EP0515711A1 - Hochleistungsstrahler - Google Patents

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EP0515711A1
EP0515711A1 EP91108604A EP91108604A EP0515711A1 EP 0515711 A1 EP0515711 A1 EP 0515711A1 EP 91108604 A EP91108604 A EP 91108604A EP 91108604 A EP91108604 A EP 91108604A EP 0515711 A1 EP0515711 A1 EP 0515711A1
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EP
European Patent Office
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electrodes
dielectric
electrode
protective layer
power radiator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91108604A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Dr. Gellert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Heraeus Noblelight GmbH
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Heraeus Noblelight GmbH
Asea Brown Boveri AB
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd, Heraeus Noblelight GmbH, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field

Definitions

  • the invention relates to a high-power radiator, in particular for ultraviolet light, with a discharge space filled with filling gas emitting radiation under discharge conditions, the walls of which are formed by a first and a second dielectric, which have metallic grid-like or mesh-like first ones on their surfaces facing away from the discharge space and second electrodes is provided with an AC power source connected to the first and second electrodes for supplying the discharge.
  • the invention relates to a state of the art, as can be seen for example from EP-A 0254 111.
  • UV sources The industrial use of photochemical processes depends heavily on the availability of suitable UV sources.
  • the classic UV lamps deliver low to medium UV intensities at some discrete wavelengths, such as the low-pressure mercury lamps at 185 nm and especially at 254 nm.
  • Really high UV powers can only be obtained from high-pressure lamps (Xe, Hg), which then but distribute their radiation over a larger wavelength range.
  • the new excimer lasers have provided some new wavelengths for basic photochemical experiments. for cost reasons for an industrial process is probably only suitable in exceptional cases.
  • the object of the invention is to create a high-power radiator, in particular for UV or VUV radiation, the electrodes of which are optimally protected against environmental influences in addition to high UV transmission.
  • At least the first electrodes are provided with a protective layer or are embedded in one.
  • Particularly suitable as coating or embedding material are dielectric materials which make good contact with the dielectric of the radiator and at the same time are easy to apply. If materials are used that are UV-curing, they can be cured extremely quickly by the emitter itself.
  • the UV high-power radiator shown schematically in FIG. 1 consists of an outer dielectric tube 1, for example made of quartz glass, and an inner dielectric tube 2 arranged concentrically therewith, the inner wall of which is provided with an inner electrode 3.
  • the annular space between the two tubes 1 and 2 forms the discharge space 4 of the radiator.
  • the inner tube 2 is inserted gas-tight in the outer tube 1, which was previously filled with a gas or gas mixture which emits UV or VUV radiation under the influence of silent electrical discharges.
  • a metal net or metal grid, which extends over the entire circumference of the outer tube 1, serves as the outer electrode 5.
  • Both the outer electrode 5 and the outer dielectric tube 1 are transparent to the UV radiation generated.
  • the electrodes 3 and 5 are led to the two poles of an AC power source 6.
  • the AC power source basically corresponds to those used to feed ozone generators. It typically delivers an adjustable AC voltage in the order of magnitude of several 100 volts to 20,000 volts at frequencies in the range of technical alternating current up to a few 1000 kHz - depending on the electrode geometry, pressure in the discharge space 4 and the composition of the filling gas.
  • the fill gas is e.g. Mercury, noble gas, noble gas-metal vapor mixture, noble gas-halogen mixture, optionally using an additional further noble gas, preferably Ar, He, Ne, as a buffer gas.
  • a substance / substance mixture according to the following table can be used: Filling gas radiation helium 60-100 nm neon 80 - 90 nm argon 107 - 165 nm Argon + fluorine 180-200 nm Argon + chlorine 165-190 nm Argon + krypton + chlorine 165-190, 200-240 nm xenon 160-190 nm nitrogen 337 - 415 nm krypton 124, 140-160 nm Krypton + fluorine 240 - 255 nm Krypton + chlorine 200-240 nm mercury 185, 254, 320-370, 390-420 nm selenium 196, 204, 206 nm deuterium 150-250 nm Xenon + fluorine 340 - 360 nm, 400 - 550 nm Xenon + chlorine 300-320 nm
  • the electron energy distribution can be optimally adjusted by the thickness of the dielectrics and their properties, pressure and / or temperature in the discharge space.
  • the individual wires 7 of the outer electrode are provided with a coating 8.
  • this can consist of wire enamel.
  • Such insulated wires with burned-in lacquer are common in transformer construction.
  • the additional voltage increase caused by the paint can be optimized to tension the discharge.
  • not only the wire but also the entire radiator surface is provided with a coating 8a made of clear lacquer.
  • this arrangement reduces the UV lamp output for some wavelengths, it can be manufactured particularly easily by immersing the completely assembled lamp in a lacquer bath, or spraying or painting a lacquer and then curing it. With 308 nm radiation and a typical layer thickness of 1 to 2 ⁇ m, the transmission is more than 80%. UV-curing clear lacquers are preferably used, which can be cured extremely quickly by the emitter itself and in which the transmission improves after the curing due to the chemical conversion.
  • the individual wires 7 of the outer electrode 5 lie in recesses in the outer dielectric tube 1 and are completely in the coating 8b, e.g. a clear coat, embedded.
  • the lacquer layer 8b then alternately has different thicknesses along the radiator surface. Since thin layers of lacquer allow the UV radiation to pass through better than thick ones, a corresponding intensity pattern results. This is advantageous for applications in which an object which is to be irradiated with UV is moved along the surface and should have well-defined exposure pauses.
  • FIG. 5 shows the arrangement of wires completely embedded in a UV-transparent thick-layer potting compound 8c on a smooth outer dielectric tube 1.
  • UV-curing epoxy resins and UV-curing acrylates are described, for example, in the lecture manuscript by Panacol-Elosol GmbH "UV-EPOXIES - New Possibilities with Radiation-Curing Adhesives and Potting Compounds", Haus dertechnik eV Essen, on November 20, 1990.
  • the "carrier" of the potting compound 8c, the outer dielectric tube 1 can be made thinner, in the borderline case even dispensed with if the dielectric properties of the potting compound are adapted to the discharge process.
  • the displacement of the electrodes according to the invention can also be used successfully with area emitters.
  • the outer electrode itself can also be designed differently, for example not in the form of a mesh or lattice, but only consist of parallel strips, which is particularly suitable for an arrangement according to FIG. 3.
  • Metallizations are applied to the outer surface of the dielectric tube 1 and are then provided with a coating using the method described in connection with FIG.
  • Fig. 6 illustrates a section of such a radiator.
  • both dielectric tubes 1, 2 and also the respective electrodes 3, 5 must be transparent to the radiation generated.
  • both the first electrodes 5 and the second electrodes 3 can be optimally protected from chemical and physical attacks in the manner described above.

