DE2950609A1 - Halogengluehlampe - Google Patents

Description

2-11-1979 ·+· PHN 9301

At

"Halogenglühlampe".

Die Erfindung betrifft eine Halogenglühlampe mit einem lxchtdurchlässigen Lampenkolben, der mit einem Bromwasserstoff enthaltenden Edelgas gefüllt ist, in dem ein Wolframglühkörper angeordnet und ein Getter für Sauerstoff angebracht ist, das ein Metall aus der Gruppe IVB oder VB des periodischen Systems enthält. Eine derartige Lampe ist aus der GB-PS 1 409 957 bekannt.

Die erwähnten Metall sind wirksame Getter für Sauerstoff, das als Element Metalloxyd oder als Wasser in der Lampe vorhanden sein kann. Sauerstoff löst in der Lampe unerwünschte Reaktionen aus, die ein vorzeitiges Ende der Lebensdauer der Lampe bewirken können. Es ist daher wichtig, Sauerstoff durch Bindung unschädlich zu machen.

Obgleich ihre Affinität für Bromwasserstoff geringer als für Sauerstoff ist, reagieren die Metalle auch mit diesem Bestandteil des Gases, das ausserdem in viel grösserer Menge vorhanden ist, aber gerade wichtig für den Ablauf des regenerativen Zyklus ist.

Um mit dem Getter den gewünschten Effekt, zu

erreichen, muss seine Menge daher auf die Sauerstoffmenge abgestimmt sein, die erwartungsgemäss in der Lampe vorhanden ist. **■ Die Sauerstoffmenge in der Lampe ist aller— dings nicht vom ersten Augenblick, an dem die Lampe im Betrieb ist, vollständig in der Gasmischung vorhanden. Ein wesentlicher Teil wird erst während der ersten mehreren zehn Stunden des Lampenbetriebs durch Desorption frei. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Lampenkolben nicht aus Quarzglas, sondern aus Hartglas besteht, das im allgemeinen mehr Wasser als Quarzglas enthält.

Um allen Sauerstoff in der Lampe binden zu können, muss das Getter in einer grösseren Menge vorhanden

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sein, als erforderlich ist, um die zunächst in der Gasmischung vorhandene Menge zu binden. Zu Anfang der Lebensdauer der Lampe besitzt das Getter daher eine Uberkapazität, durch die auch Bromwasserstoff gebunden wird.

g Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

eine Lampe mit einem Sauerstoffgetter zu schaffen, das Bromwasserstoff unbehelligt lässt, so dass die Gettermaterialmenge nicht kritisch ist.

Diese Aufgabe wird bei erfindungsgemässen Lampen der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass das Getter besteht aus einer intermetallischen Verbindung eines ersten Metalls aus der Gruppe Tantal, Titan, Zirkon, Hafnium und Niob und aus einem zweiten Metall aus der Gruppe Palladium, Platin und Gold mit Ausnahme von Tantal/ Gold- und Niob/Gold- Verbindungen.

Die erwähnten intermetallischen Verbindungen,

ausgenommen Tantal/Gold- und Niob/Gold- Verbindungen, werden aus ihren Komponenten in stark exothermen Reaktionen gebildet. Die Verbindungen sind daher sehr stabil. Es zeigt sich, dass der Unterschied in der Affinität des ersten Metalls der intermetallischen Verbindung für Sauerstoff einerseits und Bromwasserstoff andererseits dazu führt, dass die intermetallischen Verbindungen zwar mit Sauerstoff, jedoch nicht mit Bromwasserstoff reagieren. Demzufolge bieten diese Verbindungen die Möglichkeit, sie in einer derartigen Menge in einer Lampe zu verwenden, dass sie auch Sauerstoff, der im Laufe der Lebensdauer der Lampe freikommt, binden können, ohne einen nachteiligen Einfluss auf die vorhandene Brom- wassers to ff menge auszuüben. __

Es sei bemerkt, dass aus der DE-AS 2 020 eine Halogenglühlampe mit einem Getter bekannt ist, das aus Titan, Tantal, Zirkon oder Aluminium besteht und mit Palladium oder einer Palladium-Nickel-Legierung umgeben ist. Diese bekannte Lampe ist jedoch wesentlich anders als die nach der Erfindung:

- das Getter ist keine intermetallische Verbindung, sondern ein Metall in Elementarform, das von einem zweiten, für Wasserstoff durchlässigen, für Sauerstoff und Halogen

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undurchlässigen Metall umgeben ist. Das Getter bindet Wasserstoff, lässt jedoch Halogen und Sauerstoff unbehelligt.

- die Lampe enthält neben Wasserstoff Jod als regeneratives Element. POr die Funktion eines Wolfram/Jod - Zyklus ist das Vorhandensein von Sauerstoff wesentlich - denn der WoIfram/Jod-Zyklus verläuft ausschliesslich über Wolframoxydjodide -, das Vorhandensein von Wasserstoff ist jedoch schädlich. Wasserstoff senkt nämlich sehr stark den )Q partiellen Joddruck durch Bildung von Jodwasserstoff.

In einer Wolfram/Brom-Zykluslampe ist dagegen das Vorhandensein von Wasserstoff wichtig, um Brom zum grössten Teil in Bromwasserstoffform zu halten und dadurch kältere Wolframteile der Lampe gegen Angriff zu schützen. Dagegen ist Sauerstoff für den regenerativen Zyklus mit Brom nicht notwendig und ausserdem schädlich, weil er unerwünschten Wolframtransport bewirkt.

