專利名稱：長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種熱陰極熒光燈管，特別是一種長(zhǎng)使用壽命和長(zhǎng)開關(guān)壽命的熱
陰極熒光燈管，用于制造各種熒光燈，用于照明。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的熱陰極熒光燈、包括一體式節(jié)能燈和分體式熒光燈，發(fā)光效率比白熾 燈高約5倍，壽命也更長(zhǎng)，已成為替代白熾燈的新一代節(jié)能照明光源。但它存在著燈的開關(guān) 次數(shù)嚴(yán)重影響使用壽命的缺點(diǎn)，每開關(guān)一次、燈的使用壽命要縮短2-3小時(shí)，從而產(chǎn)生"節(jié) 電不節(jié)錢"的困擾，有人建議，不要隨手關(guān)燈，有的干脆建議通宵開著。這顯然違背了節(jié)能的 初衷。若能克服開關(guān)次數(shù)影響使用壽命的缺點(diǎn)，則可"人走燈熄"、"隨手關(guān)燈"，還可明顯延 長(zhǎng)燈的使用壽命，可節(jié)約大量電能、又可節(jié)省大量制用的材料和能源。 上述問題的根本原因在于熱陰極熒光燈都有工作溫度約90(TC的熱絲電極。它由 帶有電子發(fā)射材料的鎢絲制成，其形式有雙螺旋、三螺旋、帶主輔絲的三螺旋、棒狀螺旋、熱 絲周圍加一與熱絲絕緣的金屬圈等多種。當(dāng)熒光燈用交流電工作時(shí)，熱絲電極既作陰極、 又作陽極，陰極和陽極交替工作。熱陰極熒光燈的啟動(dòng)方式有瞬間啟動(dòng)、即冷啟動(dòng)，快速 啟動(dòng)，預(yù)熱啟動(dòng)、高頻快速啟動(dòng)、高頻瞬間啟動(dòng)等幾種。其中瞬間啟動(dòng)最為簡(jiǎn)單，它是在熒 光燈二端直接加上高壓，陰極首先作為輝光放電的陰極工作，同時(shí)放電電流加熱熱絲、使其 升溫，然后熱絲形成熱點(diǎn)、熱發(fā)射電子，陰極進(jìn)入正常熱陰極弧光放電狀態(tài)；這種方式，陰 極在輝光放電區(qū)停留時(shí)間長(zhǎng)，陰極濺射最為激烈、電子發(fā)射材料消耗最多，因而熒光燈的 開關(guān)壽命很短。用熱絲先預(yù)熱、待熱絲到達(dá)適當(dāng)溫度后燈管二端再加上高壓?jiǎn)?dòng)燈管，這 可有效地減小開關(guān)次數(shù)對(duì)電極的損害，增加熒光燈的開關(guān)壽命；但即使如此，啟動(dòng)時(shí)、陰極 仍需首先作為輝光放電的陰極工作，待熱絲形成熱點(diǎn)后才能進(jìn)入正常熱陰極弧光放電狀 態(tài)，即仍存在熒光燈開關(guān)時(shí)額外的陰極濺射，燈的開關(guān)次數(shù)仍明顯影響燈的工作壽命；同 時(shí)，這種方式還增加鎮(zhèn)流器的成本。現(xiàn)有技術(shù)的工頻帶啟動(dòng)器預(yù)熱的熒光燈的額定壽命為 5000-8000小時(shí)(按開165分、關(guān)15分鐘測(cè)試)，快速啟動(dòng)和瞬間啟動(dòng)為3000小時(shí)，高頻預(yù) 熱為8000-10000小時(shí)。若連續(xù)工作、則壽命可達(dá)20000小時(shí)以上?？梢姟⑷裟芸朔_關(guān)次 數(shù)影響使用壽命的缺點(diǎn)，燈的使用壽命可明顯延長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述之不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可有效消除熒光燈開 關(guān)次數(shù)對(duì)燈壽命的影響，有效提高熒光燈的開關(guān)壽命和使用壽命的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，一種長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，包括 