DE2229557A1

DE2229557A1 - Quecksilberdampfniederdruck-entladungslampe mit ein oder mehreren amalgamen

Info

Publication number: DE2229557A1
Application number: DE19722229557
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Franck; Fritz Schipp
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1974-01-03
Also published as: GB1440025A

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, München

Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe

mit ein oder mehreren Amalgamen *)

Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe, vorzugsweise eine Leuchtstofflampe, mit ein oder mehreren Amalgamen. Der Dampfdruck in solchen Lampen ist durch die Eigenschaft des Amalgams bestimmt, bei gleicher Temperatur einen niedrigeren Quecksilberdampfdruck zu haben als freies Quecksilber.

Bekannterweise ist für die Funktion des Amalgams innerhalb der Lampe die Auswahl, die Zusammensetzung und der Anbringungsort des Amalgams bzw. des amalgambildenden Metalles wichtig.

Das amalgambildende Metall bzw. das Amalgam ist bereits an verschiedenen Stellen in der Lampe angeordnet worden. Beispielsweise ist es bekannt, das Amalgam als Pille oder das amalgambildende Metall als Ringstreifen an der Entladungsgefäßwand oder in einem um den - für diesen Fall verlängerten - Lampenfuß gelegten Nickelnetz (US-PS 3 6l9 697) oder in einem an der Stromzuführung befestigten Behälter (DT-GM 1 937 402) anzubringen oder auf den Tellerfuß aufzuspritzen (DT-OS 1 589 290) oder in Verbindung mit einem in Abhängigkeit von der Temperatur beweglichen Bauelement (Bimetall) in der Lampe anzu-

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ordnen (FR-PS 1 583 O78). Oder das Amalgam wurde im Pumprohr am Fuß der Lampe untergebracht, wobei, um den Abstand Elektrode/Amalgam gegenüber einer Standardlampe zu vergrößern, entweder das Pumprohr oder die Stromzuführungen zu den Elektroden verlängert wurden (GB-PS 966 C08; NL-PA 6 703 488; SU-PS 251 694). Doch wird die Temperatur dieser Anbringungsorte von der Umgebungstemperatur beeinflußt, so daß das Amalgam und seine Arbeitsweise auf Grund seines von der Temperatur abhängigen Quecksilberdampfdruckes mehr oder weniger stark von der Umgebungstemperatur abhängig ist.

Weiterhin ist es bekannt, daß die Lampe Amalgame mit unterschiedlicher Funktion enthalten kann, z.B. mindestens ein Hauptamalgam zur Bestimmung des stationären Betriebsdampfdruckes und ein oder mehrere den Lampenanlauf beschleunigende Amalgame, wobei entweder das Amalgam oder das amalgambildende Metall in die Lampe eingebracht wird (DT-PS 1 274 228; DT-OS 1 937 938).

Das Ziel der Erfindung ist es nun, einen Anbringungsort in der Lampe zu finden, dessen Temperatur von der Umgebungstemperatur weitestgehend unabhängig ist.

Die Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe, vorzugsweise Leuchtstofflampe, mit ein oder mehreren Amalgamen ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein den stationären Betriebsdampfdruck bestimmendes Amalgam bzw. amalgambildendes Metall an einem Bauelement, dessen Abstand von der Elektrode kleiner ist als der halbe Entladungsgefäßdurchmesser, angebracht igt, wobei das Bauelement derart ausgebildet ist, daß sich zwischen dem den stationären Betriebsdampfdruck bestimmenden Amalgam bzw. amalgämbildenden Metall und der Elektrode eine wärmeisolierende Schicht befindet. Das Bauelement kann dabei erfindungsgemäß mindestens teilweise aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, auf dem das Amalgam bzw. das amalgambildende Metall angeordnet ist. Wenn das Bauelement z.B. aus Metall besteht, befindet sich das Material geringer Wärme-

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leitfähigkeit auf der der Elektrode abgewandten oder zugewandten Seite oder bildet einen vollständigen überzug. Vorteilhaft für die Haftung des Amalgams ist es, wenn die Materialien eine rauhe Oberfläche haben. Deshalb sind besonders gut verwendbar faser- oder schaumporöse anorganische Materialien.

