DE1045539B - Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number
DE1045539B
DE1045539B DEI5737A DEI0005737A DE1045539B DE 1045539 B DE1045539 B DE 1045539B DE I5737 A DEI5737 A DE I5737A DE I0005737 A DEI0005737 A DE I0005737A DE 1045539 B DE1045539 B DE 1045539B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
atmosphere
incandescent lamp
hydrogen
filament
volatile hydrocarbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEI5737A
Other languages
English (en)
Inventor
Dexter Parshall Cooper Jun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polaroid Corp
Original Assignee
Polaroid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polaroid Corp filed Critical Polaroid Corp
Priority to DEI5737A priority Critical patent/DE1045539B/de
Publication of DE1045539B publication Critical patent/DE1045539B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01KELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00Details
    • H01K1/50Selection of substances for gas fillings; Specified pressure thereof

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Description

  • Elektrische -Glühlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine elektrische Glühlampe mit einem Tantalkarbidfaden, der sich in einer Atmosphäre befindet, die einen flüchtigen Kohlenwasserstoff enthält, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Elektrische Glühlampen mit einem Tantalkarbidfaden in einer einen flüchtigen Kohlenwasserstoff enthaltenden Atmosphäre sind bereits bekannt. Beim Betriebe eines Leuchtkörpers aus Tantalkarbid in einer Atmosphäre, die Kohlenwasserstoffe enthält, bildet sich durch Dissoziation Wasserstoff, so daß sich also auch der Tantalkarbidfaden in einer Atmosphäre befindet, die zusätzlich zu dem Wasserstoff des Kohlenwasserstoffes einen Überschuß an Wasserstoff enthält, wobei die Gesamtmenge des insgesamt in der Glühlampe vorhandenen Kohlenstoffs ungeändert geblieben ist.
  • Es ist bisher bei Glühlampen mit Kohlefäden in einer Atmosphäre aus Kohlenwasserstoffen nicht gelungen, außer einer Anlagerung von Kohlenstoff an den Glühkörper durch thermische Zersetzung des Kohlenwasserstoffs auch eine vollständige Wiederverbindung vom Glühkörper abgedampfter Kohle mit dem überschüssigen Wasserstoff in thermisch zersetzungsfähigen, gasförmigen Kohlenwasserstoff so zu bewirken, daß dieser Vorgang vollständig umkehrbar bleibt und daß dadurch über eine längere Betriebsdauer Glühkörper und Gasatmosphäre erhalten bleiben und eine Schwärzung des Kolbens vermieden wird.
  • Erfindungsgemäß wird nun bei einer elektrischen Glühlampe mit einem Tantalkarbidfaden, der sich in einer Atmosphäre befindet, die einen flüchtigen Kohlenwasserstoff enthält, die Atmosphäre so zusammensetzt, daß sie auch eine Wasserstoffmenge im Überschuß zu der in die Atmosphäre eingeführten Kohlenwasserstoffmenge enthält. Hierdurch kann das Verfahren beim Tantalkarbid in einer gasförmigen, Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre reversibel geführt und eine wesentliche Leistungssteigerung bei einer Glühlampe mit Tantalkarbidglühkörper erreicht werden.
  • Wenn der Glühkörper bei der erfindungsgemäßen Glühlampe auf hohe Temperaturen erhitzt wird, so wird ein Teil des Kohlenstoffes, der in dem Tantalkarbidfaden vorhanden ist, abgetrieben oder verflüchtigt. Kann sich dieser Kohlenstoff mit keinem anderen Stoff verbinden, so setzt er sich auf der Fläche des Glaskolbens als schwarzer oder rußiger Niederschlag ab. Bei der erfindungsgemäßen Glühlampe findet der aus dem Tantalkaxbidfaden abgetriebene Kohlenstoff freien Wasserstoff in der den Glühfaden umgebenden Atmosphäre vor und verbindet sich mit dem Wasserstoff zu Äthylen. Bei hohen Temperaturen des Glühfadens wird das in der Atmosphäre des Glaskolbens befindliche Äthylen zersetzt, und zwar zu Kohlenstoff, der sich mit dem Tantal des Glühfadens wieder verbindet, und den Glühfaden in Tantalkarbid verwandelt, und freien Wasserstoff, der sich mit dem von dem Glühfaden abgetriebenen oder verflüchtigten Kohlenstoff verbindet. Es findet also ein reversibles Verfahren statt, in dem der Glühfaden Kohlenstoff an die Atmosphäre des Glaskolbens abgibt, in der sich der Kohlenstoff mit dem freien Wasserstoff zu Äthylen verbindet, das dann zugesetzt wird, und zwar zu Kohlenstoff, der sich mit dem Glühfaden zu Tantalkarbid verbindet, während Wasserstoff frei in der Atmosphäre der Glühlampe bleibt.
