DE2452029A1

DE2452029A1 - Wolframhalogenlampe und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2452029A1
Application number: DE19742452029
Authority: DE
Inventors: Vivian Walter Goddard; John Michael Rees
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1973-11-28
Filing date: 1974-11-02
Publication date: 1975-06-05
Also published as: AT351632B; ATA838774A; DE2452029B2; FR2252651B2; NL181158C; SE7316709L; SE396670B; CA985359A; CH607326A5; ZA745614B; FR2252651A2; NL181158B; DE2452029C3; IT1046818B; JPS5086187A; NL7415561A; GB1387240A; BE820427R; AU7335974A

Description

PATENTANWÄLTE b9 Augsburg 22, den Jl.10.1974.

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Thorn Electrical Industries Limited Thorn House, Upper Saint Martin's Lane London WC2H 9ED / England

Wolframhalogenlampe und Verfahren zu deren Herstellung

Zusatz zu P 2 3 29 336,9

Die Erfindung betrifft Wolframhalogen-Glühlampen,

Diese Lampen haben einen Wolframglühfaden, der von einem lichtdurchlässigen Kolben eingeschlossen ist, welcher eine Füllung aus einem inerten bzw, peaktionsträgen Gas, wie N₂, Ar, Kr oder Xe, und eine kleine Menge eines Halogens

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beispielsweise Jod, hat.

Der vereinfachte Mechanismus der während des Betriebs einer solchen Lampe auftretenden Reaktionen besteht darin, daß das von dem Glühfaden abdampfende Wolfram, das normalerweise zur Kolbenwand diffundiert, mit dem Jod-unter Bildung von Wolframjodid in Reaktion tritt. Wenn das Wolframjodid·in die Hochtemperaturzone diffundiert, welche den Glühfaden umgibt, zerfällt es zu Wolfram und Jod, Dieser regenerierende Kreisprozeß verhindert in wirksamer Weise die radiale Diffusion von Wolfram, so daß die Kolbenwand während ihrer ganzen Lebensdauer rein bleibt. Daher ist der Flächeninhalt der Kolbenoberfläche bei einer Lampe nicht wichtig, bei welcher ein regenerierender Kreisprozeß wirksam ist, was die Verwendung sehr kompakter Lampen mit mechanisch festen Quarzrohrkolben ermöglicht, so daß sie mit einem Druck von mehreren Atmosphären gefüllt werden können, wodurch eine erhöhte Lebensdauer des Glühfadens erzielt werden kann.

Bei bestimmten Wolframhalogenlampen, bei welchen Brom oder Chlor einen Teil oder den ganzen Halogengehalt in der Lampe bilden, ist es oft vorteilhaft, eine zusätzliche Komponente, wie Wasserstoff, zu verwenden, die sich mit dem Halogen in den kalten Teilen des Lampeninneren verbinden und die Aktivität des Wolframtransportvorgangs wirksam regeln kann. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß der Wasserstoff ferner die Lichtbogenbildung zwischen benachbarten Bauelementen bei verschiedenen elektrischen Potentialen verringern oder verhindern kann. Es wurde vorgeschlagen, daß ein geeignetes Verfahren zum Einbringen des Halogens und von Wasserstoff in Form einer gasförmigen Verbindung, beispielsweise HBr, CH₂Br₂ oder CH₃Br besteht. Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch ferner festgestellt, daß es schwierig

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ist, eine genaue Dosis in Gasform einzuleiten, so daß nach anderen Systemen geforscht wurde, die auf einem halogenhaltigen Feststoff von geringem Dampfdruck beruhen. Ein weiteres System wurde in der britischen Patentschrift 1 236 174 beschrieben, in welcher gezeigt ist, daß die Aktivität des Wolframtransportvorgangs durch Phosphor geregelt werden kann, der mit dem Halogen in Form eines in einem geeigneten Lösungsmittel gelösten Phosphornitrilhalogenid zugesetzt wird. In diesem Falle wirkt der Phosphor ferner als Getter für Wasserdampf und Sauerstoff.

