專利名稱：高光效長壽命鈉燈及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)能型電光源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及照明的高光效長壽命鈉燈及工藝 方法。
背景技術(shù)：
鈉燈是利用鈉蒸汽放電產(chǎn)生可見的電光源。鈉燈又分為低壓鈉燈和高壓鈉燈。低 壓鈉燈的工作蒸汽氣壓不超過幾個(gè)帕。低壓鈉燈的放電輻射集中在589. 0納米和589. 6納 米的兩條雙D譜線上，他們非常接近人眼視覺曲線的最高值(555納米)，故其發(fā)光效率極 高，目前已達(dá)到200流每瓦(lm/W)，成為各種電光源中發(fā)光效率最高的節(jié)能型光源。高壓 鈉燈的工作蒸氣壓大于0. 01兆帕。高壓鈉燈是針對(duì)低壓鈉燈單色性過強(qiáng)，顯色性較差，放 電管過長等缺點(diǎn)而研制的。高壓鈉燈又分普通型(標(biāo)準(zhǔn)型)，其發(fā)光效率為1151m/W，顯色 指數(shù)Ra = 25 ；改進(jìn)型，其發(fā)光效率為751m/W，顯色指數(shù)Ra = 60 ；高顯色型，其發(fā)光效率為 45 601m/W，顯色指數(shù)Ra = 80 85。產(chǎn)生的是黃光。鈉燈主要應(yīng)用場合道路、機(jī)場、碼頭、港口、車站、廣場，以及無顯色要求的工礦照 明等。在功能性照明領(lǐng)域，現(xiàn)今節(jié)能光源產(chǎn)品如無極燈和LED燈仍然處于技術(shù)發(fā)展階段，鈉 燈還將是這類照明場所的主導(dǎo)產(chǎn)品。但傳統(tǒng)高壓鈉燈緩沖氣體壓力在4Kpa，光效在1151m/ w，相對(duì)照射輻度較低。燈在5000小時(shí)后光通維持率在80%，燈的使用壽命在15000小時(shí)。 由于電弧管內(nèi)的緩沖氣體壓力低，燈在啟動(dòng)時(shí)大量的陰極發(fā)射材料濺射到電弧管的內(nèi)表面 上，造成電弧管末端發(fā)黑，發(fā)黑物質(zhì)吸熱使得更多的鈉汞被蒸發(fā)，使燈電壓進(jìn)一步升高，隨 著燈電壓不斷升高到達(dá)鎮(zhèn)流器最大允許電壓時(shí)燈熄滅。燈在工作過程中，電弧管內(nèi)的緩沖 氣體壓力較低，由于陰極高溫下不斷的釋放出大量的雜質(zhì)氣體，引起電弧管的內(nèi)緩沖氣體 變質(zhì)，使電極發(fā)射材料中毒，電極材料中的鎢與其它材料起反應(yīng)造成電弧管末端發(fā)黑。周而 復(fù)始的進(jìn)行使燈的光效下降，壽命縮短。同時(shí)原設(shè)計(jì)的成燈裝架結(jié)構(gòu)的電弧管兩端采用硬 連接無伸縮裝置，燈在工作時(shí)電弧管產(chǎn)生的高溫使電弧管與鈮鋯管同時(shí)膨脹，但電弧管兩 端采用的硬連接使電弧管與鈮鋯管膨脹難以伸展，導(dǎo)致電弧管產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象。為克服上述的問題，技術(shù)人員提供了諸多的設(shè)計(jì)方案。如中國專利文獻(xiàn)刊載的專 利號(hào)ZL03131898.3，授權(quán)公告日2007年2月28日，發(fā)明名稱為“高壓鈉燈”。該發(fā)明公開了 一種燈殼為氣密性橄欖形玻殼，具體的描述了燈殼內(nèi)電弧管為半透明多晶氧化鋁瓷管，且 電弧管內(nèi)充有鈉汞比為重量比1 4的鈉汞劑。該專利的優(yōu)點(diǎn)在于光效較高，達(dá)到了 140Lm/ W以上，光通、光效比普通鈉燈高出20% _30%。但缺點(diǎn)在于燈的光通維持率不高，使用壽命 與普通鈉燈相差不大，也同樣存在著陰極發(fā)射材料易中毒，造成電弧管末端發(fā)黑等不良效^ ο再如中國專利文獻(xiàn)刊載的專利號(hào)ZL200820030422. 3，授權(quán)公告日2008年10月22
