CN101133475B - 带有反射器的uvc/vuv电介质阻挡放电灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题涉及用于产生和/或发射紫外(UV)光辐射的高效电介质阻挡放电(DBD)灯，包括：至少部分地由至少内壁(2)和至少部分地透明的外壁(3)形成和/或包围的放电间隙(1)，内壁(2)和外壁(3)每个带有面向放电间隙(1)的内表面(2a、3a)和布置为与相应的内表面(2a、3a)相对的且指向离开相应的内表面(2a、3a)的外表面(2b、3b)，位于放电间隙(1)的填充气体，至少两个电接触装置(4)、在内壁(2)处的第一电接触装置(4a)和在外壁(3)处的第二电接触装置(4b)，和至少一个布置在各壁的内表面(3a)处/上且至少部分地覆盖各壁的内表面(3a)的至少部分的发光涂层(5)，布置使得产生的一定波长范围的UV光的至少部分可以从放电间隙(1)通过发光涂层(5)到DBD灯的外侧，其中两个壁(2、3)的至少一个至少部分地布置有引导装置(6)，使得扩散的辐射在通过外壁(3)的透明的部分的方向上被引导而带有减小的因吸收效应等的损失。

Description

带有反射器的UVC/VUV电介质阻挡放电灯
技术领域
本发明涉及用于产生和/或发射紫外(UV)光辐射的高效电介质阻挡放电(DBD)灯，包括：至少部分地由至少内壁和外壁形成和/或包围的放电间隙，内壁和外壁每个带有面向放电间隙的内表面和布置为相对于且指向离开相应的内表面的外表面，其中壁的至少一个是电介质壁和/或壁的一个具有至少部分地透明的部分，放电间隙的气态填充物，至少两个电接触装置，第一电接触装置与外壁关联且第二电接触装置与内壁关联，和至少一个布置在相应的壁的内表面处/上的且至少部分地覆盖了相应的壁的内表面的至少部分的发光涂层，布置使得由灯内的气体放电产生的一定波长范围的辐射的至少部分可以从放电间隙通过发光涂层到DBD灯的外侧。
背景技术
这样的电介质阻挡放电灯一般地是已知的且用于其中必须为多种目的产生一定波长的光波的宽的应用领域。
已熟知的电介质阻挡放电灯用于例如用于液晶显示(LCD)背光的平的灯，如用于影印机的圆柱形灯，和如用于表面和流体处理目的的共轴的灯。EP 1048620B1描述了DBD灯，它适用于流体消毒且包括发光层，在此情况中是磷光体层，磷光体层沉积在灯罩的内表面上，在此情况中灯罩由两个石英管制成，石英管限定了放电容积或放电间隙。放电间隙填充以一定压力下的氙气，只要在放电间隙内开始气体放电，特别是电介质阻挡放电，则氙气发射初级辐射。带有辐射的最大值为172nm的此初级等离子辐射通过发光层转化为希望的波长范围，例如大约180nm到大约380nm。根据特定的应用，在生产超纯水的情况中此范围可以降低到180nm至190nm的范围，或如果用来对水、空气和表面等消毒则降低到200nm至280nm的范围。
发光层一般地通过VUV或UV磷光体涂层实现。
在EP 1048620、EP 1154461和DE 10209191中示出了带有合适的磷光体层涂层的用于产生VUV或UVC光的共轴电介质阻挡放电灯。
EP 1048620 B1示出了包括气体放电灯的用于对水消毒的设备，气体放电灯包括带有电介质材料壁的放电容器，所述的壁的外表面提供有至少第一电极，且放电容器包括含有氙的气体填充物，其中壁在至少内表面的部分上提供有包含在UV-C范围发射的磷光体的涂层，所述的磷光体包括来自由主晶格内的Pb2+、Bi3+和Pr3+形成的组的激活剂。
DE 102 09 191 A1和EP 1154461 A1示出了类似的构造或布置。
