JPS63164155A - Incandescent lamp - Google Patents

Incandescent lamp

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Publication number
JPS63164155A
JPS63164155A JP30829786A JP30829786A JPS63164155A JP S63164155 A JPS63164155 A JP S63164155A JP 30829786 A JP30829786 A JP 30829786A JP 30829786 A JP30829786 A JP 30829786A JP S63164155 A JPS63164155 A JP S63164155A
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
glass bulb
nitrogen
bulb
filament
Prior art date
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Pending
Application number
JP30829786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
栄三 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP30829786A priority Critical patent/JPS63164155A/en
Publication of JPS63164155A publication Critical patent/JPS63164155A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はバルクゲッタを使用した白熱電球の楢成の改良
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to improvements in the construction of incandescent lamps using bulk getters.

(従来の技術) 白熱電球にはジルコニウムやタンタルなどのバルクゲッ
タをガラスバルブ内のタングステンフィラメントを支持
するリード線などにとりつけた構造のものがある。この
ようなバルクゲッタを設けた白熱電球はバルクゲッタの
吸蔵する不純ガスの除去が必要で、高温排気などによっ
てバルクゲッタを前処理して活性化させる必要があった
。その一方法として本発明者は特許第589,399号
「白熱電球の排気方法」、特許第1.226,930号
「包囲器内のガス置換方法」などを提案した。前者はガ
ラスバルブ内に水素または不活性ガスに水素を混合した
フォーミングガスを封入してフィラメントを通電加熱す
る白熱電球の排気方法であり、後者は包囲器、たとえば
ガラスバルブなどの吸蔵不純ガスを、高純度洗浄ガスを
流入させるととKよって放出させ、高純度洗浄ガスとと
もに分子流に到らない真空度まで排出させる工程を反復
する方法である。上記の方法を適用することによってガ
ラスバルブ内に設けたバルクゲッタの不純ガスの放出、
排出が十分になされるようになり活性度の高いゲッタが
得られるようになった。しかしながら、このような活性
度の高いバルクゲッタな用いると、ガラスバルブ内の酸
素、水素、炭酸ガス。
(Prior Art) Some incandescent light bulbs have a structure in which a bulk getter of zirconium, tantalum, or the like is attached to a lead wire or the like that supports a tungsten filament inside a glass bulb. An incandescent light bulb equipped with such a bulk getter requires removal of impurity gas occluded by the bulk getter, and it is necessary to pre-process and activate the bulk getter using high-temperature exhaust or the like. As one of the methods, the present inventor proposed patent No. 589,399, ``Method for exhausting an incandescent light bulb,'' and Patent No. 1,226,930, ``Method for replacing gas in an envelope.'' The former is a method for exhausting incandescent light bulbs in which hydrogen or a forming gas containing hydrogen mixed with an inert gas is sealed in a glass bulb and the filament is heated by electricity. This is a method that repeats the steps of introducing high purity cleaning gas, releasing it with K, and exhausting it together with the high purity cleaning gas to a degree of vacuum that does not reach a molecular flow. Release of impurity gas from the bulk getter provided in the glass bulb by applying the above method,
Sufficient discharge became possible, and getters with high activity could now be obtained. However, when using such a highly active bulk getter, oxygen, hydrogen, and carbon dioxide gas inside the glass bulb.

