DE841307C

DE841307C - Electric incandescent lamp with self-cleaning and automatic luminous body regeneration

Info

Publication number: DE841307C
Application number: DE1949P0000014
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Neunhoeffer; Paul Dr Schulz
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1949-10-06
Filing date: 1949-10-06
Publication date: 1952-06-13

Description

Elektrische Glühlampe mit Selbstreinigung und selbsttätiger Leuchtkörperregenerierung Es ist bekannt, daß bei elektrischen Glühlampen das meist aus Wolfram bestehende Leuchtkörpermaterial mit der Zeit verdampft bzw. zerstäubt, wodurch der beispielsweise als Drahtwendel oder Doppelwendel ausgebildete Leuchtkörper nicht nur immer schwächer wird, sondern auch eine überaus nachteilige Schwärzung des Lampengefäßes durch Niederschlagen von verdampftem oder zerstäubtem Leuchtkörpermaterial eintritt. Auch die als Gegenmalluahme getroffene Verwendung eines Füllgases oder -dampfes von gegebenenfalls hohem Druck vermeidet diese Nachteile nicht völlig. Nach dem Patent 833221 wird nun vorgeschlagen, in eitlem elektrischen Entladungsrohr als ausschließliche oder zusätzliche Füllung eine Verbindung einzubringen, die an den Elektroden oder im Entladungskanal thermisch dissoziiert und sich an kälte#ren Stellen rekombiniert, wobei der Dampfdruck dieser Verbindung so groß ist, daß er an den kälteren Stellen des Rohrs merkliche Werte erreicht. Der Erfolg dieser Maßnahme ist, daß die von den die Elektroden bildenden Glühkörpern verdampften und zerstäubten, sich auf cAer Gefäßwandung niederschlagenden Teilchen im Kreisprozeß durch Überführen in eine gas- oder dampfförmige chemische Verbindung und anschließende Zersetzung derselben wieder auf die Glühkörper zurückgebracht werden. Die vorliegende Erfindung bezweckt, den gleichen Gedanken in weiterer .-lusgestaltung auch auf die Glühkörper elektrischer Glühlampen anwendbar zu machen.Electric incandescent lamp with self-cleaning and automatic luminous body regeneration It is known that in the case of electric incandescent lamps the one usually made of tungsten Luminous body material evaporates or atomizes over time, whereby the example Luminous bodies designed as wire helix or double helix not only become weaker and weaker but also an extremely disadvantageous blackening of the lamp vessel due to precipitation of vaporized or atomized luminous element material occurs. Also as a countermeasure Use of a filling gas or vapor, possibly high pressure does not completely avoid these disadvantages. According to the patent 833221 it is now proposed in a vain electric discharge tube as an exclusive or additional filling to introduce a connection that is thermal on the electrodes or in the discharge channel dissociates and recombines in colder places, whereby the vapor pressure of these Connection is so large that it has noticeable values at the colder parts of the pipe achieved. The success of this measure is that of the forming the electrodes Incandescent bodies vaporized and atomized and deposited on the walls of the vessel Particles in the cycle through transfer into a gaseous or vaporous one chemical compound and subsequent decomposition of the same back on the incandescent body be returned. The present invention aims at the same idea in a further design it can also be used on the incandescent bodies of electric incandescent lamps close.

Zu diesem Zweck wird bei einer elektrischen Glühlampe, deren entlüftetes oder mit Gasen und/oder Dämpfen gefülltes Lampengefäß zusätzlich oder ausschließlich einen unter geeigneten Umständen mit dem Leuchtkörpermaterial Verbindungen eingehenden Hilfsstoff, insbesondere Halogene oder Halogenverbindungen, enthält, nach der Erfindung diese so ausgebildet, daß das vorzugsweise aus I=Iartglas oder Quarzglas bestehende Lampengefäß zum 'mindesten an seiner zur Lichtausstrahlung dienenden Wandung, vorzugsweise aber an allen Stellen, eine so hohe Betriebstemperatur aniiinnut, z. B. infolge kleiner Gefäßabmessungen, Wärmeisolierung, äußerer Heizung oder durch holte Leuchtkörperwattbelastung usw., daß verdampfendes bzw. verdampftes oder zerstäubtes, gegebenenfalls auf der Gefäßwand sich niederschlagendes Leuchtkörpermaterial mit dem Hilfsstoff bzw. seinen Zerfallsprodukten eine gas- bzw. dampfförmige Verbindung eingeht.For this purpose, in the case of an electric incandescent lamp, its vented or lamp vessel filled with gases and / or vapors additionally or exclusively one, under appropriate circumstances, entering into connections with the filament material Contains adjuvant, in particular halogens or halogen compounds, according to the invention this is designed so that it preferably consists of Iart glass or quartz glass Lamp vessel at least on its wall serving for light emission, preferably but at all points, such a high operating temperature aniiinnut, z. B. as a result small vessel dimensions, thermal insulation, external heating or due to the lamp wattage etc., that evaporating or evaporated or atomized, optionally on the Vessel wall precipitating luminous body material with the auxiliary substance or its Decomposition products enter into a gaseous or vaporous compound.

