DE1639110A1 - Hochdruck-Natriumdampflampe - Google Patents

Description

" Ho chdruck-Natriumdampf lampe "

Diο Erfindung betrifft eine Hochdruck-Natriumdampflampo, "bsi der ein aus Aluminiumoxid bestehendes keramisches Material für die Lichtbogenröhre verwendet wird, und insbesondere ein Hochdruck-Natriumdampflampe, bei der Natriumverluste bzw, eine Reduktion der wirksamen Natriummenge v/ährend der Lebenszeit der Lampe verhindert werden soll.

In einer Hochdruck-Natriumdampflampe, in der die Lichtbogenröhre aus keramischem Aluminiumoxydmaterial besteht, kann das Natrium mit anderen vorhandenen Substanzen einschließlich des Material^ der lichtbogenröhre selbst reagieren. Dadurch können Verluste an Natrium entstehen. Dies

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BAD ORIGINAL·

. wird durch die Einführung bestimmter Metalle, Legierungen oder Metallverbindungen in die Lampe verhindert. Diese Metalle oder metallischen Verbindungen sollen die Bildung von Fatriumaluminat oder ähnlichen Verbindungen, die für die Fatriumverluste verantwortlich sind, verhindern. Dafür ist eine negative freJelteakti ons energie für folgende Gleichung erforderlich:

. FaAIO₉(S) + xM(S) > Fa(L,G) + M O_n *(S) + 1/2 Al₉O,(S)

Ebenfalls sind ausreichend schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten notwendig. Zu diesem Zweck bevorzugte Metalle sind Yttrium, Cer und Lutetium (Cassiopeium), die innerhalb der leeren Fiob-Abdampfröhre einer Endkappe zu der Aluminumoxyd-Lichtbogenröhre, die innerhalb dieser mit Vakuum umgebenen Lampe liegt, eingeschlossen sind.

" Solche keramischen Materialien und Sndkappen aus Fiob sind in den US-Anmeldungen Serial Fr. 388567 und 590 568 beschrieben.

Die Hochdruck-Fatriumdampflampe nach der Erfindung besteht normalerweise aus einer äußeren Ummantelung oder Hülle aus Glas, innerhalb derer eine schmale röhrenförmige licht- bogenröhre aus polykristallinem Aluminiumoxyd von hoher Dichte angebracht« Der Ö-rundtyp dieser lampe ist in dem

omat/ottt-

BAD ORIOiNAC

US-Pat ant TTr. 3 248 590 be schrieben. Die lichtbogenröhre "umgibt eine ITatriumladung, vorzugsweise eine !Füllung aus ITatrium-Quecksilboramalgam und ein inertes Gas wie beispielsweise Xenon. Sie arbeitet bei einem ITatriumdampfdruck, der ausreichend ist, um eine angemessene Verbreiterung und Selbstumkehr der Resonanzlinien zu verursachen, vorzugsweise im Bereich von 3C bis 500 Torr. Ein großer Prozentsatz der G-e samt strahlung wird auf jeder Seite der gelben Resonanz-D-Linien des Natriums bei 5890 und 5896 Angström emittiert, wobei ein goldweißes licht entsteht, das eine relativ große Energiemenge im Boten besitzt. Das Xenon ist ein Startergas für die Lampe lind das Quecksilber ist ein Puffergas, das eine geeignete Temperatur-Verteilung im Plasma und an den Ummantelungswänden erzeugt. Die Gegenwart des Quecksilbers erhöht den Spannungsgracienten des Lichtbogens, wodurch eine Lampe geschaffen wird, die bei einer gegebenen Wattmenge bei einer höheren Spannung und einem niedrigeren Strom arbeitet. Dadurch erhält man eine wirksam arbeitende Lampe, die Einsparungen an Ballastkosten erlaubt. Selbst wenn der Teildruck des Quecksilbers in der Lampe mehrere Kaie größer ist als der Teildruck des natriums ist wenig Strahlung der Quecksilberlinien im sichtbaren Spektrum festzustellen und es sind im wesentlichen nur die Natriumatome, die angeregt werden und Licht erzeugen.

Schon zu Anfang der Entwicklung dieser Lampe wurde bei einer längeren Gebrauchszeit festgestellt, daß der Spannungsatifall im Querschnitt der Lampe anstieg und die Menge an Rot

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in '¹Gr Strahlung a/bnr.hr:, wo lurch das Licht purpurroter wurde. Ees letzters Phänomen v/ird ir. allgemeinen als Abfr.ll 'Or; roten Faktors bezeichnet. Würde zur gleichen Zeit der Quocksilbor-'dainpf druck erhöht und wenn 'V:-:-.? Betrieb der Lampe trotz Λ or Verschlechterung d-^r Liohtabgabo fortgesetzt würc.o, -^.nn wür-'lo '¹Or nteigon^.e Qusclrsilbor-Oair-pxr.ruck -f.on Spannunr-sebfrll id Querschnitt ^or Ι-ε,ηρο bis zu dom Punkt anstoigen lassen, bei den die Lampe ausgeht. I'an konnte feststellen, ^cß dies- Jrschoinun^en mit ο inen '!',atriuraverluct ur.l einer .Reduktion im Verhält]-is oder in der Atorr·- fraktion des "atriums in der: übarschüssigen flüssigen JTatriui.i-Quaclceilberrerinlf'ier verbunden v/aren, das sich währen- -en Betriebes in Behälter befand. Solche r'ptriiir'.verlu.cto könnten dadurch reduziert werden,, daß die Toriperatur -^η0Ρ- Λιτ.ρ1£Τ-γ.-behäl^J-.:!rs erniedrigt wird. -Jedoch wird dadurch -"ro '.Virksankei·': -""er Lanpe und den roten Faktors verringert; es handelt sich fabei bestenfalls \m einen Koripromiss. ^-iesos Problem wurde bei den Lar-p:>n, die in den Handel körnen, dadurch gelöst, daß die Idcnge oder die Ladung des Anal^er.e bei Cot gewählten Zusammensetzung bis zu den Punlct erhöht wird, bei der. die Veränderung cer gewählten Zusanmensotsunf; während der erwünschten Lebensdauer der Lanpe und trotz der vorkonirenden Verluste innerhalb annehmbarer Grenzen bleibt. Dies erlaubt die "^rhöhun^ der Spannung, ein.: Erniedrigung des Botfaktors und eine Erhöhung des Quecksilberdampfdruckes, der verringert werden kann und innerhalb annehmbarer Grenzen

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BADORlQiN^

während dor ganzen Lebensdauer der Lampe gehalten v/erden kann. Solche Lampen stellen einen großen technologischen Fortochritt dar und worden im Handel unter der Bezeichnung "LucbIoj:" vertrieben.

!Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Ilocli-flruck-ITfdrr ium dampflampe zu schaffen, bei der die natriumabsorbierende Reaktion und somit I-Tatriumverluste verhindert werden sollen. "Dadurch sollte eine I'fetriuradampflampe mit gleichförmigeren Eigenschaften währ s η f. der Lebensdauer geschaffen worden und es sollte ebenfalls eine geringere P.'ienge an ITatrium-Quecksüberamalgam für den Betrieb der Lampe ausreichend sein.

