HU180511B

HU180511B - Halogen lamp

Info

Publication number: HU180511B
Authority: HU
Inventors: Gijsbert Kuus; Ridder Adriaan J De
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1979-12-15
Publication date: 1983-03-28
Also published as: NL7812244A; BR7908265A; DE2950609C2; GB2037482A; GB2037482B; JPS5854467B2; DE2950609A1; CA1138023A; BE880659A; JPS5583152A; FR2445019A1; FR2445019B1

Abstract

A halogen incandescent lamp having a light-pervious envelope containing a gas filling comprising a rare gas, hydrogen and bromine also contains an oxygen getter consisting of an intermetallic compound of at least one first metal from the group consisting of Ta, Ti, Zr, Hf and Nb and at least one second metal from the group consisting of Pd, Pt and Au, but excluding a tantalum-gold or a niobium- gold compound. These intermetallic compounds are sufficiently stable that although they react with oxygen, they do not react with hydrogen bromide. Consequently the presence of such an intermetallic compound in such a halogen incandescent lamp does not interfere with the tungsten- bromine cycle, and thus the maximum quantity of the intermetallic compound which is present in such a lamp is not critical.

Description

A találmány tárgya halogén izzólámpa.The present invention relates to a halogen filament lamp.

A találmány szerinti halogén izzólámpa egy fényátbocsátó burával rendelkezik, amely hidrogénbromidból és nemes gázokból álló gáztöltést tartalmaz. A búrában egy wolframszál van 5 összeillesztve valamely, a periódusos rendszer IVB és VB csoportjába tartozó gázelnyelő anyaggal az oxigén megkötésére. Ezek a számok a fémek olyan csoportjaira vonatkoznak, amelyek legalább 22 és 23 atomszámúak. 10The halogen filament lamp of the present invention has a light-transmitting envelope which contains a gas charge consisting of hydrogen bromide and noble gases. A tungsten fiber 5 is bonded to the oxygen scavenging material of Groups IVB and VB of the Periodic Table. These numbers refer to groups of metals having at least 22 and 23 atoms. 10

Ilyen típusú lámpákat már leírtak az 1 409 957 számú brit szabadalmi leríásban.Lamps of this type have already been described in British Patent No. 1,409,957.

A fent említett fémek hatásos gázelnyelő anyagok oxigén megkötésére, amely szabadon, fémoxid vagy víz formájában lehet jelen. Az 15 oxigén nem kívánt reakciókat hoz létre a lámpában, mely reakciók a lámpa élettartamának megrövidülését okozzák. Ennélfogva lényeges szempont, hogy az oxigént elnyeletéssel megkössük. 20The aforementioned metals are effective in absorbing oxygen scavenging materials which may be present freely in the form of metal oxide or water. Oxygen 15 causes unwanted reactions in the lamp which cause the lamp life to be shortened. Therefore, it is essential that oxygen is absorbed by absorption. 20

Jóllehet a fent említett fémek affinitása a hidrogénbromidhoz kisebb, mint az oxigénhez, mégis reagálnak a lámpában lévő hidrogénbromiddal, amely sokkal nagyobb mennyiségben van jelen, mint a szabad oxigén, azonban a hidrogénbromid mennyisége döntő jelentőségű a regeneráló ciklus megfelelő lezajlása szempontjából.Although the aforementioned metals have a lower affinity for hydrogen bromide than for oxygen, they react with hydrogen bromide in the lamp, which is present in much greater amounts than free oxygen, but the amount of hydrogen bromide is crucial for the proper performance of the regeneration cycle.

Annak érdekében, hogy a kívánt hatást a gázelnyelő anyaggal elérjük, ennek a mennyi180 511 ségét össze kell hangolni azzal az oxigénmenynyiséggel, amelynek a lámpában való jelenlétével számolni kell.In order to achieve the desired effect with the gas-absorbing material, the amount thereof must be coordinated with the amount of oxygen expected to be present in the lamp.