Die vorliegende Erfindung bezweckt also, mit Hilfe des bekannten van Arkelschen Aufwachsverfahrens nach dem Hauptpatent das vom Leuchtkörper elektrischer Glühlampen abdampfende bzw. etwa auf der Gefäßwand sich niederschlagende Metall wieder dem Leuchtkörper zuzuführen. Zur Ausführung dieser Erfindung eignen sich von den Halogenen insbesondere Chlor und Brom bzw. deren \-erbindungen. Die erforderliche Gefäßwandtemperatur liegt in der Regel zwischen 25o und 6oo° C.The present invention thus aims, with the help of the known van Arkel's waxing process according to the main patent that of the luminous body electrical Incandescent lamps evaporate or metal that is deposited on the vessel wall to be fed back to the filament. Suitable for practicing this invention of the halogens in particular chlorine and bromine or their \ compounds. The required The temperature of the vessel wall is usually between 25o and 600 ° C.

Infolge der hohen Wandtemperatur des Lampengefäßes, die bei dem jeweils in Frage kommenden Druck der Gefäßfüllung zu einer merklichen Verdampfungsgeschwindigkeit der gebildeten Metallhilfsstoffverbindung führen muß, dampft diese Verbindung stets wieder von der Gefäßwand ab, so daß jegliche Schwärzung des Lampengefäßes vermieden wird. Außerdem entspricht die Menge des verdampften bzw. zerstäubten Leuchtkörpermaterials praktisch genau derjenigen, die dem Leuchtkörper durch das im selbsttätigen Kreisprozeß stattfindende Aufwachsverfahren wieder zugeführt wird, so däß der Leuchtkörper während des Betriebes der Lampe stets auf der gleichen Dicke gehalten wird.As a result of the high wall temperature of the lamp vessel, which in each case the pressure of the vessel filling in question leads to a noticeable rate of evaporation the formed metal auxiliary compound must lead, this compound always vaporizes away from the vessel wall again, so that any blackening of the lamp vessel is avoided will. In addition, the amount of the vaporized or atomized luminous element material corresponds practically exactly those that the luminous body through the in the automatic cycle process taking place growing process is supplied again, so that the luminous element during the operation of the lamp is always kept at the same thickness.

