[其他]紧凑的低压水银蒸汽放电灯及其制造方法

说明书

本发明涉及所谓紧凑低压水银蒸汽放电灯，即包含两个或多根互相平行的管子的气体放电灯，这些管子在其端部附近连在一起，在两个设置在彼此相对的最远端的电极之间形成公共放电腔，这些端部以气密方式连到公共灯座上，灯座上装有启动器或点火装置和必需的串联阻抗系统，并设有用于提供电流的连接管脚。

发明了用来生产这种紧凑的气体放电灯的合适方法。

许多种紧凑低压水银蒸汽放电灯在现有技术中是已知的。对于这些已知设计，对只包括两个直管的灯的情况，有两种最常用的结构。第一种结构可简单地描述为在管子的自由端带有灯电极的倒U形，自由端连到共同的灯座上。这种灯的第二种结构具有大致为H形的结构，在两个垂直管子之间很高的位置上有水平桥。在这种灯中，电极安置在远离桥的管端。电极所在的管端也固定到共同的灯座上，灯座中设有启动器或点火装置和串联阻抗系统。这两种设计的管子内壁涂有具有所需成份的荧光粉。该荧光粉将放电产生的紫外线转化成可见光。

那些具有两个以上直管的紧凑低压水银放电灯通常包括四根管子。这些管子可位于一个平面内，也可位于矩形的角上，构成垂直于管子对称轴的想象的横截面。直管间的相互连接是通过交替连接远离灯座的管端和连接靠近灯座的管端而实现的。只有第一和最后六根管子连在灯座上，并且只是在这些与灯座相连的管子的端部设置电极。以这种方式形成了连续的放电腔，在灯激发时电极间的电流通过它流动，只要连接管具有比直管更小的直径，当电流从一根管子通过连接管流到另一根管子时被迫改变方向这一事实对于发光效率没有大的影响。

在紧凑低压水银蒸汽放电灯里，如同其它低压气体放电灯一样，在电极间存在光弧的阳极区。该光弧通过混有水银蒸汽的稀有气体。在小型灯中气体的压强保持在500帕斯卡（Pascal或Pa）以下，而在工作温度下，水银的分压强低于1Pa。

稀有气体的功能是使灯能在适当的启动电压下启动，并且在灯激发时增加电子和水银原子碰撞的可能性。在40℃时的低压水银蒸汽压提供了产生水银共振线的最佳状态，这些线位于紫外区域，即253.7和185毫微米（nm）。在这样产生的光中，波长较长的光占强度的85%，而被长较短的光占15%。如果低压水银蒸汽放电灯只包含水银蒸汽，电子将几乎只与管壁和水银原子碰撞，在没有荧光粉时，电子能量将转化成热而不是光。

前面描述的H形紧凑低压水银蒸汽放电灯及其制造方法在EP-A-0094133（申请号第83200640.7号）中得到了描述。在这个申请中描述的发明目的是使在以后生产阶段将在其附近制作连接管的直管管端能得到有效的封闭。另一个目的（虽然没有明确说明）是借助周围的空气把直管和前述端面之间的薄转接区域冷却到使封在荧光灯里的水银在所述转接区域中发生凝聚的程度。以这种方式在管中保持了水银蒸汽压的平衡，因为在横向连接管之外的直管管端里没有热致放电发生。

本发明的一个基本目的是提供一种紧凑低压水银蒸汽放电灯，当这种灯通电时，放电腔中的水银分压被保持在能对水银共振线上的放电所产生的辐射提供最大影响的水平上。

一个进一步的目的是遮蔽灯的电极，以限制其上产生的热量的传导。可以确保位于远离灯座的管端的直管主要部分的温度不会高于40℃。当这种紧凑低压水银蒸汽灯被置于带有反射器或灯罩的灯具内时，这是特别重要的。当灯被置于这种灯具中时，灯发出的热不能有效地散掉，在灯内的温度要超过40℃。这使灯内的水银蒸汽压增高，使水银共振线上产生的辐射强度降低。

这些目的是通过在下面的权利要求中限定和表征的本发明而实现的。

本发明基于下面的概念，即在用于紧凑低压水银蒸汽灯的实施方案中的放电腔内，负空间电荷集中在管壁上，而阳极区形成于电极之间，而空间电荷0则沿着阳极区的轴向。在灯启动后的每一时刻，阴极和阳极区域间的放电在轴向上是一致匀的。正离子和电子是与放电同时地形成。它们通过扩散集中在管壁。因为阳极区是轴向一致的，所以在轴向不出现粒子的损失。在这个扩散过程中，因为电子的质量小，电子的移动比正离子快得多，所以出现了由管子中心向外扩展的正空间电荷。这改善了阳极区中的放电条件，从而增大了紫外辐射的功率。

限制从电极传播的热的方法是箍缩或颈缩在电极的电流下方的直管子。我们发现荧光灯的使用寿命因这种方法而有很大增长。已确认其理因是由于在放电电流路径上电极的下方的玻璃管上存在的箍缩或收缩区域在电极起阳极作用的半周期内导致电子密度的增加。其结果是减小了阳极的损耗，这使覆在电极上的发射物质温度降低。这个温度下降减少了发射物质的蒸发速率，从而使电极的使用寿命延长，从而使紧凑低压水银蒸汽放电灯的寿命延长。