NL7812244A

NL7812244A - HALOGEN LIGHT.

Info

Publication number: NL7812244A
Application number: NL7812244A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1980-06-20
Also published as: BR7908265A; FR2445019A1; HU180511B; BE880659A; FR2445019B1; DE2950609C2; DE2950609A1; JPS5583152A; GB2037482A; GB2037482B; JPS5854467B2; CA1138023A

Description

·£ k PHN 9301 N.V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN te EINDHOVEN.£ k PHN 9301 N.V. PHILIPS 'LIGHT BULBS FACTORIES in EINDHOVEN.

"Haloge e ng1o e i1ampn"Haloge e ng1o e i1ampn

De uitvinding Heeft betrekking op een halogeengloeilamp met een licht-doorlatend lampvat, dat gevuld is met een broomwaterstof bevattend edelgas, waarin een wolfraamgloeilichaam is opgesteld en waarin 5 een getter voor zuurstof aangebracht is die een metaal bevat uit groep TVB of VB van het periodiek systeem. Een dergelijke lamp is bekend uit het Britse octrooischrift 1.409.957.The invention relates to a halogen incandescent lamp with a light-transmitting lamp vessel, which is filled with a hydrogen bromide-containing noble gas, in which a tungsten filament is arranged and in which a getter for oxygen containing a metal of group TVB or VB of the periodic system is arranged. . Such a lamp is known from British patent specification 1,409,957.

De aangeduide metalen zijn effektieve 10 getters voor zuurstof, die als zodanig, als metaaloxyde of als water in de lamp aanwezig kan zijn. Zuurstof geeft in de lamp aanleiding tot ongewenste reakties, die een voortijdig einde van de levensduur van de lamp kunnen bewerkstelligen. Het is derhalve van belang zuurstof 15 onschadelijk te maken door het te binden.The metals indicated are effective getters for oxygen, which may be present in the lamp as such, as metal oxide or as water. Oxygen in the lamp gives rise to undesired reactions, which can bring about a premature end of the lamp's life. It is therefore important to render oxygen 15 harmless by binding it.

Hoewel hun affiniteit voor broomwaterstof geringer is dan voor zuurstof reageren de metalen ook met dit bestanddeel van het gas in de lamp, dat bovendien in veel grotere hoeveelheid aanwezig is, maar nu juist 20 essentieel is voor het op de juiste wijze funktioneren van de regeneratieve cyclus.Although their affinity for hydrogen bromide is less than for oxygen, the metals also react with this constituent of the gas in the lamp, which, moreover, is present in a much larger amount, but is essential for the proper functioning of the regenerative cycle .

Om met de getter het gewenste effekt te bereiken dient de hoeveelheid daarvan derhalve afgestemd te zijn op de hoeveelheid zuurstof die naar verwachting 25 in de lamp aanwezig is.In order to achieve the desired effect with the getter, the amount thereof must therefore be adapted to the amount of oxygen expected to be present in the lamp.

Nu is de hoeveelheid zuurstof in de lamp niet vanaf het eerste moment waarop de lamp in bedrijf is geheel in het gasmengsel van de lamp aanwezig. Een belangrijk deel komt pas tijdens de eerste tientallen 30 uren van het bedrijf van de lamp door desorptie vrij.Now the amount of oxygen in the lamp is not entirely present in the gas mixture of the lamp from the first moment when the lamp is in operation. An important part is only released by desorption during the first tens of 30 hours of lamp operation.

Q 78 1 22 4 4 PHN 9301 2Q 78 1 22 4 4 PHN 9301 2

Dit is met name het geval indien het lampvat niet uit kwartsglas, maar uit hardglas bestaat, hetwelk in het algemeen meer water bevat dan kwartsglas.This is particularly the case if the lamp vessel does not consist of quartz glass, but of hard glass, which generally contains more water than quartz glass.

