DE3717390A1

DE3717390A1 - Bestrahlungsgeraet

Info

Publication number: DE3717390A1
Application number: DE19873717390
Authority: DE
Inventors: Maximilian Friedrich P Mutzhas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-12-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Bestrahlungsgerät für photochemische, photobiologische oder lichttech nische Zwecke, enthaltend mindestens eine Strah lungsquelle mit einem Kolben sowie einen den Kol ben der Strahlungsquelle umgebenden, als Splitter schutz wirkenden Kunststoffmantel.

Es ist bekannt, Strahlungsquellen, insbesondere Quecksilberdampf-Niederdruckstrahler, mit einem lose aufgeschobenen Kunststoffschlauch zu umge ben, um im Falle einer mechanischen Beschädigung des Strahlers einen Splitterschutz zu gewährlei sten.

Nun ist in einem üblichen Quecksilberdampf-Nieder druckstrahler der Quecksilberdampfdruck im Strah ler durch die Temperatur an der kältesten Stelle des Entladungsrohres bestimmt. Eine optimale Aus beute der Resonanzlinien bei 185 und 254 nm wird bei etwa 40°C erreicht. Diese optimalen Betriebs bedingungen herrschen dann vor, wenn die Tempera tur der nicht bewegten Umgebungsluft der Strahler ca. 20°C beträgt.

Wird nun der Strahler mit einem lose aufgebrach ten Kunststoffschlauch als Splitterschutz verse hen, so tritt eine starke Erwärmung der zwischen dem Kolben der Strahlungsquelle und dem Kunststoff mantel vorhandenen Luftschicht auf, da der Kunst stoffmantel einen Luftaustausch an der Außensei te des Kolbens der Strahlungsquelle verhindert und die zwischen dem Kolben und dem Kunststoff mantel vorhandene Luftschicht eine gute Wärme übertragung auf den Kunststoffmantel ausschließt. Durch das dadurch bedingte Ansteigen der Tempe ratur des Kolbens der Strahlungsquelle geht die Strahlungsausbeute stark zurück.

Steigt beispielsweise die Temperatur der zwischen dem Kolben der Strahlungsquelle und dem Kunststoff mantel vorhandenen Luftschicht um ca. 20°C gegen über der Umgebungsluft an, so verringert sich der Strahlungsfluß um etwa 10%. Ein Anstieg der Tempe ratur um 40°C reduziert den Strahlungsfluß bereits um etwa 35%, während eine Erhöhung der Temperatur um 60°C den Strahlungsfluß um etwa 50% herabsetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bestrahlungsgerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß unter Ge währleistung eines zuverlässigen Splitterschutzes die Strahlungsausbeute gegenüber den bekannten Aus führungen wesentlich verbesssert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoffmantel unter Vermeidung einer dazwischenliegenden Luftschicht unmittelbar auf den Kolben der Strahlungsquelle aufgebracht ist.

Vermeidet man auf diese Weise eine zwischen dem Kolben der Strahlungsquelle und dem Kunststoff mantel vorhandene Luftschicht, so ergibt sich eine gute Wärmeübertragung von dem Kolben auf den Kunststoffmantel und damit eine günstige Ab führung der erzeugten Strahlungswärme durch Wär meleitung und/oder Wärmestrahlung. Die Tempera tur des Kolbens der Strahlungsquelle läßt sich auf diese Weise im optimalen Bereich halten, was eine gegenüber vergleichbaren bekannten Ausfüh rungen wesentlich verbesserte Strahlungsausbeu te gewährleistet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungs gemäßen Lösung besteht in der durch den Wegfall der Luftschicht zwischen Kolben und Kunststoff mantel erzielten Verringerung der Grenzflächen verluste, was die nutzbare Strahlungsausbeute weiter vergrößert.

Der Kunststoffmantel kann erfindungsgemäß durch eine auf den Kolben der Strahlungsquelle aufge klebte oder aufgeschrumpfte Kunststoff-Folie, bei spielsweise einen aufgeschrumpften Kunststoff-Fo lienschlauch, gebildet werden.

Als Materialien für diese hochtransparente Kunst stoff-Folie sind Polymethylmethacrylat, Cellulose derivat, Polyester, Polyamid, Polycarbonat, Poly vinylchlorid, Polyolefin, Fluorpolymer und/oder Styrolbutadien-Copolymer, vorzugsweise in schlag zäher Modifikation, besonders geeignet.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, den Kunststoffmantel in flüssiger Form, insbe sondere als Lack oder Dispersion, auf den Kol ben der Strahlungsquelle aufzubringen und in si tu zu verfestigen.

Hierbei sind als Materialien insbesondere Cellu losederivat, Polyester, Polyamid, Acrylharz, Po lyvinylchlorid, Polycarbonat, Fluorpolymer, Sty rolbutadien-Copolymer, Polyurethan und/oder Epo xydharz, vorzugsweise in schlagzäher Modifika tion, geeignet.

