專利名稱：高燈功率的照明系統(tǒng)和熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用調(diào)光控制來操作熒光燈的照明系統(tǒng)，以及涉及一種熒光燈。
背景技術(shù)：
緊湊的單燈頭熒光燈(此后稱作“熒光燈”)由于其作為燈裝置的高燈效率正變得流行，該燈裝置以埋置在天花板中的方式設(shè)置在商業(yè)場合和辦公室中(此后，這種燈裝置稱為“向下照明裝置”)。
有多種類型的熒光燈，其中對于不同的使用場合和目的具有不同的燈功率。該熒光燈的構(gòu)成放電管的玻璃管的外直徑一致，并且額定燈電流一致。然而，由于放電管的不同長度以及密封在該放電管中的氖和氬的含量的不同比例，每個熒光燈的燈功率各不相同。
例如，當(dāng)熒光燈由具有內(nèi)直徑為10.5mm的放電管構(gòu)成并且額定燈電流為0.32A時，可通過在68～165mm范圍內(nèi)改變放電管的長度以及在30～90％的范圍內(nèi)改變氖的含量，燈功率可在16～57W內(nèi)范圍內(nèi)變化。
另外，當(dāng)使用電子鎮(zhèn)流器時，熒光燈可“調(diào)光”以便在完整的范圍上產(chǎn)生更小的光輸出，從而響應(yīng)施加其上的燈電流的減少。這種可調(diào)光的燈系統(tǒng)現(xiàn)正在更廣泛地使用。
通常，熒光燈的電極燈絲設(shè)計成達到最佳溫度以便施加最大燈電流(大約等于額定值)時熱電子發(fā)射。換言之，當(dāng)來調(diào)光降低燈電流時，電極燈絲的溫度減小。為補償溫度減小，額外將燈絲電流供應(yīng)到燈電流中，使得電極燈絲的溫度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
但是，當(dāng)在調(diào)光級操作時，所述高燈功率的熒光燈(此后稱為高輸出熒光燈)具有下述問題，盡管這些問題不出現(xiàn)在低燈功率的熒光燈中。該問題是，在調(diào)光級操作時，該放電管的端部變黑，并且該電極燈絲消耗，因此縮短燈的壽命。
這些問題由以下原理造成。在高輸出熒光燈的情況下，氖含量高并且陰極電壓降很大。因此，電極燈絲的溫度過度升高。由于過度的高溫，涂覆在電極燈絲上的熱電子發(fā)射材料(此后稱為發(fā)射體)蒸發(fā)，并且電極周圍的充電粒子加速從而造成電極燈絲濺射到更大程度。因此，電極燈絲更迅速地消耗。另外，當(dāng)降低燈電流來調(diào)光時，這同樣意味著電子電流降低。因此，從電極燈絲表面發(fā)射的電子減少，因此得到較差的冷卻效果。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到所述問題，本發(fā)明的第一目的在于不增加放電管的尺寸來提供一種高燈功率的照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)即使在調(diào)光級操作時不會使得放電管端部變黑或燈壽命損失。本發(fā)明的第二目的在于提供一種熒光燈，該熒光燈當(dāng)使用在調(diào)光照明系統(tǒng)時不會使得放電管端部變黑或燈壽命損失。
所述第一目的通過包括熒光燈和電子鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)得以實現(xiàn)。該熒光燈由放電管構(gòu)成，該放電管由至少一彎曲的玻璃管形成并填充包含至少氬的稀有氣體。該電子鎮(zhèn)流器用來調(diào)光控制操作該熒光燈。該玻璃管的內(nèi)直徑在12～15mm范圍內(nèi)。該放電管的總尺寸使得最大直徑在55～70mm的范圍內(nèi)，最大長度在120～220mm的范圍內(nèi)。電子鎮(zhèn)流器施加額定燈電流以便在最大亮度級內(nèi)操作熒光燈。額定燈電流在0.4～0.5A范圍內(nèi)。采用此構(gòu)造，增加該燈功率而沒有增加氖含量的比例。因此，即使在調(diào)光級操作時熒光燈不會使得放電管的端部變黑和燈壽命損失。另外，放電管的總尺寸使得最大直徑在55～70mm的范圍內(nèi)，最大長度在120～220mm的范圍內(nèi)，并因此放電管適用于采用向下照明裝置的照明系統(tǒng)中。注意到術(shù)語“在最大亮度級內(nèi)操作”意味著燈通過施加額定燈電流操作。