有熒光燈玻璃管，玻璃_金屬封接的芯柱，所述芯柱與熒光燈玻璃管真空封接，構(gòu)成一個(gè) 真空密封腔，腔內(nèi)充有氬、氖、氪等惰性氣體和汞等氣體放電材料；一個(gè)帶有電子發(fā)射材料 的熱絲電極，熱絲電極被焊接在所述玻璃_金屬封接的芯柱的兩支金屬導(dǎo)絲上，其中_支金 屬導(dǎo)絲引出真空密封腔外用于連接工作電壓，玻璃-金屬封接的芯柱上金屬導(dǎo)絲中的一支金屬導(dǎo)絲與金屬輔電極用金屬絲點(diǎn)焊連接；所述熱絲電極位于大面積金屬輔電極內(nèi)或近引 出金屬導(dǎo)絲旁邊，所述大面積金屬輔電極的面積大于熱絲電極螺旋體的表面積，用于承受 正離子轟擊，避免熒光燈啟動(dòng)時(shí)輝光放電對(duì)陰極的損害。 本發(fā)明所述的大面積金屬輔電極為圓筒型、橢圓筒型、杯型、錐型、片狀中的一種 幾何形狀，大面積金屬輔電極由鎳、鍍鎳鐵、不銹鋼金屬制成。 本發(fā)明所述大面積金屬輔電極的承受輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟擊的 表面積為熱絲電極承受輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟擊的螺旋體的表面積(不是 螺旋鎢絲的總表面積)的5倍以上。 本發(fā)明所述的玻璃-金屬封接的芯柱上有固定金屬絲，用于固定大面積金屬輔電 極，防止大面積金屬輔電極振動(dòng)。 本發(fā)明所述熒光燈管在大面積金屬輔電極處的玻管直徑等于或大于發(fā)光部分的
玻管直徑，以容納足夠大的大面積金屬輔電極。 本發(fā)明所述大面積金屬輔電極帶有吸氣劑或汞齊。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明所述大面積金屬輔電極的面積大于輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟 擊的面積；輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟擊的面積大于熱絲電極螺旋體的外表面 積；熱絲電極承受輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟擊的外表面積等于熱絲電極螺旋體 的表面積。 由于本發(fā)明所述大面積金屬輔電極的面積遠(yuǎn)大于熱絲電極螺旋體的表面積，在熒 光燈啟動(dòng)時(shí)，熱絲電極電子發(fā)射粉熱點(diǎn)形成，在進(jìn)入弧光放電前，所述金屬輔電極承受了輝 光放電時(shí)高陰極電位降產(chǎn)生的強(qiáng)烈正離子轟擊，對(duì)熱絲電極損傷極?。煌瑫r(shí)，金屬輔電極所 產(chǎn)生的電流，全部流經(jīng)熱絲電極加熱熱絲電極，使熱絲電極可迅速形成熱點(diǎn)進(jìn)入弧光放電； 從而克服了熒光燈啟動(dòng)時(shí)輝光放電對(duì)陰極的損害，明顯提高熒光燈的開關(guān)壽命和使用壽 命；同時(shí)，本發(fā)明的燈管可用最簡(jiǎn)單的瞬間啟動(dòng)方式，降低了鎮(zhèn)流器的成本；大面積金屬輔 電極還可降低陽極電位降，進(jìn)一步提高燈管的發(fā)光效率?？蓹n住陰極濺射物沉結(jié)到熒光燈 發(fā)光層上，克服了現(xiàn)有燈管的兩端發(fā)黑的現(xiàn)象。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、開關(guān)壽命特長(zhǎng)、發(fā)光效率高 等優(yōu)點(diǎn)，用于制造各種長(zhǎng)壽命熒光燈和紫外線燈等。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燈管一端結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的燈管一端結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、熒光燈玻璃管；2、玻璃_金屬封接的芯柱；3、排氣管；4、熱絲電極；5、金 屬導(dǎo)絲(5a)和(5b) ;6、大面積金屬輔電極；7、金屬連接線(7) ;8、電流流經(jīng)示線；9、光致發(fā) 光材料層；10、副汞齊；11、大面積金屬輔電極處的燈管；12、發(fā)光部分的燈管；13、固定金屬絲。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不限于本文中介紹的各實(shí)施例，涉及的專門技術(shù)是本專業(yè)一般人員所熟悉的，因此只要了解本發(fā)明的內(nèi)容和特性，可以做各種形式的變換和代換。
