專利名稱：熒光燈及其汞齊組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及熒光燈，更具體地涉及包括改良的排氣管的汞齊組件和包括改良的排氣管的熒光燈。
背景技術：
熒光燈的光輸出主要取決于燈泡內的汞蒸氣的壓力(蒸氣密度)。而汞蒸氣的壓力又由凝結在燈泡的最冷部分即所謂的“冷點”處的過量液態汞的溫度控制。熒光燈通常包括至少一個管，其具有通向燈泡內部的開口，并在燈泡的結構中用作排氣管。在制造完成時，將排氣管密封式地折封起來，此折封端通常成為燈泡的“冷點”。
汞齊通常位于排氣管的冷點處。在任何給定溫度下相對于純汞來說，這種汞齊都會降低汞蒸氣的壓力，從而能夠在較高的溫度下實現最佳的光輸出。這種汞齊還在光輸出-溫度的曲線中提供了較寬的峰點，因此可在較寬的環境溫度范圍內得到幾乎最佳的光輸出。
當燈具在低于或高于最佳環境溫度下工作時，光輸出相對于峰值下降了30％或者更多。這在燈具工作在封閉或半封閉的固定座中時會普遍發生。除了降低的光輸出之外，光的顏色也會因所排放的汞蒸氣中的藍色光譜發射的作用改變而變化。
通過使用各種可吸收氣相汞的合金，就可以至少部分地解決在變化的溫度條件下控制汞蒸氣壓力的問題。通常在熒光燈內放置低溫熔融金屬的合金以與過量的汞混合，以便調節燈具內的汞蒸氣壓力。已知的可實際用于與汞形成汞齊的合金包括鉛-鉍-錫合金、鉍-銦合金、鉍-錫合金，以及鋅-銦-錫合金。其它有用的汞齊由純銦、純鉛以及純鋅形成。
燈具通常裝有過量的汞齊，也就是說，當燈具達到穩定的工作條件時需要更多的汞齊來提供氣化汞。隨著燈具的老化，需要一些過量的汞齊來替代在燈具壽命期間于燈具內其它位置處化合的汞。
當關閉汞齊熒光燈時，汞齊冷卻，燈具內的汞蒸氣逐漸地被吸收到汞齊內。當打開燈具時，光強度顯著降低，直到汞齊被加熱到汞齊發出足夠的汞蒸氣以使燈具有效地工作時為止。
在一些類型的燈具尤其是無電極式熒光燈中，防止汞齊沉淀到燈泡中的電弧環境內是很重要的，在電弧環境中，汞齊會引起燈具的光強度和流明-溫度性能產生有害的變化，導致汞蒸氣壓力突然升高且燈電壓增大，這會在玻璃燈泡上產生黑斑。如果燈電壓超過設于燈具內的鎮流器的最大保持電壓，那么燈具就熄滅了。因此，需要一種可將液態汞保持在管內但其允許汞蒸氣離開管并流入到燈泡中的裝置。
在燈具的制造過程中，通常使排氣管向內收縮。然后通過管的開口端將至少一個玻璃球放入管內，并使其靠在管的收縮部分上。然后將汞齊主體插入到管內并使其靠在最上方的玻璃球上。在接近制造過程的結束時，通過排氣管將燈泡抽空。燈泡的抽空有時會因在管的收縮部分處存在玻璃球而受到阻止或妨礙。玻璃球應及時地受迫而離開管的收縮部分，以足夠使氣體從中通過并抽空燈具。然后將管的上述開口端密封起來，汞齊則置于新密封的管端和管的收縮部分附近的玻璃球之間。
雖然在逸出氣體的壓力下玻璃球會及時地退讓并允許能抽空燈具和排氣管，然而還是需要提供一種排氣管和玻璃球的裝置，其允許在保持玻璃球的同時能通過管容易地進行抽空。
玻璃球用于將固體汞齊與管的收縮部分間隔開，并在燈具工作中汞齊被液化之后可防止汞齊從中穿過而進入到上述燈泡的電弧環境中，同時可允許汞蒸氣從中穿過。這樣就需要一種玻璃球的保持裝置，即管的收縮部分應能促進汞蒸氣在玻璃球的周圍進入到汞齊中和從汞齊中排出。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種包括有改良的排氣管的汞齊組件，其可促進氣體在制造期間流出，并可促進汞蒸氣在燈具的工作期間從中穿過而流動。
本發明的另一目的是提供一種包括有改良的汞齊組件的熒光燈。
考慮到上述和其它的目的，如后文中所見，本發明的特征是提供了用于熒光燈的汞齊組件。該組件包括在其自由端封閉的玻璃排氣管、設于排氣管內的玻璃球，以及設于排氣管內并處于玻璃球和管封閉端之間的汞齊主體。排氣管設有收縮部分，其包括多個彼此間隔開的向內延伸的凹座，凹座可與玻璃球相接合以將玻璃球保持在管的中心軸線上。最下方的玻璃球同心地靠在管內的凹座上，凹座之間的間隙允許氣體從最下方的玻璃球和管的內表面之間穿過。