另外，該稀有氣體可另外包含75％容積的氖。采用此構(gòu)造，即使在調(diào)光級操作時熒光燈不會使得放電管的端部變黑和燈壽命損失。
另外，每個玻璃管可彎曲以便形成大致U形。該放電管可由多個連接在一起的U形玻璃管構(gòu)成，并且該玻璃管可布置成在平面視圖內(nèi)形成多邊形形狀。采用此構(gòu)造，在該放電管的周邊方向上光輻射中沒有不一致，使得光大致均勻地在周邊方向上分布。這里，術(shù)語“平面視圖”指的是從U形延伸的直部分的方向上看到的該放電管的狀態(tài)。
另外，該放電管可由四個U形玻璃管構(gòu)成。采用此構(gòu)造，形成更長的放電路徑以便改善燈輸出，其中它的尺寸大致與例如三個U形玻璃管構(gòu)成的放電管相同。
本發(fā)明的所述第二目的通過一種熒光燈來實現(xiàn)，該熒光燈包括一放電管。該放電管由至少一彎曲的玻璃管形成并填充包含至少氬的稀有氣體。該玻璃管的內(nèi)直徑在12～15mm范圍內(nèi)。該放電管的總尺寸使得最大直徑在55～70mm的范圍內(nèi)，最大長度在120～220mm的范圍內(nèi)。在最大亮度級操作時額定燈電流在0.4～0.5A范圍內(nèi)。
采用此構(gòu)造，增加燈功率而沒有增加氖容積含量的比例。另外，即使在調(diào)光級操作時不會使得該熒光燈損失燈壽命。
另外，該稀有氣體可另外包含75％容積的氖。采用此構(gòu)造，即使在調(diào)光操作時熒光燈不會使得放電管的端部變黑或燈壽命損失。


本發(fā)明的這些和其他目的、優(yōu)點和特征通過結(jié)合描述本發(fā)明特定實施例的附圖進行說明將變得顯而易見。
附圖圖1是表示以埋置在天花板內(nèi)的方式設(shè)置的本發(fā)明照明系統(tǒng)的部分剖視前視圖；圖2是表示本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器電路的框圖；圖3是表示本發(fā)明熒光燈的前視圖；圖4是表示本發(fā)明熒光燈的后視圖；圖5是表示設(shè)置電極的玻璃管的部分剖視前視圖；圖6是表示兩個比例之間關(guān)系的視圖，一個比例是在調(diào)光控制下燈電流與額定燈電流的比例，另一個比例是光輸出與完全光輸出的比例；圖7是表示氖的不同含量對熒光燈性能所施加影響的視圖；圖8是表示不同燈電流對具有氖容積含量為75％的熒光燈性能所施加影響的視圖；圖9是表示氖容積含量的比例和燈頭溫度之間關(guān)系的視圖；圖10A是表示其中設(shè)置主汞齊的放電管的側(cè)視圖，并且附圖一部分剖去以便表示主汞齊；以及圖10B是表示其中設(shè)置輔助汞齊的放電管的視圖，并且附圖一部分剖去以便表示輔助汞齊。
具體實施例方式
此后，參考附圖，對于本發(fā)明的照明系統(tǒng)適用在向下照明裝置中的實施例進行說明。
I.向下照明裝置構(gòu)造圖1是表示本發(fā)明向下照明裝置的總體構(gòu)造的視圖，其中附圖部分剖去以便表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖所示，向下照明裝置1包括埋置在天花板2中的主體3、連接在主體3上的緊湊的單燈頭熒光燈4(此后簡單稱為“熒光燈4”)。
(1)主體主體3設(shè)置有向下擴張的遮光組件5、設(shè)置在遮光組件5內(nèi)以便可拆卸將熒光燈4連接其上的插座組件6和在最大亮度級和調(diào)光級上操作連接在插座組件6上的熒光燈4的電子鎮(zhèn)流器7。在天花板2中形成有安裝開口8，并且遮光組件5的外周邊接合安裝開口8，使得主體3安裝。
遮光組件5的內(nèi)表面磨光精整或涂覆白涂料，使得自熒光燈4發(fā)射的光有效地向下輻射。安裝在遮光組件5的頂部的底板9在平行于天花板2的方向上延伸(圖1的橫向)。插座組件6和電子鎮(zhèn)流器7以如下位置安裝到底板9上，使得插座組件6進入遮光組件5并且電子鎮(zhèn)流器7伸出。
