DE102013111652A1

DE102013111652A1 - Light generating unit and electrodeless discharge lamp

Info

Publication number: DE102013111652A1
Application number: DE201310111652
Authority: DE
Inventors: Karsten Hähre; Rainer Kling; Celal Mohan Ögün
Original assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-05-07
Also published as: EP2866249A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichterzeugungseinheit (10), die im Inneren eines Außenkolbens (2) angeordnet ist, für eine elektrodenlose Entladungslampe (1) zur Ultraviolettstrahlungserzeugung sowie eine elektrodenlose Entladungslampe dafür. Die Lichterzeugungseinheit (10) weist ein Entladungsgefäß (3) und eine flache induktive Spulenanordnung (4) auf, die mit dem Entladungsgefäß (3) operativ gekoppelt ist. Dabei ist das Entladungsgefäß (3) in einer ersten Ausdehnungsrichtung (X) und einer zweiten Ausdehnungsrichtung (Y) breiter als in einer dritten Ausdehnungsrichtung (Z). Das Entladungsgefäß (3) weist zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung auf, in der die Spulenanordnung (4) angeordnet ist. Dabei teilt die schlitzförmige Ausnehmung das Entladungsgefäß (3) in einen ersten Kammerabschnitt und einen zweiten Kammerabschnitt, wobei zwischen dem ersten Kammerabschnitt und dem zweiten Kammerabschnitt ein Verbindungsabschnitt verbleibt. Die Spannungsversorgung (9) versorgt die Spulenanordnung und das Vorschaltgerät (6) mittels eines elektrischen Leiters (7) mit der Spannung, die zum Betrieb der Entladungslampe 1 notwendig ist.The present invention relates to a light generating unit (10) disposed inside an outer bulb (2) for an electrodeless discharge lamp (1) for ultraviolet ray generation and an electrodeless discharge lamp therefor. The light generating unit (10) has a discharge vessel (3) and a flat inductive coil arrangement (4), which is operatively coupled to the discharge vessel (3). In this case, the discharge vessel (3) is wider in a first expansion direction (X) and a second expansion direction (Y) than in a third expansion direction (Z). The discharge vessel (3) has at least one slot-shaped recess in which the coil arrangement (4) is arranged. In this case, the slot-shaped recess divides the discharge vessel (3) into a first chamber section and a second chamber section, wherein a connecting section remains between the first chamber section and the second chamber section. The power supply (9) supplies the coil arrangement and the ballast (6) by means of an electrical conductor (7) with the voltage which is necessary for the operation of the discharge lamp 1.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichterzeugungseinheit sowie eine elektrodenlose Entladungslampe mit einer solchen Lichterzeugungseinheit. The invention relates to a light-generating unit and to an electrodeless discharge lamp having such a light-generating unit.

Zur Erzeugung technischer Ultraviolettstrahlung sind elektrodenlose Entladungslampen bekannt, die eine weitgehend homogene Abstrahlung bei flacher Bauweise aufweisen. Dazu sind transparente oder transluzente Entladungsgefäße vorgesehen, die eine ionisierbare Gasmischung mit einem Metall-Halogenid oder einem anderen in einem ionisierbaren Zustand Licht emittierenden Material enthalten. To produce technical ultraviolet radiation electrodeless discharge lamps are known, which have a largely homogeneous radiation in a flat design. For this purpose, transparent or translucent discharge vessels are provided which contain an ionizable gas mixture with a metal halide or another light emitting material in an ionizable state.

Aus der US 6 194 828 B1 ist eine Entladungslampe aus zwei zueinander benachbart angeordneten Entladungsgefäßen bekannt, wobei die Entladungsgefäße zu beiden Längsseiten einer Induktionsspule in einem evakuierten Außenkolben, der aus Glaslinsen aufgebaut ist, angeordnet sind. Diese Entladungslampe wird zur Blinklichterzeugung – wie zur Notbeleuchtung oder Autobahnbeleuchtung – verwendet. From the US Pat. No. 6,194,828 B1 a discharge lamp of two discharge vessels arranged adjacent to one another is known, wherein the discharge vessels are arranged on both longitudinal sides of an induction coil in an evacuated outer bulb constructed of glass lenses. This discharge lamp is used for flashing light - such as emergency lighting or highway lighting.

