NL8500287A - Gettermontageinrichting voor gloeidraadlampen en hoge intensiteitsontladingsbuizen. - Google Patents

Description

--* P & c '

N' 2348-1358 Ned.M/EvF

Korte aanduiding: Gettermontageinrichting voor gloeidraadlampen en hoge intensiteitsontladingsbuizen.

De uitvinding heeft betrekking op omvangrijke gettermontage-inrichtingen voor hoge intensiteitsontladings (HID) buizen en gloeilampen.

Bij lampsamenstellen met een glazen omhulling, die een boogontladingsbuis met hoog rendement en weerstandsdraadelementen bevat, zoals 5 de lamp weergegeven en beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.248.590, wordt een omvangrijke getter gebruikt in het gebied tussen de boogbuis en de buitenomhulling. Deze getter is nodig om de waterstof-druk te verminderen tot een niveau nabij of beneden 1 #i (10 3 Torr).

Deze lage partiële waterstanddruk is noodzakelijk om een voortijdig 10 opbranden van de wolfraamgloeidraadweerstandselementen te voorkomen en een moeilijk starten van de boogontladingsbuis te verminderen.

Lampsamenstellen met een boogontladingsbuis met hoog rendement en met gloeidraadweerstandeelementen vergen een sterkere getterwerking dein de meeste ontladingsbuizen of gloeilampen als gevolg van een glazen 15 scherm rondom de boogontladingsbuis> die bij een zeer hoge temperatuur werkt en aldus continu water doet ontstaan en de binnenwand van de buitenste glazen omhulling kan niet geheel ontgast worden tijdens de torte:. staokcycli, die tijdens vervaardiging plaatsvinden.

Tijdens het bedrijf van de lang? wordt de wolfraamgloeidraad .

. 20 verhit tot een hoge temperatuur, teneinde onmiddellijk licht te ver- / schaffen wanneer de lamp voor het eerst wordt ingeschakeld. Later, wanneer de lamp zich opwarmt, neemt de stroom door de wolfraamgloeidraad af, maar de gloeidraad blijft voldoende heet om te reageren met eventuele residue waterstof of aanwezig water, dat zou kunnen resulteren in een 25 vroeg opbranden. Ook diffundeert waterstof gemakkelijk door het hete kwarts van de booglamp. Indien de partiële waterstofdruk bij 50 Ja of daarboven zich bevindt, neemt de startspanning vein de boogbuis toe en kan men de lamp moeilijk gestart krijgen. Indien deze verhoogde startspanning- de belastingsspanningcapabiliteit overschrijdt, zal de lamp 30 het begeven.

Het tegenwoordig in gebruik zijnde getter materiaal in lampen met een glazen omhulling, die een boogontladingsbinnenbuis met hoog rendement bevat alsmede gloeidraadweerstandselementen, is een legering, van 86% zirconium en 14% aluminium, vervaardigd door SAES Getters, 35 Colorado Springs, Colorado onder de aanduiding ST101. Het poedervormige gettermat.eriaal wordt bevestigd aan een met nikkel beklede ijzeren band BAD ORKSÈNAèden in kleine lapjes van ca. 0,5 cm2 in oppervlak. Een g r η n oq ί - 2 - getterlap wordt gepuntlast aan een bovenste boogbuissteun aan elke lamp en wordt verhit tijdens normaal lampbedrijf door geleiding en convectie tot ongeveer 400°C. De getterlap kan ..niet gemonteerd worden in een positie waar de bedrijfstemperatuur optimaal is zonder de lichtopbrengst te 5 reduceren., De momenteel gebruikte getter is geschikt voor in bedrijf rechtop staande lampen. In de toekomst zullen universele in de bedrijfs-stand verkerende lampen waarschijnlijk werkzaam zijn bij een lagere temperatuur, waardoor het nuttig effect van het momenteel gebruikte getter-materiaal gereduceerd wordt.

De huidige gloeilampen omvatten een getter van poedervormig zirconium en aluminium, dat rechtstreeks geverfd is op de gloeidraad-ondersteuningsdraden in de vorm van een brij. De brij bevat de poedervormige getter en een koolwaterstofbindmiddel zoals nitrocellulose in een geschikt oplosmiddel. De getter reinigt of absorbeert waterstof ^5 uit de lamp, die is opgewekt door de dissociatie vein waterdamp door de verhitte gloeidraad. Indien het waterdampniveau niet gestuurd wordt, wordt wolfraam uit de gloeidraad sneller gedeponeerd op de glazen omhulling dan plaatsvindt wanneer waterdamp niet aanwezig is, zodat een verkorte levensduur van de gloeidraad het resultaat is.