−酸化炭素などの不純ガスのほとんどを除去できるが、
同時に封入ガス中の窒素などがバルクゲッタに吸収され
て濃度が低下し、アークが発生しやすくなりフィラメン
トのアークによる断線が発生しやすくなることが判った
。一般に白熱電球のガラスバルブ内に封入する不活性ガ
スは、アルゴンやクリプトンなどの希ガスに5ないし1
5容量%の窒素などを混合したガスが大気圧より低い圧
力で封入されており、窒素などを混合することによって
アークの発生によるフィラメントの断線を防止している
が、上記したようにバルクゲッタによって窒素などが吸
収されるとフィラメントのアーク断線が発生しやすくな
る。この対策として窒素などの混合率を増加することが
考えられるが、窒素は分子量が28.01で1分子量が
39.95のアルゴンや分子量が83.80のクリプト
ンなどに比べて分子量がかなり小さいから、大気圧より
低い圧力で窒素の混合率を増加させると、フィラメント
のタングステンの蒸発を抑制する効果が激減し、さらに
ガス損失が増大するから、電球の効率が低下し寿命が短
くなる欠点があった。また窒素の濃度を高めるとバルク
ゲッタの吸収のためにガス圧が低下しアークの発生を助
長させる欠点もある。
-Although most impurity gases such as carbon oxide can be removed,
At the same time, it was found that nitrogen, etc. in the filler gas was absorbed by the bulk getter and its concentration decreased, making it easier for arcs to occur and for the filament to break due to arcs. Generally, the inert gas sealed inside the glass bulb of an incandescent light bulb is 5 to 1 % of a rare gas such as argon or krypton.
A gas mixed with 5% by volume of nitrogen, etc. is sealed at a pressure lower than atmospheric pressure.The mixture of nitrogen, etc. prevents the filament from breaking due to arcing, but as mentioned above, the bulk getter If such substances are absorbed, arc breakage of the filament is likely to occur. As a countermeasure to this problem, it is possible to increase the mixing ratio of nitrogen, etc., but nitrogen has a molecular weight of 28.01, which is considerably smaller than argon, which has a molecular weight of 39.95, or krypton, which has a molecular weight of 83.80. If the mixing ratio of nitrogen is increased at a pressure lower than atmospheric pressure, the effect of suppressing the evaporation of tungsten in the filament will be drastically reduced, and the gas loss will increase, which has the disadvantage of reducing the efficiency and shortening the life of the bulb. Ta. Furthermore, when the concentration of nitrogen is increased, the gas pressure decreases due to the absorption of bulk getter, which also has the disadvantage of promoting arc generation.

また、活性度の高いバルクゲッタを設げた電球はガラス
バルブの黒化がなくなるから黒化によるガラスバルブの
破損がなくなり、したがってガラスバルブを小形にする
ことが可能になるが、ガラスバルブが小容量になると大
気圧より低い圧力の封入ガス中の窒素などの絶対量が減
少するからバルクゲッタによる窒素などの吸収によるガ
ス中の窒素などの量の低下率も加速され、短時間でアー
クによるフィラメント断線が発生した。
In addition, a light bulb equipped with a highly active bulk getter eliminates the blackening of the glass bulb, which eliminates damage to the glass bulb due to blackening, which makes it possible to make the glass bulb smaller, but it also reduces the capacity of the glass bulb. Then, the absolute amount of nitrogen, etc. in the filled gas at a pressure lower than atmospheric pressure decreases, so the rate of decrease in the amount of nitrogen, etc. in the gas due to absorption of nitrogen, etc. by the bulk getter also accelerates, and filament breakage due to arc occurs in a short time. did.

(発明が解決しようとする問題点) 上記したように従来のバルクゲッタを使用した白熱電球
はアルゴンやクリプトンなどの希ガスに5ないし15容
量%程度の窒素などを混合したガスが大気圧より低い圧
力でガラスバルブ内に充填されており、バルクゲッタが
窒素などを吸収するとアークによるフィラメント断線が
発生し、窒素などの混合率を増加させると電球の効率が
低下し。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, incandescent light bulbs using conventional bulk getters use a mixture of rare gases such as argon and krypton and about 5 to 15% by volume of nitrogen, etc., at a pressure lower than atmospheric pressure. If the bulk getter absorbs nitrogen, etc., the filament will break due to arcing, and if the mixing ratio of nitrogen, etc. is increased, the efficiency of the bulb will decrease.

寿命が短くなる欠点があった。本発明は従来の白熱電球
の上記欠点に対してなされたもので、効率が高く、十分
に寿命の長いバルクゲッタを有する白熱電球を提供する
ことを目的とする。
The drawback was that the lifespan was shortened. The present invention has been made to address the above-mentioned drawbacks of conventional incandescent light bulbs, and it is an object of the present invention to provide an incandescent light bulb having a bulk getter that is highly efficient and has a sufficiently long life.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するだめの手段) 本発明はガラスバルブ内にタングステンフィラメントお
よびバルクゲッタを収容するとともに大気圧より高い圧
力の窒素を含む不活性気体の1種または複数種を充填し
ていることを特徴とする白熱電球である。
(Means for Solving the Problems) The present invention accommodates a tungsten filament and a bulk getter in a glass bulb, and also fills one or more types of inert gas containing nitrogen at a pressure higher than atmospheric pressure. This is a characteristic incandescent light bulb.

