CZ300216B6

CZ300216B6 - Jednotka pro zavádení malých množství rtuti do fluorescencních zárivek, fluorescencní zárivka a zpusob pro zavádení malých množství rtuti do fluorescencní zárivky

Info

Publication number: CZ300216B6
Application number: CZ0416299A
Authority: CZ
Inventors: Paolo Giorgi@Stefano; Borghi@Mario
Original assignee: Saes Getters S. P. A.
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2009-03-18
Also published as: IT1291974B1; MY127532A; CN1109352C; ITMI971202A1; HK1027664A1; JP2000516766A; EP0981826B1; ITMI971202A0; CN1257606A; CA2288606C; JP2009289756A; BR9809647A; JP2009038045A; JP2007280967A; JP2006128142A; RU2202841C2; DE69819492D1; KR20010012831A; WO1998053479A1; EP0981826A1

Abstract

Jednotka (10) pro zavádení malých množství rtuti do fluorescencních zárivek za použití prášku slouceniny uvolnující alespon rtut vybrané ze skupiny zahrnující intermetalické slouceniny obecného vzorce Ti.sub.x.n.Zr.sub.y.n.Hg.sub.z.n.; ve kterém x ay nabývají hodnot od 0 do 13, soucet (x + y) nabývá hodnot od 3 do 13 a z je rovno 1 nebo 2, pricemž tato jednotka je tvorena kovovým pouzdrem (11) ne zcela uzavreným, ale schopným uchovávat cástice prášku (15) uvedené slouceniny uvolnující rtut. Tuto jednotku je možno vytvorit v nekolika ruzných konstrukcních usporádání. Fluorescencní zárivka obsahuje jednotku pro zavádení malých množství rtuti.Zpusob zavádení malých množství rtuti do fluorescencní zárivky se provádí tak, že jednotka pro zavádení malých množství rtuti se umístí do zúžené cásti trubice, po vycerpání trubice se zúžená cást uzavre uštípnutím skloviny za tepla, jednotka se aktivuje pomocí externího zahrívacího telesa a druhýmuštípnutím skloviny za tepla se cást s jednotkou oddelí od trubice, takže jednotka nezustává ve vyrobené zárivce.

Description

(57) Anotace

Jednotka (10) pro zavádění malých množství rtuti do lluoresceněníeh zářivek za použití prášku sloučeniny uvolňující alespoň rtuť vybrané ze skupiny zahrnující internietalieké sloučeniny obecného vzorce I fZrJ Igg ve kterém x a y nabývají hodnot od 0 do 1.3, součet (x t yj nabývá hodnot od 3 do 13 a z je rovno l nebo 2. přičemž lato jednotka je tvořena kovovým pouzdrem (11) ne zcela u/avřeny m. ale schopny m uchovávat částice prášku (15) uvedené sloučeniny uvolňující rtuť. 4 uto jednotku je možno v y tvořit v několika různých konstrukčních uspořádání. Fluorescenční zářivka obsahuje jednotku pro zavádění malých množství rtuti. Způsob zavádění malých množství rtuti do fluorescenční zářivky se provádí tak. že jednotka pro zavádění malých množství rtuti se umístí do zúžené části trubice, po vyčerpání trubice se zúžená část uzavře uštípnutím skloviny za tepla, jednotka sc aktivuje pomocí externího zahřívacího tělesa a druhým uštípnutím sklo v í ny za tepla se část s jednotkou oddělí od trubice, takže jednotka ne/ustává ve v y robené zářivce.

Jednotka pro zavádění malých množství rtuti do fluorescenčních zářivek, fluorescenční zářivka a způsob pro zavádění malých množství rtuti do fluorescenční zářivky

Oblast vynálezu

Vynález se týká jednotky pro zavádění malých množství rtuti do fluorescenčních zálivek za použití prášku sloučeniny uvolňující alespoň rtuť. dále fluorescenční zářivky a způsobu zavádění malých množství rtuti do fluorescenční zářivky,

Dosavadní stav techniky

Z dosavadního stavu techniky je známo, že fluorescenční zářivky, aby fungovaly, musí obsahoval is malé množství rtuti, V důsledku technologického pokroku a stále větší přísnosti mezinárodních norem na průmyslové používání potenciálně Škodlivých látek, mezi které patří i rtuť, bylo maximální množství tohoto prvku použité v zářivkách redukováno z 20 až 30 miligramů v jedné zářivce na asi 3 miligramy v jedné zářivce. V současností někteří výrobci požadují možnost dávkování ještě menších množství rtuti,

Mnoho obvyklých metod dávkování rtuti není schopno uspokojit tyto požadavky.

Například objemové dávkování rtuti do zářivek ve formě kapalných kapiček čistého prvku je již prakticky neproveditelné; kapička rtuti o hmotnosti 1 miligram má objem asi 0,07 mikrolitru.

Objemové dávkování tak malého množství je velice složité a také reprodukovatelnosl dávkování přesné hmotnosti prvku je velmi malá. Navíc dávkování kapalné rtuti přímo do zářivek vytváří problémy se znečištěním pracovního prostředí díky vysokému tlaku par tohoto prvku.

