EP1326265A1

EP1326265A1 - Fluorescent lamp

Info

Publication number: EP1326265A1
Application number: EP02406114A
Authority: EP
Inventors: Jean Millecamps
Original assignee: Neofa SA
Current assignee: Neofa SA
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2003-07-09

Abstract

Luminescent lamp comprises: a bulb having an inner wall coated with a luminescent or fluorescent material; an airtight discharge chamber containing a gas mixture of xenon, argon and neon and free from mercury; and electrodes and a starter unit. Preferred Features: The gas mixture contains 7-13 vol.% xenon, 7-10 vol.% argon and 74-86 vol.% neon. The lamp is formed as luminescent tubes. The luminescent material is formed from elements of the third to sixth groups of the periodic table.

Description

Entladungslampen sind hauptsächlich als Neonröhren ohne Leuchtstoff und als Quecksilberröhren mit Leuchtstoff, auch Leuchtstoffröhren genannt, bekannt. Sie werden zum Beispiel mittels Streufeldtransformatoren am Wechselstromnetz betrieben. Die Röhren sind mit Neon beziehungsweise Quecksilber und einem Grundgas, beispielsweise Argon, gefüllt und werden aus Klar- oder farbige Filterglasröhren hergestellt.Discharge lamps are mainly without neon tubes Fluorescent and as mercury tubes with fluorescent, too Fluorescent tubes known. For example you will operated by stray field transformers on the AC network. The tubes are with neon or mercury and a base gas, such as argon, are filled and are made Clear or colored filter glass tubes manufactured.

Von den Entladungslampen sind die Leuchtstoffröhren die wichtigsten. Bei ihnen ist die Innenwand der Kolbenröhre mit einem Leuchtstoff oder Leuchtstoffgemisch belegt, das durch die ultraviolette Strahlung der Entladung angeregt, sichtbares Licht erzeugt. Durch geeignete Wahl und Mischung der Leuchtstoffe kann man verschiedene Lichtfarben mit hoher Lichtausbeute erzielen.The fluorescent tubes are the discharge lamps most important. The inner wall of the piston tube is included with them a phosphor or phosphor mixture that is covered by the discharge ultraviolet radiation stimulated, visible Generates light. By suitable choice and mixture of Phosphors can be of different colors with high Achieve light output.

Neben den allgemein bekannten stabförmigen Leuchtstoffröhren gibt es noch solche in U- und Ringform. Die Formgebung dieser Röhren ist praktisch beliebig, weshalb sie sich ausgezeichnet für Werbeschriften und dergleichen eignen.In addition to the well-known rod-shaped fluorescent tubes there are still U and ring shaped ones. The shape This tube is practically arbitrary, which is why it excels suitable for advertising and the like.

Bekannte Leuchtstoffröhren werden mit Durchmessern von 8 bis 25 mm bei beliebigen Längen hergestellt und mit Spannungen bis 9'000 Volt eingesetzt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem vakuumdicht hergestellten, mit der Leuchtstoffschicht versehenen, für elektromagnetische Strahlung durchlässigen und mit Quecksilber und einem Edelgas gefüllten Glaskolben. Known fluorescent tubes with diameters of 8 up to 25 mm in any length and with tension up to 9,000 volts. They essentially exist made of a vacuum-tight, with the phosphor layer provided, permeable to electromagnetic radiation and filled with mercury and an inert gas Glass bulb.

Es sind jährlich grosse Mengen gebrauchter Entladungslampen zu entsorgt und nach verschiedenen Verfahren zu verarbeiten. Das vor allem in Leuchtstoffröhren verwendeten Leuchtstoffmaterial basierte früher vor allen Dingen auf Halogenphosphaten, die mit Arsen, Cadmium, Blei, Mangan und Antimon dotiert waren. Zur optimalen Lichterzeugnis wurde diesem Leuchtstoffmaterial noch zusätzlich Quecksilber zugesetzt. Obwohl heute als Leuchtstoffmaterial vor allen Dingen seltene Erden mit 3-Band-Leuchtstoffen und möglichst geringem Schwermetallanteil verwendet werden, weist die Kammer heutiger Leuchtstoffröhren nach wie vor eine Quecksilber-gesättigte Atmosphäre auf. Der Grund dafür liegt vor allem in der dem Quecksilber zugeschriebenen Eigenschaft, für die verhältnismässige hohe Lichtstärke der Leuchtstofflampe mitverantwortlich zu sein.There are large amounts of used discharge lamps every year to be disposed of and processed using various methods. This is mainly used in fluorescent tubes In the past, phosphor material was primarily based on Halogen phosphates containing arsenic, cadmium, lead, manganese and Were endowed with antimony. The ideal light product was added mercury to this phosphor material. Although today primarily as a fluorescent material rare earths with 3-band phosphors and the lowest possible Heavy metal content are used, the chamber points out today Fluorescent tubes are still a mercury-saturated Atmosphere. The main reason for this is that property attributed to mercury, for the proportionate high luminous intensity of the fluorescent lamp partly responsible to be.

