Hochleistungsstrahler und seine Verwendung

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Hochleistungs-UV-Strahler, insbesondere eine Hochleistungs-Quecksilber-Niederdruckröhre, für den vertikalen Betrieb, mit einem zylindrischen Kolben aus UV-durchlässigem Glas und einem ein Füllgas enthaltenden Entladungsraum, in dem im Bereich jeden Kolbenendes eine erste oder eine zweite mit nach außen führenden elektrischen Anschlüssen versehene Elektrode mit einem Elektrodengestell angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des Hochleistungs-UV-Strahlers.
Üblicherweise werden Hochleistungs-UV-Strahler horizontal eingesetzt. Im Hinblick auf Effizienzerhöhung und Reduzierung der Temperatur des sogenannten Cold-Spots im Elektrodentotraum wurden Strahler mit Langgestellelektroden entwickelt, die allerdings eine geringere Lebensdauer als solche mit Kurzgestellelektroden aufweisen. Umgekehrt sind Hochleistungs-UV-Strahler mit symmetrischen Kurzgestellelektroden langlebiger, weisen aber keine optimale Dampfdruckkurve im Bereich der Elektroden auf.
Beim vertikalen Betrieb der bekannten Hochleistungs-UV-Strahler zeigen sich durch zusätzlich auftretende Konvektion die vorgenannten Nachteile besonders deutlich.
Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Länge des Elektrodengestells der ersten Elektrode gegenüber der Länge des Elektrodengestells der zweiten Elektrode um einen Betrag abweicht, wobei das Kolbenende mit dem längeren oder mit dem kürzeren Elektrodengestell eine Kennzeichnung aufweist. Derartige Strahler gewährleisten auch bei enggepackter Anordnung einen stabilen Hochleistungsbetrieb und eine einfache und korrekte Montage.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hochleistungs-UV-Strahler, insbesondere eine Hochleistungs-Quecksilber-Niederdruckröhre, für den vertikalen Betrieb, mit einem von einem zylindrischen an beiden Enden verschlossenen Kolben aus UV-durchlässigem Glas gebildeten und ein Füllgas enthaltenden Entladungsraum, in dem im Bereich jeden Kolbenendes eine erste oder eine zweite mit nach außen führenden elektrischen Anschlüssen versehene Elektrode mit einem Elektrodengestells angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des Hochleistungs-UV-Strahlers.

[0002] Hochleistungs-UV-Strahler auch Hochleistungsbräunungsröhren genannten, wie sie beispielsweise für die Behandlung bzw. Bräunung des menschlichen Körpers durch ultraviolette Strahlen Verwendung finden, sind was die Länge der Elektroden und. Elektrodengestelle betrifft, symmetrisch aufgebaut. D. h., an beiden Enden des von einem Quarzglaskolben gebildeten Entladungsraum ist je eine Elektrode mit einem Elektrodengestell angeordnet, das die gleiche Länge aufweist, wie das Elektrodengestell am gegenüberliegenden Ende des Quarzglaskolbens. Im Hinblick auf eine Erhöhung der Effizienz und Reduzierung der Temperatur des sogenannten Cold-Spots im Elektrodentotraum (Bereich hinter den Elektroden Richtung Kolbenende) wurden Strahler mit sogenannte Langgestellelektroden entwickelt, die allerdings eine geringere Lebensdauer als solche mit Kurzgestellelektroden aufweisen. Umgekehrt ist festzustellen, dass Hochleistungs-UV-Strahler mit symmetrischen Kurzgestellelektroden zwar langlebig sind, aber keine optimale Dampfdruckkurve im Bereich der Elektroden aufweisen. Üblicherweise werden beide Typen (Kurzgestellelektroden, Langgestellelektroden) der Hochleistungs-UV-Strahler im horizontalen Betrieb eingesetzt, beispielsweise in Sonnenbetten oder Bräunungsliegen, in Beleuchtungseinrichtungen in Form von Leuchtstoffröhren oder bei Entkeimungsanlagen.

[0003] Beim vertikalen Betrieb der bekannten Hochleistungs-UV-Strahler zeigen sich die vorgenannten Nachteile besonders deutlich, da die hierbei zusätzlich auftretenden Konvektion, die unausgewogene Strahlungsleistung über die Länge des Hochleistungs-UV-Strahlers noch verstärkt.

[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochleistungs-UV-Strahler für den vertikalen Betrieb zur Verfügung zu stellen, der die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet und auch bei enggepackter Anordnung der einzelnen Strahler einen stabilen Hochleistungsbetrieb sicherstellt, wobei eine korrekte Montage des Strahlers ohne zusätzlichen Aufwand gewährleistet sein soll.

