DD287592A5 - Quecksilberhaltiger dosierkoerper fuer eine entladungslampe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen quecksilberhaltigen Dosierkoerper fuer eine Entladungslampe. Der Dosierkoerper dient zum Einbringen einer genau dosierbaren Menge Quecksilber in das Entladungsgefaesz einer Entladungslampe, insbesondere einer kompakten Leuchtstofflampe. Erfindungsgemaesz ist eine quecksilberhaltige Legierung zu einem festen und luftstabilen mehrkomponentigen Dosierkoerper geformt, die aus 2 bis 45 * Quecksilber und 98 bis 55 * eines oder mehrerer Traegerwerkstoffe besteht. Als Traegerwerkstoff fungiert mindestens eines der Metalle Zink, Eisen, Cadmium, Antimon, Aluminium, Wismut, Zinn, Kupfer oder Nickel. Der Traegerwerkstoff kann ein oder mehrere Schmelzzusaetze enthalten. Als Schmelzzusaetze koennen Lithium und/oder Kobalt eingesetzt werden.{Entladungslampe; Dosierung; quecksilberhaltiger Dosierkoerper; Legierung; Traegerwerkstoff; Zink; Eisen; Cadmium; Antimon; Aluminium; Wismut; Zinn; Kupfer; Nickel; Schmelzzusatz; Lithium; Kobalt}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen quecksilberhaltigen Dosierkörper für eine Entladungslampe. Der Dosierkörper diont zum Einbringen einer genau dosierbaren Menge C .über in das Entladungsgefäß einer Entladungslampe, insbesondere einer kompakten Leuchtstofflampe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine Voraussetzung für den Betrieb von fast allen Entladungslampen ist das Einbringen einer genau dosierbaren Menge Quecksilber in das Entladungsgefäß. Im Betrieb der Lampe verdampt das Quecksilber (bei Hochdrucklampen vollständig). Damit wird durch die eingebrachte Quecksilbermenge im Zusammenhang mit dem Fülldruck des Argons der Betriebsdruck dor Lampe und über den Betriebsdruck die Brennspannung und die elektrische Leistung eingestellt.

Bei den üblichen Dosierverfahren wird das Quecksilber in Tropfenform oder in Form von Halogenidverbindungen aus einer Dosiervorrichtung über einen Pumpstengel oder direkt in das Entladungsgefäß eingebracht. Bei Anwendung von flüssigem Quecksilber kann eine genaue Dosierung kleinster Mengen auf Grund der Oberflächenspannung nicht gewährleistet werden. Die Entladungsgefäße werden dabei mit einer größeren Menge Quecksilber dosiert, dadurch kann die Qualität der Lampen, insbesondere hinsichtlich des Lichstroms und des Farbortes, vermindert warden. Weiterhin entsteht ein erhöhter Verbrauch an Quecksilber und damit eine größere Arbeitsplatz- und Umweltbelastung.

Des weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen sich das füssige Quecksilber in geschlossenen Behältern befindet. Nach der DE-AS 2511417 befindet sich das flüssige Quecksilber in einem Behälter, dar im Pumpstengel angeordnet ist. In der DE-OS 2340859 enthält eine innerhalb eines Lampenkolbens angebrachte Kapsel den Dosierstoff. Die Kapsel wird von außen durch einen Strahl eines Lasergerätes geöffnet. Nachteilig wirkt sich bei dieser Methode aus, daß ein Bereich des Entladungsgofäßes fi ei von Leuchtstoff zu halten ist, damit dieser für den Laserstrahl transparent ist. Weiterhin ist die DE-OS 2161024 bekannt. Hierbei befindet sich das Quecksilber wiederum in einer geschlossenen Kapsel in Elektrodennäho. Geöffnet wird die Kapsel durch Induktion. Nach der DE-AS 2410400 wird das Quecksilber, das sich als Vorrat von Quecksilberamalgam im Pumpstengcl befindet, durch Erhitzen freigesetzt. In der DE-OS 3545073 wird ein poröser Preßkörper als Speicherelement für flüssiges Quecksilber zum Dosieren verwendet. Bei Anwendung eines Preßkörpers als Quecksilberspeicherelement kann eine Belastung der Umwelt durch Quecksilber jedoch nicht ausgeschlossen werden, da Quecksilber sich in Tropfenform an der Oberfläche des Speicherelements anlagern kann.