Jiné metody používají aplikování rtuti do zářivek ve formě čistého prvku obsaženého v malých

3(i skleněných kapslích, což je popisováno například v patentech Spojených států amerických US 3 794 402, US 4 182 971 a US 4 278 908. nebo v malých kapslích vyrobených z kovu, což je popisováno například v patentech Spojených států amerických US 3 764 842, US 4 056 750, US 4 282 455. US 4 542 319. US 4 754 193 a US 4 823 047. Výše uvedený problém přesného a reprodukovatclného dávkování velmi malých množství rtuti však není používáním těchto malých kapslí vyřešen.

Patent Spojených států amerických US 4 808 136 a evropský patent EP 568317 popisují použití pelet nebo malých kuliček vyrobených z porézního materiálu a napuštěných rtutí, která jc po uzavření zářivky uvolněna zahřát tm. Avšak také tyto metody vyžadují složité operace k nadá v koni vání rtuti do pelet, přičemž přesné množství uvolňované rtuti je těžko reprodukovatelne. Navíc tyto metody neřeší problém znečištění pracovního prostředí rtuťovými výpary.

Patent Spojených států amerických US 3 657 589 stejného majitele jako u předmětného vynálezu a představující nej bližší stav techniky popisuje použití intermetalickýeh sloučenin rtuti obecného vzorce TEZi\Hg/. kde x a y nabývají hodnot od 0 do 13, součet (x+y) nabývá hodnot od 3 do 13 a z je rovno 1 nebo 2; tyto sloučeniny budou dále nazývány takc jako sloučeniny uvolňující rtuť. Dávkování malých množství rtuti pomocí kterékoliv z těchto sloučenin je poměrně jednoduché, protože je například možné laminovat tuto sloučeninu ve Ibrmě prášku na kovovou pásku. Přizpůsobením tloušťky a šířky aplikovaného prášku na pásce lze získat předem dané hodnoty pro lineární dávkování, které se měří v miligramech rtuti na centimetr pásky. Zejména je výhodné používání sloučeniny Ti,Hg. vyráběné a prodávané pod obchodním názvem St5O5; konkrétně je sloučenina St505 prodávána ve formě prášku stlačeného v pouzdru ve tvaru prstence, nebo jako prášek stlačený v peletách nebo tabletách pod obchodním názvem STAHGSORB®, nebo ve formě prášku laminovaného na kovový pásek pod obchodním názvem GEMEDIS^y0. Po zavedení sloučeniny do zářivky, například ve formě kousku laminovaného pásku, je rtuť uvolněna zahřáCZ 300216 B6 tím sloučeniny na teplotu vvsší než 550 °C, tzv. „aktivací. Zahřátí může byt provedeno například vysokofrekvenčním ozářením pásky nesoucí sloučeninu zvenku zářivky. Avšak při použití těchto sloučenin se objevil problém spočívající v tom, že rtuť uvolněná při aktivaci představuje asi 30 až 40 procent celkového množství rtuti. Z tohoto důvodu je nutno vložit dvojnásobné až trojnásobné množství rtuti (ve formě libovolné zvýše uvedených sloučenin) do zářivky, než je množství potřebné pro její funkci. Přebytečné množství rtuti zůstává v zářivce po skončení její životnosti a může způsobovat problémy s ekologickou likvidací.

Publikovaná evropská patentová přihláška EP 91297 popisuje jednotku pro uvolňování rtuti, io která je vytvořena ze zcela uzavřeného kovového pouzdra, ve kterém je směs obsahující sloučeniny TCHg nebo Zr₃Hg a niklový (Ni) nebo měděný (Cu) prášek. Podle tohoto dokumentu přidání niklu a mědi do sloučenin uvolňujících rtuť způsobí roztavení soustavy, což zlepší podmínky pro uvolnění skoro celého množství rtuti v několika sekundách. Pouzdro je uzavřeno ocelovou, měděnou nebo niklovou fólií, která je prolomena tlakem par rtuti generovaných v pouzdře, l oto ís řešení není zcela uspokojivé, protože uvolnění rtuti je prudké a může vést k poškození částí zářivky. Výroba pouzdra je také velmi složitá a vyžaduje sváření kovových částí malé velikosti.

V patentu Spojených států amerických US 5 520 260 a publikovaných evropských patentových přihláškách EP 691670 a EP 737995, všechny stejného majitele jako u předmětného vynálezu, se popisují kombinace materiálů složených z kterýchkoliv výše uvedených sloučenin obecného vzorce Ti_xXr_vHg2 a slitiny mědi sjedním nebo více prvky vybraných mezi cínem, indiem, stříbrem, křemíkem nebo kovy vzácných zemin. Tyto slitiny mědi působí jako promotory pro emitování rtuti a umožňují uvolnění více než 80 procent prvku při aktivačním kroku. Tyto kombinace materiálů řeší problémy související sjinými metodami aplikace rtuti do zářivek a umožňují dávkování malých množství rtuti s jedinou nevýhodou, kterou je to, že vyžadují druhou složku kromě sloučeniny uvolňující rtuť.