"Die "]rfindung basiert auf der Feststellung, daß C¹Or primäre T-rund für die ITatriumverlusto bei Hochintensitätslampen aus keramischem Aluininiumoxyärnaterial, die bei einem •Tatriumteildruck im. Boreich von 10 bis 1000 Torr arbeiten, in der Bildung von ^TTP,triumaluminat durch die Reaktion von !!■atrium mit Aluminiumoxyd liegt. "Dieser Bereich der ITatriumfirueko wird bei nein obenangegebenen Typ der Lampen mit einer Kalt ptinkt temperatur erreicht, d.h. mit der Temperatur des kältesten Teiles ^,-jt Liohtbogenröhre zwischen 550 C und 1100⁰O. Sauerstoffrückstände wirken sich bei dieser Situation zusätzlich nachteilig aus, jedoch kann sich Natriumaluminat auch von alleine bilden. Läuft eine solche Reaktion weiter, dann wird (]±q Konzentration des Fatriums im Amalgam· vermindert und man erhält die bereits oben geschilderton nachteiligen Irgobnisne.

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BAD ORlQfNAU

Bei der natriumdampflampe nach der Erfindung wir rl der !T.atriumverlust dadurch eliminiert, daß ein reaktionsfähiges retall oder oine Legierung oder eine Verbindung eines solchen retails innerhalb der Liclitbogenröhre oder in Ver bindung damit verwendet wird und zwar unter'Bedingungen, bei denen die folgende G-osamtreaktion:

TTaAIC₂ + sE > iTa + VxQ_{Q 5} + 1/2Al₂O, (1)

eine negative freie Energie aufrechterhält und bei denen die .Reaktionsgeschwindigkeit schneller ist a,ls dia folgen den aluminatbildenclen !Reaktionen, die stattfinden können:

+ 1/4 C₂(G) + 1/2 Al₂O₃(S^ . > ITaAIO₂ (S) (2)

+ 2/3 Al₂O₃(S)C=* FaAIO₂(S) ■«- 1/3 A1(L) (3)

Bei diesen Formeln bedeuten die Buchstaben (G-)-, (L) und (S) Gas, Flüssigkeit und fester Zustand. Is können verschiedene I.^Tetall3 hu cliesom Zweck verwendet werden, jedoch werden vorzugsweise Yttrium, Cer und Lutetium benutzt. "Diese Fetalle erzeugen schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten zu der rechten Seite der Gleichung (1) bei oiiiom geeigneten Temperaturbereich für die Hochdruck-Natriumdampflampe ohne daß nachteilige Nebenoffekte, wie beispielsweise chemische Reaktionen mit anderen Bestandteilen der Lampe, hohe Flüchtigkeiten oder Radioaktivitat erzeugt werden. Diese Metalle

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BADORrGlNAL

können zusätzlich, dio komplexen ITatritun-Calcium-Kagrissiimialuininate '^stabilisieren, die durch, das abdichtende G-Ias gebildet worden können, das zwischen de.r Aluminiumoxy:'¹-Lieiitbogenröhre und der ITiob-Endkappe liegt.

üie '"!rfindung betrifft eine Ho chdruck-I^Tatr ium dampf lamp ο (licchintensitäts-TTatriumdampflampo), 3ie dadurch gokerjaseichnet ist, daß sine lntladungstimmantelLing aus keramischer. Aluniiiiumoxy⁷, die darin fest verbundene Jloktroden besitzt und eine Füllung enthält, die in Betrieb ITrtrium bsi einem Teildruck im Bereich von 10 bis 1000 Torr einschließt, und in Kombination damit eine reaktionsfähige I.!e tall sub stanz, die mit der Aluminiumoxy&unmantelung über Sauerstoff in Verbindung steht, wobei das 1.Ietall bei einem gegebenen Temperaturbereich eine negativere freie Heaktioneenergie bei der Bildung seines Oxyds je IToI Sauerstoff besitzt als die freie Bildungsenergie des ITatriumalurainats je !.!öl Sauerstoff innerhalb der Aluminiumoxydummantelung, und wobei die Substanz innerhalb der ratriumdanpflampe so angeordnet ist, daß während des Betrieben eine Temperatur innerhalb dieses Bereiches erreicht wird, um einen ITatriumverlust durch die Bildung von ITatriunalurainat innerhalb der Aluminium oxy diunmantelung zu verhindern.

Bei -einer bevorzugten Ausführungeform der iTatriumdampflampe nach der Erfindung wird das Yttrium so innerhalb der Lampe angeordnet, daß es chemisch an der Reaktion (1) teil-

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iiir^f.t, obgleich es physikalisch v.on clem inneren Lichtbo-enröhrcnvolviricn 3 st rennt ist. "~ies wire, ■"ae'u.rch erroicht, ilaß Yttrium innerhalb einer leeren ITiobabcLarcpfröhre eingekapselt wir'", iie an einer aar HiobenOkappcn 'br Lichtbo^enröhre rufgeschweißt ist. Ώββ rieb wirkt als eine ceniperraeable ^T"er:bran3, Ci- -7en Sau-jro.toff nolmcll zu :""^: Yttriiun ur::I nit '".isco-r.¹. ror,ric-rc-n läßt, wahr·:.'ηü ^r".as "~2 ob ''-'"'3in "c "^r'-"¹J- ^"i^weichen 3.rißt.

"^c^rureIi, "aß !Dv-v.iK/jim.^s:". aufr^ohtorhaltor. '//or^Zori, bei •"nr-s:i "ii Hoa]:tion (1) ο ."or eine äq'.iiyalont" ^.:al:tion z\x C'JiT r:icht-^o.r^ Seite ü-or Hes-ktionc-^lolcZTJiJV^ b.ji r.iir: reiche rc. ei: schnellen ■HeaktiOi.s^eeehv/ineiskeiten fortschreitet, wire die re⁺tobilöAin_;~ von ratriurialuriinat .v .rhineert. Su gleicher Zeit verhindert -eiese Anorenmi^ clic· Arr.algprbil.-un;; zwischen Yttriiir un5 Quecksilber, welche f.as ratriur_-Quecknilberv-ei^?h.Mltnis in '"er La::;pe verändern könnte.

In ier folgenden Seschroibun.'· wircl die Irfinc.unfj" anhanC '.er Zeichnungen Ir: einzelnen erläutert.

..Figur 1 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Aus-", führui'rsfona oinor JIochdruck-Hatriim^anpflampe nach C.p.t "Irfiniung, bei '¹Sr Teile ror Lampenurmantelling wogpolassen worden sinrl.

Fi~:ur 2 ict eine !Vergrößerte ^meilansicht -einer goeisneten Foiin fler oberen '^n^icr.ppenanorclnun^ einer '.Intla^unpsröhre nach Figur 1.

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FiTar 3 ist ein Diagramm, in dom die freio dnergie dor Ro ski; ion (1) (ir. rilogranrnkalorien) gofon die ^-enporatur dos retails Γ un". seines korrespondierenden Oxyds (einschließlich Zirkon, Scandium, !."agnesium, Yttrium im·:"¹. Gar) für dan Pail eines JC Atomprozent natrium - 30 Atomprozont Qiiv-ekfiilberarrBl-gams eingetragen iat, wo"boi sich sowohl dor B"hai"¹:ar als auch nie nio:5.rigstc Aliu:,iniimox3^rdt3K.pora1;ur "bsi 1^0^-⁰T bofin"3i:.

