DE3320933A1

DE3320933A1 - Glimmschalterstarter

Info

Publication number: DE3320933A1
Application number: DE19833320933
Authority: DE
Inventors: Masahiko Yokosuka Kanagawa Asakura; Yoshitomi Fujisawa Kanagawa Dobashi; Kohtaro Yokohama Kohmoto
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-06-10
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1983-12-15
Also published as: US4562379A; AU1561683A; NL187511C; JPS58216353A; CA1202655A; DE3320933C2; NL187511B; NL8302039A; AU541756B2

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig Patentanwälte

TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA
Kawa saki-shi, Japan

European Patent Zugelassene Venreti- <:>: Europäischen Paien;.-jni!

Dr phil G Henkel. M.hk-'.· pipl-lng J Pfennmr; hw O< iei na! L Feilet M !'■ ' Dipl-Ing W Han?t.' \i_v.'·· * Oipi-Pflyr K ! I 'vV··. ::-. Lt Incj A Butors;... ^μι· ·' ^r--( ·

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CMA-58P538-3

Glimmschalterstarter

Die Erfindung betrifft einen Glimmschalterstarter, insbesondere einen verbesserten Glimmschalterstarter mit geringeren Abweichungen in den Starteigenschaften, z.B. Startspannung, Anfangsgiimmentladungsdauer u.dgl..

Bei einigen zum Starten von Entladungslampen, z.B.

fluoreszierenden Lampen mit Startvorwärmung, verwendeten Glimmschalterstartern wird auf der Innenwand eines als luftdichte Hülle dienenden Glaskolbens und auf einer Entladungselektrode metallisches Barium abgelagert. Das metallische Barium dient dazu, die Startspannung des Glimmschalterstarters auf einem gegebenen Wert zu halten und Abweichungen in diesem Wert zu verringern.

Bei einem üblichen Verfahren zum Ablagern von metallischem Barium auf dem Glaskolben und der Elektrode wird Bariumazid [Ba(N,)pJ auf der Innenwandfläche des Glaskolbens und der Elektrode abgelagert, danach wird ein Fuß, in den die Elektrode eingesetzt ist, hermetisch in dem Glaskolben versiegelt, schließlich wird der Glaskolben zur Bildung eines Niederdrucks evakuiert und danach zur thermischen Zersetzung des Bariumazids erwärmt. Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt jedoch die thermische Zersetzung des Bariumazids im Vakuum explosionsartig, so daß das bei der Zersetzung des Bariumazids auf der Innenwandfläche des Glaskolbens

abgelagerte metallische Barium versprüht wird und während der thermischen Zersetzung an der Elektrode haften bleibt. Folglich bleibt an der Elektrode eine übergroße Menge -metallischen Bariums haften» wodurch die Startspannung des Glimmschalterstarters unter den gewünschten Viert sinkt ο

Wenn die Menge an auf der Innenwandfläche des Glaskolbens abgelagertem Bariumazid verringert wird, um ein Haftenbleiben von so viel metallischen Bariums an der Elektrode zu verhindern» kann sich auf der Innenwandfläche des Glaskolbens nicht die gewünschte Menge an metallischem Barium ablagern« Dies führt dazu, daß der Gettereffekt des metallischen Bariums nicht voll zur Geltung kommt _ΰ so daß die anfängliche Glimmentladungsdauer des Glimmschalterstarters und folglich die Zünddauer der Lampe länger werden.

Der Erfindung lag die lufgabe zugrunde» einen verbesserten Glimmschalterstarter mit weniger Abweichungen in den Starteigenschaften, z.B. Startspannung, anfänglicher Glimmdauer und dergleichen, zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Glimmschalterstarter mit einer luftdichten Hülle, in der sich ein entladbares G-as befindet, und einer in einem Ende der Hülle hermetisch versiegelten Elektrodeneinheit sowie einem FaBs in den ein Paar Elektroden, von denen eine oder beide beweglich ist (sind), eingesetzt ist, der dadurch gekennzeichnet ist» daß an dem von dem Fuß im Abstand angeordneten Bereich der inneren Oberfläche der Hülle eia Film ame ©iaem Gemisch von 40 - 90 Gew.-# metallischen Bariums und 60 - 10 Gew.-^ Bindemittel in