[0005] Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Länge des Elektrodengestells der ersten Elektrode gegenüber der Länge des Elektrodengestells der zweiten Elektrode um einen Betrag abweicht, wobei das Kolbenende mit dem längeren oder mit dem kürzeren Elektrodengestell eine Kennzeichnung aufweist.

[0006] Der erfindungsgemäße Hochleistungsstrahler zeichnet sich dadurch aus, dass ein Elektrodengestell gegenüber dem anderen Elektrodengestell eine deutlich größere Länge aufweist. Die Temperatur des Cold-Spots im Elektrodentodraum wird am längeren Elektrodengestell hierdurch reduziert, wobei bei einer vertikalen Anordnung des Strahlers mit dem langen Elektrodengestell in der oberen Position die Dampfdruck- bzw. Effizienzkurve des Strahlers optimiert wird. Um eine korrekte Montage zu gewährleisten, weist der erfindungsgemäße Strahler an mindestens einem Kolbenende eine Kennzeichnung auf, die Aufschluss über die Länge des jeweiligen Elektrodengestelles gibt. Beispielsweise kann ein Richtungspfeil oder/und der Schriftzug "up" anzeigen, dass an diesem Ende das lange Elektrodengestell liegt und dieses Ende des Hochleistungs-UV-Strahlers oben zu montieren ist.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

[0008] Als vorteilhaft hinsichtlich der Optimierung der Effizienzkurve des erfindungsgemäßen Strahlers im vertikalen Betrieb hat sich erwiesen, wenn die Länge des ersten Elektrodengestells der ersten Elektrode gegenüber der Länge des Elektrodengestells der zweiten Elektrode um mindestens 5 Millimeter abweicht. Ein als wirksam erkannter Längenunterschied der Elektrodengestelle liegt bei 10 mm für etwa 2 Meter lange Strahler.

[0009] Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das UV-durchlässige Glas des Kolbens je nach Wandstärke des Kolbens und emittierten Wellenlängenbereich des Strahlers aus einem Borosilikatglas oder Quarzglas besteht. Für einen Wellenlängenbereich größer 280 nm und eine geringe Wandstärke des Kolbens (etwa 0,1 bis 0,3 mm) kann als UV-durchlässiges Glas Borosilikatglas eingesetzt werden. Anwendungen hierfür liegen in der Regel in der Beleuchtungstechnik, wo zur Umwandlung der Strahlung in sichtbares Licht zweckmäßigerweise Leuchtstoffe an der Innenwand des Glaskolbens aufgebracht sind, die eine Absorption der Strahlung im gewünschten Wellenlängenbereich ermöglichen. Für den Einsatz des erfindungsgemäßen Strahlers in Entkeimungsanlagen sind dagegen größeren Kolbenwandstärken bei geringeren Wellenlängen erforderlich, so dass aufgrund hoher, dauerhafter Transmission Quarzglas das Material der Wahl für den Kolben des Strahlers ist.

[0010] Für den erfindungsgemäßen Hochleistungs-UV-Strahler wird ein Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 170 nm und 1000 nm als zweckmäßig angesehen. Für verschiedene Einsatzzwecke werden bestimmte Wellenlängenbereiche bevorzugt. So liegt das bevorzugte UV-Spektrum für die Bräunung zwischen 280 nm und 400 nm, für Leuchtstoffröhren etwa zwischen 380 nm und 780 nm sowie für Strahler, die in Entkeimungsanlagen eingesetzt werden im Bereich zwischen 170 nm und 300 nm.

[0011] Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn die elektrische Leistungsaufnahme des Hochleistungs-UV-Strahlers 300 Watt nicht übersteigt, da hierdurch die Erwärmung des Hochleistungsstrahlers im Betrieb begrenzt ist. Dies geht mit einer verringerten Verlustleistung und damit höherer Effizienz einher.

[0012] Der erfindungsgemäße Hochleistungs-UV-Strahler findet besonders vorteilhaft in einer Bräunungs-, Entkeimungs-, oder Beleuchtungsvorrichtung Verwendung, wo er vertikal montiert wird.

