Hochleistungsstrahler

Beschreibung

Technisches Gebiet

[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 erstes rohrförmiges und ein zweites Strahlungsdurchlässiges Dielektrikum gebildet sind, welches auf seinen dem Entladungsraum abgewandten Oberflächen mit ersten und zweiten Elektroden versehen ist, mit einer an die ersten und zweiten Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle zur Speisung der Entladung.

[0002] Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich etwa aus der EP-A 054 111, der US-Patentanmeldung 07/076 926 oder auch der EP-Patentanmeldung 88113393.3 vom 22.08.1988 oder der US-Patentanmeldung 07/260,869 vom 21.10.1988 ergibt.

Technologischer Hintergrund und Stand der Technik

[0003] Der industrielle Einsatz photochemischer Verfahren hängt stark von der der Verfügbarkeit geeigneter UV-Quellen ab. Die klassischen UV-Strahler liefern niedrige bis mittlere UV-Intensitäten bei einigen diskreten Wellenlängen, wie z.B. 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. Die neuen Excimer-Laser haben einige neue Wellenlängen für photochemische Grundlagenexperimente bereitgestellt, sind z.Zt. aus Kostengründen für einen industriellen Prozess wohl nur in Ausnahmefällen geeignet.

[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. November 1987, wird ein neuer Excimerstrahler beschrieben. 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. In den nur kurzzeitig (< 1 Mikrosekunde) vorhandenen Stromfilamenten dieser Entladung werden durch Elektronenstoss Edelgasatome angeregt, die zu angeregten Molekülkomplexen (Excimeren) weiterreagieren. Diese Excimere leben nur einige 100 Nanosekunden und geben beim Zerfall ihre Bindungsenergie in Form von UV-Strahlung ab.

[0005] Der Aufbau eines derartigen Excimerstrahlers entspricht bis hin zur Stromversorgung 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.

[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. Bei Rundstrahlern hingegen wird ein nicht unbeachtlicher Anteil der Strahlung durch Schattenwirkung der Innenelektrode nicht ausgenützt.

Darstellung der Erfindung

[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 Schattenwirkung der Innenelektrode(n) auf ein Minimum reduziert ist.

[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Hochleistungsstrahler der eingangs genannten Gattung ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass das zweite Dielektrikum ein innerhalb des ersten rohrförmigen Dielektrikums angeordneter Stab aus dielektrischem Material ist, in dessen Innerem ein elektrischer Leiter eingelegt oder eingebettet ist, welcher Leiter die zweite Elektrode bildet.

[0009] Vorzugsweise ist der Aussendurchmesser des vorzugsweise aus Quarzglas bestehenden Stabes fünf bis zehn mal kleiner als der Innendurchmesser des äusseren Rohres.

[0010] In vielen Fällen möchte man die Strahlung vorzugsweise in eine Richtung auskoppeln, z.B. um eine Oberfläche zu bestrahlen. Die ideale Entladungsgeometrie für diesen Zweck ist ein auf der Rückseite verspiegelter Flachstrahler (z.B. gemäss der EP-A-0254 111). Die Herstellung flacher Quarzzellen ist mit grossem technischen Aufwand und entsprechend hohen Kosten verbunden. Man kann auf einfache Weise eine Vorzugsrichtung der Abstrahlung erreichen, wenn man die Entladung ungleichmässig im Entladungsspalt verteilt, was man am einfachsten durch eine exzentrische Anordnung des Dielektrikumsstabes erreichen kann. Dadurch erreicht man, dass die elektrische Entladung überwiegend auf der Seite erfolgt, auf der die optische Strahlung ausgekoppelt werden soll.

[0011] Anstelle von auf dem ganzen Umfang des äusseren Dielektrikumsrohres aufgebrachter Aussenelektroden genügt eine teilweise Bedampfung oder Beschichtung auf der Rückseite, wobei die Schicht gleichzeitig als Elektrode und Reflektor dient. Als Material, das sich sowohl gut aufdampfen lässt, als auch eine hohe UV-Reflexion besitzt, bietet sich Aluminium an, das mit einer geeigneten Schutzschicht versehen ist (eloxiert,MgF₂-Beschichtung).

