EP1248285A2 - Low pressure discharge lamp - Google Patents
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- EP1248285A2 EP1248285A2 EP02004682A EP02004682A EP1248285A2 EP 1248285 A2 EP1248285 A2 EP 1248285A2 EP 02004682 A EP02004682 A EP 02004682A EP 02004682 A EP02004682 A EP 02004682A EP 1248285 A2 EP1248285 A2 EP 1248285A2
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- H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
- H01J61/72—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a main light-emitting filling of easily vaporisable metal vapour, e.g. mercury
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- H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J7/18—Means for absorbing or adsorbing gas, e.g. by gettering
- H01J7/183—Composition or manufacture of getters
Definitions
- the invention relates to a low-pressure discharge lamp according to the preamble of claim 1 and a provided reducing agent.
- Such low-pressure discharge lamps known for example from EP 0 569 814 B1 are commonly used as fluorescent lamps or L-lamps designated.
- a discharge vessel of these lamps contains at least one filling an inert gas and mercury.
- the inner peripheral wall of the discharge vessel is coated with phosphors, the chemical composition of which is the spectrum of the emitted light or the color tone determined.
- phosphors the chemical composition of which is the spectrum of the emitted light or the color tone determined.
- the invention is based on the object of a low-pressure discharge lamp to create a minimal amount of mercury in the discharge vessel is to be brought in.
- a discharge vessel contains a low-pressure discharge lamp a reducing agent that is capable of both at room temperature and at higher temperatures up to 900 ° C, e.g. Discharge conditions that in the discharge vessel contained mercury oxide to reduce and make the oxygen irreversible to tie. That is, the invention is not only at room temperature and in the event of discharge conditions, the oxygen present in the discharge vessel is bound, but also reduces existing mercury oxides, for example are present when the mercury is introduced or arise during operation.
- the This solution can reduce mercury consumption to a minimum, so that only a comparatively small amount of mercury is required to operate the Lamp is required. This enables it to be tightened across Europe by the legislation to comply with the specified upper limits.
- the reducing agent must be selected so that both at room temperature and the formation of mercury oxide is avoided even at higher temperatures or undone.
- the reducing agent consists of two substances consists.
- a substance A that is capable of oxygen at room temperature to tie.
- the reducing agent contains a substance B, the higher Temperatures irreversibly binds the oxygen released by substance A and Mercury oxide reduced. That is, the two substances A, B complement each other, so that a reduction in mercury oxide and oxygen binding in the overall temperature range is guaranteed.
- Mixing suitable substances can reduce this of the reducing agent according to the invention thus optimal to the operating conditions be adapted to the low pressure discharge lamp.
- substance A is a metal or a metallic Compound, but not an amalgam
- substance B is a material contains, whose oxide has a higher binding energy than the oxide of substance A, so that it is the oxide of the substance at discharge conditions and higher temperatures A can reduce and bind the oxygen.
- substance A contains oxides unintentionally when it is introduced and substance B is chosen so that it contains these oxides and the mercury oxide at higher temperatures reduced and stores the released oxygen.
- the reducing agent according to the invention is preferably in the form of a powder or shaped body introduced into the discharge vessel.
- the construction of the low-pressure discharge lamp is particularly simple if the reducing agent is introduced as a coating on a carrier on which also getter substances are upset.
- the effect of the reducing agent can be improved if this after Introduction into the discharge space by increasing the temperature and / or interaction is activated with a high-frequency field, so that the unwanted oxidized Substance A is reduced to pure metal and thus its reducing activity at low temperatures.
- the figure shows a schematic sectional illustration of a discharge vessel 2 Low-pressure discharge lamp 1.
- This discharge vessel 2 has a glass jacket that cylindrical or, in the case of so-called compact lights, also ring-shaped or U-shaped can be.
- a pump tube 4 formed, which is melted after filling.
- the inner peripheral wall of the discharge vessel 2 is provided with a phosphor coating 6. at high-quality fluorescent lamps contain these, for example, rare earth phosphors.
- the discharge vessel 2 further contains two electrodes, one of which is shown in the figure only one electrode 8 is shown.
- This electrode 8 can for example be formed by a helix that does not have two power leads 10, 12 shown connecting pins of the low-pressure discharge lamp 1 are connected.
- the power supplies 10, 12 are inside the discharge vessel 1 held together with a glass bead 14.
- the ones made of tungsten wire Electrodes 8 are coated with an emitter, which ensures the exit of the electrons facilitate in a discharge space 16 of the discharge vessel 2.
- the electrode 8 is of an annular cap 18 surrounded, which ensures that the ignition and operation of the lamp 1 materials evaporating from the electrode no piston blackening cause.
- At least one noble gas is introduced through the pump tube 4 at a pressure of approximately 10 3 Pa.
- the mercury can be supplied directly or - as mentioned at the beginning - as an intermetallic compound, for example Ti x Zr y Hg z .
- a reducing agent according to the invention 20 provided, which is introduced, for example, as a shaped body or in powder form becomes.
- the electrode 8 is encompassing Ring cap 18 cut open in the circumferential area, so that in the emerging Gap the reducing agent 20 according to the invention can be introduced.
- This can, for example, be pressed into a shaped body and into the ring cap 18 are used or via a supporting structure, for example a Wire mesh can be fixed.
- a particularly elegant solution is to use the reducing agent 20 in the form of Introduce tablets or on a carrier material in the discharge vessel 2 to which a getter substance is also applied or contained. So could the ring cap 18 contain circumferential recesses that the getter material and the invention Containing reducing agents in a mixture or separately.
- the reducing agent according to the invention has the task bind the available oxygen at room temperature. Furthermore it must be ensured that under discharge conditions and in the temperature range up to 900 ° C the oxygen remains in the reducing agent and if necessary. still existing Mercury oxide is reduced. This can cause the Formation of mercury oxide can be avoided or reversed.
- Around To meet conditions binding of oxygen in the range between room temperature and temperatures up to 900 ° C is preferably one of several components existing reducing agent used.
- the reducing agent consist of a mixture of Fe and Zr, the mixing ratio 4: 1 (mass fractions). With a conventional fluorescent lamp it is sufficient, for example, about 40 mg of such a mixture in the discharge vessel 2 to bring.
- this reducing agent was in the finished lamp of an RF field for 15 seconds to an activation temperature of about 800 ° C.
- an activation temperature of about 800 ° C.
- the reducing agent is introduced 20 oxides formed on substance A (Fe) are reduced by substance B (Zr), so that the Substance A is ready to bind oxygen at room temperature.
- the lamp is ready for operation - the reducing agent consisting of two components ensures that oxygen is bound and any mercury oxide that may arise is reduced, so that the mercury consumption compared to conventional solutions can be significantly reduced.
- the reducing agent according to the invention was proposed the commissioning of the lamp is not activated.
- this experiment after 100 Hours of burning no free mercury can be detected. This can be done This explains that substance A (Fe) passes through when it is introduced into the discharge vessel Atmospheric oxygen is oxidized and therefore no absorption capacity for the oxygen Has room conditions.
- the activation of the reducing agent should therefore at least be an important feature in the combination of Fe / Zr.
- substance B in such a way that it is able, even one not to reduce activated substance A and mercury oxide so that the Substance A is again able to absorb oxygen at room temperature.
- Substance B should be selected so that its oxide has a higher binding energy than the oxide of substance A and is able to oxidize the oxide at temperatures up to 900 ° C Reduce substance A and the mercury oxide.
- Substances A and B should be included the largest possible surface area can be introduced into the discharge vessel, the Mixing ratio should be chosen so that the oxygen brought by substance A. can be absorbed by substance B.
- both components are preferred mixed.