A lámpában lévő oxigénmennyiség nincs teljes egészében a lámpa gázelegy ében attól a pillanattól kezdve, amikor a lámpa működni kezd. Ennek az oxigénnek a jelentős része csak a lámpa működésének kezdeti szakaszában szabadul fel, deszorpció útján. Különösen abban az esetben van ez így, amikor a lámpabúra nem kvarcüveg, hanem káliüveg, amely általában több vizet tartalmaz, mint a kvarcüveg.The amount of oxygen in the lamp is not completely present in the gas mixture of the lamp from the moment the lamp starts operating. A significant portion of this oxygen is released only during the initial phase of lamp operation, through desorption. This is especially the case when the lamp shade is not quartz glass but potassium glass, which usually contains more water than quartz glass.

Annak érdekében, hogy a lámpában lévő oxigént el lehessen nyeletni, a gázelnyelő anyagnak nagyobb mennyiségben kell jelen lennie, mint amennyi a kezdetben jelenlévő oxigén elnyeléséhez szükséges. Ennélfogva a lámpa működtetésének kezdetén a gázelnyelő anyag elnyelőképessége a szükségesnél nagyobb, ezért az ismert lámpákban a gázelnyelő anyag hidrogénbromidot is elnyel.In order for the oxygen in the lamp to be absorbed, the gas-absorbing material must be present in an amount greater than that required to absorb the initial oxygen. Therefore, at the beginning of the lamp operation, the absorbing material of the gas absorbing material is more than necessary, therefore, in known lamps, the absorbing material also absorbs hydrobromic acid.

A találmány tárgya tehát valamely oxigénelnyelő anyagot tartalmazó lámpa, amely hidrogénbromidot nem nyel el, így a lámpában lévő elnyelő anyag maximális mennyisége nem kritikus.Thus, the present invention relates to a lamp comprising an oxygen scavenging material which does not absorb hydrobromide, so that the maximum amount of scavenging material contained in the lamp is not critical.

Ezt a célkitűzést azzal érjük el, hogy olyan cxigénelnyelő anyagot alkalmazunk, amely legalább egy, a tantál, titán, cirkónium, hafnium és nióbium csoportból kikerülő első fém, ésThis object is achieved by the use of a x-oxygen absorber which is at least one of the first metals from the group consisting of tantalum, titanium, zirconium, hafnium and niobium, and

-1180 511 legalább egy, a palládium, platina és arany csoportból kikerülő második fém intermetallikus vegyületéből áll, kivéve a tantál,''arany és nióbium/arany vegyületeket.-1180511 consists of at least one intermetallic compound of the second metal from the palladium, platinum and gold groups, except for tantalum, gold and niobium / gold.

Az intermetallikus vegyületek alkotóikból erősen exotérmikus reakcióban képződnek és ennélfogva ezek a vegyületek nagyon stabilak. Egy, a találmány szerinti lámpában használt intermetallikus vegyület első fémjének affinitásbeli különbsége az oxigénhez és a hidrogénbromidhoz azzal a következménnyel jár, hogy az intermetallikus vegyület reagál az oxigénnel, de nem reagál a hidrogénbromiddal. Ebből az következik, hogy ezek az intermetallikus vegyületek olyan mennyiségben használhatók halogén izzólámpákba, hogy képesek elnyelni a teljes oxigénmennyiséget, amely a lámpa működése közben felszabadul, anélkül, hogy bármilyen káros befolyást gyakorolna a jelenlévő hidrogénb'romid mennyiségére.Intermetallic compounds are formed from their constituents in a highly exothermic reaction and are therefore very stable. The difference in the affinity of the first metal of an intermetallic compound used in the lamp of the invention for oxygen and hydrogen bromide results in the intermetallic compound reacting with oxygen but not reacting with hydrogen bromide. It follows that these intermetallic compounds can be used in halogen incandescent lamps in amounts that are capable of absorbing the total amount of oxygen released during lamp operation without any detrimental effect on the amount of hydrogen bromide present.