Wenn das Bauelement vollständig aus einem Material schlechter Wärmeleitfähigkeit bestehen soll, haben sich als solche Materialien u.a. Tonerdesilikat ohne Bindemittel, nicht gesinterte Aluminiumoxidoder Magnesiumoxid- oder Zirkonoxid-Keramik, Zeolithe, Kalk- oder Alkalimetall-Tonerdesilikate als geeignet erwiesen. Materialien dieser Art sind unter den Handelsnamen Silimantin, Ergan, Stenan usw. bekannt. Auch Aluminiumoxid-Papier oder daraus durch Erhitzen hergestellte poröse Körper sowie Kohlefilz sind gut verwendbar. Die genannten Stoffe sind nicht gasend und bis 1000 C ausheizbar. Ihre Wärmeleitfähigkeit X liegt bei l8 C zum Teil weit unter 0,01 cal/ Grad.cm.s. Die wärmeisolierende Schicht kann sich auch zwischen zwei zweckmäßigerweise auf den Außenflächen polierten Metallteilen befinden; sie kann eventuell auch durch einen Spalt zwischen den beiden Metallteilen gebildet sein.

Vorteilhaft ist es, das Bauelement als Elektrodenkappe auszubilden, die dann gleichzeitig die Lampenenden vor Schwärzung durch zerstäubtes Elektrodenmaterial schützt. Die Elektrodenkappe hat dann vorzugsweise Ringform. Dabei werden je nach Material etwa 1 cm breite Ringe vom Material abgeschnitten oder Ringkappen aus dem Material gedreht. Bei Verwendung von Kohlefilz wird ein Pilzband rund gebogen und mit der Zuführung, die üblicherweise zur Kappenhalterung dient, zu einem Ring verklemmt und gehaltert. Aluminiumoxidpapier wird ebenfalls zu einem Ring gebogen und durch Sinterung zu einem porösen Körper verfestigt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Streifen von Kohlefilz, der vor der Montage mit amalgambildendem Metall besprüht wurde, auf die Außenseite einer Metallringkappe aufzuklemmen oder eine Metallringkappe in Aluminiumoxid-Zement zu tauchen, wobei, die Überzugsschicht etwa eine Dicke von 1 mm hat.

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Bei dem auf der Außenseite des Bauelementes befindlichen Amalgam handelt es sich um das Hauptamalgam, d.h., dieses Amalgam bestimmt während des stationären Betriebes den Gleichgewichtsdampfdruck. Es ist nun vorteilhaft, auf der inneren, der Elektrode zugewandten Seite des Bauelementes noch ein weiteres amalgambildendes Metall anzubringen, das als Anlaufamalgam, d.h. den Lampenanlauf beschleunigendes Amalgam, dient. Für das Hauptamalgam können gleichzeitig auch mehrere amalgambildende Metalle verwendet werden. Ebenso können auch mehrere Anlaufamalgarne in der Lampe angebracht sein.

In den Figuren 1 bis 4 sind Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung ausgeführten Lamp« wiedergegeben.

Figur 1 zeigt schematisch eine Lampe, bei der die Elektrode von einer ringförmigen Kappe umgeben ist.

Figur 2 zeigt eine ringförmige Kappe aus Metall, die teilweise mit einem mit amalgambildendem Metall besprühten Material schlechter Wärmeleitfähigkeit bedeckt ist.

Figur 3 gibt eine ringförmige Metallkappe wieder, auf derem verlängerten abgebogenen Ende ein mit amalgambildendem Metall bedecktes Material schlechter Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist.

Figur 4 zeigt die Lichtstrom-Temperaturkurven für verschiedene Leuchtstofflampen.