- a low-pressure discharge lamp with a discharge vessel Contains mercury. To avoid the consumption of mercury is in the discharge vessel introduced a reducing agent which is designed such that it contains oxygen in the temperature range between room temperature and discharge conditions binds and can also reduce mercury oxide.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Niederdruckentladungslampe gemäss dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 und ein dafür vorgesehenes Reduktionsmittel.The invention relates to a low-pressure discharge lamp according to the preamble
of
Derartige beispielsweise aus der EP 0 569 814 B1 bekannte Niederdruckentladungslampen werden im Sprachgebrauch allgemein als Leuchtstofflampe oder L-Lampe bezeichnet. Ein Entladungsgefäß dieser Lampen enthält eine Füllung aus zumindest einem Edelgas und Quecksilber. Die Innenumfangswandung des Entladungsgefäßes ist mit Leuchtstoffen beschlämmt, deren chemische Zusammensetzung das Spektrum des abgegebenen Lichtes bzw. den Farbton bestimmt. Beim Zünden und während des Betriebes der Leuchtstofflampe wird aufgrund einer Quecksilberdampfentladung Strahlung im Ultraviolettbereich emittiert. Dieses UV-Licht wird über das Leuchtstoffgemisch in das von der Lampe abgegebene Licht umgewandelt.Such low-pressure discharge lamps known for example from EP 0 569 814 B1 are commonly used as fluorescent lamps or L-lamps designated. A discharge vessel of these lamps contains at least one filling an inert gas and mercury. The inner peripheral wall of the discharge vessel is coated with phosphors, the chemical composition of which is the spectrum of the emitted light or the color tone determined. When igniting and during the Operation of the fluorescent lamp is due to a mercury vapor discharge Radiation emitted in the ultraviolet range. This UV light is transmitted through the phosphor mixture converted into the light emitted by the lamp.
Bei der Herstellung derartiger Niederdruckentladungslampen ist man bestrebt, das Quecksilber möglichst genau zu dosieren, da zum einen die hohe Toxizität des Quecksilbers bei der Entsorgung der Lampen erhebliche Probleme bereitet und zum anderen die Einhaltung des Quecksilbergehaltes aus Qualitätsgründen erforderlich ist, um die gewünschte Lichtausbeute zu erzielen. Ein weiteres Problem bei derartigen Niederdrucklampen besteht darin, dass beim Betrieb der Leuchtstofflampen eine gewisse Quecksilberaufzehrung zu verzeichnen ist, die einerseits durch Oxidbildung oder durch Reaktion mit den Leuchtstoffen und sonstigen Materialien im Entladungsgefäß verursacht ist. Bei Leuchtstofflampen fortschrittlicher Herstelltechnologie, d.h. durch Verwendung einer Schutzbeschichtung des Glaskolbens, hochwertiger Selten-Erden-Leuchtstoffe, etc. wird die Quecksilberaufzehrung im wesentlichen noch durch die Oxidbildung bestimmt.In the manufacture of such low-pressure discharge lamps, efforts are made to ensure that To dose mercury as precisely as possible, because on the one hand the high toxicity of the Mercury causes considerable problems in the disposal of the lamps and for others require compliance with the mercury content for quality reasons is to achieve the desired light output. Another problem with such Low pressure lamps is that when operating the fluorescent lamps certain mercury consumption can be recorded, on the one hand due to oxide formation or by reaction with the phosphors and other materials in the discharge vessel is caused. With advanced fluorescent lamps manufacturing technology, i.e. by using a protective coating on the glass bulb, high quality Rare earth phosphors, etc., the mercury consumption essentially still determined by the oxide formation.
In der DE 696 08 996 D2 ist ein Verfahren zum Einbringen von Quecksilber beschrieben, bei dem das Quecksilber in Form einer intermetallischen Verbindung mit einem Trägermaterial eingebracht wird. Dieses Trägermaterial wirkt auch als Getter, über den Spuren von unerwünschten Gasen gebunden werden können, die im Entladungsgefäß vorhanden sind.DE 696 08 996 D2 describes a method for introducing mercury, where the mercury is in the form of an intermetallic compound a carrier material is introduced. This carrier material also acts as a getter, over the traces of unwanted gases can be bound in the discharge vessel available.
Es zeigte sich jedoch, dass auch die Verwendung einer derartigen Getter-Substanz die Quecksilberaufzehrung durch Bildung von Quecksilberoxid nicht verhindern kann. Es ist daher erforderlich, eine größere Menge an Quecksilber als theoretisch für den Betrieb der Lampe erforderlich in das Entladungsgefäß einzubringen, so dass sichergestellt ist, dass während der gesamten Minimallebensdauer der Lampe genügend reines Quecksilber im Entladungsgefäß vorhanden ist.However, it was found that the use of such a getter substance do not prevent the consumption of mercury by the formation of mercury oxide can. It is therefore necessary to use a larger amount of mercury than theoretically necessary for the operation of the lamp in the discharge vessel so that it is ensured that sufficient throughout the lamp's minimum life pure mercury is present in the discharge vessel.