所述文献中示出的灯典型地是共轴形式的，包括在两侧熔合在一起而形成了环形放电间隙的外管和内管，且外管和内管相对于放电间隙的宽度具有相对地大的直径。其他类型的灯是拱顶形式的，包括在一侧封闭的外管和也在一侧封闭的内管，外管和内管在非封闭的侧熔合在一起而形成了环形放电间隙且相对于放电间隙的宽度具有相对地大的直径。
通常用于提供用来产生辐射的能量的电接触通过像金属电极的电接触装置实现，金属电极分别施加在外管的外侧或外表面上和内管的内侧或内表面上。外电极通常至少部分地是透明的，例如栅格形式，用于令生成的光通过电极。此外，熟知的DBD灯通常在其灯罩内侧具有发光涂层。
此熟知的布置具有的缺点是因在内电极、内电介质壁和以内电介质壁为边界的容积处的吸收损失，特别地在灯内多反射的情况中这些熟知的灯的效率相对地低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供带有最小吸收损失和高的辐射输出效率或高效辐射输出的适合于流体处理的电介质阻挡放电灯。
此问题通过用于产生和发射紫外辐射的高效电介质阻挡放电(DBD)灯解决，电介质阻挡放电灯包括：至少部分地由至少内壁和外壁形成和/或包围的放电间隙，内壁和外壁每个带有面向放电间隙的内表面和布置为相对于且指向离开相应的内表面的外表面，其中壁的至少一个是电介质壁和/或壁的一个具有至少部分地透明的部分，位于放电间隙内的填充物，至少两个电接触装置，第一电接触装置与外壁关联且第二电接触装置与内壁关联，和至少一个布置在相应的壁的内表面处/上的且至少部分地覆盖了相应的壁的内表面的至少部分的发光涂层，布置使得由放电间隙内的气体放电产生的辐射的至少部分可以从放电间隙通过发光涂层到DBD灯的环境，其中两个壁的至少一个至少部分地布置有引导装置，使得由放电间隙内的气体放电产生的和/或由发光涂层发射的扩散的辐射在限定的方向被引导通过壁的至少一个的透明的部分而无因吸收效应等引起的损失，其中，引导装置包括通过数个反射涂层相互邻近安装而实现的非均一的涂层。
根据本发明的DBD灯包括外部分和内部分。外部分包括内部分的罩，其中内部分包括用于产生辐射的装置和用于将此辐射的谱向更长的波长移动/转化的装置。根据本发明的DBD灯的内部分结构上从内侧到外侧布置为如下：
DBD灯的中心部分是带有气体填充物的放电间隙。此放电间隙由周围的壁形成，其中至少一个壁或此壁的部分是电介质材料的。这些壁在其内表面覆盖有发光层，特别地是磷光体层，用于转化在放电间隙内产生的辐射。在其外表面，壁具有两个相应的电接触装置，例如布置为电极，用于提供能量以激励放电间隙内的气体放电且因此用于在放电间隙内产生辐射，辐射优选地在VUV范围(＜180nm)内，它然后被发光涂层转化为更长波长的辐射，优选地转化为180nm至400nm范围的辐射，更优选地转为为180nm至380nm内的辐射，且最优选地转为为180nm至280nm范围的辐射。
电接触装置可以是任何用于将电能传递到灯的装置，特别地是例如金属涂层或金属栅格的形式的电极。但然而例如如果DBD灯用于流体或水处理则也可以使用其他不同于电极的装置。在此情况中，DBD灯至少在一侧-内壁侧或外壁侧-至少部分地被水或流体包围。包围的水或流体则用作电接触装置，其中电极又将电传递到水或流体。也可以通过非电容性装置，通过电感或甚至通过使用微波产生等离子体。因此本发明不限制于如电接触装置的电极。电接触装置因此与相应的壁关联。
在本发明中高效或高效率意味着根据本发明的DBD灯具有比根据现有技术的DBD灯更高的效率。
常规的低压汞灯和汞齐灯例如具有在30％到40％的范围内的高效率，但仅在低UV-C功率密度下，这意味着低于1Wuv/cm2到低于0.1Wuv/cm2。平均压力汞灯具有高UV-C功率密度，这意味着高于1Wuv/cm2到高于10Wuv/cm2，但仅有在10％到20％的范围内低效率。与这些灯相比，根据本发明的优化的DBD灯在UV-C的功率密度在0.1Wuv/cm2到10Wuv/cm2之间具有在20％到30％范围内的中等效率。与无汞的方面相结合，此高效和高UV-C功率密度的结合使得DBD灯最佳地适合于处理流体，优选地处理水，特别是处理饮用水。另外，DBD灯的特性在大范围内对温度不敏感且因此当接通DBD灯后立即实现最大的光输出，这一般地已知为即时点亮。
根据本发明的DBD灯布置为产生且发射优选地在UV范围内的辐射，用于水、空气和表面处理，特别是用于消毒处理。特别是对于处理水，需要波长≤280nm的辐射。
为产生UV光或更一般地UV辐射，需要由电介质壁包围和/或形成的放电容积或放电间隙。用于电介质壁的材料从优选地为石英玻璃的电介质材料的组中选择。用于电介质壁的材料必须布置为使得需要的辐射通过至少外电介质壁的部分且照射包围外灯表面的容积或介质。壁的每个具有内表面和外表面。每个壁的内表面被引导向且面对放电间隙。一个壁的内表面和外表面之间的距离限定了壁厚，壁厚在一些特殊的情况中可以变化。电接触装置或电极位于外表面处或外表面附近。它们以电的形式提供能量用于产生需要的辐射。为应用辐射，在外表面处或外表面附近的电极必须布置为使得辐射能从内侧通过电极。因此，所述的电极必须是至少部分透明的，例如以栅格的形式，特别是当电极邻近外壁的外表面布置时。在此电极与外壁的外表面分开的情况中，例如在水处理的情况中，电极可以是任何合适的材料以在相应的环境中供电。
为产生要求的辐射，放电间隙内的至少一个发光涂层是必需的。发光涂层通常地位于壁的内表面处。发光材料将放电间隙内通过气体放电产生的辐射转化为需求的辐射。来自发光材料和气体放电自身的输出辐射是扩散的，这意味着并非所产生的辐射的全部在其最短的途径上被引导通过外壁到外侧。通过在其最短的途径上引导辐射，最小化了损失的风险。
因此，主要的优点是在放电间隙内布置引导装置。本发明意义中的引导装置是所有适合于引导、反射、转向或一般地影响辐射的特征，特别是辐射的方向的装置、设备、零件等。简单的引导装置例如是镜子或反射层。
引导装置将由发光涂层和气体放电自身发射的扩散的辐射引导向希望的方向，该方向优选地是如果可能则辐射在其最短的途径上通过外壁的方向。通过这样，仅处于外壁-或处在辐射应通过的壁上的内表面处的仅一个发光涂层是必需的。当然，可以布置第二发光涂层，例如在内壁侧处-或一般地在相应的壁处，布置在反射涂层的内表面-即面向间隙的表面或一般地引导装置的内表面上/处，使得反射涂层夹在发光层和内壁之间。第二发光涂层也可以布置在内壁的内表面处，其中在此情况中反射涂层直接地或分开地位于内壁的外表面处。通过此布置，可以避免因内壁(第一情况)处和邻近内壁的外表面的区(第二情况)的吸收的损失。
在此情况中，在一个壁处仅使用一个发光涂层，相应的壁的内表面仅具有反射涂层而无发光涂层。反射涂层因此必须能反射由气体放电发射的辐射和由发光层发射的辐射。通常地由气体放电发射的辐射具有比由发光层发射的辐射(＞180nm)更短的波长(＜180nm)。优选地，两个辐射必须反射到壁，辐射应通过壁。
引导装置可以是用于将辐射引导到希望的方向的任何装置，其中在希望的方向的引导可以包括避免在不希望的方向的引导。优选地，引导装置避免在不希望的方向的引导。
因此有利的是引导装置布置为至少一个反射涂层，布置为反射金属壁，布置为反射金属圆筒，布置为反射金属涂层，布置为反射非金属壁等，其至少部分地布置在内壁和/或外壁处。当然，可以使用布置在灯罩内侧或外侧的任何其他合适的反射几何形状、主体和/或装置。引导装置可以布置在内壁处、布置在外壁处、布置在内壁处和部分地布置在外壁处以及布置在外壁处和部分地布置在内壁处。
通过布置如像反射涂层的反射装置的引导装置，可实现引导装置的容易的实现。在大多数应用DBD灯的情况中，作为向某些方向的引导的替代需要避免不希望的方向。因此在大多数或几乎所有的情况中，通过内壁到内壁的邻近的区的辐射的引导是不希望的，但通过外壁向外壁外侧区的精确的方向可以在某些情况中也是有利的。为此原因，反射涂层是用于实现合适的且容易的生产引导装置的有利的布置。此涂层可以布置在内壁的内侧和/或外侧处。涂层可以直接地(或直接地)布置在各自的表面处或非直接地或间接地通过中间层的方式布置。中间层例如可以是壁、发光层、粘性层、保护性层等。
反射涂层的位置取决于例如辐射的方向的数个参数。在通过外壁引导辐射的情况中，反射涂层的位置取决于发光层的数量和位置。如果布置了两个发光层，一个布置在内壁处且一个布置在外壁处，则反射涂层可以位于内壁的内表面，夹在发光层和内壁之间。在此布置中，反射涂层可以布置为金属反射涂层且因此金属层也可以用作电接触装置，特别地作为电极。反射涂层可以至少部分地由另外的保护性层覆盖。也可以将反射涂层布置为非金属反射涂层。
优选地，反射装置布置在内壁的外表面处/上，在外壁的外表面处/上，至少部分地在内壁的外表面处/上和/或至少部分地在外壁的外表面处/上。反射涂层可以再次布置为金属或非金属反射涂层。如果反射涂层布置为金属层，金属反射涂层也可以用作电接触装置，例如电极。
通过具有引导装置可以仅使用一个发光层，其中发光层优选地布置在此壁处，辐射应该通过它。在描述中，发光层主要地位于外壁处或在外壁上。但对于位于内壁处的发光层可以类似地实现相同的效果。
反射涂层优选地布置在内壁的内表面处/上，在外壁的内表面处/上，至少部分地在内壁的内表面处/上和至少部分地在外壁的内表面处/上。以此方式，避免辐射通过内壁。反射涂层布置为使得仅反射希望的或需求的辐射。当然，不希望的或不需要的辐射可以通过反射涂层，所以反射涂层布置为滤波器，其中涂层仅对于希望的辐射反射。
进一步的优点是内表面处的反射涂层是优选地从如下的组中选择的反射材料，组包括像Al或Al合金涂层的金属涂层和/或高反射性超细化氧化物微粒涂层，例如AlPO4、YPO4、LaPO4、SiO2、MgO、Al2O3和/或MgAl2O4。
更优选地，金属引导装置、金属涂层、金属圆筒、金属壁等布置为电接触装置，优选地具有电极的形式，用于同时地反射辐射和供电。
涂层可以包括夹为一个总的涂层的数个涂层，其中不同的涂层之间的界限可以是阶变或渐变的，即不同的层可以阶变地布置或平滑转换地布置。
为防止放电间隙内的反射涂层的可能损坏，有利地是为反射涂层涂敷以至少一个保护性层，优选地是氧化物层，其中氧化物层自身可以包括形成总氧化物层的数个氧化物层。在涂层包括夹为一个总的涂层的数个涂层的情况中，邻近放电间隙内侧的涂层由保护性涂层覆盖。涂层是从如下组中选择的保护性材料，组为高反射性超细化氧化物涂层，例如AlPO4、YPO4、LaPO4、SiO2、MgO、Al2O3和/或MgAl2O4。保护性涂层当然可以整合为一个如上所述的总的反射涂层。保护性涂层不限制于仅覆盖涂层。它也可以完整地覆盖一个壁或更精确地一个内表面，例如内壁的内表面。
通过仅以反射层或以反射和保护性层完整地覆盖一个壁，用于此壁的材料可以与其他的壁不同，其通常地由石英玻璃，优选地由高质量合成石英制成。通过以反射涂层或以反射和保护性涂层覆盖所述的内壁，非合成石英，玻璃，或甚至例如标准陶瓷或金属的非透明的材料可以用作用于内壁的材料而不具有性能上的缺点，但具有成本、复杂性等方面的优点。