插座組件6設(shè)置四個連接孔(未示出)。當(dāng)熒光燈4的連接銷15(見圖3)插入連接孔時，在熒光燈4和插座組件6之間形成電連接。
電子鎮(zhèn)流器7容納在安裝在底板9上的殼體10中。電子鎮(zhèn)流器7在最大亮度級上操作熒光燈4。另外，電子鎮(zhèn)流器7控制燈電流并當(dāng)熒光燈4在調(diào)光級操作時施加燈絲電流。
圖2是表示電子鎮(zhèn)流器7的電路的框圖。如圖所示，電子鎮(zhèn)流器7包括放大電路、平滑電路和轉(zhuǎn)換電路。接收從交流電源供應(yīng)的交流電壓，電子鎮(zhèn)流器7將交流電壓轉(zhuǎn)換成通過放大電路和平滑電路放大和濾除的直流電壓，并因此通過轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換的直流電壓制成高頻電壓。注意到本發(fā)明采用的轉(zhuǎn)換電路是所謂的恒流推拉類型。電子鎮(zhèn)流器7因此供應(yīng)燈電流以及幾十kHz水平的高頻的燈絲電流。
(2)熒光燈構(gòu)造圖3是表示熒光燈4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部分剖視前視圖，圖4是熒光燈4的底視圖。圖3中熒光燈4沿其剖視的線與圖4的YXY相對應(yīng)。注意到圖3的玻璃管為了方便起見沒有剖視。
如圖3和4所示，熒光燈4由放電管13構(gòu)成，該放電管包括多個連接在一起的彎曲的玻璃管12、用于保持放電管13的底座組件14和用于將主體3連接到插座組件6上的燈頭16。
放電管13包括四個連接在一起的U形玻璃管12(同樣見圖1)以便形成一上下蜿蜒的放電路徑。每個玻璃管12具有涂覆稀土磷光體(未示出)的內(nèi)表面。與通常使用在常規(guī)熒光燈內(nèi)的磷光體類似，此實施例中使用的磷光體是三色帶磷光體(紅、綠和蘭輻射)，該磷光體具有5000K的色溫。為了更明確起見，該磷光體是銪活化的氧化釔磷光體(紅)、鈰或鋱活化的磷酸鑭磷光體(綠)和銪活化的鋁酸鋇鎂磷光體(蘭)的混合物。
每個玻璃管12具有一對直部分17和彎曲部分18。該對直部分17是大致相互平行并垂直延伸的大致直管。彎曲部分18是在底部連接兩個直部分17的彎曲管。如圖4所示，在平面圖中四個玻璃管12布置成大致方形排列，該方形中心大致與底座組件14(即燈軸線X)重合。另外，除了一對之外，不同玻璃管12的每兩個相鄰的直部分17在底部以其間連通的方式相互橋接在一起。未連接對的每個直部分17在其中設(shè)置電極20。
圖5是表示設(shè)置電極20的玻璃管12的底部的前部部分剖視視圖。如圖所示，電極20包括由鎢絲制成的燈絲22和導(dǎo)線23a和23b，每個導(dǎo)線連接到電極22的不同端部上。導(dǎo)線23a和23b通過用管座24密封玻璃管12在該底部固定就位。換言之，電極燈絲22通過該對導(dǎo)線23a和23b支承。
注意到導(dǎo)線電流是通過導(dǎo)線23a和23b的兩個電流中較大的一個。每個電流是燈電流和燈絲電流的總體結(jié)果。
另外對于所述管座24，管座24同樣設(shè)置在每個沒有設(shè)置電極20的直部分17(圖中左側(cè))的端部上。因此，管座24氣密地密封放電管13。通過每個管座24形成的通氣孔25與小管26連通。小管26由玻璃制成并以從管座24的底部表面向下延伸出的形式設(shè)置。小管26用來從放電管13中排放空氣并將下面描述的稀有氣體填充到放電管13中。這里使用的稀有氣體包含氬和氖。
回來參考圖3，底座組件14具有在一端設(shè)置底部的圓柱形。該底部構(gòu)成實際保持放電管13的保持部分14a。底座組件14的開口端由燈頭16安裝其上的閉合組件33閉合。如圖4所示，保持部分14a在平面視圖中大致為圓形。一起構(gòu)成放電管13的每個玻璃管12在其一端連接到保持部分14a上，使得保持部分14a的中心大致與玻璃管12布置成大致方形排列的中心重合。
如圖3所示，保持部分14a設(shè)置八個與放電管13的玻璃管12相對應(yīng)的插入開口31。玻璃管12的直部分17插入該插入開口31并例如通過粘合劑32固定。注意到在采用粘合劑32的情況下，由于熒光燈4在最大亮度級和調(diào)光級操作期間溫度升高，最好是粘合劑32具有出色的耐熱性。
