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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberEP0458140 B1
Publication typeGrant
Application numberEP19910107572
Publication date6 Sep 1995
Filing date10 May 1991
Priority date22 May 1990
Also published asDE59106397D1, EP0458140A1, US5214344
Publication number1991107572, 91107572, 91107572.9, EP 0458140 B1, EP 0458140B1, EP-B1-0458140, EP0458140 B1, EP0458140B1, EP19910107572, EP91107572
InventorsUlrich Dr. Kogelschatz
ApplicantHeraeus Noblelight GmbH
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Espacenet, EP Register
High power radiator
EP 0458140 B1
Abstract  available in
Images(1)
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Claims(10)
  1. A high power radiating device, in particular for ultraviolet light, with a discharge chamber (5) filled with filling gas emitting radiation under discharge conditions, the walls of which are formed by a first (1) and a second tubular dielectric (2), which is provided in each case on the surfaces facing away from the discharge chamber (5) with an outer (4) and an inner electrode (3), and with an alternating current source (6) connected to these electrodes to supply the discharge, characterised in that the outer electrode (4;4a;4b;4′;15) only extends over a fraction of the circumference of the first dielectric tube (1), such that discharges (7) only form in a discharge segment substantially defined by the outer electrode (4).
  2. A high-power radiating device according to Claim 1, characterised in that the outer electrode(s) extend in strip form in the longitudinal direction of the tube.
  3. A high-power radiating device according to Claim 1, characterised in that the outer electrode is formed by an electrolyte (4′), into which the outer dielectric tube(s) immerse at the most partially.
  4. A high-power radiating device according to Claim 3, characterised in that the size of the effective radiating segment is able to be adjusted by the immersion depth (t) of the outer dielectric tube (1) in electrolyte (4′).
  5. A high-power radiating device according to Claim 4, characterised in that the outer tubes (1) are arranged partially in material recesses (10) in a carrier body (9) of insulating material with good thermal conductivity.
  6. A high-power radiating device according to Claim 5, characterised in that cooling bores (11) are provided in the support body (9), which do not intersect the material recesses (10).
  7. A high-power radiating device according to Claim 5, characterised in that the cross-section of the material recesses (10) are matched to the external diameter of the outer tubes (1) and the recess walls are constructed as UV reflectors.
  8. A high-power radiating device according to one of Claims 5 to 7, characterised in that means (11,14) are provided for the supply of inert gas into the chamber (13) outside the outer tubes (1).
  9. A high-power radiating device according to Claim 8, characterised in that channels (12) are provided in the support body, which are connected directly or indirectly with said chamber (13), through which channels (12) an inert gas, preferably nitrogen or argon, is able to be fed.
  10. A high-power radiating device according to Claim 9, characterised in that the channels (12) are arranged in each case between adjacent dielectric tubes (1) and communicate with said chamber via bores or slits (14).
Description  translated from German
    Technisches Gebiet Technical Field
  • [0001] [0001]
    Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem mit unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Füllgas gefüllten Entladungsraum, dessen Wandungen durch ein äusseres und ein inneres rohrförmiges Dielektrikum gebildet sind, welche jeweils auf den dem Entladungsraum abgewandten Oberflächen mit einer inneren und einer äusseren Elektrode versehen sind, und mit einer an diese Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle zur Speisung der Entladung. The invention relates to a high-power radiator, in particular for ultraviolet light, filled with a aussendendem with radiation under discharge conditions filling gas discharge space, the walls of which are formed by an outer and an inner tubular dielectric, which in each case on the said discharge space facing away from surfaces with an inner and an outer electrodes are provided, and connected to these electrodes with a source of alternating current for feeding the discharge.
  • [0002] [0002]
    Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich etwa aus der EP-A 0 254 111, der US-A-5 013 959, der EP-A- 0 385 205 oder der EP-A- 0 324 953 ergibt. The invention makes reference to a prior art such as, eg, from EP-A 0,254,111, US-A-5013959, EP-A-0385205 or EP-A-0324953 results.