Podstata vynálezu

5(1

Cílem tohoto vynálezu jc vytvoření jednotky pro přesnou a reprodukovatelnou aplikaci malých množství rtuti do fluorescenčních zářivek bez nutnosti použití druhé složky, a také popis některých metod použití takovéto jednotky.

5? Vynález se týká jednotky pro zavádění malých množství rtuti do fluorescenčních zářivek za použití prášků sloučeniny uvolňující alespoň rtuť vybrané ze skupiny zahrnuj ící intermctaliekc sloučeniny obecného vzorce

Ti_xZr_yHg_z, io ve kterém xay nabývají hodnot od 0 do 13, součet (x + y) nabývá hodnot od 3 do 13 a z je rovno I nebo 2, přičemž podstata tohoto řešení spočívá v tom, že tato jednotka je tvořena kovovým pouzdrem (11, 32) ne zcela uzavřeným, ale schopným uchovávat částice prášku (15.31) uvedené sloučeniny uvolňující rtuť.

Ve výhodném provedení je touto sloučeninou uvolňující rtuť sloučenina Ti;Hg. Podle dalšího výhodného provedení má prášek sloučeniny uvolňující rtuť velikost částic menší než 150 mikrometrů. Podle dalšího výhodného provedení je do prášku sloučeniny uvolňující rtuť přidána nevypařující se slitina getru. Podle dalšího výhodného provedení je do prášku sloučeniny uvolňující rtuť přidána slitina obsahující měď a jeden nebo více prvků vybraných ze skupiny zahrnující cín, indium, stříbro, křemík a kovy vzácných zemin. Podle dalšího výhodného provedení je do prášku sloučeniny uvolňující rtuť přidán inertní materiál.

Podle dalšího výhodného provedení této jednotky podle vynálezu jc kovové pouzdro je vyrobeno z ocele, niklu nebo poniklovaného železa. Ve výhodném provedení této jednotky je kovová fólie, ze které je kovové pouzdro vyrobeno, silná 50 až 300 mikrometrů.

Podle dalšího výhodného provedení této jednotky podle vynálezu je kovové pouzdro otevřeno formou mikrootvorů vytvořených alespoň z části jeho povrchu.

Podle dalšího výhodného provedené této jednotky podle vynálezu je kovové pouzdro zformováno ze dvou nebo více kovových částí svařených dohromady bodovým svařováním, přičemž je io ote vřeno formou mikrootvorů um í s těnýeh mezi body svaru.

Podle dalšího výhodného provedení této jednotky podle vynálezu je kovové pouzdro vytvořeno z přeložené kovové fólie s otvory ve formě štěrbin mezi složenými liniemi nebo mezi dvěma koncovými částmi kovové fólie složenými na sebe nebo směrem k sobě.

Podle dalšího výhodného provedení této jednotky podle vynálezu je tato jednotka vytvořena z nekonečného „drátu s nedefinovanou délkou a stejným průřezem jako výsledná jednotka nařezáním částí požadované délky / tohoto „drátu. Ve výhodném provedení je podle tohoto řešení jednotka pro uvolňování rtuti vytvořena zčásti „drátu přivařeného ve dvou bodech na kovový

?.<> nosič tak, žc jednotka a nosič tvoří uzavřený kovový obvod.

Do rozsahu řešení podle předmětného vynálezu rovněž patří fluorescenční zářivka, jejíž podstata spočívá v tom, že zahrnuje jednotku pro aplikaci malých množství rtuti libovolné výše popsané konstrukce.

Ve výhodném provedení této fluorescenční zářivky zůstává jednotka (45) pro uvolňování rtuti ve vyrobené zářivce a je připevněna na jednu z patic nejméně jedné katody. Podle dalšího výhodného provedení této fluorescenční zářivky zůstává jednotka pro uvolňování rtuti ve vyrobené zářivce a je připevněna na jednu z patic nejméně jednoho krytu katody. Podle dalšího výhodného pro5(i vedení této fluorescenční zářivky zůstává jednotka pro uvolňování rtuti ve vyrobené zářivce a je připevněna na jeden z krytů katody. Podle dalšího výhodného provedení této fluorescenční zářivky zůstává jednotka pro uvolňování rtuti ve vyrobené zářivce a tvoří nejméně jednu z katod zářivky.

Do rozsahu řešení podle předmětného vynálezu rovněž patří způsob zavádění malých množství rtuti do fluorescenční zářivky, přičemž podstata tohoto způsobu spočívá vtom, že jednotka pro zavádění malých množství rtuti se umístí do zúžené části trubice, po vyčerpání trubice se zúžená část uzavře uštípnutím skloviny za tepla, jednotka se aktivuje pomocí externího zahřívacího tělesa a druhým štípnutím skloviny za tepla se část s jednotkou oddělí od trubice takže jednotka nezůstává ve vyrobené zářivce.

