DE2752593A1 - DEVICE FOR GENERATING ULTRAVIOLET RADIATION - Google Patents

Abstract

In the case of a low-pressure gas-discharge lamp of high radiation intensity in the region of the 254 nm line, the structural design of the discharge tube (1), which is filled with mercury and noble gas and contains two discharge electrodes (3, 3'), is intended to be simplified and, at the same time, the life and efficiency are intended to be improved, while maintaining a high radiation intensity. This is achieved in that two thermoemissive electrodes (3, 3') are provided which are virtually identical in terms of their geometrical dimensions, their construction and their material composition and to which alternating current can be applied, and in that argon, krypton and/or xenon is provided as the noble gas, at a gas pressure of between 0.01 and 0.5 torr in the operating state of the discharge lamp. This lamp can be used as a high-current, low-pressure UV radiation source for killing germs in the food and packaging industries. <IMAGE>

Description

Einrichtung zur Erzeugung ultravioletter Strahlung Device for generating ultraviolet radiation

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung ultravioletter Strahlung mit hoher Strahlungsintensität , bei welcher die Strahlung in einem UV-strahlungsdurchlässigen und mit einer Quecksilber-Edelgas-Füllung versehenen Entladungsrohr eines zwischen 4 und 20 mm liegenden Innendurchmessers durch eine wandstabilisierte, zwischen zwei Elektroden auftretende Gasentladung bei einem Druck des Quecksilbers zwischen 5.10-3 und 5.10- Torr, einem Druck des Edelgases zwischen 0,01 und 10 Torr und einer Stromdichte des Entladungsstrornes der Gasentladung zwischen 1 und 25 A/cm thermoemissiv erzeugbar ist, und wobei das Entladunsrohr an seinen beiden Enden mit jeweils einem rohrförmigen Kolben verbunden ist, in dem jeweils eine der beiden Elektroden untergebracht ist.The invention relates to a device for generating ultraviolet rays Radiation with high radiation intensity, in which the radiation in a UV radiation-permeable and a discharge tube provided with a mercury-noble gas filling between 4 and 20 mm lying inside diameter through a wall-stabilized, between two Electrodes gas discharge occurring at a pressure of mercury between 5.10-3 and 5.10 Torr, a pressure of the rare gas between 0.01 and 10 Torr and a current density of the discharge current of the gas discharge between 1 and 25 A / cm can be generated thermo-emissively is, and wherein the discharge tube at both ends with a tubular Piston is connected, in each of which one of the two electrodes is housed.