Es sind Niederdruckentladungslampen bekannt, in deren Entladungsgefäßen bzw. im Eiektrodenraum amalgambi'dende Materialien angeordnet sind. In der DE-OS 2630307 verbindet sich in der Lampe ein Metall, wie Indium, das sich dann mit dem eindotierten Quecksilber unter Bildung eines Amalgams verbindet. In der US-PS 3318649 wird eine Entladungslampe mit einer Quecksilber-Magnesium-l-NickelHegierung offenbart. Es wurde jedoch festgestellt, daß diese zwei- bzw. dreikomponentige Verbindungunbefriedigendist, erstens wegen der niedrigen Temperatur, bei der das Quecksilber freigesetzt wird, zweitens kann sich das Quecksilber wieder mit dem Magnesium verbinden, wobei unerwünschte Gase freigese.a werden können, die vom Magnesium absorbiert worden waren und drittens kann eine Verdampfung dos Magnesiums erfolgen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erlindung ist es, eine technisch einfache und genaue Qcecksilberdcsierung einer Entladungslampe zu ermöglichen sowie eine Erniedrigung der Arbeitsplatz- und Umweltbelastung durch Quecksilber zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen festen und luftstabilen Dosierkörper mit definierter Menge Quecksilber für eine genaue Dosierung einer Entladungslampe, insbesondere einer kompakten Leuchtstofflampe, anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein quecksilberhaltiges Gomisch zu einem festen und luftstabilen mehrkomponentigen Dosierkörper geformt ist, der aus 2 bis 45Gew.-% Quecksilber und 98 bis 55Gew.-% eines oder mehrerer Legierungsbestandteile besteht. Als Trigerwerkstoff fungiert mindestens eines der Metal|e Zink, Eisen, Cadmium, Antimon, Aluminium, Wismut, Zinn, Kupfer oder Nickel. Der Trägerwerkstoff kann ein oder mehrere Schmelzzusätze enthalten. Als Schmelzzusätze können Lithium und/oder Kobalt eingesetzt werden. Das Quecksilber verbindet sich mit dem bzw. den Trägerwerkstoffen zu einer festen und luftstabilen Legierung unter Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften. Besonders vorteilhaft eignet sich als Trägerwerkstoff Zink mit einem Schmelzzusatz von Kobalt. Die Herstellung des Dosierkörpers erfolgt durch Zusammenschmelzen einer festgelegten Menge flüssigen Quecksilbers mit einem oder mehreren Trägerwerkst jffen in einem geeigneten Schmelztiegel unter Schutzgasatmosphäre bei gergeltem Temperaturverlauf. Die Abkühlung erfolgt unter Schutzgasatmosphäre in Form eines Zonenschmelzverfahrens.

Der vorgeschlagene quecksilberhaltige Dosierkörper kann mit dem Argon-Dosierstrom leicht in ein Entladungsgefäß gebracht werden, wobei eine kugel- oder diskusförmige Gestaltung des Dosierkörpers die Einbringung in das Entladungsgefäß bzw. in den Elektrodenraum einer Entladungslampe vereinfacht. Nach Einbringung des Dosierkörpers in die Entladungslampe erfolgt eine Freisetzung des Quecksilbers während der Zündphase innerhalb des Klarbrennprozesses und/oder während der Aktivierungsphase der Elektroden.

Die Bevoi ratung der Dosierkörpor in normaler Atmosphäre ist nahezu unbegrenzt möglich. Um mechanische Verunreinigungen zu vermeiden, kann eine Bevorratung unter Vakuum erfolgen.