A 2 020 921 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi iratból ismert olyan halogén izzólámpa, amely gázelnyelő anyagot foglal magában. Ez a gázelnyelő anyag titánból, tantálból, cirkóniumból vagy alumíniumból áll és palládiummal vagy palládium-nikkel ötvözettel van bevonva. Ez az ismert lámpa azonban jelentős mértékben különbözik a találmány szerinti halogén izzólámpától, mivel — az elnyelő anyag nem intermetallikus vegyület, hanem elemi állapotban lévő fém, amely egy olyan, második fémmel van bevonva, mely utóbbi átengedi a hidrogént ,de nem bocsátja át az oxigént és a halogént. A gázelnyelő anyag elnyeli a hidrogént, de nem nyeli el a halogént és az oxigént, — a lámpa jódot foglal magában regeneráló anyagként és hidrogént is tartalmaz. A wolfram/jód-ciklus működéséhez az oxigén jelenléte lényeges — a wolfram/jód-ciklus csupán wolf'ramoxidok útján valósul meg — és a hidrogén jelenléte meghatározó tényező. Valójában a hidrogén jelentős mértékben csökkenti a jód parciális nyomását, hidrogénjodid képződése miatt.A halogen incandescent lamp is known from German Patent Publication No. 2,020,921 and includes a gas absorbing material. This gas absorbing material consists of titanium, tantalum, zirconium or aluminum and is coated with palladium or palladium-nickel alloy. However, this known lamp differs significantly from the halogen filament lamp of the present invention in that - the absorbing material is not an intermetallic compound, but an elemental metal coated with a second metal which permits hydrogen but does not transmit oxygen. and halogen. The gas absorber absorbs hydrogen but does not absorb halogen and oxygen - the lamp contains iodine as a regenerating agent and also contains hydrogen. For tungsten / iodine cycling, the presence of oxygen is essential - the tungsten / iodine cycle is achieved only by tungsten oxides - and the presence of hydrogen is a determining factor. In fact, hydrogen significantly reduces the partial pressure of iodine due to the formation of hydrogen iodide.

Valamely wolfram/bróm-ciklusú lámpában a hidrogén jelenléte fontos annak érdekében, hogy a bróm legnagyobb részét hidrogénbromid formájában tártsa és így védje a lámpa hidegebb wolfram-részeit a szabad bróm agreszszív hatásától. Oxigénre nincs szükség a brómmal való regeneráló ciklusban, sőt annak jelenléte is káros, mivel nem kívánt wolframátvitelt okoz.In a tungsten / bromine cycle lamp, the presence of hydrogen is important in order to store most of the bromine in the form of hydrogen bromide and thus protect the cooler tungsten portions of the lamp from the aggressive action of free bromine. Oxygen is not needed in the regeneration cycle with bromine, and even its presence is detrimental as it causes unwanted tungsten transfer.

A találmány szerinti megoldás esetében az említett első fémek mindegyike bizonyos intermetallikus vegyületeket alkot a második fémekkel. A fémek regenerálásának az arányától függően, a gázelnyelő anyag egy vagy több intermetallikus vegyületet tartalmaz. Lehetséges az is, hogy a gázelnyelő anyag bizonyos intermetallikus vegyületek elegyéből áll.In the present invention, each of said first metals forms certain intermetallic compounds with the second metals. Depending on the rate of metal regeneration, the gas absorbing material contains one or more intermetallic compounds. It is also possible that the gas-absorbing material consists of a mixture of certain intermetallic compounds.

A platina- és palládium-intermetallikus vegyületek annyiban különböznek az arany intermetallikus vegyületektŐl, hogy hőképzésük és ennek folytán stabilitásuk nagyobb. A platina2 vegyületek bizonyos tekintetben különböznek a palládiumvegyületektől.Platinum and palladium intermetallic compounds differ from gold intermetallic compounds in that they exhibit higher heat generation and consequently greater stability. Platinum 2 compounds differ in some respects from palladium compounds.

A gázelnyelő anyag a lámpában fólia, porvagy pilula formájában lehet jelen olyan he5 lyen, ahol a hőmérséklet 500 °C és 1500 °C között van a működés során.The gas-absorbing material may be present in the lamp in the form of a film, powder or pellet at a temperature between 500 ° C and 1500 ° C during operation.