  • Technologischer Hintergrund und Stand der Technik BACKGROUND AND PRIOR ART
  • [0003] [0003]
    Der industrielle Einsatz photochemischer Verfahren hängt stark von der der Verfügbarkeit geeigneter UV-Quellen ab. The industrial use of photochemical process is highly dependent on the availability of suitable UV sources. Die klassischen UV-Strahler liefern niedrige bis mittlere UV-Intensitäten bei einigen diskreten Wellenlängen, wie zB die Quecksilber-Niederdrucklampen bei 185 nm und insbesondere bei 254 nm. Wirklich hohe UV-Leistungen erhält man nur aus Hochdrucklampen (Xe, Hg), die dann aber ihre Strahlung über einen grösseren Wellenlängenbereich verteilen. The traditional UV lamps provide low to medium UV intensities at a few discrete wavelengths, such as the low-pressure mercury lamp at 185 nm and in particular at 254 nm. Really high UV outputs are obtained only from high-pressure lamps (Xe, Hg), which then but that their radiation over a larger wavelength range. Die neuen Excimer-Laser haben einige neue Wellenlängen für photochemische Grundlagenexperimente bereitgestellt, sind z.Zt. The new excimer lasers have provided some new wavelengths for photochemical basic experiments are currently aus Kostengründen für einen industriellen Prozess wohl nur in Ausnahmefällen geeignet. well suited for cost reasons for an industrial process only in exceptional cases.
  • [0004] [0004]
    In der eingangs genannten EP-Patentanmeldung oder auch in dem Konferenzdruck "Neue UV- und VUV Excimerstrahler" von U. Kogelschatz und B. Eliasson, verteilt an der 10. Vortragstagung der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Fachgruppe Photochemie, in Würzburg (BRD) 18.-20. In the aforementioned EP patent application or in the printed conference "New UV and VUV excimer" by U. Kogelschatz and B. Eliasson, distributed at the 10th Lecture Meeting of the German Chemical Society, Division Photochemistry, in Wurzburg (Germany) 18th -20. November 1987, wird ein neuer Excimerstrahler beschrieben. November 1987 a new excimer is described. Dieser neue Strahlertyp basiert auf der Grundlage, dass man Excimerstrahlung auch in stillen elektrischen Entladungen erzeugen kann, einem Entladungstyp, der in der Ozonerzeugung grosstechnisch eingesetzt wird. This new type of radiator is based on the principle that you can generate excimer radiation in corona discharges, a type of discharge, which is used in large industrial ozone generation. In den nur kurzzeitig (< 1 Mikrosekunde) vorhandenen Stromfilamenten dieser Entladung werden durch Elektronenstoss Edelgasatome angeregt, die zu angeregten Molekülkomplexen (Excimeren) weiterreagieren. In the short-term (<1 microsecond) existing discharge current filaments that are excited by electron impact noble gas atoms react further to form excited molecular complexes (excimers). Diese Excimere leben nur einige 100 Nanosekunden und geben beim Zerfall ihre Bindungsenergie in Form von UV-Strahlung ab. These excimers live only a few 100 nanoseconds and give the decay of their binding energy in the form of UV radiation.
  • [0005] [0005]
    Der Aufbau eines derartigen Excimerstrahlers entspricht weitgehend dem eines klassichen Ozonerzeugers, mit dem wesentlichen Unterschied, dass mindestens eine der den Entladungsraum begrenzenden Elektroden und/oder Dielektrikumsschichten für die erzeugte Strahlung durchlässig ist. The construction of such excimer lamp is largely that of a classic ozone generator, with the main difference being that at least one of the discharge space limiting electrode and / or dielectric layers is transparent to the radiation generated.
