DE2301465A1 - ELECTRIC DISCHARGE LAMP - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft elektrische Entladungslampen, insbesondere sogenannte "Hochdruck"-Entladungslampen, die ein Entladungsrohr aus Quarzglas oder Keramik aufweisen, das in einen aussenliegenden Kolben eingeschlossen ist.The invention relates to electric discharge lamps, in particular so-called "high pressure" discharge lamps, which have a discharge tube made of quartz glass or ceramic, which is enclosed in an outer bulb is.
Es ist bei derartigen Lampen bekannt, an jedem Ende des Entladungsrohres eine Elektrode einzulassen, durch die aus einer Stromquelle Elektrizität in die Entladung fließt und die den Stromfluß durch die Entladung erleichert, weil sie in besonderem Maße Elektronen zu emittieren vermag. Derartige Elektroden werden normalerweise aus Wolfram oder anderen hochschmelzenden MetallenIt is known in such lamps to let an electrode through at each end of the discharge tube which flows from a power source electricity into the discharge and which facilitates the flow of current through the discharge, because it is particularly capable of emitting electrons. Such electrodes are usually made of tungsten or other refractory metals
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hergestellt und sind häufig mit Oberflächenbeschichtungen versehen, oder enthalten Einschlüsse, die aus Elektronen emittierendem Material, etwa Erdalkalioxiden oder -aluminaten, bestehen.and are often provided with surface coatings or contain inclusions that are made from Electron-emitting material, such as alkaline earth oxides or aluminates, exist.
Es ist ferner bekannt, daß in derartigen Hochdruckentladungslampen neben Quecksilber auch metallisches Natrium enthalten sein kann, wobei der QuecksilberpartialdruckIt is also known that in such high pressure discharge lamps In addition to mercury, metallic sodium can also be contained, with the mercury partial pressure
ο
bei etwa 2 kg/cm und der Natriumpartialdruck bei etwa 0,5 kg/cm liegt, so daß als Hauptstrahlung die des Elements
Natrium auftritt, das Strahlung vor allem beiderseits der Resonanzlinien bei 589,0 nm und 589,6 nm abgibt, während
die Resonanzlinienstrahlung teilweise oder vollständig absorbiert wird. Ferner ist es bekannt, in Entladungsröhren
neben Quecksilber Halogene anderer Metalle, beispielsweise von Aluminium, "Disprosium", Gallium, Indium,
Scandium, Natrium, Thallium, Thorium oder Zinn zu verwenden, die charakteristische zusätzliche Strahlungsanteile
zu der Lichtausbeute der Lampe neben der Quecksilberstrahlung liefern.ο
at about 2 kg / cm and the sodium partial pressure is about 0.5 kg / cm, so that the element sodium occurs as the main radiation, which emits radiation mainly on both sides of the resonance lines at 589.0 nm and 589.6 nm, while the Resonance line radiation is partially or completely absorbed. It is also known to use halogens of other metals in addition to mercury, for example aluminum, "disprosium", gallium, indium, scandium, sodium, thallium, thorium or tin, which provide characteristic additional radiation components to the light output of the lamp in addition to the mercury radiation .
Die Zusätze werden in die auf Quecksilber und Metallhalogenen basierenden Lampen auf ganz unterschiedliche Weise eingeführt. Beispielsweise können die Metallsalze volumen- oder gewichtsmässig zugeteilt und in die Lampe durch ein Anschlußrohr eingeführt werden, und zwar kann das in einer der verschiedenen Arbeitsphasen während der Herstellung der Lampe nach dem Verschliessen der Rohrenden und dem Einsetzen der Kathoden geschehen.The additives are used in lamps based on mercury and metal halogens in very different ways introduced. For example, the metal salts can be allocated in terms of volume or weight and put into the lamp through a Connecting pipe are introduced, and that can be in one of the various work phases during manufacture of the lamp after closing the tube ends and inserting the cathodes.