Es wurde bereits versucht, die Quecksilberaufzehrung durch Bildung von Quecksilberoxiden dadurch zu vermeiden, dass der Sauerstoffeintrag in die Lampen minimiert wird. Dies bedarf jedoch eines erheblichen verfahrenstechnischen Aufwands. Da darüber hinaus der auf den Elektroden der Niederdruckentladungslampe aufgebrachte Emitter im wesentlichen auf Metalloxidbasis hergestellt ist, kann eine Freisetzung von Sauerstoff während des Lampenbetriebes durch Reduktion der Emitter-Metalloxide nicht verhindert werden.Attempts have been made to reduce mercury through the formation of mercury oxides to avoid that the oxygen input into the lamps is minimized becomes. However, this requires considerable procedural effort. There in addition, that applied to the electrodes of the low-pressure discharge lamp Emitter made essentially of metal oxide can cause a release of oxygen during lamp operation by reducing the emitter metal oxides cannot be prevented.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Niederdruckentladungslampe zu schaffen, bei der eine minimale Menge an Quecksilber in das Entladungsgefäß einzubringen ist.In contrast, the invention is based on the object of a low-pressure discharge lamp to create a minimal amount of mercury in the discharge vessel is to be brought in.
Diese Aufgabe wird durch eine Entladungslampe mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein Reduktionsmittel gemäß Patentanspruch 10 gelöst.This object is achieved by a discharge lamp with the features of the
Erfindungsgemäß enthält ein Entladungsgefäß einer Niederdruckentladungslampe ein Reduktionsmittel, das in der Lage ist, sowohl bei Raumtemperatur als auch bei höheren Temperaturen bis 900°C, wie zum z.B. Entladungsbedingungen, das im Entladungsgefäß enthaltene Quecksilberoxid zu reduzieren und den Sauerstoff irreversibel zu binden. D.h., erfindungsgemäß wird nicht nur bei Raumtemperatur und bei Entladungsbedingungen der im Entladungsgefäß vorhandene Sauerstoff gebunden, sondern auch bereits vorhandene Quecksilberoxide reduziert, die beispielsweise beim Einbringen des Quecksilbers vorhanden sind oder beim Betrieb entstehen. Die Quecksilberaufzehrung kann durch diese Lösung auf ein Minimum reduziert werden, so dass nur eine vergleichsweise geringe Menge an Quecksilber zum Betrieb der Lampe erforderlich ist. Dies ermöglicht es, die europaweit verschärften, vom Gesetzgeber vorgegebenen Obergrenzen einzuhalten.According to the invention, a discharge vessel contains a low-pressure discharge lamp a reducing agent that is capable of both at room temperature and at higher temperatures up to 900 ° C, e.g. Discharge conditions that in the discharge vessel contained mercury oxide to reduce and make the oxygen irreversible to tie. That is, the invention is not only at room temperature and in the event of discharge conditions, the oxygen present in the discharge vessel is bound, but also reduces existing mercury oxides, for example are present when the mercury is introduced or arise during operation. The This solution can reduce mercury consumption to a minimum, so that only a comparatively small amount of mercury is required to operate the Lamp is required. This enables it to be tightened across Europe by the legislature to comply with the specified upper limits.
Das Reduktionsmittel muss so gewählt werden, dass sowohl bei Raumtemperatur als auch bei höheren Temperaturen die Bildung von Quecksilberoxid vermieden bzw. rückgängig gemacht wird.The reducing agent must be selected so that both at room temperature and the formation of mercury oxide is avoided even at higher temperatures or undone.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn das Reduktionsmittel aus zwei Stoffen besteht. Einem Stoff A, der dazu in der Lage ist, den Sauerstoff bei Raumtemperatur zu binden. Des weiteren enthält das Reduktionsmittel einen Stoff B, der bei höheren Temperaturen den vom Stoff A freigesetzten Sauerstoff irreversibel bindet und Quecksilberoxid reduziert. D.h., die beiden Stoffe A, B ergänzen einander, so dass eine Reduktion des Quecksilberoxids und Bindung des Sauerstoffs im Gesamttemperaturbereich gewährleistet ist. Durch Mischung geeigneter Stoffe kann diese Reduktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Reduktionsmittels somit optimal an die Betriebsbedingungen der Niederdruckentladungslampe angepasst werden.According to the invention, it is preferred if the reducing agent consists of two substances consists. A substance A that is capable of oxygen at room temperature to tie. Furthermore, the reducing agent contains a substance B, the higher Temperatures irreversibly binds the oxygen released by substance A and Mercury oxide reduced. That is, the two substances A, B complement each other, so that a reduction in mercury oxide and oxygen binding in the overall temperature range is guaranteed. Mixing suitable substances can reduce this of the reducing agent according to the invention thus optimal to the operating conditions be adapted to the low pressure discharge lamp.
Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn der Stoff A ein Metall oder eine metallische Verbindung, jedoch kein Amalgambildner ist, während der Stoff B ein Material enthält, dessen Oxid eine höhere Bindungsenergie als das Oxid des Stoffes A hat, so dass es bei Entladungsbedingungen und höheren Temperaturen das Oxid des Stoffes A reduzieren und den Sauerstoff binden kann.It is particularly preferred if substance A is a metal or a metallic Compound, but not an amalgam, while substance B is a material contains, whose oxide has a higher binding energy than the oxide of substance A, so that it is the oxide of the substance at discharge conditions and higher temperatures A can reduce and bind the oxygen.
Bei Versuchen zeigte es sich, dass eine Mischung aus Fe und Zr als Reduktionsmittel geeignet ist, wobei das Mischungsverhältnis etwa 4:1 beträgt. Selbstverständlich sind auch andere Stoffe einsetzbar, die die vorbeschriebenen Eigenschaften aufweisen. Experiments have shown that a mixture of Fe and Zr as a reducing agent is suitable, the mixing ratio being about 4: 1. Of course other substances can also be used which have the properties described above.
Die Herstellung der Niederdruckentladungslampe ist auch dann auf einfache Weise möglich, wenn der Stoff A beim Einbringen ungewollt Oxide enthält und der Stoff B so gewählt ist, dass er diese Oxide und das Quecksilberoxid bei höheren Temperaturen reduziert und den freigesetzten Sauerstoff speichert.The production of the low-pressure discharge lamp is then also simple possible if substance A contains oxides unintentionally when it is introduced and substance B is chosen so that it contains these oxides and the mercury oxide at higher temperatures reduced and stores the released oxygen.
Das erfindungsgemäße Reduktionsmittel wird vorzugsweise als Pulver oder Formkörper in das Entladungsgefäß eingebracht.The reducing agent according to the invention is preferably in the form of a powder or shaped body introduced into the discharge vessel.
Der Aufbau der Niederdruckentladungslampe ist besonders einfach, wenn das Reduktionsmittel als Beschichtung eines Trägers eingebracht wird, auf dem auch Getter-Substanzen aufgebracht sind.The construction of the low-pressure discharge lamp is particularly simple if the reducing agent is introduced as a coating on a carrier on which also getter substances are upset.
Die Wirkung des Reduktionsmittels lässt sich verbessern, wenn dieses nach dem Einbringen in den Entladungsraum durch Temperaturerhöhung und/oder Wechselwirkung mit einem hochfrequenten Feld aktiviert wird, so dass der ungewollt oxidierte Stoff A zum reinen Metall reduziert wird und damit seine reduzierende Aktivität bei niedrigen Temperaturen wieder erhält.The effect of the reducing agent can be improved if this after Introduction into the discharge space by increasing the temperature and / or interaction is activated with a high-frequency field, so that the unwanted oxidized Substance A is reduced to pure metal and thus its reducing activity at low temperatures.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of the others Dependent claims.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.In the following, a preferred embodiment of the invention based on a schematic drawing explained in more detail.
