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EP 1 811 542 A2 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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Veröffentlichungstag: |
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25.07.2007 Patentblatt 2007/30 |
(22) |
Anmeldetag: 13.12.2006 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
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Benannte Erstreckungsstaaten: |
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AL BA HR MK YU |
(30) |
Priorität: |
23.12.2005 DE 102005062638
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(71) |
Anmelder: Heraeus Noblelight GmbH |
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63450 Hanau (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Voronov, Alexei, Dr.
63450 Hanau (DE)
- Schilling, Franz
63579 Freigericht (DE)
- Reber, Silke
63571 Gelnhausen (DE)
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(74) |
Vertreter: Kühn, Hans-Christian |
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Heraeus Holding GmbH,
Schutzrechte,
Heraeusstrasse 12-14 63450 Hanau 63450 Hanau (DE) |
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Gasentladungsstrahler mit Aussenelektroden und einer Zündhilfe |
(57) Die Erfindung betrifft einen Gasentladungsstrahler mit einem Entladungsraum (1) und
außerhalb des Entladungsraums angeordneten Elektroden (2,4) und besteht darin, dass
die Umhüllung des Entladungsraums eine Ausbuchtung (3) aufweist, in der eine Elektrode
(4) in Richtung der Gegenelektrode (2) verlegt ist.
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[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasentladungsstrahler, insbesondere für
ultraviolettes Licht, mit einem mit Füllgas gefüllten Entladungsraum, mit außerhalb
des Entladungsraums angeordneten Elektroden und mit einer an die Elektroden angeschlossenen
Stromquelle zur Speisung der Entladung.
[0002] DE 42 22 130 beschreibt eine derartige Entladungslampe mit Mitteln zur lokalen Feldverzerrung
im Entladungsraum dessen Wandungen durch ein äußeres 1 und ein inneres Dielektrikum
2 gebildet sind. Es wird eine lokale Verengung 12 des koaxialen Entladungsraums gebildet.
Mit dieser Zündhilfe wird die Zündspannung leicht verringert. Diese Technik eignet
sich für koaxial angeordnete Entladungsräume, bei denen der Abstand zwischen Innen-
und Außenrohr bis zu 5 mm beträgt.
[0003] Es ist die erfindungsgemäße Aufgabe, die Zündspannung weiter zu reduzieren und die
Leistungsdichte bei gegebener Strahlerlänge zu erhöhen.
[0004] Zur Lösung der Aufgabe wird zumindest eine der äußeren Elektroden innerhalb einer
in den Gasraum ragenden Ausbuchtung der Entladungsraumhülle in Richtung der Gegenelektrode
verlegt.
[0005] Hierdurch wird die Zündspannung effektiv herabgesetzt. Dies ermöglicht wiederum über
erheblich vergrößerte Elektrodenabstände das Volumen bei gleicher Strahlerlänge zu
vergrößern und somit die abgestrahlte Leistung pro Längeneinheit zu erhöhen. Anschlussleistungen
von 100 W/cm Strahlerlänge werden ermöglicht, insbesondere sogar bis zu 500 W/cm.
Der erfindungsgemäße Effekt wirkt sich besonders bei koaxialen Anwendungen aus. Hierzu
wird in erfinderischer Weiterbildung eine Einbuchtung in den Gasraum als Stützelement
zwischen dem Innen- und Außenrohr angeordnet. Das Stützelement stabilisiert die Anordnung
von Innen und Außenrohr und ermöglicht das Bereitstellen von stabilisierten Strahlern
mit großer Länge.
Figur 1 zeigt einen quaderförmigen Entladungsraum;
Figur 2 zeigt einen koaxialen Entladungsraum mit Ausbuchtung am Innenrohr;
Figur 3 zeigt einen koaxialen Entladungsraum mit Ausbuchtung am Außenrohr.