(作用) 本発明白熱電球はガラスバルブ内にジルコニウムやタン
タルなどのバルクゲッタが設げられており、上記ガラス
バルブ内には大気圧より高い圧力の窒素を含むアルゴン
やクリプトンなどの不活性気体の1種または複数種が充
填されている。上記バルクゲッタはガラスバルブ内にと
りつけた後にフォーミングガス内のフィラメントの通電
や、高純度洗浄ガスの流入、排出の繰返しによって活性
度の高いものになっている。この活性度の高イバルクゲ
ツタな設げたガラスバルブ内に、たとえば窒素などを5
ないし15容量%含むアルゴンなどの不活性気体を大気
圧以上に充填することにより。
(Function) The inventive hot bulb has a bulk getter of zirconium, tantalum, etc. in the glass bulb, and a bulk getter of zirconium, tantalum, etc. is provided in the glass bulb, and a bulk getter of argon, krypton, etc. containing nitrogen at a pressure higher than atmospheric pressure is placed inside the glass bulb. Filled with species or species. After the bulk getter is installed in a glass bulb, it becomes highly active by repeatedly energizing the filament in the forming gas and repeatedly injecting and discharging high-purity cleaning gas. For example, 50% of nitrogen, etc., is added to this highly active glass bulb.
By filling an inert gas such as argon containing 15% to 15% by volume above atmospheric pressure.

フィラメントの蒸発が抑制されるとともに、窒素などの
分圧を増し、したがってアルゴンなどの希ガスの純度を
上げることができ、白熱電球の小形高出力化が可能にな
り、フィラメントのアークの発生がない。
In addition to suppressing filament evaporation, it is possible to increase the partial pressure of nitrogen and other gases, thereby increasing the purity of rare gases such as argon, making it possible to make incandescent light bulbs smaller and higher output, and eliminating filament arcing. .

(実施例) 本発明の詳細を図示の一実施例を参照して説明する。(Example) The details of the invention will be explained with reference to an illustrated embodiment.

図は本発明白熱電球の一実施例の正面図であつされたマ
ウント(3)が収容されている。マウント(3)はステ
ム(4)に植設されたインナーリード(5) 、 +5
)にとりつげられたサボー) +6) 、 16)にた
とえばタンク上記バルクゲッタは、たとえば板厚0.1
im+ 幅2m尻、長さ5 mxのタンタルである。(
8)はステム(4)にとりつけられたアンカで2重コイ
ルのタングステンフィラメント(2)を支持している。
The figure is a front view of one embodiment of the inventive incandescent light bulb in which the mount (3) is housed. The mount (3) has an inner lead (5) implanted in the stem (4), +5
) +6), 16) For example, the bulk getter above the tank has a plate thickness of 0.1
im+ It is a tantalum piece with a width of 2 m and a length of 5 m. (
8) is an anchor attached to the stem (4) that supports the double-coiled tungsten filament (2).

ステム(4)は図示しないフレキがガラスバルブ(1)
の端部に封着されており、ステム(4)には排気管がと
りつけられ。
The stem (4) is a flexible glass bulb (1) not shown.
An exhaust pipe is attached to the stem (4).

排気管の一端はステム(4)に開孔して排気孔(9)と
なっている。α値は口金である。
One end of the exhaust pipe is opened in the stem (4) to form an exhaust hole (9). The α value is the base.

