DE1927967A1

DE1927967A1 - Electric light bulb

Info

Publication number: DE1927967A1
Application number: DE19691927967
Authority: DE
Inventors: T Jampens Germin Remi
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-06-22
Filing date: 1969-05-31
Publication date: 1970-01-02
Also published as: CH496319A; US3585435A; ES368599A1; GB1222326A; NL6808844A; FR2011478A1; ZA693595B; DE1927967B2; BR6909963D0; NO120433B; BE734958A; AT285733B

Description

DlpWng. Horst Auer STSÄDlpWng. Horst Auer STSÄ Patentanwalt Telefon: 339221Patent attorney phone: 339221

ρ 1 Q 07 Qfi7 5 Fernschreiber: 2-161587 a dpu dρ 1 Q 07 Qfi7 5 Telegraph: 2-161587 a dpu d

N.V. Philips ' Gloeilampenfabrieken Meine Akte: EHN 3249N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken My file: EHN 3249

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"Elektrische Glühlampe""Electric light bulb"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühlampe mit einem aus Wolfram bestehenden Glühkörper, welche als reaktives Trägergas eine brom- und wasserstoffhaltige flüchtige Verbindung enthält und bei der der Abstand des Glühkörpers von der Kolbenwand derart bemessen ist, daß beim Betrieb der lampe die Temperatur der Kolbenwand über der ganzen Oberfläche mindestens 300° C beträgt.The invention relates to an incandescent lamp with an incandescent body made of tungsten, which contains a volatile compound containing bromine and hydrogen as the reactive carrier gas and in which the distance between the incandescent body and the bulb wall is such that when the lamp is in operation the temperature of the bulb wall over the entire surface is at least 300 ° C.

Bei einer Glühlampe, die Brom und Wasserstoff in einem geeigneten Verhältnis und in einer geeigneten Menge enthält, bleibt die Kolbenwand bis zum Ende der lebensdauer der lampe klar, wobei die lebensdauer der Lampe durch die lebensdauer des Glühkörpers bestimmt wird. Dies ist auf einen beim Betrieb der Lampe stattfindenden zyklischen chemischen Vorgang zurückzuführen, bei dem vom Glühkörpern verdampfendes Wolfram durch Reaktion mit Brom in eine bei der niedrigsten Betriebstemperatur der Lampe flüchtige Verbindung umgewandelt wird. Die flüchtige Wolfram-Bromverbindung zersetzt sich in der Nähe des Glüh— körpers. Auf diese Weise wird ein Zyklus erhalten. Wenn in der Lampe dne genügende Wasserstoffmenge vorhanden ist, werden Wolfram- oder Molybdänteile (Stromzuführungsdrähte, Abstützungen) nicht oder nur langsam bei verhältnismäßig niedrigen TemperaturenWith an incandescent lamp that has bromine and hydrogen in contains a suitable proportion and in a suitable amount, the piston wall remains to the end The life of the lamp is clear, whereby the life of the lamp depends on the life of the incandescent body is determined. This is due to a cyclical chemical process that takes place in the operation of the lamp due to the tungsten evaporating from the incandescent body through reaction with bromine in a with the lowest operating temperature of the lamp volatile compound is converted. The volatile tungsten-bromine compound decomposes in the vicinity of the incandescent body. In this way a cycle is obtained. If there is enough hydrogen in the lamp is, tungsten or molybdenum parts (power supply wires, supports) are not or only slowly at relatively low temperatures