實(shí)施例1 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹圖1所示，本發(fā)明主要包括有熒光燈玻 璃管1 ;玻璃_金屬封接的芯柱2，排氣管3 ;所述玻璃_金屬封接的芯柱2與所述熒光燈玻 璃管1真空封接，構(gòu)成一個(gè)真空密封腔，腔內(nèi)充有氬、氖、氪等惰性氣體和汞等氣體放電材 料；一個(gè)帶有電子發(fā)射材料的熱絲電極4，所述熱絲電極4兩端被焊接在所述芯柱2的金屬 導(dǎo)絲5的兩支金屬導(dǎo)絲5a和5b上，并經(jīng)由金屬導(dǎo)絲5引出真空密封腔，用于連接工作電 壓；所述熱絲電極4位于前方圓錐型大面積金屬輔電極6內(nèi)，大面積金屬輔電極6與芯柱2 上的_支金屬導(dǎo)絲5a用金屬絲7點(diǎn)焊連接；所述大面積金屬輔電極6在熒光燈啟動(dòng)時(shí)，熱 絲電極作陰極，在其發(fā)射電子的熱點(diǎn)形成前，熱絲電極作為輝光放電的陰極時(shí)，可承受高陰 極電位降產(chǎn)生的強(qiáng)烈正離子轟擊，由于所述大面積金屬輔電極6的面積遠(yuǎn)大于熱絲電極4 螺旋體的表面積，所述正離子轟擊基本上由大面積金屬輔電極6承受，對(duì)熱絲電極4損傷極 小；同時(shí)，金屬輔電極所產(chǎn)生的電流、全流經(jīng)熱絲電極加熱熱絲，如圖中電流流經(jīng)示線8所 示，使熱絲可迅速形成熱點(diǎn)進(jìn)入弧光放電；從而克服了熒光燈啟動(dòng)時(shí)輝光放電對(duì)陰極的損 害，明顯提高熒光燈的開關(guān)壽命和使用壽命。 同時(shí)，本發(fā)明的方法可用最簡(jiǎn)單的瞬間啟動(dòng)方式，降低鎮(zhèn)流器的成本低。 所述大面積金屬輔電極6還可降低陽極電位降，進(jìn)一步提高燈管的發(fā)光效率。同
時(shí)還可檔住陰極濺射物沉結(jié)到熒光燈發(fā)光層上、克服了燈管兩端發(fā)黑的現(xiàn)象。 圖1所示為圓錐型的例子；由鎳、鍍鎳鐵、不銹鋼等金屬制成。 所述大面積金屬輔電極6的承受輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟擊的表面 積為熱絲電極承受輝光放電陰極電位降產(chǎn)生的正離子轟擊的螺旋的外表面積(不是螺旋 鎢絲的總表面積)的5倍以上。 所述熱絲電極4為現(xiàn)有熱陰極熒光燈熱絲電極中的一種。 所述熒光燈管可為不同尺寸的直管、螺旋管、"U"型管、"H"型管、"D"型管、球型 管、花籃型管等。 所述熒光燈管1內(nèi)壁上有光致發(fā)光材料層9，選擇不同的發(fā)光材料可制成不同發(fā) 光色的熒光燈管或黑光燈管；按需要、熒光燈管內(nèi)壁上還可有改善燈光衰的材料層(圖中 未示出)。所述熒光燈管1內(nèi)壁上可沒有發(fā)光材料，燈管用透紫外線的玻璃制成，以制成長(zhǎng) 壽命紫外線燈。
實(shí)施例2 圖2所示為本發(fā)明的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管的又一實(shí)施例的機(jī)構(gòu)示意圖。圖中所 示的金屬輔電極6為園筒形電極；所述熱絲電極4被安置在所述圓筒型大面積金屬輔電極 6近引出線5金屬導(dǎo)絲旁邊。熱絲電極4旁還設(shè)置有副汞齊IO，采用副汞齊可縮短燈在點(diǎn) 亮到達(dá)到其穩(wěn)定光通量所花的時(shí)間。 所述熒光燈管在金屬輔電極6處的燈管11的直徑可與發(fā)光部分的燈管12直徑相 同或大于發(fā)光部分的燈管直徑，以容納足夠大的大面積輔電極，圖2所示為大于發(fā)光部分 的燈管直徑的例子。 為防止大面積輔電極6振動(dòng)，芯柱2上可另有至少一支固定金屬絲13，把大面積輔 電極6同時(shí)固定在金屬導(dǎo)絲5a和固定金屬絲13上。
