DE19608042A1

DE19608042A1 - Einfache UV Filterlampe

Info

Publication number: DE19608042A1
Application number: DE1996108042
Authority: DE
Inventors: Gernot K Prof Dipl Phys Brueck
Original assignee: IMAB Stiftung
Current assignee: IMAB Stiftung
Priority date: 1996-03-02
Filing date: 1996-03-02
Publication date: 1997-09-04
Also published as: WO1997032158A1; EP0880657A1

Description

Stand der Technik

Alle Besonnungsgeräte, gleich ob für den Heimgebrauch oder auch für den professionel len Einsatz, sind mit UV Strahlenquellen ausgerüstet.

Bei Sonnenbänken sind das auf jeden Fall UV Röhren. Im Gesichtsbereich findet man bei hochwertigen Anlagen Hochdrucksysteme, welche aus den Subeinheiten Reflektor, Strahler und Filter bestehen.

Bei Heimgeräten sind auch die besseren Geräte mit Hochdruckgesichtsfeldern ausge stattet.

Da diese Einheiten als wirkungsvoll gelten, sind diese auch im Heimbereich nur als Ein zelgerät zu finden, wobei hiermit speziell das Gesicht gebräunt werden soll.

Wie schon zuvor dargestellt bestehen diese Hochdruckeinheiten üblicherweise aus einem Reflektor, einem Quecksilberdampf Hochdruckstrahler in einer entsprechenden Fassung und einem davor liegenden Filter. Diese Subsysteme sind meistens in einem Gehäuse zusammengefaßt.

Ein zusätzlicher Lüfter sorgt dafür, daß der Strahler nicht überhitzt wird.

Da die üblichen Strahler im Bereich der physikalischen Kosmetik nur mit einer Hochspan nung von ca. 4,5 kV gezündet werden können, muß zusätzlich neben dem Vorschaltgerät auch noch ein Zündgerät vorhanden sein.

Dieser Aufwand ist in gleicher Weise auch bei Sonnenbänken mit Hochdruckgesichtsfel dern notwendig, und dies für jedes einzelne Gesichtsfeld.

Es gibt auch noch eine Hochdrucklampe, wobei ein Hochdruckstrahler in einen Lampen kolben eingebaut ist. Hierdurch ergibt sich zwar ein vereinfachter Aufbau, aber wesentli chen Anforderungen wird nicht gefolgt.

Probleme

Neben dem erheblichen Aufwand für solche Hochdruckfelder sind noch diverse andere Probleme zu beobachten.

Der übliche Reflektor ist ein Lichtkasten aus Aluminium, bei dem der Entladungsbogen des Strahlers parallel zum parabelförmigen Reflektorblech angeordnet ist. Beim Schnitt durch die Plasmastrecke und das Reflektorblech liegt der Schnittpunkt der Plasmastrecke im Brennpunkt der Schnittlinie des Reflektorbleches.

Die korrekte Justierung in den Brennpunkt wird meistens nicht erzielt. Außerdem ist das Reflexionsvermögen des eingesetzten Aluminiummaterial meistens geringer als 80%. Dieser Wert wird durch den Einsatz einer Hammerschlagoberfläche nochmals reduziert.

Auch ist die Ausprägung des Reflektors als Lichtkasten nicht optimal, da die optische Geometrie nur für eine Ebene gilt. Hierdurch ergeben sich weitere Verluste.

Ein schlecht konzipierter Reflektor führt zu Verlusten auf der Bestrahlungsfläche von bis zu 70%. Dies bedeutet, daß dann nur noch 30% des Strahlenflusses eines Hochdruck strahlers auf der zu bestrahlenden Fläche zur Wirkung gelangt.

Bezüglich der Kühlung sind auch verschiedene Probleme zu beachten. Entweder ist die Kühlung zu gering, was schnell zum Aufblasen des Strahlers führt und dann auch zur Funktionsunfähigkeit oder ist diese zu stark, dann kommt der Strahler nicht auf die Be triebstemperatur, womit die Leistung reduziert bleibt.

