專利名稱：高壓鈉蒸汽燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓鈉蒸汽燈，尤其是涉及燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈的發光管結構。
在圖3中示出了傳統高壓鈉蒸汽燈發光管結構的一個例子。傳統的高壓鈉蒸汽燈具有導電管33、利用鈦釬焊劑31而被固定在導電管33一端上的電極32。另外，導電管33的另一端作為開口端。
導電管33被安裝在透光氧化鋁管34的一端上，透光氧化鋁管34中的導電管33的安裝部分通過由陶瓷膠構成的封堵劑35被不透氣地密封起來。鈉汞齊36被封入透光氧化鋁管34的內端部中。
在上述傳統的發光管結構中，點燈時發光管內鈉蒸汽壓力比較高、尤其是燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈中，在點燈過程中在透光氧化鋁管34的內外產生壓力差，而且由于溫度升高，如圖4所示，導電管33中靠近電極32的部分發生了變形。
當發生這種變形時，導電管33與封堵劑35相脫離，在兩者之間產生了間隙。由于鈉汞齊36進入該間隙，所以發光物質鈉在大范圍內與封堵劑35反應。由此一來，促進了發光管內鈉的消失，所以存在著中途發光顏色變化、燈電壓不穩等問題。
因此，作為解決這種問題的結構，如特公平8-3995號公報所示的那樣，提出了這樣一種高壓鈉蒸汽燈方案，即通過使導電管不承受發光管內外壓力差、且不在發光管放電空間內露出封堵劑陶瓷膠，從而抑制了點燈時鈉與陶瓷膠反應的高壓納蒸汽燈。
然而，在上述特公平8-3995號公報所示的高壓鈉蒸汽燈中，發光物質汞齊鈉不是保持在發光管內部，而是保持在成為最冷部的導電管內，因此存在以下兩個問題。
第一個問題是，由于電極屏蔽了點燈時成為熱源的電極間的電弧放電產生的熱，所以保持在導電管內的汞齊鈉不易受熱，所以從點燈到點燈穩定所需的時間延長了。
第二個問題是，由于最冷部分的溫度在封堵時發生導電管位置偏差時發生變化，所以與如圖3所示的汞齊鈉設置在溫度變化小的發電管內端部的結構相比，制作時的燈電壓偏差增大。
另一方面，本發明人使由圖3所示的發光管結構而制成的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈點亮6000小時，并對導電管變形的發光管與不變形的發光管中鈉的消失量進行了調查。其結果，在導電管變形的發光管中，封入發光管的鈉的總量的50％消失了。而導電管不變形的發光管中鈉的消失量約為4％，與導電管出現變形的情況相比，可知消失量很小。
另外，對導電管變形的發光管進行詳細調查的結果表明，消失的鈉的量中約90％是由于導電管與封堵劑剝離而形成的間隙引起的鈉與封堵劑的反應造成的。即，可知能夠通過防止導電管變形來抑制鈉與封堵劑的反應。
因此，本發明的目的是提供這樣一種高壓鈉蒸汽燈，即在防止導電管變形的同時，通過在發光管內設置發光物質鈉而防止路程中的光色變化和燈電壓變化、縮短點燈后到點燈穩定所需的時間并抑制了燈電壓的離散。
為了實現上述目的，本發明的高壓鈉蒸汽燈的結構為具有發光管和在該發光內一對相對向的電極，在所述發光管內至少封入了鈉與稀有氣體，其特征在于，所述一對電極被保持在用封堵劑氣密地封閉固定在所述發光管兩端的導電管上，同時，所述導電管保持氣密結構，并在內部封入了惰性氣體。
根據這種結構，在點燈時，由于封如導電管內的惰性氣體的壓力，不容易產生位于導電管的發光管內的部分與導電管發光管外部的部分之間的壓力差。另外，通過封入導電管中的惰性氣體的熱傳導而降低了導電管中靠近電極部分的溫度。結果，能夠防止導電管因變形而與封堵劑剝離。
另外，通過在發光管內部封入鈉，發光物質的鈉能迅速接受來自成為點燈時熱源的電極間電弧放電的熱，同時溫度保持一定。因此，從點燈到點燈穩定所需的時間被縮短了，并抑制了制造時燈電壓的離散。