Podle tohoto vynálezu jsou tyto cíle dosaženy použitím jednotky pro uvolňování rtuti, která je vyrobena z kovového pouzdra, které je schopno uchovávat prášek, přičemž není zcela uzavřeno a obsahuje minimálně sloučeninu uvolňující rtuť vybranou ze skupiny sloučenin obecného vzorce

Ti_xZr_yHg„ kde x a y nabývají hodnot od 0 do 13, součet (x+y) nabývá hodnot od 3 do 13 a zje rovno 1 nebo 2.

Pouzdro jednotky podle vynálezu může mít libovolný tvar, pokud je schopno uchovávat částice prášku sloučeniny obecného vzorce Tí_xZr_vl ig_z a pokud toto pouzdro není zcela uzavřeno a má alespoň na části povrchu mikrootvory nebo štěrbiny pro uvolnění rtuti.

Jak již bylo uvedeno, sloučeniny obecného vzorce Ti_xZr_yHg₇ používané ve známých jednotkách vc formě pelet s práškem, obsažené v otevřených pouzdrech nebo laminované na pásky, dosahují v průběhu aktivačního kroku uvolnění množství rtuti maximálně 40 procent celkového obsahu prvku. Podle vynálezu bylo zjištěno, že jsou-ti tyto sloučeniny používány samostatně v jednotce

-3CZ 300216 B6 podle vynálezu, pak množství uvolněné rtuti v průběhu aktivačního kroku je nejméně 80 procent z celkového množství. Je proto možné aplikovat do zářivky menší množství rtuti než při použití jiných známých jednotek využívajících sloučeniny obecného vzorce TŘZgHg,,. Prakticky je použito takové množství rtuti, které jc skutečně vyžadováno,

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším popisu popsán za použití odkazů na přiložené obrázky, na kterých:

Obrázky 1,2 a 3 ukazují některé možné varianty jednotek pro uvolňování rtuti podle vynálezu;

Obrázky 4 a 5 ukazují dvě možná geometrická uspořádání pro sestavení jednotky podle vynálezu uvnitř zářivky;

i?

Obr. 6 ukazu je alternativní geometrické uspořádání sestavení jednotky dle vynálezu, kde tato jednotka pak slouží i jako katoda při používání zářivky ; a

Obr. 7a až 7c ukazují kroky procesu použití jednotky dle vynálezu při aplikaci rtuti do zářivky.

2()

Materiál, ze kterého je rtuť uvolňována, je sloučenina nebo směs sloučenin obecného vzorce ri,ZrJlg_z popsaných ve výše uvedeném patentu Spojených států amerických US 3 657 589, ve kterém je uvedena příprava a vlastnosti těchto sloučenin. Nej výhodnější je použití výše uvedené sloučeniny TUHg. vyráběné a prodávané pod obchodním názvem St5O5. Sloučenina uvolňující rtuť je nejlépe používána vc formě prášku o velikosti částic menší než asi 150 mikrometrů.

Jednotka podle vynálezu může obsahovat pouze sloučeninu uvolňující rtuť nebo její směs s dalšími materiály, které mohou mít jiné funkce. Například je možné použít smčs sloučeniny uvolňující rtuť a slitiny getru, která má vázat stopy plynů poškozujících činnost zářivky, jako jsou oxidy uhlíku, voda. kyslík a vodík, metodami v tomto oboru dobře známými. Jako příklad těchto slitin je možno uvést slitinu obsahující 84 hmotnostních procent zirkonia (Zr) a 16 hmotnostních procent hliníku (Al), vyráběnou a prodávanou majitelem předmětného vynálezu pod obchodním názvem St 10U'. a také slitinu obsahující 76,6 hmotnostních procent zirkonia (Zr) a 23,4 hmotnostních procent železa (Fe), vyráběnou a prodávanou majitelem předmětné PV pod obchodním názvem St 198 . a slitinu obsahující 70 hmotnostních procent zirkonia (Zr). 24,6 hmotnostních procent vanadu (V) a 5,4 hmotnostních procent železa (Fe), vyráběnou a prodávanou majitelem předmětného vynálezu pod obchodním názvem St 707 . Ke sloučenině uvolňující rtuť je možno rovněž přidal jednu zvýše zmíněných promotorových slitin na bázi mědi; v tomto případě není jejich použití potřebné pro dobrý stupeň uvolnění rtuti při aktivačním kroku, což je již zajištěno κι jednotkou podle vynálezu obsahující pouze uvolňovací sloučeninu, ale při stejném stupni uvolnění mohou zkrátit dobu uvolňování. Dalším cílem, který může být dosažen přidáním druhé složky ke sloučenině uvolňující rtuť. je snížení množství teto sloučeniny v jednotce, například naplněním jednotky směsí 1:1 (objemový poměr) sloučeniny uvolňující rtuť a jiné složky je při stejném objemu prášku hmotnost rtuti snížena na polovinu, takže tímto způsobem je možno získat jednot45 ky naplněné velice malým množstvím rtuti, dokonce menším než I miligram, bez použili příliš rozměrově malých jednotek, které by mohly způsobit problémy ve výrobním procesu. Pokud jc požadováno dávkování malého množství rtuti a není v úmyslu použít druhou aktivní složku, jako například výše zmíněné slitiny getru nebo promotorové slitiny, je také možné přidat do sloučeniny uvolňující rtuť neaktivní sloučeninu jako například oxid hlinitý, oxid křemičitý a podobně.