  • [0006] [0006]
    Die genannten Hochleistungsstrahler zeichnen sich durch hohe Effizienz, wirtschaftlichen Aufbau aus und ermöglichen die Schaffung grosser Flächenstrahler, mit der Einschränkung, dass grossflächige Flachstrahler einen eher grossen technischen Aufwand erfordern. The high-power radiation mentioned are distinguished by high efficiency, economic development and enable the creation of large area lamp, with the restriction that large-area flat radiators require a rather significant technical effort. Bei den bekannten Zylinderstrahlern hingegen wird ein nicht unbeachtlicher Anteil der Strahlung durch Schattenwirkung der Innenelektrode nicht ausgenützt. In the known cylinder lamps, however, a not inconsiderable proportion of the radiation is not utilized by the shadow effect of the inner electrode. Um nun bei Zylinder-Strahlern die Ausbeute zu erhöhen, sind bei den Strahlern in der eingangsgenannten EP-A- 0 385 205 die inneren Dielektrikumsrohre im Vergleich zum den äusseren Dielektrikumsrohren sehr klein. In order to increase the yield now at cylinder lamps in the spotlights in the initially mentioned EP-A-0385205, the inner dielectric tubes compared to the outer dielectric tubes are very small. Durch exzentrische Anordnung der inneren Dielektrika mit im Vergleich zum Durchmesser der äusseren Dielektrika kleinem Durchmesser und äusseren Elektroden nur auf der dem inneren Dielektrikum benachbarten Oberfläche und gleichzeitige Ausbildung der äusseren Elektrode als Reflektor wird eine Vorzugsrichtung der Abstrahlung erzielt. By eccentric positioning of the inner dielectrics compared to the diameter of the small-diameter outer dielectrics and outer electrodes only on the adjacent surface of the inner dielectric and simultaneous formation of the outer electrode as a reflector is achieved a preferred direction of radiation.
  • Darstellung der Erfindung Summary of the Invention
  • [0007] [0007]
    Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für UV- oder VUV-Strahlung, zu schaffen, der sich insbesondere durch hohe Effizienz auszeichnet, wirtschaftlich zu fertigen ist, den Aufbau sehr grosser Flächenstrahler ermöglicht und bei dem die UV-Strahlung gezielt auf einen in weiten Grenzen wählbaren Abstrahlwinkel konzentriert werden kann und die Innenelektrode keinen Schatten mehr werfen kann. Starting from the prior art, the present invention seeks to provide a high-performance radiator, in particular for UV or VUV radiation, which in particular is characterized by high efficiency, is economical to manufacture, allows very large surface emitters and in which the UV radiation can be specifically focused on a selectable within wide limits angle and the inner electrode can no longer cast shadows.
  • [0008] [0008]
    Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Hochleistungsstrahler der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss vorgesehen, dass die äussere Elektrode sich nur über einen Bruchteil des Aussenumfangs des äusseren Dielektrikumsrohrs erstreckt, derart, dass sich sich Entladungen nur in einem im wesentlichen durch die äussere Elektrode definiertem Entladungssegment ausbilden. To solve this problem is provided according to the invention in a high-power radiation of the type mentioned that the outer electrode extends only over a fraction of the outer circumference of the outer dielectric tube, such that educate yourself discharges only in a substantially by the outer electrode defined discharge segment.
  • [0009] [0009]
    Auf diese Weise kann die Strahlung in eine definierte Richtung ausgekoppelt werden, was insbesondere bei der Bestrahlung von ebenen oder gekrümmten Oberflächen vorteilhaft ist, da sich die elektrischen Entladungen nur auf der dem zu bestrahlenden Gut zugewandten Oberfläche ausbilden können. In this way, the radiation can be coupled in a defined direction, which in the irradiation of flat or curved surfaces is particularly advantageous because the electrical discharges only on the can form the facing surface to be irradiated Good. Als Aussenelektroden können neben den schon in der einschlägigen Literatur beschriebenen Drahtnetzen oder Drahtgeflechten auch elektrisch leitende, UV-transparente Beschichtungen, zB aus Leitlack oder dünnen Metallfilmen, dienen. As external electrodes in addition to the wire mesh or wire meshes already described in the literature, electrically conductive, UV-transparent coatings, used, for example from conductive paint or thin metal films.
    Auch ist es möglich, die Aussenelektrode in flüssiger Form auszubilden, indem das äussere Rohr nur teilweise in einen transparenten Elektrolyten, vorzugsweise Wasser, eintaucht. It is also possible to form the external electrode in the liquid form by the outer tube only partly into a transparent electrolyte, preferably water, is immersed. Diese Anordnung eignet sich insbesondere zur Bestrahlung temperaturempfindlicher Substanzen (zB Verkleben von LCD-Zellen, Bestrahlung dünner Folien), weil Wasser sehr effektiv eventuell vorhandene Infrarot-Strahlung aus der Entladung blockiert. This arrangement is particularly suitable for irradiation temperature-sensitive substances (eg sticking of LCD cells, irradiation of thin films) because water very effectively blocked any existing infrared radiation from the discharge.
