專利名稱:低壓水銀蒸氣放電燈的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于低壓水銀蒸汽放電燈，它包含一個真空密封的放電管，在燈泡工作期間，管內(nèi)呈現(xiàn)放電現(xiàn)象，只要放電管含有少量的合金，它和水銀構(gòu)成汞合金。從US-PS4，157，485(PHN8057)已熟悉這種燈泡。
在已知的燈泡中，由于放電管內(nèi)存在汞合金，在燈泡工作期間，在寬帶溫度范圍內(nèi)，管內(nèi)的水銀蒸汽壓穩(wěn)定在6.10-3托附近。在這種數(shù)值情況下，燈泡具有最高轉(zhuǎn)換效率-將供給燈泡的電能轉(zhuǎn)換成紫外線輻射能。假如過分地增加供給燈泡的電能，或假如燈泡工作在具有相當(dāng)高的環(huán)境溫度情況下，燈泡的光線輸出幾乎不下降。在已知的燈泡中，放電管含有一種合金，它和水銀構(gòu)成汞合金，例如含有水銀、銦和鉍的汞合金。
雖然，在一個含有上文提到的汞合金的燈泡中，在寬帶溫度范圍內(nèi)，可以獲得一個穩(wěn)定蒸汽壓，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別對于填充稠密和具有直徑很小的管狀放電管的燈泡，在工作期間，水銀蒸汽壓的穩(wěn)定值太低，不能獲得最佳效率和最大可能的光線輸出。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)放電管的汞合金部分的溫度在100℃至120℃之間，水銀蒸汽壓低于開頭提到的6.10-3托的數(shù)值，這是不利的，特別是對于那種小型的低壓放電燈，其中，玻璃殼圍繞著管狀放電管，而且在工作期間，放電管內(nèi)的溫度處于這種范圍內(nèi)。
本發(fā)明的目的是提供一種避免上述缺點的低壓水銀蒸汽放電燈。
按照本發(fā)明，在開頭提到的那種類型的低壓水銀蒸汽放電燈的特征是在放電管內(nèi)構(gòu)成汞合金的合金由鉍、鉛和銀組成。
借助于這種和水銀構(gòu)成汞合金的合金，在燈泡工作期間，在寬帶溫度范圍內(nèi)，水銀蒸汽壓穩(wěn)定在11.10-3托附近。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一個備有相當(dāng)小內(nèi)徑的管狀放電管(例如10mm，像2型低壓水銀蒸汽放電燈的放電管)的燈泡，在這樣的蒸汽壓力下，有最佳光線輸出。此外還發(fā)現(xiàn)，即使在相當(dāng)?shù)偷沫h(huán)境溫度下，放電管的水銀蒸汽壓具有如此的數(shù)值，以致燈泡迅速點燃。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，放電管內(nèi)汞合金區(qū)的溫度處于約70℃至150℃時，本發(fā)明的燈泡有最佳光線輸出。
在放電管中，與合金構(gòu)成汞合金的水銀的含量在很大程度上決定水銀蒸汽壓的穩(wěn)定值。令人滿意的鉍、鉛和銀的原子總數(shù)與水銀的原子數(shù)之比處于94∶6和99∶1之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用含有高水銀成分的汞合金，為了最佳效率，在放電管中的水銀蒸汽壓的穩(wěn)定值相當(dāng)高。在水銀成分少于1%的情況，就會得不到足夠穩(wěn)定的水銀蒸汽壓。因為，例如，水銀粘在放電管的壁上。
在放電管內(nèi)全部采用汞合金是可能的。然而，另一方面，只要與剩余的部分隔開，采用水銀是可能的。這樣，水銀可被精確地測定(例如，見GB-PS1，267，175)鉍、鉛和銀的合金牢靠地放置在放電管中相當(dāng)冷的部位。在實際方案中合金位于排氣管的內(nèi)壁，它和放電管的空間是暢通的。
本發(fā)明適用于不同種類的低壓水銀蒸汽放電燈。本發(fā)明特別適用于上述的。2.型低壓水銀蒸汽放電燈，在一端備有燈帽，用于替代一般照明用的白熾燈。本發(fā)明有助于穩(wěn)定無極水銀放電燈中放電管內(nèi)的水銀蒸汽壓。
參考附圖，可以較全面地描述這項發(fā)明。在附圖中圖1以圖解形式顯示本發(fā)明的低壓水銀蒸汽放電燈的具體形式，部分是截面圖，部分是正視圖。
圖2表示水銀蒸汽壓的溫度曲線，壓力值是用對數(shù)繪制的，分別針對純水銀，銦、鉍和水銀組成的汞合金和銦、鉛和水銀組成的汞合金。
圖3表示Bi-pb-Ag的三元圖，按照本發(fā)明，組成汞合金的優(yōu)選成分處在圖中的四邊形ABCD中。
在圖1中的燈泡有一個玻璃燈殼1，這個燈殼的外壁備有圖案式的肋條，因此在工作時，燈泡有均勻的亮度。在燈殼內(nèi)裝有真空密封的管狀的放電管2，彎成鉤狀，在端部備有電極3和4，在燈泡工作期間，它們之間保持著放電。放電管內(nèi)壁鍍有發(fā)光層。此燈泡還備有電氣穩(wěn)定鎮(zhèn)流器6、起動器7和錐形燈罩8，它最好由合成材料組成。燈罩裝在備有安迪生燈帽9的頸部，利用它可將燈泡旋入白熾燈的燈頭。