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Abstract

Um bei UV-Hochleistungsstrahlern die dem Prozess und/oder Kühlmedium zugekehrten Elektroden (5,3) gegenüber Umgebungseinflüssen zu schützen, sind diese mit einer Schutzschicht (8a) überzogen. <IMAGE>

Description

    Technisches Gebiet
  • 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 und ein zweites Dielektrikum gebildet sind, welches auf seinen dem Entladungsraum abgewandten Oberflächen mit metallischen gitter- oder netzförmigen ersten und zweiten Elektroden versehen ist, mit einer an die ersten und zweiten Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle zur Speisung der Entladung.
  • Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich etwa aus der EP-A 0254 111 ergibt.
    • Technologischer Hintergrund und Stand der Technik
  • 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.
  • 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.
  • 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. Diese Elektroden müssen neben der hohen UV-Transmission u.a. noch folgende Eigenschaften aufweisen: gute Leitfähigkeit des elektrischen Stromes, geringe Kosten, gute Biegsamkeit zur Herstellung eines möglichst innigen Kontaktes mit dem Dielektrikum und lange Lebensdauer. Die lange Lebensdauer erfordert insbesondere eine geringe chemische Reaktivität mit der Umgebung des Strahlers. Will man den Strahler als Lichtquelle in chemischen Reaktoren einsetzen, so ist für viele Anwendungen sogar chemische Inertheit gegenüber manchen Substanzen unbedingt erforderlich.
    • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für UV- oder VUV-Strahlung, zu schaffen, dessen Elektroden neben hoher UV-Transmission gegen Umgebungseinflüsse optimal geschützt sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zumindest die ersten Elektroden mit einer Schutzschicht versehen oder in eine solche eingebettet sind.
  • Ein derart aufgebauter Strahler erfüllt alle Anforderungen der Praxis:
    • Die der Umgebung ausgesetzten Elektroden sind vor chemischen Angriffen geschützt (Verlängerung der Lebensdauer);
    • Die Elektroden sind darüber hinaus auch gegenüber physikalischen Angriffen geschützt: Enladungen verursachen Erosion; Erosion trägt Elektrodenmaterial ab, das sich auf den transparenten Stellen des Dielektrikums niederschlägt und dort die Transparenz vermindert;
    • Ist die Umgebung selbst ein mit UV-Strahlung zu behandelndes Gas oder Flüssigkeit, so wird ein metallischer Kontakt dieser Substanz vermieden, um keine zusätzlichen chemischen Reaktionen auszulösen, bei denen Metalle beteiligt sind (chemische Inertheit);
    • Eventuelle Entladungen (z.B. Korona) in der Umgebung von Elektroden auf das Dielektrikum oder zu in der Nähe befindlichen spannungsführenden Teilen oder Oberflächenentladungen längs des Dielektrikums werden vermieden durch den besseren Kontakt zum Dielektrikum; durch die bessere elektrische Isolation der Elektrodem werden darüber hinaus unerwünschte energiekostende Entladungen verhindert.
  • Die praktische Realisierung der Erfindung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Neben der blossen Beschichtung der metallischen Drähte, z.B. durch Tauchen der Elektroden in eine entsprechendes Bad, kommt vorteilhaft das Eintauchen des vollständig zusammengebauten Strahlers in ein Bad in Frage. Auch sind Beschichtungen mit sogenannten Dickschichtvergussmassen möglich, welche den Vorteil einer leicht zu reinigenden Aussenfläche des Strahlers mit sich bringen.
  • Als Beschichtungs- bzw. Einbettungsmaterial eignen sich insbesonders Dielektrikumsstoffe, die einen guten Kontakt zum Dielektrikum des Strahlers herstellen und gleichzeitig einfach aufzubringen sind. Werden dabei noch Materialien verwendet, die UV-härtend sind, können diese durch den Strahler selbst extrem schnell härten.
  • Besondere Ausgestaltungen der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In der Zeichnung sind Ausführungsformen von Hochleistungsstrahlern in stark vereinfachter Form dargestellt; dabei zeigt
    • Fig.1