Die mittlere Transmission des Kunststoffmantels (das ist die gestreute Transmission, die größer als die gerichtete Transmission ist) ist erfin dungsgemäß im Wellenlängenbereich zwischen 340 und 440 nm größer als 0,7, vorzugsweise größer als 0,8, vorzugsweise größer als 0,9.

Findet die Bestrahlungseinrichtung für allgemei ne Bestrahlungszwecke Verwendung, wobei die Strah lung durch die Bestrahlungsquelle bestimmt ist, so ist die mittlere Transmission des Kunststoffman tels

- im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 340 nm zweckmäßig größer als 0,7, vorzugsweise größer als 0,8, vorzugsweise größer als 0,9,
- und im Wellenlängenbereich zwischen 250 und 300 nm größer als 0,2, vorzugsweise größer als 0,25, vorzugsweise größer als 0,3.

Findet die Bestrahlungseinrichtung zur Bräunungs bestrahlung Verwendung, wobei die Strahlungsquel le eine beliebige Strahlung abgibt, jedoch durch den Kunststoffmantel der Strahlungsanteil unter 340 nm möglichst vollständig unterdrückt werden soll, so ist die mittlere Transmission des Kunst stoffmantels

- im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 340 nm zweckmäßig kleiner als 0,1, vorzugsweise klei ner als 0,01, vorzugsweise kleiner als 0,001,
- und im Wellenlängenbereich zwischen 250 und 300 nm kleiner als 0,1, vorzugsweise kleiner als 0,01, vorzugsweise kleiner als 0,001.

Auf diese Weise wird bei einer Bräunungsbestrah lung die Gefahr von Sonnenbrand, vorzeitiger Haut alterung und Hautkrebs vermieden.

Im Wellenlängenbereich zwischen 440 und 800 nm wird die mittlere Transmission des Kunststoffman tels zweckmäßig größer als 0,8, vorzugsweise größer als 0,85, vorzugsweise größer als 0,9 gewählt.

Die Schlagzähigkeit des Kunststoffmantels beträgt zweckmäßig mindestens 15, vorzugsweise mindestens 30, vorzugsweise mindestens 45 kJ×m^-2.

Wird die Kunststoff-Folie mittels eines Klebers aufgebracht, so liegt dessen Brechzahl zweckmäßig zwischen 1,3 und 1,8. Auf diese Weise lassen sich Grenzflächenverluste weitgehend vermeiden.

Erfindungsgemäß kann man ferner zwischen der Kunst stoff-Folie und dem Kolben der Strahlungsquelle ein vorzugsweise flüssiges oder dauerelastisches Medium vorsehen, dessen Brechzahl zweckmäßig zwischen 1,3 und 1,8 liegt, um Grenzflächenverluste zu minimie ren.

Zwischen dem Kolben der Strahlungsquelle und dem Kunststoffmantel kann ein äußerer Reflektor ange ordnet werden.

Findet als Kunststoffmantel eine Kunststoff-Folie Verwendung, so kann der äußere Reflektor durch eine auf die Innenseite dieser Kunststoff-Folie aufgedampfte Metallschicht, vorzugsweise aus Alu minium, gebildet werden.

Im Rahmen der Erfindung kann die Strahlungsquelle ferner auch mit einem inneren Reflektor versehen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einem schematisch gehaltenen Quer schnitt veranschaulicht.

Das dargestellte Bestrahlungsgerät, beispielsweise ein Quecksilberdampf-Niederdruckstrahler, ent hält einen Glaskolben 1, der auf seiner Innen seite mit einer Leuchtstoffschicht 2 versehen ist. Zwischen dem Glaskolben 1 und der Leucht stoffschicht 2 ist in einem Teilbereich des Um fanges ein innerer Reflektor 3 angeordnet.

Auf der Außenseite des Glaskolbens 1 ist mittels einer Klebstoffschicht 4 eine Kunststoff-Folie 5 befestigt, die in einem Teilbereich ihres Umfan ges (dem inneren Reflektor 3 gegenüberliegend) einen beispielsweise aufgedampften äußeren Re flektor 6 trägt.

Durch die Vermeidung jeglicher Luftschicht zwi schen dem Glaskolben 1 und der Kunststoff-Folie 5 ist eine gute Wärmeableitung an die Außenseite des Strahlers gewährleistet. Zugleich wird die Strahlungsausbeute durch die Vermeidung von Grenzflächenverlusten verbessert.

Die Bruchdehnung des Kunststoffmantels beträgt zweckmäßig mindestens 50, vorzugsweise mindes tens 100, vorzugsweise mindestens 150%.

Die Kunststoff-Folie kann aus mindestens einem Fluorpolymer hergestellt sein, dessen Dichte zwi schen 1,7 und 2,2 g×cm^-3 liegt.

Gemäß einer zweckmäßigen Variante ist die Kunst stoff-Folie mindestens aus Vinylidenfluorid und/ oder Tetrafluoräthylen hergestellt.