Firur 4 ist ein 'Diagramn, in Λοη ".ie froio .'Jnorgio V.r ■Roaktion (1) (ir. rilograrjnlralorien) £sgon f.ie ^ri3i:!Osratiir von Yttririn un'¹ so ines korrespondiorr>n Ox^/rls aufp-strafeii iGt für: (i) roincc Natrium, (ii) 70 Atompro ζ 3 nt !Ta+rium 3C Atomprozent Quoekcilboramalgam uiiii (iii) 50 Ator.prozont L'atriim - 50 AtoDprozent Quocksilbaranalgan, wo"boi sich sowohl '-.'jr Behälter als auch, die nioirigsto Alumiiiiittioxyc.toLip^ ratur hoi 95C⁰IC und ebenfalls boi 1COO⁰E bafindot.

1±o in "Pi^'ur 1 dargestellte Hochdruck-llatriurr.danpflarcpo 1 boßt'jht sue oinor äußoron, trancparonton G-lasuiniaantolunß· omor 'iif'örr.ir;on oder ovalon Form, """'or Hals 3 der TTp-'jluri^ 2 wir'" von c-inon zurücktretenden Schaft 4 ab^onchlonson, Oor οχιό Presse 5 bositst, durch <1io sich steife ~o?οhtloitunken 6 und 7 erstrecken. Oig 'Orahtleitunp; 6 und sind an :ihren fiußoron ^ndon mit '¹Or Qewindehülsc 0 und clni: mittleren TTontakt 9 einer horkörnrali chcn Sohraubenbasic verbunden.

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BADOBIGNÄt

- ίο -

Di3 innoro. TJimr.antoliing oder IdchtbOfenröhre 12, die dia ji^ontliohe "Intladur.rslanpo billot, ist aus gesinterten, sohr dichten, polykristallinen keraraiaelian AliTminiuraoxrdnatcrial hergestollt, wio es in arm. US-Patent 3 026 21C beschrieben wird. Die ¹^oIf ramolektro den 16 uncT. 17 werden ani oberen ."'lndo und am unteren VJnele dar Eöhre 1-2 durch eine blinde "L'nclkappe 18 und durch die Abdampf endkappe 19 getragen und sind hermetisch mit dom Aluminiumoxyd verbunden. Die Unterschenkel bzw. Schafte der Elektroden 16 und 17 worden von den ITi ob endkappe η durch die ITiobröhren 20 und 21 getragen, die sich hermetisch abgedichtet durch die ^ndkappon erstrecken. Jede "Dlektrode basteht aus einer doppelt gewickelten ^T,7olf rat draht spul 3, wobei die Zwischenräume mit einen olaktroneiaemittioron-'eri rat-.j rial gefüllt sind. 'Diese raterialien bestehen vorzugsweise aus alkalischen ^rdoxj-fien einschließlich Bariuxioxyl.. "?ie Höhro 21 ist bei 21a durchbohrt und wird währen·' ior Herstellung als eine Abdampf röhr ο verweiidet, im -;ino inert ο Π-asfüllung wie beispiolsweiso Tenon imd das rTatriimi-Queckeilborainal^am in dio lichtborcenröhro einzuführen. ^T)ca unter') 1nd:i dor Röhre 21 wird danach durch eine kalte Sehwoißuns bei 21b hermetisch ab^equetscht, line bestIran to Eon^o Ama-lgam, die in d:ir Zeichnim^ in einer otwas größoran T-Tcn^o dargestellt wird als tatsächlich vorhanden, ist bei 26 in der unteren Endkappe 19 vorhanden. Überschüssiges Amalgam kann sich ebenfalls in dem hervortretenden Toil der Ab dampf röhi-o 21 sarameln, welche sich beim Betrieb der Höhre

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BAD ORKSINAt

b-:-i ni-;-ⁿric;3TOn ^ri"-vporaturen bofi:i-2oii kann.

las obere "Indo eier Lichtbosenröhre- 12 ν/ir:. innerhalb ■^T.'!r Ummantelung 2 r.ittels einer Verbindung 22' und einer. Sto-brahmen 22 getragen, dor sich von der Ztilsitun/r β an PJjhrTn-yn^o "bis six einer Yortiefira." 24 εντα Zc-ubomn"": ^rotrscl·!: an ("an ar mit oino.r elastischer. Flrxir.or 25 vore.rür'Ji-t ist.

Ίαν, imtor-:; "In".."·: :"·ϊγ Licht"bo^pnrohre int r.it "or Zulriitimr; 7 mittsls r'or Yo/¹I; in cum s 23 ' uncL liiisr. Ira^n-an. ¹HiI^ "¹O? 3""rb~! 23 vorlDiin^on. "Ί:: Σ\\33ΐ 27 vcrlDi::dot ^ia Stabs 22 Λΐϊΐίί 23 in Kischanischor Y/ois.?, uei dia Aiior'ίιταιν-: su versteifen, "in Isolierkörper 28 vorhin der t ainon Zur ζ schloß. 3or Zwiscliszaurniantolun^sraTin i^t ovaktiiert, iiii T.i-s V/än.Ti zn orlip.lton. !Oi^-s wird vor ·~.2ΐη. Ab'-ichten dor äuß-aren Uirj":iar.t3lun^ iurcli^of Uhrt. Ans chi ie s s er. rl v/ir""¹. ein hGi-köiarilichsr Getter, bsispielsvwice ο in geeignetes Bariurametallp^ilvor, δ.ε.Β ±n dio kar.e.lisi^rtan Bingo Cr, G-' eiiigoprosst worden is+, nach den Ab^ichtsn gezündet, im ein, gutes Yakuuti sichersustallen.

In Fißur 2 ist ο ins vorteilhafte Ausfülirungsrforn ein~r blinden Absclilußonduntoranordnunf; iargestellt. Sie boEtoiit aixs einer ITiobkappe 30 und einer ITiobrUhro 20, die sich •'.-jirch daa schmalere obere "3nde der ICappo 30 erstreckt und daran '¹UrCh Anschweißen vakuumdicht angebracht ist. "las untere Inw ^fler Kappe 3C mit dom größeren "Durchmesser umfängt rlas obere Inde der Aluminiumoxylurruaantolung 12 unr"¹ ist daj-an

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nittsls einer keranisch.2n Abdiciitmigs zusammensetzung 34 vaku^ndicht befestigt, ".-io keramisch.·;? Zusammensetzung 34-bssteht aus Aluxiiniumo:;cyd, I'alsiuiuoxyd uric! wahlweise ^gnesiunozyo. "",'ine bevorzugte Zusammensetzung wir·'¹, in der ÜSA-Anneldung Serial Er. 388 567 beschrieben. Tter Schaft -'or 7olf raj;.elcktrod3 16 wire¹, von tint sr cn gefaltetsn ~:lnv3 -;.ar lölir'o 20 rcohaltor. und ißt daran d-ia-ch Paltung VLii-j. /.iigcIiV;---:'^--:: b';fosti'"t und zwar b3i 2<"a. laduroh ist ^a^ ?.ο1ιγ3ϊιοπ"λο ^iclit ab^sBchloQsen. ~?-is 2öhr<s 20, di~. sich oborhalb "or Γε,ρρο 30 orntr^ckt, bil'Ot oiiio YLo^n^v 35 zur; /:Ufb^r.i\78,hro:i Dinas Dauor'itoffzurücl-rlialt-jnvon !"C⁴TlIc. "^Λίοπο 7/"¹Vr"¹. nach PUlIeη nit cinsivi I'otall, in ^öoi^notor 'Vcic.j mit Yttrium 38 in Teilohenf om an ikrsm äußeren hz "o 20b ob:.;riialb der ringförmiger. ITabo 36 mschanisch verschloss en jovoch nicht lisrmetisch ab£3dicht2t.