ガラスバルブ(1)にマウント(3)のステム(4)の
フレキが封着された封止済パルプをステム(4)の排気
管を経由して排気し、たとえばアルゴンまたは窒素75
容量%に残余水素を加えたフォーミングガスをガラスバ
ルブ内に導入し、タングステンフィラメントに通電して
2,500 K以上に加熱する。上記加熱忙よりフィラ
メント近傍で水素分子の熱解離(H2d 2 H102
,7日/IT、。1)が活発に行われ、こうしてできた
還元性の強い水素原子がタングステンフィラメントに接
続されたバルクゲッタを還元清浄化し、水素原子が再結
合する際の発熱でバルクゲッタを加熱する。つづいて高
純度ガス、たとえば封入ガスなどをガラスバルブ内に流
入し0分子流に到らない真空度まで排気する工程を反復
してバルクゲッタやガラスバルブ内の吸駕不純ガスを除
去する。そして、パルプ(1)内に窒素を含む不活性気
体、たとえばアルゴン9o容量%、窒素1゜容量%の混
合気体を1.5に9f/mの圧力に封入して排気管を封
緘する。この排気工程を実施することによって電球のバ
ルクゲッタが点灯中十分に動作する。
The sealed pulp, in which the flexible stem (4) of the mount (3) is sealed to the glass bulb (1), is evacuated via the exhaust pipe of the stem (4) and filled with, for example, argon or nitrogen 75
Forming gas with residual hydrogen added to the volume percent is introduced into the glass bulb, and the tungsten filament is heated to 2,500 K or higher by applying electricity. Thermal dissociation of hydrogen molecules (H2d 2 H102
, 7th/IT. 1) is actively carried out, and the highly reducing hydrogen atoms thus created reduce and clean the bulk getter connected to the tungsten filament, and the heat generated when the hydrogen atoms recombine heats the bulk getter. Subsequently, the process of introducing a high purity gas, such as a sealed gas, into the glass bulb and evacuating it to a degree of vacuum that does not reach zero molecular flow is repeated to remove the sucked impurity gas in the bulk getter and the glass bulb. Then, an inert gas containing nitrogen, such as a mixed gas of 90% by volume of argon and 1% by volume of nitrogen, is charged into the pulp (1) at a pressure of 1.5 to 9 f/m, and the exhaust pipe is sealed. By performing this evacuation process, the bulk getter of the light bulb operates satisfactorily during lighting.

本発明者は外径12.5711111.内径11.5m
のホウケイ酸ガラスバルブを使用し、内容積6 c、c
の図示のような白熱電球を製造して試験した。電球は1
00V57W2重コイルタングステンフィラメント、バ
ルクゲッタは前記した板厚0.1mm+幅211L長さ
5龍のタンタルを使用し、前記したアルゴン90容量%
、窒素10容量%の封入ガスをガス圧1.5 kyf/
di (1,45気圧)封入し、比較用として同じ封入
ガスをガス圧0.9 kgf/C1l (0,87気圧
)封入した電球を製造した。
The inventor has an outer diameter of 12.5711111. Inner diameter 11.5m
using a borosilicate glass bulb with an internal volume of 6 c, c
An incandescent light bulb as shown in the figure was manufactured and tested. 1 light bulb
00V57W double coil tungsten filament, bulk getter is tantalum with thickness 0.1mm + width 211L length 5mm, and argon 90% by volume as described above.
, gas pressure 1.5 kyf/
di (1.45 atm), and for comparison, a light bulb was manufactured in which the same gas was filled at a gas pressure of 0.9 kgf/C1l (0.87 atm).

120Vの過電圧寿命試験を行ったところ、ガス圧が0
.9に9f/cr/Iのものは3oないし50時間でフ
ィラメントのアーク断線が発生したが、ガス圧1.5k
gf/dの本発明白熱電球は100時間以上の設計寿命
を確保できた。
When we conducted a 120V overvoltage life test, the gas pressure was 0.
.. In the case of 9f/cr/I, arc breakage of the filament occurred after 30 to 50 hours, but the gas pressure was 1.5k.
The gf/d inventive hot bulb has a design life of more than 100 hours.

本発明に使用されるバルクゲッタはタンタルの他、ジル
コニウム、ニオブ、チタン、トリウム。
The bulk getters used in the present invention include tantalum, zirconium, niobium, titanium, and thorium.

セトなどがある。これらはそれぞれ不純ガスを排出させ
る温度や最適動作温度が異なるから、電球のワット数や
バルクゲッタのとりつゆ位置を選択して使用する必要が
ある。窒素を含む不活性気体の1f11または複数種を
大気圧より高い圧力にガラスバルブ内に充填した白熱電
球をl造するには。
There are such things as Seto. Each of these has a different temperature at which impure gas is discharged and an optimum operating temperature, so it is necessary to select the wattage of the bulb and the location of the bulk getter. To manufacture an incandescent light bulb in which a glass bulb is filled with 1f11 or multiple types of inert gas containing nitrogen to a pressure higher than atmospheric pressure.

高圧充填したガラスバルブを液体窒素などKよって冷却
し、気体を凝縮させたのち排気管をバーナーで焼いて封
緘する方法、排気管の一部に狭?6部を設けて上記狭亀
部に軟化温度の低いガラスを設げて閉塞する方法などに
よればよい。
Is there a method in which a glass bulb filled with high pressure is cooled with K such as liquid nitrogen, the gas is condensed, and then the exhaust pipe is sealed by burning it with a burner? A method may be adopted in which six portions are provided and glass with a low softening temperature is provided in the narrowed portion to close it.

