DE102009025667A1

DE102009025667A1 - Lampeneinheit

Info

Publication number: DE102009025667A1
Application number: DE102009025667A
Authority: DE
Inventors: Alex Dr. Voronov
Original assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Current assignee: Heraeus Noblelight GmbH
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2010-12-23
Also published as: WO2010145739A1; US20120086324A1; EP2443648A1

Abstract

Es wird ausgegangen von einer Lampeneinheit mit einer Quecksilberniederdrucklampe und einem Reflektor, wobei sich ein Füllgas enthaltender Entladungsraum entlang einer Lampeneinheit-Längsachse erstreckt. Um hiervon ausgehend eine Lampeneinheit mit besonders hoher Leistung und Leistungsdichte sowie hoher Effizienz der UVC-Strahlung anzugeben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Entladungsraum einen umlaufenden Ringspalt oder einen unterbrochenen Ringspalt bildet, der von einer Abstrahlmantelfläche und von einer Reflektormantelfläche, welcher der Reflektor zugeordnet ist, begrenzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lampeneinheit, umfassend mindestens eine Quecksilberniederdrucklampe und mindestens einen Reflektor, wobei die Lampeneinheit eine Lampeneinheit-Längsachse aufweist, entlang der sich ein Füllgas enthaltender Entladungsraum erstreckt.
Stand der Technik
Lampeneinheiten, die mindestens eine Quecksilberniederdrucklampe und mindestens einen Reflektor umfassen, werden in großem Umfang für Beleuchtungszwecke sowie für UV-Anwendungen eingesetzt, wie etwa zur Bräunung, für die UV-Entkeimung oder zur Aktivierung chemischer Reaktionen. Die Anregung des Füllgases erfolgt durch in den Entladungsraum ragende Elektroden oder elektrodenlos durch kapazitive, induktive oder mikrowellenunterstütze Anregung.
Quecksilberniederdrucklampe zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad von etwa 40% für die Konvertierung elektrischer Energie in UVC-Strahlung aus. Damit ergeben sich typische Leistungen moderner Niederdruckquecksilberlampen um 100 Watt und Leistungsdichten um 1 W/cm.
Eine weitere Erhöhung der Leistungsdichte bei Beibehält der hohen Effizienz kann theoretisch durch Erhöhung des Betriebsstroms und gleichzeitiger Vergrößerung des Lampendurchmessers erreicht werden. Der Vergrößerung des Lampendurchmessers ist aber durch die sogenannte „Selbstabsorption” eine physikalische Grenze gesetzt.
Die „Selbstabsorption” beruht auf Wechselwirkungen der UVC-Photonen mit den Quecksilberatomen in der Füllgas-Atmosphäre und macht sich sowohl bei zu hohen Quecksil ber-Konzentrationen als auch bei zu langen Weglängen der UVC-Photonen innerhalb des Entladungsraums in einer Abnahme der Intensität beziehungsweise des Wirkungsgrades der UVC-Emission bemerkbar.

• Eine Erhöhung des Betriebsstroms wird bei so genannten Amalgamlampen angewandt. Der nominale Betriebsstrom einer Quecksilberniederdrucklampe ist in der Regel auf optimale Quecksilber-Konzentration im Entladungsraum und dementsprechend maximale UVC-Intensität ausgelegt. Ein Überschreiten des nominalen Betriebsstroms bewirkt eine Erhöhung der Temperatur und damit der Quecksilber-Konzentration im Füllgas, was wiederum zu einer höheren Selbstabsorption und damit zu einer Verringerung UVC-Intensität führt. Bei Amalgamlampen wird Quecksilber in Form einer Amalgamlegierung in den Entladungsraum eingebracht. Die Bindung des Quecksilbers im Amalgam wirkt dessen Freisetzung in den Entladungsraum entgegen. Dies ermöglicht höhere Betriebsströme (höhere Temperaturen), so dass gegenüber herkömmlichen Quecksilberniederdrucklampen drei- bis sechsfache höhere Leistungen und Leistungsdichten erzielbar sind. Die weitere Erhöhung des Betriebsstroms über den optimalen Wert hinaus führt aber auch bei Amalgamlampen zu höhern Verlusten durch Selbstabsorption.
