DE1639080B2

DE1639080B2 - Elektrische halogengluehlampe

Info

Publication number: DE1639080B2
Application number: DE1968N0031902
Authority: DE
Inventors: Petrus Cornells van der; Meijer Riksterus Auguste Johannes Maria; Eindhoven Linden (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-01-04
Filing date: 1968-01-04
Publication date: 1977-03-10
Also published as: US3538373A; DE1639080A1; ES348944A1; CH483118A; AT279732B; NL6700099A; GB1161038A; FR1549963A; NO120121B; BE708970A; NL6716682A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Halogenglühlampe mit einem Wolframglühkörper, der sich in einem Kolben aus hochschmelzendem für Licht durchlässigem Material befindet, in dem eine Chlor, Brom oder diese beiden Elemente und Wasserstoff enthaltende Gasfüllung vorhanden ist, wobei der Abstand des Glühkörpers von der Kolbenwand so gering ist, daß die Temperatur an der Kolbenwand beim Betrieb der Lampe derart ansteigt, daß sie die Temperatur, bei der Verbindungen von Wolfram mit Chlor oder Brom kondensieren können, überschreitet, und wobei außer dem Glühkörper noch andere mit der Gasfüllung in Berührung kommende Metallteile im Kolben vorhanden sind.

Unter »anderen Metallteilen« sind hier z. B. Abstützungen für den Glühkörper, Stromzuführungsdrähte, Spiegel, Kappen zur Abschirmung eines Teiles des ausgesandten Lichtes und andere ähnliche in der Lampe vorgesehene eine mechanische, optische oder andere Funktion erfüllende Teile zu verstehen.

In einer z. B. aus der NB-PS 64 07 446 oder NB-PS 64 08 085 bekannten Lampe dieser Art findet beim Betrieb ein regenerativer zyklischer Vorgang statt Vom Glühkörper verdampfendes Wolfram wird in eine bei der Temperatur der Kolbenwand flüchtige Verbindung umgewandelt, die sich in der Nähe des Glühkörpers wieder in Wolfraum und Chlor bzw. Brom zersetzt. Dies hat zur Folge, daß bis an das Ende der Lebensdauer der Lampe keine Schwärzung der Kolbenwand auftritt; das Ende der Lebensdauer wird erreicht, wenn der Glühkörper durchbrennt. Bis an das Ende der Lebensdauer bleibt dadurch auch die Anzahl ausgestrahlter Lumen/W nahezu konstant.

Die richtige und genügende Wirkung eines regenerativen zyklischen Vorgangs in einer Halogenglühlampe, ist von einer Anzahl Faktoren und insbesondere voa einer passenden Wahl der Geometrie der Lampe, der Zusammensetzung des Trägergases, der Temperatur des Giühkörpers, der Art der im Kolben vorgesehenen Metaltteile und atm Vorhandensein von Wasserdampf in der Lampe abhängig.

Wenn aber in Halogenglühlampen mit einer Gasfüllung, die Brom, und/oder Chlor und Wasserstoff enthält, alle Metallteile im Kolben mit Ausnahme des Giühkörpers aus Molybdän bestehen, bleibt die Lampe bis an das Ende ihrer Lebensdauer helL

Bei diesen Lampen stellt sich aber heraus, daß in Abhängigkeit von den Temperaturen, welche die Molybdänteüe in der Lampe durch Bestrahlung, durch Konvexion oder durch Wärmeleitung erreichen, Molybdän mehr oder weniger stark angegriffen wird Dabei tritt keine Schwärzung des Kolbens auf.

Durch diesen Angriff kann aber die Lebensdauer der Lampen verkürzt werden. Wenn z. B. Stützdrähte aus Molybdän vom Helogen weggefressen werden, verliert der Glühkörper seine Abstützung, so daß er durchbiegen kana Wenn dabei der brennende Glühkörper die Kolbenwand berührt, schmilzt die letztere durch. Der Kolbeninhalt ist dann mit der Atmosphäre in offener Verbindung. Dies bedeutet das sofortige Ende der Lampe. Das in eine Halogenverbindung umgewandelte Molybdän kann unter Bildung von »Whiskers« auf oder nahe bei dem Glühkörper niedergeschlagen werden und Kurzschlüsse herbeiführen.

Der beschriebene Angriff kann dadurch verhindert werden, daß das Molybdän mit einem Edelmetall, wie Platin, überzogen oder die gegen Angriff empfindlichen Teile völlig aus Platin oder einem Platinmetall hergestellt werden. Diese Lösungen sind jedoch kostspielig, so daß sie eine unzulässige Erhöhung des Kostenpreises zur Folge haben. Über etwa 1800° C verdampft Platin; die schützende Wirkung geht dabei verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen billigeren und außerdem bis zu höheren Temperaturen intakt bleibenden Schutz von Molybdänteilen in Halogenglühlampen der eingangs genannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, d. h. ein effektiver Schutz vor Angriff durch Brom und/oder Chlor wird dadurch erreicht, daß die Metallteile im Kolben mit Ausnahme des Glühkörpers aus mit einer Kohlenstoffhaut überzogenem Molybdän bestehen.

Es stellt sich nämlich heraus, daß Kohlenstoff keine Schwärzung in diesen Lampen herbeiführt, während der Schutz bis zu Temperaturen von etwa 2500° C intakt bleibt.

Es stellt sich weiter heraus, daß die schützende Wirkung bereits mit einer Kohlenstoffhaut mit einer Stärke in der Größenordnung von 1 μ erhalten werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Photoiampe in vergrößertem Maßstab.