燈頭16設(shè)置插入插座組件6的固定孔中的固定部分27和四個垂直延伸的連接銷15。固定部分27設(shè)置用于與形成為該固定孔一部分的凹口接合的接合爪28。當(dāng)固定部分27插入插座組件6的固定孔時，接合爪28與該凹口接合，使得熒光燈4可拆卸地連接到插座組件6上。通過連接到插座組件6上，連接銷15插入插座組件6的連接孔中，由此插座組件6與熒光燈4電連接。
底座組件14由合成樹脂制成。最好是，由于在熒光燈的最大亮度操作期間電極20周圍的溫度升高，該合成樹脂具有出色的耐熱性。這種合成樹脂的實例包括PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)。
(3)具體構(gòu)造和調(diào)光操作性能(a)具體構(gòu)造如圖5所示，一起構(gòu)成放電管13的每個玻璃管12具有內(nèi)直徑(此后稱為“管內(nèi)徑φi”)為13.5mm以及外直徑(此后稱為“管外徑φo”)為15.5mm，并彎曲形成大致U形。
放電管13由四個橋接的U形玻璃管12形成。如圖3所示，放電管13的總尺寸使得最大外徑D為61mm并且在垂直方向(燈軸線X的方向)上的最大長度為190mm。這里，最大外徑指的是測量所得的最大一個。最大長度L指的是每個放電管12在垂直方向上的長度中最長的一個，即密封端和彎曲的最外點之間的距離。(垂直方向是玻璃管12從底座組件14延伸的方向，并同樣指的是燈軸線X的方向)。
放電管13在500Pa壓力下和汞蒸氣一起填充稀有氣體。該稀有氣體包含50∶50容積百分比的氬和氖。在電子鎮(zhèn)流器7的控制下施加0.43A的額定燈電流時，熒光燈4產(chǎn)生75W的燈功率。熒光燈4的外徑Do是76mm，長度Lo是220mm(見圖3)。
(b)調(diào)光操作性能熒光燈4在使用電子鎮(zhèn)流器7的調(diào)光級操作時是75W。在該操作期間，熒光燈4在頂部與燈頭16保持在一起(此后稱為“燈頭向上操作”)。該結(jié)果見圖6。
圖6是表示兩個比例之間關(guān)系的視圖，其中一個比例是測量燈電流與額定燈電流的比例，另一個比例是測量光輸出與施加額定燈電流時光輸出的比例。附圖中，前一比例簡單標(biāo)示為“燈電流”，并且后一比例簡單標(biāo)示為“光輸出”。
如圖所示，當(dāng)燈電流從額定燈電流的12.5％(0.054A)變化到100％(0.43A)時，得到的光輸出相應(yīng)地從最大亮度級的14％變化到100％。特別注意到當(dāng)燈電流減少到0.054A時，光輸出減少到施加額定燈電流所產(chǎn)生的最大亮度輸出的14％。該結(jié)果證實熒光燈4深度調(diào)光。
II.相關(guān)研究本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)進行多種研究以便開發(fā)出高輸出類型并可調(diào)光的熒光燈4。在熒光燈4上進行該研究，該熒光燈可固定到向下照明裝置1上并包括最大外徑D高達70mm并且最大長度L長達200mm的放電管13。
(1)玻璃管的內(nèi)直徑通過多種研究，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)玻璃管12的優(yōu)選管內(nèi)徑φi落入12～15mm的范圍。
這是由于當(dāng)玻璃管12的管內(nèi)徑φi小于12mm時，初始電壓由于小的管內(nèi)徑φi過高。這種過高的初始電壓使得難以設(shè)計適合用于熒光燈4的電子鎮(zhèn)流器7。另外，由于管內(nèi)徑φi小，每個電極20相對更靠近玻璃管12相應(yīng)之一的內(nèi)表面。因此，來自每個電極20的濺射使得放電管13的端部顯著變黑，因此降低光通量保持系數(shù)。另外，在施加更大的燈電流以便增加光輸出時，通過玻璃管12的燈電流密度由于小管內(nèi)徑φi更顯著增加，這導(dǎo)致燈效率的降低。
另一方面，當(dāng)玻璃管12的管內(nèi)徑φi大于15mm時，不可避免地增加熒光燈4的尺寸以確保放電路徑具有獲得所需密度的光通量的長度。換言之，本發(fā)明的在于實現(xiàn)小尺寸熒光燈的目的以失敗而告終。