优选地，反射涂层由反射材料制成，反射材料优选地从如下的组中选择，组包括金属涂层或高反射性超细化氧化物微粒涂层，例如SiO2、MgO、Al2O3或类似物。用于实现涂层的方法优选地是电化学沉积、电泳、电子束蒸发、溅射和/或CVD(化学蒸汽沉积)、从悬浮液中的沉析/沉淀(冲上/冲下方法)、离心和印刷。冲上/冲下方法是使涂层到壁上的方法，通过该方法悬浮液通过压力-即通过主体内的低压或真空沿相应的壁被吸引到主体内，例如吸引到双管主体内，且通过增加主体内的压力使悬浮液流出所述的主体。
在金属涂层的情况中，材料根据其分类选择，分类根据其在λ＝200nm处的反射能力。合适的材料的分级如下列出：
Al：R＝80％
Si：R＝67％
Mg：R＝65％
Rh：R＝50％
Cr：R＝38％
Ni：R＝30％
在此情况中最合适的材料是Al。当然，反射能力受到其他参数的影响，例如几何形状，特别是在此情况中的涂敷材料的涂层厚度。反射涂层的厚度可以根据如下公式增加反射能力：
n·d＝(2m+2)·λ/4)。
对于一定的λ，公式给出了用于涂层的相应的厚度d。
在非金属涂层的情况中，优选地使用氧化的涂层且最优选地高反射性超细化氧化物微粒涂层。反射涂层具有由数个颗粒构成的结构。对于优化的反射，颗粒的中间直径优选地在20nm到1000nm的范围内，更优选地在20nm到800nm的范围内，且最优选地在50nm到200nm的范围内。用作此涂层的材料是多种氧化物，例如SiO2、MgO、Al2O3或类似物，它们是通常已知的，且可以以粉末或现成的浆料购买。
当然，数个反射涂层可以相互邻近安装，使得实现非均一的涂层。非均一的涂层可以由不同的层或由层的渐变来实现，该层的渐变由阶变限制区或由带有平滑和/或连续地转变的区实现。反射涂层或一般地引导装置可以邻近内壁的外表面，或它可以与内壁的外表面分开。也可以的是内电介质壁完全地由反射金属圆筒取代，反射金属圆筒同时用作电接触装置的一个。壁、电极、和/或不同的层的布置主要地取决于灯的几何形状。一般地灯可以是任何形式的。
优选地，灯的几何形状从如下的组中选择，组包括平的灯几何形状、共轴的灯几何形状、拱顶的灯几何形状、平面的灯几何形状等。对于工业用途，优选地使用带有与放电间隙的直径或相应的内壁和外壁的内表面之间的距离相比相对地大的直径的共轴的DBD灯或优选地使用拱顶形状的共轴的灯，以实现带有大的用于环境处理的有效区的灯。
发光涂层的材料优选地布置为使得产生一定波长范围的辐射，优选地≥100nm且≤400nm的波长范围、更优选地≥180nm且≤380nm的波长范围且最优选地≥180nm且≤280nm的波长范围的辐射，且使得此辐射可以通过外壁的透明的部分，其中用于发光涂层的材料优选地从如下的组中选择，组包括：磷光体涂层，优选地UVC和/或VUV磷光体涂层，且最优选地例如YPO4:Nd、YPO4:Pr、LuPO4:Pr、LaPO4:Pr、(Y1-x-yLuxLay)PO4:Bi、(Y1-x-yLuxLay)PO4:Pr的磷光体涂层，其中x+y可以在从0.0到0.9的范围变化。此材料和此波长范围最合适于例如处理和/或消毒水或其他流体、空气或其他气态流和表面的应用。
本发明的优选的应用是灯的几何形状基本上基于两个圆柱形主体，布置为使得一个圆柱形主体包围另一个圆柱形主体。两个主体优选地由石英玻璃制成，但也可以使用像玻璃、陶瓷或金属的材料以用于至少一个圆柱形主体。不是由对于UV-C辐射透明的材料制成的主体优选地具有引导装置，引导装置优选地具有反射涂层的形式。
可以的是外圆柱形主体或圆柱形管由或至少主要地由石英玻璃的材料制成，其中内圆柱形管主要地由具有反射涂层的金属材料制成。这意味着本发明也可应用于带有仅一个形成放电间隙的电介质壁的DBD灯。
本发明的一个进一步的优点是DBD灯优选地仅包括一个至少部分地布置在壁的一个的内表面处/上的发光涂层和一个至少部分地布置在相对的壁的内表面处/上的反射涂层。通过将发光涂层的个数减少为仅一个而不是在每个壁的每个内表面处具有两个发光涂层，可以节约材料。另外，可以降低因由内壁处的此第二涂层造成的吸收或扩散反射的损失。除此以外，避免在一个壁处的发光材料允许此壁的更高的运行温度，假定发光材料的最高运行温度低于壁材料和反射涂层的最高运行温度。通过具有仅一个发光涂层，灯的效率增加且更接近相对理论可能极限，因为发光涂层在发光材料的发射波长上不是100％的反射性的。一般地，发光涂层发射在靠近激发波长处不是100％反射性的，因为小的斯托克斯频移意味着发射带和吸收带的强的重叠且因此导致强的谱相互作用。在仅一个发光涂层的情况中此缺点被减轻。
为保证涂层不从邻近的区(壁、涂层)分离，一个另外的粘性涂层可以至少部分地夹在壁的一个和涂层的一个之间和/或夹在两个涂层之间，其中此粘性涂层的材料从合适的粘性材料的组中选择，组包括：AlPO4、YPO4、LaPO4、MgO、Al2O3、MgAl2O4和/或SiO2。
本发明的部分是用于生产高效DBD灯的方法，方法包括用于将所有零件布置在一起的步骤。这些步骤包括用于涂敷的合适的方法，例如通过电化学沉积、电泳、电子束蒸发、溅射和/或CVD(化学蒸汽沉积)、从悬浮液中的沉析/沉淀(冲上/冲下方法)、离心和印刷来用于实现反射涂层的方法。进一步包括了用于以至少一个保护性层覆盖反射涂层的合适的方法。
根据本发明的DBD灯可以用于宽的应用范围。优选地，灯用在合并了本发明所述的灯的系统中且用在如下应用的一个或多个中：流体处理和/或硬的和/或软的表面的表面处理，优选地为清洁、消毒和/或净化；液体消毒和/或净化，饮料消毒和/或净化，水消毒和/或净化，废水消毒和/或净化，饮用水消毒和/或净化，自来水消毒和/或净化，超纯水的生产，气体消毒和/或净化，空气消毒和/或净化，废气消毒和/或净化，成分的裂化和/或去除，优选地无机和/或有机化合物裂化和/或去除，半导体表面清洁，从半导体表面裂化和/或去除成分，食品清洁和/或消毒，食品补充剂清洁和/或消毒，药品清洁和/或消毒。一个有利的应用是净化或一般地是清洁。这主要地通过消灭不希望的微生物和/或裂化不希望的化合物等完成。通过此DBD灯的基本功能，上述的应用可以容易地实现。
附图说明
本发明的这些和其他方面将参考如下描述的实施例变得显见且被阐明。
图1a示出了DBD灯的内部部分的纵截面视图，DBD灯带有放
电间隙内的反射涂层而代替了在内壁内表面处的第二发光涂层。
图1b示出了图1a的内部部分的横截面视图。
图2详细地且以纵截面视图示出了共轴DBD灯的层的结构，DBD灯带有由依据根据图1a和图1b的层结构的内和外石英管形成的放电间隙，带有在内管内侧的第二发光层和夹在内壁和发光层之间的反射层。
图3以示意性方式示出了根据本发明的共轴DBD灯，其中内石英管由反射金属管取代，反射金属管同时用作内壁、用作反射器和用作电接触装置的一个。
图4示意性地示出了在很好地限定的方向上反射辐射的不同方式。
具体实施方式
图1a和图1b示出了带有环形形状的放电间隙1的共轴DBD灯。图1a以纵截面视图示出了DBD灯的内部部分。图1b以横截面视图示出了相同的DBD灯或DBD灯的相同的内部部分而不带相应的电极。DBD灯的放电间隙1由电介质内壁2和电介质外壁3形成。在此图中，放电间隙1由具有用作内壁2的周向壁的内灯管和具有用作外壁3的周向壁的外灯管形成。灯管由石英玻璃制成，石英玻璃是电介质材料。内壁2具有内表面2a和外表面2b。内表面2a面向放电间隙1且外表面2b指向相对的方向。内壁2的厚度由内表面2a和外表面2b之间最短的距离限定。外壁3具有类似的内表面3a和外表面3b。内表面3a对应于内壁2的内表面2a且面向放电间隙1。外表面3b指向与内表面3b相对的方向。