Die Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Entladungsgefäßes 2 einer
Niederdruckentladungslampe 1. Dieses Entladungsgefäß 2 hat einen Glasmantel, der
zylinderförmig oder bei sog. Kompaktleuchten auch ring- oder U-förmig ausgeführt
sein kann. Zur Befüllung des Entladungsgefäßes 2 ist an einer beispielsweise durch
Quetschung entstandenen Stirnfläche des Entladungsgefäßes 2 ein Pumpenröhrchen
4 ausgebildet, das nach dem Befüllen abgeschmolzen wird. Die Innenumfangswandung
des Entladungsgefäßes 2 ist mit einer Leuchtstoffbeschichtung 6 versehen. Bei
hochwertigen Leuchtstofflampen enthalten diese beispielsweise Seltenerd-Leuchtstoffe. The figure shows a schematic sectional illustration of a
Das Entladungsgefäß 2 enthält des weiteren zwei Elektroden, von denen in der Figur
lediglich eine Elektrode 8 dargestellt ist. Diese Elektrode 8 kann beispielsweise
durch eine Wendel gebildet sein, die über zwei Stromzuführungen 10, 12 mit nicht
dargestellten Anschlussstiften der Niederdruckentladungslampe 1 verbunden sind.The
Zur Sicherung der Stromzuführungen 10, 12 werden diese innerhalb des Entladungsgefäßes
1 mit einer Glasperle 14 zusammengehalten. Die aus Wolframdraht bestehenden
Elektroden 8 sind mit einem Emitter überzogen, der den Austritt der Elektronen
in einen Entladungsraum 16 des Entladungsgefäßes 2 erleichtern.To secure the
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Elektrode 8 von einer Ringkappe
18 umgeben, die dafür sorgt, dass die bei der Zündung und beim Betrieb der Lampe
1 von der Elektrode abdampfenden Materialien keine Kolbenschwärzungen
verursachen.In the illustrated embodiment, the
Beim Befüllen wird zumindest ein Edelgas, meist Krypton und/oder Argon durch das
Pumpenröhrchen 4 mit einem Druck von etwa 103 Pa eingeleitet. Das Quecksilber
kann direkt oder - wie eingangs erwähnt - als intermetallische Verbindung, beispielsweise
TixZryHgz zugeführt werden.When filling, at least one noble gas, usually krypton and / or argon, is introduced through the
In dem Entladungsraum 16 ist des weiteren noch ein erfindungsgemäßes Reduktionsmittel
20 vorgesehen, das beispielsweise als Formkörper oder pulverförmig eingebracht
wird.In the
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist die die Elektrode 8 umgreifende
Ringkappe 18 im Umfangsbereich aufgeschnitten, so dass in die entstehende
Lücke das erfindungsgemäße Reduktionsmittel 20 eingebracht werden kann.
Dabei kann dieses beispielsweise zu einem Formkörper verpresst und in die Ringkappe
18 eingesetzt werden oder aber über eine Tragkonstruktion, beispielsweise ein
Drahtgeflecht fixiert werden.In the embodiment shown in the figure, the
Eine besonders elegante Lösung besteht darin, das Reduktionsmittel 20 in Form von
Tabletten oder auf einem Trägermaterial in das Entladungsgefäß 2 einzubringen, auf
dem auch eine Getter-Substanz aufgebracht oder enthalten ist. So könnte die Ringkappe
18 Umfangsausnehmungen enthalten, die das Getter-Material und das erfindungsgemäße
Reduktionsmittel in Mischung oder getrennt voneinander enthalten.A particularly elegant solution is to use the reducing
Wie bereits eingangs erwähnt, hat das erfindungsgemäße Reduktionsmittel die Aufgabe,
bei Raumtemperatur den vorhandenen Sauerstoff zu binden. Des weiteren
muss sichergestellt sein, dass bei Entladungsbedingungen und im Temperaturbereich
bis 900°C der Sauerstoff im Reduktionsmittel verbleibt und ggfls. noch vorhandenes
Quecksilberoxid reduziert wird. Dadurch kann während des Betriebes der Lampe die
Bildung von Quecksilberoxid vermieden bzw. rückgängig gemacht werden. Um diese
Bedingungen zu erfüllen (Bindung von Sauerstoff im Bereich zwischen Raumtemperatur
und Temperaturen bis 900°C) wird vorzugsweise ein aus mehreren Komponenten
bestehendes Reduktionsmittel eingesetzt. Beispielsweise kann das Reduktionsmittel
aus einer Mischung aus Fe und Zr bestehen, wobei das Mischungsverhältnis