Ein jedes der ersten Metalle kann mit den

zweiten Metallen verschiedene intermetallische Verbindungen bilden. Abhängig vom Verhältnis, in dem die Metalle zur Reaktion gebracht sind, enthält das Getter eine oder auch zwei intermetallische Verbindungen. Weiter ist es möglich, dass das Getter aus einer Mischung verschiedener intermetallischer Verbindungen besteht.

Die intermetallischen Verbindungen von Platin und Palladium unterscheiden sich von denen des Goldes darin, dass ihre Bildungswärme und dadurch ihre Stabilität grosser ist. In gleicher Hinsicht unterscheiden sich die Platinverbindungen von den Palladiumverbindungen^ 3Q Das Getter kann in Folienform, in Pulverform

oder in Tablettenform in der Lampe vorhanden sein, in der Regel ,an einer Stelle, an der die Temperatur im Betrieb zwischen 500 und 1500°C liegt.

Die erforderliche Mindestmenge des Getters ist von der Menge der Verunreinigungen der für eine Lampe benutzten Werkstoffe und von der Zweckmässigkeit des bei der Herstellung einer Lampe durchgeführten Reinigungsverfahrens abhängig. Für jeden Lampentyp kann diese Menge ein-

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fach in einer kleinen Versuchsreihe bestimmt werden. Durch die Selektivität des Getters kann es jedoch ohne Bedenken im überschuss dosiert werden, was den Vorteil bietet, dass Schwankungen in der Güte der erzeugten Lampen aufgefangen werden.

Zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Lampen werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 je eine Halogenglühlampe in Seitenansicht.

In Fig. 1 besitzt der Quarzglaslampenkolben 1 zwei Quetschungsabdichtungen 2 und 31 in die je eine Molybdänfolie k bzw. 5 aufgenommen ist. An den Folien k und 5 ist an einem Ende ein Schenkel 8 bzw. 9 eines Glühkörpers 10 angeschweisst, am anderen Ende ein äusserer Stromleiter 6 bzw. 7· Der Lampenkolben 1 ist mit einer Mischung aus Edelgas und Bromwasserstoff gefüllt. 11 ist ein für Bromwasserstoff widerstandsfähiges Sauerstoffgetter. Die Lampe kann beispielsweise als Autolampe benutzt werden.

In Fig. 2 ist 20 der Hartglaskolben einer Lampe mit einer Quetschungsabdichtung 21. Der Lampenkolben 20 besteht aus Alkali-Aluminoborosilikatglas. Stromzuführungen 22, 23 und 2k gehen vakuumdicht durch die Quetschungsabdichtung 21 bis in den Lampenkolben 20. Am Stromzuleiter 2k ist eine Molybdänkappe 25 befestigt, die einen Glühkörper 26 teilweise umgibt. Zwischen den Stromzuleitern 23 und 2k ist ein zweiter Glühkörper 27 angeordnet. Um den Stromzuleiter 22 ist ein Draht 28 gewickelt. Zwischen dem Stromzuleiter 22 und dem Draht 28 befindet sich ein Sauer-" stoffgetter in Pulverform. Die Lampe kann als Autpscheinwerferlampe für Fernlicht und Abblendlicht benutzt werden.

Es wurden Versuche mit Lampen nach Fig. 1

3 durchgeführt. Die Lampen hatten ein Volumen von 0,27 cm und waren mit einer Mischung von Krypton und Methylenbromid (IOO : 0,35 Vol./Vol) zu einem Druck von 3,5 Bar gefüllt. Die Lampen nahmen bei 13»2 V eine Leistung von etwa 60 ¥ auf.

Eine erste Lampenserie wurde ohne ein Getter versucht.

Die Qualität einer zweiten Lampenserie wurde

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durch Zusatz von 133»3 Pa Sauerstoff in die Gasmischung beeinträchtigt. Auch bei diesen Lampen wurde kein Getter benutzt.

Bei einer dritten Lampenserie wurde eine gleiche Sauerstoffmenge benutzt, jedoch ebenfalls 1 mg TaPt als Sauerstoffgetter.

In einer vierten Lampenserie wurden 133»3 Pa Sauerstoff und 3 mg TaPt verwendet. Die Ergebnisse der Lebensdauerversuche sind in nachstehender Tabelle angegeben.

10 15

Serie	°2	TaPt3(mg)	Lebensdauer (hr
1	—	—	420
2	+	-	300
3	+	1	420
k	+	3	420

Aus diesen Daten ist ersichtlich, dass die Verkürzung der Lebensdauer durch das Auftreten von Sauerstoff durch Verwendung von 1 mg TaPt zunichte gemacht wird. Eine dreifache Gettermenge hat keinen nachteiligen Einfluss.

20 25 30

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Claims (3)

2-11-1979 -*" PHN 9301 PATENTANSPRÜCHE.

1. Halogenglühlampe mit einem lichtdurchlässigen Lampenkolben, der mit einem Bromwasserstoff enthaltenden Edelgas gefüllt ist, in dem ein Wolframglühkörper angeordnet und ein Getter für Sauerstoff angebracht ist, das ein Metall aus der Gruppe IVB oder VB des periodischen Systems enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Getter aus einer intermetallischen Verbindung eines ersten Metalls aus der Gruppe Tantal, Titan, Zirkon, Hafnium und Niob und einem zweiten Metall aus der Gruppe Palladium, Platin und Gold mit Ausnahme von Tantal/Gold- und Niob/Gold-Verbindungen besteht.

2. Halogenglühlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Metall in der intermetallischen Verbindung Palladium oder Platin ist.

3. Halogenglühlampe nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das zweite Metall in der intermetallischen Verbindung Platin ist.

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ORIGINAL INSPECTED