Es wurde nun festgestellt, daß die Vorteile durch Einbringen eines Halogens oder eines Feststoffes von niedrigem Dampfdruck mit Wasserstoff als Funkenlöscher beide dadurch erzielt werden können, daß ein festes, teilweise halogenisiertes aromatisches Halogenid als Mittel zum Einbringen eines Halogens in Wolframhalogen-Glühlampen verwendet werden können, Die bevorzugten aromatischen Halogenide haben einen niedrigen Dampfdruck von nicht mehr als 1 χ 10" Torr bei 25⁰C und werden in Wolframhalogen-Glühlampen als Lösung in einem flüchtigen nichtpolaren Lösungsmittel eingebracht, wie Petroläther (insbesondere mit einem Siedepunkt von 60 - 80⁰C), Äther und ringförmige, aromatische oder chlorierte Kohlenwasserstoffe, z.B. Benzol, das aus dem Lampenkolben durch Absaugen oder Spülen mit einem trockenen inerten bzw, reaktionsträgen Gas (z.B. Stickstoff) entfernt,

Die folgenden teilweise bromierten aromatischen Verbindungen sind von besonderem Interesse: .

1,2,4-Tribrombenzol, F 4H₄ Kp 275, ergibt H:Br-Verhältnis 1:1 1,2,3-Tribrombenzol, F 87, ergibt H;Br-Verhältnis 1:1 1,3,5-Tribrombenzol, F 119, Kp 271, ergibt H:Br-Verhältnis 1:1 1,2,3,5-Tetrabrombenzol, F 98, Kp 329, ergibt H:Br-Verhältnis 1:2

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1,2,4,5-Tetrabrombenzol, F 180, ergibt H:Br-Verhältnis 1:2 Pentabrombenzol, F 29 3, ergibt H:Br-Verhältnis 1:5 (F und Kp sind in ⁰C angegeben),

1,3,5-Tribrombenzol und 1,2,4,5-Tetrabrombenzöl sind die bevorzugten Isomere von Tribrombenzol und Tetrabrombenzol.

Die teilweise halogenisierten aromatischen Verbindungen können einzeln oder gemischt so verwendet werden, daß das Wasserstoff/Halogen-Verhältnis innerhalb des Bereiches 1:1 bis 1:5 eingestellt ist.

Die Vorteile der Verwendung fester aromatischer Halogenide bestehen in der Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Dosierung und in der relativen Unenjfindlichkeit gegen Feuchtigkeit.

Beispiel 1

Eine Kraftfahrzeuglampe für 12 Volt und 55 Watt mit Anschlüssen am Sockel wird mit Tetrabrombenzol dadurch dosiert, daß die Nadel einer Injektionsspritze in ein unverschlossenes Absaugrohr der Lampe eingesetzt wird und 0,025 cm einer Lösung, die 0,05 g Tetrabrombenzol in 100 cm³ Petroläther (Kp 60-8O⁰C) enthält, in den Lampenkolben eingespritzt werden. Das Lösungsmittel wird durch Spü)ilen mit einem Strom trockenen Stickstoffs (der vorzugsweise weniger als 10 ppm Wasserdampf enthält) entfernt, der durch das Absaugrohr geleitet wird, worauf der Kolben abgesaugt und eine Gasfüllung mit Argon bis zu einem Druck von 3,5 Atmosphären bei Raumtemperatur in der üblichen Weise erhält und das Absaugrohr dann abgeschmolzen wird. Beim Betrieb der Lampe oder wenn diese auf andere Weise auf eine hohe Temperatur gebracht wird, zerfällt das Tetrabrombenzol, wodurch Brom zur Unterstützung des regenerierenden Kreisprozesses zusammen mit Kohlenstoff

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und Wasserstoff erhalten werden.

Beispiel 2

Eine Kraftfahrzeuglampe für 12 V 60/5 5 W Doppelwendel-Wolframhalogenlampe mit Anschlüssen am Sockel wird dadurch hergestellt, daß 0,04 cm einer Lösung enthaltend 0,1 g Tetrabrombenzol in 100 cm³ Petroläther (Kp 60 - 80⁰C) in einen Lampenkolben durch ein Absaugrohr eingespritzt werden und nach dem Spülen mit einem Strom trockenenStickstoffs und dem Absaugen erhält der Kolben eine Inertgasfüllung aus Kr bis zu einem Druck von 3,5 Atmosphären, Hierauf wird das Absaugrohr abgeschmolzen. Bei diesem besonderen Beispiel ist der Wasserstoff, der freigesetzt wird, wenn das Tetrabrombenzol beim Erhitzen bzw. beim Betrieb der Lampe zerfällt, wünschenswert, um die Gefahr · der Lichtbogenbildung zwischen benachbarten Bauelementen bei unterschiedlichen elektrischen Potentialen auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Beispiel 3