4:1 (Massenanteile) beträgt. Bei einer herkömmlichen Leuchtstofflampe
reicht es beispielsweise aus, ca. 40 mg einer derartigen Mischung in das Entladungsgefäß
2 einzubringen.As already mentioned at the beginning, the reducing agent according to the invention has the task
bind the available oxygen at room temperature. Furthermore
it must be ensured that under discharge conditions and in the temperature range
up to 900 ° C the oxygen remains in the reducing agent and if necessary. still existing
Mercury oxide is reduced. This can cause the
Formation of mercury oxide can be avoided or reversed. Around
To meet conditions (binding of oxygen in the range between room temperature
and temperatures up to 900 ° C) is preferably one of several components
existing reducing agent used. For example, the reducing agent
consist of a mixture of Fe and Zr, the mixing ratio
4: 1 (mass fractions). With a conventional fluorescent lamp
it is sufficient, for example, about 40 mg of such a mixture in the
Zur Aktivierung dieses Reduktionsmittels wurde dieses in der fertigen Lampe mittels eines HF-Feldes für 15 Sekunden auf eine Aktiviertemperatur von etwa 800°C gebracht. Durch diese Aktivierung werden die beim Einbringen des Reduktionsmittels 20 am Stoff A (Fe) entstandenen Oxide durch den Stoff B (Zr) reduziert, so dass der Stoff A bereit ist, bei Raumtemperatur Sauerstoff zu binden. Nach dieser Aktivierung ist die Lampe betriebsbereit - das aus zwei Komponenten bestehende Reduktionsmittel sorgt dafür, dass Sauerstoff gebunden und evtl. entstehendes Quecksilberoxid reduziert wird, so dass die Quecksilberaufzehrung gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich verringert werden kann.To activate this reducing agent, this was in the finished lamp of an RF field for 15 seconds to an activation temperature of about 800 ° C. Through this activation, when the reducing agent is introduced 20 oxides formed on substance A (Fe) are reduced by substance B (Zr), so that the Substance A is ready to bind oxygen at room temperature. After this activation the lamp is ready for operation - the reducing agent consisting of two components ensures that oxygen is bound and any mercury oxide that may arise is reduced, so that the mercury consumption compared to conventional solutions can be significantly reduced.
Die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Lösung sei anhand eines Vergleichsbeispiels erläutert:The advantageous effect of the solution according to the invention is based on a comparative example explains:
Es wurden zwei hinsichtlich des Grundaufbaus identische Hg-freie Dreibandenlampen
hergestellt, wobei eine der Lampen ein erfindungsgemäßes Reduktionsmittel auf
Fe/Zr-Basis mit dem vorbeschriebenen Mischungsverhältnis enthält. In beide Lampen
wurden zusätzlich 4 mg pulverförmiges Quecksilberoxid eingebracht. Beide
Lampen wurden in Betrieb genommen und es wurde nach einer vorbestimmten
Brenndauer geprüft, ob freies Quecksilber entstanden ist. Nach einer Brenndauer von
ca. 100 Stunden konnten bei der erfindungsgemäßen Lampe mehr als 0,2 mg freies
Quecksilber gemessen werden, während bei der Vergleichslampe (ohne Reduktionsmittel)
keinerlei freies Quecksilber nachweisbar war.There were two Hg-free three-band lamps identical in terms of their basic structure
produced, one of the lamps having a reducing agent according to the invention
Fe / Zr basis with the above-mentioned mixing ratio contains. In both