Om al de zuurstof in de lamp te kunnen 5 binden, moet de getter in een grotere hoeveelheid aan wezig zijn dan nodig is om de aanvankelijk in het gasmengsel aanwezige hoeveelheid te binden. Aan het begin van de levensduur van de lamp heeft de getter derhalve een overkapaciteit, tengevolge waarvan ook broomwaterstof 10 gebonden wordt.In order to bind all the oxygen in the lamp, the getter must be present in a greater amount than is necessary to bind the amount initially present in the gas mixture. At the beginning of the lamp life, the getter therefore has an overcapacity, as a result of which hydrogen bromide 10 is also bound.

De uitvinding beoogt nu een lamp met een zuurstofgetter te verschaffen die broomwaterstof ongemoeid laat., zodat de hoeveelheid gettermateriaal niet kritisch is.The object of the invention is now to provide a lamp with an oxygen getter which does not affect hydrogen bromide, so that the amount of getter material is not critical.

15 Deze doe Is. telling wordt bij lampen van de in de aanhef genoemde soort daardoor gerealiseerd, dat de getter bestaat uit een intermetallische verbinding van een eerste metaal uit de groep bestaande uit tantaal, titaan, zirkoon, hafnium en niobium en een tweede metaal 20 uit de groep bestaande uit palladium, platina en goud, met uitzondering van tantaal/goud en niobium/goud verbindingen.15 This do Is. In lamps of the type mentioned in the preamble, counting is realized because the getter consists of an intermetallic compound of a first metal from the group consisting of tantalum, titanium, zircon, hafnium and niobium and a second metal 20 from the group consisting of palladium, platinum and gold, excluding tantalum / gold and niobium / gold compounds.

De genoemde intermetallische verbindingen worden uit hun komponenten gevormd in sterk 25 exotherme reakties. De verbindingen zijn derhalve zeer stabiel. Het verschil in affiniteit van het eerste metaal van een intermetallische verbinding voor zuurstof enerzijds en broomwaterstof anderzijds, blijkt nu met zich mee te brengen dat de intermetallische verbindingen wel 30 met zuurstof, doch niet met broomwaterstof reageren. Dientengevolge bieden deze verbindingen de mogelijkheid ze in zodanige hoeveelheid in een lamp toe te passen, dat ze ook zuurstof die in de loop van de levensduur van de lamp vrijkomt kunnen binden zonder een nadelige invloed 35 uit te oefenen op de aanwezige hoeveelheid broomwaterstof.The said intermetallic compounds are formed from their components in highly exothermic reactions. The compounds are therefore very stable. The difference in affinity of the first metal of an intermetallic compound for oxygen on the one hand and hydrogen bromide on the other, has now been found to imply that the intermetallic compounds react with oxygen, but not with hydrogen bromide. As a result, these compounds offer the possibility of using them in a lamp in such an amount that they can also bind oxygen released during the life of the lamp without adversely affecting the amount of hydrogen bromide present.

Opgemerkt wordt, dat uit het Duitse Auslegeschrift 2.020.921 een halogeengloeilamp bekend is \-j 1 78 1 22 4 4It is noted that a halogen incandescent lamp is known from German Auslegeschrift 2,020,921. -J 1 78 1 22 4 4

XX

' 3 *» PHN 9301 met een getter die bestaab uit titaan, tantaal, zirkoon of aluminium en omhuld is met palladium of een palladium-nikkel legering. Deze bekende lamp is echter een wezenlijk andere die die volgens de uitvinding: 5 - de getter is geen intermetallische verbinding, doch een metaal in elementaire vorm, dat omgeven is door een tweede, voor waterstof permeabel, voor zuurstof en halogeen impermeabel metaal. De getter bindt waterstof, doch laat halogeen en zuurstof ongemoeid; 10 - de lamp bevat, naast waterstof, als regeneratief element jodium. Voor het funktioneren van een wolfraam/jodium-cyclus is de aanwezigheid van zuurstof essentieel - de wolfraam/jodiumcyclus verloopt namelijk uitsluitend via wolfraamoxyjodiden -, de aanwezigheid van waterstof 15 schadelijk. Waterstof verlaagt namelijk zeer sterk de partiële jodiumdruk door de vorming van joodwaterstof.3 * »PHN 9301 with a getter consisting of titanium, tantalum, zircon or aluminum and coated with palladium or a palladium-nickel alloy. However, this known lamp is a substantially different one from that according to the invention: the getter is not an intermetallic compound, but a metal in elemental form, which is surrounded by a second hydrogen-permeable, oxygen and halogen-impermeable metal. The getter binds hydrogen, but leaves halogen and oxygen untouched; 10 - the lamp contains, in addition to hydrogen, as a regenerative element iodine. The presence of oxygen is essential for the functioning of a tungsten / iodine cycle, since the tungsten / iodine cycle only runs via tungsten oxyiodides, the presence of hydrogen being harmful. Hydrogen strongly reduces the partial iodine pressure by the formation of hydrogen iodine.

In een wolfraam/broom cyclus lamp is de aanwezigheid van waterstof daarentegen essentieel om broom grotendeels in de vorm van broomwaterstof te houden 20 en daardoor koudere wolfraamdelen van de lamp tegen aan tasting te beschermen. Zuurstof is daarentegen voor de regeneratieve cyclus met broom niet nodig en bovendien schadelijk, omdat het ongewenst wolfraamtransport geeft.In a tungsten / bromine cycle lamp, on the other hand, the presence of hydrogen is essential to keep bromine largely in the form of hydrogen bromide and thereby protect colder tungsten parts of the lamp from tasting. Oxygen, on the other hand, is not necessary for the regenerative cycle with bromine and, moreover, harmful because it gives undesirable tungsten transport.

De eerste metalen kunnen elk met de 25 tweede metalen verscheidene intermetallische verbindingen vormen. Afhankelijk van de verhouding waarin de metalen tot reaktie zijn gebracht bevat de getter één dan wel twee intermetallische verbinden. Ook is het mogelijk, dat de getter bestaat uit een mengsel van verscheidene inter-30 metallische verbindingen.The first metals can each form various intermetallic compounds with the second metals. Depending on the ratio in which the metals have been reacted, the getter contains one or two intermetallic compounds. It is also possible for the getter to consist of a mixture of several inter-metallic compounds.

De intermetallische verbindingen van platina en palladium onderscheiden zich van die van goud daarin, dat hun vormingswarmte en daardoor hun stabiliteit groter is. In hetzelfde opzicht onderscheiden de 35 platinaverbindingen zich van de palladiumverbindingen.The intermetallic compounds of platinum and palladium differ from those of gold in that their heat of formation and therefore their stability is greater. In the same respect, the platinum compounds differ from the palladium compounds.

De getter kan in de vorm van een folie, ' i 78 1 22 4 4 4 PHN 9301 een poeder of een pil in de lamp aanwezig zijn, in de regel op een plaats waar de temperatuur tijdens bedrijf tussen 500 en 1500°C ligt.The getter may be present in the lamp in the form of a foil, a powder or a pill in the lamp, usually in a place where the temperature during operation is between 500 and 1500 ° C.

De minimaal benodigde hoeveelheid getter 5 is afhankelijk van de verontreinigingen van de voor een lamp gebruikte materialen en van de doelmatigheid van de bij de vervaardiging van een lamp toegepaste reinigings-procedure. Voor elk type lamp kan deze hoeveelheid eenvoudig in een kleine proefreeks bepaald worden. Als 10 gevolg van de selektiviteit van de getter kan deze echter zonder bezwaar in overmaat gedoseerd worden, hetgeen het voordeel heeft, dat fluktuaties in de kwaliteit van geproduceerde lampen opgevangen worden.The minimum amount of getter 5 required depends on the impurities of the materials used for a lamp and on the efficiency of the cleaning procedure used in the manufacture of a lamp. This amount can easily be determined for each type of lamp in a small test series. As a result of the selectivity of the getter, however, it can be dosed in excess without any problem, which has the advantage that fluctuations in the quality of lamps produced are absorbed.

Uitvoeringsvormen van lampen volgens 15 de uitvinding worden in de tekening getoond.Embodiments of lamps according to the invention are shown in the drawing.