A megkívánt legkisebb gázelnyelő-anyag mennyiség a lámpában alkalmazott anyagok szennyezőitől és a lámpa készítése során alkal10 mázott tisztítási művelet hatásosságától függ. Ez a mennyiség minden egyes lámpatipusra csekély számú kísérlettel meghatározható. A gázelnyelő anyag szelektivitásának következtében azt feleslegesen is alkamazhatjuk minden 15 akadály nélkül. Ez azért előnyös, mivel így az előállított lámpák minőségbeli hullámzása kiküszöbölődik.The minimum amount of gas absorber required is dependent on the impurities of the materials used in the lamp and on the effectiveness of the cleaning process used to make the lamp. This amount can be determined by a small number of experiments for each lamp type. Due to the selectivity of the gas-absorbing material, it can be used unnecessarily without any hindrance. This is advantageous because it eliminates the quality corrugation of the lamps produced.

A találmány szerinti lámpa két kiviteli alakját a csatolt rajzon mutatjuk be, ahol azTwo embodiments of the lamp of the present invention are illustrated in the accompanying drawings, wherein

1- ábra a találmány szerinti halogén izzólámpa hosszanti metszetét mutatja vázlatosan, aFigure 1 is a schematic longitudinal sectional view of a halogen incandescent lamp according to the invention, a

2. ábra ugyancsak egy találmány szerinti másik lámpa metszetét szemlélteti vázlatosan.Figure 2 also schematically illustrates a sectional view of another lamp according to the invention.

Az 1. ábra szerinti lámpa kvarcüveg búréval 25 rendelkezik és 2 és 3 szorítótöméssel van ellátva, amelyek mindegyikébe egy-egy 4 és 5 molibdénfólia van beépítve. A 4 és 5 molibdénfóliákhoz egyik végükön egy 10 szál 8 és 9 vége van hozzáhegesztve, míg a 4 és 5 molibdén30 fólia másik végéhez 6 és 7 külső áramvezetők csatlakoznak. A kvarcüveg 1 búra nemesgázok és hidrdogénbromid elegyét foglalja magában és hidrogénbromidnak ellenálló 11 oxigénelnyelő anyagot tartalmaz. A lámpa például gép35 kocsilámpaként alkalmazható.The lamp of Fig. 1 has a quartz glass cover 25 and is provided with 2 and 3 clamping gaskets each fitted with 4 and 5 molybdenum films. The molybdenum films 4 and 5 are welded at one end to the ends 8 and 9 of a strand 10, while the other ends of the molybdenum films 4 and 5 are connected to external conductors 6 and 7. The quartz glass envelope 1 comprises a mixture of noble gases and hydrobromic acid and contains an oxygen scavenger 11 resistant to hydrobromic acid. For example, the lamp can be used as a machine 35 car lamp.

A 2. ábra szerinti lámpa egy káliüveg 20 búréval rendelkezik, amely 21 szorítótöméssel van ellátva. A káliüveg 20 búra alkálifém-alumíniumszilikát üveg. A 22, 23 és 24 áramszállító 40 vezetékek vákuumzárszerűen a 21 szorítótömítésen keresztül a káliüveg 20 búrába nyúlnak be. Egy 25 molibdén-csónak a 24 áramszállító vezetékhez kapcsolódik és részben körülveszi a 26 szálat. Egy második 27 szál van elhelyezve 45 a 23 és 24 áramszállító vezetékek között, egy 28 huzal pedig a 22 áramszállító vezeték köré van tekerve. Egy poralakú oxigénelnyelő anyag van jelen a 22 áramszállító vezeték és a 28 huzal között. A lámpa országúti és tompított fé50 nyű autólámpaként használható.The lamp of Fig. 2 has a pot glass cover 20 provided with a clamping seal 21. Potassium glass is 20 shells of alkali metal aluminum silicate glass. The current supply lines 22, 23 and 24 extend vacuum-like through the clamping seal 21 into the potassium bulb 20. A molybdenum boat 25 is connected to the power line 24 and partially surrounds the fiber 26. A second strand 27 is disposed between the current conductors 23 and 24, and a wire 28 is wound around the current conductor 22. A powdered oxygen scavenger is present between the current supply line 22 and the wire 28. The lamp can be used as a highway and low beam car light.