• Bei einer Vergrößerung des Lampendurchmessers ergibt sich durch den größeren Lampendurchmesser eine bessere Kühlung der Lampe, was theoretisch einen höheren Betriebsstrom unter Beibehaltung einer optimalen Quecksilber-Konzentration im Füllgas ermöglichen würde. Andererseits führt eine Vergrößerung des Lampendurchmessers aber auch zu einer Vergrößerung der Weglänge für die UVC-Photonen, wodurch diese mit höherer Wahrscheinlichkeit absorbiert werden und damit einhergehend die UVC-Leistung durch „Selbstabsorption” abnimmt. Es gibt daher eine physikalisch bedingte sinnvolle Maximalgröße des Lampendurchmessers, die bei derzeitigen handelsüblichen Quecksilberniederdrucklampen bei etwa 38 mm liegt.

Technische Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lampeneinheit mit besonders hoher Leistung und Leistungsdichte sowie hoher Effizienz der UVC-Strahlung bereit zu stellen.
Ausgehend von einer Lampeneinheit der eingangs genannten Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Entladungsraum einen umlaufenden Ringspalt oder einen unterbrochenen Ringspalt bildet, der von einer Abstrahlmantelfläche und von einer Reflektormantelfläche, welcher der Reflektor zugeordnet ist, begrenzt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lampeneinheit ist der radiale Querschnitt des Entladungsraums (in Richtung der Lampeneinheit-Längsachse gesehen) nicht wie üblich kreisförmig, sondern ringförmig ausgebildet. Beispielsweise als Ring mit rundem, ovalem oder mit polygonalem Querschnitt.
Der Entladungsraum bildet mindestens über den größten Teil seiner Länge entweder einen einheitlichen, durchgängigen Raum in Form eines geschlossenen, umlaufenden Ringspalts, oder er ist aus mehreren Teilräumen zusammengesetzt, die jeweils entlang der Lampeneinheit-Längsachse verlaufen.

• Im erstgenannten Fall umfasst die erfindungsgemäße Lampeneinheit nur eine einzelne Quecksilberniederdrucklampe mit ringförmigem Entladungsraum.
• Im zweitgenannten Fall kann jeder der Entladungsraum-Teilräume jeweils einer Quecksilberniederdrucklampe zugeordnet sein. Die Entladungsraum-Teilräume (beziehungsweise die Quecksilberniederdrucklampen) bestehen beispielsweise aus hohlzylinderförmigen Elementen. Diese sind um die Lampeneinheit-Längsachse so angeordnet, dass sie den radial unterbrochenen, angenähert ringspaltförmigen Entladungsraum bilden. Dabei kann jedem Teilraum ein eigener Reflektor zugeordnet sein, oder die Teilräume teilen sich einen oder mehrere Reflektoren.

Der Entladungsraum hat insgesamt – zumindest annähernd – die Form eines Hohlzylinders. Eine der beiden Zylindermantelflächen des Entladungsraums bildet de Abstrahlmantelfläche, über die die UV-Arbeitsstrahlung emittiert wird. Der anderen Zylindermantelfläche ist der Reflektor zugeordnet. Sie ist beispielsweise als Reflektor ausgebildet oder sie ist von einem reflektierenden Medium begrenzt. Diese Zylindermantelfläche bildet die Reflektormantelfläche im Sinne der Erfindung. Die UVC-Photonen, die in Richtung des Reflektors emittiert werden, werden am Reflektor zurückreflektiert und gehen somit nicht verloren, sondern tragen zum UVC-Fluss bei.
Im Vergleich zu der üblichen Entladungsraum-Geometrie ermöglicht der hohlzylindrische, ringspaltförmige Entladungsraum bei der erfindungsgemäßen Lampeneinheit ein größeres Entladungsraum-Volumen, das bei vorgegebener Weite des Entladungsraums durch dessen Außendurchmesser bestimmt wird. Das größere Volumen ermöglicht das Anlegen eines höheren Betriebsstroms und damit eine höhere Leistung und Leistungsdichte der erfindungsgemäßen Lampeneinheit (unter Beibehaltung einer optimalen Quecksilber-Konzentration im Füllgas).
