DE2433334B2

DE2433334B2 - Halogengluehlampe

Info

Publication number: DE2433334B2
Application number: DE19742433334
Authority: DE
Inventors: Leroy S Derry N H Kuhk jun Joseph S Amesbury Mass Huston, (VStA)
Original assignee: GTE Sylvania Inc, Wilmington, Del (VStA)
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1977-07-28
Also published as: IT1015664B; DE2433334C3; CA985730A; DE2433334A1; US3849687A; FR2237315A1; FR2237315B1; JPS5054179A; GB1475381A

Description

Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe mit einer bgestützten Wolframglühwendt! in einem abgedici ■ icr :chtdurch!ässigen Kolben, der an mir destens unera Ende in einer Durchführung abgedichtet eingeführte Stromzuführungen aufweist, dessen Gasfüllung ein inenes Gas und Brom enthält und in dem als eine Gettersubstanz ein Stück Tantal so angeordnet ist.

£S bci~ BciT'e

BetriebstemperaiJ! annimmt

Derart"^ 2.B. aus der US-PS 3M4 773 bekannte Lampen sind mit verschiedenen Halogenen, wie iod und Brom hergestellt worden. Gegenwärtig besitzen die lud verwendenden Lampen meist eine längere Lebensdauer als die Brom verwendenden, insbesondere, wenn sie von der längeren, röhrenförmigen Art sind, bei der die Wandtemperatur des Kolbens eine gleichmäßigere ist Da Brom verwendende Lampen einen größeren Wirkungsgrad erbringen und leichter herzustellen sind, versucht man neuerdings auf Brom umzustellen. Wenn jedoch eine längere Lebensdauer wichtig ist, war es bislang nicht praktisch gewesen ganz von Jod auf Brom umzustellen.

Es ist daher auch bereits Brom als zweites Halogen

einer Füllung mit Jod; als erstes Halogen ausgeführt worden, wie der US-PST3P 44 773 zu entnehmen ist. Eine reine Brom-Halogenlampe ist in der DT-OS 23 21 358 vorgeschlagen- In den längeren röhrenförmigen Lampen ist die Wandtemperatur des Kolbens gleichmäßiger und läßt die Bildung von beständigen Oxyden nicht zu. Folglich wird beim Betrieb der Lampe Sauerstoff frei, der die Wolframdrahtglühwtndei angreift und d-e Lebensdauer der Lampe dadurch erheblich reduziert

Die beim Betrieb auftretende üauerstoffnwnge und die Verbindungen derselben mit Verbindungen, die Wasserstoff enthalten, sind — wie sich gezeigt hat - für die Lebensdauerverkürzung der Lampe verantwortlich. Man hat deshalb ein Gettermetall in den Kolben eingebracht, wie z. B. Tantal Gempß der bereits genannten DT-OS konnte die Lebensdauer der Lampe durch Anwendung von z. B. Tantal als Gettermaterial unter Umständen verzehnfacht werden, wobei das Geuermaienal als Drahtstück. Platte, Kugel i>der in beliebiger anderer Form in den Kolben eingeführt wurde Eine direkte Berührung der Drahtglühwendel mußte vermieden werden, damit kein halbdurchlässiger Niederschlag an der kolbenwand entstand.

Wie aus der genannten US PS zu entnehmen ist. wird ein Tantal-Getter zur Absorption von Wasserstoff benutzt. Da Tantal zugleich auch Halogene absorbiert, ist es mii einem zwdten Material überzogen, beispielsweise Palladium. Sei Erhitzung läßt das zweite Material den Wasserstoff durch, häli jedoch das Halogen zurück. Diese Lösung konnte nicht die wünschenswerte Verlängerung der Lebensdauer bei Halogenlampen mit Brom bringen, " ei! nur Wasserstoff, aber nicht der schädliche Anteil Sauerstoff absorbiert wird.

Die Aufgabe, die de- Erfindung zugrunde liegt, war demnach, die Lebensdauer einer Brom als Halogen verwendenden Halogenglühlampe der eingangs genannten Art zu verbessern und sie zugleich für rationelle Massenfertigung geeignet zu matten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 ganannten Merkmalen gelöst

Weitere Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüche ι zu entnehmen.

