DD287592A5

DD287592A5 - MICRO-CONTAINING DOSING BODY FOR A DISCHARGE LAMP

Info

Publication number: DD287592A5
Application number: DD89332270A
Authority: DD
Inventors: Horst Gohlke; Joachim Trotz
Original assignee: Kombinat Veb Narva "Rosa Luxemburg",De
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-02-28

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}The invention relates to a mercury-containing Dosierkoerper for a discharge lamp. The metering body serves to introduce a precisely metered amount of mercury into the discharge vessel of a discharge lamp, in particular a compact fluorescent lamp. According to the invention, a mercury-containing alloy is formed into a solid and air-stable multicomponent metered body consisting of 2 to 45 * mercury and 98 to 55 * of one or more carrier materials. At least one of the metals zinc, iron, cadmium, antimony, aluminum, bismuth, tin, copper or nickel acts as the carrier material. The carrier material may contain one or more melt additives. As melting additives lithium and / or cobalt can be used. {Discharge lamp; Dosage; mercury-containing dosing body; Alloy; Traegerwerkstoff; Zinc; Iron; Cadmium; Antimony; Aluminum; Bismuth; Tin; Copper; Nickel; Melt additive; Lithium; Cobalt}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

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.The invention relates to a mercury-containing dosing body for a discharge lamp. The metering body diont for introducing a precisely metered amount C over into the discharge vessel of a discharge lamp, in particular a compact fluorescent lamp.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.A prerequisite for the operation of almost all discharge lamps is the introduction of a precisely metered amount of mercury in the discharge vessel. In the operation of the lamp, the mercury evaporates (in case of high-pressure lamps completely). Thus, the operating pressure dor lamp is set by the introduced amount of mercury in connection with the inflation pressure of argon and the operating voltage and the electrical power.

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.In the usual dosing the mercury is introduced in droplet form or in the form of halide compounds from a metering device via a pump nozzle or directly into the discharge vessel. When liquid mercury is used, it is not possible to guarantee precise dosing of very small quantities due to the surface tension. The discharge vessels are dosed with a larger amount of mercury, thereby the quality of the lamps, in particular with regard to the luminous flux and the color locus, can be reduced. Furthermore, there is an increased consumption of mercury and thus a greater workplace and environmental impact.

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.Furthermore, methods are known in which the liquid mercury is in closed containers. According to DE-AS 2511417, the liquid mercury is in a container, which is arranged in the exhaust tube. In DE-OS 2340859, a capsule mounted within a lamp envelope contains the dosing material. The capsule is opened from the outside by a beam of a laser device. A disadvantage of this method is that a region of the discharge vessel is to be held by the phosphor so that it is transparent to the laser beam. Furthermore, DE-OS 2161024 is known. Here, the mercury is again in a closed capsule in Elektrodennäho. The capsule is opened by induction. According to DE-AS 2410400, the mercury, which is located as a supply of mercury amalgam in Pumpstengcl, released by heating. In DE-OS 3545073 a porous compact is used as a storage element for liquid mercury for dosing. When using a compact as a mercury storage element, however, a pollution of the environment by mercury can not be excluded, since mercury can accumulate in the form of drops on the surface of the storage element.

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.Low-pressure discharge lamps are known, in the discharge vessels or in the electrode space amalgambi'dende materials are arranged. In DE-OS 2630307, a metal, such as indium, combines in the lamp, which then combines with the doped mercury to form an amalgam. In US-PS 3318649 a discharge lamp with a mercury-magnesium-l-nickel-alloy is disclosed. However, it has been found that this two- or three-component compound is unsatisfactory, firstly because of the low temperature at which the mercury is released, secondly, the mercury can recombine with the magnesium, thereby releasing undesirable gases from the magnesium and, third, evaporation of magnesium may occur.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is to enable a technically simple and accurate surface decalization of a discharge lamp and to achieve a reduction in the workplace and environmental impact of mercury.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a solid and stable air dosing with a defined amount of mercury for accurate dosing a discharge lamp, in particular a compact fluorescent lamp. According to the invention the object is achieved in that a mercury-containing Gomisch is formed into a solid and air-stable multicomponent dosing consisting of 2 to 45Gew .-% mercury and 98 to 55Gew .-% of one or more alloying components. At least one of the metals zinc, iron, cadmium, antimony, aluminum, bismuth, tin, copper or nickel acts as trimer material. The carrier material may contain one or more melt additives. As melting additives lithium and / or cobalt can be used. The mercury combines with the carrier material or materials to form a solid and air-stable alloy while retaining the physical properties. Zinc with a melt additive of cobalt is particularly advantageously suitable as the carrier material. The preparation of the dosing carried out by melting together a fixed amount of liquid mercury with one or more Trägerwerkst jffen in a suitable crucible under a protective gas atmosphere at gergeltem temperature profile. The cooling takes place under a protective gas atmosphere in the form of a zone melting process.