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durch Prom angegriffen. Das Gasgemisch in der lampe muß frei oder nahezu frei von Sauerstoff sein. Wenn nämlich Sauerstoff in der lampe vorhanden ist, tritt der sogenannte Wasserzyklus auf, der einen erhöhten Wolframtransport zur Kolbenwand in Form eines flüchtigen Wolframoxyds zur Folge hat. An der Wand kann gegebenenfalls eine doppelte Umwandlung stattfinden, wobei sich ein flüchtiges Wolframbromid und Wasser bilden. Der Wolframoxydtransport zur Kolbenv/and kann jedoch unter ungünstigen Bedingungen derart groß werden, daß die an der Wand verfügbare Brom-Wasserstoffmenge ungenügend ist, um das Wolframoxyd vollständig in ein flüchtiges Wolframbromid umzuwandeln.attacked by Prom. The gas mixture in the lamp must be free or almost free of oxygen. When there is oxygen in the lamp, what is known as the water cycle occurs increased tungsten transport to the piston wall in the form of a volatile tungsten oxide result. At the If necessary, a double conversion can take place in the wall, resulting in a volatile tungsten bromide and form water. The tungsten oxide transport to the piston tube can, however, under unfavorable conditions become so large that the ones available on the wall The amount of bromine-hydrogen is insufficient to convert the tungsten oxide completely into a volatile tungsten bromide to convert.

Wenigstens am Anfang der Lebensdauer der lampe kann das Vorhandensein von Sauerstoff dadurch neutralisiert werden, daß Brom und Wasserstoff in der Lampe völlig oder teilweise in Form eines Brom-Kohlenwasserstoffes dosiert werden. Beim Einschalten der Lampe zersetzt sich die Verbindung in Kohlenstoff und Bromwasserstoff, der sich seinerseits in der Kähe des Glühkörpers in Brom und Wasserstoff zersetzt. Der ausgeschiedene Kohlenstoff reagiert mit dem Wolframglühkörper unter Bildung von Wolframkarbid und mit Sauerstoff unter Bildung eines Kohlenstoffoxyds. Es stellt sich aber heraus, daß manchmal dennoch in einer derartigen Lampe ein Wasserzyklus auftritt.At least at the beginning of the lamp's life it can neutralize the presence of oxygen that bromine and hydrogen in the lamp are completely or partially in the form of a bromine hydrocarbon be dosed. When the lamp is switched on, the compound decomposes into carbon and hydrogen bromide, which in turn is in the cage of the incandescent body in Decomposes bromine and hydrogen. The precipitated carbon underreacts with the tungsten incandescent body Formation of tungsten carbide and with oxygen to form a carbon oxide. But it turns out found that sometimes a water cycle does occur in such a lamp.

!fen hat nun gefunden, daß es bei Lampen dieser Art, deren Glühkörper eine Lebensdauer von bis zu 250 Stunden hat und deren Ausbeute 25 Lumen/W oder höher ist, vorteilhaft ist, wenn das reaktive Trägergas aus Tribromsilan (SiHBr₅) besteht.! fen has now found that in lamps of this type, whose incandescent bodies have a service life of up to 250 hours and whose yield is 25 lumens / W or higher, it is advantageous if the reactive carrier gas consists of tribromosilane (SiHBr ₅ ).

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Bei Verwendung dieses reaktiven.Trägergases .werden ■._ sowohl die Bildung von . SiIiziumablagerungen auf der. Wand wie auch der durch die Bildung von .Siliziden ... .... herbeigeführte ungünstige Einfluß auf den. Glühkörper; , vermieden»-.-- - ..,.-. , ... ... .When using this reactive carrier gas, both the formation of. Silicon deposits on the. Wall as well as the unfavorable influence on the. Incandescent body; , avoided »-.-- - .., .-. , ... ....

Die Erfindung gründet sieh auf die Erkenntnis, daß bei der.Zersetzung von wasserstoffhaltigen Bromsilanen. Tetrabroms4-.lan (SiBr..,) gebildet wird. Es stellt sich herpus, dai? erst bei. Verblendung ,des Tr i br ons i lan s bei der Zersetzung eine.genügende Wasserstoff- und-Brommenge verfügbar ist,.um einen Zyklus, aufrechtzuerhalten. _;..- · - . . - ■ ..The invention is based on the knowledge that during the decomposition of hydrogen-containing bromosilanes. Tetrabroms4-.lan (SiBr ..,) is formed. It turns out herpus that? only at; only when. Blinding, the tri br ons i lan s a sufficient amount of hydrogen and bromine is available during decomposition to maintain a cycle. _; ..- · -. . - ■ ..