放電管的排氣管的內(nèi)壁有200mg由鉍、鉛和銀組成的合金11。原子數(shù)之比，Bi∶pb∶Ag，應(yīng)優(yōu)選在Bi-pb-Ag三元圖(圖3)上的四邊形ABCD內(nèi)。四邊形各頂點的成份是A-Bi93%，pb2%，Ag5%;B-Bi35%，pb60%，Ag5%;C-Bi35%，pb35%，Ag30%;D-Bi68%，pb2%，Ag30%。因而，在寬帶溫度范圍內(nèi)有強(qiáng)光線輸出。在上述實際方案中，Bi∶pb∶Ag的比值約為63∶22∶15(原子數(shù))，用E標(biāo)示這個點。此外，放電管含有6mg的水銀。在汞合金中，鉍、鉛和銀的原子總數(shù)與水銀原子數(shù)之比是93∶3。由于合金在放電管內(nèi)(在排氣管內(nèi))處在冷區(qū)，在工作條件下，在放電管內(nèi)水銀蒸汽壓的穩(wěn)定性是良好的。
在圖2中，曲線A表示使用純水銀時，水銀蒸汽壓的溫度函數(shù)的變化。曲線B表示使用鉍、銦和銀組成的汞合金時的水銀蒸汽壓(作為汞合金溫度的函數(shù))，原子數(shù)之比，Bi∶In∶Hg，是51∶46∶3。最后，曲線C表示使用本發(fā)明的汞合金成份時水銀蒸汽壓的變化，原子數(shù)之比是Bi∶pb∶Ag∶Hg＝53∶24∶20∶3。
從圖形可以看出，在具有本發(fā)明(曲線C)的汞合金的放電管中，在寬帶溫度范圍內(nèi)，水銀蒸汽壓是穩(wěn)定的。蒸汽壓的數(shù)值約為11.10-3mmHg。在這樣的蒸汽壓力下，一個含有相當(dāng)小直徑的放電管的燈泡，如圖1，有最佳光線輸出。與曲線B比較，上述溫度范圍稍微向右向上移動。從曲線C的變化還可以看出，在汞合金處的溫度約為110℃時，在放電管內(nèi)的水銀蒸汽壓將近11.10-3托，在這樣的蒸汽壓力下，燈泡的光線輸出最高。從曲線B的變化可以看出，在110℃處，水銀蒸汽壓卻好相當(dāng)?shù)?，?dǎo)致光線的輸出相當(dāng)?shù)?。從曲線C的變化還可看出，在室溫情況下，水銀蒸汽壓稍低于純水銀的蒸汽壓(曲線A)。本發(fā)明的燈泡很容易點燃，為了進(jìn)一步改進(jìn)點燃過程，在一種具體方案中，在很靠近電極的線圈形燈絲處，備上輔助汞合金(圖中未畫出)，在燈泡接通后，這樣的汞合金(例如，由銦和水銀組成)的溫度直接受電極溫度的影響，大量的水銀迅速地從輔助汞合金中釋放出來。
在上述燈泡的實際方案中，管狀放電管的總長約36cm，而內(nèi)徑約10mm，汞合金11含有200mg鉍、鉛和銀的合金(原子數(shù)之比55∶25∶20)和6mg水銀。
燈泡的光線輸出是600lm，放電管還含有大量氬(壓力3托)，放電管內(nèi)壁有由兩種磷光粉混合成的發(fā)光涂層，即綠色發(fā)光的鋱激發(fā)的鈰鎂鋁酸鹽和紅色發(fā)光的三價銪激發(fā)的氧化釔。燈泡的功率(包括鎮(zhèn)流器)約為18W(220V，AC)。
權(quán)利要求
1.低壓水銀蒸汽放電燈包含有一個真空密封的放電管，在燈泡工作期間，管內(nèi)呈現(xiàn)放電現(xiàn)象，只要這個放電管含有少量的合金，它和水銀構(gòu)成汞合金。它的特征是，合金由鉍、鉛和銀組成。
2.根據(jù)權(quán)項1，低壓水銀蒸汽放電燈的特征是鉍、鉛和銀的總原子數(shù)與水銀原子數(shù)之比處在94∶6和99∶1之間。
3.根據(jù)權(quán)項1或2，低壓水銀蒸汽放電燈的特征是鉍、鉛和銀的原子數(shù)的相互之比位于Bi-pb-Ag三元圖中的四邊形ABCD內(nèi)。它的頂點A-Bi93%，pb2%，Ag5%;B-Bi35%，pb60%，Ag5%;C-Bi35%，pb35%，Ag30%;D-Bi68%，pb2%，Ag30%。
4.根據(jù)權(quán)項1、2或3，低壓水銀蒸汽放電燈的特征是，鉍、鉛和銀的原子數(shù)的相互之比在比值63∶22∶15附近。
5.根據(jù)權(quán)項1、2、3或4，低壓水銀蒸汽放電燈的特征是構(gòu)成汞合金的合金位于排氣管的內(nèi)壁。
專利摘要
低壓水銀蒸氣放電燈包含有一個真空密封的放電管(2)。在燈泡工作期間，管內(nèi)呈現(xiàn)放電，只要這個放電管含有少量的合金(11)，它和水銀構(gòu)成汞合金。此合金由鉍、鉛和銀組成。
文檔編號H01J61/18GK85101887SQ85101887
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者維里其 申請人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan