DE102005062638A1 - Zündhilfe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasentladungsstrahler mit einem Entladungsraum und außerhalb des Entladungsraums angeordneten Elektroden und besteht darin, dass die Umhüllung des Entladungsraums eine Ausbuchtung aufweist, in der eine Elektrode in Richtung der Gegenelektrode verlegt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasentladungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem mit Füllgas gefüllten Entladungsraum, mit außerhalb des Entladungsraums angeordneten Elektroden und mit einer an die Elektroden angeschlossenen Stromquelle zur Speisung der Entladung.
• DE 42 22 130 beschreibt eine derartige Entladungslampe mit Mitteln zur lokalen Feldverzerrung im Entladungsraum dessen Wandungen durch ein äußeres 1 und ein inneres Dielektrikum 2 gebildet sind. Es wird eine lokale Verengung 12 des koaxialen Entladungsraums gebildet. Mit dieser Zündhilfe wird die Zündspannung leicht verringert. Diese Technik eignet sich für koaxial angeordnete Entladungsräume, bei denen der Abstand zwischen Innen- und Außenrohr bis zu 5 mm beträgt.
• Es ist die erfindungsgemäße Aufgabe, die Zündspannung weiter zu reduzieren und die Leistungsdichte bei gegebener Strahlerlänge zu erhöhen.
• Zur Lösung der Aufgabe wird zumindest eine der äußeren Elektroden innerhalb einer in den Gasraum ragenden Ausbuchtung der Entladungsraumhülle in Richtung der Gegenelektrode verlegt.
• Hierdurch wird die Zündspannung effektiv herabgesetzt. Dies ermöglicht wiederum über erheblich vergrößerte Elektrodenabstände das Volumen bei gleicher Strahlerlänge zu vergrößern und somit die abgestrahlte Leistung pro Längeneinheit zu erhöhen. Anschlussleistungen von 100 W/cm Strahlerlänge werden ermöglicht, insbesondere sogar bis zu 500 W/cm. Der erfindungsgemäße Effekt wirkt sich besonders bei koaxialen Anwendungen aus. Hierzu wird in erfinderischer Weiterbildung eine Einbuchtung in den Gasraum als Stützelement zwischen dem Innen- und Außenrohr angeordnet. Das Stützelement stabilisiert die Anordnung von Innen und Außenrohr und ermöglicht das Bereitstellen von stabilisierten Strahlern mit großer Länge.
• 1 zeigt einen quaderförmigen Entladungsraum;
• 2 zeigt einen koaxialen Entladungsraum mit Ausbuchtung am Innenrohr;
• 3 zeigt einen koaxialen Entladungsraum mit Ausbuchtung am Außenrohr.
• 1 zeigt einen quaderförmigen Entladungsraum aus Quarzglas 1, bei dem auf zwei gegenüberliegenden Außenseiten Elektroden 2 angeordnet sind. Die Innenflächen der Umhüllung sind durch eine Ausbuchtung 3 miteinander verbunden, wobei in der Ausbuchtung ein metallischer Leiter 4 angeordnet ist. Grundsätzlich reicht eine Anordnung gemäß 1, 2 oder 3 bei der eine Elektrode 2 mit einem in Richtung auf die Gegenelektrode 2 gerichtetem elektrischen Leiter 4 den Abstand zwischen den Elektroden verkürzt. Besonders bewährt haben sich Anordnungen gemäß 1 bis 3. Dort wird ein an einer Elektrode angeschlossener Leiter 4 innerhalb einer Ausbuchtung 3 in den Entladungsraum bis knapp an die gegenüberliegende Innenwand des Gasraumes geführt. Die Auswölbung kann mit der Gegenwand kontaktieren, so dass eine mechanische Stütze des Innenrohrs erzielt wird. Eine derartige Anordnung eignet sich für besonders lange Entladungsräume.
• Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hochleistungsstrahlers wird eine Quarzglaskapillare 3 mit innenliegendem und auf einer Seite herausragendem Leiter 4 mit dem Quarzglaskörper 1 und einer Elektrode 2 verbunden. Dabei wird das Metall 4 an seiner offenen Seite elektrisch mit der Elektrode 2 verbunden und das Quarzglas der Kapillare dicht mit dem Lampenkörper 1 abgeschlossen. Mit dieser Maßnahme wird die Zündspannung auf ungefähr die Hälfte reduziert. Bei gängigen Lampen mit Zündspannung von 6 kV (Amplitude) wird nunmehr lediglich 3 kV (Amplitude) benötigt. Die Kapillarlänge ist in etwa gleich lang wie die Entladungsstrecke. Die Kapillare berührt dann die Gegenseite des Entladungsraums so, dass zwischen der Kapillare und der Gegenseite des Entladungsraumes noch Gas vorhanden ist, welches in Austausch mit dem Gas des gesamten Entladungsraumes steht.
• Gegenüber ohne äußere Isolierung in den Entladungsraum platzierten Leitern vereinfacht sich die Herstellung der erfindungsgemäßen Gasentladungsstrahler, da bei der Herstellung des Strahlers mit erfindungsgemäßer Zündhilfe die Anwendung von Schutzgas nicht mehr erforderlich ist. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass im Betrieb die beeinträchtigende Verunreinigung durch Sputtern des im Entladungsraum platzierten Leiters unterbleibt.
• Für Gasentladungsstrahler mit koaxialer Anordnung befindet sich der Entladungsraum zwischen der Außenwand des Innenrohrs 1 und der Innenwand des Außenrohrs 1. Entsprechend wird die Ausbuchtung 3 zwischen der Außenwand des Innenrohrs 1 und der Innenwand des Außenrohrs 1 angeordnet.
• Ein erfindungsgemäß ausgeführter Koaxialstrahler mit einem Abstand von 10 mm zwischen dem Außen- und Innenrohr kann erfindungsgemäß mit einer Stromversorgung von 3 kV (Amplitude) gezündet werden.

Claims (5)

1. Gasentladungsstrahler mit einem Entladungsraum und außerhalb des Entladungsraums angeordneten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung des Entladungsraums eine Ausbuchtung aufweist, in der eine Elektrode in Richtung der Gegenelektrode verlegt ist.
2. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Elektrodenflächen überwiegend 5 mm oder mehr, insbesondere 10 mm oder mehr, beabstandet sind.
3. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasentladungsraum zwischen zwei koaxialen dielektrischen Rohren gebildet ist.
4. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung im Entladungsraum die Innenwände des Entladungsraums miteinander verbindet.
5. Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungsstrahlers, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Leiter 4 über eine Ausbuchtung 3 in den Entladungsraum eingeführt wird und durch die Ausbuchtung vom Gasentladungsraum isoliert wird.