DE2940563A1

DE2940563A1 - Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe

Info

Publication number: DE2940563A1
Application number: DE19792940563
Authority: DE
Inventors: Auke Gerrit Van Der Kooi; Johan Baptist Joseph Overveld; Antonius Johannes Albe Stratum
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1979-10-06
Publication date: 1980-04-24
Also published as: NL7810213A; JPS5553053A; FR2438912A1; NL183687C; JPS6221223B2; US4288715A; GB2040554B; BE879295A; GB2040554A; FR2438912B1; CA1142212A; NL183687B; DE2940563C2

Description

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Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe. £ J *♦ U J U >}

Die Erfindung betrifft eine

Niederdruckquecksilberdainpfentladungslampe mit einem Entladungskolben, in dem sich ein nahezu geschlossener Halter mit einer oder mehreren Offnungen befindet, in welchem si.ch ein Quecksil-ber amalgam zum Regeln des Queck-Silberdampfdruckes im Entladungskolben befindet. Eine derartige Lampe ist aus der GB-PS 1 097 090 bekannt.

Bei Niederdruckquecksilberdampf entladungslampen ist die Ausbeute der Umwandlung der zugeführten elektrischen Leistung in Ultraviolettstrahlung bei einem Quecksilberdampfdruck maximal, der unter Betriebsbedingungen nicht stark von 0,8 bis 1,3 Pa abweicht. Dies ist ein Dampfdruck, der mit flüssigem Quecksilber mit einer ungefähren Temperatur von 40°C im Gleichgewicht ist. Beim Anstieg der Temperatur im Entladungskolben, zum Beispiel durch einen Anstieg der Temperatur in seiner Umgebung» sinkt die Umwandlurigsausbeute,

Ein bekanntes Mittel zum möglichst guten Aufrechterhalten des Quecksilberdampfdrucks im Endladungskolben auf einem Wert von 0,8 bis 1,3 Pa trotz Erhöhung der Temperatur ist die Verwendung eines Quecksilberamalgams. Tm allgemeinen wird ein derartiges Amalgam zur Regelung des Quecksilberdampfdrucks an einer Stelle im ,Entladungskolben mit einer für die Wirkung des Amalgams vorteilhaften Tempera tiir angebracht, sum Beispiel auf dem sogenannten Gestell., oder auf der Wcind des Entladungskolbens .

Ein bekanntes Verfahren zum Anbringen eines Amalgams an der Innenwand eines Entladungskolbnns ist das Aufspritzen eines Drfthtes aus der Amalgam bildenden Legierung unter Erhitzung auf die Wand (siehe beispielsweise die GB-PS 1 .503 636).

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Um zu vermeiden, dass sich das

Amalgam oder die amalgambildende Komponente bei der Herstellung oder im Betrieb der Lampe von seinem Platz

löst und nach einer beliebigen Stelle im Entladungskolben 5

wandert, wird in der GB-PS 1 097 °90 beschrieben, das Amalgam in einem durchlöcherten Metallhalter oder Metallkäfig einzuschliessen, der sich an einer zum Regeln des Quecksilberdampfdrucks geeigneten Stelle befindet.

Das Amalgam oder die amalgam bildende Komponente kann sich dabei frei im Halter bewegen. Hierbei besteht die Gefahr, dass bei der Herstellung oder ■ beim Transport der Lampe durch Erschütterungen Amalgamstücke oder die Amalgam bildende Komponente durch Anprallen an die Wand des Halters abbrechen. Diese abgebrochenen Stücke können durch die Löcher in den Entladungskolben eintreten. Derartige freie Stücke können nicht nur die Leuchtstoffschicht beschädigen oder die Elektroden angreifen, sondern auch die Lampeneigenschaften in ungünstigem

Sinne dadurch beeinflussen, indem sie sich an einer Stelle im Entladungskolben ausetzen, deren Temperatur von der für die Wirkung des Amalgams optimalen Temperatur abweicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe zti schaffen, die die Nachteile der bestehenden Lampe beseitigt.

Diese Aufgabe wird bei einer

Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass das Amalgam an der Innenwand des Halters fixiert ist.

