DE2316554B2

DE2316554B2 - Verfahren zur herstellung von halogengluehlampen

Info

Publication number: DE2316554B2
Application number: DE19732316554
Authority: DE
Inventors: Dirk Jules Remi de Eindhoven Fraeye (Niederlande), Lens, Leo, Heverlee (Belgien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-04-22
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1977-10-27
Also published as: US3800180A; BE798556A; DE2316554C3; FR2181905A1; JPS4921985A; FR2181905B1; NL7205485A; DE2316554A1; CA974567A; GB1408469A; IT983991B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halogenglühlampen, die Brom, Phosphor und ein inertes Gas enthalten, wobei die Lampenkolben mit einer phosphor- und bromhaltigen Verbindung und einem inerten Gas gefüllt und anschließend verschlossen werden.

Halogenglühlampen dieser Art sind aus der Zeitschrift »Lighting Research and Technology« Vol. 2, Nr. 4, 1970, bekannt. Phosphor und Brom werden bei diesen bekannten Lampen zusammen in einem festen gegenseitigen Verhältnis in die Lampe in Form der Verbindungen (PNBr₂J_x eingeführt, wobei x=3 oder 4 sein kann. Diese Verbindungen sind feste polymere Stoffe. Sie werden in Form einer Lösung in einer flüchtigen Kohlenwasserstoffverbindung, wie Benzol, in die Lampe eingespritzt. Das Lösungsmittel kann durch Verdampfen aus dem Kolben entfernt werden. Beim Betrieb der Lampe zersetzt sich die Verbindung sofort in Brom, Phosphor und Stickstoff. Der Phosphor soll in dieser Lampe eine mit Wasserstoff vergleichbare Wirkung ausüben, d. h. daß er verhindern soll, daß eine direkte Reaktion zwischen den verhältnismäßig kalten Teilen des Wolframglühkörpers und dem in der Lampe vorhandenen Brom auftritt. Ein derartiger Angriff dieser Teile würde nämlich zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Lampe führen.

Bei der Herstellung von Lampen mit (PNBr₂) ist es notwendig, das zum Einführen der phosphor- und bromhaltigen Verbindung in die Lampe verwendete Lösungsmittel mit größter Sorgfalt aus der Lampe zu entfernen. Wenn das Lösungsmittel nämlich nicht vollständig entfernt wird, kann dies die Bildung lichtabsorbierender schwarzer Kohlenstoffbeläge auf der Kolbenwand zur Folge haben. Derartige schwarze Beläge können so viel Licht absorbieren und somit eine derartige Temperaturerhöhung aufweisen, daß die Kolbenwand örtlich erweicht und sich aufbläht. Dies kann das vorzeitige Ende der Lampe zur Folge haben.

Darüber hinaus hat die Verwendung von PNBr₂ den Nachteil, daß P und Br sich wie 1 :2 verhalten. Phosphor kann jedoch 3 Atome Br als PBrj binden. Es ist also praktisch immer freies Phosphor vorhanden, welches das für den Brom/Wolf ram Kreislauf benötigte Brom bindet. Dies bedeutet, daß, wenn nicht sofort Sauerstoff oder Wasser in ausreichendem Maße freigesetzt wird, kein oder nur wenig Brom für den Brom/Wolfram-Kreislauf zur Verfugung steht und somit der Lampenkolben abschwärzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Halogenglühlampen zu schaffen, bei dem praktisch keine Schwächung der Kolbenwand auftritt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lampenkolben mit dampfförmigem Phosphortribromid gefüllt werden.

Wenn die Lampe mit PBr₁ gefüllt wird, dann sind Brom und Phosphor im stöchiometrischen Verhältnis 1 :3 anwesend.

Die normale Dissoziation der Verbindung und Spuren von Sauerstoff oder Wasser genügen bereits, um ausreichend Brom freizusetzen.

Es hat sich herausgestellt, daß bei Lampen mit einer Lebensdauer von 1000 Stunden und länger im allgemeinen optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn das Phosphortribromids mit einem Partialdruck zwischen 2 und 6 Torr eingefüllt wird. Bei Drücken unter 2 Torr tritt bald Schwärzung auf; bei Drücken oberhalb 6 Torr wird die Glühwendel angegriffen. Mit Lampen nach der Erfindung können Lebensdauern von mehr als 2000 Stunden erreicht werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß diese Ergebnisse mit einer in bezug auf Brom geringeren Msnge an Phosphor als bei den bekannten phosphor- und bromhaltigen Lampen erzielt werden.

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

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Füllen einer Anzahl Lampen 1 bis 7 mit einer phosphortribromidhaltigen Gasatmosphäre. Die Vorrichtung enthält einen Behälter 8 mit flüssigem Phosphortribromid. Der Behälter 8 befindet sich in einem Flüssigkeitsbad 9, in dem er auf einer konstanten, dem gewünschten Phosphortribromiddampfdruck entsprechenden Temperatur gehalten wird. Das Flüssigkeitsbad kann z. B. aus Wasser bestehen. Der Behälter 8 ist mittels eines Absperrhahns 10 mit der Rohrleitung 11 verbunden. Mit dieser Rohrleitung 11 stehen die Lampen 1 bis 7 über die Gasräume \A bis TA in Verbindung. Die Rohrleitung 11 steht weiter über drei Absperrhähne 12, 13 und 14 mit einer Vakuumpumpe, einem Behälter mit Spülgas und einem Behälter mit Edelgas und/oder Stickstoff (nicht dargestellt) in Verbindung. Die ganze Vorrichtung kann aus Glas bestehen.

