[发明专利]细管径大功率照明卤钨灯及其制造方法

说明书

本发明涉及一种管型卤钨灯及其制造方法。

现有的管型卤钨灯，其口径按功率大小做成两种规格：大功率（500W、750W、1000W和1500W）的卤钨灯，外径为φ10mm，小功率（300W以下）的卤钨灯，外径为φ8mm。由于灯管是用价格昂贵的石英玻璃做成的，如果将大功率管型卤钨灯的口径降低，无疑能大大降低成本。然而，管径变小后，管壁离灯丝更近，管壁温度更高，在这样的温度下，使用传统的循环剂CH₃Br、CH₂Br₂、CHBr₃等会因循环效果变得很差而导致灯寿命明显变短。根据目前检索的结果，国内外尚未报道过用细口径灯管做成大功率而灯寿命又较长的卤钨灯。

本发明的目的是提供一种口径小、管壁薄、功率大而灯寿命不会缩短的管型卤钨灯及其制造方法。

本发明可通过以下措施来实现：

在灯头、灯丝及支架等的形状结构基本不变的情况下，将大功率管型卤钨灯的灯管外径做成φ8±0.5mm;管内充以溴化物和氯化物的混合气体作循环剂，以保证循环作用不减弱，从而保证灯寿命不被缩短。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

白炽灯是利用灯丝通电发热而发光的。当功率很大时，灯内温度很高，灯丝的钨蒸发量很大，灯丝容易烧断。同时钨原子沉积在玻壳内壁变黑影响照明。卤钨灯则除了改用耐高温的石英玻璃做灯壳外，更主要的是加入了卤素循环剂。在灯中，卤素化合物与沉积在玻壳内壁上的钨原子化合，再向灯丝扩散，到达灯丝附近因高温而分解，释放出钨原子，即把沉积在玻壳内壁上的钨原子搬回灯丝附近，既使得玻壳表面始终清洁，又使灯丝得到补充钨原子，大大延长了灯寿命。这就是卤钨循环。目前采用的循环剂多为卤代烷等卤素化合物，且主要为溴代甲烷和氯代甲烷。氯的活性比溴强，因而氯代甲烷的循环效果比溴代甲烷好，但氯代甲烷对灯丝冷端和支架等腐蚀较强。目前管型卤钨灯主要采用溴代甲烷如一溴甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷等。也可使用其他溴化物。

将大功率（500～1500W）管型卤钨灯的外径从φ10mm降为φ8mm并将管壁厚度适当调薄。此时灯的玻壳负载增加20%，灯的体积负载增加一倍，玻壳内表面温度由800～1000℃升高至1000～1200℃。在这样高的温度下，溴化物的卤钨循环作为大为减弱，灯寿命变短。为了提高卤钨循环效果，本发明使用溴化物与氯化物混合气体作循环剂，由于氯化溴更活泼，容易将蒸发到玻壳附近的钨搬回到灯丝附近，即加强了卤钨循环作用，延长了灯的寿命。所述的氯化物可为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷等。由于氯对灯丝冷端和钨支架有较强的腐蚀作用，所以氯化物不宜加入太多，但也不能加得太少，否则循环效果不理想。例如，使用二溴甲烷与三氯甲烷时，两者的摩尔比以2∶1～10∶1为宜，以5∶1最佳。

制造这种细管径大功率卤钨灯时，将其外径做成φ8±0.5mm，壁厚0.9～1.3mm，安装好支架、灯丝等以后夹封两端，从排气管抽真空后向灯管内充以溴化物（二溴甲烷）与氯化物（三氯甲烷）混合气体和惰性气体（氩气或氩气与氪气的混合气体）然后封口。

本发明将大功率卤钨灯的管径从φ10mm降低到φ8mm，灯管直径减少20%，壁厚减少7.7%，两项综合使石英材料节省25%，大大降低了成本;同时，由于大功率灯的管径采用φ8mm，与小功率（300W以下）的灯管径一致，给生产和管理带来极大方便，生产速度和成品率提高;另外，包装运输费用减少、燃料和气体的节省、产品质量信誉的提高等都直接或间接地带来巨大的经济效益。