日，實(shí)用新型名稱為“內(nèi)啟動(dòng)高壓鈉燈”。該實(shí)用新型主要是將內(nèi)啟動(dòng)裝置和電弧管并聯(lián)連 接且固定在玻殼內(nèi)部的支架上，特征在于內(nèi)啟動(dòng)裝置由啟輝跳泡、雙金屬片開關(guān)、限流電 阻、鎢絲串聯(lián)組成。該專利的優(yōu)點(diǎn)在于鈉燈點(diǎn)亮可靠性好，光效高，減少了鈉燈的故障率，壽命也有所增長。但還是存在下述缺點(diǎn)沒有實(shí)質(zhì)性的增長鈉燈的使用壽命，同樣的陰極發(fā)射 材料易中毒，導(dǎo)致電弧管末端發(fā)黑等技術(shù)問題，而且該專利中的啟動(dòng)方式不夠簡便。為改善鈉燈使用壽命，有兩種基本思路一、改善鈉燈燈殼及內(nèi)部電弧管的材質(zhì)， 二、改進(jìn)鈉燈內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu)。前一種方案如中國專利文獻(xiàn)刊載的公開號(hào)CN1922714A，公開 日2007年2月28日，發(fā)明名稱為“高壓鈉燈”，該發(fā)明是通過改善鈉燈發(fā)光管材質(zhì)從而增長 了鈉燈的使用壽命。再如中國專利文獻(xiàn)刊載的專利號(hào)ZL200820159869. 0，授權(quán)公告日2009 年10月7日，實(shí)用新型名稱為“高光效鈉燈用支撐架”，該實(shí)用新型是通過改變鈉燈內(nèi)部電 弧管支撐架的結(jié)構(gòu)，而使得支撐架能夠?qū)︹c燈內(nèi)部材料的膨脹起到緩解作用，從而增長了 鈉燈的使用壽命。但上述兩種專利中，前者使鈉燈的制造成本有所提高，工藝較為復(fù)雜，生 產(chǎn)成本較高；后者則只提到了支撐架的結(jié)構(gòu)，關(guān)于它在燈內(nèi)的具體連接方式并沒有相應(yīng)的 闡述，故實(shí)施較難。上述披露的專利文獻(xiàn)中，對(duì)于陰極發(fā)生材料易中毒，導(dǎo)致電弧管末端發(fā)黑還未有 相應(yīng)的防護(hù)措施?，F(xiàn)有技術(shù)中如中國專利文獻(xiàn)刊載的專利號(hào)ZL200720066650. 1，授權(quán)公告 日2008年4月23日，實(shí)用新型名稱為“一種用于高光效高壓鈉燈的儲(chǔ)備式電極”，該實(shí)用新 型主要闡述了一種儲(chǔ)備式電極，該種電極耐離子轟擊的能力和抗中毒能力較強(qiáng)，從而使得 電極材料不易中毒，相應(yīng)的電弧管末端不易發(fā)黑，在一定程度上是緩解了電弧管末端發(fā)黑 的情況，但是電弧管末端發(fā)黑有多種因素，如電弧管內(nèi)部的緩沖氣壓，由于緩沖氣壓較低， 電極高溫下不斷的釋放出大量的雜質(zhì)氣體，引起電弧管內(nèi)的緩沖氣體變質(zhì)，這也是導(dǎo)致電 弧管末端發(fā)黑的因素。通過對(duì)以上幾個(gè)專利文獻(xiàn)的綜合闡述，得知現(xiàn)有鈉燈在結(jié)構(gòu)上還有待進(jìn)一步改 進(jìn)，性能有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述不足，本發(fā)明的目的是向本領(lǐng)域提供一種帶有助啟動(dòng)裝置的高光效長 壽命鈉燈及工藝方法，使其解決現(xiàn)有鈉燈結(jié)構(gòu)和性能欠佳的技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的。其目的是 通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種高光效長壽命鈉燈，該鈉燈包括玻璃燈殼、燈頭、電弧管及相應(yīng)的導(dǎo)電支架， 其中電弧管由儲(chǔ)備式電極、鈮鋯管構(gòu)成，電弧管內(nèi)填充有鈉汞齊和氙氣，導(dǎo)電支架分為大支 架和小支架，大支架和小支架分別連接電弧管兩端及玻璃燈芯。其要點(diǎn)在于所述電弧管外 表面沿軸向繞匝有兩個(gè)線圈，兩個(gè)線圈分別與電弧管兩端的儲(chǔ)備式電極相鄰，線圈與線圈 之間通過啟動(dòng)線導(dǎo)電連接。