光，該UV光被管2內(nèi)壁上的熒光膜轉(zhuǎn)換為具有所需的波長(zhǎng)的光。
圖2是圖1中熒光燈的細(xì)節(jié)透視圖，其中相同部分用相同的附圖標(biāo)記表示。在排氣管6避開(kāi)管2的末端上如此安裝輔助電極15以使排氣管6成為作為主電極的電極8之間的放電通道。在管2任意一側(cè)上的主電極8與交流(主)電流源16相連。然而，輔助電極15無(wú)論在哪里均是由直流電流單元17來(lái)供電。該單元不僅為主電極8和輔助電極15間的輔助放電提供能量，也能夠在熱電偶18或者檢測(cè)的光輸出變化、顏色偏移或燃燒器電壓的幫助下來(lái)改變平均直流電流。熱電偶18例如測(cè)量在輔助電極15后面的陰極側(cè)上的所謂“冷點(diǎn)”的溫度，當(dāng)溫度上升時(shí)平均直流電流增加而當(dāng)溫度降低時(shí)平均直流電流減小。因此，熱電偶確保平均直流電流如此被調(diào)節(jié)以便使管2內(nèi)的汞密度始終保持固定(與環(huán)境溫度或燈壁溫度無(wú)關(guān))而且在給定燈條件下光輸出始終保持最大。
根據(jù)圖3，輔助電極15與無(wú)源變壓器電路19相連，該無(wú)源變壓器電路19包括電磁耦合于與主電極8的極線9相連的線圈22的線圈21。二極管20連接在輔助電極15和線圈21之間，用于產(chǎn)生通過(guò)輔助電極15的直流電流。
顯然，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的范圍內(nèi)本發(fā)明可有很多變型。
本發(fā)明的范圍并不局限于這里描述的代表性實(shí)施例。本發(fā)明具體具體化在每一個(gè)中心特征和這些特征的每一個(gè)組合中。因此在權(quán)利要求中提及的數(shù)字并不限制其范圍。詞“包含”的使用并不排除在權(quán)利要求中提及的元件之外的元件的存在。詞“一個(gè)”在某一元件前的使用并不排除多個(gè)這種元件的存在。
權(quán)利要求
1.一種熒光燈，包括一個(gè)玻璃放電室，在該放電室中存在可電離和可汽化的填充物，該放電室在兩側(cè)具有包括玻璃柱芯的管狀尾部，其中從所述柱芯沿軸向向外延伸的排氣管用來(lái)在該燈的生產(chǎn)過(guò)程中提供和/或排出氣體，其中通過(guò)該柱芯沿軸向向內(nèi)延伸的主電極用來(lái)在該放電室內(nèi)產(chǎn)生和維持放電，并且其中該燈包括這樣的裝置，該裝置包含一個(gè)輔助電極，用來(lái)盡管汽相填充物的溫度變化也控制所述汽相填充物的壓力，其特征在于所述輔助電極位于至少一個(gè)尾部上，以產(chǎn)生和維持主電極與輔助電極之間的輔助放電。
2.權(quán)利要求1的熒光燈，其中輔助電極位于排氣管避開(kāi)放電室的一端附近，以通過(guò)作為主電極與輔助電極之間的放電通道的排氣管來(lái)產(chǎn)生和維持所述的輔助放電。
3.權(quán)利要求1或2的熒光燈，其中輔助電極由直流電流供電。
4.權(quán)利要求3的熒光燈，其中可以改變直流電流以調(diào)節(jié)所述汽相填充物的壓力。
5.權(quán)利要求4的熒光燈，其中直流電流可以根據(jù)輔助電極陰極一側(cè)上的溫度而變化，該溫度是借助熱電偶、檢測(cè)的光輸出變化、顏色變化或燃燒器電壓來(lái)測(cè)量的。
6.權(quán)利要求1的熒光燈，其中輔助電極與無(wú)源變壓器電路相連，該無(wú)源變壓器電路包括電磁耦合到與主電極的極線相連的線圈的線圈。
7.權(quán)利要求1至6的熒光燈，其中電極與減低亮度電路相連。
8.一種生產(chǎn)熒光燈的方法，其中玻璃放電室在兩側(cè)具有包括玻璃柱芯的管狀尾部，其中主電極適于通過(guò)該柱芯沿軸向向內(nèi)延伸以便在放電室內(nèi)部產(chǎn)生和維持放電，其中排氣管適于從所述柱芯沿軸向向外延伸，通過(guò)該排氣管用可電離和可汽化的填充物來(lái)填充放電室，并且其中所述燈具有這樣的裝置，該裝置包含一個(gè)輔助電極用來(lái)盡管汽相填充物的溫度變化也控制所述汽相填充物的壓力，其特征在于所述輔助電極安裝在至少一個(gè)尾部上以產(chǎn)生和維持主電極與輔助電極之間的輔助放電。
全文摘要
一種熒光燈，包括一個(gè)玻璃放電室，在該放電室中存在可電離和可汽化的填充物，該放電室在兩側(cè)具有包括玻璃柱芯的管狀尾部，其中從所述柱芯沿軸向向外延伸的排氣管用來(lái)在該燈的生產(chǎn)過(guò)程中提供和/或排出氣體，其中通過(guò)該柱芯沿軸向向內(nèi)延伸的主電極用來(lái)在該放電室內(nèi)產(chǎn)生和維持放電，并且其中該燈包括這樣的裝置，該裝置包含一個(gè)輔助電極，用來(lái)盡管汽相填充物的溫度變化也控制所述汽相填充物的壓力，其特征在于所述輔助電極位于至少一個(gè)尾部上，以產(chǎn)生和維持主電極與輔助電極之間的輔助放電。
文檔編號(hào)H01J61/72GK1830058SQ200480021821
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者M·哈弗拉格, W·M·赫勒布雷克斯, R·E·德曼, L·C·I·卡爾登霍文 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司