Die US 5 500 574 offenbart eine Entladungslampe für Allgemeinbeleuchtungsaufgaben, die ein Entladungsgefäß mit einer Induktionsspule zu einer Seite aufweist, wobei das Entladungsgefäß für quecksilberhaltige Füllungen vorgesehen ist. Zwischen Spule und Entladungsgefäß ist ein Reflektor vorgesehen, der das im Entladungsgefäß erzeugte Licht reflektiert und eine erhöhte Ausleuchtung in eine oder zwei Raumrichtungen ermöglicht. The US 5,500,574 discloses a discharge lamp for general lighting tasks, which has a discharge vessel with an induction coil to one side, wherein the discharge vessel for mercury-containing fillings is provided. Between coil and discharge vessel, a reflector is provided which reflects the light generated in the discharge vessel and allows increased illumination in one or two spatial directions.

Im vorgenannten Stand der Technik werden bisher planare Spulen verwendet, die über die gesamte Ausdehnung des Entladungsgefäßes (bspw. in Längsrichtung) ausgebildet sind. Nachteilig hierbei ist, dass die Verteilung des Magnetfeldes zur Leistungseinkopplung in das ionisierbare Gasgemisch, das in dem Entladungsgefäß eingefüllt ist, nicht beeinflusst werden kann. Im Falle einer doppelseitigen Anordnung sind beide Entladungen in den separaten Entladungsgefäßen unabhängig voneinander zu führen, was dazu führt, dass die optimale Einstellung der Entladung für jedes Gefäß separat getätigt werden muss. Planar coils which are formed over the entire extent of the discharge vessel (for example in the longitudinal direction) have hitherto been used in the aforementioned prior art. The disadvantage here is that the distribution of the magnetic field for power input into the ionizable gas mixture which is filled in the discharge vessel can not be influenced. In the case of a double-sided arrangement, both discharges in the separate discharge vessels are to be guided independently of one another, with the result that the optimum setting of the discharge must be made separately for each vessel.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lichterzeugungseinheit für eine elektrodenlose Entladungslampe zur Erzeugung ultravioletter Strahlung bereitzustellen, die eine gleichmäßig hohe optische Abstrahlung bei gleichzeitiger flacher Bauweise ermöglicht Based on this prior art, the present invention has the object to provide a light generating unit for an electrodeless discharge lamp for generating ultraviolet radiation, which allows a uniformly high optical radiation while flat construction

Diese Aufgabe wird durch eine Lichterzeugungseinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a light generating unit having the features of independent claim 1.

Die weitere Aufgabe, eine elektrodenlose Entladungslampe zu schaffen, die eine hohe optische Abstrahlung und modularen Aufbau ermöglicht, wird durch die Entladungslampe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 gelöst. The further object to provide an electrodeless discharge lamp, which allows a high optical radiation and modular design, is achieved by the discharge lamp having the features of independent claim 9.