另外，當(dāng)玻璃管12的管內(nèi)徑φi更大時，更難以均勻加熱玻璃管12形成彎曲部分18的部分。因此，在將玻璃管模制成U形的制造步驟中的產(chǎn)量降低。
與上述相反，當(dāng)玻璃管12的管內(nèi)徑φi在12～15mm的范圍內(nèi)時，在放電管13的端部幾乎沒有由于電極20濺射造成的變黑。另外，可將玻璃管12模制成U形而沒有上述的問題。換言之，已經(jīng)證實當(dāng)玻璃管12的管內(nèi)徑φi在上面限定的范圍內(nèi)時，在實用性和可制造性兩者中沒有問題。
(2)額定燈電流通過多種研究，本發(fā)明的發(fā)明人同樣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的額定燈電流落入0.40～0.50A的范圍內(nèi)。
這是由于當(dāng)額定燈電流小于0.40A時，燈功率更小使得難以得到所需光輸出水平(最大光輸出)。
當(dāng)額定燈電流大于0.50A時，另一方面，燈電流增加并因此得到的光輸出更高。但是，由于燈電流密度也增加，燈效率降低。考慮到所述結(jié)果，已經(jīng)證實額定燈電流最好落入0.40～0.50A的范圍內(nèi)。
(3)稀有氣體組分比例接著，使用多個實施例中特別描述的熒光燈4進行研究以便核實氖的不同含量對于每個熒光燈4性能所施加的影響。為了更明確起見，制備四個不同的熒光燈4，其氖容積含量分別是0％、25％、50％和75％。每個熒光燈4采用電子鎮(zhèn)流器7通過施加0.04A的燈電流在調(diào)光級下操作，該燈電流與0.43A的額定燈電流的大約9％相對應(yīng)。在操作1000小時之后，觀察每個熒光燈4以便核實玻璃管12端部的變黑以及燈壽命損失的跡象。
結(jié)果表示在圖7中。注意到氖容積含量為50％的熒光燈4具有75W的燈功率，該功率比常規(guī)的57W的燈功率更高。
在附圖中，“管端變黑的程度”表示核實由于電極燈絲22蒸發(fā)的發(fā)射體的沉積而在放電管13的端部造成變黑的程度的視覺檢查的結(jié)果。同樣，“燈壽命縮短的跡象”表示根據(jù)如下比例作出的判斷結(jié)果，該比例是(1)在1000小時的調(diào)光操作期間從電極燈絲22損失的發(fā)射體的量與(2)在1000小時的最大照明操作(即沒有調(diào)光控制)期間從電極燈絲22損失的發(fā)射體的量的比例。在附圖中，“沒有”表示該比例不小于70％，同時“觀察到”表示該比例小于70％。
從圖7中顯而易見，當(dāng)氖容積含量的比例是0～50％時，本實施例描述的熒光燈4在1000小時的調(diào)光操作期間顯示沒有管端變黑。另外，沒有燈壽命縮短的跡象。
這可能由于以下原因。當(dāng)在稀有氣體中氖容積含量的比例不大于50％時，熒光燈的所得到的陰極電壓降不過大。因此，盡管在調(diào)光操作下造成的更小的燈電流降低熱電子發(fā)射的電極冷卻效果，但始終防止電極燈絲22中的溫度升高。然而，當(dāng)氖容積含量的比例是75％時，熒光燈開始表示出管端變黑以及燈壽命縮短的跡象。
在上述的研究中，當(dāng)氖容積含量是75％，熒光燈顯示管端變黑以及燈壽命縮短的跡象，這在氖容積含量為0～50％的熒光燈中沒有觀察到?？紤]到所述結(jié)果，對于氖容積含量為75％的熒光燈4進行另一研究以便觀察該熒光燈是否可調(diào)光。
該研究對于所有氖容積含量為75％的熒光燈進行，但燈電流和導(dǎo)線電流不同。為了更加明確，在以下條件下進行兩個試驗。在一試驗中，燈電流是類似于上述試驗的0.04A，但導(dǎo)線電流是0.37A而不是0.30A(此后，此試驗稱為“附加試驗1”)。在另一試驗中，該導(dǎo)線電流是類似于附加試驗1的0.37A，但燈電流是0.20A而不是0.04A(此后，稱為“附加試驗2”)。該結(jié)果表示在圖8中。圖8同樣表示另一試驗(此后，稱為“比較試驗”)的結(jié)果，該比較試驗對于具有氖容積含量為90％的熒光燈進行，其目的在于與具有氖容積含量為75％的熒光燈進行比較。