Ferner werden das Natrium und das Quecksilber in die Natriumhochdrucklampe gewichtsmässig oder volumenmässig entweder je für sich oder als Amalgam eingeführt.Furthermore, the sodium and the mercury are put into the high pressure sodium lamp in terms of weight or volume introduced either individually or as an amalgam.
Die für derartige Entladungslampen verwendeten ElektrodenThe electrodes used for such discharge lamps
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werden im allgemeinen nach einer von zwei Methoden hergestellt. Die eine Methode ist das Herstellen von Formstücken und aus Konstruktionen aus Drähten oder Blechen aus Wolfram oder Wolframlegierung mit anschliessendem Imprägnieren oder Beschichten der Teile mit Materialien, die Elektronen emittieren. Nach der zweiten Methode werden die Teile nach den Verfahren der Pulvermetallurgie mit Wolfram oder anderen hochschmelzenden Metallen hergestellt. Die emittierenden Substanzen für die Verwendung in Entladungslampen werden entweder durch Oberflächenbeschxchtung aufgebracht oder werden in das Material dieser Formstücke eingebettet.are generally made by one of two methods. One method is to make fittings and from constructions made of wires or sheets made of tungsten or tungsten alloy with subsequent Impregnating or coating the parts with materials that emit electrons. Be according to the second method the parts are manufactured using powder metallurgy processes with tungsten or other refractory metals. The emitting substances for use in discharge lamps are either applied by surface coating or are incorporated into the material of these molded pieces embedded.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Entladungsgefässes ein Formstück vorgesehen ist, das eine Quelle für mindestens ein Halogen, Metall oder Metallsalz enthält und in der Lage ist, nach einer weiteren Behandlung diese Substanz direkt oder infolge einer chemischen Reaktion in das Entladungsgehäuse abzugeben. Die Freisetzung oder die chemische Reaktion kann durch Erhitzung, durch Auftreten einer Entladung oder durch die Wechselwirkung mit anderen in dem Entladungsraum enthaltenen Substanzen hervorgerufen werden« Die erzeugten Substanzen können dazu dienen, den EntladungsCharakter zu beeinflussen, wie es beispielsweise oben für Natriumhochdruck- und Metallhalogenhochdruckentladungslampen beschrieben ist, oder Verunreinigung oder unerwünschte Gase oder Eämpfe in dem Entladungsraum zu gettern oder auch beiden Zwecken gleichzeitig zu dienen. Handelt es sich bei dem Formstück um eine Elektrode, laufen diese Funktionen neben den anderen Funktionen des Formstücks ab und verbessern die Elektronenemission in der Lampe.The invention is characterized in that a shaped piece is provided within the discharge vessel which contains a source of at least one halogen, metal or metal salt and is capable of, after further treatment to release this substance directly or as a result of a chemical reaction into the discharge housing. The release or the chemical reaction can be caused by heating, by the occurrence of a discharge or by interaction with other substances contained in the discharge space are caused «The substances produced can serve to to influence the discharge character, for example above for high pressure sodium and metal halide high pressure discharge lamps or contamination or undesirable gases or vapors in the discharge space gettern or serve both purposes at the same time. If the fitting is an electrode, run these functions in addition to the other functions of the molded part and improve the emission of electrons in the lamp.
Das erfindungsgemässe Formstück weist einen Träger oder eine Unterlage auf, die aus Wolfram oder einem anderenThe shaped piece according to the invention has a carrier or a pad made of tungsten or another
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hochschmelzenden Metall besteht und vorzugsweise nach einem.Verfahren der Pulvermetallurgie hergestellt ist; der Träger kann in einigen Fällen als Elektrode für die Lampe oder auch ausschließlich als Träger oder Unterlage für die erwähnten Ausgangsstoffe für die einzuführenden Substanzen verwendet werden.refractory metal and is preferably produced according to a powder metallurgy process; the In some cases, the carrier can be used as an electrode for the lamp or exclusively as a carrier or base for the The starting materials mentioned are used for the substances to be introduced.