Bei der Hochdrucklampe ist zwar das Reflektorproblem gelöst und auch der Aufbau deut lich vereinfacht, aber die Strahlung ist hinreichend unkontrolliert.

Als alleiniger Filter dient das eingesetzte Glas, dessen Öffnungsflanke im UVB sehr un terschiedlich ist, womit eine gleichmäßige UVB Strahlung nicht gegeben ist. Weiterhin ist weder das IR noch das sichtbare Licht geblockt, womit ein Gebrauch sehr problematisch bleibt.

Durch den Einsatz von geblasenen Glaskolben bleibt die Glasstärke unter 1 mm, womit auch die Filterfunktion aufs Unbrauchbare beschränkt bleibt.

Problemlösungen

Die Problemlösung stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung einer einfachen UV Filter lampe dar.

Hier sind die Funktionseinheiten einer üblichen Hochdruckeinheit für den Einsatz in der physikalischen Kosmetik in einer Lampe vereinigt, wobei die diversen Probleme, die sonst bei solchen System auftreten, ausgeräumt sind.

Ein Glaskolben, der vorzugsweise aus zwei Teilen besteht, umgibt einen Bräunungs strahler, der auf einen Ständer aufgebaut ist. Da der unter Teil des Glaskolbens als Pa raboloid ausgebildet ist und mit einer Aluminiumbeschichtung versehen ist und sich die Mitte der Plasmastrecke des Strahlers im Brennpunkt des Paraboloids befindet, ist das Reflexionsverhalten dieser Kombination hervorragend. Aus diesem Grunde, nämlich der hohen Effektivität der Strahler-Reflektor-Kombination kann die Leistung des Strahlers geringer bleiben als bei herkömmlichen Systemen.

Durch die Evakuierung der Lampe erübrigt sich der Einsatz eines Lüfters. Wird jedoch eine sehr hohe Leistung benötigt, kann die Lampe auch für eine Zwangskühlung einge richtete werden. Wegen des symmetrischen Aufbaus der Lampe läßt sich der Luftstrom der Kühlung genau festlegen, womit die Leistungsdaten erhalten bleiben.

Wesentlicher Bestandteil der Lampe ist aber das Filtersystem. Entweder der komplette Glaskolben oder vorzugsweise nur der obere Teil der UV-Filterlampe sind aus einem Spezialglas, welches sich dadurch auszeichnet, daß es weitgehend geblockt ist für das sichtbare und nahe IR Licht, wogegen für UVA eine hohe Transmission gegeben ist.

Weiterhin ist die Öffnungsflanke des Filterglases zum kurzwelligen UV so eingerichtet, daß die 313 nm Linie des Quecksilberdampfs zur Wirkung kommen kann, wobei die Transmission hier, je nach Einsatzbereich, zwischen 10 und 35% liegen sollte. Eine hö here Transmission muß ausgeschlossen werden, da anderenfalls auch noch die aggres sive 303 nm Linie zur Wirkung kommt, womit die Strahlung eine höhere DNA Schädigung auslösen kann, als die natürliche Sonne.

Geringere Transmission als 10% beschränken die Wirksamkeit der UV Strahlung in Hin blick auf die Langzeitpigmentierung.

Eine Zweiteilung des Glaskolbens empfiehlt sich, damit der unterschiedlichen Aufheizung von Filterbereich und Paraboloidreflektor Rechnung getragen werden kann. Die beiden Teile werden mit einem elastischen Kleber zusammengefügt, wobei hier eigentlich nur ein gefüllter Siliconkautschuk zum Einsatz kommen kann.

Die Glasteile sind so geformt, daß die direkte Strahlung der Hg-Hochdrucklampe nicht auf den Siliconkautschuk trifft, um dessen Versprödung durch energiereiche UVC Strahlung zu vermeiden.

