[发明专利]一种无汞或低汞的陶瓷金卤灯

说明书

技术领域：

本发明涉及一种无汞或低汞的陶瓷金卤灯。

背景技术：

目前高强度放电灯如金属卤化物灯、高压汞灯、高压钠灯、超高压汞灯、汞-氙灯等仍在大量使用液汞。而汞是一种污染大气、水源和土壤的有毒物质，进入人、畜体内后极难排除，并将严重危害肌体、致人体质衰弱、提前衰老、痴呆、胎儿畸形、弱智，生命缩短等。因此近年来，禁汞之势渐趋严格，按照这一趋势预计，若干年内将禁止一切含汞物品的生产和销售，各种光源当然也在禁止之列。

约十年前，人们即已开始进行无汞高强度放电灯如无汞金属卤化物灯的研发，至今还没有获得成功。有人提出以氙气代替汞，但是，这样灯压降将过低，灯电流很大，加以光效很低，为达到同样的照明效果，耗电将大幅增加，不适应于用作普通照明。又有人提出以锌代汞，但是，锌的熔点为420℃，而沸点则高达907℃。为使锌大量蒸发形成足够高的锌蒸气压力，电弧管工作温度需高达1400K以上。工作在这样高温度下的石英管在大量的金属、碱金属和卤素离子的轰击下不仅受腐蚀，且极易析晶而致失透、鼓泡、炸裂，灯寿命很短，很难有实用价值。还有人提出以某些金属卤化物如ScI₃、ZnI₂代替汞，但也由于放电压降低及其他问题难以实用。

公开号为CN1674206A的专利(公开日为2005年9月28日)公开了《一种无汞或低汞的高强度放电灯》，该专利利用化学元素硒代替汞作缓冲气体，成功制成了石英玻璃电弧管的无汞金卤灯，该专利完全符合环保要求和发展趋势。

半透明陶瓷是制造金卤灯类光源的最佳电弧管壳材料，是石英的换代产品，用以制造金卤灯各项性能参数均可获得大幅提升，但这种灯在失效以后，仍将会造成严重汞污染，需引起重视。

发明内容

本发明的目的是提供一种无汞或低汞的陶瓷金卤灯。

为达到以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

硒在陶瓷金卤灯电弧管的工作温度下将全部蒸发，可形成足够高压蒸汽压力(决定于填充量)因而可以用来代替汞做陶瓷金卤灯中的缓冲气体。硒的熔融温度为220℃即493K，而沸点为688℃即961K，此温度虽高于汞，但由于陶瓷电弧管管壳壁负荷大、温度高，能承受1200℃的高温，而且陶瓷管壳具有比石英管壳更强的高温抗金属卤化物腐蚀的能力和更大承受压力的能力。与传统的石英金卤灯相比陶瓷金卤灯更容易满足无汞金卤灯的要求。

硒的作用是代替汞作缓冲气体，产生足够的硒蒸汽密度，以调节电子能量和灯压降等电参数，而其发光作用是不重要的，发光过程仍是主要由金属卤化物完成。

本发明陶瓷金卤灯中以硒和/或硒化汞取代汞的用量应根据灯的功率确定。

参见实施例图：本发明包括一个石英玻璃外壳9，陶瓷电弧管1，电弧管两端支撑电极用的陶瓷袖管3a、3b，陶瓷袖套管外端为陶瓷密封焊料5a、5b，电弧管两端各装有电极系统4a、4b，电弧管电极2a、2b经4a、4b引出电弧管后，引出支架线及支架6，7连接再从灯头10下的两个灯脚11a，11b引出。除硒外电弧管中还充有金属卤化物和惰性气体。

在所述灯的陶瓷电弧管内加入硒和/或以全部取代汞作缓冲气体，当然为保持原充汞灯的参数也可用适量的硒，部分取代陶瓷金卤灯中原来充入的汞以减少充汞量和灯失效后的汞污染严重性。

在所述灯的半透明陶瓷电弧管内加入硒或硒化汞的总原子摩尔量等于被取代的汞摩尔量，被取代的汞可在原充汞摩尔量的的5％～100％之间控制。

对于50W以下的陶瓷金卤灯，可完全取消充入的汞而代之以相同摩尔量的硒或50％摩尔量硒化汞。

对于50W以上的陶瓷金卤灯，可减少常规充入5％-100％摩尔量的汞，而代之以相同摩尔量的硒或代之以被取代了的汞的摩尔量的50％的硒化汞。

对于100W以上的陶瓷金卤灯，可减少了常规充入汞的10％～60％的摩尔量，而代之以相同摩尔量的硒或减少了的充汞摩尔量的50％的硒化汞。

可在电弧管内加入或不加入硒的卤素化合物。加入硒卤素化合物的摩尔量为小于加入硒的摩尔量的10％。所述硒卤素化合物是硒溴化合物和/或硒碘化合物。

其陶瓷电弧管管壳为图2所示圆球形或图3所示圆柱形。

其陶瓷电弧管管壳可为图2，图3所示一体型也可为图4，图5所示三段式。