專利名稱：帶有保護(hù)組件的全天候熒光燈的制作方法
當(dāng)熒光燈破裂時(shí)，玻璃管碎片、水銀和管內(nèi)磷涂層的粉末會(huì)四處散開。在食品被加工或存儲(chǔ)的地方，特別是在超市的光照展示柜旁，庫(kù)房職員和顧客在柜燈附近搬動(dòng)食品時(shí)，極其希望并且常為政府規(guī)定所要求，柜燈須被保護(hù)起來，盡量減少柜燈破裂的可能性，而如果破裂，必須消除玻璃碎片、水銀、和磷粉逸出并污染食品的可能性。帶有保護(hù)組件的熒光燈已為人所知并為此目的而被廣泛使用。這種燈的范例曾在下列美國(guó)專利編號(hào)中被說明并示出4,048,537(授予Blaisdell等，1977)、4,924,368(Northrup等，1990)、5,173,637(Sica，1992)、5,536,998(Sica，1996)、和5,729,085(Sica，1998)。這三個(gè)Sica的專利均為本發(fā)明的受托人所擁有。
冷凍食品的儲(chǔ)存展示柜除了需要減少燈破裂及玻璃和粉末逸出的可能性外，還要求保持燈在低溫環(huán)境下的最佳光輸出；按周圍室溫約為70°F下運(yùn)行而設(shè)計(jì)的熒光燈在低的周圍溫度下提供的光輸出比它們?cè)谑覝叵绿峁┑男〉枚啵虼擞胁簧訇P(guān)于使熒光燈適應(yīng)低溫運(yùn)行的建議，如同在下列美國(guó)專利編號(hào)中所揭露的2,135,696(Baumhauser等，1938)、2,363,109(Keiffer，1944)、2,581,959(Koehler，1952)、3,358,167(Shanks，1967)、3,453,470(Hammer，1969)、3,602,759(Evans，1971)、3,720,826(Gilmore等，1973)、和4,916,352(Haim等，1990)。
在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有技術(shù)的熒光燈保護(hù)組件包括專門模制的端配件，該配件可配裝在燈的端蓋上并夾持一個(gè)在燈外面的保護(hù)套筒。在某些情況下，端配件是特意設(shè)計(jì)的，使它們能從燈上卸下，這樣當(dāng)燈燒壞而更換時(shí)，保護(hù)組件可再使用。在燈破裂時(shí)，可卸下的保護(hù)組件并不能完全確保將玻璃碎片和磷粉留在其內(nèi)。不管端配件是永久地連結(jié)在燈上還是可卸下，它們都比較昂貴并且通常須為一個(gè)特定的燈式樣設(shè)計(jì)以確保適當(dāng)?shù)呐溲b。
Sica’637專利(見上)的燈能對(duì)燈的破裂提供良好的保護(hù)并且在燈破裂時(shí)，保護(hù)組件能提供一個(gè)封閉物可靠地防止玻璃碎片和磷粉的飛散。就該方面言，燈管外面的保護(hù)管用頸圈被牢固地連接在燈的端蓋上，該頸圈既用機(jī)械方法接合又用膠粘固定在保護(hù)管和端蓋上。Sica’637專利的燈生產(chǎn)起來并不貴，因?yàn)樗捎煤?jiǎn)單的管件和商業(yè)上有供售的膠粘劑。
Sica’998專利也是上面提到的，它涉及一種被保護(hù)的熒光燈，該燈被構(gòu)造得可在冷環(huán)境下運(yùn)行如超市的冷凍小間和冷凍柜或在冷天的戶外環(huán)境中。該專利采用標(biāo)準(zhǔn)的“室溫”(70°F、21℃)熒光燈，有一保護(hù)管套在燈管的外面，由兩端的可壓縮的泡沫材料間隔環(huán)使保護(hù)管在徑向上與玻璃燈管間隔開，這樣在兩者之間便形成一個(gè)空氣間隙。被截留在其內(nèi)的空氣形成一個(gè)絕熱層，可限制從燈到保護(hù)管外周圍空氣的熱傳遞和將熱沿著燈管長(zhǎng)度對(duì)流地分布的空氣的循環(huán)。保留在空氣間隙中的熱量可防止燈的冷卻，從而可將光輸出保持在或接近于該燈在室溫下的光輸出。保護(hù)管能吸收沖擊并減少燈被破裂的可能性。如果燈破裂，那么用膠粘方法還用機(jī)械方法連接到燈管端蓋法蘭上和保護(hù)管上的冷縮配合的頸圈可將由保護(hù)管、頸圈和端蓋組成的封閉物的整體性保持下來，用來容納燈管碎片和磷的粉末。