Bleibt der Siliconkautschuk elastisch, so können die unterschiedlichen Ausdehnungen der Glasteile aufgefangen werden, ohne daß eine Undichtigkeit entsteht, womit das Lampen vakuum verloren gehen würde.

Eine mögliche Optimierung der Lampe wird dadurch erreicht, daß auf der Reflexions schicht oder/und auch auf dem Filter ein UV Phosphor aufgetragen wird, womit die im Inneren der Lampe befindliche energiereiche UVC-Strahlung noch in UV Nutzlicht um gewandelt wird.

Beschreibung

Eine Ausprägung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Abb. 1 und 2 dargestellt, wobei die Abb. 1 die UV Filterlampe zeigt und die Abb. 2 ein Lö sungsvorschlag für die Klebestelle.

In den Abbildungen werden die folgenden Einzelheiten dargestellt:
Ein Ständer 1, vorzugsweise aus Glas ist mit dem Sockel 2 verbunden, in welchem alle Anschlußdrähte an den Kontaktstellen zusammengefügt sind. Die Widerstände 6 führen zu den Hilfselektroden 5 des Hg-Hochdruckbrenners. Die weiteren Drahtzuführungen münden auf den Hauptelektroden 4, zwischen denen sich bei Anlegung der Betriebs spannung die Plasmastrecke 3 ausbildet.

Der als Paraboloid ausgebildete untere Glaskolben 7 ist mit einer Reflexionsschicht 8 versehen, welche optimal für die Reflexion von UV Strahlung ausgelegt ist. Es ist auch möglich diese Reflexionsschicht nur für UV auszulegen, womit die Hitzestrahlung durch den Kolben 7 nach außen treten kann.

Auf diesem Glaskolbenunterteil 7 ist der Filterteil 9 aufgesetzt, welcher das Unterteil 7 über die Klebestelle 10 luftdicht abschließt.

Die Abb. 2 zeigt die folgenden Einzelheiten:
Auf dem Glaskolbenunterteil 7 liegt die Filterscheibe 9 auf. Die Reflexionsschicht 8 schützt das Polysiloxan 11, welches die Glasteile gasdicht miteinander verbindet. Eine Ausdehnung des Filterbereiches 9 wird gegenüber dem sich weniger ausdehnenden Glasunterteil 7 durch die Elastizität des Siliconkautschuks 11 ausgeglichen.

Claims

1. Vorrichtung einer einfachen UV Filterlampe dadurch gekennzeichnet, daß in einem Glaskolben eine Quecksilberdampfhochdrucklampe angebracht ist, wobei der Innenbe reich des unteren Teil des Kolbens mit einer Reflexionsschicht belegt ist und der obere Teil des Glaskolbens aus einem hochwertigen UV Filter besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterteil des Glaskol bens mit einem Siliconkautschuk luftdicht das Glaskolbenunterteil abschließt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Refle xionsschicht für die IR Strahlung durchlässig ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Sockelbereich des Glaskolbens Öffnungen für die Zu- und Abführung von Kühlluft vorgese hen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kol ben insgesamt und aus einem speziellen Filterglas gefertigt ist und der Reflektorbelag im Inneren des Kolbens aufgetragen wird, wobei der Lichtauslaßteil bei der Beschichtung entweder mit einer Schutzschicht versehen wird oder die Beschichtung im Nachhinein dort z. B. mittels Säure entfernt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Naht stelle zwischen den Glasteilen so ausgelegt ist, daß die direkte Strahlung des Hg- Hochdruckstrahlers nicht auf den Siliconkautschuk trifft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lam pe evakuiert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hg- Hochdruckstrahler zusätzlich mit Metalljodiden gefüllt ist, um die austretende Strahlung variabel zu gestalten.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Lampe, vorzugsweise nur auf dem Reflexionsschicht ein UV Phosphor aufgetragen ist, um die UVC Strahlung in UV Nutzlicht umzuwandeln.