[发明专利]紧凑低压水银蒸汽放电灯

说明书

本发明涉及所谓紧凑低压水银蒸汽放电灯，即：一种包含两个或更多的相互平行的管子的气体放电灯，这些管子的内部涂敷有荧光物质并在其末端附近接在一起，以便在两个电极之间形成放电室。

在先有技术中已知道许多种类的紧凑低压水银蒸汽放电灯。在这些众多的已知设计中，对于仅包括两个直管的灯，有两种结构占优势。这两种结构的第一种可以极容易地描述为具有倒U形状，灯的电极位于管子自由端，而这些自由端装在共用灯座上。这些占优势的灯的第二种结构具有大致为H形状结构，它在两个竖直管间很高的位置设置有一个水平的桥。在这种灯中，电极被设置在距桥最远的管端。设置有电极的管端也安装在共用灯座上，灯座包含启动或点火装置及串联阻抗装置。这两种设计的管子内部涂敷有由所需成分构成的荧光粉，这些荧光粉把由放电产生的紫外光射线转化为可见光。

包含两个以上直管的那些紧凑低压水银放电灯通常包括四个管子。这些管子可以置于一个平面内，或安放在一个正方形的四角，形成一个与管子对称轴成直角的假想截面。直管间的相互连接交替发生在距灯座最远的管端与距灯座最近的管端之间。只有第一和最后一根管子连到灯座上，电极正是安装在这些连接灯座的管子的管端中。以这种方式形成了连续的放电腔，当灯通电时，流经电极之间的电流通过它流动。电流经互连管从一个管子流到另一个管子时其方向要发生变化这一事实对于发光效率并不重要。

象其它低压气体放电灯一样，在紧凑低压水银蒸汽放电灯中，在电极之间形成一个光弧阳极区，它在灯中穿过混有水银蒸汽的稀有气体。此紧凑放电灯中的气体压强保持在500帕斯卡（Pa）以下，并且在工作温度下水银分压强低于1帕斯卡。

稀有气体的作用是使灯易于在合适的起始电压下点燃，并在灯通电时增加电子和水银原子间的碰撞几率。在40℃下的低水银蒸汽压提供了产生水银共振线的最佳条件，此共振线在紫外范围，即波长为253.7和185毫微米（nm）。如果低压水银蒸汽放电灯只包括水银蒸汽，那么电子实际上将只与管壁和水银原子碰撞，因此在没有荧光粉的情况下，电子的能量将转化为热而不是光。

从NL-B7902572可了解前面描述的H结构的紧凑低压水银蒸汽放电灯，而倒U形的放电灯在EP-A-0061758（申请号：82102636.6）中进行了描述。在上述后一个公开中明确指出，那里所描述的发明的目的是提供一种紧凑低压水银蒸汽灯，其中灯的玻璃壁所具有适当的形状，使得当灯工作时能在某些区域内获得所需的低温，以实现达到平衡的水银蒸汽压的目的。

本发明的基本目的是提供一种紧凑低压水银蒸汽放电灯，当灯通电时，其放电腔中的水银分压强保持在适当的水平，以对水银共振线上的放电产生的辐射提供最大的效应。这种灯还应有适当的结构，以能有效地防止由于在放电电流路径中发生的收缩所引起的功率损失。

这些目的可通过下面权利要求所定义和表征的发明来达到。

本发明建立在下述概念之上，在用于紧凑低压水银蒸汽灯的实施方案中，在放电腔内，负的空间电荷聚集在管壁上，而在电极之间形成阳极区，而空间电荷O沿其轴线。在灯点燃后的每一瞬间，阴极与阳极区域之间的放电在轴向是一致的。伴随着放电同时形成正离子和电子。它们通过扩散聚集到管壁上。因为阳极区沿轴向是一致的，所以在轴的方向没有粒子损失。在此扩散过程中，由于电子的质量较小，电子的运动要比正离子快得多，因而从管子的中心向外产生正的空间电荷。这改善了阳极区的放电条件，并因而增大了紫外辐射的功率。

为了使放电在灯中自然地传播，这种传播的波前形状具有圆形的截面，按照本发明制造的新型灯沿阳极区的一部分设置有水银凝聚区，而且不以沿径向压缩圆形传播波前的方式沿轴向侵占阳极区，这种径向传播是最佳传播所必不可少的。这在实际中是通过将灯的放电腔做成U形结构来实现的，位于放电室两个直管之间的弯管部分的柱形外周围表面从其具有最大曲率半径部分的圆形截面形状得到拉伸，形成隆脊。隆脊几乎沿整个弯管部分延伸。