在附加試驗1中，蒸發(fā)的發(fā)射體造成管端變黑但只是小到中等的程度，該程度小于在導(dǎo)線電流為0.30A的熒光燈中觀察到的程度。另外，盡管在導(dǎo)線電流為0.30A的熒光燈在某種程度上觀察到燈壽命縮短的跡象，在導(dǎo)線電流為0.37A的熒光燈中沒有觀察到這種跡象。這也許由于當(dāng)氖容積含量為75％上下時，施加燈絲電流用來降低電極燈絲22的溫度。
在另一方面，在附加試驗2中，不同于燈電流為0.04A的熒光燈，沒有觀察到管端變黑和燈壽命縮短的跡象(見圖7)。確信更高的0.2A的燈電流用來發(fā)射更多的電子，因此實現(xiàn)電極的冷卻效果。
附加試驗的結(jié)果證實氖容積含量為75％的熒光燈可調(diào)光而不造成管端變黑和燈壽命縮短，并因此只要將燈電流和導(dǎo)線電流設(shè)置在最佳即可適用。
如圖6所示，當(dāng)燈電流設(shè)置在0.20A(46.5％)時，光輸出是最大光輸出的48％，并因此沒有實現(xiàn)深度調(diào)光。但是，這種熒光燈足以適用于在例如午夜降低能源消耗時熒光燈需要只調(diào)光到最大光輸出的50％的情況。如此，熒光燈實現(xiàn)某些效果。
另外，在對于氖容積含量為90％的熒光燈的比較試驗中，對于燈電流和導(dǎo)線電流沒有最佳值。不考慮所施加的燈電流或?qū)Ь€電流，熒光燈從試驗的最初階段表示出變黑，并且在操作的早些階段可觀察到燈壽命縮短的跡象。電極燈絲在1000小時操作之前損壞。這是由于上面“背景技術(shù)”的段落中描述大的陰極電壓降。
考慮到所述的試驗和研究，已經(jīng)證實只要稀有氣體中氖容積含量在0～75％的范圍內(nèi)，熒光燈4可調(diào)光操作。
(4)稀有氣體的壓力在本實施例中描述的熒光燈4中，稀有氣體在500Pa的壓力下密封在放電管13中。最好是稀有氣體的密封壓力落入300～600Pa的范圍內(nèi)。
當(dāng)該密封壓力小于300Pa時，汞蒸氣產(chǎn)生更大量的185nm的紫外線輻射，該輻射更快速地破壞涂覆在玻璃管12的內(nèi)表面以及玻璃管12本身上的磷光體。因此，光通量保持系數(shù)在長時間之后下降。
另一方面，當(dāng)密封壓力超過600Pa時，存在于放電空間內(nèi)的分子密度很高使得電子碰撞出現(xiàn)的數(shù)量更大。因此，由電子彈性碰撞造成更大的損失，這降低了燈的效率。
(5)尺寸本實施例描述的熒光燈4使用在向下照明裝置中。因此，最好是放電管13的總尺寸使得最大外徑D是70mm或更小，最大長度L是220mm或更短。大于所述確定尺寸的放電管不適于向下照明裝置的照明系統(tǒng)中。
另外，放電管13最好具有大于55mm的外徑D。這是當(dāng)放電管通過使用三個或更多的U形玻璃管12形成時的尺寸，其中每個玻璃管具有可允許的最小內(nèi)徑為12mm。當(dāng)最大外徑D是55mm或更小時，意味著三個或更多的U形玻璃管12不可能連接在一起，從而不可能產(chǎn)生所需水平的光輸出(最大光輸出)。
另外，更優(yōu)選的是放電管13的最大外徑D是58mm或更大。通過將放電管13制成大致相同尺寸以便可限制使用在常規(guī)向下照明系統(tǒng)中，玻璃管12的內(nèi)徑實際上制成最大。采用此布置，放電管中的電流密度制成很小，因此改善燈的效率。另外，管壁負載制成很小，因此改善光通量保持系數(shù)。
另外，最好是放電管13的整個長度長于120mm以便實現(xiàn)所需水平的光輸出(最大光輸出)。
(6)燈頭溫度傳統(tǒng)上，氖含量比例高的熒光燈的問題在于在最大亮度級靜止操作時燈頭溫度升得過高。然而，本發(fā)明的熒光燈4在最大亮度級的靜止操作下控制降低燈頭16的溫度。
首先，給出高的氖含量如何造成燈頭溫度升得過高的原理的描述。
高的氖含量導(dǎo)致大的陰極電壓降，繼而造成電極周圍的熱損失。
相反，盡管相對高的燈功率75W，本發(fā)明的熒光燈4(氖容積含量為50％)的氖容積含量比例不高。這里，可以設(shè)想因此防止燈頭16在最大亮度級的熒光燈4的靜止操作時的溫度升高。
為證實所述設(shè)想，進行試驗以便研究氖容積含量的比例和燈頭16在最大亮度級的靜止操作時的溫度之間的關(guān)系。為了明確起見，制備四個不同的熒光燈4，其中氖容積含量為0％、25％、50％和75％。額定燈電流(0.43A)施加到每個熒光燈4上以便測量燈頭16在燈的最大亮度級靜止操作時的溫度。注意到最大亮度操作時的熒光燈的環(huán)境溫度控制到25℃。
該結(jié)果表示在圖9中。圖9同樣表示對于常規(guī)熒光燈(燈功率為57W并且氖容積含量為90％，此后稱為“現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品”)進行的另一試驗以便比較?，F(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品在額定燈電流(0.32A)下操作以便測量燈頭的溫度。
如圖9所示，氖容積含量更高，燈頭16的溫度更高。但是，該實施例的熒光燈4(氖容積含量為50％)導(dǎo)致燈頭16的溫度升高到111℃，同時現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品導(dǎo)致燈頭溫度升高到139℃。換言之，不考慮熒光燈4具有燈功率為75W，該功率是現(xiàn)有技術(shù)燈功率57W的1.3倍，當(dāng)與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品比較時，熒光燈4的燈頭溫度降低28℃。該試驗結(jié)果表示本發(fā)明有效地防止燈頭16的溫度升高。
(7)補充說明在本實施例中，本發(fā)明適用于燈功率為75W的緊湊熒光燈。但是，自然可以理解本發(fā)明可適用于燈功率為75W之外的熒光燈。在這種情況下，稀有氣體的氖含量根據(jù)構(gòu)成放電管的玻璃管的內(nèi)徑、電極距離和額定燈電流來確定。只要氖容積含量高達75％，該熒光燈可以調(diào)光。
變型為此，本發(fā)明已經(jīng)通過特定實施例進行描述。但是，自然可以理解本發(fā)明不限制在所述的特定實施例上?？扇缦逻M行多種變型。
I.玻璃管和放電管每個玻璃管的彎曲部分可以是圓形或橢圓形。另外，玻璃管在截面上可以是例如圓形或橢圓形。簡而言之，只要汞蒸氣平滑通過該放電路徑，該玻璃管可具有任何形狀。
另外，在所述實施例的熒光燈中，構(gòu)成該放電管的玻璃管的每個直部分垂直于該底座組件(即保持部分)延伸，并因此大致平行于燈軸線X。然而，根據(jù)所需光分布或用途，這種構(gòu)造任意選擇成該直部分相對于燈軸線X傾斜。
另外，在所述實施例中，每個U形玻璃管具有一對大致相互平行的直部分。但是，每個玻璃管可成形為具有一對相互傾斜的直部分以便與底座組件一側(cè)相比在彎曲一側(cè)更相互靠近。但是，當(dāng)直部分的傾斜角度更大時，更難以實現(xiàn)熒光燈尺寸的緊湊。因此，該傾斜角度不應(yīng)很大。
另外，盡管本實施例的放電管由相互連接在一起的U形玻璃管構(gòu)成，該放電管可通過連接三個U形玻璃管或五個U形玻璃管形成。在后者情況下，需要變短相鄰玻璃管之間的距離以及每對直部分之間的距離。
當(dāng)該放電管由三個U形玻璃管形成時，與由四個U形玻璃管形成相比，所得到的放電路徑更短，使其難以連接該玻璃管。另外，由于每對直部分之間的距離需要更短，同樣難以彎曲玻璃管以形成這樣的U形。
另外，不同于所述實施例，該玻璃管可彎曲成形為除了U形之外的形狀。例如，該玻璃管可成形為具有彎曲部分和卷繞部分的單螺旋形狀，或成形為具有彎曲部分和位于該彎曲部分兩側(cè)的兩個卷繞部分的雙螺旋形狀。采用該雙螺旋形狀，例如，通過該放電管的放電路徑在所限定范圍內(nèi)制成更長。
II.底座組件在所述實施例中，該底座組件在平面視圖中為大致圓形。但是作為選擇，可以是多邊形或正八邊形。另外，該底座組件可由耐熱陶瓷制成。另外，盡管對于設(shè)置連接銷的燈頭給出所述描述，可以采用例如E26型的另一類型的燈頭。
在所述實施例中，該放電管只填充汞蒸氣。例如可以在其中提供調(diào)整汞蒸氣的壓力的含汞的主汞齊和用于幫助燈啟動以及加速燈啟動的輔助汞齊。
圖10A是表示具有其中設(shè)置主汞齊的放電管的視圖，并且圖10B是表示具有其中設(shè)置輔助汞齊的放電管的視圖。圖10A和10B在與該玻璃管的一端相對應(yīng)的部分剖視以便分別表示主汞齊和輔助汞齊。
