專(zhuān)利名稱(chēng):高壓金屬蒸氣放電燈的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于內(nèi)部裝有熔絲的高壓金屬蒸氣放電燈。
高壓金屬蒸氣放電燈，一般是由外管及裝在外管中的用透光性陶瓷制成的發(fā)光管構(gòu)成的。因發(fā)光管本身不具有限制電流的功能，所以這種高壓金屬蒸氣放電燈要與作為限流器用的鎮(zhèn)流器組合起來(lái)使用。鎮(zhèn)流器多半使用在鐵芯上纏繞許多層涂有絕緣漆的金屬線(xiàn)而構(gòu)成的扼流圈，也有的鎮(zhèn)流器除扼流圈外，還帶有電容器，還有其它形式的。
可是鎮(zhèn)流器的壽命通常為8～10年，影響壽命的原因多半是由于絕緣層的老化而導(dǎo)致限流功能的降低，比如，高壓納蒸氣燈的起動(dòng)電壓很高，需將由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的起動(dòng)用高壓脈沖加到發(fā)光管的電極上，才能使高壓鈉蒸氣燈起動(dòng)。脈沖發(fā)生器是裝在專(zhuān)供高壓鈉燈用的鎮(zhèn)流器中的，或者是組裝在燈泡的外管內(nèi)。絕緣層開(kāi)始老化的鎮(zhèn)流器，由于高壓脈沖和鎮(zhèn)流器本身發(fā)的熱，使絕緣性能受到破壞，上述的多層線(xiàn)圈往往在層與層之間或圈與圈之間發(fā)生短路。這時(shí)，鎮(zhèn)流器喪失了原來(lái)的限流功能，于是流過(guò)燈泡的電流增大，結(jié)果使輸入發(fā)光管燈泡的功率劇增，發(fā)光管內(nèi)的封入物質(zhì)的壓力迅速升高，從而使發(fā)光管受到破壞，甚至還會(huì)發(fā)生外管破損，碎片脫落之類(lèi)的意外事故。
可是，如上所述的鎮(zhèn)流器的絕緣被破壞，分兩種情況一種是燈泡點(diǎn)亮?xí)r，也就是脈沖發(fā)生時(shí)的高壓加到線(xiàn)圈上，線(xiàn)圈的層間絕緣被破壞;另一種是正常發(fā)光時(shí)，由于絕緣性能開(kāi)始惡化的鎮(zhèn)流器本身的發(fā)熱，而使線(xiàn)圈之間的絕緣遭到破壞。將脈沖發(fā)生器這樣的起動(dòng)裝置組裝在外管內(nèi)的燈泡與水銀燈用的鎮(zhèn)流器組合使用時(shí)，特別容易發(fā)生前一種情況。也就是說(shuō)，水銀燈用的鎮(zhèn)流器比歷來(lái)專(zhuān)用的鎮(zhèn)流器體積小，價(jià)格也便宜，因此有的也就被用于高壓鈉蒸氣燈。但因水銀燈不需要加高壓脈沖就能點(diǎn)亮，所以水銀燈用的鎮(zhèn)流器比專(zhuān)用鎮(zhèn)流器的結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，因此，可以預(yù)料施加上述的高壓脈沖也就容易造成破壞了。
另一方面，當(dāng)使用專(zhuān)用的鎮(zhèn)流器點(diǎn)亮內(nèi)部沒(méi)有起動(dòng)裝置的燈泡時(shí)，特別容易發(fā)生后一種情況。
作為對(duì)上述的前一種絕緣的破壞所采取的措施，例如在公開(kāi)專(zhuān)利昭和57-138767號(hào)公報(bào)中發(fā)表過(guò)這樣的方法，即把具有特定的熔斷特性的熔絲組裝在向發(fā)光管供電的電路中，當(dāng)鎮(zhèn)流器受到絕緣破壞，流過(guò)發(fā)光管供電電路的電流過(guò)大時(shí)，上述的熔絲被熔斷，從而防止了發(fā)光管的破損。
然而，這種方法只能適用于特定的高壓鈉蒸氣燈，而不適用于不同尺寸，不同型號(hào)的各種高壓鈉蒸氣燈。特別是燈泡的外管內(nèi)沒(méi)有安裝起動(dòng)裝置，而且與專(zhuān)用鎮(zhèn)流器組合使用型的燈泡，即使照樣采用這種方法，也未能獲得預(yù)期的效果。