Verschiedentlich hat es sich als günstig erwiesen, in <las Lampengefäß als Hilfsstoff eine geringe \lenge eines oder mehrerer Halogenide von für die Bildung des Leuchtkörpers brauchbaren Metallen einzubringen, wobei auch andere Metalle als dasjenige, aus dem der Leuchtkörper besteht, verwendet werden können. In Frage kommen beispielsweise bei einer Lampe mit aus Wolfram bestehendem 1.eticlitl:örher Wolframchlorid und/oder. Tantalbromid und/oder Rheniumjodid. Dadurch wird beispielsweise die während der ersten Inbetriebnahme der Lampe durch in den Kreisprozeß abwanderndes Leuchtkörpermaterial verursachte, geringfügige Leuchtkörperschwächung vermieden. Insbesondere aber kann durch Verwendung eines Hilfsstoffs, der ein anderes Metall enthält als der Leuchtkörper, dieses andere -Metall dem Leuchtkörper oberflächig zugeführt werden, wodurch schädliche Rekristallisationserscheinungen des beispielsweise Faserstruktur. aufweisenden Wolframwendelleuchtkörpers unterdrückt werden. Dabei können Metalle Verwelidung finden, die leichter als Wolfram verdampfen, da infolge des Selbstreinigungsprinzips eine Wandschwärzung nicht mehr zu befürchten ist.On several occasions it has proven to be beneficial to put it in the lamp vessel as an auxiliary a small amount of one or more halides of for the formation of the filament to bring usable metals, with other metals than that of which the filament is made can be used. Come into question for example in the case of a lamp with 1.eticlitl: örher tungsten chloride made of tungsten and or. Tantalum bromide and / or rhenium iodide. This will, for example, the during the first start-up of the lamp due to the filament material migrating into the cycle caused slight weakening of the luminous element avoided. In particular, however, can by using an auxiliary material that contains a different metal than the luminous element, this other metal is fed to the luminous element on the surface, causing harmful Recrystallization phenomena of the fiber structure, for example. having tungsten filament filament be suppressed. Metals can be defiled in this way that are lighter than tungsten evaporate, as wall blackening is no longer due to the self-cleaning principle is to be feared.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der neuen Glühlampe ergibt sich, wenn das den Leuchtkörper einschließende Lampengefäß von einem evakuierten oder Gase bzw. Dämpfe enthaltenden Hüllgefäß umschlossen ist. Es läßt sich dann auf einfache Weise.die gewünschte hohe Betriebstemperatur des Lampengefäßes erreichen und weitgehend unabhängig von äußeren Temperaturbeeinflussungen innerhalb eines geringen Temperaturbereichs aufrechterhalten. Auch ist eine Lampe mit nur wenig erwärmtem Hüllgefäß für die praktische Verwendung wesentlich günstiger. Vielfach ist es nicht erforderlich, das Hüllgefäß luftdicht abzuschließen. _ .A particularly useful embodiment of the new incandescent lamp results when the lamp vessel enclosing the luminous element is evacuated by one or enveloping vessel containing gases or vapors. It can then achieve the desired high operating temperature of the lamp vessel in a simple manner and largely independent of external temperature influences within a Maintain a low temperature range. Also is a lamp with only a little heated envelope vessel for practical use much cheaper. Multiple it is not necessary to seal the envelope vessel airtight. _.

Die Erfindung gibt ferner die Möglichkeit, die sehr günstige Wärmeökonomie der Vakuumglühlampe weitgehend auszunutzen, da die meist nur in Frage kommenden Spuren von Hilfsstoffen, es genügen schon Mengen, die einen Druck von weniger als i Torr bzw. weniger als'io Torr bewirken, praktisch kaum einen Wärmeabfluß vom Leuchtkörper durch Konvektion herbeiführen.The invention also gives the possibility of the very favorable heat economy to utilize the vacuum incandescent lamp to a large extent, since the mostly only possible ones Traces of auxiliary materials, quantities that have a pressure of less than are sufficient i Torr or less than'io Torr cause practically hardly any heat dissipation from the luminous element bring about by convection.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt weiter darin, daß der Leuchtkörper nunmehr ohne Gefahr für eine so hohe Wattbelastung bemessen werden kann, daß er im Vergleich zu den bisherigen Glühlampen für den gleichen Verwendungszweck eine um mindestens 5 0/0, vorzugsweise eine um mindestens io °/o höhere Betriebstemperatur, in ° C gerechnet, annimmt, z. B. bei einer 40-Watt-Glühlampe für Allgemeinbeleuchtungszwecke eine Betriebstemperatur von 28oo° C.A major advantage of the invention is that the Luminaries can now be dimensioned without risk for such a high watt load can that he compared to the previous incandescent lamps for the same purpose an operating temperature that is at least 5% higher, preferably at least 10% higher, calculated in ° C, assumes, e.g. B. with a 40 watt incandescent lamp for general lighting purposes an operating temperature of 28oo ° C.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung ausgebildete Glühlampe dargestellt. ' Das den Wolfrainwendelleuchtkörper i eng umschließende, im Betrieb eine Innenwandtemperattir von etwa 35o° C erreichende, röhrenförmige oder aber auch kugelig ausgebildete Lampengefäß 2, das aus Quarzglas oder einem hochschmelzenden Glas besteht, ist im Innern des aus gewöhnlichem Weichglas bestehenden Hüllgefäßes 3 untergebracht, das mit einem üblichen Schraubsockel .4 versehen ist. Das Hüllgefäß 3 wird zweckmäßig lichtstreuend ausgebildet, beispielsweise durch Innenmattierung oder durch Verwendung einer auf der Innen- oder Außenseite aufgebrachten, lichtstreuenden Schicht. Die Stromzuführungen 5, 6 zum Leuchtkörper i sind in die Stutzen des Quarzglasgefäßes 2 unter Verwendung von Molybdänfolien 7 vakuumdicht eingeschmolzen. I )a: (.@uarzglas;;efü@l - iSt entlüftet. gegebenenfalls aber auch mit indifferentem Gas gefüllt, und enthalt eine Spur Halogen und Tantalbromid.In the drawing, an exemplary embodiment according to the invention is shown trained light bulb shown. '' The tightly enclosing the Wolfrain spiral luminaire, Tubular which can reach an inner wall temperature of about 35o ° C during operation or also spherical lamp vessel 2 made of quartz glass or a high-melting glass is inside that made of ordinary soft glass Housed enveloping vessel 3, which is provided with a conventional screw base .4. The enveloping vessel 3 is expediently designed to be light-scattering, for example by Internal matting or by using one applied to the inside or outside, light scattering layer. The power supply lines 5, 6 to the luminous element i are in the Neck of the quartz glass vessel 2 using molybdenum foils 7 in a vacuum-tight manner melted down. I) a: (. @ Uarzglas ;; efü @ l - is vented. If necessary but also filled with inert gas and contains a trace of halogen and tantalum bromide.