    einen UV-Zylinderstrahler bekannter Bauart;
    Fig.2
    einen Ausschnitt aus dem äusseren Dielektrikumsrohr eines UV-Strahlers mit darauf angeordneter Aussenelektrode aus mit Dielektrikumsmaterial beschichtetem Runddraht;
    Fig.3
    einen Ausschnitt aus dem äusseren Dielektrikumsrohr eines UV-Strahlers mit darauf angeordneter Aussenelektrode aus Runddraht, wobei die gesamte Aussenfläche mit einem Beschichtungsmaterial versehen ist;
    Fig.4
    einen Ausschnitt aus dem äusseren Dielektrikumsrohr eines UV-Strahlers mit darauf angeordneter Aussenelektrode aus Runddraht, der in Vertiefungen des äusseren Dielektrikumsrohrs liegt, die ihrerseits mit Beschichtungsmaterial ausgefüllt sind;
    Fig.5
    einen Ausschnitt aus dem äusseren Dielektrikumsrohr eines UV-Strahlers mit darauf angeordneter Aussenelektrode aus Runddraht mit einem glatten äusseren Dielektrikumsrohr und einer Dickschichtvergussmasse, in welcher die Elektroden eingebettet sind;
    Fig.6
    einen Auschnitt aus einem UV-Strahler, der Strahlung sowohl nach aussen als auch nach innen aussendet.
    Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Der in Fig. 1 schematisch dargestellte UV-Hochleistungsstrahler besteht aus einem äusseren Dielektrikumsrohr 1, z.B. aus Quarzglas, einem dazu konzentrisch angeordneten inneren Dielelektrikumsrohr 2, dessen Innenwand mit einer Innenelektrode 3 versehen ist. Der Ringraum zwischen den beiden Rohren 1 und 2 bildet den Entladungsraum 4 des Strahlers. Das innere Rohr 2 ist gasdicht in das äussere Rohr 1 eingesetzt, das vorgängig mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt wurde, das unter Einfluss stiller elektrischer Entladungen UV oder VUV-Strahlung aussendet.
    Als äussere Elektrode 5 dient ein Metallnetz oder Metallgitter, das sich über den gesamten Umfang des äusseren Rohres 1 erstreckt. Sowohl die äussere Elektrode 5 als auch das äussere Dielektrikumsrohr 1 sind für die erzeugte UV-Strahlung durchlässig.
    Die Elektroden 3 und 5 sind an die beiden Pole einer Wechselstromquelle 6 geführt. 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 4 und Zusammensetzung des Füllgases.
  • 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.
  • 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
  • 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 O-Atome abspaltet;
    • ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) mit Hg.
  • 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.
  • Bei Anliegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden 3, 5 bildet sich eine Vielzahl von Entladungskanälen (Teilentladungen) im Entladungsraum 4 aus. Diese treten mit den Atomen/Molekülen des Füllgases in Wechselwirkung, was schlussendlich zur UV oder VUV-Strahlung führt.
  • Im Ausschnitt gemäss Fig.2 sind die einzelnen Drähte 7 der Aussenelektrode mit einer Beschichtung 8 versehen. Diese kann im einfachsten Fall aus Drahtlack bestehen. Solche isolierten Drähte mit eingebranntem Lack sind im Transformatorenbau üblich. Je nach Lackdicke und Lacksorte kann die zusätzliche Spannungsüberhöhung durch den Lack zur Spannung der Entladung optimiert werden.
  • Im Ausschnitt nach Fig.3 ist nicht nur der Draht, sondern die gesamte Strahleroberfläche mit einer Beschichtung 8a aus Klarlack versehen. Diese Anordnung reduziert für manche Wellenlängen zwar die UV-Strahlerleistung, lässt sich aber besonders einfach herstellen, indem der vollständig zusammengebaute Strahler in ein Lackbad getaucht wird, oder ein Lack aufgesprüht oder auch aufgestrichen wird und anschliessend aushärtet. Bei einer 308 nm-Strahlung und einer typischen Schichtdicke von l bis 2 µm beträgt dabei die Transmission mehr als 80%. Vorzugsweise verwendet man dabei UV-härtende Klarlacke, die durch den Strahler selbst extrem schnell gehärtet werden können und bei denen sich die Transmission aufgrund der chemischen Umwandlung nach der Aushärtung verbessert.