根據本發明的另一特征，提供了一種包括有透光燈泡的無電極式熒光燈，燈泡包括有可電離的氣態填充物，用于在受到射頻磁場時維持電弧放電并因此發出紫外線輻射，燈泡具有在受到紫外線輻射的激勵時可發出可見光輻射的內部熒光涂層，燈泡具有形成在其中的凹腔。在凹腔內設有激勵線圈，其用于在被射頻電源激勵時提供射頻磁場。排氣管穿過凹腔并延伸至燈泡內以用于抽空燈具，該排氣管具有位于燈座部分附近的封閉端。玻璃球置于排氣管內，汞齊主體處于排氣管內的玻璃球和管封閉端之間。管的收縮部分包括多個彼此間隔開的向內延伸的凹座，凹座可與玻璃球相接合以將玻璃球保持在管的中心軸線上。當玻璃球同心地靠在管內的凹座上時，凹座之間的間隙允許氣體從玻璃球和管的內表面之間穿過。
下面將參考附圖來更具體地介紹本發明的上述和其它特征，包括部件結構和組合的各種新穎的細節，它們在權利要求中指示出。應當理解，體現了本發明的具體裝置僅僅是通過例子來顯示和介紹，它們并不限制本發明。在不脫離本發明的范圍的前提下，本發明的原理和特征可通過大量不同的實施例來體現。


下面將參考顯示了本發明的示例性實施例的附圖，從中可以清楚本發明的新穎特征和優點。
在附圖中圖1是現有技術的無電極式熒光燈的局部剖開的視圖；圖2是用于圖1所示燈具的改良的汞齊組件的示意性剖視圖；和圖3是沿圖2中線III-III的剖視圖。
具體實施例方式
參見圖1，圖中顯示了一種已知的緊湊型熒光燈10，其設有透光燈泡12，在燈泡中包括有用于維持電弧放電的可電離的氣態填充物。在制造過程中，燈具10以已知的方式通過排氣管20注入填充物。適當的填充物例如包括稀有氣體(如氪氣和/或氬氣)和汞蒸氣的混合物。激勵線圈14位于燈泡12內的凹腔16中，并且可從中取出。出于說明的目的，線圈14示意性地顯示為纏繞在排氣管20上。然而，線圈14可與排氣管20間隔開并纏繞在絕緣材料的芯體(未示出)上，或者形成為獨立的形式(未示出)，這應根據需要而定。燈泡12的內表面以眾所周知的方式涂覆了適當的熒光體18。燈泡12安裝在基座組件17的一端內，該基座組件17包括帶有標準型(例如愛迪生型)燈座19的射頻電源(未示出)。
汞齊主體32放置并保持在特定燈具中對特定汞齊而言為最佳的位置處。各汞齊均具有其自身的可提供適當汞蒸氣壓力的工作溫度的最佳范圍。
凹槽或收縮部分22設置成朝向排氣管20的折封區域。折封區域是排氣管的自由端處的區域，其在抽空燈具之后被密封或“折封”以形成排氣管的封閉端24。
在通過排氣管20將燈具抽空之后，通過折封區域處的開口將適當尺寸和形狀的劑量定位件40插入到排氣管20內，劑量定位件40最好包括至少一個玻璃球。由于收縮部分22的存在以及劑量定位件40的尺寸和形狀，劑量定位件將保持在遠離凹腔16的凹座的一側。然后通過折封區域中的開口而將汞齊32插入到排氣管20中。收縮部分22和劑量定位件40的組合使得汞齊32處于預定的位置。最后，如上所述，在靠近汞齊32的位置處將排氣管20折封起來以形成管的封閉端24。
在工作中，由于射頻電源的激勵，電流在線圈14中流動。這樣就在燈泡12中形成了射頻磁場，其電離并激勵含于燈泡內的氣態填充物，引起環形放電23并從中發出紫外線輻射。熒光體18吸收紫外線輻射并發出可見光輻射。
參見圖2，可以看到，根據本發明提供了一種汞齊組件，其包括置于玻璃排氣管20中并由管的收縮部分22來保持的玻璃球40a，40b。
參見圖3，可以看到，管的收縮部分22包括多個朝向管20的徑向內部延伸的凹座26，這些凹座26彼此間隔開，從而在它們之間形成了間隙28。
最下方的玻璃球40b可同心地靠在管內的凹座26上。凹座之間的間隙28允許氣體在玻璃球40b的外表面和管20的內表面30之間流動。
凹座26沿其徑向延伸部分具有相同的長度，并且可與玻璃球40b相接合以使玻璃球40b靠在管的中心軸線上，即與管同心。