5d Složky přidané do sloučeniny uvolňující rtuť jsou také podle výhodného provedení použity ve formě prášku s částicemi o velikosti menší než 150 mikrometrů. Hmotnostní poměr mezi sloučeninou uvolňující rtuť a jednou nebo více ostatními složkami, které mohou byt použity v jednotce podle vynálezu, není podstatný, stačí když jednotka obsahuje požadované množství rtutí.

-4CZ 300216 B6

Pouzdro může být vyrobeno z jakéhokoliv kovu. Z důvodů ceny, pracnosti a díky nízké emisi plynů při vysokých teplotách, jsou podle výhodného provedení používány ocel. nikl nebo poniklované železo. Kovová fólie, ze kterého je pouzdro formováno, je obvykle 50 až 300 mikrometrů silná.

Jednotka podle tohoto vynálezu může mít jakýkoliv tvar za předpokladu, že pouzdro je schopno uchovávat prášek sloučeniny uvolňující rtuť a má otvor)' menší než částice prášku, které umožní uvolňování par rtuti. Tyto otvory mohou mít formu mikrootvorů vytvořených alespoň na části povrchu pouzdra: nebo ve formátu štěrbin mezi dvěma (nebo více) kovovými díly. které svařeny io v několika bodech vytvářejí pouzdro; nebo v případě, kdy je pouzdro vyrobeno složením jediné kovové fólie, otvor) mohou být mezer) mezi body zlomu nebo mezi dvěma konci kovové fólie složenými na sebe nebo směrem k sobě.

Některá z těchto uspořádání jsou ilustrována na obrázcích 1 až 3.

Na obrázku 1 je v řezu ilustrována jednotka JO, kde pouzdro H je vytvořeno ze dvou kovových dílů 12 a L3 svařených k sobě několika bodovými svary j_4, J_4', uvnitř pouzdruje sloučenina uvolňující rtuť J_5, mezi dvěma sousedními bodovými svar) je několik štěrbin 16 (jen jedna z nich je vidět na obrázku), kterými je rtuť uvolněna při aktivačním kroku; na jednotce může být ještě držák J_7 pro její upevnění uvnitř zářivky .

Obrázek 2 ilustruje další možnou jednotku 20 podle tohoto vynálezu, která je vytvořena složením kovové fólie 21; ve střední části fólie je utvořen prostor 22, který obsahuje sloučeninu uvolňující rtuť. Dva postranní konce fólie 23 a 24 jsou složeny ke středu a částečně se překrývají; takovým25 to složením vzniknou štěrbiny 25 a 25' podél linií zlomu na konci částí 23 a 24 a štěrbina 26 na překrývajících se koncích.

Podle výhodného provedení má jednotka podle tohoto vynálezu podlouhlý tvar se dvěma podobnými lineárními dimenzemi a třetím větším rozměrem. Jednotka může mít průřez libovolného

5(i tvaru, například kruhový, eliptický, čtvercový, obdélníkový nebo lichoběžníkový. Jednotku tohoto typu ilustruje obrázek 3; jednotka 30 obsahuje prášek sloučenin uvolňujících rtuť 3J_, které mohou být smíchány s práškem jiných materiálů, uvnitř pouzdra 32 majícího v zásadě lichoběžníkový průřez, kterého je dosaženo složením kovové fólie 33 podél rovnoběžných linií; koncové díly 34, 34', které původně byly nejvzdálenčjšími konci kovové fólie, jsou složeny tak, aby vytvořily úzkou štěrbinu 35, tento tvar je schopen uchovávat prášek 31 a přitom umožňuje uvolnění par rtuti generovaných při aktivačním kroku skrze štěrbinu 35. Jednotka tohoto typu, která může mít i jiný tvar než předvedený lichoběžníkový průřez, může být snadno získána z takzvaného nekonečného ..drátu, majícího libovolnou délku a stejný průřez jako výsledná jednotka, nastříháním „drátu“ na části požadované délky. Nekonečný „drát lze snadno vyrobit metodami

4o v tomto oboru běžně známými protahováním dlouhé kovové fólie vhodně umístěnými formujícími válečky a zajištěním nepřetržitého plnění práškem 3_1 před krokem složení, ve kterém jsou vytvořeny koncové části 34. 34'. Nastříhání „drátu“ pro vyrobení jednotky podle tohoto vynálezu může být provedeno laserem nebo mechanicky: ve druhém případě ustřižení také lehce stlačí konce jednotky, což podporuje uchovávání prášku,