  • Bei der in Fig.4 dargestellten Anordnung liegen die einzelnen Drähte 7 der Aussenelektrode 5 in Vertiefungen des äusseren Dielektrikumsrohres 1 und sind vollständig in der Beschichtung 8b, z.B. einem Klarlack, eingebettet. Die Lackschicht 8b weist dann längs der Strahleroberfläche abwechselnd unterschiedliche Dicke auf. Da dünne Lackschichten die erzeugte UV-Strahlung besser durchlassen als dicke, ergibt sich ein entsprechendes Intensitätsmuster. Dies ist für Anwendungen von Vorteil, bei denen ein Objekt, das mit UV bestrahlt werden soll, längs der Oeberfläche bewegt wird und wohldefinierte Belichtungspausen eintreten sollen.
  • In Fig.5 schliesslich ist die Anordnung von vollständig in einer UV-transparenten Dickschicht-Vergussmasse 8c eingebetter Drähte auf einem glatten äusseren Dielektrikumsrohr 1 veranschaulicht. Die moderne Entwicklung von UV-härtenden Produkten hat es ermöglicht, derartige Vergussmassen aus Klarlack und sogar pigmentierten Systemen herzustellen. Beispiele von UV-härtenden Epoxidharzen und UV-härtenden Acrylaten sind beispielsweise im Vortragsmanuskript der Fa. Panacol-Elosol GmbH "UV-EPOXIES - Neue Möglichkeiten mit strahlungshärtenden Klebstoffen und Vergussmassen", Haus der Technik e.V. Essen vom 20.11.1990, beschrieben. Bei einer derartigen Anordnung kann der "Träger" der Vergussmasse 8c, das äussere Dielektrikumsrohr 1 dünner ausgebildet sein, im Grenzfall sogar entfallen, wenn die dielektrischen Eigenschaften der Vergussmasse dem Entladungsprozess angepasst sind.
  • Neben Zylinderstrahlern lässt sich die erfindungsgemässe Versetzung der Elektroden auch bei Flächenstrahlern mit Erfolg anwenden. Auch können die Aussenelektrode selbst andersartig gestaltet sein, z.B. nicht netz- oder gitterförmig, sondern nur aus parallelen Streifen bestehen, was sich insbesondere bei einer Anordnung gemäss Fig.3 anbietet.
    Auch können anstelle separater oder diskreter Elektrodenanordnungen solche verwendet werden, die durch streifen- oder gitternetzförmige Metallisierungen auf die Aussenfläche des Dielektrikumsrohres 1 aufgebracht sind und dann mit dem im Zusammenhang mit Fig.3 geschilderten Verfahren mit einer Beschichtung versehen werden.
  • Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die sich auf sogenannte Aussenstrahler beziehen. Die dabei vorgestellten Massnahmen zum Schutz der Elektroden gelten selbstverständlich auch für einen sogenannten Innenstrahler. Abgesehen von der Lage der transparenten Elektroden 5 entspricht ein solcher Innenstrahler dem in Fig.1 dargestellten Aussenstrahler.
  • Des weiteren sind auch Strahlerkonfigurationen möglich, bei welchen die UV-Strahlung sowohl nach aussen als auch nach innen abgestrahlt wird. Fig.6 veranschaulicht einen Ausschnitt aus einem solchen Strahler. Bei solchen Anordnungen müssen beide Dielektrikumsrohre 1, 2 und auch die jeweiligen Elektroden 3, 5 für die erzeugte Strahlung transparent sein. In diesem Fall können dann sowohl die ersten Elektroden 5 als auch die zweiten Elektroden 3 in der oben geschilderten Weise vor chemischen und physikalischen Angriffen optimal geschützt werden.
  • Aussen- und Innenstrahler werden regelmässig mit einem flüssigen Kühlmittel gekühlt. Dieses wird bei Aussenstrahlern durch das innere Dielektrikumsrohr 2 geleitet, bei Innenstrahlern umspült das Kühlmittel das äussere Dielektrikumsrohr 1. Auch hier tragen Schutzschichten aus den beschriebenen Materialien dazu bei, den Erosionsangriff durch das Kühlmittel zu verhindern oder zumindest zu vermindern. Sofern es sich dabei um Elektroden handelt, die keine UV-Strahlung hindurchlassen müssen, können auch andere Schutzschichten Verwendung finden, z.B. solche, die durch Eloxieren, Emailieren etc., aufgebracht sind. So bietet es sich bei auf das Dielektriukum aufgedampften oder aufgesputterten Alumnium-Elektroden an, die freie Oberfläche zu eloxieren. Bei netz- oder gitterförmigen Elektroden, welche keine UV-Strahlung hindurchlassen müssen, ist darauf zu achten, dass keine (Aussen-)Entladungen zwischen Elektrode und Dielektrikumsoberfläche entstehen, was durch Füllen des Zwischenraums mit einem Lack oder anderen Füllstoffen wie Kleber oder nichtleitenden leitenden oder Pasten, z.B. Leitsilber, erfolgen kann.