Derartige - kurz Hochstrom-I4iederdruck-UV-Strahlungsquellen -genannte Einrichtung sind beispielsweise aus den DT-OS en 2412 997 und 21433 557 wie auch aus Brandmüller-Moser, Einführung in die Ramanspektroskopie, Steinkopff-Verlag, Darmstadt 1962, S. 146 ff bekannt. Zur Erzielung einer hohen Strahlungsintensität werden solche Lampen üblicherweise mit Gleichstrom betrieben. Hierzu bedarf es zweier verschiedener Elektroden, nämlich einer thermoemissiven Kathode, etwa einer Bariumoxidkathode, und einer Elektronen hoher Energie aufnehmenden und daher äusserst hitzebeständigen Anode, etwa aus Graphit. Da bei Betrieb der Strahlungsquelle bei nur kleiner Druckdifferenz ein grosser Queckmlberdampfstrom vom Anodenraum zum Kathodenraum fliessen muss, ist es darüber hinaus notwendig, einen Druckausgleichsraum vorzusehen. Elektrophoretische Prozesse in der Entladung lassen sich jedoch nicht vermeiden, so dass eine ungleiche Abstrahlung über die gesamte Oberfläche des Entladungsraumes erfolgt und eine vorzeitige Alterung der Strahlungsquelle eintritt.Such sources - called high-current, low-pressure UV radiation sources for short Equipment are for example from the DT-OS en 2412 997 and 21433 557 as well from Brandmüller-Moser, Introduction to Raman Spectroscopy, Steinkopff-Verlag, Darmstadt 1962, p. 146 ff known. To achieve a high radiation intensity such lamps are commonly used operated with direct current. For this two different electrodes are required, namely a thermoemissive cathode, such as a barium oxide cathode, and a high-energy electron receiving and therefore extremely heat-resistant anode, for example made of graphite. As when operating the radiation source with only a small pressure difference, a large mercury vapor flow from the anode compartment to the Cathode chamber has to flow, it is also necessary to have a pressure equalization chamber to be provided. However, electrophoretic processes in the discharge cannot be carried out Avoid, so that an uneven radiation over the entire surface of the discharge space occurs and premature aging of the radiation source occurs.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der vorgenannten Art anzugeben, mit welcher bei einfacher konstruktiver Ausführung, insbesondere bei der Wellenlänge 254 nm eine hohe Strahlungsintensität und eine gleichmässige Abstrahlung über die gesamte Oberfläche erzielt wird, und welche sich darüber hinaus durch hohe Lebensdauer und grossen Wirkungsgrad auszeichnet.It is therefore the object of the present invention to provide a device of the aforementioned type, with which in the case of a simple structural design, especially at the wavelength 254 nm a high radiation intensity and a uniform radiation over the entire surface is achieved, and which is also characterized by a long service life and high level of efficiency.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwei termoemissive, hinsichtlich der geometrischen Abmessungen, des Aufbaus und der Måterialzusammensetzung weitgehend identische und mit Wechselstrom beaufschlagbare Elektroden vorhanden sind, und dass als Edelgase Argon, Krypton und/oder Xenon mit einem im Betriebszustand der Einrichtung zwischen 0,01 und 0,5 Torr liegenden Gasdruck vorgesehen sind.This object is achieved in that two thermoemissive, with regard to the geometrical dimensions, the structure and the material composition to a large extent identical electrodes that can be charged with alternating current are present, and that as noble gases argon, krypton and / or xenon with one in the operating state of the device between 0.01 and 0.5 Torr lying gas pressure are provided.

Bei einer derartigen Einrichtung sind keine asymmetrischen Elektroden und kein Druckausgleichsrohr notwendig. Bedingt durch die geeignete Einstellung des Edelgasdruckes wird auch bei wechselstrombetriebenen Strahlungsquellen eine mit den bisher bekannten gleichstrombetriebenen Strahlungsquellen vergleichbare Strahlungsintensität erzielt, wobei zudem wegen des fehlens elektrophoretischer Prozesse eine gleichmässige Abstrahlung über die gesamte Oberflache des Entladungsrohres erzielt wird. Von Vorteil ist es auch, dass die Speisung der Einrichtung ab Netz mit einer Vorschaltdrossel ohne Zwischenschaltung eines Gleichrichters erfolgt.In such a device there are no asymmetrical electrodes and no pressure equalization pipe necessary. Due to the appropriate setting of the noble gas pressure even with AC-powered radiation sources one comparable to the previously known direct current-operated radiation sources Radiation intensity achieved, in addition, because of the lack of electrophoretic Processes a uniform radiation over the entire surface of the discharge tube is achieved. It is also an advantage that the device is powered from the mains with a series reactor without the interposition of a rectifier.

hierbei hat es sich besonders bewährt, dass als Elektroden unter Verwendung von Nickelpulver und (Ba, Ca, Sr) karbonat hergestellte Oxidkathoden oder einen Wolfram-, ilolybdän-oder Tantalsinterkörper und Barium oder ein Seines Erdmetall enthaltende Dispenserkathoden vorgesehen sind.Here it has proven particularly useful to use as electrodes oxide cathodes made of nickel powder and (Ba, Ca, Sr) carbonate, or one Tungsten, ilolybdenum or tantalum sintered bodies and barium or an earth metal containing dispenser cathodes are provided.