Jednotky podle tohoto vynálezu mohou být aplikovány do zářivek jejich připevněním na jednu /.kovových částí, které obvykle v zářivce jsou, například na patku jedné nebo obou elektrod, nazývaných katody, nebo na kovový kryt, který je v zářivkách o větším průměru a zamezuje černání oblasti vnitřního povrchu zářivky v blízkosti katod, jak uvádějí výrobci zářivek. Tyto kryty často slouží jako podložka pro ncvypařující se slitinu getru, která řídí plynovou atmosféru v zářivce. Konkrétně, jednotky typu ilustrovaného na obrázku 1 jsou výhodně připevněny na patky katodo, zatímco jednotky protáhlého tvaru mohou být připevněny buď na patku katody, nebo na její kryt; konečně jednotka typu ilustrovaného na obrázku 3 může být aplikována do zářivek malé velikosti také ve funkci katody, jak uvádí metoda dále reprezentovaná s odkazem na

5? obrázek 6.

- 5 CZ 300216 B6

Některá možná uspořádání pro sestavení jednotky podle tohoto vynálezu v zářivkách jsou ilustrována na obrázcích 4 až 6.

Obrázek 4 ilustruje v řezu koncovou část zářivky; zářivka 40 je složena ze skleněného obalu £[, uzavřeného na konci dílem ze silnějšího skla 42; dva kovové držáky 43. 43' jsou zataveny ve skleněném dílu 42 a procházejí jím, čímž vytvářejí dva elektrické kontakty pro přívod proudu do katody 44. která je tvořena například kovovou cívkou, obvykle vyrobenou / wolframu. První možnost sestavení jednotky podle tohoto vynálezu je znázorněna na nákresu, kde je jednotka 45 io upevněna najeden z držáků 43' katody. Jednotka pro uvolnění rtuti může být k držáku připevněna například laserovým svařením.

Obrázek 5, který ilustruje v řezu koncovou část zářivky 50, znázorňuje další možný způsob sestavení jednotky; v tomto případě je do dílu ze silnějšího skla 52 uzavírajícího zářivku vložen třetí držák 53. který neprochází skrze díl 52 a není v elektrickém kontaktu s držáky 53, 53; na držáku 53 je nasazen kryl 55 sloužící ke krytí katody 54; jednotka pro uvolňování rtuti 56 je připevněna na kryt 55, například bodovými svary. Kryt má tvar stěnv válce, který' je dosažen ohnutím kovového pásu tak, že jeho konce jsou velmi blízko sebe nebo se i dotýkají nebo překrývají; v případě, že konce pásu nejsou ve vzájemném kontaktu, jednotka pro uvolňování

2» rtuti může být připevněna několika bodovými svary tak, že spojuje oba tyto konce, jak je znázorněno na obrázku; zatímco v případě, že kryt je jíž uzavřený, se vzájemně se dotýkajícími a k sobě upevněnými konci, jednotka 56 může být připevněna v libovolné pozicí na samotný kryl (toto druhé uspořádání není na obrázku uvedeno).

Konečně obrázek 6 ilustruje další možné uspořádání pro sestavení jednotky pro uvolňování rtuti podle tohoto vynálezu, kterc je vhodné pro zářivky malé velikosti, ve kterých je katoda tvořena jen kouskem drátu nebo malým kovovým válečkem; pokud použijeme jednotku podlouhlého tvaru typu popsaného na obrázku 3, výhodněji s kruhovým průřezem, je možné připevnit jednotku přímo do dílu ze silnějšího skla na konci 6J zářivky 60, kolmo na něj a v elektrickém kontaktu

5(i s průchozím kovovým drátem 62, takže jednotka 63 slouží takc jako katoda.

Aktivace jednotky je provedena jejím zahřát ím zvenku zářivky poté, eo je tato hermeticky uzavřena. Zahřátí může být provedeno několika způsoby, ale metoda indukce je nej výhodněji používána výrobci zářivek, protože umožňuje rychlé a selektivní zahřívání kovových částí.

5? Teplota a doba zahřátí mohou být různé podle toho, jestli používáme slitiny podporující uvolňování rtuti nebo nikoliv; obecné se aktivační teplota pohybuje v rozmezí 600 až 900 °C, doba zahřívání se pohybuje v rozmezí asi 20 až 60 sekund.

V případě, že použijeme indukční metodu zahřátí, může být vybrán speciální způsob sestavení

4o jednotky, který je popsán například v patentu Velké Británie 799921, stejného majitele jako u předmětné l’V. V tomto případě je díl „drátu“ upevněn na kovový nosič například pomocí třetího držáku, který neprochází skrze skleněný spodní díl zářivky a není v kontaktu s držáky katody. Jednotka podle tohoto vynálezu je připevněna ke kovovému nosiči ve dvou bodech tak, že tvoří uzavřený elektrický obvod. Toto provedení je především výhodné, pokud je zahřátí jed45 notky provedeno metodou indukčního vysokofrekvenčního ohřevu, protože efektivnost indukčního ohřevu kovových částí závisí na jejich relativní orientaci vzhledem k čarám magnetického pole; z toho důvodu při použití výše uvedených jednotek nemusí být při výrobě zářivek dosažena reprodukovatelnost na různých výrobních linkách. Oproti tomu použitím jednotky, kde kovové části tvoří uzavřený obvod, docílíme shodného účinku vysokofrekvenčních vln nezávisle na orientaci zářivky.