泡沫材料間隔環(huán)可提供好幾種作用。首先，它是一個(gè)使保護(hù)管與燈玻璃管間隔開的間隔墊，它在燈管的兩端各造成一個(gè)均勻的空氣間隙，由于保護(hù)管是剛性的，這樣就可在燈管的整個(gè)長(zhǎng)度上造成一個(gè)均勻的空氣間隙。第二，泡沫材料間隔環(huán)可在空氣間隙的兩端提供熱絕緣，并防止在保護(hù)管的兩端生成冷點(diǎn)。第三，泡沫材料間隔環(huán)可在保護(hù)管和燈管之間提供沖擊吸收墊，這可減少?zèng)_擊燈管的可能性，特別是在靠近燈管的兩端，這種沖擊會(huì)使燈斷裂。間隔環(huán)用膠粘劑粘結(jié)在燈管上，這樣不僅當(dāng)將保護(hù)組件安裝在燈上而要使保護(hù)管滑動(dòng)越過燈管時(shí)而且在燈管的整個(gè)壽命中，間隔環(huán)都可堅(jiān)持在位。為了提高絕緣功能而要避免在燈管內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，并且在間隔環(huán)已經(jīng)在位時(shí)要使保護(hù)管能夠滑動(dòng)越過燈管，在間隔環(huán)和保護(hù)管之間的配合為“適貼”配合。由于間隔環(huán)為一可壓縮的泡沫材料，因此能略微壓縮，要使保護(hù)管滑動(dòng)越過燈管并不困難。
為了各種用途，Sica的’998和’637專利在本文被引用。
按照Sica'998專利的帶有保護(hù)組件的燈在商業(yè)上有供售，它在預(yù)定的低溫即從冰點(diǎn)(32°F、0℃)到-34℃(-30°F)的范圍內(nèi)可很好地工作。但在該范圍的較高部及在冰點(diǎn)以上的溫度，該燈會(huì)過熱以致減少其壽命，并且保護(hù)蓋的端部當(dāng)時(shí)間一長(zhǎng)時(shí)可能會(huì)變色以致減少光輸出。在某些環(huán)境中如用來生產(chǎn)奶制品、某些沙拉的覆蓋層和其他產(chǎn)品的冷氣間雖被保持冷卻但多少在冰點(diǎn)之上，這時(shí)按照Sica’998專利的被保護(hù)的燈就不能很好地工作。在另一方面，被保護(hù)的室溫?zé)羧鏢ica'637專利也不能令人滿意，因?yàn)樗跍囟鹊陀诩s10℃(50°F)時(shí)會(huì)減少光輸出。
本發(fā)明的目的是要提供一種被保護(hù)的燈組件，它能比Sica’637專利或Sica’998專利的燈在較寬的溫度范圍內(nèi)即從約10℃(50°F)到約-34℃(-30°F)的范圍內(nèi)工作。該范圍允許同一個(gè)被保護(hù)的燈組件可被用在冷氣間和冷凍間內(nèi)。
按照本發(fā)明，上述目的和其他目的可以達(dá)到，辦法是改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)熒光燈的保護(hù)組件，該燈的型式為一狹長(zhǎng)的玻璃管，兩端各有金屬端蓋，每一蓋各有一個(gè)靠近玻璃管的法蘭部。該組件包括一個(gè)保護(hù)管，該保護(hù)管由半剛性的、不脆的、聚合物的、透明的或半透明的材料預(yù)制成型，能夠穩(wěn)定地承受紫外輻射，并能被接受在玻璃管之外使其內(nèi)表面與玻璃管的外表面基本上均勻地間隔開，形成一個(gè)空氣空間作為燈的絕緣。保護(hù)管基本上與燈在縱長(zhǎng)方向上的玻璃管的整個(gè)直徑部共同延伸，并被固定在燈的法蘭部上，使當(dāng)燈管破裂時(shí)保護(hù)管仍被固緊在端蓋上。
所作改進(jìn)是在保護(hù)管兩個(gè)接近端蓋的部分上設(shè)置多個(gè)透氣孔，該透氣孔小到使破裂燈管的玻璃碎片不能從其中通過。透氣孔的數(shù)目使在玻璃燈管和保護(hù)管之間的空氣間隙能夠得到適度的通風(fēng)，使該燈在從約10℃(50°F)到約-34℃(-30°F)的周圍溫度的范圍內(nèi)，光輸出不會(huì)有多大的減少，保護(hù)管也不會(huì)有多大的變色。