In Figur 1 befindet sich an einem Ende des Lampenkolbens 1 der Lampenfuß 2 mit den Stromzuführungen 3-und 4 zur Elektrodenwendel 5· Um die Elektrodenwendel 5 ist ein ringförmig ausgebildetes Metallblech als Kappe 6 angeordnet/ das mittels des in dem Fuß eingeschmolzenen Stabes gehalten wird. Die Innenoberfläche des Lampenkolbens 1 ist mit einer Leuchtetoffschicht 8 bedeckt.

In der Figur 2 ist an der ringförmigen Metallkappe 6 ein Teil 9 aus die Wärme schlecht leitendem Material derart angebracht, daß die

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Außenseite der Kappe 6 über etwa den halben Umfang bedeckt ist. Das Teil 9 "besteht aus einem 1 cm breiten und 1,5 mm dicken Kohlefilzband, das mit den Klammern 10 an der Kappe 6 befestigt ist. Das Kohlefilzband wird vor der Montage mit dem amalgambildenden Metall für das Hauptamalgam, in diesem Falle mit Indium, besprüht. Es kann auch Cadmium oder ein anderes amalgambildendes Metall bei dieser Anordnung verwendet werden. An der Innenseite der Kappe 6 ist ein Indiumfleck 12 als Anlaufamalgam angebracht. 13 bezeichnet das Pumprohr chen.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das eine Ende der oval-ringförmigen Metallkappe 6 verlängert und umgebogen und bildet eine an der flachen Seite des Ovals nach außen stehen-, de Fahne l4. Dieser Teil 14 der Kappe 6 ist mit einer gesinterten Aluminiumoxidschicht 15 überzogen, die die Wärme schlecht leitet. Auf dieser Schicht ist als amalgambildendes Metall l6 Indium in einer Menge aufgebracht, daß das sich in der Lampe bildende Amalgam eine molare Zusammensetzung von Hg In hat. Der mit dem schlecht wärmeleitfähigen Material und dem darauf angebrachten amalgambildenden Metall versehene Teil l4 braucht nicht mit der Elektrodenkappe verbunden zu sein, sondern kann ein selbständiges Bauelement in der Nähe der Elektrode bilden, wobei dann die Amalgamzusammensetzung und der Abstand des Bauelementes von der Elektrode aufeinander abgestimmt sein müssen, derart, daß bei geringerem Abstand von der Elektrode wegen der höheren Temperatur der Anteil des amalgambildenden Metalles am Amalgam höher sein muß.

In Figur 4 ist die Abhängigkeit des Lichtstromes ψ von der Umgebungstemperatur in C wiedergegeben« Kurve a zeigt den Lichtstromverlauf einer normalen Leuchtstofflampe, Kurve b den einer Indium- · amalgamlampe, bei der das Indium nach bisher bekannten Methoden und an bisher bekannten Orten in der Lampe angebracht ist, und Kurve e den einer Amalgamlampe gemäß der Erfindung. Aus der Kurve c geht eindeutig die außergewöhnlich geringe Abhängigkeit des Lichtstromes von der Umgebungstemperatur in einem sehr weiten Temperaturbereich hervor, was durch die erfindungsgemäße Auswahl des Orte» und der Anbringungsart des Hauptaroalgams erreicht wird, _ _ _ _ _ . -_A

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Die erfindungsgeraäße Auswahl und die Ausbildung des Ortes in der Lampe, an dem das amalgambildende Metall bzw. das Amalgam angebracht ist, hat mehrere wesentliche Vorteile. So ist z.B. durch die Verwendung der Stoffe geringer Wärmeleitfähigkeit die Temperatur an der Außenseite des Bauelementes, vorzugsweise der Elektrodenka"ppe, wesentlich geringer als auf der Innenseite - im Gegensatz zu einer Metallkappe -, so daß es möglich ist, beim Anbringen des Hauptamalgams auf der Außenseite der Kappe mit ähnlichen Mengen des amalgambildenden Metalles auszukommen wie bei den bereits bekannten Lampen mit Amalgam. Während eine übliche metallische Kappe eine Temperatur von etwa 240 C hat, beträgt bei Verwendung von z.B. Kohlefilz als Kappenmaterial die Temperatur an der Außenwand der Kappe nur etwa 90 C. Bei Verwendung von Kohlefilz auf einer üblichen Metallringkappe beträgt die Temperatur auf der Kappenaußenseite etwa 130 C; es wird also gegenüber der vollständig aus Metall bestehenden Kappe eine Temperaturerniedrigung von 110 C erreicht. Da sich die Kappentemperatur bei einer Änderung der Umgebungstemperatur zwischen 20 bis 80 C bei 220 Volt Netzspannung lediglich um maximal 20 C ändert, ist die Arbeitstemperatur dos Amalgams von der Umgebungstemperatur praktisch thermisch entkoppelt. Dadurch, daß die Elektrodenkappe außer ihrer üblichen Abschirmwirkung gemäß der Erfindung eine weitere Funktion erhält, werden alle die Funktionselemente, die man bisher immer bei der Herstellung von Amalgamlampen verschiedenster Ausführungsformen zusätzlich verwenden mußte, wie z.B. ein aufgespritzter Ring aus amalgambildendem Metall oder ein Netz oder dergleichen, entbehrlich. Infolge der niedrigen Temperatur und der ausgezeichneten Haftfähigkeit des amalgambildenden Metalles an dem Bauelement gemäß der Erfindung tritt auch kein Wegfließen mehr bei der Verwendung von amalgambildenden Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt, wie z.B. von Indium, auf. Weiterhin besteht durch die Erfindung größere Unabhängigkeit in der Wahl des amalgambildenden Metalles, da u.a. auf die Wirkung der thermodynamisch bedingten Verbreiterung der Lichtstrom-Temperatur-Kurve durch Verwendung von Indium verzichtet werden kann. Auch die Herstellung der Lampen wird, bedingt durch die Möglichkeit der Besprühung eines langen Bandes außerhalb der Lampe mit amalgambildendem Metall, vereinfacht. Ebenfalls einfach ist das Anbringen eines oder mehrerer Anlaufamalgarne.

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Die Erfindung gibt eine Möglichkeit zur Herstellung von Typenreihen, da durch Variation von Kappenradius und Kappendicke die Temperatur des darauf angebrachten Amalgams eingestellt werden kann. So kann z.B. durch Festlegung des Lichtstrommaxiraums auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur bei Lampen für Außenbeleuchtung praktisch Unabhängigkeit von jahreszeitlichen Temperaturschwankungen erreicht werden. ■ .

Zusätzlich kann durch Verwendung der anorganischen Bauelemente noch eine Getterwirkung erzielt werden.

— Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

[ 1. J Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe, vorzugsweise Leuchtstofflampe mit ein oder mehreren Amalgamen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein den stationären Betriebsdampfdruck bestimmendes Amalgam bzw. amalgambildendes Metall an einem Bauelement, dessen Abstand von der Elektrode kleiner ist als der halbe Entladungsgefäßdurchmesser, angebracht ist, wobei das Bauelement derart ausgebildet ist, daß sich zwischen dem den stationären Betriebsdampfdruck bestimmenden Amalgam bzw. amalgambildenden Metall und der Elektrode eine wärmeisolierende Schicht befindet.
2. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement mindestens teilweise aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit besteht und mindestens ein den stationären Betriebsdampfdruck bestimmendes Amalgam bzw. amalgambildendes Metall auf diesem Teil angebracht ist.
3· Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement aus Metall besteht, auf dessen von der Elektrode abgewandten oder zugewandten Seite das Material geringer Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist.
4. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement aus Metall besteht und einen Überzug aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit hat.
5. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 2 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material geringer Wärmeleitfähigkeit eine rauhe Oberfläche hat.
6. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material geringer Wärmeleitfähigkeit ein faser- oder schaumporöses anorganisches Material

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7. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Elektrode zugewandten Seite des Bauelementes mindestens ein den Lampenanlauf beschleunigendes Amalgam bzw. amalgambildendes Metall angebracht ist.
8. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement als Elektrodenkappe ausgebildet ist.
9. Quecksilberdampfniederdruck-Entladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenkappe als Ringkappe ausgebildet ist.

Dr.Hz/Mü

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