  • Die Beschreibung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnung, die einen schematischen Schnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühlampe wiedergibt.
  • Es besteht eine Nachfrage nach Glühlampen, die mit verhältnismäßig hohen Fadentemperaturen arbeiten und ein im wesentlichen weißes Licht erzeugen. Derartige Glühlampen werden beispielsweise zur Fiutlichtbeleuchtung beim Fotografieren verwendet. Die zur Zeit erhältlichen Glühlampen, die mit Fadentemperaturen von 3400°K arbeiten, haben eine verhältnismäßig kurze Bienndauer, brennen innerhalb 3 bis 4 Stunden aus und zeigen nach kurzer Zeit, und zwar nach 5 bis 10 Minuten, einen schwarzen Niederschlag an der Innenseite des Glaskolbens der Glühlampe. Die zur Zeit erhältlichen Fotoglühlampen, die bei niedrigeren Fadentemperaturen arbeiten z. B. bei Fadentemperaturen im Bereich von 3200°K, haben eine etwas längere Brenndauer von ungefähr 20 Stunden, jedoch ist das aus diesen Glühlampen austretende Licht wegen seiner Farbeigenschaften nicht befriedigend.
  • Die erfindungsgemäße Glühlampe, die bei einer Fadentemperatur im Bereich von 3600 bis 3800°K arbeitet, gibt ein besseres und weißeres Licht als die bereits erwähnten kurzlebigen Flutlichtlampen für Fotozwecke und besitzt eine längere Brenndauer von über 25 bis 30 Stunden als die weniger erwünschten Fotolampen, die mit niedrigeren Fadentemperaturen arbeiten. Die neue Glühfadenlampe läßt sich also überall dort mit Vorteil gebrauchen, wo Flutlichtfotolampen verwendet werden. Wegen ihrer hohen Fadentemperaturen und ihrer verhältnismäßig langen Brenndauer ist sie aber auch auf anderen industriellen Gebieten von Nutzen.
  • Die erfindungsgemäße Glühlampe kann jede gewünschte Form und Größe haben. Sie kann beispielsweise einen Kolben besitzen, der ganz oder teilweise durchscheinend oder durchsichtig ist oder bei dem nur ein. Teil des Kolbens das Licht durchläßt, während der übrige Teil aus einem parabolisch oder anderweitig geformten Reflektor besteht, in dessen Brennpunkt der Leuchtfaden liegt.
  • Es wird zwar die Anwendung der Erfindung bei Glühlampen für Fotoflutlicht erwähnt, jedoch kann die Erfindung allgemein bei Glühlampen Verwendung finden, z. B. bei Glühlampen, wie sie in. den Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen oder zu ähnlichen Zwecken verwendet werden, wo genau gerichtete oder gesammelte Lichtstrahlenbündel zur Aussendung kommen. Eine derartige Glühlampe ist schematisch im Schnitt in der Zeichnung dargestellt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Glühlampe wird ein Leuchtfaden verwendet, der jede gewünschte Größe und Form haben kann und entweder gerade, gewellt, gefaltet oder zu einer Wendel aufgewickelt ist, ferner im wesentlichen aus Tantallkarbid besteht und außerdem zwischen zwei Elektroden, z. B. Nickelelektroden, aufgehängt ist. Besteht der Kolben der Glühlampe zum Teil aus einem Reflektor, so wird der Faden vorzugsweise in den Brennpunkt der Parabelfläche oder der sonstigen durch den Reflektor gebildeten Fläche eingestellt. Der Kolben ist wenigstens zum Teil lichtdurchlässig und vorzugsweise durchsichtig und kann gewünschtenfalls bekannte Linsenelemente enthalten.
  • Der Kolben wird luftleer gepumpt und beispielsweise bei etwas unter Außenluftdruck mit einer Mischung gefüllt, die aus einem flüchtigen Kohlenwasserstoff und Wasserstoff besteht. Diesen Gasen wird gewünschtenfalls ein inertes hochdurchsichtiges Gas von geringer Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Argon, Krypton oder Xenon, zugemischt.
