荧光灯寿命.doc

荧光灯节能调光电路结构及无灯丝热阴极荧光灯系列产品项目可行性分析报告
——兼论创建创新型示范工厂的必要性及可行性
目 录
概述 P2
第一部分：无灯丝热阴极荧光灯技术与现有荧光灯技术相比的实质性特点和显著进步 P4
第二部分：无灯丝热阴极荧光灯系列产品的前期开发、用途、试销及应用情况 P6
第三部分：无灯丝热阴极荧光灯专利技术与经济、社会、科技发展需求的紧密程度（本节仅以北京市为例说明） P8
第四部分：在北京创建一家科技创新型的绿色照明工厂的必要性及可行性分析 P11
第五部分：示范工厂的选址、初步规划、投入产出、盈亏保本点及风险评估 P17
第六部分：环保影响及评估 P20
第七部分：结论 P21

概 述
荧光灯调光无论是调频调光还是调压调光线路结构都比较复杂，效果也不是很好，更谈不上节能调光。其原因是灯管受到阴极与灯丝共体的牵制，阴极必须通过灯丝导入足够电流维持其阴极热点，否则就会产生辉光放电，阴极严重溅射而早期失效。
本文所涉及的“荧光灯节能调光电路结构”是在无灯丝热阴极荧光灯理论基础上设计发展起来的，阴极去掉了灯丝的功能，荧光灯调光时不仅没有灯丝电流的扰动，而且通过合理调整线路与灯管的参数之后，使灯管工作区间由原有的弧光放电区进入到辉弧过渡区，再扩大到辉光放电区。这样调光效果更加理想，并且调光之后依然维持高的光效，达到了节能调光的目的。
节能荧光灯是现阶段的一个普及型产品，无灯丝热阴极荧光灯是在这个灯种上改进和创新脱颖而出的，自2004年我们设计申请“无灯丝热阴极荧光灯”核心发明专利之后，四年多来在新型节能荧光灯这个第二代光源品种上已设计申请了不下三十项专利（见附件一：部分已授权专利证书复印件），产品从1W做到250W，涵盖了紧凑型GFLs的射灯、带罩灯、普通小功率节能灯、大功率4U～8U节能灯，以及电子镇流器驱动或电感镇流器驱动的直管型荧光灯。通过测试比较性能,从光效、光通、寿命、汞含量等方面都有极大的改进。如将家庭普及型11W以下节能灯的灯管管径由现有的φ7.8mm～φ12mm压缩到φ4.2mm～φ6mm，不仅使制灯材料一次性减少了30%以上，而且同体积光通平均提高50%以上，汞含量由平均3mg以上减少到1mg～0.3mg，平均寿命由5000小时提高到10000小时；再如90W的照度比现有8U185W的照度还高出30%以上，150W的照度和一支400W的金卤灯一样……。正如我国著名电光源专家、有新中国光源之父之称的蔡祖泉教授所称道的“发展新型无灯丝热阴极荧光灯有利于节能减排、环保，应给予十分关注和推广。”（见附件二）
目前荧光灯发展的热门课题是管径如何进一步细化，因为只有管径细了才能进一步提高小瓦数灯的光效，才能进一步降低一次性制灯材料的消耗，尤其灯管的细化之后可以大幅度减少汞含量，也才有可能把荧光灯管装入Q45、MR16等小型灯壳、灯罩之中替代传统的高能耗的白炽灯。近一、两年最细管径已做到φ7.6mm～φ7.8mm，但仍然是按照传统的有灯丝、芯柱、喇叭来制做的，不仅效果不尽人意，而且很难将管径进一步细化。根据我们研究的无灯丝热阴极荧光灯的燃点机理可替代60W～15W普通白炽灯的11W～3W的节能灯的最佳管为φ5.5mm～φ4.2mm。
我们从行业发展来分析，未来三至五年这种φ5.5mm～φ4.2mm管径的新型节能荧光灯是一个最具潜力的产品，会形成行业进一步发展的热点。在这个产品工作机理、产品系列化、工艺革新、工装改造等诸多方面我们比国际国内同行提前近五年的时间进行了系统研究和各项对比试验，不仅有全方位的重大突破，而且设计申请了一系列专利，形成了一个围绕“无灯丝热阴极荧光灯”这个核心发明专利的专利“小群”。但一直困惑着我们的是如何尽早使这个产品产能化、产业化？现在在国家创新型产业政策的指引之下，我们热切希望在政府的扶持之下，在北京创建一家创新型工厂，本着出产品、出工装、出工艺、出人才，给中国民族照明行业展示一个创新发展的坦途，起到一个样板企业的典型示范作用。以下的报告我们基于这点作一些可行性分析。