[0012] Man kann leicht mehrere solcher exzentrischen Strahler zu Blöcken kombinieren, die zur Bestrahlung grosser Flächen geeignet sind. Die (halbzylindrischen) Aussparungen im Aluminiumblock dienen gleichzeitig als Halterung für die Quarz-Entladungsröhren, als (Erd-)Elektrode und als Reflektor. Es können beliebig viele dieser Entladungsrohren parallel- geschaltet werden, indem man die Innenlektroden an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle legt. Für spezielle Anwendungen kann man Röhren mit verschiedener Gasfüllung und damit verschiedene (UV-)Wellenlängen kombinieren. Die beschriebenen Alublöcke müssen nicht unbedingt ebene Oberflächen haben. Man kann sich auch zylindrische Anordnungen vorstellen, bei denen die Aussparungen zur Aufnahme der Entladungsröhren entweder aussen oder innen angebracht sind.

[0013] Bei höheren Leistungen ist es möglich, die Aluminiumblöcke zu kühlen, z.B. indem man zusätzliche Kühlkanäle vorsieht. Auch die einzelnen Gasentladungsröhren kann man zusätzlich kühlen, wenn man z.B. die Innenelektrode als Kühlkanal ausbildet.

[0014] 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. Es gibt mindestens zwei Gründe, die eine UV-Behandlung unter Ausschluss von Luft angezeigt erscheinen lassen. Der erste Grund liegt vor, wenn die Strahlung so kurzwellig ist, dass sie von Luft absorbiert und damit abgeschwächt wird (Wellenlängen < 190 nm). Diese Strahlung führt zur Sauerstoffspaltung und damit zur unerwünschten Ozonbildung. Der zweite Grund liegt vor, wenn die beabsichtigte photochemische Wirkung der UV-Strahlung durch die Anwesenheit von Sauerstoff behindert wird (oxygen inhibition). Dieser Fall tritt z.B. bei der Photovernetzung (UV-Polymerisation, UV-Trockung) von Lacken und Farben auf. Diese Vorgänge sind an sich bekannt und beispielsweise im Buch "U.V.and E.B. Curing Formulation for Printing Ink, Coatings and Paints", herausgegeben 1988 von SITA-Technology, 203 Gardiner House, Broomhill Road, London SW18, Seiten 89 - 91, beschrieben. In diesen Fällen ist erfindungsgemäss vorgesehen, Mittel zur Spülung des Behandlungsraums mit einem inerten UV-transparenten Gas wie z.B. Stickstoff oder Argon vorzusehen. Insbesondere bei Konfigurationen, bei denen die erste Elektrode gemäss Anspruch 5 aus einem mit Rillen versehenen Metallblock ausgebildet ist, lässt sich eine derartige Spülung ohne grossen technischen Aufwand verwirklichen, z.B. durch zusätzliche von einer Inertgasquelle gespeiste und gegen den Entladungsraum offene Kanäle. 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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0015] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt; darin zeigt

Fig.1

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zylinderstrahlers mit konzentrischer Anordnung des inneren Dielektrikumsstabes im Querschnitt;

Fig.2

eine Abwandlung des Strahlers nach Fig.1 ,mit einer exzentrischen Anordnung des inneren Dielektrikums;

Fig. 3

eine Ausführungsform eines Zylinderstrahlers mit konzentrischer Anordnung des inneren Dielektrikums und einer Aussenelektrode in Form einer Beschichtung, die sich nur über einen Teil des Umfangs des äusseren Dielektrikumsrohres erstreckt, wobei die Beschichtung gleichzeitig als Reflektor dient;

Fig.4

eine Ausführungsform eines Zylinderstrahlers analog Fig. 3 jedoch mit exzentrischer Anordnung des inneren Dielektrikums und einer Beschichtung, die sich nur über einen Teil des Umfanges des äusseren Dielektrikumsrohres erstreckt, welche Beschichtung gleichzeitig als Aussenelektrode und als Reflektor dient;

Fig.5

die Zusammenfassung mehrerer Strahler nach Fig.3 zu einem Flächenstrahler;

Fig. 6

die Zusammenfassung mehrerer Strahler nach Fig.4 zu einem Flächenstrahler;

Fig.7

eine Abwandlung von Fig. 5 in Gestalt eines aus einer Vielzahl Strahlern gemäss Fig.3 zusammengesetzten grossflächigen Zylinderstrahlers.