  • Es soll so viel flüchtiger Kohlenwasserstoff verwendet werden, daß genügend Kohlenstoff vorhanden ist, um den gesamten erwärmten Teil des Tantalfadens in Tantalkarbid umzuwandeln, und außerdem einen Gleichgewichtszustand zu schaffen, der einen Kohlenstoffverlust aus der Oberfläche des Glühfadens bei Brenntemperaturen verhütet. Praktisch bedeutet dies eine Mindestmenge von dem Dreifachen oder Vierfachen der berechneten Kohlenwasserstoffmenge, die notwendig ist, um den Faden vollständig zu Tantalkarbid umzuwandeln. Vorzugsweise wird ein beträchtlicher Überschuß an flüchtigem Kohlenwasserstoff über die erwähnte Mindestmenge verwendet.
  • Es kann zwar jeder flüchtige Kohlenwasserstoff innerhalb des Glühlampenkolbens verwendet werden, doch wird Methan oder Äthylen bevorzugt. Während der Erwärmung der Glühlampe wird durch die bei der hohen Temperatur des Tantalkarbidfadens in der beschriebenen Atmosphäre vor sich gehenden Umsetzungen wahrscheinlich etwas Äthylen gebildet. Der Mengenanteil des flüchtigen Kohlenwasserstoffes zu dem Wasserstoff in dem innerhalb des Kolbens vorhandenen Gasgemisch ist nicht von Bedeutung. Vorzugsweise enthält das Gemisch mehr als die doppelte Menge an Wasserstoff als an flüchtigem Kohlenwasserstoff. Wird zwischen den Elektroden ein Glühfaden von ungefähr 12,5 mm Länge und von 0,254 bis 0,381 mm Durchmesser verwendet, so enthält der Kolben vorteilhaft wenigstens etwa 20 ccm Methan oder einen anderen flüchtigen Kohlenwasserstoff und wenigstens etwa 50 ccm Wasserstoff. Der Rest des innerhalb des Kolbens befindlichen Gasgemisches kann entweder Wasserstoff oder ein inertes Gas, beispielsweise Argon, sein. Handelt es sich um eine große Glühlampe, deren Kolbenvolumen verhältnismäßig groß ist und beispielsweise 2800 ccm beträgt, so kann die innerhalb des Glühlampenkolbens liegende Atmosphäre vorzugsweise etwas mehr an flüchtigem Kohlenwasserstoff, beispielsweise 25 bis 30 ccm, enthalten, während der Rest der Atmosphäre vollständig aus Wasserstoff oder aus einem Gemisch von Wasserstoff und einem geeigneten inerten Gas bestehen kann, das wenigstens etwa 150 bis 200 ccm Wasserstoff enthält.
  • Derartige Glühlampen, d. h. Glühlampen, die einen Faden aus Tantalkarbid sowie einen Kolben besitzen, der eine kleine Menge eines flüchtigen Kohlenwasserstoffes sowie Wasserstoff mit oder ohne Zusatz eines inerten Gases geringer Wärmeleitfähigkeit enthält, können zufriedenstellend mit Spannungen betrieben werden, die Glühfadentemperaturen im Bereich von 3600 bis 3800'K ergeben und können unter diesen Bedingungen während verhältnismäßig langer Zeiträume brennen, beispielsweise während 25 Stunden, ohne daß ein Schwärzen erfolgt, d. h. ohne daß sich ein schwarzer Niederschlag auf der Innenfläche des Kolbens bildet und ohne daß eine merkliche Änderung der chemischen Zusammensetzung des Leuchtfadens eintritt. Die erfindungsgemäßen Glühlampen arbeiten mit einem wesentlich besseren Wirkungsgrad (Lichtstärke j e Watt) als die üblichen Wolframfadenlampen. Versuche haben gezeigt, daß der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Glühlampen etwa das Dreifache der üblichen Glühlampen beträgt.