該主汞齊由例如汞鉍鉛錫合金和鉍銦合金形成。如圖10A所示，可以在靠近具有電極20的玻璃管的每個玻璃管中設(shè)置一個主汞齊27。在每個這樣的玻璃管中，在任一靠近與管座24相反的端部的小管26中設(shè)置主汞齊27。每個主汞齊27由定位玻璃桿29支承。
在小管26的內(nèi)表面和玻璃桿29的外表面之間形成預(yù)定周邊間隙。當(dāng)放電管內(nèi)的蒸氣壓力升高時，汞原子從主汞齊27中釋放通過該間隙到放電空間中。另一方面，當(dāng)蒸氣壓力下降時，存在于該放電空間中的汞原子通過該間隙吸收到主汞齊27中。
輔助汞齊28通過例如銦形成網(wǎng)格。如圖10B所示，兩個輔助汞齊28中的每個設(shè)置在每個電極燈絲22的附近。在附圖所示的實例中，輔助汞齊28設(shè)置在連接到電極20的導(dǎo)線之一(導(dǎo)線23a)上。
盡管本發(fā)明通過參考附圖的實例進行完全的說明，將注意到不同的變型和改型對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見。因此，除非這種變型和改型偏離并非目的范圍，它們應(yīng)該看成包括在該權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)，其包括一包括一放電管的熒光燈，該放電管包括至少一彎曲的玻璃管，該放電管填充含有至少氬的稀有氣體；以及一用于采用調(diào)光控制操作該熒光燈的電子鎮(zhèn)流器，其中該玻璃管的內(nèi)直徑在12～15mm的范圍內(nèi)，該放電管的總尺寸使得最大直徑在55～70mm的范圍內(nèi)，并且最大長度在120～220mm的范圍內(nèi)，以及該電子鎮(zhèn)流器施加一額定燈電流以便在最大亮度級上操作該熒光燈，該額定燈電流在0.4～0.5A的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該稀有氣體另外含有高達75％容積的氖。
3.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，每個玻璃管彎曲以便形成大致的U形，以及該放電管由多個連接在～起的U形玻璃管形成，該玻璃管布置成在平面視圖中形成多邊形形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該放電管由四個U形玻璃管形成。
5.一種熒光燈，其包括包括至少一彎曲的玻璃管的放電管，該放電管填充含有至少氬的稀有氣體；其中該玻璃管的內(nèi)直徑在12～15mm的范圍內(nèi)，該放電管的總尺寸使得最大直徑在55～70mm的范圍內(nèi)，并且最大長度在120～220mm的范圍內(nèi)，以及最大亮度操作下的額定燈功率在0.4～0.5A的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的熒光燈，其特征在于，該稀有氣體另外含有高達75％容積的氖。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)包括熒光燈(4)和將熒光燈(4)連接其上的主體(1)。主體(1)設(shè)置用于連接熒光燈(4)的插座組件(6)、用于在調(diào)光級(以及最大亮度級)操作熒光燈(4)的電子鎮(zhèn)流器(7)。熒光燈(4)包括一放電管，該放電管由四個連接在一起的U形玻璃管形成以便在平面視圖中形成方形。每個玻璃管具有13.5mm的內(nèi)徑，并且放電管填充含有氖和氬(容積比為50∶50)的稀有氣體。當(dāng)在最大亮度級操作熒光燈(4)時，電子鎮(zhèn)流器(7)施加0.43A的額定燈電流。
文檔編號H05B41/298GK1448981SQ0310840
公開日2003年10月15日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者明星稔, 北田昭雄, 清水直 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社