Das SiBr. ist in der Lampe flüchtig und kairr. als Getter für den "yklus schädlichen-Sauerstoff und Wasserdampf . wirken: bei Reaktion-: mit SiBr. bildet sich Brom.oder . Bromwasserstoff. . .The SiBr. is volatile and kairr in the lamp. as a getter for the "cycle harmful oxygen and water vapor." act: with reaction-: with SiBr. forms bromine. or. Hydrogen bromide. . .

SiOp-AbIagerungen lassen sich nicht pptisch feststellen.SiOp deposits cannot be determined optically.

Vorzugsweise wird eine derart große Kenge an SiHEr.* verwendet, daß dessen Partialdruck zwischen. .1 ,5 und 6 Torr .liegt,.. . ... .Preferably, such a large number of SiHEr. * Is used that its partial pressure is between. .1, 5 and 6 Torr. Lies, ... ...

Unter diesen Bedingungen erweist sich eine Verlängerung der Lebensdauer.der Lampe als möglieh. Dies ist wahrscheinlich dem Vorhandensein von SiBr.zuzuschreiben. Eine gleichwertige GBr.r-Verbindung wird in einer .CHpBrp- enthaltenden Lampe beim Betrieb nicht gebildet.Under these conditions an extension turns out to be the life of the lamp as possible. This is likely attributable to the presence of SiBr. An equivalent GBr.r connection is created in a .CHpBrp- containing lamp not formed during operation.

Die Erfindung wird.nachstehend an Hand zweier Aus-, führungsformen von Lampen, mit verhältnismäßig.kurzer Lebensdauer näher erläutert, bei denen somit eine große Helligkeit und .ein großer Lichtstrom wesentlich sind.The invention is described below on the basis of two excerpts, guide forms of lamps, with relatively.short Lifespan explained in more detail, in which thus a large Brightness and a large luminous flux are essential.

9881/09118, _:- _9881/09118: -

Pel derartigen Lampen werden die physikalische lebensdauer des Glühkörpers, die eine Funktion der Temperatur und der resultierenden '"/änderung von ¹Vo] fram von den heissesten zu kälteren Stellen des Glühkörpers ist, und die chemische Lebensdauer von Stromzuführungsdrähten und Abstützungen, die vom Angriff durch Brom abhängig ist, derart bemessen, daß die Lebensdauer der Lampe gleich der des Glühkörpers ist. Dies kann durch passende Wahl der Gemometrie der erwähnten Metallteile erzielt werden. Es zeigen: Pig. 1 einen Schnitt durch eine Photolampe, Fig. 2 einen Schnitt durch eine Projektionslampe.For such lamps, the physical life of the incandescent body, which is a function of temperature and the resulting change of ¹ Vo] fram from the hottest to colder parts of the incandescent body, and the chemical life of power supply wires and supports that are exposed to attack by Bromine is dependent, dimensioned such that the service life of the lamp is the same as that of the incandescent body. This can be achieved by suitable selection of the geometry of the metal parts mentioned. Pig. 1 shows a section through a photolamp, FIG Projection lamp.

Example 1.

Die Photolampe nach Fig. 1 besteht aus einem Quarzkolben 1, in dem sich ein durch eine Volframwendel gebildeter Glühkörper 2 befindet. 3 bezeichnet Abstützungen, die aus je einer flachen Drahtwendel bestehen. Bei Belastung mit 225 V beträgt die Aufnahmeleistung 1OOO ^T.V, der Lichtstrom 32000 Lumen und der '■/irkungsgrad 32 Lumen/V/; die Farbtemperatur beträgt 3400° E. ■ .The photolamp according to FIG. 1 consists of a quartz bulb 1 in which there is an incandescent body 2 formed by a Volfram helix. 3 denotes supports that each consist of a flat wire helix. When loaded with 225 V, the input power is 10000 ^T .V, the luminous flux is 32000 lumens and the efficiency is 32 lumens / V /; the color temperature is 3400 ° E. ■.

