CN103065923B - 一种非对称电极的无汞节能气体放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种本发明为非对称电极的无汞节能气体放电灯，尤其是，该对电极的非对称表面积应该为[100∶92-100∶98]，可以增加电流密度和光通量，在同一时间内减少启动电流和电压，其续航时间主要应用于汽车气体放电灯是没有问题的。根据非对称电极的非汞气体放电灯的发明，其放电灯光源部分是由石英玻璃；其密封在放电照明光源中的气体和使用金属卤化物为填充物的发光材料制成；放电灯光源部分的两端有一对暴露在外的导线；两根导线与钼箔连接，一根导入外部电流，一根连接电极组件，它们共同组成了无汞气体放电灯，电极组件的电极表面积比率为[100∶92-100∶98]。在电极组件中的电极表面积比率[100∶95-100∶97]更有利于提高灯的亮度，更有优势。

Description

一种非对称电极的无汞节能气体放电灯

技术领域

本发明涉及一种非对称电极的无汞节能气体放电灯。

背景技术

尤其是，该对电极的非对称表面积应该为[100:92-100:98]，可以增加电流密度和光通量，在同一时间内减少启动电流和电压，其续航时间(照明)主要应用于汽车HID灯是没有问题的。

以前的HID灯使用的发光材料为金属卤化物和汞，然而它造成了环境的污染，现在使用含有汞的HID灯已经大大的减少了。

含有汞的放电灯除了会造成环境问题外，还会引起其它问题，在高温下微量的汞会与羟基自由基发生反应形成汞蒸气，使钨电极蒸发，这样就使灯的寿命缩短。

因此，我们正在努力改进HID灯，使用无汞的HID灯来提高灯的寿命。

有一种传统的技术，就是引入了与我们发明有关的非对称电极放电灯。这就是获得“韩国专利，专利号为2004-0070298”的[无极灯](2004年8月6日)。

上述专利是由不同直径大小和不同的材料，然后把它们放置到带有头的密封放电管中，所组成的灯，通过于此，可以提高灯的寿命，解决了烧毁电极和灯管运行的问题。

然而，此项发明是基于对称电极技术的，和我们的发明是有区别的。

除此之外，还有韩国专利号为“0428960”(短弧放电灯)的专利，在此专利中是这样描述的，它可以控制温度的升高和发光光源部分内管壁的变黑，这是由于早期的灯没有发光管，钨和负极暴露在外的，用以增加表面积，使两端电极蒸发，这样可以达到良好的热辐射的效果。

上述发明就是短弧放电灯，是由半导体制造而成，应用在照相平版印刷的过程中，其目的是为了提高紫外线照射的分辨率，用压缩光谱的宽度来推断出汞的压力，如果汞的压力低于所需要的压力时，减少了电极之间的电阻，并且电灯的电流增加使热量增高，因此，其结果是增加了正极的蒸发，目的是为了解决缩短灯泡寿命时间的问题，在负极上形成的钨层，并且在表面上形成了恰当的微粗糙度，通过创造增加有效面积来增加正极的散热，随后减少，以达到其更好的蒸发效果。

然而，此气体放电灯，其中(光谱压缩到436nm或365nm)的纯紫外线灯，是为特殊用途的使用而开发的，在某种程度上与提高灯的亮度无关，而保证灯亮度的恒定强度是汽车灯具所需的基本条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种本发明解决了传统的气体放电灯的问题。本发明旨在提高亮度，降低启动电压和电流，通过引入非对称电极，此电极拥有一个特定的表面积比率，可以提高HID灯的使用寿命，延长使用时间，此外，本发明可以为HID灯提供白光，这是与太阳光类似的照明，拥有金属卤化物成分的发光材料可以提供的色温与太阳光接近。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

根据本发明，使用非对称电极无汞HID灯可以实现相同的目的，它用石英玻璃充当放电照明光源，气体密封在放电照明光源的内部，金属卤化物作为充填物，这是一种可发光的发光材料；一对电极暴露在放电照明光源的两端；钼箔与每根电极相连并且被密封部件密封和包裹起来；对于非汞HID灯来说，它是由聚集在一起的电极导线制成的，这些导线用于引人外部电流，它也和钼箔相连，电极组件表面比率为[100:92-100:98]]，这也是它的一个特点。

电极组件中的电极表面积的比率为[100:95-100:97]是令人满意的，它可以有效改善灯的亮度，使其应用更为广泛。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

正如以上所示，根据本发明，可以用非对称电极加强无汞HID灯的强度(亮度)，降低启动电压和启动电流，从而可以提高使用寿命，并可以满足HID灯需要，此外，作为具有金属卤化物成分的发光材料，它更接近于白光的色温，而这种色温更接近于太阳光的颜色。

在上面的描述中，省略了无汞HID灯的技术，但那些有熟练技术的人，是可以通过猜测推理出来的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种非对称电极的无汞节能气体放电灯。

图2为光通量和通电时间关系曲线图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

10:光源的部分H：金属卤化物

20:电极组件21A&21B:电极

23:钼箔23A：密封部件

25:导线

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在图1中，放电照明光源是由石英玻璃制成10，密封在放电照明光源中的气体10和金属卤化物充填物H，这是一种发光的发光材料；一个对电极21A，21B，暴露在放电照明源两端；钼箔23和每个电极相连，并且被密封部件密封和包裹起来23A；并且把电极导线25集结起来20，用以引人外部电流，并且也和钼箔相连。这就是发明灯泡的结构。

为了尽量减少双光聚焦的影响，放电灯光源10用卤素的混合物取代汞，(使两个照明光源接近于两电极)形成矩形圆柱结构。

在电极组中20，更适合使用高熔点的钨来减少电极被烧毁21A,21B。

钼箔也具有高熔点，并且由于在高温下变形的特点，它被应用于密封部件，并且放电照明光源是由石英玻璃制成，使用石英膨胀率的差异形成缓冲区。

此外，气体可以从氙，氩，氪，氖中选择，并应在室温下保持至少有4个压力。

本发明的核心是不对称电极HID灯。

在一般情况下，电极的面积越窄，电流的密度就越高，并且启动电压和电流低也是一个优点。然而，他的缺点就是时间寿命将被缩短。因此，我们在延长灯的使用时间寿命和同时提高电流强度之间一直做了很多努力，并且也作为其中的一部分在我们的发明中被提出来；特别是我们根据我们的经验在汽车HID领域中完成了多项实验。

正如在上面提到的，专利No.0428960中描述的气体放电灯，它不是一个简单的表面积增加，而是真正的表面积增大，这是由于不规则的辐射效率的提高形成的。这是与本发明的非对称电极的概念不同的地方。

非对称电极21A21B的表面积比率为100:92-100:98，并且更好为100:95-100:97。这是它的一个特点。

此外，汽车HID灯有更大的表面，在本发明中电极直径为0.2-0.5mm，并且横向两个电极之间的差距必须为3-5毫米。这也是尽量减少双照明光源的影响。

此外，此项发明可以为HID灯提供白光5000K-6000K，这是与太阳光类似的照明光，它是金属卤化物混合物(H)，此发光材料提供的色温更接近太阳光。

在放电光源中密封的填充物，为金属卤化物，它配置了第2副族，第3主族，镧，钠或钪的卤化，可单独或混合组成，这样效果更好。

更好的金属卤化物成分为[按重量比，含有10％至20％的第2副族，第3主族或它们的卤化物，按重量比，含有60％到85％的稀土卤化物和按重量比，含有5％至20％的NA卤化物和SC卤化物,在这种情况下，重量比率Na卤化物：SC卤化物为6:4或7:3是最合适的。

由于金属卤化物特殊成分，它可以形成白光，并且光通量的电压为45V(误差+-15V)，它可以适用于汽车灯具。

如以上所述，根据本发明，也有许多完成的实例，通过非对称电极和无汞HID灯的实验，可以更清楚地对其了解。

[实验实例：汽车HID灯的制造]

制造的汽车HID灯规格如下。

表1汽车HID灯的规格

在生产气体放电灯过程中，每个电极都有一对[A&B][A&C]，[A&D]和实验的实例[A&A]都用样本做比较。

实验的范例：汽车HID灯的制造

根据对汽车HID灯的样品，所做了如下测试，光通量比较，启动电流和启动电压，并确认这种非对称电极放电灯的发明的优势。

表2比较光通量(lm)

分类	例1	例2	例3	例4	例5	平均
							电极[A&A]	2947	2889	3104	3068	3159	3033
电极[A&B]	3047	3116	3241	2964	2897	3053
							电极[A&C]	2978	2781	2907	3075	2789	2907
电极[A&D]	2507	2907	2653	2810	2641	2703

表3启动电流比较(A)

分类	例1	例2	例3	例4	例5	平均
							电极[A&A]	48.10	51.70	52.20	52.50	53.00	51.50
电极[A&B]	44.70	43.40	33.30	36.10	34.40	38.38
							电极[A&C]	43.80	30.70	38.60	31.00	32.40	35.30
电极[A&D]	30.50	31.70	38.70	32.30	31.50	32.80

表4启动电压比较(kV)

分类	例1	例2	例3	例4	例5	平均
							电极[A&A]	27.34	26.41	26.48	27.42	24.45	26.42
电极[A&B]	18.52	18.12	21.95	21.09	20.98	20.13
							电极[A&C]	19.78	22.61	17.89	18.62	20.76	19.90
电极[A&D]	20.82	21.91	19.75	17.49	18.46	19.60

正如表2和表4所示，光通量，启动电流和启动电压，电极为[A&B]，换句话说，配给圆形横截面的电极直径，最终表面积比率为[100:96]，电源可以很好的提供良好的电流强度和启动电压。然而，直径电极的比例为[100:92]的[A&C]电极，考虑到启动电压和光通量的平均优势，它应该可以比对称电极的灯更有优势，然而从上面图2所示，考虑到灯泡续航时间，它表明了500小时后全部光通量的突然下降，而不是电极[A及B]和对称的电极[A&A]的问题。【在图2中，X轴指示的是小时，Y轴指示的是光通量(lm)】

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种非对称电极的无汞节能气体放电灯，其特征在于，放电照明光源部分是由石英玻璃制成的，密封的照明光源内填充了气体和金属卤化物作为发光材料；一对暴露在放电照明光源两端的电极；分别连接两电极的两片钼箔，钼箔的一端连接导入外部电流的导线，另一端连接电极，它们共同组成了无汞节能气体放电灯，两个电极表面积比率为100:92-100:98。

2.根据权利要求1所述的一种非对称电极的无汞节能气体放电灯，其特征在于，电极直径为0.2-0.5mm，并且两个电极之间的横向间隙必须为3-5毫米。

3.根据权利要求1所述的一种非对称电极的无汞节能气体放电灯，其特征在于，在放电照明光源中密封的填充物的金属卤化物，所述金属卤化物由第2副族，第3主族，镧，钠或钪的卤化物单独或混合组成，所述第2副族的卤化物不包含汞的卤化物。

4.根据权利要求1所述的一种非对称电极的无汞节能气体放电灯，其特征在于，金属卤化物包括如下重量比的成分：

第2副族的卤化物，第3主族的卤化物或其组合10％-20％；

稀土卤化物60％-85％；

钠卤化物和钪卤化物5％-20％；

所述第2副族的卤化物不包含汞的卤化物。

5.根据权利要求4所述的一种非对称电极的无汞节能气体放电灯，其特征在于，钠卤化物：钪卤化物的重量比率为6:4或7:3。