Die Lampe nach der Figur besteht aus einem Quarzkolben 1 mit einer Quetschung 2, in die die aus Metalistiften 3 und 4 aus an diesen festgeschweißten Molybdänfoiien 5 und 6 und aus Stromzuführungsdrähten 7 und 8 bestehenden Stromzuführungsglieder eingeschmolzen sind. Der Stromzuführungsdraht 8 wird bei 9 in eine Ausstülpung des Kolbens geführt. Die

Stromzuführungsdrähte 7 und 8 werden mittels eines Hartglasbalkens 13, an dem auch der Abstützungsdraht U befestigt ist, in den Kolben geführt Der Balken 13 kann auch aus Quarz bestehen. Zwischen den Enden der Stromzuführungsdrähte ist im Kolben die doppelgewikkelte Wolframwendel 12 angebracht (festgeschweißt). Die Gesamtlänge der Lampe beträgt etwa 65 mm, der Durchmesser 14,5 mm. Der Inhalt des Kolbens b jträgt etwa 3,2 cm³. Die Länge der Wendel ist etwa 24 mm. Die Lampe wfe\l mit 1,1 VoL % CH₂Br₂ enthaltendem Stickstoff unter einem Druck von 700 Torr ausgefüllt Bei einer Belastung von 650 W und einer Spannung zwischen 220 und 25Ü V beträgt der Wirkungsgrad etwa 31,5 Lumen/W bei einer Farbtemperatur von 3400° K. Die Lampe soll bei kontinuierlichem Betrieb eine Lebensdauer von 15 Stunden haben.

Es erwies sich als möglich, ohne Beeinträchtigung der Güte der Lampe die StromzuführungsHrähte 7 und 8 und die Abstützung II, die Höchsttemperaturen von etwa 2150° C, 1700° C bzw. 2550° C annehmen, aus Molybdän herzustellen. Die Stromzuführungsdrähte 7 und 8 und der Abstützungsdraht 11 wurden aus mit einer Kohlenstoffhaut bis zu einer Stärke von 1 μ überzogenem Molybdändraht hergestellt

Geeignete Kohlenstoffhäute lassen sich dadurch erhalten, daß die zu überziehenden Molybdänteile, z. B. Molybdändraht, in Chloroform auf einer Temperatur unterhalb 1000° C, z. B. zwischen 800 und 950° C, erhitzt werden. Wenn nur so kurz, z. B. 1 Sekunde, erhitn wird, daß die Stärke der Kohlenstoffhaut kleiner als 2 μ ist, wird eine fest haftende Kohlenstoffhaut erhalten. Die mechanischen Eigenschaften des Molybdändrahtes ändern sich dabei nicht Aus einem auf diese Weise überzogenen Draht können Abstützungen, z. B. in Form einer Wendel, hergestellt werden, die Kohlenstoffhaut bröckelt dabei nicht ab. Auch können Spiegel, Abschirmkappen oder andere in der Lampe zu montierende Molybdänteile auf diese Weise mit einer Kohlenstoffhaut überzogen werden.

Beim beschriebenen Verfahren zum Oberziehen von Molybdän mit Kohlenstoff bildet sich kein oder nahezu kein Molybdänkarbid. Dies ist gewünscht da eine Molybdänkarbidhaut die Schweißung an einem Molybdänteil erschwert; ein Kohlenstoffüberzug an sich bereitet nahezu keine Schwierigkeiten.

Selbstverständlich können alle Molybdänteile in einer Chlor und/oder Brom enthaltenden Lampe mit einer Kolbenstoffhaut überzogen werden. Für Teile, die beim Betrieb keine Temperaturen über 400° C erreichen, ist dies aber nicht absolut erforderlich. Der Angriff durch Halogen bei Temperaturen unterhalb 400° C geht nur langsam vor sich. In bezug auf den Schutz vor Angriff hat die Anbringung einer Kohlenstoffhaut auf derartigen Teilen in Lampen, die aus anderen Gründen nur eine kurze Lebensdauer haben, somit im allgemeinen nur einen geringen Effekt In diesen Lampen kann der Kohlenstoffüberzug aber vorteilhaft als Getter angewandt werden. Die Kohlenstoffhaut ist insbesondere für Molybdänteile von Bedeutung, die beim Betrieb der Lampe eine Temperatur zwischen 400 und 2500° C annehmen.

Durch Anwendung der Erfindung wird der Vorteil erreicht daß die Molybdänteile nicht durch Halogen angegriffen werden. Die Kohlenstoffhaut kann außerdem für den Zyklus weniger günstige Stoffe, z. B. Sauerstoff, binden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Halogenglühlampe mit einem Wolftamglühkörper, der sieh in einem Kolben aus hoclischmelzenderrs für licht durchlässigem Mate- S rial befindet, indem eine Chior, Brom oder diese beiden Elemente and Wasserstoff enthaltende Gasfüllung vorhanden ist, wobei der Abstand des Glühkörpers von der Kolbenwand so gering ist, daß die Temperatur an der Kolbenwand beim Betrieb to der Lampe derart ansteigt, daß sie die Temperatur, foei der Verbindungen von Wolfram mit Chlor oder Brom kondensieren können, überschreitet, und wobei außer dem Glühkörper noch andere mit der Gasfüllung in Berührung kommende Metallteile im Kolben vorgesehen sind, dadurch gekennzeichne t, daß die MetalkeBe (7,8,11) im Kolben mit Ausnahme des Glühkörper (12) aus mit einer Kohlenstoffhaut überzogenem Molybdän bestehea

2. Elektrische Halogenglühlampe nach Ans-pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Metallteile, die beim Betrieb der Lampe eine Temperatur zwischen 400 und 2500" C erreichen, aus mit einer Kohlenstoffhaut überzogenem Molybdän bestehen.

3. Elektrische Halogenglühlampe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffhaut eine Stärke in der Größenordnung von 1 μ hat.

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