Bevorzugte Ausführungsformen der Lichterzeugungseinheit sowie der Entladungslampe werden durch die Unteransprüche beschrieben. Preferred embodiments of the light generating unit and the discharge lamp are described by the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Lichterzeugungseinheit weist ein Entladungsgefäß und eine flache induktive Spulenanordnung auf, die mit dem Entladungsgefäß operativ gekoppelt ist. Dabei ist das Entladungsgefäß in einer ersten Ausdehnungsrichtung und einer zweiten Ausdehnungsrichtung breiter als in einer dritten Ausdehnungsrichtung. Das Entladungsgefäß hat zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung, in der die Spulenanordnung angeordnet ist. Dabei teilt die schlitzförmige Ausnehmung das Entladungsgefäß in einen ersten Kammerabschnitt und einen zweiten Kammerabschnitt, wobei zwischen dem ersten Kammerabschnitt und dem zweiten Kammerabschnitt ein Verbindungsabschnitt verbleibt. An embodiment of the light generating unit according to the invention has a discharge vessel and a flat inductive coil arrangement, which is operatively coupled to the discharge vessel. In this case, the discharge vessel is wider in a first expansion direction and a second expansion direction than in a third expansion direction. The discharge vessel has at least one slot-shaped recess in which the coil arrangement is arranged. In this case, the slot-shaped recess divides the discharge vessel into a first chamber section and a second chamber section, a connection section remaining between the first chamber section and the second chamber section.

Vorteilhaft sind in der vorliegenden elektrodenlosen Entladungslampe zwei Seiten der Entladungsgefäße miteinander verbunden, wodurch eine gemeinsame Entladung entsteht. Dies hat den Vorteil, dass die Entladung mit nur einer Cold-Spot-Temperatureinstellung auf den optimalen Betriebspunkt gebracht werden kann, was bei separaten Gefäßen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, nicht funktioniert. Das gesamte Entladungsgefäß kann hierdurch zu den aus dem Stand der Technik bekannten Entladungsgefäßen vergleichsweise flach ausgebildet werden. Advantageously, in the present electrodeless discharge lamp two sides of the discharge vessels are connected to each other, whereby a common discharge is formed. This has the advantage that the discharge can be brought to the optimum operating point with only one cold-spot temperature adjustment, which does not work with separate vessels, as known from the prior art. As a result, the entire discharge vessel can be made comparatively flat with respect to the discharge vessels known from the prior art.

Die schlitzförmige Ausnehmung ist dabei ebenfalls flach ausgestaltet, wobei flach bedeutet, dass sich die schlitzförmige Ausnehmung flächig erstreckt, also im Wesentlichen in die erste und die zweite Ausdehnungsrichtung erstrecken kann. Das Entladungsgefäß kann dabei quadratisch oder alternativ auch rechteckig sein, wobei die schlitzförmige Ausnehmung ebenfalls quadratisch oder rechteckig sein kann. The slot-shaped recess is also designed flat, wherein shallow means that the slot-shaped recess extends flat, that is substantially in the first and the second Can extend extension direction. The discharge vessel may be square or alternatively also rectangular, wherein the slot-shaped recess may also be square or rectangular.

Es sind jedoch auch andere Geometrien, wie bspw. im Wesentlichen dreieckige oder auch abgerundete Formen möglich; dann werden die Formen der Ausnehmung hieran angepasst. Es ist vorgesehen, dass die räumliche Ausdehnung der schlitzförmigen Ausnehmung der räumlichen Ausdehnung der Spulenanordnung im Wesentlichen entspricht. However, other geometries, such as, for example, substantially triangular or rounded shapes are possible; then the shapes of the recess are adapted to this. It is provided that the spatial extent of the slot-shaped recess substantially corresponds to the spatial extent of the coil arrangement.

Es kann vorgesehen sein, dass die Kammerabschnitte des Entladungsgefäßes im Querschnitt rechteckig, rechteckig mit abgerundeten Ecken oder bevorzugt oval sein können. Gerade im Fall eines ovalen Querschnitts kann das Entladungsgefäß schnell und einfach aus vorgefertigten Glasrohren, die entsprechend flachgedrückt und gefaltet werden, hergestellt werden. It can be provided that the chamber sections of the discharge vessel can be rectangular in cross-section, rectangular with rounded corners or preferably oval. Especially in the case of an oval cross-section, the discharge vessel can be made quickly and easily from prefabricated glass tubes, which are flattened and folded accordingly.