Gleichzeitig kann die Weite des ringspaltförmigen Entladungsraums dabei so klein gehalten werden, dass der Effekt der „Selbstabsorption” durch Vergrößerung der Weglänge für die UVC-Photonen möglichst vermieden wird. Für jedes Parameterpaar „Außendurchmesser des Entladungsraums/Spaltweite des Entladungsraums” ergibt sich ein Optimum für den Betriebsstrom, das anhand weniger Versuche ermittelt werden kann.
Hinzu kommt, dass der vergleichsweise größere Außendurchmesser des Entladungsraums und die zusätzliche Innenwandung zu einer merklichen Vergrößerung der freien Lampenoberfläche führen, so dass sich eine effektivere Kühlung der Lampeneinheit ergibt. Eine effektivere Kühlung wirkt einer Temperaturerhöhung im Betrieb entgegen und ermöglicht somit ebenfalls einen höheren Betriebsstrom, ohne die optimale Quecksilber-Konzentration im Füllgas zu überschreiten.
Die den Ringspalt nach innen und nach außen begrenzenden Wandungen (Abstrahlmantelfläche und Reflektormantelfläche) können die gleiche Querschnittsgeometrie aufweisen oder sie können sich in ihren Querschnittsgeometrien unterscheiden. Im einfachsten Fall sind die Querschnittsgeometrien gleich und die Wandungen verlaufen koaxial zueinander, so dass der Ringspalt überall die gleiche Spaltweite hat.
Der an den Entladungsraum angrenzende Reflektor ist entweder als separates Bauteil oder als Beschichtung im Bereich der Reflektormantelfläche ausgebildet.
Der Reflektor kann außen am Entladungsraum vorgesehen sein, wodurch die Innenwandung als Abstrahlmantelfläche dient und die Lampeneinheit als ein zylindrischer, nach innen abstrahlender „Innenstrahler” wirkt. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ringspalt eine als Reflektormantelfläche ausgebildete Innenwandung aufweist.
Der Entladungsraum hat dabei eine nach außen weisende, geschlossene oder unterbrochene Abstrahlmantelfläche, über die die UV-Arbeitsstrahlung nach außen tritt. Gegenüberliegend ist eine nach innen weisende, geschlossene oder unterbrochene Reflektor mantelfläche vorgesehen, die an einen Reflektor angrenzt. Der Reflektor ist entweder als separates Bauteil oder als Beschichtung im Bereich der Reflektormantelfläche ausgebildet.
Vorzugsweise weist der ringspaltförmige Entladungsraum eine Spaltweite von maximal 40 mm, vorzugsweise maximal 35 mm auf.
Je größer – bei gegebenem Innendurchmesser – die Spaltweite des Entladungsraums ist, umso größer ist Entladungsraum-Volumen und damit der optimale Betriebsstrom und der erzielbare UVC-Fluss. Bei Spaltweiten von mehr als 40 mm kommt es jedoch wegen „Selbstabsorption” zu einer merklichen Abnahme der UVC-Leistung.
Im Sinne eines möglichst hohen Entladungsraum-Volumens und eines möglichst hohen optimalen Betriebsstroms und damit eines hohen UVC-Flusses hat es sich als günstig erwiesen, wenn der ringspaltförmige Entladungsraum eine mittlere Spaltweite von mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 15 mm aufweist.
Die erfindungsgemäße Lampeneinheit mit ringspaltförmigem Entladungsraum und angrenzendem Reflektor zeigt aus den oben erläuterten Gründen bereits bei geringem Innendurchmesser des Ringspalts einen positiven Effekt auf Leistung und Effizienz der UVC-Strahlung. Andererseits erfordert die Herstellung der erfindungsgemäßen Lampeneinheit gegenüber herkömmlichen Lampen einen gewissen konstruktiven Mehraufwand, was wirtschaftlich nur durch eine nennenswerte Steigerung der UVC-Leistung zu rechtfertigen ist. Bei gegebener Ringspaltweite (die durch Selbstabsorption infolge zunehmender Weglänge der UVC-Photonen limitiert ist) führt ein großer Innendurchmesser von mehr als 10 mm zu einer merklichen Vergrößerung des Entladungsvolumens ohne Erhöhung der Selbstabsorption. Daher sind möglichst große Innendurchmesser der Quecksilberniederdrucklampe bevorzugt.