玻璃球40b具有球體形狀，其直徑超過由凹座的內延伸端34所形成的假想圓36的內徑，并且小于管的內表面30的內徑。
收縮部分22可包括一組或兩組相對的凹座26(圖3中顯示了兩組)，或者三個或更多的凹座，只要凹座的組合能使玻璃球40b定位在中心且在凹座之間以及在玻璃球的外表面和管的內表面之間留有間隙28即可。
這樣就提供了一種汞齊組件，其具有可將劑量定位玻璃球保持在排氣管內的這樣的位置上的結構，該位置使得可在接近燈泡制造結束時抽空燈體，并允許汞蒸氣在燈具工作期間流動。
本發明還構思出一種如圖1所示并在上文中介紹的但包括了圖2和3的特征的無電極式熒光燈。
應當理解，在本發明的原理和范圍內，本領域的技術人員可以對為說明本發明的性質而介紹并說明的各部件的細節、材料以及設置進行許多另外的修改。
權利要求
1.一種用于熒光燈的汞齊組件，所述組件包括在其自由端處封閉的玻璃排氣管；置于所述管內的玻璃球；置于所述管內且位于所述玻璃球和所述管的封閉端之間的汞齊主體；和管的收縮部分，其包括多個彼此間隔開的向內延伸的凹座，所述凹座可與所述玻璃球相接合以將所述玻璃球保持在所述管的中心軸線上；其中，當所述玻璃球同心地靠在所述管內的凹座上時，所述凹座之間的間隙允許氣體從所述玻璃球和所述管的內表面之間穿過。
2.根據權利要求1所述的汞齊組件，其特征在于，所述玻璃球具有球體形狀，其直徑超過由所述凹座的內延伸端所形成的假想圓的內徑，并且小于所述管的內徑。
3.根據權利要求2所述的汞齊組件，其特征在于，所述多個凹座包括相對的凹座。
4.根據權利要求2所述的汞齊組件，其特征在于，所述多個凹座包括三個凹座。
5.根據權利要求3所述的汞齊組件，其特征在于，所述多個凹座包括兩組相對的凹座。
6.根據權利要求1所述的汞齊組件，其特征在于，所述的汞齊主體包括選自合金組分組中的合金組分，所述合金組分組包括(i)鉛、鉍和錫，(ii)鉍和銦，(iii)鉍和錫，(iv)鋅、銦和錫，(v)銦合金，(vi)鉛合金，以及(vii)鋅合金。
7.根據權利要求6所述的汞齊組件，其特征在于，所述汞齊主體在固態下為球形。
8.一種無電極式熒光燈，包括透光燈泡，所述燈泡包括有可電離的氣態填充物，用于在受到射頻磁場時維持電弧放電并因此發出紫外線輻射，所述燈泡具有在受到所述紫外線輻射的激勵時可發出可見光輻射的內部熒光涂層，所述燈泡具有形成在其中的凹腔；設于所述凹腔內的激勵線圈，其用于在被射頻電源激勵時提供射頻磁場；穿過所述凹腔并延伸至所述燈泡內以用于抽空所述燈具的排氣管，所述排氣管具有位于燈座部分附近的封閉端；置于所述排氣管內的玻璃球；置于所述排氣管內且位于所述玻璃球和所述管的封閉端之間的汞齊主體；和管的收縮部分，其包括多個彼此間隔開的向內延伸的凹座，所述凹座可與所述玻璃球相接合以將所述玻璃球保持在所述管的中心軸線上；這樣，當所述玻璃球同心地靠在所述管內的凹座上時，所述凹座之間的間隙允許氣體從所述玻璃球和所述管的內表面之間穿過。
9.根據權利要求8所述的汞齊組件，其特征在于，所述多個凹座包括相對的凹座。
10.根據權利要求8所述的汞齊組件，其特征在于，所述多個凹座包括三個凹座。
11.根據權利要求9所述的汞齊組件，其特征在于，所述多個凹座包括兩組相對的凹座。
全文摘要
一種用于熒光燈的汞齊組件，包括在其自由端封閉的排氣管、設于排氣管內的玻璃球，以及設于排氣管內并處于玻璃球和管封閉端之間的汞齊主體。排氣管設有收縮部分，其包括多個彼此間隔開的向內延伸的凹座，凹座可與玻璃球相接合以將玻璃球保持在管的中心軸線上。玻璃球同心地靠在凹座上，凹座之間的間隙允許氣體從玻璃球和管的內表面之間穿過。
文檔編號H01J61/24GK1492473SQ0315941
公開日2004年4月28日 申請日期2003年9月19日 優先權日2002年9月20日
發明者J·V·利馬, R·S·斯佩爾, J V 利馬, 斯佩爾 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司