Ve všech výše uvedených provedeních zůstává jednotka podle vynálezu uvnitř zářivky po uvolnění rtuti, Alternativně je možné použít jednotku, zejména jednotky typu ilustrovaného na obrázcích 2 a 3, které nezůstanou ve vyrobené zářivce. V tomto případě je zářivka vyrobena procesem v tomto oboru definovaným jako „double pincli offž Na obrázku 7a je ilustrován krok,

-6CZ 300216 B6 ve kterém je skleněný obal 70 již uzavřen na jednom konci, na kterém jsou již upevněny elektrické vodiče, katoda, případně i kryty a další části (žádné z nich nejsou na obrázku zobrazeny) potřebné pro funkci zářivky. Také na protilehlém konci jsou již upevněny všechny části potřebné pro funkci zářivky, ale tento konec je ještě otevřen trubicí 74 připevněnou k vývodu 72 pro vytvoření vakua v zářivce a pro její naplnění plyny, obvykle vzácnými plyny, používanými ve fluorescenčních zářivkách. Do trubice je vložena jednotka 73 vhodné délky podle tohoto vynálezu. V následujícím kroku procesu, ilustrovaném na obrázku 7b, jc po naplnění obalu 70 požadovanou plynovou atmosférou trubička 71 zaškrcena, obvykle stlačením za horka pomocí schematicky znázorněného nástroje 74. 74'. na místě mezi spojením s vývodem 72 a oblasti, ve io které je jednotka 73 podle tohoto vynálezu. Toto zaškrcení trubice za horka jc v tomto oboru definováno jako „pinch-off. Následující krok, ilustrovaný na obrázku 7c, je aktivace jednotky 73 pomocí externího zahřívacího tčlcsa 75. kterým může být horký předmět, zdroj radiových vln a podobně; rtuťové výpary' uvolněné do obalu 70 jsou na obrázku znázorněny jako prvek 76. Po aktivačním krokuje vyčerpaná jednotka 73 oddělena od obalu 70 druhým „pinch-off· kro15 kem. schematicky ilustrovaným na obrázku 7d, v tomto případě provedeným na trubici v bodě co nejblíže konci obalu 70, v každém případě však umístěným mezi tímto koncem a oblastí s jednotkou 73. Tak je vyčerpaná jednotka 73 oddělena od obaly 70 a uzavřena vampuli vzniklé z původní trubice 7L Výsledkem je uzavřený obal 77 zobrazený na obrázku 7e tvořící výslednou zářivku.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je dále ilustrován následujícími příklady. Tyto příklady, které nejsou vyčerpávající.

dokreslují některá provedení sloužící odborníkům vdaném oboru jako návod pro manipulaci s tímto vynálezem a také ktomu, aby reprezentovaly podle našeho mínění nejlepší cestu uvedení tohoto vynalezu do praxe.

5o Příklady I až 3

Podle těchto příkladů byly připraveny tři podobné vzorky přípravků pro uvolňování rtuti podle tohoto vynálezu ve formě dílů s lichoběžníkovým průřezem ilustrovaných na obrázku 3, které byly získány z nekonečného „drátu“ obsahujícího sloučeninu Tidlg. Dílky měly délky stran 0.5 x

3? 0,8 milimetru a byly 10 milimetrů dlouhé. Lineární plnění ..drátu“, předem dané při jeho výrobě, bylo rovno 10,3 miligramu Tidlg na centimetr, což odpovídalo nominálnímu plnění rtuti 6 miligramů na centimetr „drátu“ (ingHp/em). Každý dílek tedy obsahoval 6 miligramů rtuti. Test na uvolnění rtuti byl proveden na těchto vzorcích jejich indukčním ohřevem na 900 °C po dobu 30 sekund uvnitř vakuové komory a změřením zbytkové rtuti ve vzorcích metodou koniplexo44 metrické titrace podle Volharda. Stupeň uvolnění rtuti z jednotlivých vzorku je uveden v tabulce I jako procentní část uvolněné rtuti v poměru k počátečnímu nominálnímu množství rtuti v každém vzorku.

Příklady 4 až 6 (porovnávací)

Test vzorků I až 3 byl zopakován na třech vzorcích získaných nařezáním stejných 10 milimetrů dlouhých dílků z kovového pásu. na který byla laminována sloučenina Tidlg. Lam i nace sloučeniny byla provedena tak, aby lineární nominální plnění rtuti bylo rovno ómgu/em. Nominální množství rtuti v každém vzorku tak bylo rovno 6 miligramů. Stupeň uvolnění rtuti z těchto tří vzorků vyjádřený v procentech je uveden v tabulce 1.