•x

©iaer Menge von Op 4 mg bis 12 mg pro cnr Hüllenfassungs vermögen vorgeeehen ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Pig. 1 einen Teilqjuerschnitt durch einen GlimmschalterBtarter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Startspannung und dem Pilmgewicht in einem in eine 120 Y, 40 Watt fluoreszierende

Lampe eingebauten Glimmschalterstarter;

Pig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der anfänglichen Glimmentladungsdauer und dem Pilmgewicht in einem in eine 120 V, 40 Watt

fluoreszierende Lampe .eingebauten Glimmschalterstarter;

Pig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwisehen der Start spannung und dem Pilmgewicht in einem in eine 220 V, 70 Watt Hochdrucknatriumlampe eingebauten Glimmschalterstarter und

Pig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der anfänglichen Glimmentladungsdauer und dem Pilmgewicht in einem in eine 220 V_t 70 Watt Hochdrucknatriumlampe eingebauten Glimmschalterstarter.

Wie bereits erwähnt» zeigt Pig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Glimmschalterstarter gemäß einer Ausführungs form der Erfindung. Gemäß Pig. 1 befindet eich innerhalb eines Glaskolbens 1 eines Innendurchmessers von 6 mm eine Elektrodeneinheit 2. Die Elektrodeneinheit 2

A*

besteht aus eisern Fuß 3 und einem Paar in den Fuß 3 eingelassenen inneren Drähten 4 und 5. An das äußeret© Bude eines inneren Drahtes 4 ist eine bewegliche Elektrode 6 aus einem gebogenen Bimetall angeschweißt.

Der andere innere Draht 5 bildet eine starre Elektrode ο In dem Glaskolben 1 befindet sich als entladbares Gas Argon oder ein Gasgemisch aus Argon und Neon, beispielsweise aus 1 % Argon und 99 $ Neon.

In dem Bereich der inneren Oberfläche des Glaskolbens 1, der von einem lade 9 des Fußes 3 entfernt ist, wird v/ie später noch näher beschrieben werden wird - ein Film 8 abgelagert,, Der mit dem Film 8 bedeckte Bereich stellt einen bandförmigen Bereich der inneren Oberfläche des Kolbens 1 einer Breite von etwa 3 - 4 mm dar ο Die voreilende Kante des bedeckten Bereichs liegt vom Ende 9 des Fußes 3 etwa 8 - 10 mm entfernt. Vor Einführen des Gasgemisches in den Kolben 1 wird an die Spitze des Glaskolbens 1 ein Evakuierrohr angeschlossenc lach dem Evakuieren des Kolbens 1 mit Hilfe des Evakuierrohres wird das Gasgemisch in den Glaskolben 1 eingeführt» Nach dem Einführen des Gasgemisches in den Glaskolben 1 erhält dieser ein abgeschmolzenes Dichtungsoder Siegeleade„

Die in den Fuß 3 eingesetzten inneren Drähte 4 und 5 führen aus dem Glühkolben 1 heraus und dienen dann als äußere Drähte bzw. Zuleitungen 11 und 12.

Der auf der Innenwand des Glaskolbens 1 abgelagerte Film 8 besteht aus einem Gemisch aus 40 - 90, beispielsweise 50 GeWo-fS metallischen Bariums und 60 - 1O₉ "beispielsweise 50 Gew.-^ eines Bindemittels, wie Aluminiumoxid. Der Film wird in einer Menge von Oj,4 - 12₀5p beispielsweise 1,4 mg/cm des Fassungs-

Vermögens des Glaskolbens abgelagert. Der mit dem Film bedeckte Bereich liegt an einer vom Fuß 3 im Abstand befindlichen Stellet da die Startspannung nicht stabilisiert werden kann, wenn der PiIm 8 in einem Bereich nahe des keinen Entladungsbereich bildenden Fußes 3 abgelagert wird. Der Film 8 wird durch thermische Zersetzung eines Gemische aus Bariumazid und Aluminiumoxid im Vakuum nach Ablagern des Gemische in dem vorgegebenen Bereich hergestellt.

