DE2316554C3

DE2316554C3 - Verfahren zur Herstellung von Halogenglühlampen

Info

Publication number: DE2316554C3
Application number: DE2316554A
Authority: DE
Inventors: Dirk Jules Remi De Eindhoven Fraeye (Niederlande); Leo Heverlee Lens (Belgien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-04-22
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1978-06-22
Also published as: JPS4921985A; FR2181905B1; BE798556A; FR2181905A1; IT983991B; US3800180A; DE2316554B2; GB1408469A; DE2316554A1; CA974567A; NL7205485A

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 (PNB^)« eingeführt, wobei *=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. Dtr 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 (PNB^) 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 Vprwendung von PNBr2 den Nachteil, daß P und Br sich wie 1 :2 verhalten. Phosphor kann jedoch 3 Atome Br als PBr3 binden. Es ist also praktisch immer freies Phosphor vorhanden, welches das für den Brom/Wolfram-Kreislauf benötigte Brom bindet. Dies bedeutet, daß, wenn nicht sofort Sauerstoff oder Walser in ausreichendem Maße freigesetzt wird, kein oder nur wenig Brom für den Brom/Wolfram-Kreiiilauf zur Verfügung 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 PBn gefüllt wird, dann sind

ίο 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 Menge 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

.15 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 XA 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 rr.it 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 XA bis TA und die Rohrleitung 11 mit einem Spülgas gefüllt werden, das z. B. aus 92 Vol.-°/o N₂ besteht. Der Absperrhahn 13 wird geschlossen und der Absperrhahn 12 geöffnet, wobei die Lampen 1 bis 7, die Gasräume XA 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 Tempels ratur gebracht. Diese Temperatur beträgt bei 0,5 Torr 4°C, bei 1 Torr 9⁰C 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 PBr₁

in den Lampen i bis 7, in den Gasraumen \A bis TA oder in der Rohrleitung 11 kondensiert. Der Absperrhahn 12 wird, nachdem die Lampen 1 bis 7, die Gasräume \A bis TA und die Rohrleitung 11 zum letzten Ma¹ evakuiert worden sind, geschlossen und der Absperrhann 10 wird geöffnet

Nachdem sich in der Rohrleitung 11, den Gasräumen und den Lampen der gewünschten Phosphortribromiddruck eingestellt hat, wird der Absperrhahn iO geschlossen und der Absperrhahn 14 geöffnet, wodurch ι ο 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 ι s zwischen den Gasraumen \A bis TA und der Rohrleitung 11 zugeschmolzen, wonach die Lampen mit zugehörigen Gasraumen 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 Jrom zersetzt.

Ausführungsbeispiel:

In zylindrische Lampen, bei denen die Wolframheizwendel in der Achse des Zylinders gelegen war und die einen !nhalt von etwa 5,8 cm³ (225 V, 1000 W, 21 Lumen/W) aufweisen, wurden die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Phosphortribromidmengen eingeführt (in Torr angegeben). Es wurde Argon zugesetzt, bis der Gesamtdruck 2,5 Atm. betrug.

Fülldruck	Ergebnis
PB3 in Torr
0.8	Schwärzung der Lampen nach kurzem
	Betrieb
2	Manchmal nach längerem Betrieb
	geringe Schwärzung
3	Keine Schwärzung bis Ende Lebens
	dauer; mittlere Lebensdauer etwa
	3000 Stunden
4	Wie mit 3 Torr PBn-Füllung
6	Mittlere Lebensdauer nimmt auf etwa
	1500 Stunden ab durch Wendelangriff

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen 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 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenkolben mit dampfförmigem Phosphortribromid gefüllt werden.

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