Bei einer aus einem Gemisch von 8 ToI.^ Stickstoff und 1,1 Vol. ^- CH₂Br₂ bestehenden Gasfüllung unter einem Druck von bis zu 700 Torr beträgt die Lebensdauer mindestens 15 Stunden. With a gas filling consisting of a mixture of 8 tol. ^ Nitrogen and 1.1 vol. ^ - CH ₂ Br ₂ under a pressure of up to 700 torr, the service life is at least 15 hours.

Bei einer aus einem Gemisch von Argon und SiHBr, (Teildruck 3,4 Torr) bestehenden Gasfüllung unter einem Druck von bis zu 700 Torr beträgt die Lebensdauer mindestens 20 Stunden.With a gas filling consisting of a mixture of argon and SiHBr, (partial pressure 3.4 Torr) under a Pressures of up to 700 Torr, the service life is at least 20 hours.

Example 2.

Die Projektionslampe nach Fig. 2 hat einen Quarzkolber. 4,The projection lamp according to FIG. 2 has a quartz bulb. 4,

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in dem sich eine aus Wolfram bestehende Heizwendel 5 befindet. .in which there is a heating coil 5 made of tungsten. .

Bei Belastung mit 24 V beträgt die AufnahmeIeistung 1.55 W, der Lichtstrom 5000 Lumen und der Wirkungsgrad 32 Lumen/W; die Färbtemperatür beträgt 3400° K.When loaded with 24 V , the power consumption is 1.55 W, the luminous flux is 5000 lumens and the efficiency is 32 lumens / W; the dyeing temperature is 3400 ° K.

Bei einer aus einem Gemisch von Argon und CHpBrg Partialdruck zwischen 10 und 12 Torr bestehenden Gasfüllung unter einem Druck von bis zu 2,3 Atmosphären beträgt die Lebensdauer mindestens 50 Stunden.In the case of a mixture of argon and CHpBrg Partial pressure between 10 and 12 Torr existing Gas filling under a pressure of up to 2.3 atmospheres the service life is at least 50 hours.

Bei einer aus einem Gemisch von Argon, Stickstoff und SiIIBr, bestehenden Gasfüllung (4 Vol.?? Stickstoff und SiHBr, unter einem Teildruck von bis zu 5.3 Torr) unter einem Druck von bis zu 5 Atmosphären beträgt die Lebensdauer mindestens 100 Stunden.In the case of a mixture of argon, nitrogen and SiIIBr, existing gas filling (4 vol. Nitrogen and SiHBr, under a partial pressure of up to 5.3 Torr) under a pressure of up to 5 atmospheres is the lifespan at least 100 hours.

Sowohl die Lampen nach Beispiel 2 als auch die nach Beispiel 1 blieben klar bis zum Ende der Lebensdauer; diese Lebensdauer wurde stets durch das Durchbrennen der Heizwendel an einer der heissesten Stellen beendet. Eine durch Ablagerung von Silizium herbeigeführte Schwärzung wird weder in Lampen nach Beispiel 1 noch in Lampen nach Beispiel 2 gefunden.Both the lamps according to Example 2 and those according to Example 1 remained clear until the end of their service life; this lifespan was always due to the burning through the heating coil ends at one of the hottest points. A blackening brought about by the deposition of silicon is neither in lamps according to Example 1 nor found in lamps according to Example 2.

Patentansprüche: - 6 -Claims: - 6 -

Claims

1327967

Claims;

. Electric incandescent lamp rait one made of ".folfram" Incandescent body that contains a compound containing bromine and hydrogen as a reactive filling gas and in which the The distance between the incandescent body and the bulb wall is such that? the temperature when the lamp is on the piston wall over the entire surface at least 3CO C, characterized in that lamps, their incandescent bodies have a service life of up to 250 hours and whose efficiency is 20 'lumen / V / or higher, the reactive carrier gas consists of tribromosilene (SiHBr.,).

2. Electric incandescent lamp according to claim 1, characterized in that the partial pressure of the tribromosilane is between 1.5 and 6 torr.

BATH ORIGINAL 909881/0958