Bei einer weiteren Versuchsreihe wurde das erfindungsgemäße Reduktionsmittel vor der Inbetriebnahme der Lampe nicht aktiviert. Bei diesem Versuch konnte nach 100 Stunden Brenndauer kein freies Quecksilber nachgewiesen werden. Dies lässt sich damit erklären, dass der Stoff A (Fe) beim Einbringen in das Entladungsgefäß durch Luftsauerstoff oxidiert ist und somit keine Aufnahmekapazität für den Sauerstoff bei Raumbedingungen hat. Die Aktivierung des Reduktionsmittels dürfte somit zumindest bei der Kombination Fe/Zr ein wichtiges Merkmal sein. Prinzipiell ist jedoch auch möglich, den Stoff B derart zu wählen, dass er in der Lage ist, auch einen nicht aktivierten Stoff A sowie vorhandenes Quecksilberoxyd zu reduzieren, so dass der Stoff A wieder in der Lage ist, bei Raumtemperatur Sauerstoff aufzunehmen.In a further series of experiments, the reducing agent according to the invention was proposed the commissioning of the lamp is not activated. In this experiment, after 100 Hours of burning no free mercury can be detected. This can be done This explains that substance A (Fe) passes through when it is introduced into the discharge vessel Atmospheric oxygen is oxidized and therefore no absorption capacity for the oxygen Has room conditions. The activation of the reducing agent should therefore at least be an important feature in the combination of Fe / Zr. In principle, however it is also possible to choose substance B in such a way that it is able, even one not to reduce activated substance A and mercury oxide so that the Substance A is again able to absorb oxygen at room temperature.
Als prinzipiell geeignet für die vorgesehene Anwendung gelten als Stoff A alle Metalle oder metallischen Verbindungen, welche bis 900°C in ausreichendem Maße Sauerstoff aus der Gasphase aufnehmen und keine Amalgambildner sind.In principle, all metals are considered as substance A for the intended application or metallic compounds, which are sufficient up to 900 ° C Absorb oxygen from the gas phase and are not amalgam formers.
Stoff B ist derart auszuwählen, dass dessen Oxid eine höhere Bindungsenergie hat als das Oxid des Stoffes A und in der Lage ist, bei Temperaturen bis 900°C das Oxid des Stoffes A und das Quecksilberoxid zu reduzieren. Die Stoffe A und B sollen mit möglichst großer Oberfläche in das Entladungsgefäß eingebracht werden, wobei das Mischungsverhältnis so zu wählen ist, dass der vom Stoff A mitgebrachte Sauerstoff vom Stoff B aufgenommen werden kann.Substance B should be selected so that its oxide has a higher binding energy than the oxide of substance A and is able to oxidize the oxide at temperatures up to 900 ° C Reduce substance A and the mercury oxide. Substances A and B should be included the largest possible surface area can be introduced into the discharge vessel, the Mixing ratio should be chosen so that the oxygen brought by substance A. can be absorbed by substance B.
Beim Einbringen als Pulver oder Formkörper werden beide Komponenten vorzugsweise durchmischt.When introduced as a powder or molded article, both components are preferred mixed.
Offenbart ist eine Niederdruckentladungslampe mit einem Entladungsgefäß, das Quecksilber enthält. Zur Vermeidung einer Quecksilberaufzehrung ist in das Entladungsgefäß ein Reduktionsmittel eingebracht, das derart ausgebildet ist, dass es Sauerstoff im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und bei Entladungsbedingungen bindet und darüber hinaus Quecksilberoxid reduzieren kann. A low-pressure discharge lamp with a discharge vessel is disclosed Contains mercury. To avoid the consumption of mercury is in the discharge vessel introduced a reducing agent which is designed such that it contains oxygen in the temperature range between room temperature and discharge conditions binds and can also reduce mercury oxide.
- 11
- NiederdruckentladungslampeLow-pressure discharge lamp
- 22
- Entladungsgefäßdischarge vessel
- 44
- Pumpröhrchenexhaust tube
- 66
- LeuchtstoffbeschichtungPhosphor coating
- 88th
- Elektrodeelectrode
- 1010
- Stromzuführungpower supply
- 1212
- Stromzuführungpower supply
- 1414
- Glasperleglass bead
- 1616
- Entladungsraumdischarge space
- 1818
- Ringkappering cap
- 2020
- Reduktionsmittelreducing agent
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
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