Einige der hier einsetzbaren halogenbildenden Stoffe sind hygroskopisch, beispielsweise das Natriumiodid, und es ist bekannt, daß Feuchtigkeit den Entladungsvorgang beeinträchtigt. Diese Stoffe müssen daher vor dem Einfluß der näiürlichen Atmosphäre oder der während der Lampenherstellung einwirkenden Arten von Atmosphäre geschützt werden. Das läßt sich durch geeignete Formgebung des hochschmelzenden Formstücks erreichen. Some of the halogen-forming substances that can be used here are hygroscopic, for example sodium iodide, and it is known that moisture affects the discharge process. These substances must therefore before the influence the natural atmosphere or the types of atmospheres involved during lamp manufacture will. This can be achieved by suitable shaping of the high-melting point molding.
Die in dem Formstück enthaltenen Ausgangsstoffe oder Substanzen, einschließlich der Elektronen emittierenden Stoffe, können in bestimmter Weise in dem Träger oder auf der Unterlage aus hochschmelzendem Material verteilt sein, sie können aber auch in bestimmten Bereichen in einem Abschnitt des Formstücks aus hochschmelzendem Material untergebracht sein.The starting materials or substances contained in the fitting, including those that emit electrons Substances can be distributed in a certain way in the carrier or on the base made of high-melting material, but they can also be accommodated in certain areas in a section of the molded piece made of high-melting material be.
Das Wesen der Erfindung läßt sich leichter an den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen erläutern, die folgendes' darstellen:The essence of the invention can be more easily understood in connection with the embodiments described below explain the drawings that represent:
Fig» 1 ein Formstück aus hochschmelzendem Material, gemäß unserer Britischen Patentschrift 1 2 94 38 3, hergerichtet zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 shows a fitting made of high-melting material, prepared in accordance with our British patent specification 1 2 94 38 3 for use in the context of the present invention;
Fig. 2 ein Beispiel für ein erfindungsgemässes Formstück nach der Erfindung, bestehend aus hochschmelzendem2 shows an example of a molded piece according to the invention according to the invention, consisting of high melting point
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Draht;Wire;
Fig. 3 und 4 zwei Beispiele für nach pulvermetallurgischen Methoden hergestellte hochschmelzenden Formstücke, die dem Erfindungszweck dienen;3 and 4 two examples of high-melting fittings produced by powder metallurgical methods, which serve the purpose of the invention;
Fig. 5 eine typische Entladungslampe, bei der die Erfindung eingesetzt werden kann.Fig. 5 shows a typical discharge lamp with which the invention can be used.
Bei allen gezeichneten Formstücken wird ein Wolfram- oder Molybdänstab als Tragelement und als Mittel für den Anschluß der Elektrode durch die Dichtungen des Entladungsrohres an die Stromversorgung verwendet.In all drawn fittings, a tungsten or molybdenum rod is used as a support element and as a means of connection the electrode through the seals of the discharge tube to the power supply.
Das in Fig. 1 wiedergegebene Formstück weist ein Blech aus hochschmelzendem Metall oder eine Wolframfolie 10 auf, die um einen Wolfram- oder Molybdänstab 11 überlappend gewickelt und durch eine darüber gelegte Wicklung aus Wolframdraht 10a festgehalten wird. In einem durch das Formstück gebildeten Hohlraum 12 ist eine halogenbildende Substanz, ein Metall oder ein Metallhalogenid, beispielsweise Natriumjodid oder Quecksilberjodid in Kapsel- oder Tablettenform 13 untergebracht. Die Tablette 13 kann auch Elektronen emittierende Substanzen, beispielsweise Erdalkalioxide oder die in der Britischen Patentschrift 1 137 124 angegebenen Substanzen, enthalten, oder die Substanzen können zu einer selbständigen Tablette 14 geformt sein.The molding shown in Fig. 1 has a sheet of high-melting metal or a tungsten foil 10, which is wound around a tungsten or molybdenum rod 11 in an overlapping manner and by a winding made of tungsten wire over it 10a is recorded. In a cavity 12 formed by the shaped piece is a halogen-forming substance, a metal or a metal halide such as sodium iodide or mercury iodide in capsule or tablet form 13 housed. The tablet 13 can also have electrons emitting substances, for example alkaline earth oxides or the substances specified in British patent specification 1,137,124, or the substances can be formed into an independent tablet 14.