另一方面，當(dāng)將熔絲組裝在發(fā)光管的供電電路中時(shí)，被熔斷的高溫熔絲飛散到外管的內(nèi)表面上，外管有可能破損。另外，由于溫度升高而產(chǎn)生的熱膨脹，使熔絲下垂(即所謂下垂現(xiàn)象)，也可能與其它導(dǎo)電部分接觸，而發(fā)生短路事故。
對(duì)于這種問(wèn)題的處理，本發(fā)明者首先提出的方案如圖1～圖3所示。將熔絲20裝入絕緣屏蔽管23中，這樣就可以防止因發(fā)熱的熔絲20下垂，接觸到其它金屬部分而發(fā)生短路，也可以防止熔絲20熔斷時(shí)，熔融的高溫熔絲飛散到外管的內(nèi)表面上。
圖1表示是將熔絲20裝入兩端開(kāi)口的絕緣屏蔽管23中;圖2是將圖1所示的絕緣屏蔽管23的兩端開(kāi)口部分封閉;圖3是將塞子25a及25b插入圖1所示的絕緣屏蔽管23的兩端開(kāi)口處，并非粘住，而是塞住。
這些部件各自都能獲得上述的效果，但另一方面，也還存在下述問(wèn)題需要進(jìn)一步改進(jìn)。
就是說(shuō)，在圖1的情況下，因熔絲20只是裝在兩端開(kāi)口的絕緣屏蔽管23中，而絕緣屏蔽管23有可能移到熔絲20以外的地方，因此必須通過(guò)特殊的支架26將絕緣屏蔽管23固定在其它部件上，這樣既費(fèi)工，又要花費(fèi)較高的材料費(fèi)，導(dǎo)致成本上升。另外，熔融的熔絲仍有可能從絕緣屏蔽管23的兩端開(kāi)口處飛散出一部分。在圖2的情況下，因絕緣屏蔽管23的兩端開(kāi)口部分被封閉，故能完全防止熔融的熔絲飛出絕緣屏蔽管23的外面來(lái)。但由于熔絲與屏蔽管的熱膨脹系數(shù)不同，上述的封閉部分往往發(fā)生裂縫，同時(shí)也存在封閉作業(yè)需要時(shí)間等問(wèn)題。再看圖3的情況，因有塞子25a及25b，故能防止熔融的熔絲飛出絕緣屏蔽管23以外，而且因塞子25a及25b不是粘固在絕緣屏蔽管23的開(kāi)口處，而只是插入，因此還能防止圖2的情況下所發(fā)生的絕緣屏蔽管23的端部裂縫。但另一方面，裝配時(shí)既費(fèi)事，又要花費(fèi)材料費(fèi)。而且，絕緣屏蔽管23具有自由移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，因此與圖1的情況一樣，也需要安裝支架26，這就更加費(fèi)事和費(fèi)錢(qián)了。因此存在價(jià)格貴這一缺點(diǎn)。
本發(fā)明是針對(duì)上述問(wèn)題的，其目的是提供一種高壓金屬蒸氣放電燈，即使當(dāng)鎮(zhèn)流器由于老化而造成較大的電流流過(guò)發(fā)光管時(shí)，這種燈也能防止發(fā)光管的破損于未然。
本發(fā)明另一個(gè)目的，在于提供這樣一種高壓金屬蒸氣放電燈，這種燈中采用的熔絲具有能適用于任何尺寸及任何型號(hào)的高壓金屬蒸氣放電燈的熔斷特性。
本發(fā)明的再一個(gè)目的，在于提供裝有這樣一種熔絲的高壓金屬蒸氣放電燈，即當(dāng)熔絲中有過(guò)大的電流流過(guò)而被熔斷時(shí)，能防止熔融的高溫熔絲飛散到外管的內(nèi)表面上而造成外管破損，并能防止由于溫度升高，下垂的熔絲與其它金屬部件之間發(fā)生的短路事故，同時(shí)，組裝工序簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。
本發(fā)明的高壓金屬蒸氣放電燈，配備有外管、裝在外管內(nèi)的用透光性陶瓷制成的發(fā)光管及在外管內(nèi)與發(fā)光管串聯(lián)的熔絲。熔絲具有滿(mǎn)足下式的熔斷特性，而且當(dāng)放電燈在額定狀態(tài)下，點(diǎn)亮?xí)r，流過(guò)熔絲的電流密度不大于23.9安/毫米2。