In dem Zusammenhang ergeben sich bevorzugte Außendurchmesser der Quecksilberniederdrucklampe von mehr als 20 mm, vorzugsweise mehr als 35 mm.
Insbesondere bei elektrodenloser Anregung des Füllgases (durch Mikrowelle, oder durch kapazitive oder induktive Anregung) ist ein Reflektor aus einem dielektrischen Werkstoff vorteilhaft. Daher wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quecksilberniederdrucklampe ein Reflektor bevorzugt, der aus einem dielektrischen Werkstoff besteht.
In dem Zusammenhang hat sich ein Reflektor besonders bewährt, der als Reflexionsschicht aus opakem Quarzglas ausgebildet ist.
Die Reflexionseigenschaften beruhen hierbei auf „diffuser Reflexion”. Es hat sich gezeigt, dass mit Reflexionsschichten aus opakem Quarzglas in bestimmten Wellenlängenbereichen Reflexionsgrade erreichbar sind, die mit denen metallischer Reflektoren vergleichbar sind.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quecksilberniederdrucklampe ist vorgesehen, dass der Entladungsraum als umlaufender Ringspalt zwischen einem Außenrohr und einem Innenrohr ausgebildet ist.
Das Innenrohr ist innerhalb des Außenrohres koaxial oder exzentrisch angeordnet. Die Querschnittsgeometrien von Innenrohr und Außenrohr sind gleich oder verschieden und können zum Beispiel rund, oval oder polygonal sein. Der Entladungsraum ist als umlaufender, geschlossener Ringspalt zwischen Rohren besonders einfach realisierbar.
In dem Zusammenhang hat es sich als günstig erwiesen, wenn eine Einrichtung für eine elektrodenlose Anregung des Füllgases vorgesehen ist.
Eine koaxiale oder exzentrische Anordnung von Innenrohr und Außenrohr erfordert entweder eine besondere Anpassung der Elektrodenform an die Innengeometrie des Entladungsraums oder eine besondere Gestaltung des Entladungsraums im Bereich der Elektroden, beispielsweise einen kreisförmigen Längenabschnitt des Entladungsraums. Dieser Aufwand entfällt bei einer elektrodenlosen Anregung des Füllgases.
Der entweder an das Innenrohr oder an das Außenrohr angrenzende Reflektor ist vorzugsweise auf der dem Entladungsraum abgewandten Rohrseite vorgesehen.
In dem Fall ist das dem Entladungsraum abgewandte Reflektormaterial der Entladung im Entladungsraum nicht ausgesetzt und es gibt keine Verunreinigungen an das Füllgas ab.
Bei einer alternativen und gleichermaßen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampeneinheit ist vorgesehen, dass der Entladungsraum als radial unterbrochener Ringspalt aus einer Vielzahl Quecksilberniederdruck-Lampenmodulen zusammengesetzt ist, die um die Lampeneinheit-Längsachse so angeordnet sind, das ihre Zylinder-Längsachse jeweils parallel zur Lampeneinheit-Längsachse verläuft.
Der Ringspalt ist unterbrochen und seine Ringform wird durch die ringförmige Anordnung der Entladungsräume der einzelnen Lampenmodule angenähert. Hierzu sind die Lampenmodule auf einer Umhüllenden um die Lampeneinheit-Längsachse angeordnet.
