DE102004038556A1 - Gas discharge bulb has a quarz glass bulb that is internally coated that improves light transmissibility ands extends life - Google Patents

Gas discharge bulb has a quarz glass bulb that is internally coated that improves light transmissibility ands extends life Download PDF

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Abstract

A gas discharge bulb, such as a mercury vapour bulb, has a glass bulb that is internally coated with a transparent layer of aluminium, phosphor and oxygen. The transparent layer is 30 to 100 nanometres within a total layer of 10 nanometres to 10 micrometres thick. The bulb can also be of a type emitting ultra violet, UV, or infra red, IR, emissions.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lampe mit einem abgeschlossenen Strahlungskörper, in dem eine Heizwendel angeordnet ist oder der einen Gasentladungsraum enthält.The The present invention relates to a lamp with a closed one Radiation body, in which a heating coil is arranged or a gas discharge space contains.

Bei solchen Strahlern kann das Problem auftreten, dass der Strahlungskörper eine Entglasung erfährt oder sich innerlich beschichtet und dabei seine Funktion als Strahler beeinträchtigt oder zerstört wird. Beispielsweise neigen Quecksilberdampflampen dazu, einen Quecksilberoxidbeschlag an der Innenseite des Strahlungskörpers auszubilden, der die Lichtdurchlässigkeit beeinträchtigt und die Lebensdauer der Lampe beschränkt.at such radiators can cause the problem that the radiation body a Devitrification undergoes or internally coated while doing its job as a spotlight impaired or destroyed. For example, mercury vapor lamps tend to have a mercury oxide fitting form on the inside of the radiation body, the light transmittance impaired and limited the life of the lamp.

Weiterhin können chemisch aggressive Füllungen des Strahlungskörpers dessen Innenseite angreifen.Farther can chemically aggressive fillings of the radiation body attack its inside.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, derartigen Beeinträchtigungen entgegenzuwirken, die Transparenz des Strahlungskörpers aufrechtzuhalten und dessen Lebensdauer zu verlängern.The Object of the present invention is to such impairments to counteract, to maintain the transparency of the radiation body and extend its life.

Zur Lösung der Aufgabe wird der Strahlungskörper mit einer transparenten über 10 nm dicken Beschichtung von auf Basis von Aluminium, Phosphor und Sauerstoff geschützt. Dabei wird die Beschichtung so dünn aufgetragen, dass ihre Schichtdicke unterhalb von 10 μm bleibt.to solution The task is the radiation body with a transparent over 10 nm thick coating based on aluminum, phosphorus and Oxygen protected. The coating is so thin applied so that their layer thickness remains below 10 microns.

BevorzugtPrefers

  • • beträgt die Schichtdicke 30 bis 100 nm,• is the layer thickness 30 to 100 nm,
  • • besteht die Beschichtung hauptsächlich aus Aluminiumphosphat, insbesondere zu 80• consists the coating mainly of aluminum phosphate, in particular 80
  • • ist die Beschichtung überwiegend amorph.• is the coating predominantly amorphous.
  • • ist das Verhältnis von Aluminium zu Posphor größer als 1:1, • is The relationship from aluminum to phosphorus larger than 1: 1,
  • • schützt die Beschichtung den Strahlerkörper vor Korrosion bei hohen Temperaturen,• protects the Coating the radiator body against corrosion at high temperatures,
  • • erschwert die Beschichtung eine innenwandige Abscheidung von Quecksilberoxid.• difficult the coating is an inside wall deposition of mercury oxide.
  • • ist der Strahler ein UV-Strahler,• is the spotlight a UV lamp,
  • • ist der Strahler ein VIS-Strahler,• is the spotlight a VIS spotlight,
  • • ist der Strahler ein IR-Strahler,• is the emitter an IR emitter,
  • • ist der Strahler eine Quecksilberdampflampe• is the spotlight is a mercury vapor lamp
  • • ist der Stahler eine Deuteriumlampe,• is the steelman a deuterium lamp,
  • • ist der Strahler eine Halogenlampe• is the spotlight is a halogen lamp
  • • weist der Strahler einen rohrförmige Hülle, einen Rundkolben oder eine Birne aus Glas, vorzugsweise Quarzglas auf• points the radiator a tubular shell a round-bottomed flask or a pear made of glass, preferably quartz glass on

Ein geeignetes Herstellungsverfahren für Strahlungskörper mit einer transparenten zwischen 10 nm und 10 μm dicken Beschichtung von auf Basis von Aluminium, Phosphor und Sauerstoff geschützt enthält folgende Schritte:
Inwandiges Auftragen einer Phosphorpentoxid, und Aluminiumsalz und ein nichtwässriges Lösungsmittel enthaltenden Zusammensetzung,
entfernen der flüchtigen Bestandteile und
zumindest teilweises Überführen des Aluminiumsalzes in Aluminiumphosphat.A suitable production method for radiation bodies with a transparent coating of 10 nm to 10 μm thickness protected on the basis of aluminum, phosphorus and oxygen contains the following steps:
In-wall application of a phosphorus pentoxide, and aluminum salt and a nonaqueous solvent-containing composition,
remove the volatiles and
at least partial conversion of the aluminum salt into aluminum phosphate.