Sehr empfenlenswert ist es, dass beide, die Elektroden enthaltenden Kolben hinsichtlich ihrer geometrischen Abmessungen und ihrer 14aterialzusammensetzungen identisch sind und aus dem gleichen material wie das Entladungsrohr bestehen, da die gesamte Einrichtung nun symmetrisch ist und sich besonders einfach und vor allem ohne die Verwendung von Schachtelhalmen herstellen lässt.It is highly recommended that both contain the electrodes Pistons with regard to their geometrical dimensions and their material compositions are identical and made of the same material as the discharge tube, since the entire establishment is now symmetrical and is particularly simple and above all Can be produced without the use of horsetail.

Für die Anwendung in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie ist es besonders günstig, dass das Entladungsrohr und die beiden Kolben aus dotiertem Quarzglas bestehen, wobei die Dotierung derart ist, dass die Linien bei 185 und 194 nm nahezu vollständig absorbiert werden und die Linie bei 254 nm nahezu verlustfrei transmittiert wird, da nun die durch die absorbierten Linien hervorgerufene unerwünschte Ozonisierung der Luft fast vollständig unterdrückt ist, wo hingegen die durch die transmittierte Linie bewirkte erwünschte Keimabtötung vollumfänglich ausgenutzt werden kann.For use in the food and packaging industry It is particularly favorable that the discharge tube and the two bulbs are made of doped Quartz glass, the doping being such that the lines at 185 and 194 nm are almost completely absorbed and the line at 254 nm is almost lossless is transmitted, since now the undesired caused by the absorbed lines Ozonization of the air is almost completely suppressed, whereas that caused by the The transmitted line caused the desired killing of germs to the full can be.

Es ist sehr emprehlenswert, dass der Druck des Xenons zwischen 0,04 und 0,1 Torr liegt, da Xenon gerade in diesem Druckbereich in Bezug auf das Entladungsverhalten ähnliche Eigenschaften wie Quecksilber bei 55t besitzt und die erfindungsgemässe Einrichtung daher kalt und/oder ohne Standby- Schaltung gestartet und äusserst rasch hinaufgefahren werden kann. Dadurch dass am Entladungsrohr ein blinddarmförmiges, zur Aufnahme des Quecksilbers bestimmtes Rohrstück vorgesehen ist, dessen Temperatur zwischen 48 und fjo C regelbar ist, lässt sich der Quecksilberdampfdruck und damit die gesamte Einrichtung in bezug auf die abgegebene Strahlungsintensität besonders leicht regulieren.It is highly recommended that the xenon pressure be between 0.04 and 0.1 Torr, since xenon is precisely in this pressure range with regard to the discharge behavior properties similar to those of mercury at 55t and those according to the invention Device therefore started cold and / or without a standby circuit and extremely quickly can be driven up. Due to the fact that on the discharge tube an appendix-shaped, for receiving the mercury certain pipe section is provided, the temperature of which between 48 and fjo C is adjustable, the mercury vapor pressure and thus the entire device with regard to the emitted radiation intensity in particular regulate easily.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung empfiehlt es sich, die Abmessungen so zu wählen, dass der Innendurchmesser des Entladungsohres zwischen 8 und 15 mm liegt, wo hingegen der Durchmesser des blinddarmförmigen Rohrstücks das 0,3 - l-fache und der Durchmesser der Kolben das 1 - 4-fache des Durchmessers des Entladungsrohres betragen, und dass ferner die Länge des Entladungsrohres zwischen 0,8 und 2 m liegt, während die Länge des blinddarmförmigen Rohrstückes dasC,005 - O,l-fache der Länge des Entladungsrohres und das Volumens der Kolben das 0,5 - 4-fache des Volumens des Entladungsrohres beträgt.In a preferred embodiment of the device according to the invention it is recommended to choose the dimensions so that the inner diameter of the discharge tube between 8 and 15 mm, where, however, the diameter of the caecum-shaped pipe section 0.3 - l times and the diameter of the pistons 1 - 4 times the diameter of the discharge tube, and that further the length of the discharge tube between 0.8 and 2 m, while the length of the caecum-shaped pipe section dasC, 005 - O, l times the length of the discharge tube and the volume of the piston is 0.5 - 4 times the volume of the discharge tube.