Fig. 8

eine Abwandlung von Fig. 6 in Gestalt eines aus einer Vielzahl von Strahlern gemäss Fig.4 zusammengestzten grossflächigen Zylinderstrahlers;

Fig. 9

eine Weiterbildung des Strahlers nach Fig.5 mit Mitteln zur Zufuhr eines Inertagases in den Behandlungsraum;

Fig.10

eine Weiterbildung des Strahlers nach Fig.6 mit Mitteln zur Zufuhr eines Inertgases in den Behandlungsraum.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0016] In Fig.1 ist ein Quarzrohr 1 mit einer Wandstärke von etwa 0,5 bis 1,5 mm und einem Aussendurchmesser von etwa 20 bis 30 mm mit einer Aussenelektrode 2 in Form eines Drahtnetzes versehen. Konzentrisch im Quarzrohr 1 ist ein zweites Quarzrohr 3 angeordnet mit einem wesentlich kleineren Aussendurchmesser als der Innendurchmesser des Quarzrohres 1, typisch 3 bis 5 mm Aussendurchmesser.
In das innere Quarzrohr 3 ist ein Draht 4 eingeschoben. Dieser bildet die Innenelektrode des Strahlers, das Drahtnetz 2 die Aussenelektrode des Strahlers.
Das äussere Quarzrohr 1 ist an beiden Enden verschlossen. Der Raum zwischen den beiden Rohren 1 und 3, der Entladungsraum 5, ist mit einem unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Gas/Gasgemisch gefüllt. Die beiden Elektroden 2,4 sind mit den beiden Polen einer Wechselstromquelle 6 verbunden. Die Wechselstromquelle entspricht grundsätzlich jenen, wie sie zur Anspeisung von Ozonerzeugern verwendet werden. 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.

[0017] Das Füllgas ist, z.B. Quecksilber, Edelgas, Edelgas-Metalldampf-Gemisch, Edelgas-Halogen-Gemisch, gegebenenfalls unter Verwendung eines zusätzlichen weiteren Edelgases, vorzugsweise Ar, He, Ne, als Puffergas.

[0018] Je nach gewünschter spektraler Zusammensetzung der Strahlung kann dabei eine Substanz/Substanzgemisch gemäss nachfolgender Tabelle Verwendung finden:

Füllgas	Strahlung
Helium	60 - 100 nm
Neon	80 - 90 nm
Argon	107 - 165 nm
Argon + Fluor	180 - 200 nm
Argon + Chlor	165 - 190 nm
Argon + Krypton + Chlor	165 - 190, 200 - 240 nm
Xenon	160 - 190 nm
Stickstoff	337 - 415 nm
Krypton	124, 140 - 160 nm
Krypton + Fluor	240 - 255 nm
Krypton + Chlor	200 - 240 nm
Quecksilber	185, 254, 320-370, 390-420 nm
Selen	196, 204, 206 nm
Deuterium	150 - 250 nm
Xenon + Fluor	340 - 360 nm, 400 - 550 nm
Xenon + Chlor	300 - 320 nm

[0019] Daneben kommen eine ganze Reihe weiterer Füllgase in Frage:

• 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;
• ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) oder Hg mit O₂ oder einer Verbindung, die in der Entladung ein oder mehrere 0-Atome abspaltet;
• ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) mit Hg.

[0020] 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.

[0021] Bei Anliegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden 2, 4 bildet sich eine Vielzahl von Entladungskanälen (Teilentladungen) im Entladungsraum 5 aus. Diese treten mit den Atomen/Molekülen des Füllgases in Wechselwirkung, was schlussendlich zur UV oder VUV-Strahlung führt.

[0022] Anstelle von Quarzröhrchen 3 mit eingelegtem Draht können auch Quarzstäbe, in die ein Metalldraht eingeschmolzen ist, verwendet werden. Auch Metallstäbe, die mit einem Dielektrikum überzogen sind, führen zum Erfolg.

[0023] Anstelle eines Drahtnetzes 2 kann auch eine perforierte Metallfolie oder ein UV-transparenter, elektrisch leitfähiger Belag benutzt werden.

[0024] Will man mit einfachen Mitteln eine Vorzugsrichtung der Abstrahlung erzielen, verteilt man die Entladung ungleichmässig im Entladungsraum. Am einfachsten kann dies durch exzentrische Anordnung des inneren Dielektrikumsrohres 3 im äusseren Rohr 1 erfolgen, wie dies in Fig. 2 beispielsweise veranschaulicht ist.

[0025] In Fig.2 ist das innere Quarzrohr 3 ausserhalb des Zentrums nahe der Innenwand des Rohres 1 angeordnet. Im Grenzfall kann sogar das Rohr 3 am Rohr 1 anliegen und dort linienförmig oder punktuell mit der Innenwand verklebt sein.

