DE2140087C2

DE2140087C2 -

Info

Publication number: DE2140087C2
Application number: DE2140087A
Authority: DE
Inventors: Gerhard M Dr.-Ing. 8000 Muenchen De Neumann
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1971-08-10
Filing date: 1971-08-10
Publication date: 1987-06-11
Also published as: GB1385097A; DE2140087A1; FR2150021A5; US3783328A

Description

Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe mit einem Wolframleuchtkörper, mit einer Inertgasfüllung und mit Fluor als Halogen für einen während des Betriebs der Lampe ablaufenden Regenerationskreislauf. Eine solche Lampe ist sowohl aus der DE-OS 19 55 185 als auch aus der DE-AS 12 70 684 bekannt.

Bei dem Regenerationskreislauf werden die vom Wolfram leuchtkörper abgedampften und sich sonst auf der Kolbenwandung ablagernden Wolframteilchen bei der Betriebstemperatur des Lampengefäßes zu gasförmigen Wolframfluoriden umgesetzt und zum Leuchtkörper zurücktransportiert. Am heißen Leuchtkörper zersetzen sich die Wolframfluoride zu freiem Fluor und zu Wolfram, das auf dem Leuchtkörper an dessen heißesten Stellen abgeschieden wird. Durch diese Abscheidung von Wolfram werden die heißesten Stellen verstärkt, und es erfolgt ein Temperaturausgleich am Leuchtkörper. Bisher konnte dieser Vorteil des Wolfram-Fluor-Kreis lauf nicht ausgewertet werden, da umständliche Schutzmaßnahmen notwendig waren, um den Angriff des Fluors auf das Gefäßmaterial und auf die Innenbauteile der Lampe auszuschalten. Beispielsweise müssen die innere Kolbenwand und die Leuchtkörperhalter ent weder mit einem gegen gasförmiges Fluor beständigen überzug versehen sein oder aus fluorbeständigem Material bestehen (DE-AS 12 70 684).

Bei Halogenglühlampen mit einem Wolframleuchtkörper und einer Inertgasfüllung mit einem Zusatz von Jod für den mit diesem Halogen während des Betriebes der Lampe ablaufenden Regenerationskreislauf ist es bekannt, Kohlenmonoxid als Spender von Sauerstoff zuzusetzen. Kolbenschwärzung soll vermieden und lange Lebens dauer erreicht werden. Vermutet wird, daß ein CO-CO₂-W-Zyklus an den Vorgängen im Lampeninneren beteiligt ist. Kohlenmonoxid kann, abgestimmt auf den Inertgasdruck, mit einem Partialdruck von etwa 26,6 bis etwa 1 × 10³ Pa in der Lampe enthalten sein (US-PS 33 64 376).

Bei der Halogenglühlampe gemäß der DE-OS 19 55 185 wird zur Erleichterung der Handhabung des Fluors empfohlen, dieses in Form der chemischen Verbindung COF₂ in den Lampenkolben einzubringen. Die Füllung kann, je nach Fülldruck, ungefähr 0,02 bis 0,05 Vol.-% der Gasfüllung betragen. Gegebenenfalls kann bei dieser Lampe auch noch CO von geringem Druck zugegeben werden, wodurch eine vorteilhafte Wirkung zur Ver hinderung eines Angriffs auf die kühleren Teile des Wolframfadens erreicht werden soll.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch den in dieser Verbindung vorhandenen Kohlenstoff der Leucht körper karburiert, was zu dessen Versprödung führt und u. U. zu vorzeitigem Bruch des Leuchtkörpers. Die Lebensdauer der Lampe ist dadurch verhältnismäßig kurz.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halogenglühlampe mit Fluor als Halogen zu schaffen, bei der ein Angriff auf die Wolframteile im Lampengefäß vor Einsetzen des Halogenkreisprozesses und auch eine Versprödung des Leuchtkörpers während des Lampenbetriebes sowie ein Angriff auf das Gefäßmaterial der Lampe vermieden wird.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Vorzugs weise sind dem Inertgas Fluor und Sauerstoff in exakt äquimolaren Mengen mit einem Kaltfülldruck von je 13,3 bis 6,6 × 10² Pa beigemischt. Der Fülldruck des Inertgases liegt in der Größenordnung von einigen 10⁴ bis einigen 10⁵ Pascal.