2Q Tijdens de bewerking van de lamp wordt veel van het nitro- . cellulose en het oplosmiddel ontbonden en weggepompt, waardoor het poedervormige zirconium en aluminium bevestigd aan de onderéteunings-draden van de gloeidraad achtergelaten blijft. Het verven van getter-materiaal rechtstreeks op de gloeidraadondersteuningsdraden is 25 bevredigend voor lampen, die geen grote hoeveelheden gettermateriaal vereisen. Het vergroten van de hoeveelheid getterpoeder bevestigd aan de gloeidraadondersteuningsdraden is moeilijk, omdat dikkere deklagen de neiging hebben om te barsten en af te vallen.

De hoeveelheid getterpoeder geplaatst op de draden is moeilijk 3Q te regelen en de reproduceerbaarheid is van lamp tot lamp niet goed.

Een deel van het bindmiddel blijft in de getter en komt vrij na het afknijpen van de lamp, hetgeen resulteert in een hoge koolwaterstof-atmosfeer, die de .levensduur van de gloeidraad vermindert. Het zirconium plus aluminiumpoeder vergt een temperatuur nabij of boven 500°C voor een 35 belangrijk getteren van de waterstof.

De onderhavige uitvinding beoogt het verschaffen van een getter- montuur en^gettermaterialen, die een bevredigende getterwerking vertonen o BAÖPÖfiK3INftiPPeratuur beneden 400 C en vervaardigd kunnen worden tegen 1-arre VrtcfoT) .

- 3 -

Een verder oogmerk van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een gettermontuurinrichting, die gemonteerd kan worden in een positie, waar de bedrijfstemperatuur optimaal is zonder dat dit ten koste gaat van de lichtopbrengst "van de lamp.

5 In een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt' een evacueerbare omhulling bevattende een licht emitterend element verschaft. Een nikkelen buisje, dat voldoende poreus is om gassen daardoorheen te kunnen laten passeren, en met daarin aangebracht getter-materiaal, wordt elektrische en mechanisch gekoppeld met invoerdraden 10 van het licht emitterende element teneinde steun en elektrische stroom aan het licht emitterende element te verschaffen alsook een getter-montageïnrichting. In beide hiervoor genoemde uitvoeringsvormen kan het licht emitterende element een boogontladingsbuis of een gloeidraad bevatten.

15 In een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt een lamp bevattende een boogontladingsbuis met invoerdraden gesitueerd in een evacueerbare omhulling, verschaft. Ondersteunings. stangen bevestigd aan de invoerdraden verschaffen steun en elektrische stroom aan de boogontladingsbuis.' 20 De uitvinding zal hieronder aan de hand van enige in de figuren der bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader worden toegelicht. /

Pig. 1 toont een gedeeltelijk weggesneden zijaanzicht van een meervoudige damp bevattende lamp, waaronder weerstandsdraadelementen 25 en een massieve getter in overeenstemming met de onderhavige uitvinding; fig. 2 toont een gedeeltelijk weggesneden zijaanzicht van een meervoudige damplamp omvattende weerstandsdraadelementen en een "bulkgetter" in overeenstemming met een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 30 fig. 3 geeft een zijaanzicht van een gloeilamp met een "bulk- getter" in overeenstemming met de onderhavige uitvinding; en fig. 4 stelt een zijaanzicht voor van een gloeilamp met "bulk- getter" overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Onder verwijzing thans naar de tekening geven daarin gelijke 35 verwijzingscijfers dezelfde onderdelen weer, waarbij fig. 1 een ontladings- lamp voor hoge intensiteit toont bevattende een glazen omhulling, die een boogontladingslamp 5 voor hoog rendement bevat en gl'oeidraad- weerstandselementen 7 en 9. Een geschikte lichtbron voor gebruik als

BAD ORIGINAL

8500237 - 4 - 0 de boogontladingsbuis is een. hogedrukontladingslamp, die werkt door verdampend kwik en geselecteerde metaalhalogeniden. Een hogedruk-• ontladingsbuis van dit type is uitvoeriger beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.161.672.

5 De boogontladingsbuis 5 is opgehangen tussen een lange onder- steuningsstang 11 en een korte ondersteuningsstang 13, die beide elektrisch verbonden zijn door puntlassen, bijvoorbeeld, met invoerdraden 15 van de boogontladingsbuis. De boogontladingsbuis is omgeven door een glazen schild 14. De ondersteuningsstangen 11 en 13 bevatten een nikkel-10 buis, die voldoende poreus is om gassen daardoorheen te laten gaan en voorzien is van daarin aangebracht gettermateriaal.