Bei d^r Herstsllun_r~ der in Pi^ur 2 dargestellten Teile wird der Schaft der llektrodo 16 an iia Höhre 20 angeschweißt, welche ihrereeits an die Zappe 30 angeschweißt wird. Oies geschieht in vorteilhafter 7/eise durch "^lektronenstrahlschv/eißen in Yakuuri. 7/olframtrio:cyd wird dann auf der Abdichtungsoberfläche der Kappe geschichtet und in Vakuum .gesintert. Tin Überzug aus einer keramischen dichtenden Zusammensßtaung wird im Vakuum über ^e η 7.^rolfraritrio::ydüberzug auf gesintert. Reine Yttriuiiteilchen 38 v/orden in die Blindrohre gegeben, die bei 20b abgekniffen wird, ohne daß sie hermetisch abgedichtet wird, "ülektronenomittieroncles Material wird für die "-iloktrode ver- >

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won lot und Zirkonhydrid kann auf der Außenseite der ITi obkappe 30 und der ITiobröhra 20 aufgepinselt werden, un ο in Brüchigv/orden su verhindern. Die blinde T]ndkappe und eine Abdampfendkappe, die ähnlich behandalt worden sind außer daß keine Yttriiunfüllung verwendet worden ist, werden riit einer Alwaiiiiiunoxydröhre 12 zusammengestellt und diese Anordnung wird in einen Vakuum bis auf eine Temperatur gebrannt, die ausreicht, un die Ab fJ^htungs zusammensetzung zu schnelisn. Oioöes BreriiiTorfahrori wird in einseinen in der ÜS-Patent-Serial ¹Jt. 59^ 568 beschrieben.

JTatritunverlunte treten in einer keramischen Aluminium— oxy öllampe in 0-ogcnwart von Sauerstoff auf, wenn Sauerstoff oxydiert wird und mit Aluminiumoxyd reagiert und dabei Uatriumaluminat bildet. Die gesamte Reaktion ist reversibel und kann durch folgende Gleichung dargestellt werden:

ITa(I,, G) + 1/4 O₂(O) +■ 1/2 Al₂O₃(S)_ψ I-TaA 1O₂(S) (2)

Die Buchstaben (G-), (L) und (S) beziehen sich auf Gas, Flüssigkeit und feste Zustände, "Die Reaktion (2) wird solange stattfinden bis Sauerstoff innerhalb der Lichtbogenrühre vorhanden int, um diese Reaktion zu unterstützen. Die beschriebenen ITiobondkapponverschlüsse sind für Sauerstoff bei Lampen betriebnternporaturon permeabel, so daß Sauerstoff in den ZwiiJchenummantelungsrauia ebenfalls durch das Niob in das

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BAD ORiGINAL

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Lichthogenröhrenvolumen diffundieren kann und dort die Reaktion (1) unterstützen kann. Dabei entstehen v/eitere ITatriumverlusto.

mine andere-Hsaktion, die in keramischen Aluminiumoxydlampon stattfinden kann und zu Hatriumverlusten führt, kann auch bei Abwesenheit von. Sauerstoff ablaufen. Dabei kommt es zu einer direkten Einwirkung von natrium auf Aluminiumoxyd und es wird ITatriumaluminat und Aluminium gebildet. "Diese Reaktion wird durch die folgende reversible Gleichung- dargestellt:

Na(L,G) + 2/3 Al₃O₃(S) 2TaAIO₂(S) + 1/3 Al(L) (3)

Die Bedeutung der Buchstaben in den Klammern ist die gleiche wie oben bereits angegeben.

Die Hochdruck-Fatriumdampflampe nach der Erfindung verhindert den Ablauf der Reaktionen (2) und (3) von einem Ablauf nach rechts, in dem oino Konkurronzrealction hervorgerufen wird, die die Oxydation eines Metalls IvT wie in Gleichung (1) dargestellt, einschließt. Damit ein Metall in wirksamer Weise die Aluminatbildung verhindert, muß die Temperatur M und seiner korrespondierenden Oxyds bei einer Temperatur gehalten werden, die ausreichend niedrig ist, damit die freie Reaktionsenorgie (1) fUr die entsprechenden Temperaturen

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BAD ORIGINAL

des Aluminiumoxyds und dos verwendeten Amalgams und der entsprechenden Aiiial garnzusammensetzung negativ ist. "Ois maximalen Tenperatüren, bei denen die .freie Reaktionsenergie gerade negativ ist, werden in Figur 3 beiAF = 0 für Zirkon, Scandium, Magnesium, Ger und Yttrium dargestallt und zwar durch die Kurven A, B, C, D und "2 für ein 70 - 30 Atomprozent Katriim-Quecksilber amalgam unt. einen Amalsambeliälfer und einer niedrigsten Aluniiniumoxjrdtemperatur "bei 1OCO⁰If. "Die Wirkung der Amalganzusammeiisstzung auf die inaximale effektive Temperatur des Yttriums wird ebenfalls in Figur 4 bei ^F=O gezeigt. Die Kurven F, G- und II zeigen reines natrium, 7° - 30 Atomprozent Natrium-Quecksilberamalgam und 50 - 50 Atomprozent Katrium-Quecksilberamalgam, wobei sich das Amalgam und die niedrigste Aluminiumox3^rdtemperatur bei 1000⁰E befinden. Die Kurven I, J und K gelten für reines natrium, 70 - 30 Atomprozent Natrium-Quecksilberamalgam und 50 - 50 Atomprozent ITatrium-Quecksilberamalgam, wobei sich Amalgam und die niedrigste Aluminiumoxydtemperatur bei 900⁰K befinden. !Dem Fachmann wird es ohneweiteres möglich sein, die maximalen effektiven Temperaturen für intermediäre Zusammensetzungen oder anderen "3ndkappentemperatureii zu berechnen.

Bei dor Y/ahl eines geeigneten Metalls zur Verhinderung der Aluminatbildung ist es notwendig sowohl die maximalen als auch die minimalen Temperaturen zu kennen, bei denen das

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BAD N

I'ntall wirke ar?, v/iri. In dor "abellc I sind I.^retallo aufgezählt, iio sich, zur Verhinderung der Aliimxnatbildun^ eignen. In der Tabelle sind ^iο wirksamen I'inimal- und I.'aximaltemperaturei:¹ als auch die bevorzugte Temperatur für die Lampen bei einen Amal^amre servo ir unf einer minimalen Alurniniumoxj^otenperatur von 1OCO⁰EI angegeben. Die letzton drei Spalten der ^abelle geben 'io nsz-timalen "enrperaturon der V/ir]csar.:keit für reines ITatriuF., 7·^Λ - 2C Analgara und 5C - 5C Amalgam. Diese V/nrte basieren auf themod;"amisehen Berechnungen unter Verwendung der G-Ieiclv.xuß (1). "Oig Spalte ? . in ^abello I zei-^t die annähe ruf R-nnonf.bs.ro '"iniHialtonipcratur eines jeden T'otalls auf rlor Basis der O::ydationnkinetik ^r"es !"etallo. ";ini_;'*e zusätzliche Faktoren beeinflussen ^iG ^T,7ahl einer bevorzurten Teraperat^ir für ein jedes Material einschließlich so in er Flüchtigkeit, s Diner pLeaktionsfähigkcit rr.it ^n anderen Lsjrpenbestandteiler: und .^rlen möglichen Orten innerhalb der " Lamps, an-denen das "otall angeordnet worden kann. Die bevorzugten Temperaturen für jedes ß.ov wirksamen Metalle istin der Spalte T-. an^egeben.