Eine weitere Variante sieht vor, die Kunststoff- Folie mindestens aus Äthylen, Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen und perfluoriertem Äther her zustellen.

Weiterhin ist es möglich, die Kunststoff-Folie mindestens aus Tetrafluoräthylen, Hexafluorpro pylen und Vinylidenfluorid herzustellen.

Schließlich ist es möglich, die Kunststoff-Folie aus wenigstens einem Polyolefin herzustellen, dessen Dichte zwischen 0,83 und 0,96 g×cm^-3 liegt.

Claims

1. Bestrahlungsgerät für photochemische, photobio logische oder lichttechnische Zwecke, enthal tend

a) mindestens eine Strahlungsquelle mit einem Kolben
b) sowie einen den Kolben der Strahlungsquel le umgebenden, als Splitterschutz wirken den Kunststoffmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffman tel unter Vermeidung einer dazwischenliegen den Luftschicht unmittelbar auf den Kolben der Strahlungsquelle aufgebracht ist.

2. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kunststoffmantel durch eine auf den Kolben der Strahlungsquelle auf geklebte oder aufgeschrumpfte Kunststoff- Folie gebildet wird.

3. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kunststoffmantel in flüs siger Form, insbesondere als Lack oder Disper sion, auf den Kolben der Strahlungsquelle auf gebracht und in situ verfestigt ist.

4. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie aus Cellulosederivat, Polyester, Polyamid, Poly methylmethacrylat, Polycarbonat, Polyvinyl chlorid, Polyolefin, Fluorpolymer und/oder Styrolbutadien-Copolymer, vorzugsweise in schlagzäher Modifikation, besteht.

5. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der in flüssiger Form, ins besondere als Lack oder Dispersion, aufgebrach te Kunststoffmantel aus Acrylharz, Cellulose derivat, Polyester, Polyvinylchlorid, Polycar bonat, Fluorpolymer, Styrolbutadien-Copolymer, Polyamid, Polyurethan und/oder Epoxydharz, vor zugsweise in schlagzäher Modifikation, besteht.

6. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die mittlere Transmission des Kunststoffmantels im Wellenlängenbereich zwischen 340 und 440 nm größer als 0,7, vor zugsweise größer als 0,8, vorzugsweise größer als 0,9 ist.

7. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die mittlere Transmission des Kunststoffmantels

- im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 340 nm größer als 0,7, vorzugsweise größer als 0,8, vorzugsweise größer als 0,9 ist
- und im Wellenlängenbereich zwischen 250 und 300 nm größer als 0,2, vorzugsweise größer als 0,25, vorzugsweise größer als 0,3.

8. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die mittlere Transmission des Kunststoffmantels

- im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 340 nm kleiner als 0,1, vorzugsweise kleiner als 0,01, vorzugsweise kleiner als 0,001 ist
- und im Wellenlängenbereich zwischen 250 und 300 nm kleiner als 0,1, vorzugsweise kleiner als 0,01, vorzugsweise kleiner als 0,001.

9. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die mittlere Transmission des Kunststoffmantels im Wellenlängenbereich zwi schen 440 und 800 nm größer als 0,8, vorzugs weise größer als 0,85, vorzugsweise größer als 0,9 ist.

10. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagzähigkeit des Kunststoffmantels mindestens 15, vorzugswei se mindestens 30, vorzugsweise mindestens 45 kJ×m^-2 beträgt.

11. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bruchdehnung des Kunst stoffmantels mindestens 50, vorzugsweise min destens 100, vorzugsweise mindestens 150% beträgt.

12. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie mit tels eines Klebers aufgebracht ist, dessen Brechzahl zwischen 1,3 und 1,8 liegt.

13. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kunststoff- Folie und dem Kolben der Strahlungsquelle ein vorzugsweise flüssiges oder dauerelastisches Medium vorgesehen ist, dessen Brechzahl zwi schen 1,3 und 1,8 liegt.

14. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Reflektor vor zugsweise zwischen dem Kolben der Strahlungs quelle und dem Kunststoffmantel angeordnet ist.

15. Bestrahlungsgerät nach den Ansprüchen 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Reflektor durch eine auf die Innenseite der Kunststoff-Folie aufgedampfte Metallschicht, vorzugsweise aus Aluminium, gebildet wird.

16. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle zu sätzlich mit einem inneren Reflektor verse hen ist.

17. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie aus mindestens einem Fluorpolymer hergestellt ist, dessen Dichte zwischen 1,7 und 2,2 g×cm^-3 liegt.

18. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie min destens aus Vinylidenfluorid und/oder Tetra fluoräthylen hergestellt ist.

19. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie min destens aus Äthylen, Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen und perfluoriertem Äther hergestellt ist.

20. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie min destens aus Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropy len und Vinylidenfluorid hergestellt ist.

21. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie aus mindestens einem Polyolefin hergestellt ist, dessen Dichte zwischen 0,83 und 0,96 g×cm^-3 liegt.