Ferner ist es äusserst praktisch, dass das Entladungsrohr U-Form oder gefaltete U-Form, d.h. mindestens 4 parallele mäanderförmig verbundene Rohre, aufweist.Furthermore, it is extremely practical that the discharge tube is U-shaped or folded U-shape, i.e. at least 4 parallel, meander-like connected pipes.

Da das Druckausgleichsrohr wegfällt ist es auch möglich, dass das Entladungsrohr gerade oder von gestreckter Form ist. Eine derartig gestaltete Einrichtung ist besonders preiswert und einfach herzustellen.Since there is no pressure equalization pipe, it is also possible that the Discharge tube is straight or elongated in shape. A facility designed in this way is particularly inexpensive and easy to manufacture.

Eine erhebliche Vereinfachung der Herstellung und daher auch Verbilligung der Einrichtung wird auch dadurch bewirkt, dass die Elektroden über olybdänplättchen aus den Kolben herausgeführt sind, da bei einer derartigen Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung die sonst notwendigen Schachtelhalme wegfallen.A considerable simplification of the production and therefore also cheaper The device is also effected by placing the electrodes over olybdenum platelets are led out of the piston, since in such an embodiment of the invention Setup eliminates the otherwise necessary horsetail.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing reproduced in a simplified manner.

Es zeigt Figur 1 eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Erzeugung ultravioletter Strahlung mit einem U-förmig gebogenen Entladungsrohr, Figur 2 eine die Stromversorgung der Einrichtung gemäss Fig. 1 beschreibende prinzipielle Schaltungsanordnung, und Figur 3 die relative UV-Ausbeute I der erfindungsgemässen Einrichtung gemäss Fig. 1 in Abhangigkeit von Edelgasdruck p.FIG. 1 shows a device according to the invention for generating ultraviolet radiation with a U-shaped bent discharge tube, Figure 2 a The basic circuit arrangement describing the power supply of the device according to FIG. 1, and FIG. 3 shows the relative UV yield I of the device according to the invention Fig. 1 as a function of noble gas pressure p.

In Fig. 1 ist ein U-formig gebogenes Entladungsrohr 1 dargestellt, an dessen beiden Enden jeweils ein zylindrischer Kolben 2 bzw. 2' angebracht ist, in dem sich jweils eine Elektrode 3 bzw. 3' befindet, d;e über Durchführungen 4 bzw.In Fig. 1, a U-shaped bent discharge tube 1 is shown, a cylindrical piston 2 or 2 'is attached to each of the two ends, In each of which there is an electrode 3 or 3 ', i.e. via feedthroughs 4 respectively.

4' nach aussen geleitet wird. In der Mitte der Biegungsstelle der Entladungsröhre 1 befindet sich ein blinddarmförmiges rohrstück 5, welches zur Aufnahme von in der Figur nicht dargestelltem Quecksilber dient. Das Entladungsrohr 1 einschliesslich der beiden Kolben 2 und 2' sowie des blinddarmförmigen Rohrstück 5besteht aus Quarzglas, welches so dotiert ist, dass die ozonerzeugenden Quecksilberlinien 185 und 194 nm absorbiert werden jedoch die keimtötende Linie 254 nm praktisch ohne Absorptionsverluste hindurchgelssen wird. Die elektrischen Durchführungen 4,4' sind lolybdänplättchen, die in das Quarzglas der Kolben 2, 2' eingepresst sind. Mit 6 ist ein das Entladungsrohr 1 berührender Draht bezeichnet, welcher nach Beaufschlagung mit Impulsen von ca. 20 kV die Zündung des betriebsbereiten Entladungsrohrs 1 bewirkt. Dieser Draht kann zugleich als Entladungsrohrhalterung verwendet werden.4 'is directed to the outside. In the middle of the bend of the Discharge tube 1 is a caecum-shaped pipe section 5, which serves to hold mercury (not shown in the figure). The discharge tube 1 including the two pistons 2 and 2 'as well as the caecum-shaped one Tube piece 5 consists of quartz glass, which is doped so that the ozone-generating Mercury lines 185 and 194 nm are absorbed however the germicidal line 254 nm is passed through with practically no absorption losses. The electric Feedthroughs 4,4 'are lolybdenum plates which are inserted into the quartz glass of the flasks 2, 2' are pressed in. 6 with a wire contacting the discharge tube 1 is referred to, which after application of impulses of approx. 20 kV, the ignition of the ready for operation Discharge tube 1 causes. This wire can also be used as a discharge tube holder be used.