Bei einem Glimmschalterstarter gemäß der Erfindung verhindert die Mitverwendung des Bindemittels ein Versprühen bzw. eine Zerstreuung des metallischen Bariums und ein Haftenbleiben desselben an der Elektrode während der thermischen Zersetzung des Bariumazids. Folglich läßt sich auf diese Weise ein übermäßiges Absinken der Startspannung verhindern und eine gegebene Menge metallischen Bariums auf der Innenwandfläche des Kolbens 1 ablagern. Dies führt zu einer Verbesserung der Starteigenschaften und zu einem akzeptablen Fang- oder Gettereffekt. Die anfängliche Glimmentladungsdauer läßt sich auf eine gegebene Zeit begrenzen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Es werden Glimmschalterstarter gemäß Fig. 1 hergestellt. In dem jeweiligen Glaskolben 1 ist als entladbares Gas Argon enthalten. In den verschiedenen Glaskolben werden Filme 8 aus unterschiedlichen Ba-A^CU-Gemisehen in verschiedenen Mengen an der jeweils vorgesehenen Stelle der Innenwandflächen der Kolben 1 abgelagert. Jeder vorgesehene Innenwandteil ist etwa 8 - 10 mm vom

3 entfernt und besitzt die Form eines Bandes einer Breite von 3-4 mm, gemessen in Richtung zum Etode des Kolbens 1. Jeder Starter wird dann in eine 120 Y* 40 Watt fluoreszierende Lampe eingefügt. Die Lampe wird in Betrieb gesetzt, wobei die Startspannungen und die anfänglichen Glimmentladungszeiten der Starter ermittelt werden.

Die Startspannung eines Glimmschalterstarters in einer 120 Yp 40 Watt fluoreszierenden Lampe sollte vorzugsx-jeise 108 Y oder weniger (um die Entladung in Gang zu setzen) und vorzugsweise 80 Y oder mehr (um eine erneute Betätigung des Starters zu verhindern) betragen. Die Anfangsglimmentladungsdauer des Starters sollte zweckmäßigerweise 3»5 s oder weniger betragen. Im Hinblick darauf und aus den angegebenen Versuchsergebnissen hat es sich gezeigt, daß der Film 8 aus einem Gemisch aus 40 - 90 Gew.-^ Ba und 10-60 Gew.-#

AIpO, bestehen und in einer Menge von O₉ 4 - 12,5 mg/cm des Kolbenfassungsvermögens aufgetragen werden sollte. ,

Aus der graphischen Darstellung gemäß Fig. 2 ergibt sich die Beziehung zwischen der Startspannung und der Menge an dem Ba-A^O^-Gemisch in mg/cm . Die in Fig.3 gezeigte graphische Darstellung erläutert die anfängliche Glimmentladungsdauer in Abhängigkeit von der Menge an Ba-Al₂O,-Gemisch in mg/cm⁵. In den beiden Figuren zeigt die Kurve A die jeweilige Beziehung bei Startern mit Filmen 8 aus einem Gemisch aus 90 Gew.-^ Ba und 10 Gew»-$ AIgO,. Die Kurve B erläutert die Beziehung bei Startern mit Filmen 8 aus einem Gemisch aus 40 Gew„-$ Ba und 60 Gew„~% ^2⁰V

Wie sich aus Fig. 2 und 3 ergibt, fällt die Startspanauag innerhalb des oben angegebenen Bereichs von 80 Y bis 108 Y. Die anfäagliche Glimmentladungsdauer be-

trägt 3»5 β oder weniger. Beide Bedingungen werden erfüllt, wenn der Film 8 aus einem Gemisch, aus 40 90 Gew.-56 Ba und 10 bis 60 Gew.-5t Al₂O, besteht und in einer Menge von 0,4 bis 12,5 mg/cnr des Kolbenfässungsvermögens zum Einsatz gelangt.

Beispiel

Es werden verschiedene Glimmschalterstarter der in Beispiel 1 geschilderten Bauweise hergestellt. Diese werden in eine mit eisern Gasgemisch aus 1 96 Argon und 99 # Neon gefüllte 220 V, 70 Watt Hochdrucknatriumlampe eingesetzt. Die jeweilige Lampe wird in Betrieb gesetzt, wobei die Startspannung und die anfängliche

Glimmentladungsdauer der Starter ermittelt werden.