[0006] Figur 1 zeigt einen quaderförmigen Entladungsraum aus Quarzglas 1, bei dem auf zwei
gegenüberliegenden Außenseiten Elektroden 2 angeordnet sind. Die Innenflächen der
Umhüllung sind durch eine Ausbuchtung 3 miteinander verbunden, wobei in der Ausbuchtung
ein metallischer Leiter 4 angeordnet ist. Grundsätzlich reicht eine Anordnung gemäß
Figur 1, 2 oder 3 bei der eine Elektrode 2 mit einem in Richtung auf die Gegenelektrode
2 gerichteten elektrischen Leiter 4 den Abstand zwischen den Elektroden verkürzt.
Besonders bewährt haben sich Anordnungen gemäß Figuren 1 bis 3. Dort wird ein an einer
Elektrode angeschlossener Leiter 4 innerhalb einer Ausbuchtung 3 in den Entladungsraum
bis knapp an die gegenüberliegende Innenwand des Gasraumes geführt. Die Auswölbung
kann mit der Gegenwand kontaktieren, so dass eine mechanische Stütze des Innenrohrs
erzielt wird. Eine derartige Anordnung eignet sich für besonders lange Entladungsräume.
[0007] Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hochleistungsstrahlers wird eine Quarzglaskapillare
3 mit innenliegendem und auf einer Seite herausragendem Leiter 4 mit dem Quarzglaskörper
1 und einer Elektrode 2 verbunden. Dabei wird das Metall 4 an seiner offenen Seite
elektrisch mit der Elektrode 2 verbunden und das Quarzglas der Kapillare dicht mit
dem Lampenkörper 1 abgeschlossen. Mit dieser Maßnahme wird die Zündspannung auf ungefähr
die Hälfte reduziert. Bei gängigen Lampen mit Zündspannung von 6 kV (Amplitude) wird
nunmehr lediglich 3 kV (Amplitude) benötigt. Die Kapillarlänge ist in etwa gleich
lang wie die Entladungsstrecke. Die Kapillare berührt dann die Gegenseite des Entladungsraums
so, dass zwischen der Kapillare und der Gegenseite des Entladungsraumes noch Gas vorhanden
ist, welches in Austausch mit dem Gas des gesamten Entladungsraumes steht.
[0008] Gegenüber ohne äußere Isolierung in den Entladungsraum platzierten Leitern vereinfacht
sich die Herstellung der erfindungsgemäßen Gasentladungsstrahler, da bei der Herstellung
des Strahlers mit erfindungsgemäßer Zündhilfe die Anwendung von Schutzgas nicht mehr
erforderlich ist. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass im Betrieb die beeinträchtigende
Verunreinigung durch Sputtern des im Entladungsraum platzierten Leiters unterbleibt.
[0009] Für Gasentladungsstrahler mit koaxialer Anordnung befindet sich der Entladungsraum
zwischen der Außenwand des Innenrohrs 1 und der Innenwand des Außenrohrs 1. Entsprechend
wird die Ausbuchtung 3 zwischen der Außenwand des Innenrohrs 1 und der Innenwand des
Außenrohrs 1 angeordnet.
[0010] Ein erfindungsgemäß ausgeführter Koaxialstrahler mit einem Abstand von 10 mm zwischen
dem Außen- und Innenrohr kann erfindungsgemäß mit einer Stromversorgung von 3 kV (Amplitude)
gezündet werden.
1. Gasentladungsstrahler mit einem Entladungsraum und außerhalb des Entladungsraums angeordneten
Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung des Entladungsraums eine Ausbuchtung aufweist, in der eine Elektrode
in Richtung der Gegenelektrode verlegt ist.
2. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Elektrodenflächen überwiegend 5 mm oder mehr, insbesondere 10 mm oder mehr,
beabstandet sind.
3. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasentladungsraum zwischen zwei koaxialen dielektrischen Rohren gebildet ist.
4. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung im Entladungsraum die Innenwände des Entladungsraums miteinander
verbindet.
5. Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungsstrahlers, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Leiter 4 über eine Ausbuchtung 3 in den Entladungsraum eingeführt
wird und durch die Ausbuchtung vom Gasentladungsraum isoliert wird.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente