[发明专利]低压水银蒸气放电灯

说明书

本发明总体上涉及低压水银蒸气放电灯、这种灯具有在运行时用于控制水银蒸气压的主汞齐以及在启辉期内用于控制水银蒸气压的辅汞齐，更具体地说，涉及该灯的经过改进的预热特性。

近年来已经形成了一个以应用小型的荧光灯来代替传统的白炽灯的巨大浪潮。因为这种小型荧光灯有更长的寿命和经过改进的能量效率。消费者及工商企业组织一直愿意改用这种小型荧光灯。这种小型荧光灯的实例可以在于1985年3月5日授予D.E.Bedel的美国专利号No.4503360专利中找到。该专利公开的内容通过全面引用明显地和本文结合在一起。

低压水银蒸气放电灯在最佳水银蒸气压下具有将提供的电能转换成紫外线辐射的最大的效率。该水银蒸气压一般地高度依赖于该灯的工作温度。具有弯曲的灯管以形成回旋状的放电路径的小型荧光灯，其管壁上一般有高荷载，因此该灯在运行期间其管壁温度很高，一般大约在摄氏70到140度(℃)左右，在这个温度下，水银的蒸气压能升高到最佳值以上。

为把水银蒸气压控制在最佳值附近，汞齐被应用来替代传统的液态水银。当灯中的水银蒸气压升高到不希望的水平，汞齐开始熔化并形成含水银蒸气溶液以降低灯中的水银蒸气压力使其回落到最佳水平。具有预先设定的熔化温度的汞剂的位置对达到所希望的改进是重要的，因为汞齐的位置影响到该灯在运行期间的温度。一般在靠近高温管壁区域应用的汞齐是铋-铟-汞合金。

应用经过为用于高温区域而最佳化的汞齐的灯有比用纯液态水银的灯更长的预热或启辉期的缺点，启辉期的长度取决于灯内水银蒸气压升高的速度，因为灯的光通量输出取决于灯内水银蒸气的压力。含汞齐灯的启辉期比较长是因为在通常启动时的低温下，一般在大约摄氏0度(℃)到摄氏50度(℃)的范围内，水银蒸气的压力太低了。在汞齐达到高温前，水银蒸气压升高缓慢并达不到合适的水平。相反，配加液态水银的灯的水银蒸气压在上述较低的温度或室温下大大高于含汞齐灯的水银蒸气压。

为改进含汞齐灯的预热特性，一个辅助的汞齐独特地被附属在每一个电极棒上，这样在启辉期内，这辅汞齐就发散出水银。灯被点燃以后，辅汞齐被阴极加热并发散出水银蒸气以弥补启辉期内水银蒸气的不足。这种被独特应用的汞齐是铟-汞合金。在启辉期除外的运行期内，用于控制水银蒸气压力的汞齐一般就称为主汞齐，这和在启辉期内用于控制水银蒸气压力的辅汞齐形成对照。

虽然上述含汞齐低压水银蒸气放电灯已经得到应用并有不同程度上的成功，但这种灯仍旧有相当长的预热或启辉期。因此，为使经改进的低压水银蒸气放电灯具有经改进的预热特性，仍有在技术上进一步改进的需要。

本发明提供的含汞齐低压水银蒸气放电灯克服了以上指出的问题。根据本发明的低压水银蒸气放电灯包括密封的管壳，该管壳的内表面形成内部空间。至少该管壳内表面的一部分配置了磷涂层。包括水银蒸气在内的充填气体被配置于内部空间并可被激发到放电状态。在管壳中设置一对电极，它们之间存在放电路径。主汞齐被设置在密封的管壳中并被与电极隔开。在启辉期除外的放电期内主汞齐控制管壳内的水银蒸气压力。辅汞齐被设置在密封的管壳内的每个电极处。在启辉期辅汞齐发散水银蒸气以升高管壳内的水银压力，由此改进了灯的预热特性。一个附加的辅汞齐被设置在密封的管壳内的电极之间并处于放电路径之中。在启辉期，附加的辅汞齐也发散水银蒸气以保证沿着灯的全部长度上都可获得水银蒸气，这样就更快地升高管壳内的水银蒸气压力，由此进一步改进了灯的预热特性。

参考以下结合附图所进行的描述，本发明的这些和其他特点和优点将一清二楚，附图中：

图1为根据本发明构成的小型荧光灯部分剖面的正视图；以及

图2为图1所示的小型荧光灯的辅汞齐棒的放大的正视剖面图。

图1画出了根据本发明的低压水银蒸气放电灯或荧光灯10。图示灯10是一小型荧光灯，它包括一折叠的或弯曲的透光密封玻璃管壳12。该管壳12有形成内部空间的内表面13。至少该管壳12内表面13的一部分配置了发光层或磷涂层46。维持气体放电的充填剂或充填气体被包含在密封管壳12的内部空间内。充填气体一般包含惰性气体诸如氩或者氩和其他稀土气体的混合物，和小量水银共同组合处于低压条件下，以便为灯10的低蒸气压的工作方式创造条件。

灯10的管壳12由具有大体上圆形截面的四个U形灯管14，16，18，20形成。灯管14，16，18，20的每一个都有大致平行的立柱段22，24和用于连接立柱段22，24中的每一个的一个端头的横向跨接段26。立柱段22，24中的每一个的相对端头则是封闭的。