DE2118767B2

DE2118767B2 - Leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE2118767B2
Application number: DE2118767A
Authority: DE
Inventors: Galina Iosifowna Akulowa Geb. Iwanowa; Jurij Iosifowitsch Schindelman; Galina Grigor'ewna Snitka Geb. Kobyschtschan; Wladimir Wasil'ewitsch Tjabirdin; Nikolaj Iwanowitsch Wasjagin
Original assignee: SPEZIALNOE KONSTRUKTORSKO-TECHNOLOGITSCHESKOE BJURO ISTOTSCHNIKOW SWETA POLTAWA (SOWJETUNION)
Current assignee: SPEZIALNOE KONSTRUKTORSKO-TECHNOLOGITSCHESKOE BJURO ISTOTSCHNIKOW SWETA POLTAWA (SOWJETUNION)
Priority date: 1970-05-25
Filing date: 1971-04-17
Publication date: 1973-11-15
Also published as: SU308689A1; DE2118767A1; US3742278A; GB1304335A; DE2118767C3

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe hoher Intensität mit innerhalb des Lampenkolbens untergebrachtem, aus Quecksilber, Cadmium, Zinn und Wismut zusammengesetztem Amalgam. Eine solche Zusamme! ätzung des Amalgams für Entladungsgafäße. und zwar insbesondere für Gleichrichterentladungsgefäße, . Λ aus der österreichischen Patentschrift 131 477 bekannt. Aus dieser Quelle ist auch zu entnehmen, daß der Prozentsatz an Quecksilber gewählt werden kann in Abhängigkeit von dem im Betrieb gewünschten Dampfdruck.

Bei dem bekannten Entladungsgefäß stellen sich nicht die Probleme, die damit verbunden sind, daß bei zu Leuchtzwecken dienenden Lampen eine gute Lichtausbeute nur in einem engen Temperaturbereich erhalten wird. Vorliegend geht es um Leuchtstofflampen mit Leistungen von etwa 80 bis 200 W, wobei auch die spezifische Leistung groß ist, sowie um Lampen mit üblicher spezifischer Leistung, die unter erschwerten Temperaturverhältnissen, z. B. in geschlossenen Leuchten, eingesetzt werden.

Die bekannten Zusammensetzungen des Amalgams führen zu einer guten Lichtausbeute nur bei Umgebungstemperaturen von etwa 40 bis 55°C; bei den vorliegend ins Auge gefaßten Anwendungsfällen treten jedoch Temperaturen von 60 bis 70° C auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, eine Leuchtstofflampe hoher Intensität zu schaffen, die eine hohe und stabile Lichtausbeute in einem weiten Bereich der Umgebungstemperaturen (40 bis 8O⁰C) sicherstellt. Dabei soll das vorzuschlagende Amalgam fest und ungiftig sein.

Ausgehend von einer Zusammensetzung der eingangs genannten Art wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Amalgam 15 bis 20 Atomprozent Hg, 38 bis 53 Atomprozent Cd, 20 bis 25 Atomprozent Sn und 12 bis 17 Atomprozent Bi enthält.

Eine besonders zweckmäßige Zusammensetzung des Amalgams für Lampen einer Leistung von 80 W ist dabei 15 Atomprozent Hg, 48 Atomprozent Cd, 25 Atomprozent Sn und 12 Atomprozent Ri.

Für Lampen einer Leistung von 125 W ist eine besonders günstige Zusammensetzung des Amalgams 17 Atomprozent~Hg. 46 Atomprozent Cd. 22 Atomprozent Sn und 15 Atomprozent Bi.

Das vorgeschlagene Amalgam hat eine Sehmelztemperatur^von 190 bis 210 C. bleibt bei der Herstellung und dem Betrieb der Lampen fest, ist von ausreichender Verformbarkeit und gestattet die Herstellung in beliebiger Form (Stäbchen, Kugeln u. dgl.).

Dic^Ertindung soll nachstehend an Hard eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt

F'\ g. 1 die Abhängigkeit des Lichtstromes der Leuchtstofflampe mit einer Leistung von SOW \on oer Umgebungstemperatur bei einer bestimmten Zusammensetzung von Amalgam,

F i g. 2 die Abhängigkeit des Lichtstromes
Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W
der Umgebungstemperatur bei verschiedenen Zusammensetzungen von Amalgamen.

Wird in der Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 80W ein Amalgam mit folgender Zusammensetzung angewandt: Quecksilber 15 Atomprozent, Zinn 25 Atomprozent, Kadmium 48 Atomprozent und Wismut 12 Atomprozent, so verschiebt sich das Maximum des Lichtstromes, wie aus F i g. 1 hervorgeht, in das Hochtemperaturgebiei. Die Abnahme des Lichtstromes bei der Temperatur von 80" C beträgt lediglich 8 °/₀ vom Maximum. In F i g. 2 wird eine Gruppe von Kurven A, B, C gezeigt, die es gestatten, eine Vorstellung vom Betrieb der amalgamierten Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W bei einer Kolbenlänge von 150 cm in Abhängigkeit vom prozentualen Anteil der Amalgamkomponenten zu erhalten.