Die Lampenmodule sind im einfachsten Fall baugleich als Quecksilberniederdrucklampen mit herkömmlichem, zylinderförmigem Entladungsraum ausgebildet, beispielsweise mit einem im Querschnitt kreisförmigen oder polygonalen Entladungsraum. Die ringförmige Anordnung der Lampenmodule bildet im Querschnitt (in Richtung der Lampen-Langsachse gesehen) näherungsweise einen Kreisring, ein Oval oder ein Polygonal. Insoweit gilt das oben zum geschlossenen ringspaltförmigen Entladungsraum Gesagte entsprechend. Die einzelnen Lampenmodule können in einem Gestell gelagert werden oder sie sind miteinander verbunden, zum Beispiel durch Kleben oder Schweißen, und so in der Ringform fixiert.
Derjenige Flächenbereich der jeweiligen Lampenmodul-Wandung, der der Lampen-Längsachse zugewandt ist, wirkt dabei entweder als Reflektormantelfläche oder als Abstrahlmantelfläche. Der als Reflektormantelfläche wirkende Flächenbereich ist mit einer Reflexionsschicht versehen oder er grenzt an einen Reflektor an. Der jeweils gegenüberliegende Flächenbereich der Lampenmodul-Wandung wirkt als Abstrahlfläche.
Bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform ein als separates Bauteil ausgebildeter Reflektor vorgesehen, indem die Lampenmodule einen zylinderförmigen Innenraum umschließen, in den ein zylinderförmiges Reflektorbauteil, beispielsweise in Form eines Stabes oder Rohres eingesetzt ist.
Die erfindungsgemäße Lampeneinheit dient insbesondere zur Bereitstellung besonders hoher UVC-Leistungen und -Leistungsdichten. Dazu trägt eine bevorzugte Ausführungsform der Lampeneinheit bei, bei der die mindestens eine Quecksilberniederdrucklampe als Amalgamlampe ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Lampeneinheit zeichnet sich durch hohe Leistungsdichten von vorzugsweise mindestens 5 W/cm, besonders bevorzugt vom mindestens 10 W/cm, aus.
Die Einheit W/cm bezieht sich auf die Länge der Lampeneinheit in Richtung ihrer Längsachse gesehen.
Ausführungsbeispiel
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung im Einzelnen:
1 einen radialen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quecksilberniederdrucklampe mit umlaufendem Entladungsraum,
2 einen radialen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quecksilberniederdrucklampe mit unterbrochenem Entladungsraum,
3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quecksilberniederdrucklampe mit unterbrochenem Entladungsraum in einem radialen Querschnitt, und
4 einen radialen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quecksilberniederdrucklampe mit umlaufendem Entladungsraum.
Die Lampeneinheit 1 gemäß 1 umfasst eine Amalgamlampe 10 und einen Reflektor 5. Die Amalgamlampe 10 weist ein Außenrohr 8 auf, in dem koaxial zur Lampeneinheit-Längsachse 7 ein Innenrohr 9 angeordnet ist. Außenrohr 8 und Innenrohr 9 sind an den stirnseitigen Enden miteinander verschmolzen, so dass zwischen Außenrohr 8 und Innenrohr 9 ein vakuumdichter, im dargestellten Querschnitt kreisringförmiger, umlaufender Ringspalt erzeugt wird, der den Entladungsraum 6 der Amalgamlampe 10 bildet. An den Entladungsraum 6 ist in üblicher Weise ein (nicht dargestelltes) Appendix angeschweißt, das Quecksilberatome in einer Amalgamlegierung enthält. Das Füllgas wird durch Mikrowellen oder induktiv mit Hochfrequenz angeregt. Die Längsachse 7 der Lampeneinheit 1 verläuft senkrecht zur Blattebene.
Das Innenrohr 9 besteht aus Quarzglas und ist auf seiner dem Entladungsraum 6 abgewandten Innenseite mit einer Reflektorschicht 5 versehen. Die Reflektorschicht 5 ist in Form einer 0,5 mm dicken Schicht aus opakem, synthetischem Quarzglas an der Innenwandung des Innenrohres 9 ausgeführt. Aus Gründen einer deutlicheren Darstellung ist die Dicke der Reflektorschicht 5 in 1 übertrieben groß eingezeichnet.