第一部分：无灯丝热阴极荧光灯技术与现有荧光灯技术相比的实质性特点和显著进步
荧光灯自1940年出现后，一直是依赖电感镇流器来驱动，长达半个多世纪的低频点灯形成了荧光灯燃点机理上的二大经典理论：1.荧光灯必须通过灯丝充分预热启动；2.荧光灯工作时阴极必须通过灯丝导入足够的电流维持其阴极的温度。二十世纪九十年代后期随着电子技术的发展，工作频率在20～30KHZ，40～60KHZ的电子镇流器得到广泛运用，在这种高频电压电流启动灯管的状态下，灯管阴极初始热点的形成不是通过灯丝通电加热得来的，而是灯管内正离子空间电荷形成的电场叠加于快速变化的高频外电场，在灯管两端靠近负辉区形成的离子团轰击阴极，在开灯启动的一瞬间形成的。基于这一原理，荧光灯阴极无需保持阴极与灯丝共体的特性，可以完全去灯丝功能，即无灯丝。这个荧光灯燃点理论上的突破不仅使阴极从此可以按照自己理想的参数来设计，而且最重要的是突破了热阴极荧光灯阴极不能靠壁从而限制了灯管管径的细化，使热阴极荧光灯灯管的管径在功率与对应最佳管流和管压之间得到最大优化。这样才能使灯管正常工作时导入阴极的电流可以自由调整，为荧光灯替代白炽灯节能调光奠定了理论基础。
综上所述，本专利技术与现有技术相比有如下实质性特点和显著进步：
1. 无灯丝热阴极荧光灯比有灯丝预热启动荧光灯在同规格的情况下，灯丝的无功消耗按电子镇流器整灯输入功率计算要少10%左右，大功率高管压灯管要小到15%，因此光效要高出10%左右，比有灯丝节能(荧光)灯更加节约电能。
2. 流明维持率和寿命比有灯丝荧光灯优越。去灯丝功能后阴极设计的优化，阴极载体质量的加大和电子粉储量的成倍增加，因此灯的流明维持率和寿命也成倍提高。
3. 启动更快、开关性能更佳。无灯丝热阴极荧光灯在通电瞬间不存在灯丝分流，不仅是即开即亮，而且开关性能更佳，按美国能源之星标准开关10000次（根据经典理论和实验证明热阴极荧光灯开关一次等于燃点3～7个小时，那无灯丝热阴极荧光灯最长设计寿命可达到70000小时）以上也没有明显黑头。
4. 无灯丝热阴极荧光灯比有灯丝荧光灯管径做得更细，一次性制灯材料也最节约。目前已做到T1～T2管径（1个T=1/8英吋=3.175mm）而有灯丝荧光灯主流产品还停留在T3～T4管径；体积也可以做得更小且光通更大，如Q45带罩灯的光通可以做到500流明（有灯丝最大光通不到300流明）,可直接替代40W普泡。
5. 无灯丝荧光灯汞含量可减少50%，由于无灯丝灯管管径细化使得灯管内腔体积减小，加上灯管细后管壁负载加大温度上升，汞蒸气压加大，灯管注汞量可减小50%以上，如11W以下小功率节能荧光灯原注汞量大都 在3mg以上，无灯丝荧光灯注汞量仅1mg左右。
6. 更加适合电子调光线路的要求, 做到完美调光。无灯丝热阴极荧光灯调光工作区可以从辉光放电←→辉弧过渡区放电←→弧光放电，而有灯丝热阴极荧光灯只能在弧光放电区之内调光。
因此，无灯丝热阴极荧光灯是一种比节能荧光灯更节能更环保的荧光灯，也是目前最具有推广价值的电光源产品。
第二部分：无灯丝热阴极荧光灯系列产品的前期开发、用途、试销及应用情况
在无灯丝热阴极荧光灯这个核心专利对荧光灯燃点理论上的突破的基础上，我们相继对直管型、蘑菇螺旋型、MR灯杯反射型三种荧光灯进行了无灯丝改良优化,现已形成了直管型、蘑菇螺旋型、MR灯杯反射型三种无灯丝热阴极荧光灯系列产品,极大地丰富了节能荧光灯产品系列。
直管型无灯丝荧光灯（专利号：200520045991.1）把电感镇流器无法驱动的T5～T1灯管匹配上电子镇流器或电子变压器，加上灯管转换接头，可直接装入原有的T12～T8直管荧光灯盘使用，灯盘上电感镇流器也不必取掉，能起到前级电感良好的抑制电磁传导干扰提高线路功率因数的作用。一支T8电感镇流器驱动的36W灯管换为T5或T4直管无灯丝荧光灯之后，灯功率由原有的36W降低到28W，不仅省电20%以上，而且照度也提高20%以上，显色指数也从Ra60提高到Ra80以上。该系列产品在学校、机关十分受欢迎。去年我们委托湖南雷特科技公司将试样产品拿到湖南农学院教室去与国内知名品牌“三雄极光”的同类产品作对比照度测试，无灯丝荧光灯要高出30%以上，该校领导表示如果有产品供应，他们马上将全校所有的教室、阅览室、实验室、办公室全部换成T5无灯丝热阴极荧光灯。