Az 1. ábra szerinti lámpákkal kísérleteket végeztünk. A lámpák belső térfogata 0,27 cm³volt és a lámpák (100:0,35 tf/tf arányban) kripton és metilénbromid elegyével voltak tölt55 ve, a gáznyomás 3,5 bar volt. A lámpák teljesítménye körülbelül 60 W volt 13,2 V feszültségnél.The lamps of Figure 1 were experimented with. The lamps had an internal volume of 0.27 cm ³ and were filled with a mixture of krypton and methylene bromide (100: 0.35 v / v) and a gas pressure of 3.5 bar. The power output of the lamps was approximately 60 W at 13.2 V.

Egy sorozat lámpát úgy vizsgáltunk, hogy nem használtunk elnyelő anyagot. Egy második 60 sorozat lámpa minőségét szándékosan rontottuk azzal, hogy 133,3 Pa oxigént adtunk a gázelegyhez, de gázelnyelő anyag alkalmazása nélkül.A series of lamps were tested with no absorbent material. The quality of a second 60 series lamp was deliberately impaired by adding oxygen to the gas mixture but without the use of a gas scavenger.

Egy harmadik sorozat lámpába ugyanolyan mennyiségű oxigént vittünk be, mint az első 65 sorozat esetén, de 1 mg TaPt₃ intermetallikusA third series lamp was charged with the same amount of oxygen as the first 65 series, but 1 mg TaPt ₃ intermetallic

180 511 vegyületet helyeztünk el a burában oxigénelnyelető anyagként. Egy negyedik sorozat lámpánál 133,3 Pa oxigént és 3 mg TaPt₃ fémvegyüIetet használtunk. A kísérleteknél a lámpák élettartamára kapott adatokat a következő táblázatban foglaljuk össze.180 511 compounds were placed in the bulb as an oxygen scavenger. For a fourth series lamp, oxygen (13.3 Pa) and 3 mg of TaPt _{3 were} used. The data obtained during the experiments on the life of the lamps are summarized in the following table.

Táblázat Spreadsheet Példa Example Oa(Pa) TaPt₃ (mg)Oa (Pa) TaPt ₃ (mg) Élettartam (óra) Life (Hours) 1 1 0 — 0 - 420 420 2 2 133,3 — 133.3 - 300 300 3 3 133,3 1 133.3 1 420 420 4 4 133,3 3 133.3 3 420 420

Ezekből az adatokból láthatjuk, hogy az élettartamcsökkenés az oxigén jelenlétének az eredménye és megszüntethető 1 mg TaPt₃ intermetallikus vegyület használatával. A gázelnyelő anyag mennyiségének háromszorosára való növelése nem befolyásolja a lámpa életta'rtamát.From these data, it can be seen that the reduction in life span is due to the presence of oxygen and can be reversed using 1 mg of TaPt ₃ intermetallic compound. Doubling the amount of gas-absorbing material does not affect the lamp life.

Claims

Patent claims:

An halogen filament lamp having a light-transmitting boron (1 or 20) which:

5 contains a gas charge consisting of hydrogen bromide and noble gases and a tungsten filament is placed in the bulb (1 or 20) together with an oxygen scavenger material of Group IVB or VB in the Periodic Table, characterized in that 10 g) , the first metal from the groups zirconium, hafnium and niobium and at least one second metal from the palladium, platinum and gold groups, except for the tantalum / gold and niobium / gold compounds.

An embodiment of a halogen incandescent lamp according to claim 1, characterized in that the second metal is present in the intermetallic compound.

20 Lodium or Platinum.

3. The halogen incandescent lamp according to claim 2, characterized in that the second metal in the internet compound is platinum.

Figure 1, Figure 2