Hierdurch bleibt das Amalgam

an seinein Platz und kann durch Erschütterungen der Lampe nicht an die Wand des Halters anprallen. Hierdurch ist die Möglichkeit des Eintretens abgebrochener freier Amalgam-"Ie ilc in den Entladung^kolben geringe

Sollte sich durch Erschütterungen das Amalgam unverhofft dennoch von der Innenwand

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lösen, so bleibt doch das Amalgam im Halter, der sich an geeigneter Stelle im Entladungskolben befindet.

Der Halter kann verschiedene

Formen haben. Vorzugsweise enthält er eine erste Metallplatte, die mit einer Vertiefung versehen ist, in dem sich das Amalgam befindet, wobei über die Vertiefung eine ebenfalls metallene Abschlussplatte angebracht ist, die einen Schlitz mit einer Breite von maximal O, 2 nun mit der ersten Platte bildet. Das Verhältnis der Oberfläche des Amalgams, das an der Wand der Vertiefung befestigt ist, zur Oberfläche des Amalgams, das daran nicht befestigt ist, ist dabei möglichst gross. Hierdurch ist die Stelle des Amalgams im Halter gut fixiert. Die Abschlussplatte dient faktisch als Sicherheitsventil für den Fall, wenn das Amalgam unverhofft durch Erschütterungen seinen Platz in der Vertiefung verlässt.

Eine gute Haftung des Amalgams

an der Innenwand des Halters wird erreicht, wenn die Innenwand des Halters an der Stelle des Amalgams mit einer Nickelschicht mit einer Dicke von ungefähr 3 Mikrometer versehen ist. Hierdurch entsteht beim Anlöten bei einer verhältnismässig hohen Temperatur (etwa 600°c) in einer reduzierenden Atmosphäre eine gute Haftung des Amalgams an der Wand. Die dem Amalgam zugewandte Seite der Abschlussplatte ist dabei mit einer Amalgam abstossenden Schicht vorsehen. Ein Beispiel einer derartigen Schicht ist eine oxydierte Eisenschicht. Die öffnung des Halters wird dabei nicht vom Amalgam abgeschlossen, wenn es sich durch einen Stoss von seinem Platz gelöst hat.

In einer besonderen Ausftthrungsform einer erfindungsgemässen Niederdruckquecksilberdampfentladung si amp e befindet sich der Halter in einem Abstand von 10 bis 20 mm von der Elektrode und ist am Ende eines Trägerdrahts befestigt, dessen anderes Ende elektrisch isoliert von den Zuleitungsdrähten der Elektrode im Gestell angebracht ist. Das Amalgam hat dabei eine derartige, durch den Abstand von einer Elektrode bestimmte Temperatur, dass sioh int Entladungskolben der optimale Quecksilberdampfdruck von 0,8 bis 1,3 Pa schnell einstellt. Ein derartiger

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Aufbau wird vorzugsweise in kleinen Eintladungslampen benutzt, wobei die Entladungsbahn durch Falten oder Biegen eines rohrförmigen Entladungsgefässes verlängert worden ist. Ein derartiges gefaltetes Entladungsrohr ist im u.11-gemeinen von einem Aussenkolben umgeben, um die Hantierbarkeit dieser Lampen zu vergrössern, die als Alternative für Glühlampen dienen. Gerade bei diesem Lampentyp ist die Temperatur im Entladungsgefäss während des Betriebs ziemlich hoch. Durch Verwendung eines Aussenkolbens ist die Möglichkeit zum Ableiten der Wärme aus dem Entladungsrohr gering.

Bei erfindungsgemässen Lampen

ist die Möglichkeit gegeben, dass Amalgam als Ganzes, d.h. als Legierung,von der das Quecksilber ein Teil ist, in den Halter zu bringen. Bei der Herstellung der Lampe ist es jedoch auch möglich, das Amalgam bildende Metall(wie Indium) oder die Amalgam bildende Legierung (wie Indiumwismut) getrennt vom Quecksilber anzubringen. Der Vorteil eines derartigen Verfahrens besteht darin, dass die Quecksilbermenge dabei sehr genau dosiert werden kann. Bei einem derartigen Verfahren kann beispielsweise eine Metall-Quecksilberkapsel benutzt werden, wie in der GB-PS 1 475 458 beschrieben wurde. In einer Ausfülirungsf orm einer erf indungsgemässen Lampe dient eine derartige Quecksilberkapsel ebenfalls als Abschlussplatte des Halters, nachdem das Quecksilber während der Herstellung der Lampe mit Hilfe hochfrequenter Erhitzung in den Entladungskolben eingeführt ist.