而且我们对一些特定场合，如地铁、电脑机房、航天指挥中心、部队作战指挥部等不适合使用电子镇流器高频点灯，仍然沿用电感镇流器驱动的T8～T12直管荧光灯的场合，我们也研制了一种半无灯丝专利技术（申请号：200710143983.4），采用一种新式阴极，使阴极上的电子粉涂覆量增加了两倍，又能满足电感镇流器驱动，因此，灯管的寿命能延长一到两倍。这样，就很好地解决了电感镇流器驱动的T8～T12管因为开关造成阴极电子粉的损耗，寿命短，不适合使用昂贵的三基色稀土荧光粉的情况。电感镇流器驱动的T8～T12管改用新式阴极和三基色稀土荧光粉之后不仅光效可以提高30%以上，而且可以使有效寿命由现在的5000～6000小时提高到三万小时以上。
一拖多大功率无灯丝荧光灯系列产品是采用高功率因数、低谐波含量，一拖多电子镇流器技术与无灯丝热阴极蘑菇型荧光灯最佳组合创新而产生的一项产品实用新型专利（专利号ZL200520043030.7），同时对一拖三重点进行了外观优化，申请获得了外观专利权（ZL200530046014.9）,这对传统大功率节能灯4U、5U、6U、8U等无疑是一项重大革新与技术进步，其照度比U型大功率节能灯平均提高二至三倍，本产品一支90W的比8U185W大功率节能灯照度要高出一倍多，是标准工业厂房、车站、码头、机场、超市首选的一种新型节能性光源。福建漳州正新轮胎公司在漳州总部的12m高层厂房原计划大面积使用400W金卤灯，后拿本产品一拖五150W蘑菇型无灯丝荧光灯与400W金卤灯测试比较照度之后，认为完全可以用150W无灯丝荧光灯替代原有400W金卤灯。第一次下单试用了2000只，后来把他们厦门、北京、沈阳等工厂的车间全部换上150W无灯丝荧光灯，总共使用接近10000只。
MR16无灯丝热阴极荧光反射灯系列产品小巧灵珑，是一种可进入千家万户的装饰照明产品，4W～10W一只就可替代原有20W～50W的卤素石英灯杯，而且寿命长达10000小时以上，比卤素灯长了5～10倍。该产品尤其适合直流低压电源场合采用推换变压器电路方波驱动。随着太阳能、风能等清洁直流电源的逐步推广普及，必然要成为寻常百姓家首选的电光源产品。
本章小结：
无灯丝热阴极荧光灯及其系列产品是照明行业奉献给全社会节能减排的好产品，其使用也产生了良好的社会效益，我们仅以正新公司使用的10000只150W无灯丝荧光灯来计算，替代400W金卤灯，每只可节电250W，全年使用3000小时，就可节电750万度电，工业用电每度按0.6元计算，全年可节约人民币450万元。
第三部分：无灯丝热阴极荧光灯专利技术与经济、社会、科技发展需求的紧密程度（本节仅以北京市为例说明）
电光源和照明行业与城市现代文明发展是息息相关的。北京是我们一个13亿人口大国的首都，集政治、经济、文化中心于一身，其照明以及与照明有关的城市亮化、美化工程是城市和城市管理运行中的重要一环。尤其在节能减排国策的驱动之下，更加节能、更加清洁环保的绿色照明产品倍受亲睐！无灯丝热阴极荧光灯是节能型荧光灯中的皎皎者，应该受到城市管理者的关注：要让它在城市照明以及城市亮化、美化工程中发挥其应有的作用！以下我们从北京城市不同层面的照明工程谈谈无灯丝热阴极荧光灯既可保持原设计的照度（光亮）不变，又发挥出可节约30%～50%的电能的节能减排功能。
1. 小功率蘑菇螺旋型无灯丝荧光灯进入北京市寻常百姓家去替代原有U型或普通螺旋型节能灯。因为前者比后者的照度要高一倍以上，所以一瓦能替代两瓦。如果用5.5W去替代11W，一次性换1000万只，可减少装机容量5.5万KW，一年每只灯燃点3000小时，可为北京市节电16500万度，每度电按0.4元计算那么也可节省6600万元的支出。
