專利名稱：高光效無循環(huán)鈉燈電弧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鈉燈電弧管，是一種高光效無循環(huán)鈉燈電弧管。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)鈉燈中的電弧管內(nèi)充有過量鈉汞元素稱為“飽和”，但實際工作時，只有 小部分被蒸發(fā)，在整個壽命期中電弧管消耗的鈉由液態(tài)化合物補充，然后液態(tài)中的汞含量 增加使更多的汞被蒸發(fā)，造成鈉燈電壓上升。另一個電壓上升的原因是電弧管末端發(fā)黑導(dǎo) 致更多的鈉汞被蒸發(fā)，使鈉燈電壓進一步升高，隨時間推進鈉燈電壓不斷升高達到鎮(zhèn)流器 最大允許電壓使鈉燈熄滅。由于電弧管內(nèi)壓強很高觸發(fā)器即時不能將鈉燈點著，觸發(fā)器高 壓脈沖容易擊穿鎮(zhèn)流器，高壓脈沖還會對電網(wǎng)產(chǎn)生污染影響電網(wǎng)清潔度，隨著鈉燈的溫度 下降，一般需要3 4分鐘鈉燈才能重新被燃點，這樣周而復(fù)始的進行，影響了照明效果，有 時甚至還會造成意外事故。同時，一種陶瓷電弧管內(nèi)的電極為儲備式電極，其工作特性決定于稀土氧化物在 電極表面內(nèi)的補給速率與它在電極表面上蒸發(fā)損失速率的關(guān)系。在高溫下稀土氧化物與鎢 反應(yīng)，生成鎢酸鹽或氧化鎢酸鹽等鎢化物，并在電弧作用下沿著軸向晶界從低溫區(qū)向高溫 區(qū)遷移，遷移速率隨溫度梯度增加而大大加強，不斷的補充到電極端面。但是，當電極表面 沒有足夠的氧化物作發(fā)射材料時，會造成電子發(fā)射能力差、逸出功高、電極功耗增加。電極 是鈉燈的“心臟”，所以一個好的電極對稀土氧化物補給與蒸發(fā)之間的平衡，以及電極實現(xiàn) 穩(wěn)定與長壽命工作的關(guān)鍵所地。電極如果出現(xiàn)貧稀土即發(fā)射耗盡，將造成電極位降上升、熱 損增加、光衰變大、啟動困難、電極過熱等情況出現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述存在的不足，本實用新型目的是向本領(lǐng)域提供一種的高光效無循環(huán)鈉 燈電弧管，使其解決現(xiàn)有鈉燈電弧管和電極結(jié)構(gòu)設(shè)計欠佳的技術(shù)問題，其目的是通過如下 技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種高光效無循環(huán)鈉燈電弧管，該電弧管的多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)徑呈錐 形或圓錐形，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體設(shè)有尾管；儲備式電極組件由鈮管和儲備式電極 組成，儲備式電極組件通過玻璃焊料氣密封接于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體尾管內(nèi)；高氣 壓緩沖氣體采用氙氣，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)微量鈉汞齊采用“不飽和”設(shè)計工藝。 多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)充入微量鈉汞齊的劑量采用原有不同規(guī)格鈉燈中鈉汞齊劑 量的25 30%，作為高氣壓緩沖氣體的氙氣壓強為35 40Kpa。根據(jù)不同規(guī)格鈉燈中的 容積不同，其原有鈉燈中鈉汞齊的劑量也不同；以傳統(tǒng)的250W鈉燈為例，其電弧管內(nèi)一般 加入的鈉汞齊量為25mg，稱為“過飽和”充量，本實用新型的250W鈉燈中多晶氧化鋁陶瓷電 弧管腔體內(nèi)充入微量鈉汞齊的劑量為25mg的25 30%。該“不飽和”設(shè)計工藝使冷端部 溫度從原來800°C提高至1000°C，光輸出增加了 25 30%。不但鈉燈的使用壽命長、有高 的光輸出、又不自熄實現(xiàn)節(jié)能減排安全可靠運行，經(jīng)2000小時壽命試驗光通維持率95%，電弧管兩端未見明顯發(fā)黑，顯色指數(shù)由原來19 21提高到35 40輸出的光色為金白色。其特征在于所述多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體采用柱狀膨脹型；其幾何尺寸進行 新的設(shè)計，使腔體冷端部溫度提高200°C。同時，要求多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的晶粒 小而均勻，不超過25 μ，總透過率在97%，無碎晶不應(yīng)有鈣污染，瓷管表面光潔度高呈現(xiàn)寶 石光。鈉燈的放電軸心溫度約在4000Κ左右，盡管鈉的熱導(dǎo)率較高，但因放電溫度較低，故 從電弧到管壁熱導(dǎo)損失并不很大，這樣多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的直徑一般可取得小一 些。儲備式電極組件中儲備式電極采用熱電子儲備式發(fā)射電極。儲備式電極組件中熱電子 儲備式發(fā)射電極能克服或緩解現(xiàn)有電極出現(xiàn)貧稀土的情況；同時，熱電子儲備式發(fā)射電極 在加熱功率下給出的發(fā)射電流大、活性物質(zhì)蒸發(fā)速率低，能耐電子離子轟擊能力強、不易中 毒、可以進行再激活。儲備式電極組件的儲備式電極材料中加入稀土元素Y、La、Gd、Ba，在 電弧作用下生成的鎢化物沿著軸向晶界從低溫區(qū)向高溫區(qū)遷移時，遷移能力得到進一步地 加強。所述儲備式電極組件的鈮管伸入多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)，鈮管的外徑通過 玻璃焊料氣密封接于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的尾管，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)徑 冷端部呈現(xiàn)錐形或圓錐形。錐形或圓錐形冷端部使多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)冷端部溫 度提高；同時，沒有液態(tài)的汞、鈉堆積于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的尾管，減少了儲備式 電極的熱損耗和鈉損失。所述儲備式電極組件的儲備式電極設(shè)置于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)徑冷端 部呈錐形或圓錐形的腔內(nèi)。進一步地使錐形或圓錐形腔內(nèi)的儲備式電極能得到恒定的發(fā)射。本實用新型克服了傳統(tǒng)鈉燈光效、顯色性差、壽命后期易產(chǎn)生自熄的缺點，具有設(shè) 計合理、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、具有長壽命、高光效的特點，適用于通用的燈具，是工礦、道路 照明的首選光源。