外壁3的厚度由内表面3a和外表面3b之间最短的距离限定。DBD灯具有两个布置在外壁和内壁2、3处的相应的电极4。第一电极布置在内壁2的外表面2b处且栅格形状的第二电极4b布置在外壁3的外表面3b处。发光涂层5布置和/或位于内壁的内表面3a处。内壁2的内表面2a不具有这样的发光涂层。作为替代，反射涂层6a形式的引导装置6布置在内壁2的内表面2a处。在此情况中，粘性涂层由MgO的超细微粒制成且用作反射或引导装置6。替代地，反射涂层可由以例如SiO2或Al2O3的超细微粒制成的层取代。形成此层的颗粒的直径选择为使得实现所产生的UV辐射的波长范围的最佳反射。此处，DBD灯的填充物是填充压力在100mbar至800mbar之间的氙填充物。在此情况中，氙辐射的波长范围大约λ＝172nm。此反射的波长范围到达外壁3的内侧3a上的发光涂层。用作此涂层的材料是多种氧化物，它们是一般地已知的且可以粉末购买。
用于形成这样的DBD灯的方法主要地在如下描述。首先内管和外管在一侧连接。然后，在内壁和外壁之间引入辅助主体，例如辅助圆筒，其中保护性圆筒的直径略微大于内玻璃管的直径。辅助圆筒可以由任何像金属、玻璃或石英的材料制成。当布置辅助圆筒后，磷光体涂层通过浸入到另一个悬浮液中实现。最后，移开保护性圆筒。作为此方法的替代，在本发明中包括了两个管在组装前分开地涂敷。第二方式使得更容易地应用不同涂层到管。本发明的另一个实施例在图2中示出。
图2详细地且以纵截面视图示出了共轴DBD灯的层结构，共轴DBD灯带有由依据根据图1a和图1b的层结构的内石英管和外石英管形成的放电间隙1，带有在内管内侧上的第二发光层和夹在内壁和发光层之间的反射层。DBD灯是旋转对称构造的。虚线代表了旋转轴线。层结构从内侧描述，即从旋转轴线到外侧。内层是内壁2。反射涂层6布置在内壁2处，反射涂层被覆盖以第一发光涂层5a，在此布置为磷光体涂层。放电间隙1进一步包括填充物。也在此布置为磷光体涂层的第二发光涂层5b位于外壁3处。第三实施例在图3中示出。
图3以示意性方式示出了根据本发明的DBD灯的内部分，DBD灯带有形成为金属圆筒或金属管7的反射或引导装置，它另外地用作壁的一个和用于电接触的装置的一个。在图3中内壁不由石英玻璃制成而由金属材料制成。在此特殊的情况中，内玻璃管由电连接到外电源(在此未示出)的内金属圆筒取代。金属圆筒在其内表面上具有基本上由Al制成的反射涂层，或金属圆筒完全地由Al制成而带有面向放电间隙的抛光的表面。为防止溅射，面向放电间隙的表面覆盖有保护性涂层，在此情况中是SiO2。在此情况中，发光涂层5仅沉积在外壁3的内侧上。
图4a至图4c示意性地示出了布置引导装置6的不同的方式以在很好地限定的方向上发射辐射(以箭头示意性地示出)：到灯的外部环境(图4a)，到灯的内容积(图4b)和到灯的环境的仅某部分(图4c)。在所有三个情况中，发光层(此处未示出)可以沉积在内壁的内侧处/上，外壁的内侧处/上，两个壁处/上。在此反射层和发光涂层应用到一个壁的情况中，反射涂层夹在发光层和壁之间。
附图标记列表
1  放电间隙
2  内壁
2a (内壁的)内表面
2b (内壁的)外表面
3  外壁
3a (外壁的)内表面
3b (外壁的)外表面
4  电接触装置
4a 第一电接触装置
4b 第二电接触装置
5  发光涂层
5a 第一发光涂层
5b 第二发光涂层
6  引导/反射装置
6a 反射涂层
7  (用作内壁、反射器和电极的)金属管

Claims (13)

1.用于产生和发射紫外辐射的高效电介质阻挡放电(DBD)灯，其包括：
-至少部分地由
-至少内壁(2)和
-外壁(3)
形成和/或包围的放电间隙(1)，
-每个内壁(2)和外壁(3)带有面向放电间隙(1)的内表面(2a、3a)和