-7CZ 300216 B6

Tabulka 1

Příklad	Stupeň uvolnění Hg v procentech
1	83 , 2
2	80,8
3	81,3
4	37,8
5	38,9
6	40,4

Jak ukazují data v tabulce 1. při použití stejné sloučeniny uvolňující rtuť a za stejných aktivačních podmínek dávají vzorky aplikované podle tohoto vynálezu dvojnásobný stupeň uvolnění rtuti oproti vzorkům aplikovaným podle původních postupů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Jednotka (10, 20. 30) pro zavádění malých množství rtuti do fluorescenčních zářivek za použili prášků sloučeniny uvolňující alespoň rtuť vybrané ze skupiny zahrnující intcrmctalické sloučeniny obecného vzorce ní Ti_xZr_vHg_z, ve kterém x a y nabývají hodnot od 0 do 13, součet (x + y) nabývá hodnot od 3 do 13 a z je rovno 1 nebo 2, vyznačující se tím. že je tvořena kovovým pouzdrem (11. 32) ne zcela uzavřeným, ale schopným uchovávat částice prášku (15. 31) uvedené sloučeniny uvolňující rtuť.
2. Jednotka podle nároku 1. vyznačující se tím, že sloučeninou uvolňující rtuť je ThHg.
3. Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím. že prášek sloučeniny uvolňující 5i) rtuť má velikost částic menší než 150 mikrometrů.
4. Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že do prášku (15. 31) slouěeniny uvolňující rtuť je přidána nevypařující se slitina getru.
5. Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že do prášku (15. 31) sloučeniny uvolňující rtuť je přidána slitina obsahující měď a jeden nebo více prvků vybraných zc skupiny zahrnující cín, indium, stříbro, křemík a kovy vzácných zemin.
6. Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že do prášku (15, 31) sloučeniny uvolňujíc i rtuť je přidán inertní materiál.
7. Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovové pouzdro (1 !, 32) je vyrobeno z ocele, niklu nebo poniklovaného železa.

-8CZ 300216 B6
8. Jednotka podle nároku 7. vyznačující se t í m . že kovová fólie, ze které je kovové pouzdro (11,32) vyrobeno, je silná 50 až 300 mikrometrů.

5
9, Jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím. že kovové pouzdro (1 1, 32) je otevřeno formou mikrootvoru vytvořených alespoň na části jeho povrchu.
10. Jednotka (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovové pouzdro (11, 32) je zformováno ze dvou nebo více kovových částí svařených dohromady bodovým svařováním a je io otevřeno formou mikrootvoru (16) umístěných mezi body svaru (14. 14').
11. Jednotka (20) podle nároku 1, vyznačující sc tím, že kovové pouzdro je vytvořeno z přeložené kovové fólie (21) s otvory ve formě štěrbin (25. 25'. 26) mezi složenými liniemi nebo mezi dvěma koncovými částmi (23. 24) kovové fólie složenými na sebe nebo směrem i? k sobě.
12. Jednotka (30) podle nároku 1, vyznačující se tím. že je vytvořena z nekonečného „drátu“ s nedefinovanou délkou a stejným průřezem jako výsledná jednotka nařezáním částí požadované délky z. tohoto „drátu“.
13. Jednotka podle nároku 12. vyznačující se tím. že jednotka pro uvolňování rtuti je vytvořena z části „drátu přivařeného ve dvou bodech na kovový nosič tak. že jednotka a nosič tvoří uzavřený kovový obvod.

25
14. Fluorescenční zářivka (40, 50, 60. 77), vyznačující se tím, že zahrnuje jednotku pro zavádění malých množství rtuti podle předchozích nároků.
15. Fluorescenční zářivka (40) podle nároku 14. vyznačující se tím. že jednotka (45) pro uvolňování rtuti zůstává ve vyrobené zářivce a je připevněna na jednu z palic (43. 43')

20 nejméně jedné katody (44).
16. Fluorescenční zářivka podle nároku 14. vyznačující sc tím, žc jednotka pro uvolňování rtuti zůstává ve vyrobené zářivce a je připevněna na jednu z patic nejméně jednoho krytu katody.
17. Fluorescenční zářivka (50) podle nároku 14, vyznačující sc tím. že jednotka (56) pro uvolňování rtuti zůstává ve vy robené zářivce a jc připevněna na jeden z krytů (55) katody.
18. Fluorescenční zářivka (60) podle nároku 14, vyznačující se tím. žc jednotka (65)

4o pro uvolňování rtuti zůstává ve vyrobené zářivce a tvoří nejméně jednu z katod zářivky.
19. Způsob zavádění malých množství rtuti do fluorescenční zářivky, vyznačující se tím. že jednotka (73) pro zavádění malých množství rtuti se umístí do zúžené části (71) trubice (70), po vyčerpání trubice (70) se zúžená část (71) uzavře uštípnutím skloviny za tepla, jednotka i? (73) se aktivuje pomocí externího zahřívacího tělesa (75) a druhým uštípnutím skloviny za tepla se část (71) s jednotkou (73) oddělí od trubice (70) takže jednotka (73) nezůstává ve vyrobené zářivce.