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.The proposed mercury-containing dosing can be easily placed in a discharge vessel with the argon metering, wherein a spherical or disc-shaped design of the dosing simplifies the introduction into the discharge vessel or into the electrode space of a discharge lamp. After introduction of the metering body into the discharge lamp, release of the mercury takes place during the ignition phase within the clear-firing process and / or during the activation phase of the electrodes.

Die Bevoi ratung der Dosierkörpor in normaler Atmosphäre ist nahezu unbegrenzt möglich. Um mechanische Verunreinigungen zu vermeiden, kann eine Bevorratung unter Vakuum erfolgen.The Bevoi ratung the Dosierkörpor in a normal atmosphere is almost unlimited possible. To avoid mechanical contamination, storage can be done under vacuum.

Exemplary embodiments The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. example 1 To produce a dosing body, a mercury-zinc alloy is melted together by mixing 2 to 45% by weight. Mercury and 98 to 55Gow .-% zinc in a crucible under a protective gas atmosphere (argon) at a pressure of

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.2.6 x 10 ³ Pa to 5.3 χ 10 ³ Pa melted together at a controlled temperature profile up to a temperature between 553K and 700K within 360 seconds. Between 511K and 540K there is a breakpoint from 20s to 60s. Cooling is carried out under argon atmosphere at 5 K / min.

The metering body thus produced is introduced into the discharge vessel with the argon metering stream. Example 2 To prepare a dosing is proceeded as in Example 1. However, they are used as alloying ingredients

elementares Zink und Quecksilber in einem Verhältniselemental zinc and mercury in a ratio

Zink 98,0-50,0 Gow.-%Zinc 98.0-50.0 Gow .-%

Mercury 1.9-40.0% by weight

und als Schmelzzusatz 0,1 bis 10,0Gew.-% Kobalt eingesetzt.and used as a melting additive 0.1 to 10.0 wt .-% cobalt.

The metering body is stationed in the exhaust tube or near the electrode of a discharge lamp. example 1 In the preparation of the metering is carried out as in Example 1. However, they are used as control components

elementares Zink. Quecksilber, Wismut und Kobalt in folgendem Verhältnis verwendet:elemental zinc. Mercury, bismuth and cobalt are used in the following proportions:

Zink S5Gew.-%Zinc S5Gew .-%

Mercury 30% by weight

Wismut 10Gew.-%Bismuth 10% by weight

Kobolt 5Gew.-%Cobalt 5% by weight

Der Dosierkörper wird im Entladungsgefäß einer FrihH-jogslampe stationiert. Die Freisetzung des Quecksilbers aus dem Dosierkörper erfolgt erst nach einer längeren ZüncWAktivierphase.The dosing body is stationed in the discharge vessel of a spring-glass lamp. The release of mercury from the metering takes place only after a longer ZüncWAktivierphase.

Claims

-1,237,592 claims:

1. A mercury-containing dosing body for a discharge lamp, characterized in that mercury and one or more carrier materials form an alloy while retaining the physical properties, which is formed into a solid and air-stable multicomponent dosing, wherein at least one of the metals iron, zinc, tin, Cadmium, antimony, aluminum, bismuth, copper or nickel acts as a carrier material and that the Dosiorkörper consists of 2 to 45Gew .-% mercury and 98 to 55Gew .-% of one or more carrier materials.

2. mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1, characterized in that the carrier material contains a melt additive.

3. Mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1 and 2, characterized in that the melting additive is lithium and / or cobalt.

4. mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1, characterized in that the carrier material is zinc.

5. mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1 and 4, characterized in that the dosing of 95 to 55 wt .-% zinc and the balance to 100% from 5 to 45Gew .-% mercury.

6. Mercury-containing dosing body for a discharge lamp according to claim 1,3 and 4, characterized in that the dosing of 98 to 50 wt .-% zinc and the balance to 100% from 1.9 to 40Gew .-% mercury and 0.1 to 10Gew .-% cobalt.