Aufgrund des verhältnismässig hohen Anteils an Quecksilber und anderen Schwermetallen und aufgrund der bekannten Tatsache, dass das Quecksilber mit der Zeit in das Lampenmaterial bzw. in die Leuchtstoffschicht diffundiert, müssen die jährlich in grossen Mengen als Altmaterial anfallenden Leuchtstoffröhren und die Leuchtstoffe selbst speziell entsorgt werden.Because of the relatively high proportion of mercury and other heavy metals and due to the known Fact that the mercury over time in the lamp material or diffuses into the phosphor layer, must that accumulate annually in large quantities as waste material Fluorescent tubes and the phosphors themselves specially disposed of become.

Es wurde nun überraschend festgestellt, dass bei einer speziellen Zusammensetzung der aus Edelgasen gebildeten Gasatmosphäre auf das diesem üblicherweise beigemischte Quecksilber verzichtet werden kann, ohne dadurch eine allzu nachteilige Reduktion der Lichtstärke in Kauf zu nehmen.It has now surprisingly been found that with one special composition of the noble gases Gas atmosphere to what is usually added to this Mercury can be dispensed with, without doing too much accept disadvantageous reduction in light intensity.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Leuchtstofflampe gemäss Anspruch 1, nämlich eine Leuchtstofflampe mit einer Entladungskammer enthaltend ein Gasgemisch, wobei das Gasgemisch aus den Edelgasen Xenon, Argon und Neon besteht und frei von Quecksilber ist. The invention therefore relates to a fluorescent lamp according to claim 1, namely a fluorescent lamp with a Discharge chamber containing a gas mixture, the gas mixture consists of the noble gases xenon, argon and neon and is free of mercury.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Advantageous embodiments of the invention are based the dependent claims.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Gasgemisch aus

10 ± 3 Vol.% Xenon,

10 ± 3 Vol.% Argon und

80 ± 6 Vol.% Neon.

In a particularly preferred embodiment of the invention, the gas mixture consists of

10 ± 3 vol.% Xenon,

10 ± 3% by volume argon and

80 ± 6 vol.% Neon.

Die erfindungsgemässe Leuchtstofflampe ist vorzugsweise als Leuchtstoffröhre ausgebildet und besitzt

einen Kolben, dessen Innenwand mit einem Leuchtstoff- oder Fluoreszenzmaterial beschichtet und dessen mit dem Edelgasgemisch Xe, Ar und Ne gefüllte Entladungskammer luftdicht verschlossen ist,
sowie Elektroden- und Startermittel, wie sie auch für bekannte Leuchtstofflampen eingesetzt werden.

The fluorescent lamp according to the invention is preferably designed and has a fluorescent tube

a bulb, the inner wall of which is coated with a fluorescent or fluorescent material and the discharge chamber of which is filled with the noble gas mixture Xe, Ar and Ne is sealed airtight,
as well as electrode and starter means, as are also used for known fluorescent lamps.

Als Bestandteile des Leuchtstoffmaterials kommen an sich alle bekannten Leuchtstoffe in Frage, so zum Beispiel Leuchtstoffe, deren Zentralionen für die Anionen bzw. Kationen aus Elementen der dritten bis sechsten Gruppe des Periodensystems gebildet werden. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist das Leuchtstoffmaterial zudem einen möglichst geringen Schwermetallanteil auf.As components of the phosphor material come per se all known phosphors in question, for example phosphors, their central ions for the anions or cations Elements of the third to sixth groups of the periodic table be formed. In particularly preferred embodiments According to the invention, the phosphor material also has one as possible low heavy metal content.