  • Der Leuchtfaden der erfindungsgemäßen Glühlampe kann natürlich durch jedes geeignete Verfahren aus Tantal in. Tantalkarbid und gewünschtenfalls vor dem Einsetzen in den Glühlampenkolben umgewandelt werden. Ein bevorzugtes Verfahren bei der Herstellung der neuen Glühlampen, bei dem keine Handhabung und Formung des Tantallkarbids erforderlich ist, besteht darin, den Faden innerhalb des Lampenkolbens aus Tantal in Tantalkarbid umzuwandeln, und zwar nachdem der Glühiampenkolben mit der bevorzugten Atmosphäre gefüllt und dann zugeschrnolzen worden ist. Dieses Verfahren wird in folgender Weise ausgeführt Es wird eine Glühlampe mit einem Faden aus Tantalmetall hergestellt, die aber in allen Hinsichten der vorstehend beschriebenen Glühlampe gleich ist, d. h. ihr Kolben wird luftleer gemacht und wird. mit einem passenden Gemisch aus Kohlenwasserstoff und Wasserstoff mit oder ohne Zusatz eines inerten Gases geringer Wärmeleitfähigkeit gefüllt. An den Glühfaden wird dann eine so große Spannung angelegt, daß die Temperatur des Fadens auf etwa 2800°K steigt. Diese Temperatur wird während annähernd einer Minute beibehalten, worauf die Temperatur durch Erhöhung der Spannung allmählich gesteigert wird, bis eine Fadentemperatur von annähernd 3600'K erreicht ist. Dieser Temperaturanstieg wird bei einem Faden der erwähnten Länge und des erwähnten Durchmessers in etwa 8 oder 9 Minuten erreicht. Der erwärmte Abschnitt des Fadens ist dann im wesentlichen völlig in Tantalkarbid umgewandelt, wie durch Analyse mittels Röntgenstrahlen festgestellt wurde. Um eine völlige Um- Wandlung sicher zu erzielen, kann die Glühlampe mit einer Fadentemperatur von annähernd 3600°K für weitere 5 bis 10 Minuten geheizt werden, wobei während dieser Zeit die Temperaturfarbe des Fadens wiederholt geprüft wird, um festzustellen, ob die Umwandlung beendet ist. Die Glühlampe ist nunmehr zur wirtschaftlichen Verwendung fertig und kann während längerer Zeitabschnitte bei Fadentemperaturen im Bereich von 3600 bis 3800°K arbeiten.
  • Unter dem verwendeten Ausdruck »Leuchtfaden« oder »Glühfaden« ist der innerhalb des Lampenkolbens liegende erwärmte Leuchtstreifen zu verstehen, und zwar ohne Rücksicht auf Größe und Form sowie auf den Umstand, ob der Streifen draht- oder bandförmig, flach, in Wendelform gewickelt, zu einer Schleife gebogen oder gewellt ist.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrische Glühlampe mit einem Tantalkarbidfaden, der sich in einer Atmosphäre befindet, die einen flüchtigen Kohlenwasserstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre auch eine Wasserstoffmenge im Überschuß zu der in die Atmosphäre eingeführten Kohlenwasserstoffmenge enthält.
  2. 2. Elektrische Glühlampe mit einem Faden aus metallischem Tantal, das in einer einen flüchtigen Kohlenwasserstoff enthaltenden Atmosphäre liegt und durch vorausgehende Erwärmung der Glühlampe zu Tantalkarbid umgewandelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre auch einen Überschuß an Wasserstoff zusätzlich zu dem Wasserstoff des Kohlenwasserstoffes enthält.
  3. 3. Glühlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flüchtige Kohlenwasserstoff wenigstens in der dreifachen Menge der Menge vorhanden ist, die genügt, um während des Erwärmens das metallische Tantal zu Tantalkarbid umzuwandeln.
  4. 4. Glühlampe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre einen wesentlichen, wenigstens die doppelte Menge betragenden Überschuß an Wasserstoff über den flüchtigen Kohlenwasserstoff hat.
  5. 5. Glühlampe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flüchtige Kohlenwasserstoff Methan oder Äthylen ist.
  6. 6. Glühlampe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre auch ein durchsichtiges inertes Gas geringer Wärmeleitfähigkeit enthält.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faden aus metallischem Tantal in einen Glühlampenkolben eingesetzt wird, der eine Atmosphäre aus einem flüchtigen Kohlenwasserstoff und überschüssigem Wasserstoff enthält, und daß dieser Faden zu Tantalkarbid dadurch umgewandelt wird, daß er innerhalb dieser Atmosphäre bei einer Fadentemperatur von etwa 2800°K während einer kurzen Zeit erwärmt und diese Fadentemperatur dann allmählich auf etwa 3600° K erhöht wird. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden in einer Atmosphäre erwärmt wird, die einen wesentlichen, wenigstens die doppelte Menge betragenden Überschuß an Wasserstoff über den flüchtigen Kohlenwasserstoff enthält.