Das Tantal wird somit der Lampe au; verschiedene Weisen zugesetzt, um als Getter für Sauerstoff und Wasserstoff zu wirken. Diese Gette. wirkung ist in rohrförmigen Bromlampen besonder«; nützlich, um die Betriebsdauer dieser Lampen bedeutend zu steiger Es ist nämlich tnnmeit worden, daß Tantal Sauerstoff und Wasserstoff in betrachtlichen Mengen gettert. wenn s.-ine Tempo jtur über 300¹C liegt. Die optimale Tiniperaiur he?' bei 35O°C, jedoch ist die jetterwir-Viino /wischen 300° und 450⁰C zufriedenstellend, während ι» 'je'terwirkung auf Brom oder Stickstoff in diev-ίΤ! Bereich vernachlässigbar ist. Steigt die Temperatur über ungefähr 450"C. so wird das Gettern von Brom merkbar.

Folglich ist die Anordnung des Tantalgeiters innerhalb des Wotframhafogenlampenkolbens so gewählt, daß die Betriebstemperatur des Tantals zwischen 300 und 4S0°C liegt, und es wird ausreichend Tantal angewendet, um den gesamten vorhandenen Sauerstoff und Wasserstoff zu gettern, wie cnpirisch ermittelt worden ist. Die Maximalmenge an zugeführtem Tantal ist bei dieser Lösung mit vorbestimmter Temperatur nicht kritisch.

Ausführungsbeispie'.e der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fkg. 1 zeigt eine abgebrochene Detailansicht des einem Endes einer langen, röhrenförmigen Lampe, die das Tantalge lter aufweist.

F i g. 2 zeigt ebenfalls eine abgebrochene Detailansich! des Lampenendabschnitts und stellt eine alternative Ausführungsform dar.

F! g. 3 zeigt auch eine abgebrochene Detailansicht des Lampenendabschnitts und stellt eine weitere alternative Aasführungsform dar.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 1 dargestellt, die das Ende einer langen, röhrenförmigen Lampe zeigt und für beide Enden der Lampe repräsentativ ist. Oer Kolben 2 einer langen, röhrenförmigen Lampe besitzt eine Anzah! von sch^-*>wtörmigen Abstützungen 8 für die Woiiramrfrah^Uihwendel 6. Diese geht über in die innere Zuführung 10 aus Wolframdraht, an der in am durchführung 4 eine Molybdänfolie 12 angesch* ei£·. ist. Diese Durchführung 4 isi als Quetschung ausgei -b-t. An dem äußeren Ende der Molybdänfolie 12 ist die Zuleitung 14 aus Molybiländraht angeschweißt. An beiden Enaen der Lampe ist ein Stück einer Taritalfolie 19 an der Schweißstelle zwischen die Zuführung 10 und den Stre ifen der Molybdänfolie 12 gelegt, d. h. das Tantal 20 wird statt der üblichen Platinfolie als zwischenliegende Schivcißschicht '.erwendet. An dieser Stelle soll die Bet-iebstemperatur des Tantals zwischen 300 und 450'C liegen. Die beim Herstellen der Durchführung 4 erzeugte Hitze bewirkt, daß sich der eingebettete Abschnitt der Zuführung 10 während des Abdich'ens beträchtlich ausdehnt Besteht der Kolben aus Quarz, so führt fojgüch der vier größere Wärmeausdehnungskoeffizient von Wolfram dazu, daß sich in der Preßdurchführun.5 um die Zuführung 10 herum ein Hohlraum 22 nach der Abkühlung bildet Da die Betriebsten peratur im Gebiet der Durchführung 4 viel geringer ist. als die während des Abdichtens erzeugte Temperatur, bleibt der Hohl, mm 22 um die innere Zuführung i0 herum als Ka ial zwischen der Tantalfolie 20 und dem Inneren der Lampe während des Lampenbetriebs erhalten. Genau dieser Hohlraum 22 (stark vergrößert dargestellt) stellt somit einen Kanal /u der Tantalfolie 20 dar, um Sauerstoff und Wasserstoff inr.ernaib des Kjibcnä 2 zu

gettern.

Etei einer praktischen Ausführung der Lampe nach F i ij. t wird eine Tantaifolie 20 von von 0,4 cm² mit einer Stärke von 0,075 mm als Getter an jedem Ende einer 15C0 Walt Bromlampe mit einem Quarzkolben mit ein am Durchmesser von etwa 10 mm verwendet. Die Gesamtlänge der Lampe liegt bei ungefähr 25 cm. Eine 50 gettern lineare Wolframglühdrahtwendel 6 mit einer Länge von ungefähr 17 cm findet Anwendung. Die inneren Zuführungen 10 bestehen aus Wolfram, und die Glühdrahtwendel 6 wird von dreizehn ringartigen Abstützungen 8 aus Wolfram unterstützt. Die Durchführungsfolien 12 sowie die äußeren Zuführungen 14 bestehen aus Molybdän. Das inerte Füllungsgas ist Argon und das Halogen ist in Form von Bromwasserstoff zugesetzt Der gesamte absolute Fülldruck beträgt