[0013] Eine besonders bevorzugte Verwendung des Hochleistungs-UV-Strahlers ist die in einer Bräunungsvorrichtung in Form einer Sonnendusche. Die Sonnendusche umfasst als Kabine, in der eine Person aufrecht stehend sich aufhalten kann, eine im wesentlichen zylindrisches Gehäuse, an dessen Innenwandung die erfindungsgemäßen Hochleistungsstrahler in vertikaler Ausrichtung so angeordnet sind, dass das Kolbenende mit dem kurzen Elektrodengestell im unteren Bereich der Sonnendusche und das mit dem langen Elektrodengestell im oberen Bereich der Sonnendusche liegt. Der Hochleistungsstrahler weist für die korrekte und einfache Montage an mindestens einem Ende seines Quarzglaskolbens eine Kennzeichnung auf. Selbstverständlich ist für bestimmte Einzelfälle auch eine umgekehrte Montage (kurzes Elektrodengestell oben) der erfindungsgemäßen Hochleistungs-UV-Strahler möglich.

[0014] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochleistungsstrahlers.

[0015] Gemäß Figur 1 ist der Innenraum des aus Quarzglas bestehenden Lampenkolbens 1 zylindrisch aufgebaut, wobei sich die Elektroden 3, 3a entlang der Achse 2 des Lampenkolbens 1 symmetrisch gegenüberliegen. Die Gesamtlänge des Hochleistungs-UV-Strahlers beträgt 2 m. Im diesem Beispiel handelt es sich um eine Hochleistungs-Quecksilber-Niederdruckröhre für den Einsatz in Sonnenduschen. Die Elektroden 3, 3a sind jeweils über eine in dem aus Quarzglas bestehenden Lampenkolben 1 vakuumdicht eingebettete Stromdurchführung 4 mit dem äußeren Anschluss 5 verbunden. Die Elektroden 3, 3a sind jeweils mit einem zum Innern des Lampenkolben 1 gerichteten Elektrodengestells 6, 6a versehen, das eine glockenartige Form aufweist. Das Elektrodengestell 6 unterscheidet sich in seiner Länge gegenüber dem Elektrodengestell 6 a um 15 mm. An der Aussenwandung des Lampenkolbens 1 ist im Bereich des Elektrodengestells 6 eine Kennzeichnung 7 in Form eines Richtungspfeiles (in der Figur nicht dargestellt), der in Richtung des äußeren Anschlusses zeigt, angebracht.

Ansprüche

1. Hochleistungs-UV-Strahler, insbesondere Hochleistungs-Quecksilber-Niederdruckröhre, für den vertikalen Betrieb, mit einem von einem zylindrischen an beiden Enden verschlossenen Kolben aus UV-durchlässigem Glas gebildeten und ein Füllgas enthaltenden Entladungsraum, in dem im Bereich jeden Kolbenendes eine erste oder eine zweite mit nach außen führenden elektrischen Anschlüssen versehene Elektrode je mit einem Elektrodengestell angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Elektrodengestells (6; 6a) der ersten Elektrode (3; 3a) gegenüber der Länge des Elektrodengestells (6; 6a) der zweiten Elektrode (3; 3a) um einen bestimmten Betrag abweicht, wobei das Kolbenende mit dem längeren oder mit dem kürzeren Elektrodengestell (6; 6a) eine Kennzeichnung (7) aufweist.

2. Hochleistungs-UV-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Elektrodengestells (6; 6a) der ersten Elektrode (3; 3a) gegenüber der Länge des Elektrodengestells der zweiten Elektrode um mindestens 5 Millimeter abweicht.

3. Hochleistungs-UV-Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-durchlässige Glas je nach Wandstärke des Kolbens (1) und emittierten Wellenlängenbereich des Strahlers Quarzglas oder ein Borosilikatglas ist.

4. Hochleistungs-UV-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 170 bis 1000 nm abgibt.

5. Hochleistungs-UV-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leistungsaufnahme des Strahlers 300 Watt oder weniger beträgt.

6. Verwendung des Hochleistungs-UV-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einer Bräunungsvorrichtung oder in einer Entkeimungsvorrichtung oder in einer Beleuchtungsvorrichtung.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bräunungsvorrichtung eine Sonnendusche umfasst, die ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse aufweist, an dessen Innenwandung die Hochleistungs-UV-Strahler, insbesondere Hochleistungs-Quecksilber-Niederdruckröhren in vertikaler Ausrichtung so angeordnet sind, dass das Kolbenende mit dem kurzen Elektrodengestell (6; 6a) im unteren Bereich der Sonnendusche liegt, wobei das Kolbenende mit dem längeren oder mit dem kürzeren Elektrodengestell (6; 6a) eine Kennzeichnung (7) aufweist.

Zeichnung