在上述高壓鈉蒸汽燈中，封入導電管內的惰性氣體的壓力最好為10Torr以上。
根據這種結構，使位于導電管的發光管內的部分與位于導電管的發光管外的部分之間的壓力差變得更小，由此能更可靠地防止導電管因變形而與封堵劑剝離。
在上述高壓鈉蒸汽燈中，當上述發光管工作時，上述導電管的電極保持部分的溫度最好在800℃以下。
根據這種結構，由于抑制了傳給導電管的熱負荷，所以能夠防止導電管因變形而與封堵劑剝離。
圖1是表示本發明一實施例的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈中發光管端部結構的剖視圖。
圖2是表示本發明另一實施例的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈中發光管端部結構的剖視圖。
圖3是表示傳統的高壓鈉蒸汽燈中發光管端部結構例的剖視圖。
圖4是表示圖3所示傳統高壓鈉蒸汽燈中導電管的變形形態的剖視圖。
(第一實施例)圖1是表示本發明一實施例的150瓦燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈發光管端部結構的剖視圖。這種發光管的結構為支持電極2的導電管3安裝在透光氧化鋁管4的兩端上。在圖1中，只示出了發光管的一端而省略了另一端。
具有電子放射性物質的電極2通過鈦釬焊劑1不透氣地固定在導電管3的一端上。導電管3的另一端是封閉的，導電管3由此保持氣密結構。在導電管3內，作為惰性氣體而封入了室溫時為10Torr的氬氣。導電管3由含99％的鈮和1％的鋯的合金制成，其外徑為4毫米。
透光氧化鋁管4中導電管3的安裝部分通過由陶瓷膠構成的封堵劑5被不透氣地密封起來。在透光氧化鋁管4內封入了40Torr的氙氣的同時，還封入了由5mg鈉和13mg水銀構成的汞齊鈉6。汞齊鈉6設置在成為最冷部分的氧化鋁管4的內端部附近。
在透光氧化鋁管4內，與電極2相對向地設置了對向電極(圖中未示出)，電極間距為31毫米。在透光氧化鋁管4的兩端外面上涂覆了厚為0.02毫米、寬為15毫米的鈦熱保護膜(圖中未示出)。
將具有上述結構的本發明的發光管和圖3所示的傳統發光管分別裝入外徑為40毫米的硬質玻璃外管(未示出)中，制作出各20個鈉蒸汽燈，對制作后的燈電壓進行調查。
這樣一來，燈電壓的離散在傳統發光管中為6.5伏，而在本實施例的發光管中為3.4伏。對從點燈到點燈穩定的時間的調查表明，與傳統發光管需要約15分鐘相比，本實施例的發光管需要8分鐘。也就是說，本實施例的發光管在燈電壓的離散和直到點燈穩定所需的時間方面都顯然得到了顯著改善。
在本實施例的鈉蒸汽燈中，在測量承受發光管內外壓力差的導電管部分、即導電管3中靠近電極部分的溫度時，溫度大約為800℃。與此相比，在圖3所示的傳統鈉蒸汽燈中，溫度大約為840℃。也就是說，可認為根據本實施例的結構，承受發光管內外壓力差的導電管部分的溫度比傳統結構低了約40℃。
另外，使圖3所示的傳統鈉蒸汽燈與本實施例的鈉蒸汽燈按照點亮5.5小時后熄燈0.5小時的亮滅周期點亮12000小時。結果，本實施例的鈉蒸汽燈都沒有發生導電管變形，而且確認沒有發生光色變化，路程特性也穩定。而在圖3所示的傳統鈉蒸汽燈中發生了導電管變形。
因此，通過封閉導電管3兩端地封入惰性氣體，并用封堵劑4將導電管3不透氣地密封在透光氧化鋁管4內地形成發光管，防止了路程中的光色變化和燈電壓變化，而且縮短了點燈后到點燈穩定所需的時間，因而能夠抑制燈電壓的離散。
封入導電管3內的惰性氣體的壓力最好在10Torr以上。這樣一來，位于導電管3中透光氧化鋁管4內的部分與位于導電管3中透光氧化鋁管4外的部分之間的壓力差能夠進一步減小，從而能夠可靠地防止導電管3因變形而與封堵劑剝離。
通過在導電管3內封入惰性氣體，所以通過惰性氣體熱傳導而使導電管3的電極2保持部分的溫度比過去更低，并最好能夠減小到800℃以下。由此一來，能夠抑制傳給導電管3的熱負荷，并能夠進一步可靠地防止導電管3因變形而與封堵劑5剝離。
另外，在本實施例的結構中，封入透光氧化鋁管4內的汞齊鈉6通常位于成為最冷部分的透光氧化鋁管4的內端部上，所以在能夠迅速接受來自成為點燈時熱源的電極間的電弧放電的熱的同時，始終將最冷部分的溫度保持一定。因此，從點燈到點燈穩定的時間被縮短了，同時能夠抑制燈電壓的離散。
(第二實施例)
圖2是表示本發明另一實施例的150瓦的燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈發光管端部結構的剖視圖。本實施例的鈉蒸汽燈發光管是這樣構成的，即用陶瓷蓋8和陶瓷膠構成的封堵劑9封閉導電管3中電極保持一側的相反端并在其內部封入惰性氣體。其他部分的結構與第一實施例的鈉蒸汽燈發光管相同。
這樣一來，通過封閉導電管3的兩端地封入惰性氣體(氬氣)，并利用封堵劑5不透氣地將導電管3封閉在透光氧化鋁管4中地構成發光管，從而能夠防止路程中的光色變化和燈電壓變化，縮短從點燈到點燈穩定所需的時間并進一步抑制燈電壓的離散。
另外，封入導電管3內的惰性氣體的壓力最好在10Torr以上。這樣一來，位于導電管3中透光氧化鋁管4內的部分與位于導電管3中透光氧化鋁管4外的部分之間的壓力差能夠進一步減小，從而能夠可靠地防止導電管3因變形而與封堵劑5剝離。
另外，通過在導電管3內封入惰性氣體，所以通過惰性氣體的熱傳導而使導電管3的電極2保持部分的溫度比過去更低，并最好能夠減小到800℃以下。由此一來，能夠抑制傳給導電管3的熱負荷，并能夠進一步可靠地防止導電管3因變形而與封堵劑5剝離。
另外，在本實施例的結構中，封入透光氧化鋁管4內的汞齊鈉6通常位于成為最冷部分的透光氧化鋁管4的內端部上，所以在能夠迅速接受來自成為點燈時熱源的電極間的電弧放電的熱的同時，始終將最冷部分的溫度保持一定。因此，從點燈到點燈穩定的時間被縮短了，同時能夠抑制燈電壓的離散。
盡管在上述各實施例中，電極2的固定是使用鈦釬焊劑1，但作為替代方式，也可以通過焊接而將導電管3與電極2氣密地固定起來。另外，盡管作為封入導電管3內的惰性氣體是使用了氬氣，但也可以使用氮氣、氙氣或氪氣等其它惰性氣體來代替氬氣。而且，最好混合封入兩種以上的惰性氣體。
另外，盡管在上述實施例中，燈的功率為150瓦，但是燈的功率并不局限于此。另外，本發明不僅適用于燈光效果好的高壓鈉蒸汽燈，也適用于普通的高壓鈉蒸汽燈，而且獲得了相同效果。
如上所述，根據本發明，可以提供一種通過防止導電管變形而具有穩定的壽命特性、縮短了從點燈到點燈穩定所需的時間并抑制了燈電壓的離散的高壓鈉蒸汽燈。
權利要求
1.一種高壓鈉蒸汽燈，具有發光管和在該發光內一對相對向的電極，在所述發光管內至少封入了鈉與稀有氣體，其特征在于，所述一對電極被保持在用封堵劑氣密地封閉固定在所述發光管兩端的導電管上，同時，所述導電管保持氣密結構，并在內部封入了惰性氣體。
2.如權利要求1所述的高壓鈉蒸汽燈，其特征在于，封入所述導電管內的惰性氣體的壓力為10Torr以上。
3.如權利要求1所述的高壓鈉蒸汽燈，其特征在于，在上述發光管工作時，上述導電管的電極保持部分的溫度在800℃以下。
全文摘要
用鈦釬焊劑將電極氣密地固定在導電管的一端上,同時封閉導電管的另一端,由此氣密地形成導電管,并在內部封入氬氣。使用封堵劑將該導電管不透氣地封閉在透光氧化鋁管內。在透光氧化鋁管內設置汞齊鈉。本發明能夠提供這樣一種高壓鈉蒸汽燈,即在防止導電管變形的同時,通過在發光管內設置發光物質鈉而防止路程中的光色變化和燈電壓變化、縮短從點燈到點燈穩定所需的時間并抑制了燈電壓的離散。
文檔編號H01J61/82GK1275792SQ0010873
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月26日 優先權日1999年5月28日
發明者和田雅人, 田久保章夫 申請人:松下電子工業株式會社