AusfUhrtingsbei spiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eino erfindungsgemässe Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Amalgamhalter,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemässen

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Amalgamhalters,

Fig. 4 eine erfindungsgemässen

kompakte Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe, bei der das Entladungsrohr einige Male gefaltet wurde. Die Lampe nach Fig. 1 enthält

einen rohrförmige Glasentladungskolben 1, dessen Innenwand mit einer Leuchtstoffschicht 2 bedeckt ist, die aus mit Mangan und/oder Antimon aktiviertem Kalziumhalophosphat besteht. An den Enden des Entladungskolbens befinden sich W Elektroden 3 bzw. h% Am Fuss 5 des Gestells nahe der

Elektrode 3 befindet sich in einem Eisenhalter 6 eine Amalr gam bildende Legierung, die aus Indium und Wismut besteht (siehe GB-PS 1 503 636). Der Halter 6 ist mit Hilfe eines ' geeigneten Klebemittels, das die Einwix-kung der Quecksilberig entladung aushält, am Fuss 5 befestigt. Ein Beispiel eines derartigen Klebemittels ist beispielsweise "Autostic" (Warenzeichen). Der Halter besteht aus einer Metallplatte (siehe Fig. 2), die mit einer Vertiefung 10 und mit einer über dieser Vertiefung angeordneten Eisenabdeckplatte 11 *0 versehen ist, die in einer praktischen Ausführungsform eine schlitzförmige öffnung 12 mit einer Breite von etwa 0, 1 mm mit der Vertiefung 10 freilässt. An der Innenwand der Vertiefung ist eine dünne (etwa 3/^um) Nickelschicht angebracht. Auf dieser Schicht 13 ist bei einer Temperatur " von 600°C in einer reduzierenden Atmosphäre eine Amalgam bildende Legierung Ik angelötet, wodurch eine gute Haftung der Legierung 14 an der Wand der Vertiefung 10 erreicht wird* Die Innenwand der Abdeckplatte 11 ist durch Oxydierung derart bearbeitet, dass sich daran kein Amalgam ' heftet. Die öffnung 12 wird daher nicht vom Amalgam 14 abgeschlossen, wenn sich dieses durch Erschütterungen von seiner Stelle lösen sollte. Der Eisenhalter kann dadurch hergestellt werden, dass von einer flachen rechteckigen Eisenplatte mit einer Dicke von etwa 0, 2 nun ausgegangen

Aiird Von einer Seite wird eine Hälfte der Oberfläche oxydiert und die andere HeIfte mit einer Vertiefung versehen. Anschliessend wird die Wand der Vertiefung mit einer

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Nickelschicht versehen, das Amalgam angelötet und der oxydierte Teil der Platte über die Vertiefung gebogen, bis der Schlitz (12) übrigbleibt.

Bei der besonderen Ausführungs-S

form des Halters nach Fig. 3 besteht die Abschlussplatte aus einer Metallkapsel 15, in der sich eine geringe Menge metallischen Quecksilbers 16 befindet. Nachdem die Pumpbearbeitung der Lampe beendet und der Entladungskolben geschlossen wurde, wird die Kapsel 15 mit einem hochfrequenten Feld erhitzt, wodurch sie geöffnet wird und das Quecksilber in den Entladungskolberi. gerät. In der Vertiefung 10 befindet sich eine Amalgam bildende Metalllegierung 1^, die aus Indium und Vismut besteht« Im Betrieb der Lampe entsteht im Halter ein Quecksilberamalgam, das durch den Schlitz 12 mit dem Entladungskolben in offener Verbindung steht.