Daarin tonen Fig. 1 en 2 elk een halogeengloeilamp in aanzicht,In it, Figs. 1 and 2 each show a halogen incandescent lamp,

In figuur 1 heeft het kwartsglazen lampvat 1 twee kneepafdichtingen 2 en 3» in elk waarvan 20 een molybdeenfolie 4 respelctievelijk 5 is opgenomen. Aan de folies 4 en 5 is aan een einde een been 8 respektie-velijk 9 van gloeilichaam 10 gelast, aan het andere einde een uitwendige stroomgeleider 6 respektievelijk 7. Het lampvat is gevuld met een mengsel van edelgas en broom-25 waterstof. Met 11 is een broomwaterstof resistente zuur- stofgetter aangeduid. De lamp kan bijvoorbeeld als autolamp worden gebruikt,In Fig. 1, the quartz glass lamp vessel 1 has two pinch seals 2 and 3, in each of which 20 a molybdenum foil 4 and 5 are respectively received. A leg 8 and 9 of the filament 10 is welded to the foils 4 and 5 at one end, and an external current conductor 6 and 7 at the other end. The lamp vessel is filled with a mixture of noble gas and bromine-hydrogen. 11 denotes a hydrogen bromide resistant oxygen getter. For example, the lamp can be used as a car lamp,

In figuur 2 is 20 het hardglazen lampvat van een lamp met een kneepafdichting 21. Het lampvat 30 bestaat uit alkali-aluminoborosilikaatglas. Stroomtoe- voergeleiders 22, 23 en 24 lopen vakuumdicht door de kneepafdichting 21 tot in het lampvat 20. Aan de stroom-toevoergeleider 24 is een molybdeenkapje 25 bevestigd, die het gloeilichaam 26 ten dele omgeeft.Tussen de 35 stroomtoevoergeleiders 23 en 24 is èen tweede gloeilichaam 27 opgesteld. Om stroomtoevoergeleider 22 is een draad 28In Figure 2, 20 is the hard glass lamp envelope of a lamp with a pinched seal 21. The lamp envelope 30 consists of alkali alumino borosilicate glass. Current supply conductors 22, 23 and 24 pass through the pinch seal 21 to the lamp vessel 20 in a vacuum-tight manner. A molybdenum cap 25 is attached to the current supply conductor 24, which partly surrounds the filament 26. One second is between the current supply conductors 23 and 24. filament 27 are arranged. Around current supply conductor 22 is a wire 28

QQ

\ 78 1 22 44\ 78 1 22 44

Claims

In the realization of the invention, experiments were conducted with lamps of the kind shown in Figure 1. The lamps had a volume of 0.27 cm and were filled with a mixture of krypton and methylene bromide (100: 0.35 full / full) up to a pressure of 3.5 bar. The 10 lamps took at 13 »? V a power of approximately 60 ¥. A first series of lamps was tested without using a getter. The quality of a second series of lamps was canceled out by adding oxygen to the gas mixture 133 3 Pa 15. No getter was used with these lamps either. In a third series of lamps, an equal amount of oxygen was used, but also 1 mg TaPt4 as oxygen getter. In a fourth series of lamps, 133> 3 Pa oxygen and 3 mg TaPt 4 were used. The results of longevity tests are shown in the following table. 1 ------ 1 "" • series j 0 ^ TaPt ^ (mg)! lifetime (hr) 25 - 1 420; 2 +? 300; 1 3 +; 1; 420; 4 +; 3! 420 j ....................... ........... · .I ί These data show that the shortening of the lifetime due to the presence of oxygen is nullified by the use of 1 mg TaPt ^. A triple amount of getter has no adverse effect,

1. Halogen filament lamp with a light-transmitting lamp envelope, filled with a hydrogen bromide-containing noble gas, \ 78 1 22 4 4 il - 6 f PHN 9301 in which a tungsten filament is arranged and in which a getter for oxygen containing a metal of group IVB or YB of the periodic table, characterized in that the getter consists of an intermetallic compound of a first metal from the group consisting of tantalum, titanium, zircon, hafnium and niobium and a second metal from the group consisting of palladium, platinum and gold with the exception of tantalum / gold and niobium / gold compounds.

Halogen incandescent lamp according to claim 1, characterized in that the second metal intfe intermetallic compound is palladium or platinum.

Halogen incandescent lamp according to claim 2, characterized in that the second metal in the intermetallic compound is platinum. I j i 78 1 22 4 4