    Der Elektrolyt kann über einen Thermostaten umgewalzt und auf diese Weise auf konstanter niedriger Temperatur gehalten werden. The electrolyte may be umgewalzt a thermostat and maintained in this manner at a constant low temperature. Durch geeignete Auswahl des Elektrolyten kann zusätzlich eine optische Filterwirkung erreicht werden. By suitable choice of electrolyte, an optical filtering effect can additionally be achieved. Darüber hinaus kann über die Eintauchtiefe des äusseren Rohres im Elektrolyten der Winkelbereich des gezündeten Segments verändert werden. Furthermore, can be changed via the immersion depth in the electrolyte of the outer tube, the angular range of the ignited segment.
  • [0010] [0010]
    Die Innenelektrode ist vorzugsweise klassisch aufgebaut, dh besteht aus einer auf die Innenfläche des inneren Dielektrikumsrohres aufgebrachten Metallbelegung, zB Aluminium-Bedampfung. The inner electrode is preferably constructed classic, ie consists of a layer applied to the inner surface of the inner Dielektrikumsrohres metal coating, such as aluminum vapor deposition. Auf diese Weise wirkt die Innenelektrode gleichzeitig als Reflektor für die UV-Strahlung. In this manner, the inner electrode acts as a reflector for the ultraviolet radiation. Falls eine Kühlung erwünscht wird, kann ein Kühlmittelstrom (Gas oder Flüssigkeit) durch das innere Rohr geführt werden. If cooling is desired, a stream of coolant (gas or liquid) can be guided through the inner tube.
  • [0011] [0011]
    Man kann leicht mehrere solcher Strahler zu Blöcken kombinieren, die zur Bestrahlung grosser Flächen geeignet sind. It is easy to combine several such emitters into blocks which are suitable for the irradiation of large areas. Vorteilhaft ordnet man zu diesem Zweck die äusseren Rohre in rillenförmigen halbzylindrischen Aussparungen in einem Tragkörper aus einem elektrisch isolierenden, jedoch gut wärmeleitendem Material an. Advantageously, arranged for this purpose on the outer tubes in groove-shaped semi-cylindrical recesses in a carrier body from an electrically insulating, but highly heat-conductive material. Solche Materialen gibt es auf Keramik-Basis, zB Aluminiumnitrid (AlN) oder Berylliumoxid (BeO) als auch auf Kunststoff-Basis (Vergussmassen für Transformatoren und elektrische Schaltungen). Such materials are available on ceramic base, such as aluminum nitride (AlN) or beryllium oxide (BeO) and on plastic base (potting compounds for transformers and electrical circuits). Bei weniger extremen Anforderungen kommen auch gebräuchlichere Materialien wie Alumniumoxid (Al₂O₃), Glaskeramik oder hitzebeständige Kunststoffe wie Polytetrafluoräthylen, in Frage. In less extreme demands also more common materials such as Alumniumoxid (Al₂O₃), ceramic or heat-resistant plastics such as polytetrafluoroethylene come into question. Bei höheren Leistungen ist es möglich, den Tragkörper und damit die äusseren Rohre zu kühlen, zB indem man in Rohrlängsrichtung verlaufende Kühlkanäle im Tragkörper vorsieht. At higher powers, it is possible to cool the support member and thus the outer tubes, by providing for example running in the tube longitudinal direction of the cooling channels in the supporting body.
    Das Relexionsvermögen der halbzylindrischen Ausnehmungen im Tragkörper kann durch eine metallische Verspiegelung, zB eine Aluminiumschicht mit darüberliegender Schutzschicht aus Magnesiumfluorid (MgF₂), verbessern. The Relexionsvermögen the semi-cylindrical recesses in the supporting body, by a metallic reflective coating, for example, an aluminum layer with an overlying protective layer of magnesium fluoride (MgF₂), improve. Es kann sich aber auch als vorteilhaft erweisen, eine diffus reflektierende Schicht aufzubringen, wie sie in der Radiometrie in sogenannten Ulbricht-Kugel verwendet wird. It may also be advantageous, however, to apply a diffusely reflecting layer, as used in radiometry in so-called integrating sphere. In diesem Fall würde man eine Schicht aus Magnesiumoxid (MgO)oder Bariumsulfat (BaSO₄) verwenden. In this case, one would use a layer of magnesium oxide (MgO) or barium sulfate (BaSO₄).
