线圈电极荧光放电灯管制造技术

本发明专利技术提供一种线圈电极荧光放电灯管（１），在与线圈电极（３，４）相对位置的玻璃管（２）内表面上形成荧光膜（８），所述玻璃管（２）的整个长度都可以用作荧光放电区域，可以高亮度地照明。此外，由于所述线圈电极（３，４）通过由绝缘层（１０）涂布在电线（９）外围上的绝缘涂层电线卷绕状地形成，所以用于电极的所述电线（９）经由所述绝缘层（１０）卷绕在所述玻璃管（２）上，在所述电线（９）和所述玻璃管（２）的表面之间完全不会发生放电现象。因此，使得不会由于由放电现象形成的针孔而使荧光放电灯管的寿命缩短，实现荧光放电灯管的长寿命化。进一步地，通过功率的高效消耗，可以实现显著的省电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线圈电极荧光放电灯，其中在内表面上涂布荧光膜的玻璃管的两端外 周上卷绕状地配置作为外部电极的线圈电极，更具体地，本专利技术提供一种能够实现大大降 低功耗且延长寿命的线圈电极荧光放电灯。
技术介绍
现有的荧光放电灯管的概述近年来，随着地球变暖，世界范围内大量地排放碳酸气体正在逐渐成为问题。排放 大量碳酸气体的原因之一是使用矿物燃料的发电站排出的碳酸气体。将夜里的黑暗照亮成 白天一样明亮(在每单位面积、单位时间内平均个光子数)的光源，使用了大量的从发 电站发出的电力(大约四分之一)。从环境保护的观点来说，大幅降低照明光源使用的灯的 工作功率正成为一个紧急的课题，成了报纸和电视新闻的一个话题。现在广泛使用的照明 光源是将钨丝线加热到高温、利用伴随着热量释放的可视光的电灯泡，其制造单价低，得到 的亮度范围广。钨丝电灯泡的能量转换效率是0.8%。由于电灯泡的能量转换效率低，所以 人们的注意力更集中于作为代替电灯泡的光源的荧光放电灯管。荧光放电灯管的能量转换 效率的额定比率被认为是20%，所以室内外的照明光源正逐渐变为荧光放电灯管。荧光放 电灯管的种类很多，但是现在关注的荧光放电灯管是使用直径20mm以下的玻璃管而制造 的省电型荧光放电灯管。由于由一个荧光放电灯管发出的光量与荧光膜的面积成比例，所 以使用荧光膜面积大、管径粗的荧光放电灯管被认为是省电型的，但是市场上的省电型荧 光放电灯管是使用直径20mm以下玻璃管制造的。但是，在出版的科学论文和放电手册等资 料中没有发现科学的理由说明。在省电型荧光放电灯管中，关于由紫外线而发光的荧光体粉，使用通过化学方法 浓缩精制稀土类元素而得到的非常昂贵的稀土元素作为原料，其中稀土类元素的克拉克数 小(存在比率在0.003%以下)而且以低浓度(5重量％)存在于散布的砂粒中，其中该克 拉克数表示资源的存在情况。由于不能由一种荧光体粉获得白色光，所以使用涂布荧光体 粉的荧光膜。该荧光体粉通过制造分别发出三种颜色的光的荧光体粉，并将这些荧光体粉 机械地混合而发出白色光。在现有的荧光放电灯管(直径30mm)中使用的荧光膜单独地发 出白色光，而且是资源丰富的巴龙磷酸钙(3Ca3(PO4)2CaFCl:Sb3+:Mn2+)荧光体，但是根据该 荧光膜在直径20mm以下的荧光放电灯管中不能明亮地发光的经验规则，不能将巴龙磷酸 钙荧光体用于省电型荧光放电灯管。使用稀土类的荧光膜是直径在20mm以下的荧光放电 灯管，其在比直径30mm的荧光放电灯管的照明更亮地发光的情况下选择使用。但是，没有 人给出科学的依据。特别地，将直径IOmm的直线型荧光放电灯玻璃管收纳为弯曲多次、螺旋状地弯曲 的电灯泡型玻璃球的荧光放电灯管被称为省电型荧光放电灯而在市场上出售。但是，荧光 放电灯管的标称功耗是单独将灯点亮所消耗的功率，不包含点亮所需的电源电路的功耗。 在内嵌金属电极的荧光放电灯管的点亮包含在电源装置的插口部位测量的功耗(电压X电流X功率因数=功率)时，荧光放电灯的实质功耗为标示功率的大约1. 1到1. 5倍。额 定12瓦特的省电型荧光放电灯的实质功耗是13到18瓦特。虽然额定瓦特数相同，但实质 功耗却由于制造商的不同而不确定。降低功耗的问题从根本上讲应该是降低实质功耗的问题。电极电压下降热阴极管(第一代)与冷阴极管(第二代)当前市场上销售的荧光放电灯管为包含如下部分的单一构造，该构造包含配置在 玻璃管内的具有电子放射与电子收集功能的金属电极(阴极及阳极)、作为放电气体的氩 (Ar)气体及水银(Hg)滴、以及以适当厚度涂布在管内壁面上的荧光膜。