In einer praktischen Ausführungsform einer Lampe nach Fig. 1 hat der rohrförmige Entladungskolben 1 eine Länge von 120 cm und einen Durchmesser von etwa 36 mm. Im Metallhalter 6 (Abmessungen etwa h_f5 x ^,5 x 2 mm) befanden sich 80 mg einer Legierung aus Indium und Wismut. Bei einer Quecksilbermenge von 6 mg verhielten sich im Amalgam die Atome von In:Bi-Hg wie

45 ίh^',6. Bei einer zugeführten Leistung zur Lampe von ^O 25

W betrug die Lichtausbeute etwa 800 Lumen bei einer Edelgasfüllung von Argon-Neon (75-25) unter einem Druck von 331 Pa.

In Fig. h ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Niederdruckquecksilberdampf entladungslampe dargestellt, deren Entladungsrohr derart gefaltet ist, dass eine gedrängte Lampe entsteht, die sich dazu eignet, in Leuchten für Glühlampen für allgemeine Beleuchtungszwecke benutzt zu werden· Eine der-, artige Lampe enthält einen Glaskolben 20, in dem sich ein dreimal U-förmig gefaltetes Entladungsrohr 21 befindet, an dessen Enden Elektroden 22 und 23 vorgesehen sind.

Das Entladungsrohr hat durch den Faltvorgang die Form eines Hakens bekommen. Die

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Innenwand Zh des Entladungsrohrs ist mit einer Leuchtstoff schicht bedeckt, die aus einer Mischung zweier Phosphore besteht, und zwar aus grün leuchtendem mit

Terbium aktiviertem Cermagnesiumaluminat und aus rot 5

leuchtendem, mit dreiwertigem Europium aktiviertem Yttriumoxyd. Die Innenwand 25 des Lampenkolbens 20 ist mit einer lichtstreuenden Schicht fein verteilten Titanoxyds versehen. In einem Abstand von 15 nun von der Elektrode 22 befindet sich am Ende eines Trägerdrahts 26 ein Eisenhalter 27 mit schlitzförmiger Öffnung nach Fig. 2. Das andere Ende des Trägerdrahts ist von den Zuleitungsdrähten der erwähnten Elektrode elektrisch isoliert und befindet sich im sogenannten Gestell 28. Die Lampe ist weiterhin mit einem Lampenfuss 29 versehen. Hierin befindet sich ein Glimralichtstarter und ein induktives Vorschaltgerät, so dass die Lampe mit Hilfe einer geeigneten Sockels 30 direkt in eine bestehende Gltihlampenleuchte eingedreht werden kann. Die Gesamtlänge des Innenrohrs ist etwa kh cm. Der Innen-

2Q durchmesser des Innenrohrs ist etwa 9 nun. Bei einer zugeführten Leistung zur Lampe und zum Vorschaltgerät von insgesamt 18 V, bei einer Brennspannung von 105 V und bei einem Druck von 4θΟ Pa Argon ist die Lichtausbeute der Lampe etwa 900 Lumen.

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Claims

kin 92hz

(i ·; Niederdruckquecksilberdampf entladungslampe mit einem Entladungskolben, in dem sich ein geschlossener Halter mit einer oder mehreren öffnungen befindet, in welchem sich ein Quecksilberamalgam zum Regeln des Quecksilbex'dampfdrucks im Entladungskolben befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Amalgam ()k) an der Innenwand des Halters (6) befestigt ist·

2. Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (6) eine erste Metallplatte enthält, die mit einer Vertiefung (1O) versehen ist, in dem sich das Amalgam (iU) befindet, wobei über der Vertiefung eine Abschlussplatte (11) angebracht ist, die einen Schlitz (12) mit einer Breite von höchstens 0,2 mm mit der ersten Platte freilässt·

3. Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Halters (6) ander Stelle des Amalgams (lh) mit einer Nickelschicht (13) mit einer Dicke von etwa

3«um un dass die Innenwand der Abschlussplatte (11) mit einer Amalgam abstos senden Schicht versehen ist. k, Niederdruckquecksilberdampf-

entladungslampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussplatte eine Kapsel (15) für metallisches Quecksilber (i6) enthält.

5. Niederdruckquecksilberdampf-

entladungslampe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Halter (27) in einem Abstand von 10 bis 20 mm von einer Elektrode (22) befindet und am Ende eines Trägerdxahts (26) befestigt ist, dessen anderes Ende elektrisch isoliert von den Zuleitungsdrahten der Elektrode im Gestell (28), angebracht ist.

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