2. MR16反射型无灯丝荧光灯杯替代原有使用MR16卤素石英灯杯。无灯丝荧光灯4～10W替代卤素灯20～50W，一次性换下200万只，平均每只节电30W，等于又可节省6万KW的装机容量。
3. 大功率一拖多蘑菇型荧光灯替代超市、厂房、车站、码头、机场的汞灯、金卤灯或4U～8U节能灯。90W可替代250W，150W可替代400W，按两款各替换30万只计算，可节省（250W～90W）×30万只+（400W～150W）×30万只=4.8万KW+7.5万KW=12.3万KW的装机容量。
4. 直管型荧光灯替代方案分为两个部分：一部分是电子镇流器T5管替代原电感镇流器T8灯管，在照度提高20%的基础上每支灯管可节电8W，本市一次性替换在1000万支以上，可减少装机容量8万KW；另一部分用三基色稀土荧光粉的T8半无灯丝荧光灯管直接替代地铁站、地铁列车车厢、高档办公楼等场合的电感驱动的灯管，在功率耗电不变的情况下，光效、光通和照度要提高30%以上，显色指数从Ra60提高到Ra 80以上，更重要的灯管寿命延长一倍，原工艺是1万小时的提高到2万小时，1.5万小时的提高到3万小时。
5. 用大功率分体式一拖多蘑菇螺旋型无灯丝荧光灯替代城市马路灯。用荧光灯作马路灯不是什么创举，几十年前用汞灯把白炽灯换下来时就是一种泡壳涂荧光粉的荧光（发光）汞灯；更有楷模效应的是philips的故乡荷兰阿姆斯特丹，Osram的故乡德国法兰克福还有用直管荧光灯挂在电杆上作马路灯的。我们从照度等于光通与杆高的平方成反比E=I/h2公式中可得知：杆高每加高一米地面照度损失20%以上。现在普遍应用的高压钠灯是一种点光源，要它均匀地把光投射到带状的马路上是不可能的，唯一的办法是加大杆高，但杆高加大之后照度又不够，那又就只好再加大功率，尤其在灯罩设计上为了达到光能均匀散开的目的，是一种为了达到混光目的的多次折射配光曲线，光通I投射到地面的照度E只能达到蘑菇型无灯丝荧光灯效率的50%左右，因此用蘑菇型荧光灯200W的完全可以取代400W高压钠灯的照度。当然，还有人认为高压钠灯色温是不到2000K的黄光，透雾性好。这一点三基色稀土荧光粉根据可见光红、绿、蓝三基色的原理完全可以一模一样调制出来，而且显色指数还会大大提高。
我市二级以上公路每10公里耗电400KW，全市至少有300个这样的10公里，装机容量达到了12万KW，如果能用大功率蘑菇型无灯丝荧光灯去替代下来，一次性不仅能减少装机容量6万KW，而且重新设计灯盘时可以把灯的悬点高度降低1～2m，使地面照度提高20%～40%。如果新架设路灯辅设电缆，因为荧光灯启动时没有高压钠灯启动时电流比正常工作时要大2～3倍的情况，再加上实在功率本身又减了一半，仅电缆一项一次投资就可大大节约开支。
第四部分：在北京创建一家科技创新型的绿色照明工厂的必要性及可行性分析
在本报告的第三部分我们提到了电光源和照明行业与首都北京的城市亮化、美化工程的关系，重点介绍了无灯丝热阴极荧光灯专利技术与北京市经济、社会、科技发展的紧密程度，尤其是对北京市照明领域节能减排的巨大作用。我们希望在国家科技创新政策的扶持之下在北京创建一家创新型工厂。本着出产品、出工装、出工艺、出专利、出人才的基本思路，首先为无灯丝热阴极荧光灯这个系列专利产品的产能化、产业化，进行前期的孵化工作。争取在一年之内完成φ5.5mm～φ4.2mm管径无灯丝热阴极灯管的连动生产线，达到目前国内φ12mm～φ9mm管径荧光灯生产线的先进水平；在此基础之上再用一到两年时间完成时速2400只的中速线或3600只的高速线，使我国新型节能荧光灯的产品及生产工艺、工装跃上一个新的台阶。
下面我们就其必要性和可行性进行一些深层次的分析。