本発明白熱電球は封入ガス圧が高いからフィラメントの
蒸発が十分抑制されるとともに、窒素などの分圧を増す
ことKなるからアルゴンの純度を高めることができ、電
球の小形高出力化が可能になる。たとえば封入ガス圧を
3 kg/7(2,9気圧)にすると、アルゴンを95
容量%にしてもフィラメントアーク断線は発生せず、さ
らにガラスバルブの温度上昇が低減されるから前記した
内径11.5龍のガラスバルブに85Wまでのフィラメ
ントを収容することができる。
Since the incandescent light bulb of this invention has a high filler gas pressure, evaporation of the filament is sufficiently suppressed, and by increasing the partial pressure of nitrogen, etc., the purity of argon can be increased, making it possible to make light bulbs smaller and higher in output. Become. For example, if the filled gas pressure is 3 kg/7 (2.9 atm), argon will be 95
Even if the filament arc is reduced to % by volume, filament arc breakage does not occur, and the temperature rise of the glass bulb is reduced, so a filament of up to 85 W can be accommodated in the above-mentioned glass bulb with an inner diameter of 11.5 mm.

ガラスバルブを小形にするとパルプゲッタの消費による
窒素などの分圧の低下が早くなり、封入ガスの対流損失
が大きくなる虞があるからガラスバルブの破壊などの安
全面も考慮してガラスバルブ外径は10ないし15 m
x程度が好ましい。アーク防止用忙添加するガスは窒素
の他、水素でもよいが、水素は解離や伝導による熱損失
が大きいから特殊の場合に限られる。
If the glass bulb is made smaller, the partial pressure of nitrogen, etc. will drop faster due to the consumption of the pulp getter, and there is a risk that the convection loss of the sealed gas will increase. Therefore, the outer diameter of the glass bulb should be adjusted in consideration of safety issues such as breakage of the glass bulb. 10 to 15 m
About x is preferable. In addition to nitrogen, the gas added for arc prevention may be hydrogen, but hydrogen has a large heat loss due to dissociation and conduction, so this is limited to special cases.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上詳述したように、ガラスバルブ内にタング
ステンフィラメントおよびバルクゲッタを収容するとと
もに大気圧より高い圧力の窒素を含む不活性気体の1種
または複数種を充填していることを特徴とする白熱電球
であって、活性度の高いバルクゲッタな、タングステン
フィラメントのアーク断線発生の虞なく使用することが
可能になり、動程%性の優れた白熱電球が得られ、ガラ
スバルブの径を小さくすることができ、ガラスバルブを
小さくしてもガラスバルブの黒化などの発生がなく光効
率の高い白熱電球を提供できる効果を有している。
As detailed above, the present invention is characterized in that a tungsten filament and a bulk getter are housed in a glass bulb, and one or more types of inert gas containing nitrogen are filled at a pressure higher than atmospheric pressure. In an incandescent light bulb, it is now possible to use a tungsten filament, which is a bulk getter with high activity, without the risk of arc breakage, resulting in an incandescent light bulb with excellent movement percentage, and reducing the diameter of the glass bulb. This has the effect of providing an incandescent light bulb with high light efficiency without causing blackening of the glass bulb even if the glass bulb is made smaller.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明白熱電球の一実施例の正面図である。 (1)・・・・・・ガラスバルブ。 (2)・・・・・・タングステンフィラメント。 (3)・・・・・・マウント。 (4)・・・・・ステム。 (力・・・・・・バルクゲッタ。 (II・・・・・・口金 The figure is a front view of one embodiment of the inventive incandescent light bulb. (1)...Glass bulb. (2)...Tungsten filament. (3)...Mount. (4)・・・Stem. (Power... bulk getter. (II......cap

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ガラスバルブ内にタングステンフィラメントおよびバル
クゲッタを収容するとともに大気圧より高い圧力の窒素
を含む不活性気体の1種または複数種を充填したことを
特徴とする白熱電球。
An incandescent light bulb characterized in that a glass bulb contains a tungsten filament and a bulk getter, and is filled with one or more types of inert gas containing nitrogen at a pressure higher than atmospheric pressure.
JP30829786A 1986-12-26 1986-12-26 Incandescent lamp Pending JPS63164155A (en)

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