  9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden in einer Atmosphäre erwärmt wird, in der der flüchtige Kohlenwasserstoff in mindestens der dreifachen Menge der Menge vorhanden ist, die genügt, um das metallische Tantal in Tantalkarbid umzuwandeln. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 632 332, 644 581.
DEI5737A 1952-04-12 1952-04-12 Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung Pending DE1045539B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEI5737A DE1045539B (de) 1952-04-12 1952-04-12 Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEI5737A DE1045539B (de) 1952-04-12 1952-04-12 Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1045539B true DE1045539B (de) 1958-12-04

Family

ID=7184929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEI5737A Pending DE1045539B (de) 1952-04-12 1952-04-12 Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1045539B (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE632332C (de) * 1932-05-07 1936-07-06 Bernhard Erber Elektrische Gluehlampe, deren Leuchtkoerper an seiner Oberflaeche aus dem Carbid des Tantals oder eines Metalls der Tantalgruppe besteht, und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE644581C (de) * 1935-06-15 1937-05-08 Patra Patent Treuhand Gasgefuellte elektrische Gluehlampe mit einem Leuchtkoerper aus hochschmelzenden Karbiden

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE632332C (de) * 1932-05-07 1936-07-06 Bernhard Erber Elektrische Gluehlampe, deren Leuchtkoerper an seiner Oberflaeche aus dem Carbid des Tantals oder eines Metalls der Tantalgruppe besteht, und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE644581C (de) * 1935-06-15 1937-05-08 Patra Patent Treuhand Gasgefuellte elektrische Gluehlampe mit einem Leuchtkoerper aus hochschmelzenden Karbiden

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69102791T2 (de) Niederleistungsmetallhalogenidlampe.
EP0800201B1 (de) Langlebiger Excimerstrahler, Verfahren zu seiner Herstellung und zur Lebensdauerverlängerung sowie Vorrichtung zur Durchführung des letztgenannten Verfahrens
DE2109898B2 (de) Leuchtstofflampe mit kleinen Abmessungen
DE1589173B1 (de) Elektrische gluehlampe
DE644581C (de) Gasgefuellte elektrische Gluehlampe mit einem Leuchtkoerper aus hochschmelzenden Karbiden
DE2118828A1 (de) Hochdruck-Natriumdampf-Entladungslampe
DE1045539B (de) Elektrische Gluehlampe mit einem Tantalkarbidfaden und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2746413C2 (de) Niederdrucknatriumdampfentladungslampe
DE680041C (de) Elektrische Hoechstdruckdampfentladungslampe mit zylindrischem Gefaess
DE290932C (de)
DE696952C (de) Elektrische Mischlichtlampe, bei der der Lichtbogen einer Quecksilberhochdruckentladung zur Heizung eines ihn umschliessenden Gluehkoerpers dient
DE684297C (de) Elektrische Lampe mit einer Gasentladungsroehre
DE952917C (de) Mischlichtlampe
DE313085C (de)
DE733786C (de) Elektrische Mischlichtlampe, bestehend aus einer Gasentladungsroehre mit durch die Entladung aufgeheizten Gluehelektroden, einem mit dieser Roehre in Reihe geschalteten und deren Vorschaltwiderstand bildenden Gluehdraht sowie einer die Entladungsroehre und den Gluehdraht gasdicht umschliessenden Aussenhuelle
DE2231520A1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrischen gluehlampe mit verlaengerter lebensdauer und/oder erhoehter lichtausbeute
DE686094C (de) Elektrische Quecksilberdampfentladungslampe, die eine rotfluoreszierende Rhodaminfarbstoffschicht bestrahlt
DE185496C (de)
AT150550B (de) Elektrische Glühlampe, bei welcher der Glühkörper in einem von einem zweiten Kolben umgebenen Kolben eingeschmolzen ist, und Verfahren zu deren Herstellung.
DE499069C (de) Leuchtkoerper fuer elektrische Lampen
DE1589173C (de) Elektrische Glühlampe
DE1764954C3 (de) Halogen-Glühlampe
AT149286B (de) Elektrische Lampe.
DE1051974B (de) Gasgefuellte elektrische Gluehlampe
DE3501092A1 (de) Anordnung zum montieren eines getters fuer glueh- und entladungslampen hoher intensitaet