上述結(jié)構(gòu)即為該高光效長壽命鈉燈的助啟動(dòng)裝置，與現(xiàn)有助啟 動(dòng)方式相比較，該助啟動(dòng)方式采用電弧管外表面連接一根啟動(dòng)線，當(dāng)電弧管兩端儲(chǔ)備式電 極有電壓時(shí)，通過電磁感應(yīng)的方式使得啟動(dòng)線作為兩儲(chǔ)備式電極的輔助擊穿介質(zhì)，使得兩 儲(chǔ)備式電極擊穿更為容易，從而實(shí)現(xiàn)助啟動(dòng)作用，較為方便可靠。所述電弧管一端的鈮鋯管通過不銹鋼E型連接片連接在大支架的長軸段上。當(dāng)電 弧管因內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生微量膨脹時(shí)，不銹鋼E型連接片起到膨脹的緩沖作用，待電弧管 溫度復(fù)位時(shí)，相應(yīng)的不銹鋼E型連接片也復(fù)位。上述過程有效防止了電弧管因過熱膨脹而 產(chǎn)生破裂。所述電弧管內(nèi)填充有40Kpa的氙氣，達(dá)到這個(gè)壓強(qiáng)的理由是，當(dāng)電弧管內(nèi)的緩沖氣體，也就是氙氣壓強(qiáng)增大時(shí)，能有效的控制電極在工作時(shí)雜質(zhì)氣體的產(chǎn)生，放慢電弧管內(nèi) 有氧氣體變質(zhì)的速度，從而減少電極材料中的鎢與其他材料的反應(yīng)，有效避免了電弧管末 端的發(fā)黑，提高了燈的光通維持率及使用壽命。該高光效長壽命鈉燈的工藝方法，其要點(diǎn)是所述電弧管內(nèi)的氙氣壓強(qiáng)增加至 40Kpa，該電弧管采用高純a_Al203多晶體氧化鋁陶瓷材料焙燒制成柱狀，且電弧管外圈表 面上連接有啟動(dòng)線；所述儲(chǔ)備式電極與鈮鋯管經(jīng)激光焊接，待儲(chǔ)備式電極被充分激活后，將 鈮鋯管分別封接在電弧管二端，封接時(shí)采用玻璃態(tài)密封環(huán)氣密封接。本發(fā)明與現(xiàn)有鈉燈相比，在結(jié)構(gòu)和性能上都有所改進(jìn)，使得本發(fā)明的鈉燈結(jié)構(gòu)更為合理，方法可行，光通率及使用壽命增強(qiáng)，而且在助啟動(dòng)方面實(shí)現(xiàn)了一種更為簡化有效的 方式，使鈉燈工作更為可靠穩(wěn)定，適合作為現(xiàn)有道路、機(jī)場碼頭、港口、車站、廣場等場所的 照明設(shè)備，以及同類鈉燈的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。


圖1是鈉燈電弧管結(jié)構(gòu)示意圖，圖中作了局部剖視。圖2是鈉燈電弧管外連接有啟動(dòng)線的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是鈉燈的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中電弧管作了局部剖視。以上附圖序號(hào)及名稱1、電弧管，2、啟動(dòng)線，201、線圈，3、儲(chǔ)備式電極，4、鈮鋯管， 5、玻璃態(tài)密封環(huán)，6、氙氣，7、鈉汞齊，8、大支架，9、不銹鋼E型連接片，10、小支架，11、玻璃 燈芯，12、燈頭，13、蒸散型消氣劑，14、玻璃燈殼。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工藝作進(jìn)一步描述。該高光效長壽命鈉燈由玻璃燈殼14、電弧管1、燈頭12及相應(yīng)的導(dǎo)電支架構(gòu)成，電 弧管兩端通過鈮鋯管4連接儲(chǔ)備式電極3，電弧管外壁上還連接有啟動(dòng)線2。鈮鋯管與儲(chǔ)備 式電極是通過激光焊接。鈮鋯管與電弧管封接時(shí)采用玻璃態(tài)密封環(huán)5，該玻璃態(tài)密封環(huán)為堿 性焊料。在電弧管兩端封接之前，首先向電弧管內(nèi)填充鈉汞齊7和氙氣6，使電弧管內(nèi)部緩 沖氣體氙氣達(dá)到40Kpa。將上述電弧管一端通過鈮鋯管焊接不銹鋼E型連接片9，不銹鋼E 型連接片焊接大支架8，大支架一端連接燈芯11。電弧管的另一端通過鈮鋯管連接小支架 10，小支架直接連接燈芯。在燈芯位置還灑有蒸散型消氣劑13，蒸散型消氣劑用于真空排 氣，使鈉燈內(nèi)部氣壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。