按照本發(fā)明，改進(jìn)的兩個(gè)重要方面為(1)透氣孔要足夠小，使當(dāng)玻璃燈管破裂時(shí)能夠防止固體物質(zhì)如玻璃碎片和磷微粒從完整無損的保護(hù)管/端蓋的結(jié)構(gòu)中逸出；(2)這些小孔被這樣排列并且有足夠的數(shù)目使在玻璃燈管和保護(hù)管之間的空氣空間內(nèi)有有限的通風(fēng)。雖然我們未能使通風(fēng)程度量化，也沒有努力去這樣做，但可以這樣說，過多的通風(fēng)會(huì)使該燈在過低的溫度下運(yùn)行，這會(huì)顯著減少光輸出；而過少的通風(fēng)會(huì)使該燈在過高的溫度下運(yùn)行，這會(huì)使保護(hù)管變色，特別是在靠近兩端的地方，那里燈溫最高。通風(fēng)的正確數(shù)量可由實(shí)驗(yàn)確定，在下面說明的實(shí)施例中我們就曾這樣做過。
具體地說，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)透氣孔的直徑小到約1.27mm(0.050英寸)就足夠在玻璃燈管破裂時(shí)防止固體材料(相對(duì)于氣體而言)從保護(hù)管、兩個(gè)終端所構(gòu)成的保護(hù)封閉物中逸出。在保護(hù)管的兩個(gè)端部上的小孔應(yīng)均勻地分布在保護(hù)管的周圍上。當(dāng)所有透氣孔均位在離開保護(hù)管每一端約為3英寸以內(nèi)時(shí)可以得到良好的效果。例如試驗(yàn)曾經(jīng)確定一個(gè)被保護(hù)的燈在10℃(50°F)和-34℃(-30°F)之間的各種周圍溫度下運(yùn)行時(shí)，其燈壽命和光輸出可與在室溫下運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)燈(未經(jīng)保護(hù)的燈)接近，其時(shí)在保護(hù)管的每一端各制有直徑為1.27mm(0.05英寸)的72個(gè)透氣孔，排列成3個(gè)圓周列，每列24個(gè)等距間隔開的透氣孔，列與列的間矩為22mm(7/8英寸)。
為了更好了解本發(fā)明，可結(jié)合附圖參閱下面關(guān)于示范實(shí)施例的說明。


圖1為裝在傳統(tǒng)的熒光燈上的保護(hù)組件的一個(gè)實(shí)施例的一端的側(cè)剖視圖，也是另一端的鏡中映象，兩端都是相同的構(gòu)造。
圖2為本發(fā)明的被保護(hù)的燈的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)立視圖，中央部已被斷開。
首先參閱圖1，標(biāo)號(hào)10指出一個(gè)傳統(tǒng)的、在商業(yè)上有供售的、室溫用的熒光燈，其型式為有一狹長(zhǎng)的玻璃管12，在其兩端各有一個(gè)輕微的縮頸并各被一個(gè)具有周邊法蘭部14a的、金屬的杯狀端蓋14封閉。燈基可以是傳統(tǒng)的雙銷(如圖所示)、單銷或凹槽的雙觸點(diǎn)式。保護(hù)組件的保護(hù)管16由半剛性的、不脆的、透明的聚合物材料預(yù)先成形，并被接納在玻璃管上，形成一個(gè)在玻璃管的外表面和保護(hù)管內(nèi)表面之間的、基本上與玻璃管一同在縱長(zhǎng)方向上延伸的間隙“C”，這個(gè)間隙“C”是由位在玻璃管兩端鄰近的間隔環(huán)18造成并保持的。每一間隔環(huán)都由膠粘層18a膠粘地連結(jié)在玻璃管上，膠粘層18a由能夠抗熱和抗紫外輻射的半剛性聚合物泡沫料的帶狀材料制成，形式為一帶，具有基本上均勻的長(zhǎng)方形橫截面和這樣一個(gè)厚度使環(huán)的外表面與保護(hù)管的內(nèi)表面形成一個(gè)適貼配合，從而使保護(hù)管能夠沿縱向滑動(dòng)到燈上。有一由可熱縮的聚合物材料預(yù)先成形的頸圈20以疊置的方式被接受在保護(hù)管16的兩個(gè)端部和鄰近蓋的法蘭部14a上，并熱縮而密封在其上。膠粘層22被插置在每一個(gè)頸圈20和保護(hù)管16的相應(yīng)端之間，而膠粘層24被插置在每一個(gè)頸圈20和相應(yīng)的蓋法蘭部14a之間。在玻璃燈管和頸圈20之間沒有膠粘劑。