我国电光源照明行业是世界的一个大国，但不是强国。原因何在？其实很简单，因为改革开放三十年来，国内没有一家电光源和照明行业的企业去走创新的路子，从上市公司到小小的家庭作坊工厂都是在传统的老产品上去外延式扩大再生产，争取在薄利多销中去求生存、求发展。好在荧光灯制造上中国是一个资源大国，90%以上的宝贵稀土资源在我国；再加上荧光灯阴极在园排车上通电分解达到一般品质要求至少也要一分钟以上，这样48工位的园排车再先进的时速也只能达到1200只，而且一条毛管生产线需要近30人。换句话说30人一小时才能生产1200只毛管，然后再需要100人工作一小时才把1200只毛管装配成电子节能灯。这是个典型的劳动力密集型行业。国际上制灯三巨头：Philips、GE、Osram都无法在量上与中国抗衡，否则电光源照明行业也会演绎像中国彩电行业在高清平板产品上无屏无芯的悲剧性篇章。
另外，我们这个行业没有一、两位院士作创新带头人，原有开设这个专业的院校与企业的合作关系似乎也是渐行渐远，因此，近十年来没有见到有影响的创新专利和极具有推广价值的产品；还有更严重的情况是我国光源设备工厂绝大多数都是作坊式的家族小企业,既没有工艺试验工厂配套，也没有熟悉了解电光源技术和制灯工艺的工程技术人员；光源工厂对他们又极其保密，怕他们知道了解之后去扩散；如果要盘点改革开放三十年来荧光灯制灯设备发展和进步的亮点，仅仅近五年来对台湾研制的园排车专利技术解密之后，各个工厂自行从台湾进口关键部件，自行仿制组装，使五年之前还需要1500万元左右原装进口的设备现在只需要100多万元一台来装备工厂，带来了行业的可喜的进步与发展之外，其他就只剩下一些小改小革了。这种情况令人堪忧！
那如何扭转这种被动落后的局面，推动这个行业的创新与发展呢？这正如温家宝总理指出的：“世界未来的竞争，就是知识产权的竞争。”我们认为如果有什么办法把我们无灯丝热阴极荧光灯系列专利技术推广到我国的电光源行业，那将带来一个革命性的大发展。但要想推动行业普及应用无灯丝热阴极荧光灯系列专利技术，必须有一个典型示范工厂。依凭我们现在已拥用的无灯丝热阴极荧光灯系列专利“小群”，组建一间有一定设备设计、组装和光源产品工艺试验能力的工厂,这间工厂既能出光源产品，又能自行组装出工装设备；无论是光源的终端产品还是工装设备的生产线或工艺Know How上都有专利保护。这样你有专利保护着的东西就不怕人家来剽窃，就可以敞开大门欢迎人家来参观学习，可以向他们卖产品，卖工装设备和工艺Know How，也可以一次性转让专利技术；还可以帮他们委托定向培养工程技术人员。只要有利于民族电光源及照明行业的发展，在知识产权上又能得到合理的回报都可以积极地去做。
而且我们在上述这些工装设备、工艺Know How方面的专利设计申请的储备工作自无灯丝热阴极荧光灯专利一提出就开始了，也形成了一个较完整的系列。
最早的一项专利技术是2004年4月28日申请的“气体放电氧化物阴极的集中分解与激活装置”（专利号：ZL200420022345.9），申请日只比无灯丝热阴极荧光灯的申请日2004年4月20日晚八天。根据这项专利技术的方法无灯丝热阴极荧光灯的阴极可以在灯管封口之前先分解，在排气工序只需加几个工位的高频激活，就可以得到一对寿命长、电子发射能力强且每只灯一致性好的阴极，为现有时速1200只的低速线向2400只中速线或3600只的高速线奠定了工艺、工装基础。也可以说是现有荧光灯低速线想提速后又能生产出长寿命、高光效的产品不可逾越的一项专利技术。
第二项专利是φ5.5mm～φ4.2mm超细管径荧光灯管的先弯后涂粉的制作方法（专利申请号：200610024762.0），这是一个典型的工艺Know How，也涉及到涂粉工装设备方面的发明专利技术。我们知道紧凑型荧光灯的劳动生产效率：螺旋灯管仅低于2U，但明显高于3U灯管。制作φ5.5mm～φ4.2mm管径荧光灯管采用螺旋盘绕方式不仅能满足一只灯管设计的正柱区的长度，也能够做到最小体积而获得径最大光通。但是由于管径的细化粉浆在玻管中的气阻加大，不能像原有螺旋灯管涂粉自然淌出方式而无法涂粉，迫使大家放弃先弯后涂而先涂后弯，即把一根直管涂粉烤管后再放进弯管炉加热弯管。这种方式不仅脱粉、掉粉、粉裂、粉皱的比例很大，合格率很低；而且这种方法要在粉浆中多加入一些固膜材料，如La(NO3)CaO,对灯管的光效和光衰有较大的负面影响，尤其弯管加热炉的温度高达10000C以上，使涂覆在玻管内壁的荧光粉的激活剂铕、锰迅速氧化，初始光效降低30%以上；玻璃中的钠离子逸出至表面，燃点电离时迁移到荧光粉层，造成发光层“黑化”，光衰极其严重。