Vorzugsweise
wird das Anion des Aluminiumsalzes im wesentlichen bei einem Einbrennvorgang entfernt,
wird zur Beschichtung ein Sol-Gel-Verfahren angewendet,
erfolgt die inwandige Beschichtung durch Besprühen oder Tauchen,
erfolgt die inwandige Beschichtung in einem Rohr bevorzugt durch Ziehen eines Kerns der als Rundspachtel wirkt.Preferably
the anion of the aluminum salt is essentially removed during a baking process,
is used for coating a sol-gel method,
the in-wall coating takes place by spraying or dipping,
the in-wall coating preferably takes place in a tube by pulling a core which acts as a round putty.

Bei den erfindungsgemäßen Strahlern wird die korrosive Beschädigung im Gebrauch drastisch reduziert und eine enorme Verlängerung der Lebensdauer erreicht.at the radiators according to the invention becomes the corrosive damage drastically reduced in use and a tremendous lengthening reached the life.

Bei den erfindungsgemäßen Quecksilberdampflampen wird die Quecksilberabscheidung am Strahlungskörper drastisch reduziert und eine enorme Verlängerung der Lebensdauer erreicht.at the mercury vapor lamps according to the invention the mercury deposition is drastically reduced at the radiation body and a huge extension reached the life.

UV-Strahler ist insbesondere ein Strahler, welcher mindestens 5% der Energie im Spektralbereich unter 360 nm emittiert vorzugsweise über 10%.UV lamps is in particular a radiator, which is at least 5% of the energy in the spectral range below 360 nm emits preferably over 10%.

VIS-Strahler ist insbesondere ein Strahler, welcher mindestens 5% der Energie im Spektralbereich von 360 nm bis 700 nm emittiert vorzugsweise über 10%.VIS lamps is in particular a radiator, which is at least 5% of the energy in the spectral range from 360 nm to 700 nm emits preferably more than 10%.

IR-Strahler ist insbesondere ein Strahler, welcher mindestens 50% der Energie im Spektralbereich 0.7 μm bis 30 μm emittiert vorzugsweise über 90%.IR emitters is in particular a radiator, which is at least 50% of the energy in the spectral range 0.7 μm up to 30 μm preferably emits over 90%.

Bevorzugte Heinzwendeln sind solche auf Basis von Wolfram oder Kohlenstoff.preferred Heinz coils are those based on tungsten or carbon.

Bevorzugte Strahlungskörper enthalten eine rohrförmige oder eine birnenförmige transparente Hülle aus Glas insbesondere Quarzglas.preferred radiant body contain a tubular or a pear-shaped transparent shell made of glass, in particular quartz glass.

Bevorzugte Gasentladungsräume sind die von Quecksilberdampflampen und Deuteriumlampen.preferred Gas discharge spaces are those of mercury vapor lamps and deuterium lamps.

Die Beschichtung an der Innenwand eines Mitteldruck- und Hochdruckstrahlers kann die Diffusion der Alkalimetalle aus dem Glas in die Gasentladungskammer verhindern.The Coating on the inner wall of a medium-pressure and high-pressure radiator can the diffusion of the alkali metals from the glass into the gas discharge chamber prevent.

Neben Aluminium, Phosphor und Sauerstoff kann das Beschichtungsmaterial bis zu 10% Selten Erdenmetalle oder Scandium, Yttrium oder Lanthan aufweisen.Next Aluminum, phosphorus and oxygen can be the coating material up to 10% rare earth metals or scandium, yttrium or lanthanum.

Eine geeignete Zusammensetzung für das Ausgangsbeschichtungsmaterial ist in US 6,461,415 beschrieben.A suitable composition for the starting coating material is in US 6,461,415 described.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen verdeutlicht.in the The following will illustrate the invention with reference to examples.