在本發(fā)明的用38.1mm(1.5英寸)直徑熒光燈的具體例子中，保護(hù)管16是從一根擠壓管上切下來的一段，該段沿著縱長(zhǎng)方向延伸越過燈管的整個(gè)直徑部分(但不越過任一端的縮頸部)，擠壓管由在紫外輻射下高度穩(wěn)定的聚碳酸酯制成。保護(hù)管可以是透明的或半透明的，并在任一種情況下都可以是帶色的。合適的、透明的聚碳酸酯管可從美國(guó)新澤西州Sterling的熱塑性加工者公司得到供售，稱為產(chǎn)品58UV號(hào)，該產(chǎn)品由Mobay公司供應(yīng)的樹脂(樹脂3207-1112M50號(hào))制成。保護(hù)管的壁厚為1.59mm(0.0625英寸)，內(nèi)直徑為49.2mm(1-13/16英寸)。在半徑上，玻璃管的外側(cè)和保護(hù)管的內(nèi)側(cè)之間的間隙為2.38mm(3/32英寸)。這個(gè)間隙是合乎需要的，它在玻璃燈管和保護(hù)管之間提供一個(gè)熱絕緣的空氣屏障，可在燈管和保護(hù)管外的環(huán)境之間保持一個(gè)合乎需要的溫度差。這個(gè)間隙還允許對(duì)流空氣在其內(nèi)流動(dòng)，從而沿著燈的長(zhǎng)度可保持一個(gè)合乎需要的熱梯度。
間隔環(huán)18由硅樹脂橡膠泡沫材料帶制成，該帶具有基本均勻的長(zhǎng)方形橫截面，寬為12.7mm(1/2英寸)、厚為6.35mm(1/4英寸)。泡沫材料的壓縮變形關(guān)系為壓力從約41.4KPa(6磅/方英寸)到約95.6KPa(14磅/方英寸)。壓縮變形都可為25％(ASTM D1056)。在該帶的一個(gè)面上敷有丙烯酸膠粘劑涂層，而在膠粘劑之上有一防粘襯里。在制造該環(huán)時(shí)，從供應(yīng)卷材上預(yù)先切下一段具有所需長(zhǎng)度的泡沫材料帶，將它卷繞在燈管上使在兩端匯合處形成一個(gè)適貼的對(duì)接。該帶被這樣敷設(shè)在燈上使其較接近燈端蓋的邊緣基本上與保護(hù)管的端頭重合。
頸圈20為從管狀產(chǎn)品切下來的長(zhǎng)度為38.1mm的一段，該管狀產(chǎn)品可從美國(guó)NJ州、Motuchen的E.H.Canis&Son公司得到供售，商標(biāo)為“Astramelt FP301”。大約19mm(3/4英寸)的頸圈疊置在保護(hù)管上，所用膠粘劑為GE PSA，這樣除了頸圈的縮緊配合外，還在其上提供增添的機(jī)械保持，并在燈和保護(hù)組件之間提供水分的屏障和氣密性密封。
如果被保護(hù)的燈破裂，保護(hù)組件可將端蓋保持住并防止玻璃碎片和磷粉的散開。保護(hù)組件并不減少光的傳送，因?yàn)楸Ｗo(hù)管是完全透明的。
為了使被保護(hù)的燈能在溫度高約10℃(50°F)時(shí)正常地運(yùn)行而不會(huì)減少其壽命或使保護(hù)管端頭附近燈最熱的地方變色，在保護(hù)管16的兩個(gè)端部都設(shè)有透氣孔30。在本實(shí)施例中，透氣孔30都具有1.27mm(0.050英寸)的同一直徑。曾經(jīng)確定這樣大小的孔當(dāng)玻璃燈管破裂時(shí)便可防止玻璃碎片、磷粉和水銀的逸出。透氣孔被均勻分布在保護(hù)管的圓周上，這樣當(dāng)被保護(hù)的燈方位不正時(shí)便可避免不均勻的通風(fēng)作用。透氣孔的數(shù)目要求將燈的運(yùn)行溫度保持得足夠低以免在周圍溫度高達(dá)10℃(50°F)發(fā)生過熱的問題，在本例中這個(gè)數(shù)目在保護(hù)管的每一端部約為72。合適的布置是將它們排列成3個(gè)圓周列，列間的距離約為22.2mm(7/8英寸)，最接近保護(hù)管端頭的一列離開端頭的距離亦為22.2mm(7/8英寸)。
上述具體設(shè)計(jì)只是希望用作一個(gè)指導(dǎo)。顯然，不同的透氣孔排列模式、不同的透氣孔數(shù)目、以及略大于或略小于1.27mm(0.050英寸)的孔都是能夠使用并得出良好效果的。尺寸足夠小的透氣孔的任何一種布置只要能將玻璃碎片、磷粉和水銀保持在破裂的燈內(nèi)，數(shù)目足夠大的定位在保護(hù)管上的透氣孔的任何一種布置只要能提供通風(fēng)使燈在周圍溫度高達(dá)10℃時(shí)不會(huì)被過熱，都是合適的。曾經(jīng)確定，透氣孔實(shí)際上并不改變被保護(hù)燈在溫度低達(dá)-34℃時(shí)的良好效能。