我们通过2004年至2006年将近两年的时间，摸索研究开发的超细管径荧光灯管的先弯管后涂粉制作方法，有效地解决了管径φ7mm以下灯管先弯管后涂粉的一大难题，为φ5.5～φ4.2mm灯管的诞生奠定了牢固的工艺基础。
2006年以后我们再进一步研究涂粉机机械动作和装置的革新和改进，今年上半年也得实质性的进展。我们正在准备申请涂粉机工装设计和机械装置方面的专利。
第三项专利是2006年9月申请的一种T1～T2规格热阴极荧光灯的制作方法（申请号：200610031032.3），系统全面地解决了超细管径热阴极灯管用玻珠替代传统芯柱的机械成型方法，接排气管和给汞管方法，封口、排气方法，以及长效消气剂的引入和高频精确给汞方法。这项专利借荐引进其他光源品种各种先进的制灯方法，革新改进之后用于超细管荧光灯的制造生产，其适用性和先进性，也是目前其他制灯技术和方法难以达到的。因此，要想生产制造超细管径热阴极荧光灯是非得采用这项专利技术所涵盖的权利请求不可。
第四项专利是荧光灯新式阴极（申请号：200710143983.4），无灯丝热阴极彻底解决了热阴极荧光灯阴极与灯丝共体的问题，阴极回归为完整意义上的阴极。荧光灯新式阴极专利技术根据灯管是由电感或电子镇流器驱动以及荧光灯管的不同管径，设计了不同类型的阴极。总体来说是阴极加长电子粉涂覆量加多，以及阴极设计时钨丝Q200的mg在设计范围内取最大值，而冷阻取最小值。因此阴极载体质量加大，电子粉涂覆的量增多，灯管的光衰延缓，使用寿命延长一倍左右。这项专利实际上终结了荧光灯一根灯丝“一”字型平装，严重制约荧光灯品质和寿命的提升，甚至已危急到荧光灯这个灯种的生存与发展的历史；为热阴极荧光灯的发展完成了一项非常重要的基础设计。按照这项设计热阴极荧光灯完全可以制成替代任何液晶显示屏上用CCFL冷阴极荧光灯管，而且启动特性理更佳，比CCFL灯管节电30%以上。可以预见热阴极荧光灯的发展其阴极必然回归到完整意义上的阴极，即无灯丝热阴极，而荧光灯新式阴极专利技术在这方面将起到非常重要的作用。
通过上述有关无灯丝热阴极荧光灯工装设备、工艺Know How的专利技术介绍，我们已经很清楚的了解到最难的一项工作已准备就绪。后续的工作要展开的第一步就是要组建一家创新型示范工厂。为什么称之为创新型示范工厂，这种示范工厂至少和传统意义上的工厂 有其本质意义上的区别：一是传统意义上的工厂只产出单一的产品，即做汽车的只出车，做冰箱的只出冰箱，做节能灯的只出节能灯；而这种示范工厂不仅仅产出传统意义上的产品，而且会产出产品的工作母机，会出工艺Know How，会出更多创新的专利技术，会为社会培养造就大批的创新人才。二是传统意义上的工厂100%是封闭式办厂，对待新产品、新技术、新工艺有极其恐怖的封锁性和排他性。如我们的无灯丝热阴极荧光灯专利曾和国内一家上市公司谈过转让一事，初步协议价格是2000万人民币，这家公司也接受了，但最后他不仅要求专利权转让，连发明人也要连专利权一并“转让”，并且要同步签订连发明人思想都没有自由想像空间的“保密协议”，这种令人窒息的转让只得令人望而却步。而我们要创办的示范工厂是100%的开放式办厂，我们发明的新技术、新工装、新工艺、新产品希望我国的民族企业第一时间接受和采纳，尽快发挥创新的原创力，推动电光源行业的产业革命。三是在投入产出技术上有天壤之别。传统意义上的工厂投一产一，能产到二、三已十分了不得；而这种示范工厂是投一产十，甚至产出百、千、万。这不是吹牛，是我们根据和国内一些知名大型企业初步洽谈所估算出来的。如无灯丝热阴极荧光灯φ5.5mm～φ4.2mm管径灯管生产技术的一般有偿转让我们就和雷士公司的总裁吴长江先生、副总裁夏雷先生初步协商是2000万人民币，转让之后允许他们自行翻版仿制我们设计的工装设备，扩大规模生产。