Das Innenrohr 9 hat einen Außendurchmesser von 28 mm (Wandstärke: 1,5 mm). Das Außenrohr 8 besteht ebenfalls aus Quarzglas und hat einen Innendurchmesser von 51 mm (Wandstärke: 2 mm). Der Entladungsraum 6 weist somit eine radial gleichmäßige Spaltweite von etwa 11,5 mm auf.
Der Zylinderaußenmantel des Außenrohres 8 bildet eine nach außen weisende, geschlossene Abstrahlmantelfläche, über die die UV-Arbeitsstrahlung nach außen tritt, und das Innenrohr 9 bildet die Reflektormantelfläche im Sinne der Erfindung.
Im Vergleich zu einer üblichen Quecksilberniederdrucklampe mit einem zylinderförmigen Entladungsraum gleichen Innendurchmessers (11,5 mm) ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Lampeneinheit 1 ein größeres Volumen des Entladungsraums 6 und auch eine größere freie Oberfläche des Entladungsraums 6.
Dadurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilberniederdrucklampen bei gleicher Weite des Entladungsraums der unter Berücksichtigung der „Selbstabsorption” optimierte Betriebsstrom und damit die Anzahl der UVC-Photonen emittierenden Atome erhöht werden. Dies führt zu besonders hoher Leistung, Leistungsdichte und Effizienz der UVC-Strahlung. Dazu trägt bei, dass die UVC-Photonen, die in Richtung der Reflektorschicht 5 emittiert werden, zurückreflektiert werden und somit nicht vollständig verloren gehen.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampeneinheit 2 ist der Entladungsraum 26 als unterbrochener Ringspalt ausgebildet. Der Entladungsraum 26 ist dabei von einer Vielzahl (im Ausführungsbeispiel: zwölf) zylinderförmiger Lampenmodule 20 zusammengesetzt, die stirnseitig in einem Gestell so fixiert sind, dass ihre Zylinder-Längsachsen jeweils parallel zur Lampen-Längsachse 27 verlaufen. Die Lampenmodule 20 bilden insgesamt eine radial unterbrochene, kreisringförmige Anordnung um die Lampeneinheit-Längsachse 27.
Bei den Lampenmodulen 20 handelt es sich um baugleiche Quecksilberniederdrucklampen (Amalgamlampen) mit herkömmlichem, zylinderförmigem Entladungsraum mit einer typischen Länge bis zu 2 m und einem typischen Außendurchmesser im Bereich von 15 mm bis 8 mm, im Ausführungsbeispiel einem Außendurchmesser von 22 mm.
Die Anordnung der Lampenmodule 20 bildet im Querschnitt (in Richtung der Lampeneinheit-Längsachse 27 gesehen) einen radial unterbrochenen Kreisring mit lichten Weite von etwa 20 mm, wobei die nach außen weisenden, mit der Bezugsziffer 23 angedeuteten Flächenbereiche der jeweiligen Lampenmodule 20 als Abstrahlfläche wirken, und die gegenüberliegenden Flächenbereiche 24 als Reflektorfläche.
Der Reflektor wird dabei von einem Aluminiumzylinder gebildet, an dem die Lampenmodule 20 anliegen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Lampeneinheit 3 mit unterbrochenem Entladungsraum 36. Der unterbrochene Entladungsraum 36 wird dabei von vier im Rechteck angeordneten Flächenstrahlern 30 zusammengesetzt. Die Flächenstrahler 30 sind miteinander verbunden, im Ausführungsbeispiel durch Verkleben. Die Zylinderlängsachsen der Lampenmodule 30 verlaufen jeweils parallel zur Lampeneinheit-Längsachse 37.