De nikkelbuis kan gevormd worden bijvoorbeeld door poedervormig nikkel, dat in buis vorm:.·; geëxtrudeerd is met een uitwendige diameter van 1,016 mm. De porositeit van het nikkelen buisje kan worden ge-15 controleerd door de druk, temperatuur en deeltjesgrootte tijdens het vormen van het buisje te variëren. Anderzijds kan het poreuze nikkelen buisje worden geëxtrudeerd uit nikkelvezelmatmateriaal, dat gemaakt wordt door nikkeloxiden te extruderen en de oxiden te reduceren onder vorming van vezels en vervolgens de vezels te rangschikken onder vorming van een 20 vezelmat. Nikkelvezelmatten worden vervaardigd door National-Standard of ' Niles, Michigan onder het handelsmerk "Fibrex-SCM". Raney nikkel, dat ca. 50% nikkel en 50% aluminium bevat, kan worden gebruikt voor het maken van het poreuze nikkelen buisje door het Raney nikkel te extruderen onder vorming van een buisje en vervolgens het aluminium weg te etsen onder 25 gebruikmaking van een geconcentreerde NaOH oplossing. Het inwendige van het poreuze nikkelen buisje is gevuld met getterpoeder zoals een legering van 50% zirconium, 10% titanium en 5% nikkel, of 85% zircomium, 7% ijzer en 8% aluminium. Het percentage van titanium, nikkel, ijzer en aluminium kan worden ingesteld door de hoeveelheden van een der bestanddelen te 30 vergroten of te verlagen, individueel of in combinatie, tussen 1 en 14%. Het gevulde buisje kan dan worden gesinterd in een vacuüm bij ca. 750°C. Na het sinteren kan het getter-gevulde poreuze nikkelbuisje worden gehanteerd en wordfen gevormd net zo als draad of band.

De weerstandselementen 7 en 9 zijn een elektrisch deel van de 35 krachtbron, die wordt gebruikt om de boogontladingslamp 5 te belasten en dienen als supplementaire lichtbronnen. Een spanningsvoedingseenheid omvat een star huis 19 bevestigd aan de glazen omhulling 3 en een schroefhuls BAB{QF^iy^öingseenheid ontwikkelt de vereiste bekrachtiging van de - 5 - boogontladingslamp tijdens het starten en de bedrijfsomstandigheden en produceert een onmiddellijke belichting door gebruik van de supplementaire lichtbron 9. De supplementaire belichting is relatief constant tijdens het starten, het dichtknijpen naarmate de booglamp zich opwarmt. De 5 verlichtingseenheid wordt uitvoeriger beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 4.350.930.

De poedervormige "bulkgetter" wordt bij voorkeur verhit tot o o 250 C-450 C voor een maximale gettersnelheid. Het poreuze nikkelen buisje maakt een gemakkelijke toegang mogelijk van onzuiverheidsgassen, voor-10 namelijk waterstof, aan het getterpoeder. Conductieverhitting uit de invoerdraden van de boogontladingsbuis verschaft het merendeel van de warmte tijdens lampbedrijf. Afhankelijk van de oriëntatie van de lamp (voet omhoog, voet omlaag, of horizontaal) zal de "bulkgetter” in de ene of de andere of beide ondersteuningsstangen worden verhit tot de 15 geschikte bedrijfstemperatuur. De "bulkgetter" vangt in hoofdzaak waterstof tijdens het bedrijf van de lamp om een vroegtijdig doorbranden van de wolfraamgloeidraad te voorkomen en voorkomt een moeilijk starten van de boogontladingsbuis.

Fig. 2 toont een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding voor 20 gebruik met een met hoge intensiteit werkende ontladingsbuis in een geëvacueerde omhulling. De weergegeven lamp is van hetzelfde type als weergegeven in fig. 1, met uitzondering dat de ondersteuningsstangen 11a en 13a niet poreuze nikkelen slangetjes zijn maar ondersteuningsstangen van het conventioneel gebruikte type. Een poreus nikkelen slangetje 25 16 gevuld met getterpoeder, zoals beschreven in samenhang met fig. 1, wordt spiraalvormig gewikkeld om ondersteuningsstang 11a nabij het einde van de boogontladingsbuis, waar het wordt verhit tot 250°-450°C tijdens bedrijf van de lamp.

Ofschoon de uitvinding weergegeven is als te zijn toëgepast 30 bij ontladingslampen voor hoge intensiteit met weerstandsgloeidraad-elementen tussen de buitenomhulling en de boogontladingsbuis, kan de getter volgens de onderhavige uitvinding worden gebruikt in met hoge intensiteit werkende ontladingslampen zonder weerstandsglceidraadelementen.