而我们研制设计组装这条示范生产线仅仅需要动用资金约300万人民币，这300万元投下去之后约半年左右我们就可以交付雷士公司使用。他们再翻版扩大之后，我们跟着还可以转让三到五家是一点没有问题的，因为国内几家的荧光灯制造厂如厦门通士达、佛山照明、杭州临安三联等公司的一、二把手在看过我们试制的新型无灯丝荧光灯的样品之后，一口同声的评价是“让他们的眼睛一亮”！这一亮就是产品给人心灵的震憾！虽然后面的一般转让可能拿不到2000万元，但除去收取设备成本之外至少还要收1000万元吧，转让三到五家总计收入达到6000万左右是完全办得到的。投入仅300万元，能从一般转让使用权上拿回6000万元也是1：20的投入产出了。这不是痴人说梦，而是一个非常现实的计划，更是体现了专利技术的作用，知识产权其知识的价值！
第五部分：示范工厂的选址、初步规划、投入产出、盈亏保本点及风险评估
示范工厂我们初步计划选址在石景山中关村高新科技园区或门头沟石龙开发区，租用1000㎡～2000㎡的厂房。
第一期投入资金200～300万元，其中100～150万元购买电子整灯生产线、设备及电光源测试仪器、仪表。聘请工程技术人员及操作工20～30人，月产出各种整灯15000～20000只，其中大功率一拖三、一拖五3000～5000只，平均月产值50～80万元人民币，每月支出控制在40～60万元，平均月盈利10～20万元。第一期投入从选址确定注册之后，两个月内即可正常生产，前期厂租及各项开办费用总支出约20万元。初步估算开办之后，半年就可以打平开始盈利。
第二期投入资金300万元。研制改造配套φ5.5～φ4.2mm管径新型无灯丝荧光灯管连动生产线。其中200～230万元用于外购连动线的工装设备及外协部件加工，20～30万元用于购置部分机械加工设备、工具，15～20万元用于购买试机用各类原辅材料，20～25万元用于支付工资费用。从资金到位开始计算，约花5～6个月能够组装成线并完成冷调和热调。此时如果有厂家购买一般许可生产权，即可成交转让，但价格不会低于2000万元人民币；如果暂不能成交，我们即聘请组织人员生产φ5.5～φ4.2mm的灯管，从人员组织开始到完全熟悉，三个月内可以达产，单班每月可出25万只，双班可产出50万只灯管，初步估计每只卖价在5.5元以上，成本在2.5元以下，单班月利润在75万元，双班月利润在150万元。当产量上升销价下调为4.9元/只（因为现在流行的所谓T2灯管φ7.6～φ7.8mm的最低销价为4.8元/只，我们φ5.5～φ4.2mm管径无论如何也要高于这个价格 ）的时候，月利润也达到60～120万元。因此，本项目的投资收回期是一年。
以下我们对第一、第二期投入的盈亏保本点及风险作一些初步评估。
第一期投入200～300万元主要是组建工厂和组装生产电子整灯产品。根据本专利产品在福建绿源工业公司试生产三年多来的情况，这类产品与传统节能灯产品从外形到内在电气性能都有巨大的差异性和优越性，尤其大功率一拖三、一拖五可直接取代185W的8U节能灯和400瓦的汞灯、金卤灯，因此这类灯好卖、卖价好、利润高。此类产品在漳州当地的工矿企业以及在广东惠州、深圳都形成了消费群和销售市场，在长沙、石家庄、昆明、太原、大同、北京也有分销代理商在积极销售绿源试生产的这一类产品。绿源三年一般专利有偿使用权已到期，三年来已形成的市场完全可以接过来；另外在销售价格作一些调整，如一拖三90W成本仅45元/只左右，而绿源最低出厂价定在90元以上，此类产品最终消费者都是工矿企业、超市等单位，几经转手之后单价在120～130元/只是有点贵；如把出厂价降低到75元/只左右，争取到最终消费手上价格在100元以内，将会大大促进销售。
工厂成立初始将把销售重点放在一拖三、一拖五上面，争取每月平均销售在5000只以上，那只生产这一个产品也可保证工厂的场租、水电和各项费用的支付，并略有盈利。
如果一拖三90W出厂价定在75元/只，也可考虑给佛山照明、雷士这样的品牌公司做OEM。如绿源公司已经给佛山照明送过样，并通过了检测和燃点试验，但是他们一单的订货在10000只左右，一期生产规模必须再适当扩大之后，才能接下这样的订单，否则就只能接一个公司的订单，这种销售是有很大的风险，也不宜工厂的长远发展。