上述帶有保護(hù)組件的燈之所以能夠保持釋出的物質(zhì)還有一個(gè)方面是，當(dāng)燈破裂時(shí)在保護(hù)組件內(nèi)的壓力最初會(huì)跌落到比大氣壓低得多的水平，這是因?yàn)樵跓艄軆?nèi)的低真空體積加入到空氣間隙體積內(nèi)的緣故，因此外面的空氣通過透氣孔進(jìn)入到由端蓋和保護(hù)管限定的體積內(nèi)。空氣的流入阻止在限定體積內(nèi)的物質(zhì)通過透氣孔的釋出。雖然在燈破裂后在限定體積內(nèi)的壓力不久便會(huì)達(dá)到大氣壓，但因?yàn)橛锌諝馔ㄟ^透氣孔引入，透氣孔的存在并不改變保護(hù)組件在防止燈內(nèi)物質(zhì)被釋放到周圍環(huán)境中的有效性。
權(quán)利要求
1.一種帶有保護(hù)組件的熒光燈，該燈具有一個(gè)狹長(zhǎng)的玻璃管，兩端各有金屬端蓋，每一端蓋各有一個(gè)靠近玻璃管的法蘭部，保護(hù)組件有一保護(hù)管，由半剛性的、不脆的、聚合物的、透明或半透明的材料預(yù)制成型，能夠穩(wěn)定地承受紫外輻射，并能被接受在玻璃管之外而將其兩端連接在端蓋的法蘭部上，保護(hù)管有一內(nèi)表面基本上均勻地與玻璃管的外表面間隔開，在其間形成一個(gè)空氣空間作為燈的絕緣，保護(hù)管基本上與燈在縱長(zhǎng)方向上的玻璃管共同延伸，其特征為，在保護(hù)管兩個(gè)接近端蓋的部分上設(shè)有多個(gè)透氣孔，該透氣孔小到使破裂燈管的玻璃碎片不能從其中通過，而透氣孔的數(shù)目有足夠多，使該燈在從約10℃(50°F)到約-34℃(-30°F)的周圍溫度的范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，光輸出不會(huì)有多大的減少，保護(hù)管也不會(huì)有多大的變色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其特征為，每一透氣孔的直徑都約為1.27mm(0.050英寸)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其特征為，透氣孔基本上均勻地分布在保護(hù)管的圓周上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其特征為，每一透氣孔的直徑都約為1.27mm(0.050英寸)，并且透氣孔基本上均勻地分布在保護(hù)管的圓周上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的燈，其特征為，透氣孔被排列成圓周列，并且每一列內(nèi)的透氣孔基本上以等距離互相間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的燈，其特征為，在保護(hù)管每一端部上的透氣孔均位在離開保護(hù)管的端頭約76mm(3英寸)的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的燈，其特征為，在保護(hù)管的每一端約有72個(gè)透氣孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的燈，其特征為，每一透氣孔的直徑約為1.27mm(0.05英寸)，在保護(hù)管每一端部上的透氣孔均被排列成3個(gè)基本上等距離互相間隔開的圓周列，每一圓周列上有約24個(gè)等距離互相間隔開的透氣孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的燈，其特征為，與保護(hù)管的較近端最為接近的那一列離開該較近端約為22.2mm(7/8英寸)，而各列之間互相間隔開的距離也約為22.2mm(7/8英寸)。
全文摘要
一種具有保護(hù)管(16)和玻璃管(12)的熒光燈,在端蓋附近的保護(hù)管上設(shè)有多個(gè)按特定數(shù)目和特定大小制造的透氣孔(30)。
文檔編號(hào)F21V31/03GK1331834SQ99814794
公開日2002年1月16日 申請(qǐng)日期1999年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者邁克爾·F·西卡 申請(qǐng)人:邁克爾·F·西卡