  • [0012] [0012]
    Bei der UV-Behandlung von Oberflächen und der Aushärtung von UV-Farben und UV-Lacken ist es in bestimmten Fällen von Vorteil, nicht in Luft zu arbeiten. In the UV treatment of surfaces and curing of UV inks and UV coatings it is in certain cases be advantageous not to work in air. Es gibt mindestens zwei Gründe, die eine UV-Behandlung unter Ausschluss von Luft angezeigt erscheinen lassen. There are at least two reasons that indicate the need for a UV treatment in the absence of air. Der erste Grund liegt vor, wenn die Strahlung so kurzwellig ist, dass sie von Luft absorbiert und damit abgeschwächt wird (Wellenlängen < 190 nm). The first reason is when the radiation is so short wavelengths that they are absorbed by air and is thus weakened (wavelengths <190 nm). Diese Strahlung führt zur Sauerstoffspaltung und damit zur unerwünschten Ozonbildung. This radiation leads to the cleavage of oxygen and thus unwanted ozone formation. Der zweite Grund liegt vor, wenn die beabsichtigte photochemische Wirkung der UV-Strahlung durch die Anwesenheit von Sauerstoff behindert wird (oxygen inhibition). The second reason is when the intended photochemical effect of UV radiation is hindered by the presence of oxygen (oxygen inhibition). Dieser Fall tritt zB bei der Photovernetzung (UV-Polymerisation, UV-Trockung) von Lacken und Farben auf. This case occurs, for example in the photocrosslinking (UV polymerization, UV drying) of varnishes and paints. Diese Vorgänge sind an sich bekannt und beispielsweise im Buch "UVand EB Curing Formulation for Printing Ink, Coatings and Paints", herausgegeben 1988 von SITA-Technology, 203 Gardiner House, Broomhill Road, London SW18, Seiten 89 - 91, beschrieben. These processes are known per se and, for example, in the book "UVand EB Curing Formulation for Printing Ink, Coatings and Paints", published in 1988 by SITA Technology, 203 Gardiner House, Broomhill Road, London SW18, pages 89-91, described. In diesen Fällen ist vorgesehen, Mittel zur Spülung des Behandlungsraums mit einem inerten UV-transparenten Gas wie zB Stickstoff oder Argon vorzusehen. In these cases, is provided to provide means for purging the treatment space with an inert UV-transparent gas such as nitrogen or argon. Insbesondere bei Konfigurationen, bei denen die ersten Rohre in einem mit Rillen versehenen Tragkörper angeordnet sind, lässt sich eine derartige Spülung ohne grossen technischen Aufwand verwirklichen, zB durch zusätzliche von einer Inertgasquelle gespeiste und gegen den Entladungsraum offene Kanäle. In particular, in configurations where the first tubes are arranged in a grooved support body, can such flushing without great technical effort to realize such additional powered by an inert gas and against the discharge space open channels. Das durch besagte Kanäle geleitete Inertgas kann darüber hinaus zur Kühlung des Strahlers herangezogen werden, so dass bei manchen Anwendungen auf separate Kühlkanäle verzichtet werden kann. The inert gas passed through said channels can moreover be used for cooling of the radiator, so that it can be dispensed with in some applications to separate cooling channels.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief Description of Drawings
  • [0013] [0013]
    In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt; In the drawings, embodiments of the invention are illustrated schematically; darin zeigt demonstrated by the fact
    Fig.1 Figure 1
    Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zylinderstrahlers mit konzentrischer Anordnung des inneren Dielektrikumsrohres im Querschnitt mit verschiedenen Elektrodenanordnungen auf dem äusseren Dielektrikumsrohr; A first embodiment of a cylindrical radiator with a concentric arrangement of the inner Dielektrikumsrohres in cross section with different electrode arrays on the outer dielectric tube;