Das Entladungsrohr 1 ist von annähernd rundem Querschnitt und weist vorzugsweise einen zwischen 8 und 15 mm liegenden Innendurchmesser sowie eine zwischen 0,8 und 2 m liegende Länge auf. Die beiden Kolben 2, 2' besitzen vorzugsweise einen 1 - 4-fach grösseren Innendurchmesser als das Entladungsrohr 1 und weisen ein das 0,5 - 4-fache des Entladungsrohres 1 betragendes Volumen auf. Das blinddarmförmige Rohrstück 5 ist vorzugsweise zwischen 10 und 50 mm lang und weist einen Innendurchmesser auf, der das 0>3 - l-fache des Innendurchmessers des Entladungsrohres 1 ist.The discharge tube 1 is approximately round in cross section and has preferably between 8 and 15 mm inside diameter and between 0.8 and 2 m lying length. The two pistons 2, 2 'preferably have one 1 - 4 times larger inside diameter than the discharge tube 1 and have a 0.5-4 times the volume of the discharge tube 1. The appendix-shaped Pipe section 5 is preferably between 10 and 50 mm long and has an inner diameter which is 0> 3 - l times the inner diameter of the discharge tube 1.

Die Form und der Aufbau der Elektroden 3> 3' entspricht im wesentlichen der Form und dem Aufbau der thermoemissiven Kathode gemäss DT-OS 21433 557, irsbesondere Erläuterungen zu Fig. 4. Darüber hinaus haben sich aber auch unter Verwendung von Nickelpulver und <Ba> (Ba, Ca, Sr) karbonat hergestellte Oxidkathoden oder einen Wolfram-, Molybdän- oder Tantal- sinterkörper und Barium oder ein Seltenes Erdmetall enthaltende Dispenserkathoden sehr bewährt.The shape and structure of the electrodes 3> 3 'are essentially the same the shape and structure of the thermoemissive cathode according to DT-OS 21433 557, in particular Explanations for FIG. 4. In addition, however, using Nickel powder and <Ba> (Ba, Ca, Sr) carbonate-made oxide cathodes or a tungsten, molybdenum or tantalum sintered bodies and barium or a rare earth metal containing dispenser cathodes very well proven.