Zur Herstellung einer Quecksilberdampflampe wird eine P2O5 und Al(NO3)3 enthaltende etanolische Lösung bereitgestellt, die gemäß US 6,461,415 herstellbar ist, und auf die Innenseite eines als Strahlungskörper vorgesehenen Quarzglasrohrs aufgetragen.To produce a mercury vapor lamp, an etanolic solution containing P 2 O 5 and Al (NO 3 ) 3 is prepared, which is prepared in accordance with US 6,461,415 can be produced, and applied to the inside of a quartz glass tube provided as a radiation body.

Dies kann durch einfaches besprühen mit anschließendem Trocknen erfolgen. Für besonders gleichmäßigen Auftrag eignet sich ein Auftrag nach einem Sol-Gel-Verfahren.This can spray by simply followed by Drying done. For especially uniform order An order is suitable for a sol-gel process.

Die Aufgetragene Schicht wird eingebrannt.The Applied layer is baked.

Bei Verwendung dieser beschichteten Rohre wurde beim Betrieb der Quecksilberdampflampen eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der Quecksilberablagerung am Quarzrohr und der Lebensdauer festgestellt.at Use of these coated tubes has become a mercury vapor lamp operation significant improvement in terms of mercury deposit on Quartz tube and the lifetime determined.

Beim Ziehen eines Kerns durch ein Rohr wird durch die Spaltbreite zwischen Kern und Rohr ein sehr exakter Auftrag erreicht.At the Pulling a core through a pipe is made possible by the gap width Core and tube achieved a very precise order.

Claims (9)

Strahler mit einem abgeschlossenen Strahlungskörper in dem eine Heizwendel angeordnet ist oder der einen Gasentladungsraum enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskörper eine innenseitige Beschichtung auf Basis von Aluminium, Phospor und Sauerstoff aufweist und in einem Bereich von 200 nm bis 30.000 nm, insbesondere bis 2500 nm transparent ist und eine Schichtdicke zwischen 10 nm und 10 μm aufweist.A radiator with a closed radiation body in which a heating coil is arranged or which contains a gas discharge space, characterized in that the radiation body has an inside coating based on aluminum, phosphorus and oxygen and in a range of 200 nm to 30,000 nm, in particular up to 2500 nm is transparent and has a layer thickness between 10 nm and 10 microns. Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Aluminium, Phosphor und Sauerstoff enthaltenden Beschichtung 30 bis 100 nm beträgt.Radiator according to claim 1, characterized that the layer thickness of the aluminum, phosphorus and oxygen containing Coating is 30 to 100 nm. Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler ein UV-, VIS- oder IR-Strahler ist.Radiator according to claim 1 or 2, characterized that the radiator is a UV, VIS or IR emitter. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskörper eine Hülle aus Glas, insbesondere Quarzglas aufweist.Radiator according to one of claims 1 to 3, characterized that the radiation body a Shell out Glass, in particular quartz glass. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Aluminium zu Phosphor größer als 1:1 ist.Radiator according to one of claims 1 to 4, characterized that the ratio from aluminum to phosphorus greater than 1: 1. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftrag Aluminiumnitrat und Phosphorpentoxid enthält.Radiator according to one of claims 1 to 5, characterized that the order contains aluminum nitrate and phosphorus pentoxide. Verfahren zur Herstellung eines Strahlers mit einem abgeschlossenen Strahlungskörper in dem eine Heizwendel angeordnet ist oder der einen Gasentladungsraum enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskörper innenseitig mit einer Beschichtung auf Basis von Aluminium, Phospor und Sauerstoff mit einer Schichtdicke von 10 nm bis 1.000 nm beschichtet wird.Method for producing a radiator with a completed radiation body in which a heating coil is arranged or a gas discharge space contains characterized in that the radiation body on the inside with a Coating based on aluminum, phosphorus and oxygen with a layer thickness of 10 nm to 1000 nm is coated. Verfahren zur Herstellung eines Strahlers nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aluminiumsalz und Phosphorpentoxid enthaltende alkoholische Zusammensetzung auf die Innenseite des Strahlungskörpers aufgetragen und unterhalb 1400°C eingebrannt wird.Method for producing a radiator according to claim 7, characterized in that an aluminum salt and phosphorus pentoxide containing alcoholic composition applied to the inside of the radiation body and below 1400 ° C is burned. Verfahren zur Herstellung eines Strahlers nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aluminiumsalz und Phosphorpentoxid enthaltende Sol-Gel Zusammensetzung auf die Innenseite des Strahlungskörpers aufgetragen und unterhalb 1400°C eingebrannt wird.Method for producing a radiator according to claim 7 or 8, characterized in that an aluminum salt and phosphorus pentoxide containing sol-gel composition applied to the inside of the radiation body and below 1400 ° C is burned.
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