用于高压放电灯的氧扩散器制造技术

描述了用于高压放电灯的一种氧扩散器。本发明专利技术的氧扩散器包括一金属容器，它能保留固态材料但允许气体容易通过，包含有氧化银。提出了几种可行的扩散器。该扩散器可避免形成由灯泡内的碳氢化合物带来的黑沉积物。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压放电灯的氧扩散器。高压放电灯的结构包括一外玻璃壳，该玻璃壳可被抽空或者充有通常是氮的惰性气体；在该玻璃壳内侧设有一透明的放电管，所述的放电管可由石英或透光陶瓷、通常是矶土制造。外壳保护放电管，不让空气扩散到其内部，当在灯泡工作过程中其表面达到高温时，如果放电管未经保护则会发生这种空气向其内部扩散的情况。放电管填充的气体随灯泡而不同，但这些气体通常包括至少一种惰性气体、和根据灯泡的类型还充填少量附加的钠蒸气、汞蒸气和金属卤化物(通常是碘化物)。两根金属电极装入放电管的端部当向电极施加一电位差时，在充填于该放电管中的气态混合物内形成等离子体。该等离子体发射出波长为可见光与紫外线(UV)范围内的放射线。一些灯泡在其外壳的内表面上还具有一薄层所谓的荧光剂，其功能是至少部分地将UV放射线转换为可见光。另一些灯泡具有通常是二氧化锆(ZrO2)的陶瓷粉末层，其涂敷在放电管的两端，有助于保持管内的工作温度。灯泡制造商已发现在外壳内设入少量的氧可能有益于灯泡的工作。美国专利US4918352描述了在其外壳内附加有氧气或者氧扩散器的灯泡，其中当开亮灯泡时所述氧扩散器随着加热而释放出氧气。根据该专利，其采用的这种措施是用于氧化设在壳内的电线表面，以防止充填在放电管内的气体中钠的损失。从美国专利US4499396得知设有少量氧化气体的优点，这是由于在灯泡外壳内具有少量的氧；这种气体防止荧光剂减少和变黑，荧光剂的这种减少和变黑会导致灯泡亮度的下降。由于在外壳内具有碳氢化合物，因而可能会发生荧光剂的变黑。灯泡内的碳氢化合物可能由各种来源产生。碳氢化合物作为灯泡元件、例如电线的污垢物可能被引入外壳内；它们也可能来源于用来抽空外壳的真空泵的油；或者它们可能是在用来涂敷某些层例如在放电管端部上的ZrO2层或者在外壳内表面上的荧光剂的软膏内使用的有机粘合剂的残渣。在灯泡的工作温度下，碳氢化合物分解，产生沉积在外壳和/或放电管上的碳，形成一碳黑层。该碳黑层不仅影响灯泡亮度的保持，也影响放电管的温度，从而使灯泡颜色发生变化。由于这些沉积物是在灯泡初期使用中所很容易形成，因此希望在灯泡的使用期限内尽可能早地防止这些沉积物的形成。在制造灯泡后很快在外壳内充填气态氧对于灯泡制造商通常采用的方法来说难以检查外壳的气密性，因为在该壳体内会产生放电现象，称为“辉光放电”。因此如果具有一氧扩散器则是有益的，该氧扩散器只在检查完外壳的气密性后才释放这种气体(氧气)。然而所述的美国专利并未教导采用用于此目的的任何氧化合物。位于美国伊利诺伊斯州的APL工程材料有限公司在其技术-商业广告单中建议在灯泡内采用过氧化钡BaO2。BaO2在由带有小的多孔盖的不锈钢容器构成的装置内被导入灯泡的外壳内。根据APL公司的目录，该装置在外壳内保持轻微氧化气氛。该装置必须被放置在灯泡的这样一位置，使得其能由放电管来加热；由于加热，BaO2释放氧，释放出的氧根据下列反应式与碳氢化合物(CnHm)发生反应(Ⅰ)(Ⅱ)但是采用BaO2具有某些缺陷。首先，在最初由美国专利US3519864提出的在灯泡内采用BaO2来吸收通常存在于灯泡内的氢具有这样的负面效果即增大了用于启动放电管放电所需的电压。BaO2根据下列反应式与氢反应(Ⅲ)由此形成的Ba(OH)2又将根据下列反应式分解(Ⅳ)这是很不希望的。此外，可能会同时发生反应(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)，这样要想确定准确剂量的BaO2就很困难。由于这样的事实，即这些不同方式的反应的速度取决于温度，因此使得这种剂量的确定更加复杂。为克服该问题，APL公司的商业广告单指出BaO2容器的位置必须是使得BaO2保持在大约250-325℃的温度范围内。然而这一条件并非容易实现，因为灯泡内的热曲线以复杂的方式取决于这些因素，例如工作位置(水平、垂直或中间位置)或灯泡壳体的尺寸与材料。最后，仅仅在超过500℃的温度时可以从BaO2中高速地释放出氧，因此325℃的最大建议温度不允许在灯泡刚开始使用时如所希望的那样快速地释放出氧。本专利技术的目的是提供一种用于高压放电灯的氧扩散器，其可在相对低的温度下快速释放出氧。