所以，一期投入的风险在销售，但其风险性并不大，只是一个多销多赚一点，少销少赚一点；而销售不动造成工厂亏本甚至关门停业的可能性很小，甚至不可能。
而二期投入之后的风险不在销售，因为灯管销售对象是一个面向成百上千家电子整灯组装工厂，月产几十万只毛管只能供应三、五家中小工厂，因为遇到稍大一点的一家要货也难以满足。但灯管生产的风险在于如何达到产品的综合合格率，我们认为只有把握住两点：一是要保证工装设计的合理性及设计制作精度，二是要保证操作工的技能和水平，从理论上讲就没有问题了。当然办工厂在管理上以人为本又不失制度的严格更是一项重要保证。我们有把握和信心做好！
第六部分：环保影响及评估
一期投入是电子整灯组装，这和一般电子组装工厂一样，而且规模不大，是无噪音、零排放。
二期投入之后，最大型的电动设备为10KW的空气压缩机，选型采用低噪音设备，再在空压机工作间采用隔音、吸音措施，30m之外基本听不到工作噪音。燃料采用天燃气管道输送，工作火头加氧之后，充分燃烧，接近零排放。灯管所用的明管（弯好未涂粉的灯管）由外地协作厂供应，出厂之前已清洗达标，运输采用密闭箱送达，因此没有清洗后的下水排放。灯管给汞采用固态汞齐，设计主要选用钛汞齐（其释汞条件是8000C25秒，5000C60秒完全释放），工艺安排是在灯管制成之后通过高频对其基金属加热释汞，因此在制灯过程之中没有汞蒸气的排放；而且我们一支灯管的给汞量控制在1mg以下，按双班月产量50万只计算，总耗汞量＜500g，是目前国内国际最先进水平(欧盟现行标准是≤5mg/1只灯管，正在制订≤3mg/1只灯管的新标准)；尤其我们制灯过程之中对报废的灯管采用敲碎灯管取回钛汞齐再利用，即使在高频释放之后发现灯管慢漏的（正常情况之下＜0.3%），我们也要取回钛汞齐作长效消气剂再放入灯管中使用，因为钛汞基金属的另一面是涂覆的锆铝16长效消气剂；在这种情况下计算每个月排放到大气的汞蒸气是≤1.5g，况且释汞之后的灯管慢漏，汞蒸气质量大,灯管慢漏不能燃点，汞蒸气凝固转化为液态颗粒，而这种微米级的颗粒受玻管壁空间的限制绝大部分又粘覆在钛汞齐基金属表面被回收利用；因此排放的1.5g汞蒸气实际上还要打一个很大的折扣。
第七部分：结论
荧光灯节能调光电路结构及无灯丝热阴极荧光灯系列专利是继Philips公司上世纪七十年未发明三基色稀土荧光粉替代卤磷酸钙荧光粉，开创了一个紧凑型CFLs节能荧光灯新时代之后在荧光灯发展史上又一项重大技术创新和突破，它开启了一个无灯丝热阴极荧光灯必将全面取代传统的荧光灯而作为人类普通照明的主流产品；全面替代普通白炽灯而作为电光源和照明领域在这个时代节能减排的生力军的新篇章。从荧光灯用三基色稀土荧光粉到紧凑型CFLs节能灯蓬勃发展大约是用了三十年，而无灯丝热阴极荧光灯自初始出现到现在还不到五年，但可以预见还有一个不到五年的时间无灯丝热阴极荧光灯将成为节能荧光灯的新秀而迅速普及开来。
为了顺应时代对节能减排，保护环境推广绿色照明产品的强烈呼唤 ，认真贯彻党中央、国务院科技创新，保持国民经济可持继发展的战略思想，我们十分希望在首都北京创建一家创新型的绿色照明示范工厂，尽快发挥专利技术创新的原创力，推动我国电光源行业的产业革命。榜样的力量是无穷的，办示范工厂培养创新型企业的典型也是一种与时俱进的“摸着石头过河”，应该相信在党和各级政府政策的扶持之下，依靠能人志士的拳拳报国之心，这项工作一定能够取得成功！
综上所述，荧光灯节能调光电路结构及无灯丝热阴极荧光灯系列产品项目是一个投资小、产出大,投资期短、风险小，有利于环保的绿色照明项目。符合国家产业发展政策。尤其发明人提出在北京组建一家创新型的示范工厂，这对贯彻党中央、国务院建立创新型企业，推动产业革命有实践出真知、典型引路的作用。
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