    Fig.2 Figure 2
    einen UV-Strahler mit einer Aussenelektrode in flüssiger Form; a UV lamp with an outer electrode in liquid form;
    Fig. 3 Fig. 3
    eine Ausführungsform einer Bestrahlungseinrichtung mit drei nebeneinanderliegenden Zylinderstrahlern gemäss Fig.1c, welche auf einem Tragkörper aus Isoliermaterial angeordnet sind; an embodiment of an irradiation device with three adjacent cylinder radiators according to Fig.1c, which are arranged on a support body of insulating material;
    Fig.4 Figure 4
    eine Ausführungsform einer Bestrahlungseinrichtung analog Fig. 3, jedoch mit einer die gesamte freie Oberfläche der äusseren Dielektrikumsrohre überdeckenden Aussenelektrode. an embodiment of a radiation device similar to FIG. 3, but with a the entire free surface of the outer dielectric tubes overlapping outer electrode.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of carrying out the invention
  • [0014] [0014]
    In Fig.1a bis 1c ist in einem äusseren Quarzrohr 1 mit einer Wandstärke von etwa 0,5 bis 1,5 mm und einem Aussendurchmesser von etwa 20 bis 30 mm ein inneres Quarzrohr 2 koaxial angeordnet. In FIGURE 1a to 1c is in an outer quartz tube 1 having a wall thickness of about 0.5 to 1.5 mm and an outer diameter of about 20 to 30 mm, an inner quartz tube 2 disposed coaxially. Die Innenfläche des inneren Quarzrohrs 2 ist mit einer Innenelektrode 3 versehen, die beispielsweise durch Beschichten mit Aluminium hergestellt ist. The inner surface of the inner quartz tube 2 is provided with an inner electrode 3, which is produced for example by coating it with aluminum. Eine Aussenelektrode 4 in Form eines schmalen Streifens aus Drahtnetz erstreckt sich nur über einen kleinen Teil des Umfangs des äusseres Quarzrohrs 1. Die Quarzrohre 1 und 2 sind an beiden Enden verschlossen. An outer electrode 4 in the form of a narrow strip of wire network covers only a small part of the circumference of the outer quartz tube 1. The quartz tubes 1 and 2 are closed at both ends. Der Raum zwischen den beiden Rohren 1 und 2, der Entladungsraum 5, ist mit einem unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Gas/Gasgemisch gefüllt. The space between the two tubes 1 and 2, the discharge space 5 is filled with a aussendendem radiation under discharge conditions of gas / gas mixture. Die beiden Elektroden 3,4 sind mit den beiden Polen einer Wechselstromquelle 6 verbunden. The two electrodes 3,4 are connected to the two poles of an alternating current source 6. Die Wechselstromquelle entspricht grundsätzlich jenen, wie sie zur Anspeisung von Ozonerzeugern verwendet werden. The AC power source corresponds in principle to those such as are used for the energiser of ozone generators. Typisch liefert sie eine einstellbare Wechselspannung in der Grössenordnung von mehreren 100 Volt bis 20000 Volt bei Frequenzen im Bereich des technischen Wechselstroms bis hin zu einigen 1000 kHz - abhängig von der Elektrodengeometrie, Druck im Entladungsraum und Zusammensetzung des Füllgases. Typically, it provides an adjustable AC voltage in the order of several 100 volts to 20,000 volts at frequencies in the range of technical alternating current up to a few 1000 kHz - depending on the electrode geometry, pressure in the discharge space and composition of the filling gas.
  • [0015] [0015]
    Das Füllgas ist, zB Quecksilber, Edelgas, Edelgas-Metalldampf-Gemisch, Edelgas-Halogen-Gemisch, gegebenenfalls unter Verwendung eines zusätzlichen weiteren Edelgases, vorzugsweise Ar, He, Ne, als Puffergas. The filling gas is, for example, mercury, noble gas, inert gas metal-vapor mixture, noble gas-halogen mixture, optionally using an additional further noble gas, preferably Ar, He, Ne, as a buffer gas.