[0026] Die exzentrische Anordnung des inneren Quarzrohres und damit der inneren Elektrode 4 hat keinen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Entladung. Bei knapp eingestellter Spitzenspannung zündet nur ein schmaler Bereich in unmittelbarer Nähe des Quarzrohres 3. Durch Erhöhung der Spannung kann man nach und nach die Entladungszone vergrössern, bis der ganze Entladungsraum 5 mit leuchtendem Plasma gefüllt ist.

[0027] Statt einer auf den gesamten Aussenumfang des äusseren Dielektrikumsrohres 1 aufgebrachten Elektrode 2 (Fig. 2) genügt auch eine teilweise Beschichtung der äusseren Oberfläche des Rohres 1, wie es in Fig.3 veranschaulicht ist. Die sich über etwa die Hälfte des Aussenumfangs des Rohres 1 erstreckende Beschichtung 7 ist gleichzeitig Aussenelektrode und Reflektor. Entsprechend Fig.2 ist auch hier eine exzentrische Anordnung des inneren Quarzrohres 3 möglich, wobei die Beschichtung 7 sich nur symmetrisch über den dem inneren Quarzrohr 3 zugewandten Aussenwandabschnitt erstreckt. Diese Schicht 7 ist gleichzeitig Aussenelektrode und Reflektor. Als Material, das sich sowohl gut aufdampfen lässt, als auch eine hohe UV-Reflexion besitzt, bietet sich insbesondere Aluminium an.

[0028] In Fig.5 ist veranschaulicht, auf welche Weise eine Vielzahl von konzentrischen Strahlern gemäss Fig.3 zu einem Flächenstrahler zusammengefasst werden können. Fig.6 zeigt eine entsprechende Anordnung mit exzentrisch angeordneten inneren Quarzrohren 3 nach Fig.4. Ein Aluminiumkörper 8 ist zu diesem Zweck mit einer Vielzahl paralleler Rillen 9 mit kreisrundem Querschnitt versehen, die um mehr als einen Aussenrohrdurchmesser voneinander beabstandet sind. Die Rillen 9 sind den äusseren Quarzrohren 1 angepasst und durch Polieren oder dergleichen so behandelt, dass sie gut reflektieren. Zusätzlichen Bohrungen 10, die in Richtung der Rohre 1 verlaufen, dienen der Kühlung der Strahler.

[0029] Die Wechselstromquelle 6 führt mit ihrem einen Pol an den Aluminiumkörper 8, die Innenelektroden 4 der Strahler sind parallelgeschaltet und mit dem anderen Pol der Quelle 6 verbunden.

[0030] Analog zu den Beschichtungen 7 der Fig.3 bzw. Fig.4 dienen im Fall der Fig.5 und 6 die Rillenwände sowohl als Aussenelektrode als auch als Reflektoren.

[0031] Für spezielle Anwendungen kann man Einzelstrahler mit verschiedenen Gasfüllungen und damit verschiedenen (UV-)Wellenlängen kombinieren.

[0032] Die Aluminiumkörper 8 müssen nicht unbedingt ebene Oberflächen haben. Z.B. veranschaulichen Fig.7 und 8 eine Variante mit einem hohlzylindrischen Aluminiumkörper 8a mit regelmässig über seinen Innenumfang verteilten achsparallelen Rillen 9 in die jeweils ein Strahlerelement nach Fig.3 bzw. Fig.4 eingelegt ist.

[0033] Der Strahler nach Fig.9 entspricht grundsätzlich demjenigen nach Fig.5. mit zusatzlichen in Längsrichtung des Metallblocks 8 verlaufenden Kanälen 11. Diese Kanäle stehen mit dem Behandlungsraum 12 über eine Vielzahl von Bohrungen oder Schlitzen 13 im Metallblock 8 in Verbindung, und zwar über den vergleichweise schmalen, durch unvermeidliche Fertigungstoleranzen der Quarzrohre 1 bedingten Spalt zwischen den äusseren Quarzrohren 1 und den Rillen 9 im Metallblock 8 in Verbindung. Die Kanäle 11 sind an eine nicht dargestellte Inertgasquelle, z.B. Stickstoff- oder Argonquelle angeschlossen. Von den Kanälen 11 gelangt das unter Druck stehende Inertgas auf dem beschriebenen Wege in den Behandlungsraum 12. Dieser Behandlungsraum wird einerseits durch Schenkel 14 am Metallblock 8 und durch das zu bestrahlende Substrat 15 begrenzt. Er füllt sich in kurzer Zeit mit Inertgas. Je nach Grösse des Spaltes 16 zwischen dem Substrat 15 und den Enden der Schenkel 14 entweicht dabei eine gewisse Leckgasmenge, welche aber durch die Inertgasquelle nachgeliefert wirde. Auf diese Weise werden die eingangs beschriebenen Wechselwirkungen zwischen der in den Entladungsräumen 5 erzeugten UV-Strahlung und dem Luftsauerstoff zuverlässig vermieden.

[0034] In Fig.10 ist eine weitere Möglichkeit der Inertgaszufuhr zum Behandlungsraum 12 veranschaulicht. Der Strahler entspricht dabei weitgehend demjenigen nach Fig.6. Zusätzlich sind jedoch zwischen benachbarten Quarzrohren 5 in Längsrichtung des Metallblocks 8 verlaufende Kanäle 11 vorgesehen, welche über Bohrungen oder Schlitze 13 unmittelbar mit dem Behandlungsraum 12 verbunden sind. Ansonsten entspricht Aufbau und Wirkungsweise denjenigen nach Fig.9.

[0035] Es versteht sich von selbst, dass auch die Zylinderstrahler nach den Figuren 7 und 8 mit Mitteln zur Zufuhr von Inertgas in den Behandlungsraum (dort das Innere des Rohres 8a) versehen werden können, ohne den den die Erfindung gesteckten Rahmen zu verlassen.

Ansprüche

1. Hochleistungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem mit unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendenden Füllgas gefüllten Entladungsraum (5), dessen Wandungen durch ein erstes rohrförmiges (1) und ein zweites Strahlungsdurchlässiges Dielektrikum (3) gebildet sind, welches auf seinen dem Entladungsraum (5) abgewandten Oberflächen mit ersten (2, 7) und zweiten Elektroden (4) versehen ist, mit einer an die ersten und zweiten Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle (6) zur Speisung der Entladung, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dielektrikum ein innerhalb des ersten rohrförmigen Dielektrikums (1) angeordneter Stab (3) aus dielektrischem Material ist, in dessen Innerem ein elektrischer Leiter (4) eingelegt oder eingebettet ist, welcher Leiter die zweite Elektrode bildet.

2. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Stabes (3) fünf bis zehn mal kleiner ist als der Innendurchmesser des ersten rohrförmigen Dielektrikums (1).

3. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (3) aus dielektrischem Material exzentrisch im ersten rohrförmigen Dielektrikum (1) angeordnet ist.

4. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (7) die Aussenwand des ersten Dielektrikums (1) nur in dem Abschnitt bedeckt, der dem zweiten Dielektrikum (3) zugeordnet und als Reflektor ausgebildet ist.

5. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode und der Reflektor als Materialausnehmungen, vorzugsweise Rillen (9), in einem Metallkörper (8) ausgebildet sind.

6. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Metallkörper (8) Kühlbohrungen (10) vorgesehen sind, welche die Materialausnehmungen (9) nicht anschneiden.

7. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Materialausnehmungen (9) dem Aussendurchmesser des ersten Dielektrikums (1) angepasst ist und die Ausnehmungswandungen als UV-Reflektoren ausgebildet sind.

8. Hochleistungsstrahler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (11,13) zur Zuführung von Inertgas in den Raum (12) ausserhalb des ersten rohrförmigen Dielektrikums (1) vorgesehen sind.

9. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Metallkörper (8,8a) Kanäle (11) vorgesehen sind, welche unmittelbar oder mittelbar mit dem Behandlungsraum (12) in Verbindung stehen, durch welche Kanäle (11) ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff oder Argon, zuführbar ist.

10. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (11) jeweils zwischen benachbarten Dielektrikumsrohren (1) angeordnet sind und über Bohrungen oder Schlitze (13) mit dem Behandlungsraum (12) in Verbindung stehen.

Claims

1. A high power emitter in particular for ultraviolet light, with a discharge chamber (5) filled with a filling gas emitting radiation under discharge conditions, the walls of which chamber are formed by a first tubular dielectric (1) and a second dielectric (3) penetrable by radiation, which on its surfaces facing away from the discharge chamber (5) is provided with first electrodes (2,7) and second electrode (4), with an alternating current source (6) connected to the first and second electrodes to store the discharge, characterised in that the second dielectric is a rod (3) of dielectric material arranged inside the first tubular dielectric (1), in the interior of which an electric conductor (4) is placed or embedded, which conductor forms the second electrode.