Das Formstück nach Fig. 2 zeigt eine Wicklung aus Wolframdraht 20, der um einen Wolfram- oder Molybdänstab 21 gewickelt ist, so daß ein Hohlraum 22 entsteht, in dem eine oder mehrere Tabletten 23 untergebracht sind, wie im vorhergehenden Ab-The shaped piece according to FIG. 2 shows a winding made of tungsten wire 20 which is wound around a tungsten or molybdenum rod 21 is, so that a cavity 22 is created in which one or more tablets 23 are housed, as in the preceding paragraph
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satz beschrieben.set described.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Formstücke weisen eine Wolframsxntermetallmatrix auf, die von einem Wolfram- oder Molybdänstab getragen wird. Die von dem Stab 31 getragene Matrix 30, weist Hohlräume 32 bzw, 35 auf, in denen Tabletten aus halogenbildendem Material 33, beispielsweise Natrium j odid, enthalten sind, bzw. Elektronen emittierendes Material 34·. Der das Natriumiodid enthaltende Raum kann durch ein gesintertes hochschmelzendes Bauteil 36 verschlossen werden, das die Substanz vor atmosphärischen Einflüssen schützt und die Abgabe des Materials während der Erhitzung oder des Ionen- oder Elektronenbeschusses steuert.The fittings shown in Figs. 3 and 4 have a Wolframsxntermetallmatrix, which is made of a tungsten or Molybdenum rod is worn. The matrix 30 carried by the rod 31 has cavities 32 and 35 in which tablets of halogen-forming material 33, for example sodium iodide, or electron-emitting material 34 ·. The space containing the sodium iodide can through a sintered high-melting component 36 can be closed, which protects the substance from atmospheric influences protects and controls the release of the material during heating or ion or electron bombardment.
Die Steuerung der Abg· be der aktiven Substanz aus dem Ausgangsstoff kann auch durch die physikalischen Eigenschaften des Stoffs begründet sein. Zum Beispiel kann man einen Stoff wählen, der einen hohen Siedepunkt und hohe Zersetzungstemperatur besitzt, etwa Bariumjodid, das durch die während der Herstellung der Lampe auftretenden Temperaturen praktisch nicht beeinflußt wird, das aber, wenn es anschliessend auf an sich bekannte Weise absichtlich auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, als Halogen liefernde Substanz wirkt.The control of the release of the active substance from the starting material can also be due to the physical properties of the substance. For example you can use a fabric choose one that has a high boiling point and high decomposition temperature, such as barium iodide, which is produced by the during the production of the lamp temperatures occurring is practically not influenced, but if it is subsequently is intentionally heated in a manner known per se to a higher temperature than acts as a halogen-donating substance.
Es ist möglich, in einer einzigen Tablette abgebende Substanz und emittierende Substanz zusammenzufassen; man kann aber auch Tabletten beider Arten in ein und denselben Hohlraum oder in jeweils eigene Hohlräume bringen.It is possible to combine the dispensing substance and the emitting substance in a single tablet; man but can also bring tablets of both types into one and the same cavity or into their own cavities.