t1OgT1＜At1ogI+B
A＝-1.02×10-2(D2t)-0.885
B＝2.64×10-2(D2t)+1.01
T1熔絲熔斷所需要的時(shí)間(秒)
I熔絲的熔斷電流(安)
D發(fā)光管的內(nèi)徑(毫米)
t發(fā)光管的壁厚(毫米)
本發(fā)明的放電燈中使用的熔絲的長(zhǎng)度，最好是15～20毫米。
在本發(fā)明的放電燈中，熔絲和其兩端相連接的引出線(xiàn)組成的熔絲部件，不是被封閉在兩端管徑收縮的絕緣屏蔽管內(nèi)，而是貫穿的，在熔絲部件從絕緣屏蔽管的管端引出的部分上裝一個(gè)擋塊就可以了。
另外，本發(fā)明并不只限于高壓鈉蒸氣燈，同時(shí)也能適用于以透光性陶瓷管作發(fā)光管的其它高壓金屬蒸氣放電燈，例如金屬鹵化物蒸氣燈等。
圖1～圖3分別是以前燈泡中所組裝的絕緣屏蔽管中的熔絲的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖;
圖4所示的為內(nèi)徑及壁厚不同的各種輸入功率的高壓鈉蒸氣燈發(fā)光管的過(guò)電流與管破損時(shí)所需時(shí)間之間的關(guān)系;
圖5所示為發(fā)光管的輸入功率保持一定，改變發(fā)光管的內(nèi)徑及壁厚時(shí)，過(guò)電流與管破損時(shí)所需時(shí)間之間的關(guān)系;
圖6及圖7分別表示圖5中所示各直線(xiàn)的方程式中的常數(shù)A與D2t及B與D2t之間的關(guān)系;
圖8為實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的高壓鈉蒸氣燈主視圖;
圖9～圖12為高壓鈉蒸氣燈發(fā)光管的破損特性與各種熔絲的熔斷特性的比較圖。
圖13～圖18為本發(fā)明其它例子的裝有熔絲的絕緣屏蔽管的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。
下面參照實(shí)驗(yàn)及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容加以說(shuō)明。
實(shí)驗(yàn)1
輸入功率不同的各種高壓鈉蒸氣燈，其發(fā)光管的內(nèi)徑及壁厚的不同尺寸與燈泡點(diǎn)亮過(guò)程中有過(guò)電流流過(guò)、直至發(fā)光管破損所需要的時(shí)間之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，將其結(jié)果示于圖4中。再者，下面的表1所示，為供實(shí)驗(yàn)用的各種燈泡的輸入功率(瓦)的大小及發(fā)光管的內(nèi)徑、壁厚的尺寸。
表1燈泡發(fā)光管輸入功率(瓦)內(nèi)徑D(毫米)壁厚t(毫米)1505.50.54007.250.7570010.01.0100012.01.0
實(shí)驗(yàn)是這樣進(jìn)行的，即將表1所示的各燈泡同與其適合的鎮(zhèn)流器組合起來(lái)點(diǎn)亮。在點(diǎn)亮過(guò)程中，通過(guò)使鎮(zhèn)流器線(xiàn)圈的一部分短路的辦法，讓各種大小不同的過(guò)電流流過(guò)，分別測(cè)出各種過(guò)電流導(dǎo)致發(fā)光管破損所需要的時(shí)間。在圖4中，150瓦用符號(hào)O表示，400瓦用符號(hào)□表示，700瓦用符號(hào)
表示，1000瓦用符號(hào)×表示。
由該圖可知，對(duì)于同一大小的過(guò)電流，如果管的內(nèi)徑及壁厚小，且管的輸入功率也小，則破損所需要的時(shí)間也就短。于是，為了弄清對(duì)發(fā)光管的破損影響較大的是發(fā)光管的尺寸，還是管的輸入功率，進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)2