Onder verwijzing thans naar fig. 3 wordt daarin een gloeilamp-35 samenstel weergegeven, bevattende een glazen oiphulsel 21, invoerdraden 23 bevestigd aan een gloeidraad 25, en een glazen ondersteuningssteel 27, waardoorheen de invoerdraden zich uitstrekken. De ondersteuningssteel dicht de''bodem af van het glazen omhulsel 21. Een niet-geleidend dwars bad original 8500287 .-6- * ondersteuningselement 26 handhaaft de afstand tussen invoerdraden 23, en een ondersteuningsorgaan 28 bevestigd aan de ondersteuningssteel 27 beperkt de beweging van de gloeidraad 25. Een schroefhuls 29 is gekit aan de voet van het glazen omhulsel 21 en is elektrisch verbonden met de invoer-5 draden. De invoerdraden bevatten een poreus nikkelen slangetje gevuld met getterpoeder van het in samenhang met fig. 1 beschreven type.

Onder verwijzing thans naar fig. 4 wordt een gloeilampsamenstel van het in fig. 3 weergegeven type getoond met uitzondering dat de invoerdraden 23a conventionele invoerdraden zijn. Een poreus nikkelen 10 slangetje 16 gevuld met gettermateriaal wordt spiraalsgewijs gewikkeld om de öndersteuningsleidingen nabij de gloeidraad, waar zij worden verhit tot een temperatuur tussen 250°-450°C tijdens bedrijf van de lamp door geleiding, convectie en straling uit de gloeidraad ter verschaffing van getterwerking.

15 Het voorafgaande beschrijft een getterinrichting, die bedrijf

O

mogelijk maakt beneden 400 C en die kan worden gemonteerd in een positie, waar de bedrijfstemperatuur optimaal is zonder de lampopbrengst te verminderen .

Ofschoon de uitvinding in het bijzonder weergegeven en beschreven 20 is met verwijzing naar diverse voorkeursuitvoeringsvormen zal het duidelijk zijn voor een deskundige op dit vakgebied dat diverse veranderingen in vorm en detail kunnen worden gemaakt zonder buiten de bescHermingsomvang van de uitvinding te geraken. - 25

BAD ORIGINAL

«”· r\ A S~1 rt “»

Claims (6)

1. Lamp bevattende een evacueerbare omhulling; een nikkelen slangetje, dat voldoende poreus is om gassen daardoorheen te laten lopen; gettermateriaal, gelegen binnen "dit slangetje; een licht emitterend element gelegen in de evacueerbare omhulling; invoerdraden elektrisch 5 gekoppeld met het licht emitterende element, waarbij het nikkelen slangetje elektrisch gekoppeld is met tenminste één der invoerdraden voor het verschaffen van steun en in staat om elektrische stroom te leveren aan het licht emitterende element alsook het verschaffen van een getter-montageinrichting.

2. Lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lamp een met hoge intensiteit werkende ontladingslamp is en het licht emitterende element een boogontladingsbuis is.

3. Lamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lamp een gloeilamp is en het licht emitterende element een gloeidraad bevat.

4. Ontladingslamp voor hoge intensiteit bevattende; een evacueerbare omhulling; ondersteuningsstangen; een nikkelen slangetje, dat voldoende poreus is om gassen daardoor heen te laten passeren; 20 gettermateriaal dat zich aan de binnenzijde van het slangetje, bevindt; / een boogontladingsbuis opgesteld in de evacueerbare omhulling; en invoerdraden, elektrisch gekoppeld met de boogontladingsbuis, welke ondersteuningsstangen bevestigd zijn aan de invoerdraden en 25 zich uitstrekken tot buiten de evacueerbare omhulling, waarbij het nikkelen slangetje gewikkeld is rondom tenminste één van de ondersteuningsstangen nabij de boogontladingsbuis.

5. Gloeilamp bevattende/ een evacueerbare omhulling; 30 " een nikkelen slangetje dat voldoende poreus is om gassen daar- . door heen te laten gaan; gettermateriaal aangebracht in het inwendige van het slangetje; en glöeidraad; en ondersteuningsdraden, elektrisch gekoppeld met de gloeidraad «· 35 ter verschaftirg van steun en in staat om elektrische stroom te ver-. schaffen aan de gloeidraad, welk nikkelen slangetje gewikkeld is om ten minste één der ondersteuningsdraden nabij de gloeidraad. BAD ORIGINAL Lamp volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het « 5 η n ? « 7 - - J .-8- get te materiaal een legering bevat van 85% zirconium, 10% titanium en 5% nikkel.

7. Lamp volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het gettermateriaal een legering bevat van 85% zirconium, 7% ijzer en 8% 5 aluminium. / “rem 8 7