由本专利技术的一种用于高压放电灯的氧扩散器可达到此目的，该氧扩散器包括一金属容器，所述的金属容器能保留固态材料但能使气体通过，在容器内充填有氧化银Ag2O。Ag2O根据下列反应式释放出氧(Ⅴ)与使用BaO2相比，使用Ag2O具有一系列优点。首先，在大约300℃温度时开始释放氧。因此，可以在不释放氧的情况下完成灯泡的生产周期，包括以辉光放电方法来进行气密性检查。另外在大约340℃的温度下Ag2O显示了快速的氧释放能力，而在大约400℃的温度下则显示了非常快的释放能力，正如以下将要描述的。因此在相当低的温度下具有相对宽的温度范围大约340-400℃，在该温度范围内Ag2O可有效地释放出氧。这就允许将扩散器相当自由地定位在灯泡内，特别是定位在这样的区域扩散器能从放电管接收热量而不会妨碍放电管的光线的发出，例如安装在一电线上。氧扩散器安装定位的自由度由这样的事实而进一步增大了在完成灯泡生产后、但是在首先开亮该灯泡之前可由一启动操作来释放出氧。可由一外部热源来进行启动，例如通过射电频率、激光或其它合适的加热装置。采用Ag2O的氧扩散器的进一步的优点是其可在室温下在空气内存储相对较长的时间，例如10天，而对其应用的灯泡的功能没有明显的副作用。最后，由反应式(Ⅴ)得到的金属银残留物在灯泡的气体中完全是惰性的，这与例如反应式(Ⅲ)和(Ⅳ)的产物正相反。下面结合附图详细描述本专利技术，其中附图说明图1表示本专利技术所一可行的氧扩散器；图2表示本专利技术的另一可行的氧扩散器；图3表示本专利技术的又一可行的氧扩散器；图4表示本专利技术的再一可行的氧扩散器；图5表示了本专利技术的氧扩散器与现有技术的扩散器的氧释放特性的两条曲线。Ag2O的总量不是关键的，其取决于灯泡尺寸、灯泡的生产方法以及是否存在ZrO2和荧光剂沉积物，并且如上所述，荧光剂沉积物可能是碳氢化合物杂质的来源。任何类型的灯泡所需Ag2O的量都可通过试验而容易确定。Ag2O超过严格所需的量通常不会对灯泡质量构成问题，因为正如所引用的美国专利US4918352所述过量需由例如电线的表面氧化所固定。通常Ag2O的量可以是这样的当存在有气态混合物时，使释放的氧在占外壳气态混合物容积的大约0.5％-3.3％之间；当没有填充气体时，所选择的Ag2O的量是这样的其不至于在外壳内产生一初始氧压力，该压力大约在5-20(豪巴)mbar之间。Ag2O的物理形式对本专利技术的扩散器的工作是不重量的，并且其可采用极其精细的粉末形式，带有尺寸为纳米量级的颗粒到尺寸为毫米范围内的单晶体。但是为便于生产，Ag2O最好采用颗粒尺寸在大约0.1-50微米之间的粉末形式。在扩散器包括少量Ag2O的情况下，或者在采用非常精细粉末的氧化物的情况下，也可在Ag2O粉末内添加惰性材料，例如矾土，以容易在生产线上配料和处理粉末。容器可由各种金属制造，例如不锈钢、镍或钛；为便于工作，最好采用镀镍的铁或镍-铬合金。当在灯泡外壳内设有氢吸收剂例如Zr2Ni时，可将氧扩散器与氢吸收剂合并在一起。这样，Ag2O与氢吸收剂可具有一共用的金属支承部件；这两种材料例如可被封本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于高压放电灯的氧扩散器，包括一金属容器，该金属容器能保留固态材料但能使气体通过，在该容器内充填有氧化银Ａｇ２Ｏ。

【技术特征摘要】
IT 1996-11-22 MI96A0024491．用于高压放电灯的氧扩散器，包括一金属容器，该金属容器能保留固态材料但能使气体通过，在该容器内充填有氧化银Ag2O。2．如权利要求1所述的氧扩散器，其特征是Ag2O为粉末形式。3．如权利要求2所述的氧扩散器，其特征是Ag2O粉末具有在0.1-50μm之间的颗粒。4．如权利要求1所述的氧扩散器，包括一圆筒形容器(11)，它具有一封闭的底并向上开口；在该容器内的Ag2O(12)；一阻挡件(13)，它覆盖Ag2O并且能保留粉末但能使气体通过；和一支承部件(14)，它固定于容器(11)上。5．如权利要求1所述的氧扩散器，包括一环形容器(21)，它带有一封闭的容器并且向上开口；位于该容器内的Ag2O(22)；一阻挡件(23)，它覆盖Ag2O并且能保留粉末但能使气体通过；和一支承部件(24)，它固定于容器(21)上。6．如权利要求1所述的氧扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：C博菲特，BJ德马各特，
申请(专利权)人：工程吸气公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]