Die Startspannung eines Glimmschalterstarters bei einer 220 V, 70 Watt Hochdrucknatriumlampe sollte vorzugsweise 198 V oder weniger (um die Entladung einzuleiten) und vorzugsweise 110 V oder mehr (um den Starter an einem erneuten Anspringen zu hindern) betragen. Im Hinblick darauf und aus den geschilderten Versuchsergebnissen hat es sich ebenso wie in Beispiel 1 gezeigt, daß der PiIm 8 aus einem Gemisch aus 40 bis 60 Gew.-# Ba und 10 bis 60 Gew.-96 Al₉O, bestehen und in einer Menge von 0,4 - 12,5 mg/cnr des Kolbenfassungsvermögens eingesetzt werden sollte.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen diese Erkenntnisse. In den genannten Figuren erläutert die Kurve A die geschilderte Beziehung bei Startern mit Filmen aus einem Gemisch aus 90 Gew.-56 Ba und 10 Gew.-% Al₂O,. Die Kurve B erläutert die genannten Beziehungen bei Startern mit Filmen 8 aus einem Gemisch aus 40 Gew.-# Ba und 60 Gew.-£ Al₂O₅.

& ΛΑ

In den Beispielen 1 und 2 werden die Filme 8 durch Beschichten der Innenwandfläche der Kolben 1 mit einem B&CN-Op-AlpO^-Gemiseh und anschließendes Evakuieren und Erwärmen der Kolben (zur thermischen Zersetzung

des Ba(I^)₂)erzeugt.

Heben dem in den Beispielen als Bindemittel verwendeten Aluminiumoxid können auch noch andere Bindemittel» Z₀B₆ Titandioxid, Siliciumdioxid und andere Metalloxide eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Glimmschalterstarter können abgesehen von den in den beiden Beispielen verwendeten Lampen - auch noch in andere Entladungslampen eingesetzt werden.

Obwohl in den Beispielen eine Kombination aus einer starren Elektrode und einer beweglichen Elektrode beschrieben werden ρ kann man sich an deren Stelle mit gleichem Erfolg auch eines Paars beweglicher Elektroden bedienen. Auch wenn die bewegliche Elektrode mit dem aus einer gegebenen Menge metallischen Bariums oder eines Gemische aus metallischem Barium und ©inen Bindemittel gebildeten PiIm bedeckt 1st, wird sie gegen eine Ablagerung einer übergroßen Menge metallischen Bariums geschützt» da das Barium niemals von der Innenwand des Kolbens 1 versprüht bzw. zerstäubt wird. Auf diese Weise lassen sich die gewünschten Starteigenschaften erreichen. Die Stelle der PiImablagerung ist nicht auf die in den Beispielen genannte Stelle begrenzt. So kann sich der Film beispielsweise auch in denjenigen Teil der Innenwandfläche des Glaskolbens 1 erstrecken» der dem gekrümmten Teil des die bewegliche Elektrode bildenden Bimetalls entspricht»

Claims

PATEIIANSPEÜCHE

GlimmschalterBtarter mit einer luftdichten Hülle (1)9 in der ein entladbares Gas enthalten ist, und einer in einem Ende der Hülle (1) hermetisch abgedichtetes Elektrodeneinheit (2), wobei die Elektrodeneinheit (2) einen Fuß (3) aufweist» in den ein Paar von Elektroden (5, 6)» von denen eine oder beide beweglich ist (sind), eingesetzt ist ₉ dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bereich der inneren Oberfläche der Hülle (1)p der sich im Abstand vom Fuß (3) befindete ein Film (8) aus einem Gemisch aus 40 - 90 GeWo-$ metallischen Bariums und 60 - 10 Gew.-^ Bindemittel in einer Menge von 0,4 mg bis 12,5 mg pro cm des Hüllenfassungsvermögens abgelagert ist.

2c Glimmschalterstarter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem Me-. talloxid besteht.

3· Glimmschalterstarter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid aus Aluminiumoxid, Titanoxid und/oder Siliziumdioxid besteht. 30

4. Glimmschalterstarter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet t daß das entladbare Gas aus Argon besteht.

5* Gliimsehalterstarter nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das entladbare Gas aus einem GaegemiBch aus Argon und Neon besteht.

6. GlimmBChalterstarter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Bereich der im Abstand

vom Fuß (3) befindlichen inneren Oberfläche der Hülle (1) von der Stelle entsprechend einem die bewegliche Elektrode (6) bildenden Bimetall zur Spitze der Hülle (1) erstreckt. 10

7. Glimmschalterstarter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im Abstand vom Fuß (3) angeordnete Teil der inneren Oberfläche der Hülle (1) in einem Abstand von 8 mm oder mehr von der Spitze des Fußes (3) vorgesehen ist.