Ausfuhrungsbeispiele Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Beispiel 1 Zur Herstellung eines Dosierkörpers wird eine Quecksilber-Zink-Legierung durch Zusammenschmelzen von 2 bis 45Gew.-% Quecksilber und 98 bis 55Gow.-% Zink in einem Schmelztiegel unter Schutzgasatmosphäre (Argon) bei einem Druck von

2,6 x 10³Pa bis 5,3 χ 10³Pa bei einem geregelten Temperaturverlauf bis zu einerTemperaturzwischen553Kund 700K innerhalbvon 360s zusammengeschmolzen. Zwischen 511K und 540K befindet sich ein Haltepunkt von 20s bis 60s. Die Abkühlung erfolgtunter Argonatmosphäre mit 5 K/min.

Der so hergestellte Dosierkörper wird mit dem Argon-Dosierstrom in das Entladungsgefäß eingebracht. Beispiel 2 Zur Herstellung eines Dosierkörpers wird wie nach Beispiel 1 verfahren. Es werden jedoch als Legierungsbestandteile

elementares Zink und Quecksilber in einem Verhältnis

Zink 98,0-50,0 Gow.-%

Quecksilber 1,9-40,0 Gew.-%

und als Schmelzzusatz 0,1 bis 10,0Gew.-% Kobalt eingesetzt.

Der Dosierkörper wird im Pumpstengel oder in Elektrodennähe einer Entladungslampe stationiert. Beispiel 1 Bei der Herstellung des Dosierkörpers wird wie nach Beispiel 1 verfahren. Es werden jedoch als Legiorungsbestandteile

elementares Zink. Quecksilber, Wismut und Kobalt in folgendem Verhältnis verwendet:

Zink S5Gew.-%

Quecksilber 30Gew.-%

Wismut 10Gew.-%

Kobolt 5Gew.-%

Der Dosierkörper wird im Entladungsgefäß einer FrihH-jogslampe stationiert. Die Freisetzung des Quecksilbers aus dem Dosierkörper erfolgt erst nach einer längeren ZüncWAktivierphase.

Claims (6)

1. -1- 237 592 Patentansprüche:

   1. Quecksilberhaltiger Dosierkörper für eine Entladungslampe, gekennzeichnet dadurch, daß Quecksilber und ein- oder mehrere Trägerwerkstoffe eine Legierung unter Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften bilden, die zu einem festen und luftstabilen mehrkomponentigen Dosierkörper geformt ist, wobei mindestens eines der Metalle Eisen, Zink, Zinn, Cadmium, Antimon, Aluminium, Wismut, Kupfer oder Nickel als Trägerwerkstoff fungiert und daß der Dosiorkörper aus 2 bis 45Gew.-% Quecksilber und 98 bis 55Gew.-% eines oder mehrerer Trägerwerkstoffe besteht.
2. 2. Quecksilberhaltiger Dosierkörper für eine Entladungslampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Trägerwerkstoff einen Schmelzzusatz enthält.
3. 3. Quecksilberhaltiger Dosierkörper für eine Entladungslampe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Schmelzzusatz Lithium und/oder Kobalt ist.
4. 4. Quecksilberhaltiger Dosierkörper für eine Entladungslampe nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Trägerwerkstoff Zink ist.
5. 5. Quecksilberhaltiger Dosierkörper für eine Entladungslampe nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Dosierkörper aus 95 bis 55 Gew.-% Zink und als Rest zu 100% aus 5 bis 45Gew.-% Quecksilber besteht.
6. 6. Quecksilberhaltiger Dosierkörper für eine Entladungslampe nach Anspruch 1,3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Dosierkörper aus 98 bis 50 Gew.-% Zink und als Rest zu 100% aus 1,9 bis 40Gew.-% Quecksilber und 0,1 bis 10Gew.-% Kobalt besteht.