Es wird angenommen, daß sich im Betrieb als Bestandteil der Gasphase im Wolfram-Fluor-Sauerstoff-System die überaus beständige Wolframoxidfluoridverbindung WO₂F₂ bildet. Der Regnerationskreislauf läuft unter Mitwirkung dieser Verbindung ab. Wegen der Beständigkeit der Verbindung tritt in der Nähe der gefähr deten Lampenbauteile kein elementares Fluor auf.

Der angestrebte Erfolgt wird nur erreicht, wenn exakte Äquimolarität in der Lampe vorliegt, d. h. im Rahmen der Füllgasdosierung ist auf ein exaktes Mischungs verhältnis von Fluor und Sauerstoff von 1 : 1 zu achten.

Nicht ausreichend ist, mit Füllgasmengen zu operieren, die ausschließlich im "etwa"-Verhältnis zueinander stehen, wie dies zur Lösung der vom genannten Stand der Technik (US-PS 33 64 376; DE-OS 19 55 185) offen barten Aufgaben hinreichend ist.

Bei Halogenglühlampen mit dem Zusatz nach der Er findung von exakt äquimolaren Mengen von Fluor und von Sauer stoff zum inerten Füllgas sind beim Betrieb der Lampen keine Korrosionen an den Innenbauteilen und insbeson dere an den Stromzuführungen zu beobachten. Es sind auch keine Maßnahmen zum Schutz der Innenwände der Lampengefäße gegen einen möglichen Angriff durch das Fluor notwendig.

Bei Versuchen an Halogenglühlampen für Projektions zwecke 12 V 100 W, die mit Argon von einem Kaltfüll druck von 4 × 10⁵ Pa und mit einem Zusatz von exakt 5,3 × 10² Pa Fluor und von exakt 5,3 × 10² Pa Sauerstoff gefüllt waren, wurde eine Steigerung der Lebensdauer um 50 bis 70% gegenüber den derzeit gebräuchlichen Halogenglühlampen mit Brom-Kreislauf gefunden. Ein Angriff der kalten Stromzuführungen durch das Lampenfüllgas wurde dabei nicht beobachtet.

In der Zeichnung ist eine Halogenglühlampe mit dem Zusatz nach der Erfindung von exakt äquimolaren Mengen von Fluor und von Sauerstoff zum inerten Füll gas dargestellt.

Der Leuchtkörper aus Wolfram (1) befindet sich im Innern des Lampengefäßes (2) aus Quarzglas und wird von den Haltedrähten (3, 4) getragen. Die Haltedrähte sind mit den in das Quarzglas dicht eingequetschten Molybdänfolien (5, 6) verbunden, an die die Außen stifte (7, 8) angeschweißt sind. Die Lampe wird an 12 V betrieben bei einer Leistungsaufnahme von 100 W. Das Lampengefäß enthält eine Füllung aus inerten Gasen, wie z. B. Stickstoff, Edelgasen oder deren Mischungen, und eine Beimischung von exakt äquimolaren Mengen von Fluor und von Sauerstoff.

Das Lampengefäß soll so bemessen sein, daß während des Betriebs der Lampe eine Wandtemperatur von mindestens 250° erreicht wird. Somit ist es nicht notwendig, für das Lampengefäß Quarzglas zu verwenden. Es können auch andere bekannte hochschmelzende Gläser, Hart gläser oder auch einfache Gläser für das Lampen gefäß benutzt werden. In der Zeichnung ist eine eineindige Halogenglühlampe wiedergegeben; es können aber selbstverständlich auch Halogenglüh lampen mit anderen Gefäßformen, wie z. B. soffitten förmigen oder kugelförmigen Kolben sowie Halo genglühlampen für andere als in dem Beispiel ange gebene Spannungs- und Leistungsbereiche angewendet werden.

Claims

1. Halogenglühlampe mit einem Wolframleuchtkörper, mit einer Inertgasfüllung und mit Fluor als Halogen für einen während des Betriebs der Lampe ablaufenden Regenerationskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß dem Inertgas Fluor und Sauerstoff in exakt äquimolaren Mengen beigemischt sind.

2. Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Inertgas Fluor und Sauerstoff in exakt äquimolaren Mengen von je 13,3 bis 6,6 × 10² Pa beigemischt sind.

3. Halogenglühlampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe Argon mit einem Kalt fülldruck von 4 × 10⁵ Pa mit einem Zusatz von exakt 5,3 × 10² Pa Fluor und exakt 5,3 × 10² Pa Sauer stoff enthält.