  • [0016] [0016]
    Je nach gewünschter spektraler Zusammensetzung der Strahlung kann dabei eine Substanz/Substanzgemisch gemäss nachfolgender Tabelle Verwendung finden: Depending on the desired spectral composition of the radiation can be used a substance / mixture of substances according to the following table:
    Figure imgb0001
  • [0017] [0017]
    Daneben kommen eine ganze Reihe weiterer Füllgase in Frage: In addition, a number of other filling gases are:
    • Ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) oder Hg mit einem Gas bzw. Dampf aus F₂, J₂, Br₂, Cl₂ oder eine Verbindung die in der Entladung ein oder mehrere Atome F, J, Br oder Cl abspaltet; A noble gas (Ar, He, Kr, Ne, Xe), or Hg with a gas or vapor from F₂, J₂, Br₂, Cl₂ or a compound which in the discharge one or more atoms F, I, Br or Cl cleaves;
    • ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) oder Hg mit O₂ oder einer Verbindung, die in der Entladung ein oder mehrere 0-Atome abspaltet; a noble gas (Ar, He, Kr, Ne, Xe), or Hg with O₂ or a compound that splits off in the discharge one or more 0 atoms;
    • ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) mit Hg. an inert gas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) with Hg.
  • [0018] [0018]
    In der sich bildenden stillen elektrischen Entladung (silent discharge) kann die Elektronenenergieverteilung durch Dicke der Dielektrika und deren Eigenschaften Druck und/oder Temperatur im Entladungsraum optimal eingestellt werden. In the forming silent electric discharge (silent discharge), the electron energy distribution can be optimally adjusted by the thickness of the dielectric properties and their pressure and / or temperature in the discharge space.
  • [0019] [0019]
    Bei Anliegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden 3 und 4 bildet sich eine Vielzahl von Entladungskanälen 7 (Teilentladungen) im Entladungsraum 5 aus. With the application of an alternating voltage between the electrodes 3 and 4, a plurality of discharge channels 7 (partial discharge) in the discharge chamber 5 is formed. Diese treten mit den Atomen/Molekülen des Füllgases in Wechselwirkung, was schlussendlich zur UV oder VUV-Strahlung führt. These occur with the atoms / molecules of the filling gas in interaction, which ultimately leads to UV or VUV radiation.
  • [0020] [0020]
    Anstelle eines schmalen Drahtnetzes als Aussenlektrode 4 können auch zwei voneinander distanzierte schmale Aussenelektroden 4a und 4b (Fig.1b) oder ein breiteres Drahtnetz, das sich etwa über ein Sechstel des Rohrumfangs erstreckt (Fig.1c), verwendet werden. Instead of a narrow wire network as Aussenlektrode 4 and two spaced from one another narrow outer electrodes 4a and 4b (FIGURE 1b) or a wide wire mesh that extends over approximately one-sixth of the pipe circumference may be (Fig.1c) used. Statt eines Drahtnetzes kann auch eine perforierte Metallfolie oder ein UV-transparenter, elektrisch leitfähiger Belag benutzt werden. Instead of a wire net, a perforated metal foil or a UV-transparent, electrically conductive coating can be used.
    Neben den vorstehend genannten festen Aussenelektroden kann auch ein transparenter Elektrolyt verwendet werden. In addition to the above-mentioned solid outer electrodes and a transparent electrolyte may be used. In der Ausführungsform nach Fig.2 tauchen drei Dielektrikumsrohre 1 mit innenliegenden mit Innenelektroden 3 versehenen inneren Dielektrikumsrohren 2 in ein mit Wasser 4′ gefülltes Quarzgefäss 8 ein. In the embodiment of Figure 2 dive three dielectric tubes 1 with interior provided with internal electrodes 3 inner dielectric tubes 2 in a water 4 'filled quartz vessel 8. Ueber die Eintauchtiefe t kann die Grösse des gezündeten Segments variiert werden. About the immersion depth t, the size of the segment ignited be varied. Durch entsprechende Auswahl des Elektrolyten kann darüber hinaus eine zusätzliche optische Filterwirkung erreicht werden: so blockiert zB Wasser sehr effektiv eventuell vorhandene Infrarotstrahlung aus der Entladung. By appropriate choice of electrolyte an additional optical filter effect can be achieved beyond: such as water blocked very effectively any existing infrared radiation from the discharge. Dies ist insbesondere bei der Bestrahlung sehr temperaturempfindlicher Substanzen von Wichtigkeit. This is very temperature-sensitive substances of particular importance during irradiation.