Gemäß Fig. 4 sind eine abgebende Substanz 43 und eine emittierende Substanz 44 in bestimmter Form in bevorzugten Bereichen einer hochschmelzenden Matrix 40 untergebracht, die von dem Stab 41 getragen wird. Natürlich können die Substanzen innerhalb der gesamten Matrix oder nur in Teilen der Matrix verteilt sein und man kann sie getrennt oder als4, there is a releasing substance 43 and an emitting substance Substance 44 housed in a certain form in preferred areas of a high-melting matrix 40, which carried by the rod 41. Of course, the substances can be within the entire matrix or only in part distributed in the matrix and can be used separately or as a
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Mischsubstanz einbringen«Bring in mixed substance "
Nach der Herstellung der Lampe, nachdem das Entladungsrohr von Luft praktisch entleert ist und Edelgas und Quecksilbermetall eingeführt sind und das Entladungsrohr gegen die Atmosphäre abgedichtet ist, kann man das Entladungsrohr entweder für sich oder eingeschlossen in seine äussere Umhüllung betreiben und dadurch vor dem normalen Gebrauch der Lampe altern. Während dieses Vorgangs oder auf andere Weise, etwa durch elektrische Induktionsheizung oder durch Erhitzen der Elektroden durch Stromübergang zwischen den Elektroden werden die Substanzen - beispielsweise durch Verdampfen oder Zerstäuben - aus dem Formstück in den Entladungsraum transportiert, damit sie dort die Entladung oder die Strahlungsaussendung beeinflussen können »After the manufacture of the lamp, after the discharge tube is practically emptied of air and noble gas and mercury metal are inserted and the discharge tube is sealed against the atmosphere, you can open the discharge tube operate either on its own or enclosed in its outer casing and thus before normal use the lamp age. During this process or in some other way, for example by means of electrical induction heating or by heating the electrodes by current transfer between the electrodes, the substances - for example by evaporation or atomization - transported from the fitting into the discharge space so that they are there affect the discharge or the radiation emission can "
Die fertiggestellte Lampe kann im Aufbau der Fig. 5 entsprechen. Die Lampe weist ein Lichtbogen- oder Entladungsrohr 50 auf, das eine Gasfüllung enthält und mit Elektroden 51 versehen ist, die von Zuführungsdrähten 5 2 getragen wird, die durch die Druckdichtung des Rohrs geführt sind. In dem Rohr befindet sich ausserdem eine zusätzliche Zündelektrode 5 3. Mindestens eine der Elektroden 51 kann als erfxndungsgemässes Formstück ausgeführt sein. Das Lichtbogenrohr 50 wird in einem Aussenkolben gehaltert, der in der gezeichneten üblichen Weise in einem Sockel 55 sitzt.The structure of the completed lamp can correspond to FIG. 5. The lamp has an arc or discharge tube 50, which contains a gas filling and is provided with electrodes 51, which are carried by lead wires 5 2 which are passed through the pressure seal of the pipe. There is also an additional one in the tube Ignition electrode 5 3. At least one of the electrodes 51 can be designed as a molded piece according to the invention. The arc tube 50 is held in an outer piston which is seated in a base 55 in the usual manner shown.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann das abgebende Formstück von den Elektroden entfernt werden und für sich in an sich bekannter Weise oder durch Einleiten eines Stroms in das abgebende Formstück von einer der beiden Elektroden aus geheizt werden, um die Zusätze vonIn a modified embodiment, the dispensing Molded piece can be removed from the electrodes and per se in a manner known per se or by introducing a current in the dispensing fitting from one of the two electrodes to be heated to the additives of
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dem Formstück zu entfernen und sie in den Entladungsraum zu überführen.to remove the fitting and to transfer it into the discharge space.
Die oben beschriebenen, Halogen erzeugenden Substanzen, Metalle oder Metallhalogenide sowie die Elektronen emittierenden Substanzen, gleichgültig ob in Tabletten- oder Partikelform vorliegend, können ebenfalls mit hochschmelzenden Metallen oder Oxiden vermischt oder von hochschmelzenden Metallen oder Oxiden, beispielsweise von Wolfram, als einer die Abgabe während des Erhitzens oder des Ionenoder Elektronenbeschusses steuernden Einrichtung umgeben werden.The above-described halogen-generating substances, metals or metal halides and the electron-emitting substances Substances, regardless of whether they are in tablet or particle form, can also be used with high melting points Metals or oxides mixed or of refractory metals or oxides, for example of tungsten, as a device controlling the delivery during heating or ion or electron bombardment will.
Patentansprüche; Claims ;
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