Die Stromversorgung der erfindungsgemässen Einrichtung ist der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 zu entnehmen. Bei dieser Anordnung ist ein Elektrodenheiztrafo T primärseitig mit einer 220 V-Wechselspannungsquelle verbunden. Ein Teil der Sekundärwicklung dient zur Heizung der Elektrode 3, ein anderer Teil zur Heizung der Elektrode 3'. Parallel zu zwei Stromzuführungen der beiden Elektroden 3 und 3' ist eine -Zündschaltung ZS gelegt, die den Draht 6 mit Zündimpulsen von ca. 20 kV versorgt. Die die Elektrode 3 mit Strom versorgende eine Sekundärwicklung des Heiztransformators T ist über eine strombegrenzende Drossel L und einen Schalter S mit dem einen Pol der Spannungsquelle verbunden, während die die Elektrode 3' mit Strom versorgende andere Sekundärwicklung des Heiztransformators T mit dem anderen Pol der Spannungsquelle kurzgeschlossen ist. Durch diese Anordnung lässt sich die erfindungsgemässe Einrichtung mit einfachen Mitteln ohne die sonst übliche Verwendung von Gleichrichtern betreiben.The power supply of the device according to the invention is the circuit arrangement according to FIG. 2. In this arrangement, an electrode heating transformer T is on the primary side connected to a 220 V AC voltage source. Part of the secondary winding is used for heating the electrode 3, another part for heating the electrode 3 '. An ignition circuit is parallel to two power supplies for the two electrodes 3 and 3 ' ZS placed, which supplies the wire 6 with ignition pulses of approx. 20 kV. The the electrode 3 with power supplying a secondary winding of the heating transformer T is over a current-limiting choke L and a switch S with one pole of the voltage source connected, while the other secondary winding supplying current to the electrode 3 ' of the heating transformer T short-circuited with the other pole of the voltage source is. This arrangement allows the device according to the invention to be simple Operate media without the usual use of rectifiers.

Als Füllgase werden Argon, Krypton und/oder Xenon sowie Quecksilber, welches im Ueberschuss in flüssiger Form im blinddarmförmigen Rohrstück 5 untergebracht ist, verwendet. Die Quecksilber-Temperatur und damit der Quecksilberdruck werden durch Aufheizung des blinddarmförmigen ohrstücks auf Temperaturen zwischen 48 und 650 C eingestellt.Argon, krypton and / or xenon as well as mercury, which is housed in excess in liquid form in the caecum-shaped pipe section 5 is used. The mercury temperature and therefore the mercury pressure will be by heating the appendix-shaped ear piece to temperatures between 48 and 650 C set.

Gemäss Fig. 3, wo die UV-Ausbeute der erfindungsgemässen Vorrichtung im Bereich der Wellenlänge 254 nm in Abhängig- keit vom Edelgasdruck des verwendeten Füllgases in Torr aufgetragen ist, ist zu erkennen, dass die UV-Ausbeute von erfindungsgemässen UV-Lampen im Bereich zwischen 0,01 und 0,5 Torr mit Argon-, Krypton- bzw. Xenonfüllungen über 50 Z der maximalen UV-Ausbeute beträgt und daher in diesem Druckbereich die erwünschte hohe Strahlungsintensität bei der Wellenlänge 254 nm mühelos erzielt wird. Darüber hinaus hat es sich als sehr zweckmässig erwiesen, den Xenondruck zwischen 0,04 und 0,1 Torr einzustellen, da Xenon in diesem Druckbereich insbesondere im Hinblick auf die Ionisationsspannung bei der elektrischen Entladung ähnliche Eigenschaften wie Quecksilber bei 550 C aufweist, sodass die Lampe nach der Kalt zündung mit einer äusserst einfachen Schaltung sehr rasch auf hohe Stromstärken hochgefahren werden kann.According to FIG. 3, where the UV yield of the device according to the invention in the range of wavelength 254 nm depending on from the noble gas pressure of the filling gas used is applied in Torr, it can be seen that the UV yield of UV lamps according to the invention in the range between 0.01 and 0.5 Torr with argon, Krypton or xenon fillings are over 50 Z of the maximum UV yield and therefore in this pressure range the desired high radiation intensity at the wavelength 254 nm is easily achieved. In addition, it has proven to be very useful set the xenon pressure between 0.04 and 0.1 Torr, since xenon is in this pressure range especially with regard to the ionization voltage during electrical discharge has similar properties to mercury at 550 C, so the lamp after cold ignition with an extremely simple circuit to high currents very quickly can be booted up.

Alle Kurven der Fig. 3 wurden an einem Entladungsrohr von ca. 10 mm Innendurchmesser, bei einem einer Kondensattemperatur von 550 C entsprechenden Quecksilberdruck und einer Stromdichte von 5 A/cm2 gemessen.All curves of FIG. 3 were taken on a discharge tube of approximately 10 mm Inside diameter, with a mercury pressure corresponding to a condensate temperature of 550 C. and a current density of 5 A / cm2.