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ITlATJ-ITT"' T

"max

,rc)

Fatall	100	500	* oich	Ee ir TTa	sich	70-30 50-50	1030	.eich i
Lithium	350	700		.3B		75C	1595
OaIcium	350	600	l·6/0	640		1470	1160
Barium	350	600	BAD ORIGfNAL	1400		78C	1195
Liagnosiuin	350	700	705	103 C	. 1260
Strontium	400	675	955	105C	850
Zircon	500	700	960	650	1370
Beryllium	400	700	550	114C	1175
Scandium	400	700	1090	975	1820
Yttrium	350	700	885	160C	1560
Lanthan	600	1200	1510	1350	1580	I Sic
Thorium	500	750	1243	1360	970
Hafnium	400	700	1280	750	950
TIran			67°	705
Lanthaniden	35^	700	620		1350 1560
Oer	400			L
Prasser/m	450		1243
7.3 ο -Ί.;τ-ι	450
Samarium	350
Europium	450
G-a-dolinium	450
"erbium	450 400	ν ei		C-
Dysprosium Holmiurn	450
Erbium	400 400 500	0Q98i
Thulium Yttorbium Lutetium
			681 s

. TDi 3 freie T?eakt ions energie bei der Bildung ^r'!es TTatriunäluminats nach. Reaktion (2) ist ininer negativer als die durch Reaktion (3). "Daher wird jede konkurrierende Reaktion, die die Reaktion (2) verhindern kann auch die Reaktion (3) verhindern, ""as heißt, daß das erf in dungs gemäß verwendete reaktionsfähige Katorial das ITatriumaluminat destabilisiert, ganz gleich auf welche Weise es gobildet worden ist. Über dem Fiatriumaluminat ist ein NatriumgTeichge-wichts dampf druck erforderlich, der größer ist als der Teil dampf druck des Natriums über dem. Amalgam. Oer

™ Dampf'druck des FatriLTms über dem Aluminat -wird bestimmt durch die ^memperatur dor Ummantelung, auf der sich das Aluminat niederschlägt. !Der Dampfdruck des natriums über dem Amalgam kann bestimmt werden durch das ITatrium-Quocksilberverhältnis im Ams,lgam, der Quantität des Amalgams oder der temperatur des nichtverdampften Überschusses. Die vorhergehenden !Faktoren sind Faktoren, die verändert v/erden können,um. das erwünschte Gleichgewicht zu erhalten. In den Fällen, in denen jedoch das G-laichgewicht nicht gans erreicht wird, gibt das erfindungs-

) gemäß verwendete reaktionsfähige lletall eine Sichorheits-.

grenze indem es verhindert, daß die ITatriumalua.inat-Bilc'amgsroaktion stattfindet. Die erfindungsgemäße Katriumdampflampe ermöglicht auch einen Betrieb bei höheren Eatriumdrucken.

Beim Anschmelzen der Niobendkappen an die Aluminiumoxydröhre der Lampe kann eine Schmelzzusammensetzung verwendet v/orden, die aus Aluminiumoxyd, Kalsiumoxyd und Kagnesiumoxyd

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BAD ORlQJNAl,

besteht und auch etwas Wolfromtrioxyd enthalten kann. Anstelle der alkalischen ICrdoxyde können für die ^lektroion auch andere Materialien wie 'beispielsweise .Thoriumoxyd als Dloktronenstrahler verwendet v/erden. Alle diese Materialien ermöglichen andere Reaktionen mit ITatriun, die dadurch nachteilig sein.können, daß Katriunverluste entstehen oder andere !Seile der Lampe wie die "beispielsweise die Ad dichtungen oder die Elektroden angegriffen werden.

ler Reaktion (1) analoge Gleichungen können von don Fachleuten für mögliche Reaktionen aufgestellt werden, die r.it ITatriumaluminat als ITatriunverlustnechanisnon konkurrieren können. iTormal nrweise wird dasjenige reaktionsfähig retail bevorzugt, daß eino relativ große negative freie BiIdungsenergie seines OxyOs "besitzt, während es eine schnelle Cxydationskinetik aufrechterhält.

Das reaktionsfähige Fetall wird an einer. Ort innerhalb der Lampe angeordnet, wo es eine temperatur innerhalb dos erforderlichen Bereiches für einen wirksamen Betrieb besitzt. Wenn das Metall r.iit den Quecksilber reagiert oder die Entladung stört, dann sollte es nicht innerhalb der Liehtbogenröhre angeordnet werden. 3s muß auf jeden Pall so untergebracht sein, daß es sich über Sauerstoff mit dem inneren - Teil der Lichtbogenröhre in Verbindung befindet. 3s kann im Zwischenunmantelungsraum angeordnet sein vorausgesetzt,

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''.aß sauerstoffpermeabl? "Indkappen verwendet werden. In den Fällen, in denen das reaktionsfähige; Ifetall einen außerordentlich hohen'Dampfdruck "bei Betriebstempers/tur besitzt, kann es hermetisch in eins η eauerstcffpemeablen Behälter gegeben werfer.. "Die Yfenddicke '"Or "Indhappe o^cr'der Tfapeel hängt von dein gewählten retail ab, von ihrer ^eiuperatur. wahrere* der Yerwen-Λΐιΐ:^ lui'-. von 'ler erwünschte-η Sauerstoff diffuErionffratc. ITiob oi.er eine '^inzelphasen-ZTioblegiejrun^ wie beispiolsweiBe ITiob-1 fo Zirkon werden bevorzugt verwendet. Pcirroiclawoiso eignet sich wie in der dargestellten /lusführun-^sfor;:: eine Diclve von etwa C, 15 ra für die "inclrappen.

"Das bei der ITatriur.dampflampe nach der .^rfindun^ bevcr-

verwendete reaktionsfähige ITotall ist Ytΐrinn, welches eine große negative freie Energie der P.eakticn (1) unter ε.η-nelimbaren Betriobsbedinrungen in der Lampe erzeugt. "Ds ist relativ billig, nicht hygroskopisch-und oxydiert kaum in luft bei Eauratenperatu.r, so c.aß es keine besondere Behandlung erfordert, "üs besitzt eine naximale Wirksamkeit bei einer Temperatur, die in günstiger Weise dadurch erreicht worden kann, daß es an einen Teil" der Lichtbogenröhre in der Lar.rpe angebracht wird. Yttrium hat bei seiner Betriebstemperatur einen Dampfdruck der niedrig genug ist, so daß es nicht dazu neigt sich a.uf der Platte der Lampenteilen niederzuschlagen wie beispielsweise auf der äußeren Ummantelung. Deshalb braucht das Yttrium nicht innerhalb einer hermetisch abgedichteten Fapsel eingeschlossen zu werden.