Nachstehend wird die Tabelle mit drei gewählten und in Leuchtstofflampen eingeführten Zusammensetzungen von Amalgamen angeführt.

Quecksilber (Hg)
Kadmium (Cd) ..

Zinn (Sn)

Wismut (Bi)

Kurven

Komponentenanteile	15	Atomprozent	20
in	48	17	38
25	46	25
1?.	22	17
15

Insgesamt

100

Indem man die Kurven A, B und C vergleicht, ist es nicht schwer, sich davon zu überzeugen, daß am zweckmäßigsten für die Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W und hoher spezifischer Leistung (0,83 W/cm) das Amalgam mit der Zusammensetzung: Quecksilber 17 Atomprozent, Kadmium 46 Atomprozent, Zinn 22 Atomprozent, Wismut 15 Atomprozent ist.

Das Maximum des Lichtstromes dieser Lampe liegt in den Grenzen von 65 bis 75° C. Der Temperaturbereich, für den Betrieb einer Leuchtstofflampe mit genanntem Amalgam ist recht weit: 40 bis 80°C, wobei die Abnahme des Lichtstromes beim Temperaturgrenzwert nicht über 7% von dessen Maximum beträgt.

Bei einem Vergleich der Kurve B mit der Kurve D (F i g. 2) kann man feststellen, daß der Lichtstrom einer Quecksilberlampe (Kurve D) dem einer Lampe mit Amalgam (Kurve S) in erheblichem Maße nachsteht. Die ermittelten Vergleichswerte zeigen, daß die Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W mit Amalgam den Lichtstrom einer leistungsmäßig ihr gleichen Quecksilber-Leuchtstofflampe bei 50" C um 18°/„, bei uO"C um 20⁰Z₀ und bei 70^: C um 32% übertrifft.

Alle diese Erscheinungen sind auf die Kombination von Metallen und auf deren prozentuale Anteile in Amalgam zurückzuführen.

Der Austritt von Quecksilb:rdämpfen aus dem Amalgam wird durch ^;nterme..illische Verbindungen von Quecksilber mit Kadmium und Wismut bestimmt. Diese Verbindungen besitzen im Gegensatz zu den klassischen Typen chemischer Bindungen — dec Ionenbindung und der kovalenten Bindung — eine spezifische metallische Bindung, bei welcher die Valenztheorie versagt. Bei den genannte \ Amalgamen hängt die Bildung von intermetallischen Verbindungen mit dem prozentualen Anteil von Quecksilber η Amalgam zusammen. Es ist anzunehmen, daß bei einer der Kurve B entsprechenden Amalgamzusammensetzung ein freies Quecksilber im Amalgam fehlt. Bei thermischer Beeinflussung des Amalgams, bei dem das Zinn als Stabilisator des Austritts von Quecksilber dient, ist es gelungen, einen OptimrMwert des Quecksilberdampfdrucks zur Erzeugung J.er erforderlichen Resonanzstrahlung in der Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 125 W (3-10~³Torr) zu erhalten.

ίο Der große Nutzen des Einsatzes von Gasentladungslampen mit ei.,er der Kurve B entsprechenden Amalgamzusammensetzung wird durch den Wegfall von Ausgaben für gelüftete, konstruktionsmäßig komplizierte Leuchten erhöht.

Da der Quecksilberdampfdruck über derartigem Amalgam bei 20^: C etwa 10"^ä Torr beträgt, wird die Vergiftung der Produktionsräume durch Quecksilberdämpfe völlig ausgeschlossen.

Das Amalgam wird aus büligen und leicht erhältliehen Werkstoffen hergesteiu. zeichnet sich vorteilhaft durch seine Kosten, Betriebseigenschaften und Ungiftigkeit von den früher bekannten Amalgamen aus, die in den Gasentladungslampen zum Einsatz kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Leuchtstofflampe hoher Intensität mit innerhalb des Lampenkolbens untergebrachtem, aus Quecksilber, Cadmium. Zinn und Wismut zusammengesetztem Amalgam, dadurch gekennzeichnet, daß das Amalgam 15 bis 20 Atomprozent Hg. 3S bis 53 Atomprozent Cd. 20 bis 25 Atomprozent Sn und 12 bis 17 Atomprozent Bi enthält.

2. Leuchtstofflampe nach Anspruch I mit einer Leistung von SO W, dadurch gekennzeichnet, daß das Amalgam 15 Atomprozent Hg.48 Atomprozent Cd, 25 Atomprozent Sn und 12 Atomprozent Bi enthält.

3. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1 mit einer Leistung von 125 W, dadurch gekennzeichnet, daß das Amalgam ι' Atomprozent Hg, 46 Atomprozent Cd, 22 Atomprozent Sn und 15 Atomprozent Bi enthält.

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