ίο ungefähr 23 Atmosphären, wobei ungefähr 0,4% davon auf das Halogen entfallen. Während des Betriebs betrug die Glühfadentemperatur 2900 K, und die Temperatur des Tantalgetters 20 lag bei ungefähr 350⁰C. Beim Testen der Lebensdauer dieser gegetterten Bromlampe stellte man fest, daß sie eine verlängerte Lebensdauer ähnlich der von äquivalenten Jodlampen aufwies. Ferner erhielt die Bromlampe ihren charakteristisch gesteiger len Wirkungsgrad gegenüber äquivalente" Jodiamper. aufrecht.

Fig.2 zeigt eine alternative Ausführungsform, in welcher in der Lampe an je_..m Ende ein Stück Tantaldraht 24 in der Durchführung ; verankert und so angeordnet ist, daß die Betriebstemperatu- des Getterabschnitts des sich in das Kolbeninnere erstreckenden

z$ Drahtes zwischen ungefähr 300 und 450⁰C liegt Zum bequi.men Zusammenbau kann der Tantaidraht anfä
lieh mit der Molybdänfolie 12 verschweißt sein, wodurch die Folie 12 und der Tantaldraht 24 beide im gleichen Vorgang in der Durchführung 4 abdichtend angebracht werden. Sowohl diese Lösung wie auch die nach F i g. 1 garantieren eine bleibende Lage des Tantaldrahtes in den? ge^üRSchisu Temperaturbereich der Lampe, und die Verankerung eines Abschnitts des Tantals in der Durchfr hrung 4 bewirkt eine Art der Temperati: rsteuerung, indem eine Wärmeableitungsmöglichkeit juf die Temperatur des Durchführungsbereiches siehe gestellt ist

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführun^sform, in welcher ein Streifen einer Tantalfoüe 26 mit der Molybdänfolie 12 verschweißt und teilweise in die Durchführung 4 eingebettet ist. wobei ein Abschnitt sich .veit in den Kolbenhohln. im hinein erstreckt in diesem Fall ist die Temperatur n.cht krirsch (abgesehen davon, daß sie über 300⁰C betragen muß), doch die Gesamtmenge des Tan'als in der Lampe muß vorbestimmt werden (wie empirisch ermittelt), damit die Menge ausreicht, um den in der Lampe vorhandenen Sauerstoff und Wasserstoff zu gettern, aber nicht ausreicht, um einen wesentlichen Te;! des Broms zu

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

24 33 Patentansprüche:

1. Halogenglühlampe mit einer abgestützten

„'' Wolframdrahtglühwendel in einem abgedichteten, lichtdurchlässigen Kolben, der an mindestens einem Ende ir, einer Durehfäbrung abgedichtet eingeführte Stromzuführungen aufweist, dessen Gasfüllung ein !nettes Gas und Brom enthält um* in dem als t;^:ne Cettersubstanz ein Stück Tantal so angeordnet ist, daß es beim Betrieb der Lampe eine vorgegebene Betriebstemperatur annimmt, dadurch gekennzeichnet, daßdasStückTähtaI(20,24,26) so angeordnet ist, daß seine Betriebstemperatur zwischen etwa 300 und 450⁰C liegt, und daß es an einer Stromzuführung in der Durchführung (4) mit gehaltert ist

2. Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Stück Tantal von einem Draht (24) ge^ Idei wird, der in der Durchführung (4) an dem als Folie (12) ausgebildeten Teil der Stromzuführung mit angeschweißt ist und zu einem Teil seiner Länge in der Durchführung (4) eingebettet ist

3. Halogenglühlampe gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß das Stück Tantal ein Foiienstreifen (26) ist der in der !Durchführung (4) an dem als Folie (12) ausgebildeten Teil der Stromzuführung mit angeschweißt ist und zu einem Teil seiner Länge in der Durchführung (4) eingebettet ist

4. Halogenglühlampe gemäft Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß das Stüc» Tantal ein Foh'enstreifen (20) ist, der in die St iweißstelle * * ischen dem als Molybdänfolie (12) ausgebildeten Teil der Stromzuführung und deren ins Kolbeninnere führenden, als Wolframdraht (10) ausgebildeten Teil gelegt und mitverschweißt ist, und daß die als Quetschung ausgebildete Durchführung (4) und den in das Kolbeninnere führenden Wolframdraht (10) herum einen Hohl· «um (22) aufweist durch den ein Kanal zwischen dem Tantalfolienstreifen (20) und den Kolbeninneren gebildet