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BADORfQiNAt,

In dar dargestellten "bevorzugten Ausführungsform befindet sich, das Yttrium in dar blinden Niobabdampfröhre 20. Das Yttrium ist physikalisch Tora Lampenvolumen getrennt, so daß es nicht mit dom Fatrium-Quecksilberamalgam in Berührung kommen kann. Wo Dine Berührung erlaubt ist, kann etwas Quecksilber ein Amalgam mit dem Yttrium bilden und das iTatrium-Que cks über dampf oruckverhältnis in der Lichtboganröhro durcheinander bringen. "Das Yttrium verliindert in wirksam or Weise re.triumverluste innerhalb dar Lichtbogenröhre, ine. or: nit Sauerstoff reagiert, das leicht durch die dünne ITiobwand der ^ndkappsn oder dar blinden Abdampf röhre diffundiert. Während dsr Herstellung der Lampe wird das Yttrium in Teilchenform in die blinde Abdampfröhre eingebracht und ^r2as "Indo flor Röhre wird mechanisch in einer geeigneten Weise Vr.r.aohlosson, un zu verhindern, daß die Teilchen beim Bewegen dor T¹OiIo ho raus fallen. ^TJor Verschluß ist nicht hermetisch und wenn lärm anKchlierssend die Endkappe in einem. Yakuumofen an 'Iiο Aluminiumoxj^röhre angeschweißt wird, wird Luft von der blinden Ab:]ampfröhrenkammer abgeführt, während sie sich noch bei oinor niedrigen Temperatur befindet. Bei dem Verschweißungsprozess schmilzt das Yttrium und bleibt nach dem anschliessendon Abkühlen auf rl em Niob sitzen. Wenn die verschweißte Lichtbogenröhre aus dem Ofen horausgenommen worden ist und bis zu dieser Zeit (während die Röhre in der ätißoron Ummantelung 2 eingesetzt wird und diese Ummantelung evakuiert wird), kann Luft an das Yttrium gelangen. Jedoch befindet sich das Yttrium zu dieser Zeit bei Raumtemperatur und Oie geringe Oxydation

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kann vernachlässigt werden. Yttrium, "bildet schnell ein Ciz.j5. "bei Temperaturen, die nur "beim Betrieb eier Lampe erreicht v/erden. Zu dieser Zeit befindet sieh das iTiob jedoch innerhalb des Yakuucis in der äußeren Ummantelung.

Cer und Lutetium kennen in ähnlicher Weise anstelle von Yttrium verwendet werden. Das Cer kann a,uch in vorteilhafter ^ Weise in Porm seiner Legierung Eisenmetall verwendet werden (d.h. Ger in einer Legierung mit anderen Lanthaniden).

Das "¹IiOrIUM hat ebenfalls eine hohe negative freie .!nergie bsi der Bildung seines Oxyds, hat jedoch einige Nachteile. ■)s ist leicht radioaktiv und wird aus dieser, ö-rünclen nicht gern verwendet. Außerdem ist die bevorzugte Temperatur aus kinetischen G-ründen sehr hoch und deshalb muß das Thorium innerhalb der Lichtbogenröhre eingesetzt werden.

Die anderen in Tabelle I aufgeführten Metalle werden im allgemeinen weniger verwendet als die oben angegebenen. Magnesium, Lithium, Calcium, Strontium, Barium und Ytterbiiim sollten weder in die Lichtbogenröhre noch außerhalb der Lichtbogenröhro eingesetzt werden, ohne daß sie in eine hermetisch verschlossene sauerstoffpermeable Ummantelung wie beispielsweise aus Niob eingesetzt werden. Werden sie in die Lichtbogenröhre gesetzt, dann werden ihre Dampfdrucke odor Amalgam bildende Eigenschaften Schwierigkeiten beim Betrieb der Lampe erzeugen. Werden sie in den Zwisehenummantelungsraum eingesetzt

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ohne eine hermetisch abgedichtete Ummantelung bei der bevorzugten Temperatur, . dann sind ihre Dampfdrücke hoch genug, tun weeeirtlicho Yerdaripfimgsraten zu verursachen. "Dabei entsteht eine !Condensation auf der Innen.se it enobe rf lache der Giasuirj^antelung. "Dr-durch wird eine Yerdunkelung bzw. trübung der Glasummaiitelimg erzeiigt und die Lichttrensmission der Lampe, wird verinindert. Die LIgtalle Beryllium, Scandium, iTeod7,rm, Sama.rium, C-adoliniuro, Praseodym, Terbium, ^/sprosiuii, HolwiuF:, ^::rbium im" Thulium sollten ebenfalls hermetisch innerhalb einos saiierstoffperiueablen Behälters veirschweißt worden, wenn s:.?; innerhalb des Swischenui^mantelungsraumes eingesetzt werden, w^il ihre Tor dampf ungsrat3n bei dan bevorzLigton ^eri-■peratiiren eine beinorker.swarte YerdurJrelung bzw. Trübung f.ar äußeren ÜFjraantelung während dor Lebensdauer der Lampe erzeugen.

Uran besitzt den Nachteil, daß es radioaktiv ist. Beryllium ist während der Herstellung schwer zu handhaben und auch wegen seiner toxischen liatur nicht sehr geeignet. Sein Oxyd neigt dazu, das ^TTiob brüchig zu machen, so daß es nicht in einen I-Tiobb ehält er eingesetzt werden kann wie dies beim Yttrium der Fall ist. Das Lithium besitzt den liachteil einer besonders hohen Reaktionsfähigkeit und wird daher nicht gern bei der Hatriumdampflampe nach dsr Erfindung vorwendet.

Der bevorzugte Haum für das reaktionsfähige Faterial ist die Fammer 35. Dieses kann j α el och auch an verschiedenen -ancle-