最后將上述結(jié)構(gòu)置于玻璃燈殼內(nèi)，裝上燈頭即完成該鈉 燈的裝配過程。本發(fā)明最主要的特征就在于電弧管1的外表面沿軸向繞匝有兩個(gè)線圈201，兩個(gè) 線圈之間通過啟動(dòng)線2導(dǎo)電連接，且兩個(gè)線圈繞匝的位置分別與電弧管內(nèi)儲(chǔ)備式電極3相 鄰。通過上述結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)鈉燈的助啟動(dòng)，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且啟動(dòng)時(shí)較為可靠穩(wěn)定，可作 為現(xiàn)有內(nèi)啟動(dòng)式鈉燈的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
權(quán)利要求
一種高光效長壽命鈉燈，該鈉燈包括玻璃燈殼(14)、燈頭(12)、電弧管(1)及相應(yīng)的導(dǎo)電支架，其中電弧管由儲(chǔ)備式電極(3)、鈮鋯管(4)構(gòu)成，電弧管內(nèi)填充有鈉汞齊(7)和氙氣(6)，導(dǎo)電支架分為大支架(8)和小支架(10)，大支架和小支架分別連接電弧管兩端及玻璃燈芯(11)；其特征是所述電弧管(1)外表面沿軸向繞匝有兩個(gè)線圈(201)，兩個(gè)線圈分別與電弧管兩端的儲(chǔ)備式電極(3)相鄰，線圈與線圈之間通過啟動(dòng)線(2)導(dǎo)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高光效長壽命鈉燈，其特征是所述電弧管(1)一端的鈮鋯管 (4)通過不銹鋼E型連接片(9)連接在大支架(8)的長軸段上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高光效長壽命鈉燈，其特征是所述電弧管(1)內(nèi)填充有40Kpa 的氙氣(6)。
4.一種高光效長壽命鈉燈的工藝方法，該鈉燈包括電弧管(1)、玻璃燈殼(14)、燈頭 (12)及相應(yīng)的導(dǎo)電支架，電弧管由儲(chǔ)備式電極(3)、鈮鋯管(4)構(gòu)成；其工藝方法的特征是 所述電弧管(1)內(nèi)的氙氣(6)壓強(qiáng)增加至40Kpa，該電弧管采用高純a-Al203多晶體氧化鋁 陶瓷材料焙燒制成柱狀，且電弧管外圈表面上連接有啟動(dòng)線⑵；所述儲(chǔ)備式電極⑶與鈮 鋯管(4)經(jīng)激光焊接，待儲(chǔ)備式電極被充分激活后，將鈮鋯管分別封接在電弧管(1) 二端， 封接時(shí)采用玻璃態(tài)密封環(huán)(5)氣密封接。
全文摘要
本發(fā)明涉及節(jié)能型電光源技術(shù)領(lǐng)域的一種高光效長壽命鈉燈及工藝方法，該鈉燈包括玻璃燈殼、燈頭、電弧管及相應(yīng)的導(dǎo)電支架，其中電弧管由儲(chǔ)備式電極、鈮鋯管構(gòu)成，電弧管內(nèi)填充有鈉汞齊和氙氣，導(dǎo)電支架分為大支架和小支架，大支架和小支架分別連接電弧管兩端及玻璃燈芯。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是所述電弧管外表面沿軸向繞匝有兩個(gè)線圈，兩個(gè)線圈分別與電弧管兩端儲(chǔ)備式電極相鄰，線圈與線圈之間通過啟動(dòng)線導(dǎo)電連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，方法可行，光通率及使用壽命增強(qiáng)，而且在助啟動(dòng)方面實(shí)現(xiàn)了一種更為簡化有效的方式，使鈉燈工作更為可靠穩(wěn)定，適合作為現(xiàn)有道路、機(jī)場碼頭、港口、車站、廣場等場所的照明設(shè)備及同類鈉燈的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
文檔編號(hào)H01J61/073GK101814419SQ200910154759
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者曹茂軍, 陳暉 申請(qǐng)人:寧波亞茂照明電器有限公司