Claims (6)

  1. Hochleistungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem mit unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Füllgas gefüllten Entladungsraum (4), dessen Wandungen durch ein erstes und ein zweites Dielektrikum (1,2) gebildet sind, welches auf seinen dem Entladungsraum (4) abgewandten Oberflächen mit einer metallischen gitter- oder netzförmigen ersten (5) und einer zweiten Elektrode (3) versehen ist, mit einer an die erste und zweite Elektrode angeschlossenen Wechselstromquelle (6) zur Speisung der Entladung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die ersten Elektroden (5) mit einer Schutzschicht (8;8a;8b;8c) versehen oder in eine solche eingebettet sind.
  2. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur das Material, aus dem die Elektrode (5,3) gefertigt ist, mit einer Schutzschicht (8), vorzugsweise aus Drahtlack, versehen ist (Fig.2).
  3. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Elektrode (5) und zumindest die Oberfläche des ersten Dielektrikums (1) im Bereich dieser Elektrode mit einer UV-durchlässigen Schutzschicht (8a) versehen sind (Fig.3).
  4. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche des ersten Dielektrikums (1) und/oder die Innenfläche des zweiten Dielektrikums (2) mit regelmässigen Vertiefungen versehen ist, in welche die Elektroden (5,3) zumindest teilweise eingebettet ist und die Vertiefungen mit einer UV-durchlässigen Masse (8b) ausgefüllt sind, welche die Elektroden (5,3) vollständig bedeckt.
  5. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Elektrode (5) in eine Schutzschicht (8c) aus einer UV-durchlässigen Vergussmasse eingebettet ist.
  6. Hochleistungsstrahler nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht ein UV-härtender Lack, Klebstoff oder Vergussmasse ist, die durch den Strahler selbst gehärtet ist.
EP91108604A 1991-05-27 1991-05-27 Hochleistungsstrahler Withdrawn EP0515711A1 (de)

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