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. - 24 -

ran Stell-m innerhalb ---rr Lo.mpe angebracht w ";?:■<"■. ^r· b·-inspirilnwoina an f-n Kit 40, 41, 42 -und 43 aii-o^ebrmc:·/. "-i-.llen. So kann ^as Install beispielsweise- aiif ^pcr äußerer. ^Ab:.^; rf lache einer "ndkappe'beispielsweise bei 40 auf Cot ::i.'kapp3 8C angebracht we?_?c3ii. "-Β kann auch als Überzug 43 auf ->;r Fotallnese 44 aufgebracht wor-'-in, iie von ⁿjrä-^r;or 46 ir. Zv/ifich-sriuir.-r_;c^!.nt'.;IuH₁TSrau:"'.-sv/isch-^n -"^r äuß^r^n UnriGntolunr' 2 unv. (Or Licht bοΓ''-riröhr·3 12 .7otr-^c ™".ri v/irf. 73oi 'hn- oV;r. rn,^:)'"ob':n.cn Orton rairrs'-;:- eauore^offp-.frn-jabl^ YorsohlüF-s';· y/i·;· b·: icpiolnv/cißo I^Tiob'jnf.]cpp"';3":': für ""i^- ^Tio!":.tbc^oiTnröh.:?o Y^rwon^^t \Υ';ϊ""γ;ι;, ^a ^.ε,ο r-~aktio:"_sfahin·':- !'~!t?"ll in '"or ^v/icoliniiur^rrn^rr^.^n^^raur. v/irkcai. iet, ?c ',a£ ^v:n":u ;11 vorhai^oncr Sn^i-stoff in -¹ ?n Zwischon^rraanvolun^srarj' hora^isr.iff^.n^icrv-r kann. Tas reaktio:~sf aiii-^i Γ "-■"'; all kai:_r_ .'jb^nfalls rr. ^r-->v in nur'? η Oborfläch'; -iinor "]:\Ckcpp-; b~icpi 1::αί~Λγ:--ϊ bei 41 ^uf -'-_;r ";nfkapp-2 13 rn~ ^bracht ϊ.'"γΓ.-.·γ-, wc :;c in ~.ir'.kt'":n Tontakt Fit ~:.^?? Atr.ocphäro inr.3rh£j_b :.::- Iichtbo';vi_\rchr'; 12 cteht. 's kann auch altarnativ in ^m';^ loh-;nf crr. in '⁷.io Zuführtin·" Coc "c.tritur.-Quoc]rsilborar.al^r.r.s boi 42 ^ingoGctzt woru.;n. Wenn Sas raeic^ionsfähi^c r'c-::c.ll innsrhalb dor Lichtborr-nro'liro :::>n/;;;-Cic^J.zt v/ir-1, muß "arr.it ^'.'!"echnot WT.r-i.on, faß oo r.it der. vcrhanooncn Quecksilber in ??r Lichtbo.Tjnröhre ein Air.al.^an: bildet. Unter -liesen Hmstäncor. ist ?s wünrjchensvrjrt, 'as anfängliche Vcrhältni.s von Qtiecksilbor su ITatriuin zu erhöhen, um das erwünschte Verhältnis beim überschüssigen Amalgam während der Lebens-' rauer eier Laripn zu oi'halten.

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Die in der fertigen Lampe verwendete Menge an reaktionsfähigem rat or i al sollte wenigstens 2 Killigramm "betragen. !Dis !'Ieng3 an Yttrium oder.eines anderen T-Ietails sollte vorziissv/eisθ mindestens 40 Milligramm boi einer Lampe betragen, in (¹OT das Volumen :br äußer on ürnmant clung -iwa 4C-0 cn "beträgt oinschließlicli einem Lichtbogenröhrenvolurnen von etwa 4 ein . "DJ ο ob^ra "r^iisri dor verwendeten IT en ge ist im wesentlichen ο ine Frag 5 dor Praxis basierend auf den !"!ateriallrosten und r.TD.hflngi," von lern 7?auri in der Lanpo. Sie sollte annähe nid nicht -]^{nrr T}'al di'i nJninal?; '"Ίϋΐ^ο überschreiten.

"jp.G r'jaktionnfähig^ Fetall kann an einer ο lor an εο}ικγο;ι 3t.^ll2::. ari^.^or "η jt vnr-don. Ίο kann durch "'l^i-troplattierunj, ")ar:ipfni3'"c;:cwchla/-unp:, I'etallisiorung o-^1r;r Anpinsolung auf di^ "!p.'?-]:o.ppoii oflcr auf dio ITana 44 angebracht worden odor einfach '¹UrCh TTinoing'iTDon in dio Lanpo i.i dor Forra einer Totallfcli-;, oin-^r: ""rr.htos odor eines Pulvers. Irgendeine cliosor Yariation kann ν 3rvrondot v/ordon, solang') dio ¹⁷¹BrHporaturor~ fordorniss'; und dl'; anderen Βοαΐη^αιη,^οη für das gewählte, "etall TDoacht':''; werden. "'53 muß beachtot worden, daß dor G-ottor, dor <aufj Eariummotallpulvor bontoht, das sich in den kanal 1-oiort'rn "^in_: ^r-;o:i G und T' befindest odor um. das Bas is on Io der äußeren TTrnrriantolung bonchichtot ist, nicht wirksam ist, um '"¹XO .Bildung don ^fTatriumalurainata zu vorhindorn, weil es an Orten angeordnet int, die einer zu niedrigen ^rnemporatur unt^rv/orfon niri'i.

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■ - Das reaktionsfähige Metall kann eine Legierung dos retails sein oder auch eine Verbindung das retails, -"¹Ie sich unter den vorherrschenden Bedingungen in dor Lanpe bs-i G-ebrauch zu retail zersetzt. Darin worden auch Bezeichnungen eingeschlossen wie "reaktionsfähige T.Iotallsubstanzen". So können beispielsweise auch das Hydrid, 3a.sislegierungen und organometallische Verbindung-3η ies Yttriums zusätzlich verwendet werden oder auch als eine Alternative zum Yttrium. Bei der Verwendung des V/ortos Yttrium in den Ansprüchen sind solche mit eingeschlossen.

Die hervorragenden vortsilha-f ten ' Üirenschaf ten der Hochdruck-iTatriiuiidaiiipflampe nach der -rfiiidung können- im Vergleich rit don lierköriolieheii Lampen festgestellt werden. Die beschriebene Lazipe in einer 400 Wattgröße hat eine Lichtbogenröhre κ it einem inneren ""Airehmosser von annähe rend 7,4 nan, eine Länge von 9,3 cm unl besitzt eine 7 cm Lichtbogenlücko zwischen den "!lektrodenspitzen. Die Lichtbogonröhrtfnfüllung besteht aus annähernd 54 Filiigramm Amalgam, mit einem G-ewichtsteil Natrium 'auf drei G-ewichtsteilo Quecksilber. Diese Lampe wird anfänglich mit einem Spannungsanfo.il von annähernd 100 Volt betrieben und oinem Hotfaktor von 3. Nach 3000 Stunden fortgesetzten Betriebes ist der Spannungsabfall auf Volt angestiegen und der Rotfaktor auf 2 abgefallen. Bei dor genau gleichen Lampe, bei der jedoch 40 Milligramm Yttrium der blinden Abdampfröhre verwendet werden (wie oben beschrieben) zeigte sich nach 3000 Betriebsstunden keine Erhöhung der

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Spannung odor ;in Abfall des Hotfaktors. Τόγ Rotfaktor ist
ein willkürliches Taß für di3 Strahluivfsi-ionso, o.io im siclit-TDa.i-3η Bereich olD'}rhalb 60C"^: Angsti-ör.: durch Yer^leicli vorhan- •l-in ist. ]i_io all^enaiiis Hochclruck-Queclrsilberiampflampe hat oinen Hotfaktor von 1 und dar Rotfaktor des Sonnenlichts
TR-riiort von 2 his 3 DQ nach Zoit, Ort iiiiu '.Vetter.

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Claims (17)

1. IS

   PATENTANWÄLTE Dipl.-lng. MARTI N LICHT

   PATENTANWALT, UCHT, HANSMANN, HERRMANN ^ ^INHOLD SCHMIDT

   8MDNCHEN2.THERES.ENSTRASSE33 Dipl.-Wirtsch.-Ing. A X E L HANSMANN

   1 639 1 1 D Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

   München,den 16. Fobruar 1968

   .: ■_■ j-'_i ι .Xi --y ...L.. j j -Lj-J..... Ihr Zeichen Unser Zeichen__

   Sohomctaf?7 5, IT.Y. /-e

   y. st. a.

   Patoirranrnol -^Ί -.inrt " ^TJo cli -In ick-lTat r ium dampf 1 ar.p e

   ,Α rr- >- Tf £ TTC!

