181807. lajstromszámú szabadalom • Halogén izzólámpa
181807 4 ezen belül bróm és semleges gáztöltése van; a lámpában gyakorlatilag wolframból levő izzószál van, amely gyakorlatilag wolframból levő belső árambevezetőkhöz csatlakozik, amelyek a bura falából befelé nyúlnak, és amelyet a találmány szerint az jellemez, hogy a belső árambevezetők legalább a wolfram felületükön legalább 0,1 súly% réniumot tartalmaznak. Azt találtuk, hogy a rénium ilyen kis mennyiségben nagyon hatásosan lecsökkenti az üreg-képződést. 1 súly% rénium mellett az üreg-képződés nagyon kis mértékben következik be, míg 3 súly% réniumnál nem volt üreg-képződés megfigyelhető. Nem találtunk üreg-képződést 27 súly% réniumot tartalmazó wolframnál, vagy tiszta réniumnál. Tekintettel arra, hogy a rénium nagyon költséges, ezért olyan wolfram-réniumot kell választani, amelynél a lehetséges legkisebb mennyiségű rénium van alkalmazva, amellyel az adott körülmények között a kívánt eredmény elérhető, vagyis az üreg-képződés olyan mértékben lecsökken, hogy az anyag megtámadása nem okozza a lámpa élettartamának a végét. A legtöbb típusú lámpánál a rénium-tartalmat az említett okoknál fogva 1-3 súly%-ra kell választani. Ha a belső árambevezetők vastagok, az izzószál huzalanyagának átmérőjéhez képest, akkor a halogén-koncentráció a lámpában — annak működése közben — alacsony, vagy a lámpa tervezett élettartama rövid, és ekkor 0,1 súly%, vagy ennél nagyobb arányú rénium-tartalmat kell választani. Az üreg-képződés mechanizmusára magyarázatot nem találtunk. Nem volt lehetséges kimutatni, hogy az üreg-képződést szennyeződések okozták volna, mint például kén, vas, kálium, nátrium, szén, szilícium, amelyek izzószálakként alkalmazott wolframnál előfordulhatnak. Az üreg-képződésre nem volt befolyással számos elem jelenléte, mint például cirkóniumnak, tantálnak, nióbiumnak, molibdénnek, platinának és ozmiumnak; az ozmium egyébként kémiailag nagyon közeli rokonságban van a réniummal. Éppen ezért ez a legmeglepőbb, hogy nagyon kis mennyiségű rénium nagyon hatásosnak bizonyult. Mivel az üreg-képződés mechanizmusa nem ismeretes, éppen így nem ismeretes az sem, hogy a rénium mi módon akadályozza meg az üreg-képződést. Azt találtuk továbbá, hogy a réniumnak a védendő felületen kell jelen lennie. A rénium hatástalan, ha az csupán egy lámpában, egy alkatrész közelében, azon, vagy az alkatrészben van jelen, ha az nem a belső árambevezető. Ezt igazolta egy olyan kísérlet, amelynél egy darab rénium huzalt egy rénium-mentes wolfram belső árambevezetőhöz hegesztettünk, és ekkor a belső árambevezetőn a hegesztés mellett üreg-képződés jelentkezett. A találmány szerinti lámpa többféle szerkezeti kialakítású lehet. Egyik, vagy mindkét belső árambevezető kinyúlhat a lámpaburából, annak falában kialakított, vákuumzáró lezáráson keresztül, de az is lehetséges, hogy a belső árambevezetőt egy megfelelő, a lezárásba beágyazott fémfóliához hegesztjük, amely fémfóliához a lámpa burájából kinyúló külső árambevezetőt hegesztünk. A lámpabúra kemény üvegből lehet; például alkálifém-alumínium-bórszilikát üvegből, vagy olyan üvegből, amelynek nagy az Si02 tartalma, például, .1 amelynek Si02 tartalma 95 súly%, vagy ennél nagyobb, amely kvarcüveg. A lámpákban a belső árambevezetők sokféleképpen kialakíthatók, például teljesen vagy részben feltekercselt huzalspirálokat alkalmazhatunk, amelyek mindegyikét az izzószál egy-egy végébe, vagy aköré tekerhetünk. Egy másik megoldás szerint egyenes huzalokat is alkalmazhatunk, amelyek köré huzalspirált tekerünk, például arra végükre, amelyik benyúlik a lámpabúrába, és amely huzalspirállal együtt azok becsavarhatok az izzószál megfelelő végébe. Ez utóbbi esetben az árambevezetőt borító huzalspirál réniumból lehet; de mivel ennek nincs tartószelepe, és mivel működés közben ennek hőmérséklete 1300 °C fölött van, ahol már nem jön létre üreg-képződés, ezért a borító huzalspirál épp úgy lehet rénium-mentes wolframból is. Egy további kiviteli alak szerint a belső árambevezető huzalspirálból van, amelynek legalább az a vége, amely a lámpaburába benyúlik, az izzószál végével körül van véve. A belső árambevezető lehet egy szilárd wolfram-rénium ötvözet is, vagy egy olyan wolfram mag huzal, amelyre rénium van felvive; például kémiai felgőzölögtetéssel. Ekkor a rénium bediffundál a wolframba. A wolfram-rénium ötvözet előállítására egy további lehetőség az, ha réniumot implantálunk a wolframba. A találmány szerinti lámpát a hagyományos módon lehet gyártani, és a megfelelő gáztöltéssel ellátni. A brómot elemi alakjában lehet beadagolni, de beadagolható hidrogén-bromid vagy brómozott szénhidrogén formájában is: például metilén-bromid formájában, amely a lámpa első bekapcsolása közben felbomlik és hidrogén-bromidot alkot, amely a lámpa működése közben legalább részben disszociál. Megjegyezzük, hogy vákuumlámpák, és olyan lámpák, amelyek kizárólag semleges gázzal vannak töltve, ismeretesek az 1 053.020. számú brit szabadalmi leírásból, amely lámpákban az izzószál wolfram és rénium ötvözetéből áll. Ebből a szabadalmi leírásból azonban nem nyerhető elegendő kitanítás az üreg-képződés megoldására. Ezek az ismert lámpák egyrészről nem tartalmaznak brómot, és a belső árambevezetők fent részletezett problémájáról nem is történik említés. Megjegyzendő továbbá, hogy a 3.392.299. számú amerikai szabadalmi leírás egy olyan jód lámpát ismertet, amelynél wolfram/rénium izzószálat, annak végei között wolfram/rénium tartóelemet támasztanak ki. Ez a szabadalmi leírás szintén nem ismerteti az izzószálba behelyezett belső árambevezetők természetét. Ugyanis wolfram-jód ciklusos lámpákban üreg-képződés nem lép fel, épp úgy, mint olyan vákuumlámpáknál, amelyek kizárólag semleges gázzal vannak feltöltve; ezért ebből a szabadalmi leírásból sem nyerhető semmiféle kitanítás az üreg-képződés problémájának megoldására. A találmány szerinti lámpa többek között reflektor lámpaként, infravörös lámpaként, vagy fotolámpaként alkalmazható. A találmány szerinti lámpa két kiviteli alakját az alábbiakban a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