圖1是本實用新型的多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。以上附圖序號及名稱1、多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體，101、尾管，2、儲備式電極組 件，201、鈮管，202、儲備式電極，3、玻璃密封環(huán)，4、微量鈉汞齊，5、高氣壓緩沖氣體。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)和制作工藝做進一步地說明。如圖1、圖2所示， 該多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體1采用柱狀膨脹型；腔體內(nèi)的儲備式電極組件2設(shè)有鈮管 201和儲備式電極202，儲備式電極采用熱電子儲備式發(fā)射電極。儲備式電極組件的鈮管通 過玻璃密封環(huán)3氣密封接于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的尾管101，多晶氧化鋁陶瓷電弧 管腔體冷端部呈錐形或圓錐形。在上述儲備式電極組件的儲備式電極材料中加入La、Y、Gd、 Ba等稀土元素，其工作時的遷移力會進一步地加強。其主要技術(shù)特征是所述多晶氧化鋁 陶瓷電弧管腔體內(nèi)微量鈉汞齊為“不飽和”設(shè)計工藝，微量鈉汞齊4為原來的25 30%，作 為高氣壓緩沖氣體5的氙氣壓強為35 40Kpa。[0014] 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膨脹型多晶氧化 鋁陶瓷電弧管腔體，電極采用儲備式電極與鈮管經(jīng)激光焊接的儲備式電極組件。儲備式電 極經(jīng)充分激活后被分別氣密封接在多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的兩端，充分激活后的儲備 式電極在被封接在多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體中時，腔體冷端部溫度在1000°c左右，通過 調(diào)整兩端電極的極距實現(xiàn)，作為填充物的微量鈉汞齊為原來的25 30%，氙氣壓強為35 40Kpa。接著采用玻璃焊料對儲備式電極組件的鈮管與多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的尾管 之間實施氣密封接。
權(quán)利要求一種高光效無循環(huán)鈉燈電弧管，該電弧管的多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體(1)內(nèi)徑呈錐形或圓錐形，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體設(shè)有尾管(101)；儲備式電極組件(2)由鈮管(201)和儲備式電極(202)組成，儲備式電極組件通過玻璃焊料氣密封接于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體尾管內(nèi)；高氣壓緩沖氣體(5)采用氙氣，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)微量鈉汞齊(4)采用“不飽和”設(shè)計工藝；其特征在于所述多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體(1)采用柱狀膨脹型；儲備式電極組件(2)中儲備式電極(202)采用熱電子儲備式發(fā)射電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高光效無循環(huán)鈉燈電弧管，其特征是所述儲備式電極組件(2) 的鈮管(201)伸入多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體(1)內(nèi)，鈮管的外徑通過玻璃焊料氣密封接 于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體的尾管(101)，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)徑冷端部呈現(xiàn) 錐形或圓錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高光效無循環(huán)鈉燈電弧管，其特征是所述儲備式電極組件(2) 的儲備式電極(202)設(shè)置于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體(1)內(nèi)徑冷端部呈錐形或圓錐形的 腔內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及一種高光效無循環(huán)鈉燈電弧管，是針對現(xiàn)有鈉燈電弧管和電極結(jié)構(gòu)設(shè)計欠佳的技術(shù)問題而設(shè)計的。該電弧管的多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)徑呈錐形或圓錐形，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體設(shè)有尾管；儲備式電極組件由鈮管和儲備式電極組成，儲備式電極組件通過玻璃焊料氣密封接于多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體尾管內(nèi)；高氣壓緩沖氣體采用氙氣，多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體內(nèi)汞含量采用“不飽和”設(shè)計工藝。其要點是所述多晶氧化鋁陶瓷電弧管腔體采用柱狀膨脹型；儲備式電極組件中采用熱電子儲備式發(fā)射電極。本實用新型具有設(shè)計合理、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、具有長壽命、高光效的特點，適用于通用的燈具，是工礦、道路照明的首選光源。
文檔編號H01J61/16GK201590402SQ20092020201
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者施振家, 曹茂軍, 陳暉 申請人:寧波亞茂照明電器有限公司