155025. lajstromszámú szabadalom • Eljárás az izzólámpa halogénkörfolyamatának biztosítására

155025 3 4 Az igen kis mennyiségek adagolási gondján és a szennyezés érzékenységen segít egy tudatosan bevitt más anyag, mesterséges szennyezés. Erre a célra hidrogén, vagy egy második halogen használatos. Ezeket az anyagokat vegyületekben, esetleg szénvegyületeikben alkalmazzák. Minél aktívabb halogént használunk, annál kevésbé lép fel feketedés szennyezések miatt, de egy új hibaforrás is megjelenik; az aktív halogén az izzószál hideg végét is fogyasztja. Izzószálvékonyodás szempontjából lényeges előnyökhöz lehetne jutni fluor alkalmazásával, de újabb nehézségek is jelentkeznek. Előnyös a wolíramhexafluorid nagyobb gőznyomása, ettől a burafal, vagy annak egy része akár szobahőmérsékleten is lehetne; és kedvezőbb hőmérsékleten történik a fluorid hőbomlása is. Sem a fluornak, sem a wolframhexafiuoridnak nincs számottevő fényelnyelése. Az elemi fluor használata még a jódnál is kényelmetlenebb és a fluor az üveggel vagy a kvarccal, tehát a bura anyaggal is reakcióba léphet, Kézenfekvő ezért a fluort valamilyen, lehetőleg gáz alakú vegyületébe bevinni. Szokásos pl. a nitrogénfluorid használata, mert a bomláskor keletkező nitrogén nem zavaró. A nitrogénfluorid azonban veszélyes anyag és stabilitása sem kielégítő. Technológiai szempontból szükséges, hogy a töltőgázba adott fluor-vegyület stabil legyen, vízzel ne reagáljon és legyen elegendő gáznyomása szobahőmérsékleten. A lámpa jóságának szempontjából szükségesek a következők: a) Legyen az izzószál hőmérsékletén elemi fluorra bomló anyag a töltőgázban. b) A töltőgázkeverék, ill. az új egyensúly, ami az izzószál hatására kialakul, akadályozza az ívképződést, az ívleégést. c) A lámpaburában legyen olyan anyag, amely gátolja a SiF4

, illetőleg oxifluoridok képződését. d) A lámpaburában legyen jelen olyan anyag, amely gátolja az izzószálkivezetők anyagának fogyását, ill. a spirálra hordását. e) A lámpa működése közben ne keletkezzék a spirálra ártalmas (pl. törékenységet okozó) anyag. f) Ne keletkezzék fény-elnyelő lerakodás a lámpaburán. g) Ne keletkezzék kis gőznyomású fluorvegyület, pl. WF4

. A fenti követelmények részben ellentétesek és fontosságuk a különböző feszültségű, méretű, teljesítményű spirál és lámpabura-hamérsékletű lámpáknál különböző. Egyetlen anyag nem biztosíthatja az optimumot, azt csak több anyag keverékével lehet lámpatípusokként beállítani. Ebben lényeges szerepe van az „indifferens" gáznak; ez szabályozza a többi folyamat számára a hőfokelosztást, ill. a diffúziós viszonyokat. Találmányunk eljárás izzólámpák előállítására, mely azzal van jellemezve, hogy a töltőgázba kénifluoridot és/vagy szelénfluoridot adagolunk, vagy a lámpaburába fluortartalmú gázt és elemi állapotban vagy szilárd vegyületében ként és/vagy szelént adagolunk. Találmányunk továbbá kiterjed olyan nemesgáz és/vagy nitrogéntöltésű izzólámpára is, amely ként és/vagy szelént vagy ezek fluoridjait tartalmazza. A kénhexafluorid kénre és egyéb reakcióképes fluoridokra bomlik. Igen magas átütési szilárdságú, erősen ívoltó tulajdonságú, ezért a nagyfeszültségű technikában is használatos. A belőle keletkező kén gátolja a SiF4

keletkezését, a bevezető fémek bizonyos hőmérsékletzónában szulífidizálódhatnak. A szelénfluorid hasonlóan viselkedik, mint a kéníluorid, elemeiből már szobahőfokon is keletkezik, SiF4

keletkezését gátolja. E fluorvegyületek és nemesgáz, ill. N2 keveréke lehetővé teszik az adott lámpában lejátszódó folyamatok optimalizálását. Minthogy a lámpában zárt anyagok közt úgyis quasi-egyensúly áll be (valódi egyensúly fizikai-kémiai értelemben csak izoterm rendszerre van értelmezve), lehetséges a fluort pl. csak SF6

alakban bevinni és a szükséges szelént és/vagy ként a lámpagettereknél szokásos módon adagolni a lámpába elemi alakban. Wolfram izzószál és kén- vagy szelénfluorid töltőgáz használata esetén wolframszulfid, ill. wolframszelenid keletkezik, mely a lámpa feketedését okozhatja. Ha az első bekapcsolást fokozatos felfűtéssel végezzük és közben a lámpatestet megfelelően magas hőmérsékleten tartjuk, akkor a szulfid, illetőleg szeleníd a bevezetőknél rakódik le, és elvégzi a hideg végek védelmét. A sok variációs lehetőség közül célszerű a gáztérben minél nagyobb átlagos molekulasúlyra és minél kisebb disszociációs energiára törekedni, ez ugyanis érinti a lámpa hatásfokát, aminek érdekében a beavatkozás végső soron történik. A továbbiakban két példát közlünk a találmányunk szerinti lámpa megvalósítására. 1. példa: A lámpába (1 kW, 220 V) töltőgáznak 0,2 Torr SFB és 700 Torr xenon keverékét adagoljuk. 2. példa: A lámpába 0,2 Torr nyomású SeFe-ot és 0,05 Torr nyomású SFe-t, valamint 700 Torr nitrogént adagolunk. Mindkét példa szerinti lámpák 400 C° balkmhőmérséklet mellett, hűtött végekkel kapcsoljuk be először, e lámpa a teljes feszültséget egy perc alatt kapja meg. Találmányunk szerinti eljárás előnye: A halogén lámpák szokásos hatásfok adatai elérhetők vagy meghaladhatok anélkül, hogy a lámpák szivattyúzásánál szerkezeti anyag, és adagolási nehézségek lépnének fel, és kisebbek a követelmények a spirál és egyéb alkatrészek szennyezéseivel szemben. 10 15 20 25 oO 35 40 45 50 55 60 2