-布置为与相应的内表面(2a、3a)相对且指向离开相应的内表面(2a、3a)的外表面(2b、3b)，其中壁的至少一个是电介质壁和/或壁(2、3)的一个具有至少部分地透明的部分，
-位于放电间隙(1)内的填充物，
-至少两个电接触装置(4)，
-第一电接触装置(4a)与外壁(3)关联和
-第二电接触装置(4b)与内壁(2)关联，和
至少一个布置在各自的壁的内表面(3a)处/上且至少部分地覆盖了各自的壁的内表面(3a)的至少部分的发光涂层(5)，布置使得通过放电间隙内的气体放电产生的辐射的至少部分可以从放电间隙(1)通过发光涂层(5)到DBD灯的环境，其中两个壁(2、3)的至少一个至少部分地布置有引导装置(6)，使得通过放电间隙内的气体放电产生的和/或由发光涂层发射的扩散的辐射以限定的方式被引导通过壁(2、3)的至少一个而带有减小的因吸收效应所致的损失，其中，引导装置(6)包括通过数个反射涂层相互邻近安装而实现的非均一的涂层，该非均一的涂层由不同反射涂层或由反射涂层的渐变来实现，该反射涂层的渐变由阶变限制区或由带有平滑和/或连续地转变的区来实现。
2.根据权利要求1所述的高效DBD灯，其中引导装置(6)布置为至少部分地布置在内壁(2)和/或外壁(3)处的数个反射涂层(6a)、反射金属壁、反射金属圆筒(7)、反射金属涂层、反射非金属。
3.根据权利要求1或2所述的高效DBD灯，其中反射涂层(6a)布置在内壁(2)的内表面(2a)处/上，在外壁(3)的内表面(3a)处/上，至少部分地在内壁(2)的内表面(2a)处/上和至少部分地在外壁(3)的内表面(3a)处/上。
4.根据权利要求3所述的高效DBD灯，其中反射涂层(6a)由从如下的组中选择的反射材料制成，该组包括金属涂层或高反射性超细化氧化物微粒涂层。
5.根据权利要求4所述的高效DBD灯，其中所述金属涂层包括Al或Al合金涂层。
6.根据权利要求4所述的高效DBD灯，其中所述高反射性超细化氧化物涂层包括SiO2、MgO、Al2O3涂层。
7.根据权利要求3所述的高效DBD灯，其中反射涂层(6a)由保护性氧化物层(6b)涂敷。
8.根据权利要求1或2所述的高效DBD灯，其中反射涂层(6a)布置在内壁(2)的外表面处/上，在外壁(3)的外表面处/上，至少部分地在内壁(2)的外表面处/上和/或至少部分地在外壁(3)的外表面处/上。
9.根据权利要求1或2所述的高效DBD灯，其中灯的几何形状从如下的组中选择，该组包括共轴的灯几何形状、拱顶的灯几何形状、平面的灯几何形状。
10.根据权利要求1或2所述的高效DBD灯，其中金属引导装置布置为电接触装置，用于同时反射辐射和供电。
11.根据权利要求1或2所述的高效DBD灯，其中DBD灯包括仅一个至少部分地布置在壁(2、3)的一个的内表面处/上的发光涂层(5)和至少部分地布置在相对的壁(3、2)的内表面处/上的一个反射涂层。
12.用于生产根据前述权利要求1到11的一项所述的高效DBD灯的方法，其包括用于将所有零件布置在一起的步骤。
13.一种合并了根据权利要求1到12的任一项所述的灯且用在一个或多个如下的应用中的系统：
流体处理和/或硬和/或软表面的表面处理，
液体消毒和/或净化，
饮料消毒和/或净化，
水消毒和/或净化，
废水消毒和/或净化，
饮用水消毒和/或净化，
自来水消毒和/或净化，
超纯水的生产，
气体消毒和/或净化，
空气消毒和/或净化，
废气消毒和/或净化，
成分的裂化和/或去除，
半导体表面清洁，
从半导体表面裂化和/或去除成分，
食品清洁和/或消毒，
食品补充剂清洁和/或消毒，
药品清洁和/或消毒。
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