Statt die Stromstärke lediglich auf 5 A/cm2 zu beschränken, ist es je nach Form und Abmessung der erfindungsgemässen Lampen zweckmässig, die Stromdichte zwischen 3 und 10 A/cm2 und die Bogenspannung zwischen 0,3 undl,2 V/cm2einzustellen.Instead of limiting the current to just 5 A / cm2, it is depending on the shape and dimensions of the lamps according to the invention, the current density is expedient between 3 and 10 A / cm2 and the arc voltage between 0.3 and 1.2 V / cm2.

mehrere erfindungsgemässe Einrichtungen werden schon seit vielen hundert Stunden betrieben, wobei verglichen mit den bekannten gleichstrombetriebenen UV-Lampen gemäss den DT-OS en 2412 997 und 21433 557 eine geringere Alterung eingetreten ist.several devices according to the invention have been in use for many hundreds Hours, compared to the well-known DC-operated UV lamps according to the DT-OS en 2412 997 and 21433 557 less aging has occurred.

Der Wirkungsgrad im Bereich der keimtötenden Wellenlänge 254 nm ( UV-C) liegt bei etwa 25 % und ist etwa dreimal so hoch wie der Wirkungsgrad von wechselstrombetriebenen Quecksilber-Hochdrucklampen.The efficiency in the range of the germicidal wavelength 254 nm ( UV-C) is around 25% and is around three times as high as the efficiency of AC operated high pressure mercury lamps.

Claims (11)

