[发明专利]灯系统、水处理系统、低压汞蒸气放电灯、灯系统的使用

说明书

本申请是申请日为2007年1月30日、申请号为2007800048935、发明名称为“具有汞合金的低压汞蒸汽放电灯”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种包括低压汞蒸汽放电灯的灯系统，所述灯包括至少一个放电腔，其以不透气的形式密封提供有汞和稀有气体填充物的放电空间，所述放电腔具有第一端部分和第二端部分，第一电极被设置在第一端部分，第二电极被设置在第二端部分，用以沿第一电极和第二电极之间的放电路径维持放电，汞合金（amalgam）具有最佳的温度范围，设置在所述放电路径外的所述第一端部分。本发明还涉及一种包括所述灯系统的水处理系统或空气处理系统。本发明也还涉及一种用于所述灯系统的低压汞蒸汽放电灯。本发明也还涉及灯系统的使用。

背景技术

在低压汞蒸汽放电灯中，汞构成了产生紫外（UV）辐射的基本组成部分。包括荧光材料（例如荧光粉）的荧光层可能存在于放电腔的内壁来将紫外辐射转换成其他波长的辐射，例如为了晒黑目的转换成UV-B和UV-A辐射或者为了普通的照明目的转换成可见辐射。这种放电灯因此也被称作荧光灯。可替换地，产生的紫外光可被用于制造杀菌灯（UV-C）。低压汞蒸汽放电灯的放电腔通常是圆形的，同时包括拉长型和紧凑型的实施例。一般而言，紧凑型荧光灯的管状放电腔包括具有相对较小直径的相对较短直形部分的集合，其中直形部分通过桥部分或者弯曲部分互相连接在一起。在放电空间中维持放电的装置是在放电空间中设置的电极。也可应用外部电极。外部电极可以是在放电腔端部分的传导涂层。传导涂层作为电容性电极，在灯工作时，其间放电沿着外部电极之间的轴距延伸。

低压汞蒸汽放电杀菌灯主要产生UV-C辐射，这种类型的灯用于水和空气的消毒，食物消毒，墨水和涂层的固化，水和空气中污染物的破坏。在这种灯中产生的主要辐射具有254nm的波长，其可阻止，例如霉和细菌的生长。

汞蒸汽压力严重影响低压汞蒸汽放电（杀菌）灯的工作。为了灯的有效工作，需要预先设定放电腔内汞蒸汽压力的范围。通过使用一种汞合金，可以在相对宽的温度范围内将汞蒸汽压力控制在这个预先设定的范围内，从而允许高效率地操作灯，以及允许由此带来的该温度范围内相对较高的辐射输出。在本发明的描述和权利要求书中，用于汞合金的称呼“最佳温度范围”是指一个温度范围，在该温度范围内，灯的辐射输出至少是当辐射输出最大时的90%，即在汞蒸汽压力处于最优的工作条件下。所公布的国际专利申请WO2004/089429A2公开了一种低压汞蒸汽放电杀菌灯，汞合金位于灯的端部分，允许在一个相对较宽的温度范围内有效地操作灯。然而，在特定的条件下，温度或许会以一种方式改变而使汞合金的温度处于最佳温度范围之外。例如，在某些应用中，（杀菌）灯必须能够变暗，即在不需要最大输出的条件下，灯的输入功率减小以减少紫外辐射的输出。在灯变暗的情况下，灯的温度也会降低。而且，在使用杀菌灯进行废水处理，饮用水消毒，或者空气处理的时候，水或者空气的温度降低会引起灯的温度降低。该（杀菌）灯的位置，即灯的水平和垂直位置也影响汞合金的温度。在这些条件下，当汞合金的温度低于它的最佳温度范围时灯的效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的至少部分解决上面提到的问题的灯系统。

这个目的通过根据本发明的灯系统来实现，其特征在于，灯进一步包含加热元件，其设置在所述第一端部分，用于加热汞合金到其最佳温度范围内的温度，灯系统还包括电路，设置其来产生维持放电所需的放电电流和用于不依赖于放电电流加热加热元件的加热电流，以及用于产生至少一个控制信号以激活电路工作产生加热电流的控制电路。所述第一端部分包含密封端，用于以不透气的形式密封所述第一端部分，并且所述汞合金由处于面向放电腔的一侧的密封端保持在所述灯的相对较冷的区域中。汞合金放置在第一端部分，从而在灯以最大的输入功率工作时，汞合金的温度不会超过其最佳温度范围的最大值，以便获得最佳的汞蒸汽压力。而且，灯位于垂直位置时，在灯使用过程中，汞合金保持在它的位置，即使在引起汞合金熔化的工作条件下。加热元件同汞合金相邻。当汞合金的温度降低到其最佳温度范围以下时，例如由于灯变暗或者灯周围环境的温度的下降，控制电路会激活灯系统的电路来产生电流，该电流使加热元件加热汞合金，并且以此方式汞合金的温度增加到其最佳温度范围内。根据本发明的灯系统在一个相对较宽的工作条件（例如变暗等级，环境温度和灯的位置）范围内以相对较高的效率工作，这允许使特殊应用所需的（杀菌）灯的数目最少，从而降低安装成本和维护成本。