[發(fā)明專利]用于熒光燈的汞分配系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980133350.2
• 申請(qǐng)日: 2009-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102138197A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·科拉扎;S·P·吉奧吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 工程吸氣公司
• 主分類號(hào): H01J61/24
• 分類號(hào): H01J61/24;H01J7/18;H01J9/395
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李帆

本發(fā)明涉及一種用于熒光燈的汞分配系統(tǒng)和一種包含此分配系統(tǒng)的熒光燈。

一般來(lái)說(shuō)，熒光燈包含玻璃管，例如具有線狀或環(huán)狀形狀，包含一種或多種稀有氣體，通常為氬或氖，以及幾毫克的汞。在燈內(nèi)部存在有兩個(gè)電極，也稱為陰極，其在燈的氣態(tài)氣氛中觸發(fā)并保持放電從而導(dǎo)致發(fā)光。電極的形式為設(shè)置在管體端部的金屬纖絲。優(yōu)選地，由相對(duì)于燈同軸設(shè)置的遮擋元件對(duì)電極進(jìn)行側(cè)向遮擋。在燈工作期間，遮擋部件阻擋蒸發(fā)的陰極材料，因此防止其沉積到玻璃壁上，所述沉積是所不希望的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致局部變黑以及降低的發(fā)光。

在熒光燈中，汞的劑量必須要盡可能的精確以及可重現(xiàn)。實(shí)際上，存在汞的最小劑量，低于所述劑量熒光燈不能正常工作，但是另一方面，由于汞的毒性，不允許汞的量遠(yuǎn)超過(guò)所需的最小量。實(shí)際上，在打破燈的情況下以及在其工作壽命結(jié)束時(shí)的燈的丟棄階段期間，這會(huì)導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題。此外，仍涉及環(huán)境問(wèn)題的是，在熒光燈領(lǐng)域中的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越低的汞量。因此燈生產(chǎn)商要求對(duì)于燈中汞量的更高程度的控制(具有最低的標(biāo)準(zhǔn)偏差)和其劑量的更高精確性。一些最新代的燈要求大約為2±0.1mg的汞的最小量，例如在該領(lǐng)域中具有大約1.6cm直徑、稱為“T5”那些。

在熒光燈的生產(chǎn)階段，汞分配系統(tǒng)通常是基于在高溫下，典型地大約在800-900℃時(shí)能釋放汞的化合物，同時(shí)其保證在低于400℃時(shí)微量或無(wú)汞釋放。在中間生產(chǎn)步驟期間，這種性能允許避免汞釋放和所不希望的燈污染。如美國(guó)專利3657589中所描述的，在各種類型的具有這種性能的釋放汞的化合物中，最常用的是Ti_xZr_yHg_z化合物，其中x和y在0到13之間變化，條件是它們的和在3和13之間并且z為1或2。特別優(yōu)選地是Ti₃Hg的使用。

這些化合物也可用于與可最大化汞釋放的促進(jìn)劑結(jié)合。如專利EP0669639中所描述的，這些促進(jìn)劑由銅與至少一種選自錫、銦和銀的第二元素構(gòu)成，如專利EP?0691670中所描述的，由銅和硅構(gòu)成，或如專利EP?0737995中所描述的，由銅、錫和稀土金屬構(gòu)成，所有均以申請(qǐng)人的名義。

作為替代，可使用鈦-銅-汞三元化合物例如在以申請(qǐng)人名義的專利GB?2056490中所描述的那些，或四元釋放汞的化合物，其具有10-42重量％鈦，14-50％銅，20-50％汞以及1-20重量％的錫、鉻和硅中的一種或多種元素，如在以申請(qǐng)人名義的國(guó)際專利申請(qǐng)公開(kāi)WO2006/008771中描述的。

所熟知的是，用于熒光燈的汞分配系統(tǒng)可有利地包含能吸收有害氣體的吸氣材料。由于燈的生產(chǎn)過(guò)程，在燈中可存在所不希望的氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)并且它們可在燈的工作期間生成。因此吸氣材料的使用使燈的工作壽命延長(zhǎng)并且在保持其性能隨時(shí)間基本恒定。

汞分配系統(tǒng)要求釋放汞的化合物的活化過(guò)程，這典型地通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生并且可在燈的生產(chǎn)期間實(shí)施。由于汞分配系統(tǒng)的減小的尺寸，必要的是，使用非常高的且聚焦的電磁場(chǎng)以達(dá)到釋放汞所要求的溫度，這導(dǎo)致高的設(shè)備成本以及要求卓越的精度。此外，當(dāng)燈也包含表面非常寬且通常約為250mm²的遮擋部件時(shí)，在活化過(guò)程中這些遮擋部件也由于電磁感應(yīng)而受熱，并導(dǎo)致對(duì)燈工作有害的氣體的釋放。這種現(xiàn)象，一般稱為“脫氣”，減小了包含在分配系統(tǒng)中的吸氣材料的吸收容量，因此導(dǎo)致其工作壽命的縮短，且因此導(dǎo)致燈工作壽命的縮短。

例如，在美國(guó)專利US?6043603中描述了用于熒光燈的汞分配系統(tǒng)，其中釋放汞的化合物和吸氣材料呈現(xiàn)為沉積在作為支撐件的片狀金屬板上的粉末的形式并且按照條狀圖案設(shè)置。通過(guò)為具有比釋放汞的化合物的粉末更大尺寸的電磁場(chǎng)設(shè)定靶(target)，作為用于釋放汞的化合物的支撐件的片狀金屬板的使用允許提高活化過(guò)程的效率。但是，在平板支撐件上的條狀形式的釋放汞的化合物和吸氣材料的設(shè)置可導(dǎo)致顆粒從支撐件上分離，并帶來(lái)使燈變黑和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

在以申請(qǐng)人名義中的國(guó)際專利公開(kāi)WO?98/53479中描述了包含能釋放汞的化合物粉末和吸氣材料粉末的絲狀汞分配部件。在汞分配系統(tǒng)中，絲狀部件的使用是非常有利的，由于其允許精確地投配汞(好于條狀物)并且使損壞燈或破壞其工作的顆粒分離的風(fēng)險(xiǎn)最小化。但是，如前所述，絲狀部件具有非常小的尺寸，這在材料活化步驟期間需要使用非常高的電磁場(chǎng)并導(dǎo)致聚焦問(wèn)題。在絲狀部件安裝到遮擋部件上的情況下，活化過(guò)程導(dǎo)致遮擋部件的變熱并且因此導(dǎo)致脫氣現(xiàn)象，結(jié)果是上述討論的吸氣材料的吸收能力減小。