Bei den Flächenstrahlern 30 handelt es sich um baugleiche Quecksilberniederdrucklampen (Amalgamlampen) mit jeweils rechteckigem Entladungsraum mit den Abmessungen 12 mm × 28 mm (Höhe × Breite) und mit einer typischen Länge von 1 m bis 2 m, im Ausführungsbeispiel 1,5 m. Die nach außen weisenden Flächenbereiche 33 wirken als Abstrahlfläche und die gegenüberliegenden Flächenbereiche 34 als Reflektorfläche. Der Reflektor wird dabei von einem Aluminium-Hohlprofil 35 mit einer Kantenlänge von etwa 30 mm gebildet, an dem die Lampenmodule 30 anliegen.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Lampeneinheit 4 gemäß der Erfindung, die im Wesentlichen aus einer Amalgamlampe 40 mit umlaufendem, ringspaltförmigem Entladungsraum 46 und einem Reflektor 45 gebildet wird. Der Entladungsraum 46 ist als Ringspalt zwischen einem Außenrohr 8 und einem darin koaxial zur Lampeneinheit-Längsachse 47 eingesetzten Innenrohr 9 ausgebildet.
Die Lampeneinheit 4 unterscheidet sich von der anhand 1 erläuterten Ausführungsform nur darin, dass der Reflektor 45 auf der dem Entladungsraum 46 abgewandten Zylindermantelfläche des Außenrohres 8 vorgesehen ist. Der Reflektor 45 ist in Form einer 0,5 mm dicken Schicht aus opakem, synthetischem Quarzglas ausgeführt (die Dicke der Reflektorschicht 45 ist übertrieben groß eingezeichnet).
Der Zylinderaußenmantel des Außenrohres 48 bildet daher die Reflektormantelfläche im Sinne der Erfindung und das Innenrohr 9 bildet eine nach innen weisende, geschlossene Abstrahlmantelfläche, über die die UV-Arbeitsstrahlung nach innen austritt.

Claims

Lampeneinheit (1; 2; 3 4), umfassend mindestens eine Quecksilberniederdrucklampe (10; 20; 30; 40) und mindestens einen Reflektor (5; 25; 35; 45), wobei die Lampeneinheit (1; 2; 3 4) eine Lampeneinheit-Längsachse (7; 27; 37; 47) aufweist, entlang der sich ein Füllgas enthaltender Entladungsraum (6; 26; 36; 46) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum (6; 26; 36; 46) einen umlaufenden Ringspalt oder einen unterbrochenen Ringspalt bildet, der von einer Abstrahlmantelfläche und von einer Reflektormantelfläche, welcher der Reflektor (5; 25; 35; 45) zugeordnet ist, begrenzt ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt eine als Reflektormantelfläche ausgebildete Innenwandung aufweist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringspaltförmige Entladungsraum (6; 26; 36; 46) eine Spaltweite von maximal 40 mm, vorzugsweise maximal 35 mm, aufweist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringspaltförmige Entladungsraum (6; 26; 36; 46) eine mittlere Spaltweite von mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 15 mm, aufweist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt eine Innenwandung aufweist, die auf einer Umhüllenden um die Lampeneinheit-Längsachse (7; 27; 37; 47) mit einem Innendurchmesser von mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 20 mm, verläuft.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5; 45) aus einem dielektrischen Werkstoff besteht
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5; 45) als Reflexionsschicht aus opakem Quarzglas ausgebildet ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum (6; 46) als umlaufender Ringspalt zwischen einem Außenrohr (8) und einem Innenrohr (9) ausgebildet ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5; 25; 35; 45) auf der dem Entladungsraum (6; 46) abgewandten Rohrseite vorgesehen ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Entladungsraum (26; 36) als radial unterbrochener Ringspalt aus einer Vielzahl zylinderförmiger Quecksilberniederdruck-Lampenmodulen (20; 30) zusammengesetzt ist, die um die Lampeneinheit-Längsachse (27; 37) so angeordnet sind, das ihre Zylinder-Längsachse jeweils parallel zur Lampeneinheit-Längsachse (27; 37) verläuft.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenmodule (20; 30) einen zylinderförmigen Innenraum umschließen, in den ein zylinderförmiges Reflektorbauteil (25; 35) eingesetzt ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Quecksilberniederdrucklampe (10; 20; 30; 40) als Amalgamlampe ausgebildet ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung für eine elektrodenlose Anregung des Füllgases vorgesehen ist.
Lampeneinheit (1; 2; 3 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Leistungsdichte von mindestens 5 W/cm, vorzugsweise eine Leistungsdichte von mindestens 10 W/cm, aufweist.