本實(shí)驗(yàn)著眼于發(fā)光管的內(nèi)徑及壁厚。調(diào)節(jié)發(fā)光管的長(zhǎng)度，作成各種燈泡，使透光性氧化鋁陶瓷發(fā)光管的內(nèi)徑在5.5毫米～12毫米之間變化，而使其壁厚在0.5毫米～1毫米之間變化，使所有的管壁全部保持18瓦/厘米2的負(fù)荷，同時(shí)使所有的發(fā)光管的輸入功率全都是400瓦。使這些燈泡在點(diǎn)亮?xí)r流過(guò)與上述情況(實(shí)驗(yàn)1)同樣大小的過(guò)電流，研究11發(fā)光管破損所需要的時(shí)間與過(guò)電流的關(guān)系。
圖5是上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將各種發(fā)光管由于各種大小的過(guò)電流流過(guò)而直至破損所需要的時(shí)間畫(huà)成曲線(xiàn)時(shí)，連接兩點(diǎn)成直線(xiàn)，使所有的點(diǎn)都靠近該直線(xiàn)。直線(xiàn)a是內(nèi)徑D×壁厚t為5.5毫米×0.5毫米的發(fā)光管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;直線(xiàn)b是7.25毫米×0.75毫米的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;直線(xiàn)C是10毫米×1.0毫米的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;直線(xiàn)d是12毫米×1.0毫米的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖5的結(jié)果表明不管管壁負(fù)荷及管的輸入功率是否一定，管內(nèi)徑D及壁厚t越小的發(fā)光管越容易破損。于是，可知由于過(guò)電流而使發(fā)光管破損時(shí)，管內(nèi)徑D和壁厚t的影響很大。
也就是說(shuō)，發(fā)光管的破損可以這些來(lái)理解，即由于過(guò)電流，管內(nèi)的封入物質(zhì)的蒸氣壓上升過(guò)大，因此管壁越薄，越容易破損;再者，內(nèi)徑越小，發(fā)光管內(nèi)產(chǎn)生的高溫電弧柱與管壁的距離就越近，因此管壁的溫度就越高，也就越易破損。如果假設(shè)過(guò)電流為I(安)，發(fā)光管破損所需要的時(shí)間為T(mén)(秒)，則上述的直線(xiàn)a～d可用下列各式表示。

如果將上列各式的右端各項(xiàng)的常數(shù)，即第一項(xiàng)LogI的系數(shù)設(shè)為A、第二項(xiàng)設(shè)為B，則可寫(xiě)成
logT＝AlogI+B……(6)
而且，如果假設(shè)發(fā)光管至破損所需要的時(shí)間T與過(guò)電流值I(安)和發(fā)光管的內(nèi)徑D及壁厚t有關(guān)，則上述各常數(shù)A與B可看成D2t的函數(shù)。這是因?yàn)榘l(fā)光管管壁所受的熱影響，與從電弧中心至管壁內(nèi)表面的距離的2次方(即與D2)有關(guān)，且發(fā)光管的強(qiáng)度是由壁厚t決定的。
圖6給出了D2t與前面的(2)～(5)式中的各常數(shù)A之間的關(guān)系，同樣，圖7給出了D2t與常數(shù)B之間的關(guān)系。由各圖可得下列關(guān)系式
A＝-1.02×10-2(D2t)-0.885……(7)
B＝2.64×10-2(D2t)+1.01……(8)
因此，由(6)～(8)式可知過(guò)電流與發(fā)光管破裂之間的關(guān)系為