Eine erfindungsgemässe Leuchtstoffröhre, welche in Anwendung für eine Reklameschrift noch aus einer Entfernung von 15 Metern gut sichtbares Licht erzeugt, lässt sich wie folgt spezifizieren: Länge 10 Meter Durchmesser 19 mm Spannung 4'000 V Stromstärke 18 mA Leistung 50 W Entladungskammer gefüllt mit 10 Vol.% Xenon 10 Vol.% Argon 80 Vol.% Neon A fluorescent tube according to the invention, which, when used for advertising, still produces light that is clearly visible from a distance of 15 meters, can be specified as follows: length 10 meters diameter 19 mm tension 4,000 V. amperage 18 mA power 50 W. Discharge chamber filled with 10% by volume xenon 10 vol% argon 80 vol.% Neon

Eine mit dieser erfindungsgemässen Leuchtstoffröhre vergleichbare, Quecksilber enthaltende Leuchtstoffröhre bekannter Art wird im Gegensatz zur erfinderischen Lösung mit einer Spannung von 6'000 V und einer Leistung von 25 mA betrieben. Versuche in diesem Zusammenhang haben gezeigt, dass der Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung an den Elektroden bei der erfindungsgemässen Leuchtstoffröhre bedeutend kleiner ist als bei den handelsüblichen, Quecksilber enthaltenden Leuchtstoffröhren, beispielsweise 88°C gegenüber 120°C, was die Brandgefahr bedeutend erniedrigt.A comparable with this fluorescent tube according to the invention, Fluorescent tube containing mercury known In contrast to the inventive solution with a Voltage of 6,000 V and a power of 25 mA operated. Experiments in this connection have shown that the Electricity consumption and heat generation at the electrodes the fluorescent tube according to the invention is significantly smaller than with the commercial mercury-containing fluorescent tubes, for example 88 ° C versus 120 ° C, which is the Fire risk significantly reduced.

Die erfindungsgemässe Lösung einer Leuchtstofflampe weist gegenüber solcher bekannten Leuchtstoffröhren zwar eine Reduktion der Lichtstärke auf; diese Lichtstärkeverminderung ist jedoch in den meisten Anwendungsfällen und selbst in Anwendungen für Reklameschriften selten von Nachteil.The solution according to the invention of a fluorescent lamp has a reduction compared to such known fluorescent tubes the light intensity on; this reduction in light intensity however, is in most use cases and even in applications rarely disadvantageous for advertisements.

Die erfindungsgemässe Leuchtstofflampe weist also für die meisten Anwendungsfällen eine ausreichende Lichtstärke auf. Darüber hinaus zeigt sie bedeutende Vorteile, wie zum Beispiel eine umweltfreundliche und kostengünstige Entsorgung und eine hohe Lebensdauer. Dazu kommt, dass die erfindungsgemässe Leuchtstoffröhre eine nachträgliche Neuaufsetzung des Gasgemisches erlaubt. So kann nach einer längeren Betriebsdauer, die Entladungskammer der Röhre geöffnet, das Gasgemisch neu aufgesetzt und anschliessend die Entladungskammer wieder vakuumdicht verschlossen werden, was bei herkömmlichen, Quecksilber enthaltenden Leuchtstoffröhren nicht möglich ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Leuchtstoffröhre besteht darin, das sie selbst bei tiefen Temperaturen ohne nachteilige Kondensation von Inhaltsstoffen der Entladungskammer leuchtet. Demgegenüber zeigen nämlich Quecksilber enthaltenden Leuchtstoffröhren den Nachteil auf, dass bei tiefen Temperaturen das Quecksilber an der Kolbenoberfläche kondensiert und so die Leuchtkraft nachteilig beeinflusst.The fluorescent lamp according to the invention thus has for sufficient light intensity in most applications. In addition, it shows significant advantages, such as environmentally friendly and economical disposal and a long lifespan. In addition, the inventive Fluorescent tube a retrofit of the Gas mixtures allowed. So after a long period of operation, the discharge chamber of the tube opened, the gas mixture newly installed and then the discharge chamber can be closed again in a vacuum-tight manner, which is Fluorescent tubes containing mercury are not possible is. Another advantage of the fluorescent tube according to the invention is that even at low temperatures without adverse condensation of ingredients Discharge chamber lights up. In contrast, mercury shows containing fluorescent tubes have the disadvantage that at low temperatures the mercury on the piston surface condenses and adversely affects the luminosity.

Claims

Fluorescent lamp with a bulb, the inner wall of which is coated with a fluorescent or fluorescent material, an airtight sealed discharge chamber containing a gas mixture, and electrode and starter means, characterized in that the gas mixture consists of the noble gases xenon, argon and neon and is free of mercury ,

Fluorescent lamp according to claim 1, characterized in that the gas mixture 10 ± 3 vol.% Xenon, 10 ± 3% by volume argon and 80 ± 6 vol.% Neon consists.

Fluorescent lamp according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is designed as a fluorescent tube.

Fluorescent lamp according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fluorescent material is formed from elements of the third to sixth group of the periodic table.

Fluorescent lamp according to one of claims 1 to 4, for Use as advertising.