  • [0021] [0021]
    In Fig.3 ist veranschaulicht, auf welche Weise eine Mehrzahl von Zylinderstrahlern gemäss Fig.1c zu einem Flächenstrahler zusammengefasst werden können. In Figure 3 illustrated the ways in which a plurality of cylindrical radiators can be grouped according to Fig.1c to a surface emitter. Ein Tragkörper 9 aus einem elektrisch isolierendem Material, jedoch mit guter thermischer Leitfähigkeit, zB auf Keramik-Basis, ist zu diesem Zweck mit einer parallelen Rillen 10 mit halbkreisförmigem Querschnitt versehen, die um mehr als einen Aussenrohrdurchmesser voneinander beabstandet sind. A support body 9 of an electrically insulating material, but with good thermal conductivity, such as ceramic-based, is provided for this purpose with a parallel grooves 10 with a semicircular cross section, which are spaced by more than one outer tube diameter from each other. Die Rillen 10 sind den äusseren Quarzrohren 1 angepasst und durch Beschichten mit einem UV-reflektierenden Material, zB Aluminium, das mit einer Schutzschicht aus MgF₂ versehen ist. The grooves 10 are the outer quartz tubes 1 and adapted. By coating with a UV-reflective material, eg aluminum, which is provided with a protective layer of MgF₂ Zusätzlichen Bohrungen 11, die in Richtung der Rohre 1 verlaufen, dienen der Kühlung der Einzelstrahler. Additional holes 11, which extend in the direction of the tubes 1, are used for cooling the individual radiators.
  • [0022] [0022]
    Für spezielle Anwendungen kann man Einzelstrahler mit verschiedenen Gasfüllungen und damit verschiedenen (UV-)Wellenlängen kombinieren. For special applications can be individual radiators with different gas fillings and thus combine different (UV) wavelengths.
  • [0023] [0023]
    Der Tragkörper 9 muss nicht unbedingt plattenförmig ausgebildet sein. The support body 9 is not necessarily plate-shaped. Er kann auch einen hohlzylindrischen Querschnitt mit regelmässig über seinen Innenumfang verteilten achsparallelen Rillen aufweisen, in welche jeweils ein Strahlerelement nach Fig.1a bis 1c eingelegt ist analog zu Fig.7 oder Fig.8 der eingangs genannten EP-A-0 385 205. It may also have a hollow cylindrical cross-section with regularly distributed over its inner periphery axially parallel grooves in each of which a radiating element according to Figure 1a is loaded to 1c analogous to Figure 7 or Figure 8 of the aforementioned EP-A 0 385 205th
  • [0024] [0024]
    Die Bestrahlungseinrichtung gemäss Fig.4 entspricht grundsätzlich derjenigen nach Fig.3. The irradiation device according to Figure 4 generally corresponds to that according to Figure 3. mit zusätzlichen in Längsrichtung des Tragkörpers 9 verlaufenden Kanälen 12. Diese Kanäle stehen mit dem Aussenraum 13 über eine Vielzahl von Bohrungen oder Schlitze 14 im Tragkörper 9 in Verbindung.Die Kanäle 12 sind an eine nicht dargestellte Inertgasquelle, zB Stickstoff- oder Argonquelle angeschlossen. with additional running in the longitudinal direction of the supporting body 9 channels 12. These channels communicate with the outer space 13 via a plurality of bores or slots 14 in the support body 9 in Verbindung.Die channels 12, for example, nitrogen or argon source are connected to an inert gas source, not shown, connected. Von den Kanälen 12 gelangt das unter Druck stehende Inertgas auf dem beschriebenen Wege in den Behandlungsraum 13. Zusätzlich ist in Fig.4 eine besonders einfache und wirtschaftliche Ausführung für die Aussenelektrode veranschaulicht. From the channels 12, the inert gas under pressure arrives at the described way in the treatment space 13. In addition in Figure 4 is a particularly simple and economical embodiment of the external electrode is illustrated. Diese Aussenelektrode ist allen Strahlern gemeinsam. This outer electrode is common to all radiators. Sie besteht aus einem durchgehenden Drahtnetz oder Drahtgeflecht 15 mit in Rohrlängsrichtung verlaufenden halbkreisförmigen Ausbuchtungen, die sich an die äusseren Quarzrohre 1 anschmiegen. It consists of a continuous wire mesh or wire mesh with 15 runs in the tube longitudinal direction semicircular spots, that hug the outer quartz tubes 1.
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