Das Füllen der Lampen 1 bis 7 geht auf folgende Weise vor sich: Nachdem die Lampen 1 bis 7 über die Gasräume \A bis TA mit der Rohrleitung 11 verbunden sind, wird bei geschlossenen Absperrhähnen 10,13 und 14 und geöffnetem Absperrhahn 12 auf einen Druck von etwa ΙΟ"⁴ Torr vakuumgepumpt. Dann wird der Absperrhahn 12 geschlossen und der Hahn 13 geöffnet, wodurch die Lampen 1 bis 7, die Gasräume 1Λ bis TA und die Rohrleitung 11 mit einem Spülgas gefüllt werden, das z. B. aus 92 Vol.-% N₂ besteht. Der Absperrhahn 13 wird geschlossen und der Absperrhahn 12 geöffnet, wobei die Lampen 1 bis 7, die Gasräume \A bis TA und die Rohrleitung 11 wieder vakuumgepumpt werden (etwa ΙΟ-⁴ Torr). Dieser Vorgang kann nötigenfalls einige Male wiederholt werden. Der Behälter 8 wird indessen auf die dem gewünschten Phosphortribromiddampfdruck entsprechende Temperatur gebracht. Diese Temperatur beträgt bei 0,5 Torr 4⁰C, bei 1 Torr 9°C und bei 2 Torr 17°C. Die Anwendung eines Druckes von mehr als etwa 2 Torr ist unerwünscht, weil dann die Gefahr besteht, daß das PBr₃

in den Lampen 1 bis 7, in den Gasräumen \A bis TA oder in der Rohrleitung 11 kondensiert. Der Absperrhahn 12 •vird, nachdem die Lampen 1 bis 7, die Gasräume \A bis 7.4 und die Rohrleitung 11 zum letzten Mal evakuiert worden sind, geschlossen und der Absperrhahn 10 wird geöffnet.

Nachdem sich in der Rohrleitung 11, den Gasräumen und den Lampen der gewünschten Phospbortribromiddruck eingestellt hat, wird der Absperrhahn 10 geschlossen und der Absperrhahn 14 geöffnet, wodurch Argon mit dem gewünschten Druck, z. B 1 Atm., in die Lampen 1 bis 7 eingeführt wird. Andere Gase, die Verwendung finden können, sind z. B. Stickstoff, Krypton und Xenon oder Mischungen solcher Gase. Der Hahn 14 wird dann geschlossen und die Verbindung zwischen den Gasräumen \A bis TA und der Rohrleitung 11 zugeschmolzen, wonach die Lampen mit zugehörigen Gasräumen entfernt werden. Die Lampen werden nun in flüssigen Stickstoff eingetaucht, wodurch das sich in dem Gasraum und in der Lampe befindende Gasgemisch in der Lampe kondensiert. Anschließend wird die Verbindung zwischen der Lampe und dem zugehörigen Gasraum zugeschmolzen und der Gasraum entfernt. Auf diese Weise wird ein Gasdruck von mehr als 1 Atm. in der Lampe erhalten. Die Lampen können nun in Betrieb gesetzt werden, wobei sich sofort das in der Lampe gegebenenfalls teilweise in flüssiger Form vorhandene Phosphortribromid in Phosphor und Brom zersetzt.

Ausführungsbeispiel:

In zylindrische Lampen, bei denen die Wolframhei/ wendel in der Achse des Zylindern gelegen war und die einen inhalt von etwa 5,8Cm' (225 V, H)OOW, 21 Lumen/W) aufweisen, wurden die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Phosphortnbromidmengen eingeführt (in Torr angegeben). Ls wurde Argon /ugcset/i, bis der Gesamtdruck 2,5 Atm. betrug.

Fülldruck
PBi in Torr

Schwärzung der Lumpen nach kurzem

Betrieb

Manchmal nach längerem Betrieb

geringe Schwärzung

Keine Schwärzung bis linde Lebens

dauer; mittlere Lebensdauer eiw;i

3000 .Stunden

Wie mit 3 Torr PBn-Füllung

Mittlere Lebensdauer nimmt auf ciwu

1500 Stunden ab durch Wendclangriff

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgcmäUcn Verfahrens ist der, daß bei der Herstellung keine Stoffe in die Lampe eingeführt werden, die daraus entfernt werden müssen, bevor die Lampe mit einem inerten Gas gefüllt und zugeschmolzen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

23 16 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Halogenglühlampen, die Brom, Phosphor und ein inertes Gas s enthalten, wobei die Lampenkolben mit einer phosphor- und bromhaltigen Verbindung und einem inerten Gas gefüllt und anschließend verschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenkolben mit dampfförmigem Phosphortribro- ι ο mid gefüllt werden,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphortribromid mit einem Partialdruck zwischen 2 und 6 Torr eingefüllt wird.