Patentansprüche X Einrichtung zur Erzeugung ultravioletter Strahlung mit hoher Strahlungsintensität, bei welcher die Strahlung in einem UV-strahlungsdurchlässigen und mit einer Quecksilber-Edel£as-Füllung versehenen Entladungsrohr eines zwischen 4 und 20 mm liegenden Innendurchmessers durch eine wandstabilisierte, zwischen zwei Elektroden auftretende Gasentladung, bei einem Druck des Quecksilbers zwischen 5.10-3 und 5.lO- Torr, einem Druck des Edelgases zwischen 0,01 und 10 Torr und einer Stromdichte des Entladunsstroms der Gasentladung zwischen 1 und 25 A/cm2 thermoemissiv erzeugbar ist, und wobei das Entladunrsrohr an seinen beiden Enden mit jeweils einem rohrförmigen Kolben verbunden ist, in dem jeweils eine der beiden nlektroden untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei therrnoemissive, hinsichtlich der geometrischen Abmessungen, des Aufbaus und der Materialzusammensetzung weitgehend identisch und mit Wechselstrom beaufschlagbare Elektroden (3, 3') vorhanden sind, und dass als Edelgas Argon, Krypton und/oder Xenon mit einem im Betriebs zustand der Einrichtung zwischen 0,01 und 0,5 Torr liegenden Gasdruck (p) vorgesehen sind. Claims X device for generating ultraviolet radiation with high radiation intensity, at which the radiation in a UV radiation permeable and a discharge tube with a mercury-noble as filling between 4 and 20 mm lying inside diameter through a wall-stabilized, between two Electrodes occurring gas discharge, at a pressure of mercury between 5.10-3 and 5.10 Torr, a pressure of the noble gas between 0.01 and 10 Torr and a current density of the discharge current of the gas discharge between 1 and 25 A / cm2 can be generated thermo-emissively is, and wherein the Entladunrsrohr at both ends with a tubular Piston is connected, in which one of the two electrodes is housed, characterized in that two therrnoemissive, in terms of geometric Dimensions, structure and material composition largely identical and electrodes (3, 3 ') which can be charged with alternating current are present, and that as Noble gas argon, krypton and / or xenon with one in the operating state of the device between 0.01 and 0.5 Torr lying gas pressure (p) are provided. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektroden unter Verwendung von Nickelpulver und (Ba, Ca, Sr) Karbonat hergestellte Oxidkathoden oder einen Wolfram-, r.olybdAn- oder Tantalsinterkörper und Barium oder ein Seltenes Erdmetall enthaltende Dispenserkathoden vorgesehen sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that as Electrodes made using nickel powder and (Ba, Ca, Sr) carbonate Oxide cathodes or a tungsten, r.olybdAn or tantalum sintered body and barium or a rare earth metal containing dispenser cathodes are provided. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Xenons zwischen 0,04 und 0,1 Torr liegt.3. Device according to claim 2, characterized in that the pressure of the xenon is between 0.04 and 0.1 Torr. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, aadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3,3') über Molybdänplättchen (4,4') aus den Kolben(2,2') herausgeführt sind.4. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the electrodes (3,3 ') are led out of the piston (2,2') via molybdenum plates (4,4 ') are. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kolben (2,2') hinsichtlich ihrer geometrischen Abmessungen und ihrer aterialzusam mensetzungen identisch sind und aus dem gleichen Material wie das Entladungsrohr (1) bestehen.5. Device according to one of claims 1 - 4, characterized in that that both pistons (2.2 ') in terms of their geometric dimensions and their aterialzusam are identical and made of the same material as the discharge tube (1) exist. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsrohr (1) und die beiden Kolben (2,2') aus dotiertem Quarzglas bestehen, wobei die Dotierung derart ist, dass die Linien bei 185 und 194 nm nahezu vollstGndir absorbiert werden und die Linie bei 254 nm nahezu verlustfrei transmittiert wird.6. Device according to claim 5, characterized in that the discharge tube (1) and the two bulbs (2,2 ') consist of doped quartz glass, the doping is such that the lines at 185 and 194 nm are almost completely absorbed and the line at 254 nm is transmitted with almost no loss. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Entladungsrohr ein blinddarmfcrmiges, zur Aufnahme des kondensierten Quecksilbers bestimmtes Rohrstück (5) vorgesehen ist, dessen Temperatur zwischen 48 und 65°C einstellbar ist.7. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that on the discharge tube an appendix-shaped, to absorb the condensed mercury certain pipe section (5) is provided, the temperature of which is between 48 and 65 ° C is adjustable. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Entladungsrohrs (1) zwischen 8 und 15 mm liegt, wo hingegen der Durchmesser des Llinddarmförmigen Rohrstückes (5) das 0,3 - l-fache und der Durchmesser der Kolben (4,4') das 1 - 4-fache des Durch- messers des Entladungsrohres (1) betragen, und dass ferner die Lne des Entladungsrohres (1) zwischen 0,8 und 2 m liegt, während die Länge des blir.ddarsnförmigen F.ohrstückes (5) das 0,005 - O,l-fache der Länge des Entladungsrohrs (1) und das Volumen der Kolben (2,2') das 0,5 - 4-fache des Volumens des Entladungsrohres (1) beträgt.8. Device according to claim 7, characterized in that the inner diameter of the discharge tube (1) is between 8 and 15 mm, whereas the diameter is of the caudal-shaped pipe section (5) 0.3 - l times and the diameter of the Piston (4,4 ') 1 - 4 times the diameter knife of the discharge tube (1) and that the length of the discharge tube (1) is between 0.8 and 2 m, while the length of the blir.darsn-shaped ear piece (5) is 0.005 - O, l times the length of the discharge tube (1) and the volume of the piston (2.2 ') 0.5-4 times the volume of the discharge tube (1). 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsrohr (1) U-iorm oder gefaltete U-Form aufweist. 9. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the discharge tube (1) has a U-shape or folded U-shape. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsrohr (1) gerade oder von gestreckter Form ist.10. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the discharge tube (1) is straight or elongated in shape. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Entladungsrohr (1) von aussen berührender, mit Impulsen von ungefahr 20 kV beaufschlagbarer Draht (6) vorgesehen ist.11. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the discharge tube (1) touching from the outside, with impulses of about 20 kV loadable wire (6) is provided.