Ein weiterer Vorteil aromatischer Halogenide besteht darin, daß sie mit Phosphornitrilhalogeniden (deren Verwendung in der vorerwähnten Patentschrift 1 236 174 beschrieben ist) verträglich sind. Ein Gemisch derselben ,kann einer ' Lampe entweder in Form gesonderter Lösungen oder als Gemisch in einer einzigen Lösung zugesetzt werden. Dies ermöglicht die Einregelung des Verhältnisses von Phosphor zu dem Halogen in Anpassung an die besondere Lampe oder das- Zusetzen eines Gemisches von Halogenen in genau geregelten Anteilen. Das Gemisch aus einem Phosphornitrilhalo-

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genid und einem aromatischen Halogenid ergibt einen zusätzlichen Vorteil, da überschüssiger Phosphor Wasserdampf- und Sauerstoffverunreinigungen gettert.

Eine 12 V 60/5 5 W Doppelwendel-Wolframhalogen-Kraftfahrzeuglampe wird wie in.Beispiel 2 beschrieben hergestellt, wobei eine Menge von 0,04 cm einer Lösung enthaltend 0,09 g Tetrabrombenzol und 0,01 Phosphornitrilbromid 100 cm Petroläther (Kp 60 - 80 °C) in den Lampenkolben eingespritzt wird und die Inertgasfüllung aus Kr wieder 3,5 Atmosphären Druck hat.

Patentansprüche

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Claims

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Pat entansprüche

1,'Wolframhalogen-Glühlampe,gekennzeichnet durch eine Füllung aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Halogen, wobei der Kohlenstoff, der Wasserstoff und das Halogen durch Dissoziation eines festen, teilweise halogenisxerten aromatischen Halogenide innerhalb des Lampenkolbens erhalfen worden sind.

2, Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung ferner Halogen, Phosphor und Stickstoff erhalten durch Dissoziation eines Phosphornitrilhalogenids innerhalb des Lampenkolbens enthält.

3, Wolframhalogen-Glühlampe, gekennzeichnet durch eine Füllung aus einem festen, teilweise halogenisxerten aromatischen Halogenid,

Lampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung ein Phosphornitrxlhalogenid enthält..

5, Lampe nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Halogenid ein teil-

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weise halogenisiertes Benzol ist.

6, Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das teilweise halogenisierte Benzol ein teilweise
.bromiertes Benzol ist.

7, Lampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das teilweise bromierte Benzol Tri-, Tetra- oder
Penta-Brombenzol ist.

8, Lampe nach Anspruch 7, daäurch gekennzeichnet, daß das bromierte Benzol 1,3,5-Tribrombenzol ist.

9, Lampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte Benzol 1,2,4,5-Tetrabrombenzol ist.

10, Lampe nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das feste aromatische Halogenid einen Dampfdruck von höchstens 1 χ 10" Torr bei 25 ⁰C hat.

11, Verfahren zur Herstellung einer Wolframhalogen-Glühlampe, dadurch gekennzeichnet, daß ein normalerweise festes, teilweise halogenisiertes aromatisches Halogenid in den Lampenkolben eingeleitet wird,

12, Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

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daß das aromatische Halogenid in den Lampenkolben in Form eines flüchtigen nichtpolaren Lösungsmittels eingeführt wird, welch letzteres dann aus dem Kolben heraus verflüchtigt wird.

13» Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Petroläther, ein ringförmiger Kohlenwasserstoff, ein aromatischer Kohlenwasserstoff oder ein chlorierter Kohlenwasserstoff ist.

14·, Verfahren nach den Ansprüchen 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lampenkolben ferner ein Phosphornitri!halogenid eingeführt wird.

15, Verfahren nach den Ansprüchen 11 -I¹+, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Halogenid ein teilweise halogenisiertes Benzol ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das teilweise halogenisierte Benzol ein teilweise bromiertes Benzol ist.

17, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte Benzol Tri-, Tetra- oder Penta-Brombenzol ist,

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18, Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte·Benzol 1,3,5-Tribrombenzol ist.

19, „Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte Benzol 1,2 ,M-, 5 -Tetrabromben ζ öl ist,

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