在以该构造为基础 的荧光放电灯管中使气体放电，是指因具动能而移动于气体空间中的电子导致的气体原子 非弹性碰撞。移动于气体空间中的电子路径中，必然存在阴极前出现的阴极电压下降及阳 极前出现的阳极电压下降。对两者加以合计，则放电路径中不参与发光的电力达到气体放 电电力的大约一半。若可从荧光放电灯管的放电中消除电压下降，则气体放电所需的电力 将减半。在该计算中并未考虑参与点亮的电源装置的耗电。如上所述，在荧光放电灯管的发光中，不将电子提供到气体空间中就不会产生发 光。作为在真空中或低压下将电子提供到一定气体空间中的装置，在市场上存在使用爱迪 生(Edison)专利技术(1884年)的热电子发射的热阴极荧光放电灯管(HCFL)(第一代电子供 应源)，和由福勒-诺德海姆(Flower Nordheim)专利技术的由金属-真空空间的隧道效应导致 的电子发射(19 年)而研发了泡罩型金属电极(第二代电子供应源)，从而使用金属电极 的冷阴极荧光放电灯管(CCFL)。在使用上分为管径在IOmm以下的细荧光放电灯管使用 CCFL，IOmm以上的荧光放电灯管使用HCFL。由于荧光放电灯管中的气体放电是通过将交流电场施加到电极上而产生的，所以 当在HCFL和CCFL管的放电管两端上安装使用上述电极时，荧光放电灯管没有阴极和阳极 的区别，荧光放电灯管的两端的电极产生相同的现象。当限定在交流的半周期中检验气体 放电时，阴极和阳极产生区别。对于荧光放电灯管的放电现象的检验大多数情况下是检验 交流半周期内出现的现象。代表性的荧光放电灯管中的放电是从阴极发射的电子由阴极和 阳极之间的电场(一个方向)使得沿一个方向在放电路径移动，并与气体原子碰撞而产生 气体放电。沿一个方向前进的电子遇到气体原子的概率可以通过求得荧光放电灯管中存在 的气体原子数而计算。通过求得管中存在的气体原子的摩尔数、阿伏加德罗数、放电管的体 积和电子沿一个方向移动时的体积，可以计算出沿一个方向前进的电子与气体原子碰撞的 概率，但是并不进行该计算。当计算概率时，电子遇到气体原子的概率是移动IOOOm遇到一 个。由于荧光放电灯管的长度小于lm，所以在荧光放电灯管中在阴极-阳极之间的一个方 向电场内加速的电子不能与气体原子碰撞，因此气体原子不发光。这样，在检验荧光放电灯 管的放电机构上就犯了不明白重要基础的错误。不应该在交流的一个周期内检验电子的移 动，而应该在交流电场的电场中检验电子是怎样移动的。本专利技术人等发现的第三代电子源电极电压下降，并且完全消除飞溅在使用金属电极的荧光放电灯管中，阴极和阳极正前方出现的电压下降的存在和 检测与施加到电极上的交流频率没有关系。电压下降是检验省电时所要解决的重要课题， 但是电压下降的检测是在经过100多年的今天也不能解决的遗留难题。放电路径的电压下 降的原因是，存在在电子发射和电子收集中金属电极表面与放电空间非电气绝缘地相面对的情形，也就是说，在金属电极表面上必然存在出现的空穴。该情形在本专利技术人申请的PCT/ JP2007/70431(专利文献1)和PCT/JP2007/74^9 (专利文献幻中有详细地描述。如果电 子发射源和收集源不使用与放电空间非电气绝缘而露出的金属电极，则在阴极和阳极正前 方出现的电压下降会从放电路径中消失。本专利技术人在上述PCT申请中发现了将电子释放到 气体空间中的“第三代电子源”，消除所述电压下降现象取得初步的成功。第三代电子源可以由两种方法制作，两者的效果相同。第一种方法是在金属内部 电极上涂布适当厚度的荧光体粒子而构成的荧光体粒子层绝缘型内部电极。第二种方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线圈电极荧光放电灯管，该灯管在两端密封的玻璃管内表面上形成荧光膜，在所述玻璃管内部填充放电气体，在所述玻璃管两端的外周上卷绕状地配置线圈电极，由交流电源将交流电压施加到所述线圈电极上，从而使所述放电气体放电而点亮的外部线圈电极荧光放电灯，其特征在于：所述荧光膜形成在与所述线圈电极相对位置的玻璃管内表面上，所述线圈电极由在电线外围涂布有绝缘层的绝缘涂层电线卷绕而成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽隆二，加藤正利，原田将弘，三吉稔美，
申请(专利权)人：北京天洋浦泰投资咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]