logT＝AlogI+B
A＝-1.02×10-2(D2t)-0.885
B＝2.64×10-2(D2t)+1.01
可是，在發(fā)光管的供電電路中與發(fā)光管串聯(lián)組裝的熔絲，當(dāng)流過(guò)過(guò)電流時(shí)，因必須使其在發(fā)光管破損之前先熔斷，所以將上述的熔絲熔斷所需要的時(shí)間設(shè)為T(mén)1(秒)，則可見(jiàn)使用的熔絲應(yīng)具有這種熔斷特性。
logT1＜AlogI+B……(9)
(但A、B應(yīng)滿(mǎn)足前面的(7)、(8)式)。
實(shí)驗(yàn)3
其次，在滿(mǎn)足前面的(7)、(8)及(9)式的范圍內(nèi)，制作了裝有三種熔斷特性各不相同的熔絲的150瓦～1000瓦的高壓鈉蒸氣燈若干種，進(jìn)行了使用壽命試驗(yàn)。
圖8所示即為這種高壓鈉蒸氣燈。外管1的頸部2與芯柱3的連接處密封，燈頭4鑲固在芯柱3上。5是用透光性陶瓷，例如用氧化鋁陶瓷作的發(fā)光管，在其兩端相對(duì)設(shè)置一對(duì)電極6a、6b，在管內(nèi)封入一定量的起動(dòng)用的稀有氣體。水銀及鈉。發(fā)光管5的兩端用托架7a、7b支撐，其中托架7a與電極6a呈導(dǎo)電性連接，另一個(gè)托架7b是通過(guò)絕緣材料8支撐著發(fā)光管5的一端的。另外，托架7a、7b與兼作供電電線(xiàn)用的支柱9相連接，該支柱9與封固在芯柱3上的一個(gè)焊接桿10相連接，另一個(gè)焊接桿11通過(guò)供電電線(xiàn)12與電極6b相連接。其次，向上述的發(fā)光管5供電的電線(xiàn)12與例如長(zhǎng)20毫米的鎳絲作成的熔絲20組裝在一起，而熔絲是用耐熱性電絕緣材料(例如硬質(zhì)玻璃)制成的絕緣屏蔽管23包圍著的。在下面的表2中，給出了供作使用壽命試驗(yàn)用的各種燈泡的輸入功率，發(fā)光管的內(nèi)徑及壁厚、以及熔絲的直徑等的大小。
表2

各種級(jí)別的發(fā)光管的內(nèi)徑D及壁厚t與實(shí)驗(yàn)1及實(shí)驗(yàn)2中使用的發(fā)光管相同。對(duì)應(yīng)于各種級(jí)別的燈泡，每一種直徑的熔絲各取10個(gè)，并與適合于燈泡的200伏水銀燈鎮(zhèn)流器相配合，將燈泡點(diǎn)亮5.5小時(shí)，然后熄滅0.5小時(shí)，按照這樣的周期反復(fù)進(jìn)行了多次長(zhǎng)期點(diǎn)亮試驗(yàn)。還有，點(diǎn)亮?xí)r的額定電流是150瓦級(jí)的為2.0安，400瓦級(jí)的為4.7安、700瓦級(jí)的為7.9安、1000瓦級(jí)的為11.1安。
根據(jù)前面的(2)式，在圖9中虛線(xiàn)表示150瓦級(jí)的發(fā)光管的破損特性，用實(shí)線(xiàn)表示各熔絲的熔斷特性。同樣，根據(jù)前面的(3)式，在圖10中給出了400瓦級(jí)的發(fā)光管的破損特性曲線(xiàn)和熔絲的熔斷特性曲線(xiàn);根據(jù)前面的(4)式，在圖11中給出了700瓦級(jí)的發(fā)光管的破損特性曲線(xiàn)和熔絲的熔斷特性曲線(xiàn);根據(jù)前面的(5)式，在圖12中給出了1000瓦級(jí)的發(fā)光管的破損特性曲線(xiàn)和熔絲熔斷特性曲線(xiàn)。由各圖可知，在任何情況下，當(dāng)有過(guò)流流過(guò)時(shí)，熔絲總是在發(fā)光管破損前熔斷，這樣就能防止發(fā)光管的破損。再者，在圖9的情況下，流過(guò)15安以下的過(guò)電流時(shí)，燈泡便立刻熄滅了。同樣，在圖10的情況下，流過(guò)28安以下的過(guò)電流時(shí)，在圖11的情況下，流過(guò)40安以下的過(guò)電流時(shí)，以及在圖12的情況下，流過(guò)45安以下的過(guò)電流時(shí)，燈泡都立刻分別熄滅了。