Der Wolframdrahtwendelleuchtkörper t ist so bemessen, daß er die für eine Vakuumlampe ungewölinlicli hole Betriebstemperatur von 26oo° C annimmt. Er würde daher nach kurzer Betriebszeit durch Verdampfung zerstört und das nur eine sehr kleine Innenoberfläche aufweisende Quarzgefäß 2 würde vollkommen geschwärzt werden, wenn nicht durch die Wirkung der Hilfsstoffe das vom Leuchtkörper abdampfende, gegebenenfalls auf der Gefäßwandung sich niederschlagende Metall dauernd sofort wieder auf den Leuchtkörper zurückgebracht werden würde, und zwar vorzugsweise immer gerade an die Stellen, die wegen erfolgter Schwächung und dadurch bedingter Übertemperatur ein :\ufwachsen besonders nötig haben.The tungsten wire filament filament t is dimensioned so that it is for a vacuum lamp has an unusual operating temperature of 26oo ° C. He would therefore be destroyed by evaporation after a short period of operation and only one Quartz vessel 2 with a very small inner surface would be completely blackened if the action of the auxiliary materials does not result in the evaporating, any metal precipitating on the vessel wall permanently and immediately would be returned to the filament, and preferably always especially at the points that have been weakened and the resulting excess temperature a: \ ustwould especially need to grow up.

Claims

PATENT CLAIMS: t. A lead-electric incandescent lamp, the vented lamp vessel of which is filled with gases and / or vapors, additionally or exclusively, under suitable circumstances, with an auxiliary substance, in particular halogens or halogen compounds, which, when the lamp is in operation, causes the application of luminous elements rial on the luminous element caused according to patent 833 221, characterized in that the lamp vessel preferably made of quartz glass or hard glass at least at its Wan-Jung serving for light emission, but preferably at all points, assumes such a high operating temperature, e.g. B. as a result of small vessel dimensions, thermal insulation, external heating or high luminous body wattage, etc. . Vaporous connection is made.

2. Incandescent lamp according to claim i, characterized in that in the lamp vessel as an adjuvant a small amount of one or more halides of for the formation the filament is introduced usable metals, z. B. with a lamp, with Luminous body consisting of tungsten, tungsten chloride and / or tantalum bromide and / or Rhenium iodide.

3. Incandescent lamp according to claim i and 2, characterized in that the the lamp vessel enclosing the luminous element from an evacuated or gas resp. Steam containing envelope vessel is enclosed. : 4. Incandescent lamp according to claim i to 3, characterized in that the luminous element is dimensioned for such a high wattage is that compared to the previous incandescent lamps it is for the same purpose an operating temperature that is at least 5%, preferably at least to% higher, calculated in ° C, assumes, e.g. B. with a 4o-watt incandescent lamp for general lighting an operating temperature of 2800 ° C.