   1 •y/Iooh.iruck-ITatrituirlaiiipflampo (Eochintonsitäts-rTatritirac.r.ripf lar.po), ^skoniizaiohnei; 'mrcli oino Ί?ιΐΐΡ.'^Ίη:ατ:3ΐΐπΐ.αε.ηΐ^ο- 1ι\γ,^ (12) dais lcoramischem Aliir.iniunoxy:l, ^γΠϊο ^arin foe + varscliwsißte ^lelctro^.on (16, 17) "bositat, tin el eine Füllung, rlie in jBo^fiofa TTairriiuii bei oinor_ ^moil'"'.rucl·: :^::ί Boroich. von 10 "bis 1'TO Torr ^ii^J'liä1f,, uii'1 in irorfbina^ion -''r,nii; oino

   7'e⁺allsuT3Stanz (38), -lio r;it Ίοτ Alurainiui);-g über Sauerstoff in YorbinP.rm-r steht, wobei 'las ITetall bei einem ^ogobenon ^mernperaturberoich oino negativere freie Heaktionsonerf-io bei dor Biliu?ig seines Oxyds je IToI Sauerstoff besitzt als die freie Bil;"un^senergie des I-Tatrixunaluminats je T'öl Sauerstoff innerhalb der Aluminiumoxydummantelung, und wobei die Substanz innerhalb der ITatriunidampflarnpe so angeordnet ist, daß sie wahren! des Betriebes eine ⁿernperatur innerhalb dieses Bereiches erseugt, um einen ?Tati\iur.ivorlust diircli die Bildung von liatriTunnluminat inner-

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   hall) dor Aliitfiniuxioxydummantelung zu verhindern.
2. 2. Ho ehdruck-ITatritrndampf lamps nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige Kotallsubstanz sich innerhalb der Aliiraniimoxydiimaantorung befindet.
3. 3. Hochdruck-I'Tatriumdampf lamp ο nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige Ketallsubstanz inner- ( halb einer evakuierten Zacmier angeordnet ist, die von dar Alunini-Jiiioxydummantelung durch sine Scheidewand abgetrennt ist, die bei "Betriebstemperatur sauerstoffdurchlässig ist.
4. 4·. Hochdruck-ITatriumdampflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige liotallsubstanz aus Yttrium, Yttriumhydrid, eine zu Yttrium durch Wärme zersetzbaro Yttriumvorbindung oder einer Yttriumlcgierung besteht.
5. 5. Hochdruck-I^iTatriuradampflampe nach Anspruch 1, da.durch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige ITe tails Lib stanz Cer, eine Oerbasislegiorung oder eine durch Wärme zersotzbare Oerverbindung ist.
6. 6. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige Metallsubstanz aus Luthetium, einer Luthetiumlegierung oder einer durch Warme zersetzbaren Luthetiumverb-indung besteht.

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7. 7. Hochdriick-Natriiiadampflarape (Hochintensitäts-ITatriiiridämpflampe) gekennzeichnet durch eine innere Liclitbogenröhre .aus keramischem Aluminiumoxjrd, die darin f estvsrschv/eißte Elektroden besitzt, und eine ^üllLing aus Hatrium-Quecksilberamalgam und ein inertes Startgas, wobei der Teildruck des ITatriums in der Liclitbogenröhre im Betrieb im Bereich von 1C bis 1000 Torr liegt, und durch eine evakuierte äußere G-I as uran ante lung, die die Lichtbogenröhre umgibt, in Kombination damit eine reaktionsfähige LIe t al lsiib stanz innerhalb der Lampe, die so angeordnet ist, daß sie über Saiiorstoff mit der Lichtbogenröhre in Verbindung steht, wobei das j^etall bei einem gegebenen Temperaturbereich eine negativere freie Heaktionsenergie bei der Bildung seines Oxyds besitzt alsdie freie Eil dungs energie des JTatriLimaluminats innerhalb der Lichtbogenröhre, und wobei die Substanz innerhalb der Eatriiundampflampe so angeordnet ist, daß sie während des f Betriebes eine Temperatur innerhalb dieses Bereiches erreicht, um einen ITatriumverlust durch die Bildung von ?Tatriumaluminat innerhalb der Lichtbogenröhre zu verhindern.
8. 8. Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige Metallsubstanz innerhalb der Aluminiumoxyd-Lichtbogenröhre angeordnet ist.
9. 9. Hochdruck-ITatriuindampflampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzoichnet, daß die Lichfbogenröhre mit sauerstoffdurch-

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   lässigen ündabsehlüssen versehen ist und die reakt ions fällige Fofallsübstanz in dein Swisclieiiunmantelivnpsraiua zwischen der inneren Lichtbogeiiröhre tin 3. der äußeren Gl as unman ta lung εη-ge or dne t ist.
10. 10. Hochdrxiek-lTs/triuRdampflaripe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktionsfähige I'etallsubstanz Yttrium, Yttriumhydrid, eine au Yttrium durch Wärme zorsetz-Tdare Yttriumverbinüiuig oder eine Yttriitrilegierung ist.
11. 11. liochdruck-Hatrixm dampflampe nach Anspruch 7, da.durch gekeimseichnet, daß die Aluminiumoxyd-Lichthogenröhre mit Niohenrikappen dicht "verschweißt ist und die reaktionsfähige Kctallsubstanz an einer- Endkappe "befestigt ist.
12. 12. Ho chdruck-ITatrium dampf lampe nach Anspruch 11, dadurch gelremizeichnet, daß die reaktionsfähige ITetallstibstai-z aus Yttriun besteht..
13. 13· Hochdruck-ITatriuTidampflampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumoxyd-Lichtbogenröhre dicht r.it Hiobendkappen verschweißt ist, wobei eine von diesen mit einer blinden TTi obab dampf röhre versehen ist, die eine Yttriumladung 'enthält.

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14. 14· Hochdruck-Natriumdampflampe nach Anspruch 13, dadurch, gekennzeichnet, daß die "blinde Abdampfröhre in.Bezug auf den Zwis ehe numniaiit s lungs raun, nicht hermetisch dicht verschweißt ist,
15. 15.. Hochdruck-?TatriuT^dampfla,rr,pe nach Anspruch 7, dadurch "gekennzeichnet, daß sie ITiobendkappen besitzt, dia mittels einer Yerschv/eißLtn.gszusairmensetzung; an der Alijiminiumoxyd-™ Lichtbogenröhre angeschweißt sind, die aus Aluniiiituiioxyd,

    d imd Magnesiumoxid besteht- und worin die reaktionsfähige metallische Substanz aus.Yttrium besteht.
16. 16. Ho-chdruck-ITatriunidaEipflanpe nach Anspruch 7» " dadurch, gekeniizaichnot, daß die ITi ob en·? kappe η mittels einer 7erschweißungszusammensetzung an der Aluminiumoxyd-Lichtbogenröliro angeschweißt sin:., wobei die Yorse-hweißungszusammensetzung aus AluEiinifiKoxyd, Calciunoxyd und Magnesiumoxid, besteht und v/orin eine der"Hioben "kappen mit einer blinden. ITi obs-b dampf röhre versehen-ist, die eine Yttriumladung enthält.
17. 17. Hochdruck-ITatriumdampflampe nach Anspruch 16., dadurch .. gekennzeichnet, daß die blinde Ab dampf röhre in Bezug auf de n· Zwi's-chenunmantelungsrauni nicht hermetisch dicht verschweißt ist

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