權(quán)利要求
一種長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，包括有熒光燈玻璃管(1)，玻璃-金屬封接的芯柱(2)，所述玻璃-金屬封接的芯柱(2)與熒光燈玻璃管(1)真空封接，構(gòu)成真空密封腔，腔內(nèi)充有惰性氣體和汞氣體放電材料；帶有電子發(fā)射材料的熱絲電極(4)的兩端焊接在玻璃-金屬封接的芯柱(2)的金屬導(dǎo)絲(5)的兩支金屬導(dǎo)絲(5a)和(5b)上，其中一支金屬導(dǎo)絲引出真空密封腔外用于連接工作電壓，其特征在于玻璃-金屬封接的芯柱芯柱(2)上金屬導(dǎo)絲(5)中的一支金屬導(dǎo)絲與金屬輔電極(6)用金屬連接線(7)點(diǎn)焊連接；所述熱絲電極(4)位于大面積金屬輔電極(6)內(nèi)或近引出金屬導(dǎo)絲旁邊，所述大面積金屬輔電極(6)的面積大于熱絲電極(4)螺旋體的表面積，用于承受正離子轟擊，避免熒光燈啟動(dòng)時(shí)輝光放電對(duì)陰極的損害。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，其特征在于所述的大面積金屬輔電極(6)為圓筒型、橢圓筒型、杯型、錐型、片狀中的一種幾何形狀，大面積金屬輔電極(6)材料選擇鎳、鍍鎳鐵或不銹鋼金屬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，其特征在于玻璃_金屬封接的芯柱(2)上有固定金屬絲(13)，大面積金屬輔電極(6)固定在玻璃-金屬封接的芯柱(2)上的固定金屬絲(13)上，防止大面積金屬輔電極(6)振動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，其特征在于所述的熒光燈玻璃管 1)在大面積金屬輔電極(6)處的玻璃管(11)直徑等于或大于發(fā)光部分(12)的玻璃管直徑，以容納足夠大的大面積金屬輔電極(6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，其特征在于所述的大面積金屬輔電極(6)帶有吸氣劑或汞齊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，其特征在于所述的熱絲電極(4)上帶有副汞吝(10)。
全文摘要
一種長(zhǎng)壽命熱陰極熒光燈管，包括有熒光燈玻璃管、玻璃一金屬封接的芯柱、芯柱與熒光燈玻璃管真空封接，構(gòu)成一個(gè)真空密封腔，腔內(nèi)充有惰性氣體和汞等氣體放電材料；一個(gè)帶有電子發(fā)射材料的熱絲電極焊接在所述芯柱的兩支金屬導(dǎo)絲上，其中的一支金屬導(dǎo)絲與大面積金屬輔電極用金屬絲點(diǎn)焊連接；熱絲電極位于大面積金屬輔電極內(nèi)或近引出金屬導(dǎo)絲旁邊，大面積金屬輔電極的面積大于熱絲電極螺旋體的表面積，用于承受正離子轟擊，避免熒光燈啟動(dòng)時(shí)輝光放電對(duì)陰極的損害。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、開關(guān)壽命特長(zhǎng)、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，用于制造各種長(zhǎng)壽命熒光燈和紫外線燈。
文檔編號(hào)H01J61/10GK101710563SQ20091015473
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者劉化斌 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)