2. A high power emitter according to Claim 1, characterised in that the external diameter of the rod (3) is five to ten times smaller than the internal diameter of the first tubular dielectric (1).

3. A high power emitter according to Claim 1 or 2, characterised in that the rod (3) of dielectric material is arranged eccentrically in the first tubular dielectric (1).

4. A high power emitter according to Claim 3, characterised in that the first electrode (7) covers the outer wall of the first dielectric (1) only in the section which is associated with the second dielectric (3) and constructed as a reflector.

5. A high power emitter according to Claim 4, characterised in that the first electrode and the reflector are constructed as material recesses, preferably grooves (9), in a metal body (8).

6. A high power emitter according to Claim 5, characterised in that in the metal body (8) cooling bores (10) are provided, which do not intersect the material recesses (9).

7. A high power emitter according to Claim 5, characterised in that the cross-section of the material recesses (9) is matched to the external diameter of the first dielectric (1) and the recess walls are constructed as UV reflectors.

8. A high power emitter according to one of Claims 5 to 7, characterised in that means (11,13) are provided for the supply of inert gas into the chamber (12) outside the first tubular dielectric (1).

9. A high power emitter according to Claim 8, characterised in that in the metal body (8,8a) channels (11) are provided, which communicate directly or indirectly with the processing chamber (12), through which channels (11) an inert gas, preferably nitrogen or argon, is able to be supplied.

10. A high power emitter according to Claim 9, characterised in that the channels (11) are arranged in each case between adjacent dielectric tubes (1) and communicate via bores or slits (13) with the processing chamber (12).

Revendications

1. Dispositif de rayonnement de forte puissance, en particulier pour lumière ultraviolette, comportant un espace de décharge (5) qui est rempli d'un gaz de remplissage émettant un rayonnement sous des conditions de décharge et dont les parois sont formées par un premier diélectrique tubulaire (1) et par un second diélectrique (3) qui est transparent au rayonnement et qui, sur ses surfaces situées du côté opposé à l'espace de décharge (5), est muni d'une première (2, 7) et d'une seconde (4) électrodes, et comportant aussi une source de courant alternatif (6), reliée à la première et à la seconde électrodes, pour alimenter la décharge, dispositif caractérisé par le fait que le second diélectrique est un barreau (3) de matériau diélectrique qui est disposé à l'intérieur du premier délectrique tubulaire (1) et à l'intérieur duquel est inséré, enrobé, un conducteur électrique (4) qui forme la seconde électrode.

2. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur du barreau (3) est de cinq à dix fois plus petit que le diamètre intérieur du premier diélectrique tubulaire (1).

3. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le barreau en matériau diélectrique est disposé excentriquement dans le premier diélectrique tubulaire (1).

4. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la première électrode (7) ne recouvre la paroi extérieure du premier diélectrique (1) que par la portion qui correspond au second diélectrique (3) et qui est conçue comme réflecteur.

5. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la première électrode et le réflecteur sont conçus sous forme d'évidements dans le matériau, de préférence sous forme de rainures (9), dans une pièce métallique (8).

6. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 5, caractérisé par le fait que dans la pièce métallique (10) sont prévus des perçages de refroidissement (10) qui n'intersectent pas les évidements (9) dans le matériau.

7. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la section des évidements (9) dans le matériau est adaptée au diamètre extérieur du premier diélectrique (1) et que les parois des évidements sont conçues sous forme de réflecteurs UV.

8. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que des moyens (11,13) sont prévus pour amener du gaz inerte dans l'espace (12) en dehors du premier diélectrique tubulaire (1).

9. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 8, caractérisé par le fait que dans la pièce métallique (8,8a) sont prévus des canaux (11) qui sont en liaison, directe ou indirecte, avec l'espace de traitement (12), canaux (11) par lesquels on peut amener un gaz inerte, de préférence de l'azote ou de l'argon.

10. Dispositif de rayonnement de forte puissance selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les canaux (11) sont chacun disposés entre les tubes de diélectrique voisins (1) et sont en liaison avec l'espace de traitement (12) par l'intermédiaire de perçages ou de fentes (13).

Zeichnung