但是，即使是具有這樣能防止發(fā)光管破損的熔斷特性的熔絲，其熔斷特性也還與發(fā)光管的破損特性相差懸殊，即如果熔絲直徑過(guò)小時(shí)，即使是在無(wú)過(guò)電流的正常點(diǎn)亮的狀態(tài)下，在燈泡的12000小時(shí)的額定壽命期間內(nèi)，也會(huì)出現(xiàn)因熔絲20斷裂而燈泡不能點(diǎn)亮的情況。下面的表3給出了在400瓦級(jí)燈泡長(zhǎng)期點(diǎn)滅試驗(yàn)中的各種熔絲的斷裂率。
表3


由表3可知，額定壽命直至12000小時(shí)的燈泡，在額定狀態(tài)下點(diǎn)亮?xí)r，熔絲中的電流密度在23.9安/毫米2以下的燈泡，其熔絲的斷裂率為0，熔絲中的電流密度超過(guò)23.9安/毫米2的燈泡，熔絲的斷裂率較高。另外，通過(guò)150瓦級(jí)，700瓦級(jí)及1000瓦級(jí)的其它燈泡，也能得出幾乎相同的結(jié)果。
熔絲斷裂的主要原因，可以認(rèn)為是燈泡點(diǎn)亮?xí)r熔絲所受的熱影響及燈泡熄滅時(shí)熔絲本身的伸縮而返復(fù)產(chǎn)生的應(yīng)力。因此可知，熔絲的電流密度越大，熔絲本身的發(fā)熱也越大，這部分多余的熱量使熔絲軟化之后，膨脹的程度就會(huì)更大，也就容易發(fā)生斷裂了。
由上述的使用壽命試驗(yàn)所得出的結(jié)果，與熔絲的形狀無(wú)關(guān)。例如，不只限于用圓形截面的熔絲，就是用矩形截面的熔絲，也能得出同樣的結(jié)果。另外，熔絲的材質(zhì)也不只限于鎳，例如采用鎳銅合金、康銅、蒙乃爾合金等其它鎳合金時(shí)，也能得到同樣的結(jié)果。
根據(jù)上述的各實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果設(shè)熔絲的熔斷電流(過(guò)電流)為I(安)，同樣設(shè)其熔斷所需要的時(shí)間為T(mén)1(秒)、發(fā)光管的內(nèi)徑為D毫米、壁厚為t毫米、使用滿(mǎn)足公式
logT1＜AlogI+B
A＝-1.02×10-2(D2t)-0.885
B＝2.64×10-2(D2t)+1.01
而且在燈泡的額定狀態(tài)下點(diǎn)亮?xí)r流過(guò)其中的電流密度為23.9安/毫米2的熔絲，則不僅在燈泡的整個(gè)使用期限內(nèi)確實(shí)能防止流過(guò)過(guò)電流時(shí)對(duì)發(fā)光管造成的破損，而且可以避免在正常點(diǎn)亮?xí)r由于熔絲的斷裂而縮短使用壽命。
以下，說(shuō)明一下熔絲結(jié)構(gòu)的變形實(shí)例。這種結(jié)構(gòu)防止了由于熔絲的斷裂而產(chǎn)生的熔融的熔絲飛散，或由于溫度的升高造成的熔絲下垂。
在圖13及圖14中，熔絲部件22是由例如用鎳或鎳合金作的熔絲20和與其兩端連接的例如用鎢作的引出線(xiàn)21a及21b構(gòu)成的。該熔絲部件22貫穿于用耐熱絕緣材料(例如硬質(zhì)玻璃)制作的，管的兩端口徑23a、23b收縮的絕緣屏蔽管23。這時(shí)，熔絲部件22在絕緣屏蔽管23的兩端23a及23b處并非被封固，而是采用例如焊接等方法，將由例如鎢、鎳、不銹鋼等制成的擋塊24a、24b安裝在熔絲部件22從管的兩端23a、23b引出的部分上。
將這種貫穿絕緣屏蔽管的熔絲部件組裝在圖8所示的高壓鈉蒸氣燈中，讓過(guò)電流流過(guò)，當(dāng)過(guò)電流較小時(shí)，熔絲20即使下垂，由于絕緣屏蔽管23的存在，不會(huì)發(fā)生與安裝在外管1中的其它金屬部件相接觸而短路的現(xiàn)象。另外，即使流過(guò)較大的過(guò)電流而熔絲20被熔斷時(shí)，由于熔融飛散的高溫熔絲20被絕緣屏蔽管23所包圍，上管兩端的開(kāi)口部分僅留有微小的間隙、管端口徑收縮部分23a、23b又被堵住，所以不會(huì)飛散附著在外管1上。因此從未發(fā)生過(guò)以前那種由于飛散的高溫熔絲而使外管1破損的事故。另外，因?yàn)槿劢z部件22不是固定在絕緣屏蔽管23上，而只是穿過(guò)去，所以熱膨脹率比絕緣屏蔽管23大的熔絲部件22，在溫度升高時(shí)發(fā)生熱膨脹，其長(zhǎng)度即使延伸，也完全不必?fù)?dān)心會(huì)發(fā)生上述如圖2所示的絕緣屏蔽管23的端部被封閉時(shí)在封閉部分發(fā)生裂縫的現(xiàn)象，而且也不需要進(jìn)行封閉作業(yè)。
再者，因不使用如圖3所示的那種塞子25，也能獲得同樣的效果，因此塞子的材料費(fèi)及使塞子與熔絲固定的作業(yè)都不需要了，所以具有廉價(jià)制造的優(yōu)點(diǎn)。
而且，在圖13及圖14的示例中，因只需通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，即把擋塊24a、24b固定在熔絲部件22的、從絕緣屏蔽管兩端23a23b引出的部分上，就能防止絕緣屏蔽管23移動(dòng)，使它經(jīng)常固定在包圍熔絲20的位置上，因此能充分地發(fā)揮屏蔽熔絲的效果，而且也不需要圖1所示的絕緣屏蔽管23的支架26。
還有，在上述的實(shí)例中，熔絲部件22就是把引出線(xiàn)21a、21b連接在熔絲20兩端上的線(xiàn)。并不另外使用別的導(dǎo)線(xiàn)作引出線(xiàn)，而是用供電電線(xiàn)12本身來(lái)代替就可以了。而且在不使用另外的引出線(xiàn)的情況下，整個(gè)熔絲部件22就是由單一的熔絲20構(gòu)成的，只要將擋塊24a、24b裝到該熔絲20從絕緣屏蔽管兩端23a、23b引出的部位上就可以了。
圖15～圖18所示，是其它變形實(shí)例的重要部分，圖15及圖16是以絕緣屏蔽管的形狀為主的變形實(shí)例，圖17及圖18是以擋塊的形狀為主的變形實(shí)例。與前面的變形實(shí)例一樣，對(duì)于同一部分，采用同一符號(hào)，故其說(shuō)明從略。
圖15所示的絕緣屏蔽管，是從管的中央部分就開(kāi)始收縮，其管端部分23a、23b的長(zhǎng)度非常短。然而，口徑收縮的管端部分23a、23b的長(zhǎng)度如果在5毫米以上，則絕緣屏蔽管23的管軸與熔絲部件22的長(zhǎng)軸之間的偏差就能很小，而且從熔絲熔斷時(shí)防止絕緣屏蔽管23自熔絲的引出部分脫落下來(lái)這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，也是有利的。
圖16所示的絕緣屏蔽管23，其中央部分呈直管形狀，即使如此，效果也不變。重要的是管端部分23a、23b必須收縮口徑，除此之外，對(duì)于其形狀并無(wú)特別的限制。
另外，圖17所示的，是將焊接桿11供電電線(xiàn)12以交叉的形式固定在熔絲部件22從絕緣屏蔽管23引出的部分上。因此，焊接桿11和供電電線(xiàn)12本身，分別起著擋塊的作用。所以不需要?jiǎng)e的單獨(dú)的擋塊24a、24b。這樣可以簡(jiǎn)化工序、降低成本。此外，也可以不把熔絲部件22象上述那樣固定在焊接桿11與供電電線(xiàn)12之間，而是介于供電電線(xiàn)12的中間，即把分成兩段的各供電電線(xiàn)的端部象圖17所示那樣交叉地固定在熔絲部件22的引出部分上，也可以起到擋塊的作用。
圖18所示的，是將熔絲部件22從絕緣屏蔽管23引出的部分折彎，把該折彎的部分21a、21b當(dāng)作擋塊。這樣也能得到與圖17那種結(jié)構(gòu)同樣的效果。
再者，本方案并非只限于上述的各實(shí)施例，例如熔絲部件22也可以不接在供電電線(xiàn)12的一側(cè)，而是介于連接兼作另一側(cè)供電電線(xiàn)的支柱9與電極6a的供電回路中。另外，絕緣屏蔽管23的材料，除玻璃之外，還可以采用石英玻璃、陶瓷等耐熱絕緣物質(zhì)。
如果從以上說(shuō)明的本發(fā)明的變形實(shí)例來(lái)看，使絕緣屏蔽管的端部分從管的中央部分就開(kāi)始收縮，以及在熔絲部件從絕緣屏蔽管引出的部分形成擋塊，這種結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但不需要使用以前那種支架，就能很容易地將絕緣屏蔽管固定在包圍熔絲的位置上，而且與使管的兩端口徑收縮相結(jié)合，就能防止由于過(guò)電流而使熔絲熔斷時(shí)熔融的高溫熔絲的飛散，從而防止外管的破損，同時(shí)還能完全防止由于溫度升高、熔絲下垂所造成的與其它金屬部件短路的事故。還能簡(jiǎn)化熔絲部件的安裝工序，因此具有能夠廉價(jià)制造的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、高壓金屬蒸氣放電燈，具有外管、裝在外管中的用透光性陶瓷制作的發(fā)光管和在上述外管內(nèi)與發(fā)光管串聯(lián)的熔絲，其特征為，上述熔絲具有滿(mǎn)足下式的熔斷特征，且放電燈在額定狀態(tài)下點(diǎn)亮?xí)r，熔絲內(nèi)流過(guò)的電流密度在23.9安/毫米2以下。
logT1＜AlogI+B
A=-1.02×10-2(D2t)-0.885
B=2.64×10-2(D2t)+1.01
T1熔絲熔斷所需要的時(shí)間(秒)
I熔絲的熔斷電流(安)
D發(fā)光管的內(nèi)徑(毫米)
t發(fā)光管的壁厚(毫米)
2、如權(quán)項(xiàng)1所述的高壓金屬蒸氣放電燈，上述熔絲的長(zhǎng)度為15～20毫米。
3、如權(quán)項(xiàng)1所述的高壓金屬蒸氣放電燈，上述熔絲被安裝在絕緣屏蔽管內(nèi)。
4、如權(quán)項(xiàng)3所述的高壓蒸氣放電燈，上述絕緣屏蔽管的兩端口徑收縮，在上述熔絲兩端連接引出線(xiàn)，由上述熔絲與引出線(xiàn)構(gòu)成的熔絲部件在上述絕緣屏蔽管的兩端不被封閉，而且在上述熔絲部件從上述兩端引出的部分上裝有擋塊。
5、如權(quán)項(xiàng)4所述的高壓蒸氣放電燈，上述擋塊是與上述引出線(xiàn)大致正交安裝的金屬絲。
6、如權(quán)項(xiàng)4所述的高壓蒸氣放電燈，上述擋塊是將上述熔絲部件從上述兩端引出的部分大致折成直角而形成。
專(zhuān)利摘要
具有外管、安裝在外管中的用透光性陶瓷制作的發(fā)光管和在上述外管內(nèi)與發(fā)光管串聯(lián)的熔絲的高壓金屬蒸氣放電燈。上述熔絲具有滿(mǎn)足下式的熔斷特性，而且放電燈在額定狀態(tài)下點(diǎn)亮?xí)r，熔絲內(nèi)流過(guò)的電流密度在23.9安/毫米2以下。 logT1＜AlogI+B A＝-1.02×10-2(D2t)-0.885 B＝2.64×10-2(D2t)+1.01 T1熔絲熔斷所需要的時(shí)間(秒)I熔絲的熔斷電流(安)D發(fā)光管的內(nèi)徑(毫米)t發(fā)光管的壁厚(毫米)。
文檔編號(hào)H01J61/50GK85103975SQ85103975
公開(kāi)日1986年11月19日 申請(qǐng)日期1985年5月23日
發(fā)明者伊藤章, 段野雄治, 川島耕三 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan