專利名稱：長壽命熱陰極熒光燈管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種熱陰極熒光燈管，特別是一種長使用壽命和長開關(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，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 長燈的使用壽命，可節(jié)約大量電能、又可節(jié)省大量制燈用的材料和能源。上述問題的根本原因在于熱陰極熒光燈都有工作溫度約900°C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方式有瞬間啟動、即冷啟動，快速 啟動，預(yù)熱啟動、高頻快速啟動、高頻瞬間啟動等幾種。其中瞬間啟動最為簡單，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，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啟動燈管，這 可有效地減小開關(guān)次數(shù)對電極的損害，增加熒光燈的開關(guān)壽命；但即使如此，啟動時(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分鐘測試)，快速啟動和瞬間啟動為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。可見、若能克服開關(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。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述之不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可有效消除熒光 燈開關(guān)次數(shù)對燈壽命的影響，有效提高熒光燈的開關(guān)壽命和使用壽命的長壽命熱陰極熒光 燈。本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，一種長壽命熱陰極熒光燈管， 包括有熒光燈玻璃管，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芯柱上的兩支金屬導(dǎo)絲上，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；芯柱上金屬導(dǎo)絲中的一支金屬導(dǎo)絲與大面積金屬輔電極用金屬絲連接線 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外表面積，用于承受正離子轟擊，避免熒光燈啟動 時(shí)輝光放電對陰極的損害。本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型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外表面積 (不是螺旋鎢絲的總表面積)的5倍以上。本實(shí)用新型所述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。本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型所述大面積金屬輔電極帶有吸氣劑或汞齊。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)由于本實(shí)用新型所述大面積金屬輔電極的面積遠(yuǎn)大于熱絲電極，在熒光燈啟動 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，對熱絲電極損傷極??；同時(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 了熒光燈啟動時(shí)輝光放電對陰極的損害，明顯提高熒光燈的開關(guān)壽命和使用壽命；同時(shí)，本 實(shí)用新型的燈管可用最簡單的瞬間啟動方式，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。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、開關(guān)壽命特長、發(fā)光效 率高等優(yōu)點(diǎn)，用于制造各種長壽命熒光燈和紫外線燈等。

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的燈管一端結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的又一個(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、芯柱；3、排氣管；4、熱絲電極；5、金屬導(dǎo)絲(5a、5b) ；6、 大面積金屬輔電極；7、金屬絲連接線；8、電流流經(jīng)示意線；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，因此只要了解本實(shí)用新型的內(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)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹圖1所示，本實(shí)用新型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位于前方圓錐型的大面積金屬輔電極6內(nèi)，大面積金屬輔電極6與芯柱上的一支金 屬導(dǎo)絲5a用金屬絲連接線7點(diǎn)焊連接；所述大面積金屬輔電極6可承受熒光燈啟動時(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)的高陰極電位 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 的外表面積，所述正離子轟擊基本上由大面積金屬輔電極6承受，對熱絲電極4損傷極?。?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1中電流由一條金屬導(dǎo)絲 5a經(jīng)過熱絲電極4到另一條金屬導(dǎo)絲5b經(jīng)金屬導(dǎo)絲5引出，8為電流流經(jīng)示意線，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時(shí)輝光放電對陰極的損害，明顯提 高熒光燈的開關(guān)壽命和使用壽命。同時(shí)，本實(shí)用新型的方法可用最簡單的瞬間啟動方式，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 壽命紫外線燈。實(shí)施例2圖2所示為本實(shí)用新型的長壽命熱陰極熒光燈管的又一實(shí)施例的結(jié)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10，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，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)利要求一種長壽命熱陰極熒光燈管，包括有熒光燈玻璃管(1)、芯柱(2)，所述芯柱(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)的兩端焊接在芯柱(2)上金屬導(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，其特征在于芯柱(2)上金屬導(dǎo)絲(5)中的一支金屬導(dǎo)絲(5a)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長壽命熱陰極熒光燈管，其特征在于芯柱(2)上有固定金屬 絲(13)，大面積金屬輔電極(6)固定在芯柱(2)上的固定金屬絲(13)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長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。
專利摘要一種長壽命熱陰極熒光燈管，包括有熒光燈玻璃管，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芯柱的兩支金屬導(dǎo)絲上；芯柱上金屬導(dǎo)絲中的一支金屬導(dǎo)絲與大面積金屬輔電極用金屬絲連接線點(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外表面積，用于承受正離子轟擊，避免熒光燈啟動時(shí)輝光放電對陰極的損害。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、開關(guān)壽命特長、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，用于制造各種長壽命熒光燈和紫外線燈。
文檔編號H01J61/10GK201562659SQ200920201369
公開日2010年8月25日 申請日期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 申請人:浙江大學(xué)