Da die Spulenanordnung bspw. eine Breite von 200 mm, eine Länge von 200 mm sowie eine Tiefe von 10 mm haben kann, ist die schlitzförmige Ausnehmung in jede Ausdehnungsrichtung geringfügig größer dimensioniert. Die Spulenanordnung kann somit gut in der schlitzförmigen Ausnehmung eingesteckt und gehalten werden. Bevorzugt können die Abmessungen eng aufeinander abgestimmt sein (z. B. Differenz zueinander kleiner als 1 mm), um eine gute Passhalterung zu ermöglichen. Bei einer zu weiten Dimensionierung (z. B. Differenz größer als 1 mm) der schlitzförmigen Ausnehmung kann ein einfacher Austausch der Spulenanordnung erfolgen, bspw. falls eines der Bestandteile repariert oder ausgetauscht werden muss. Since the coil arrangement can, for example, have a width of 200 mm, a length of 200 mm and a depth of 10 mm, the slot-shaped recess is dimensioned slightly larger in each direction of expansion. The coil assembly can thus be easily inserted and held in the slot-shaped recess. Preferably, the dimensions may be closely matched (eg, difference to each other less than 1 mm) to allow a good passport mount. If the slot-shaped recess is dimensioned too broadly (eg, a difference greater than 1 mm), a simple exchange of the coil arrangement can take place, for example if one of the components has to be repaired or replaced.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass sich der Verbindungsabschnitt entlang einer oder mehrerer Seitenkante(n) des Entladungsgefäßes erstrecken kann. Alternativ kann sich der Verbindungsabschnitt entlang zweier oder dreier Seitenkanten des Entladungsgefäßes erstrecken, so dass eine taschenförmige Ausnehmung für die Spulenanordnung gebildet werden kann. Somit kann ein flaches Entladungsgefäß realisiert werden, das durch die verbundenen Kanten, d. h. den gemeinsamen Verbindungsabschnitt des Entladungsgefäßes, auch Strahlung seitlich abgeben kann. Die Strahlungsausrichtung kann dadurch wesentlich erhöht werden. Bei Anregen des im Entladungsgefäßes befüllten ionisierbaren Gasgemisches kann damit eine Lichtabstrahlung in alle drei Raumrichtungen erfolgen. According to the invention it can be provided that the connecting portion can extend along one or more side edge (s) of the discharge vessel. Alternatively, the connecting portion may extend along two or three side edges of the discharge vessel, so that a pocket-shaped recess for the coil assembly may be formed. Thus, a flat discharge vessel can be realized, which by the connected edges, d. H. the common connecting portion of the discharge vessel, also can deliver radiation sideways. The radiation alignment can thereby be significantly increased. When exciting the filled in the discharge vessel ionizable gas mixture can thus be a light emission in all three spatial directions.

Nach einer noch weiteren Ausführungsform kann die Spulenanordnung durch eine Einzelspule, deren Ausdehnung der Ausdehnung der Spulenanordnung selbst entspricht, gebildet werden. Alternativ kann die Spulenanordnung aus einer Vielzahl an Kleinspulen gebildet werden. Durch die Aufteilung einer einzelnen flachen Spule in viele kleinere Spulen kann eine homogenere Entladung im Entladungsgefäß erreicht werden. Diese kann je nach verwendetem Entladungsmaterial vorteilhaft im Entladungsgefäß voreingestellt werden. Hier kann die flache Lampengeometrie bspw. durch ein flaches Rundrohr preiswert hergestellt werden. According to yet another embodiment, the coil arrangement can be formed by a single coil whose extension corresponds to the extent of the coil arrangement itself. Alternatively, the coil assembly may be formed of a plurality of small coils. By dividing a single flat coil into many smaller coils, a more homogeneous discharge in the discharge vessel can be achieved. This can advantageously be preset in the discharge vessel depending on the discharge material used. Here, the flat lamp geometry, for example, can be produced inexpensively by a flat round tube.

Dazu kann ferner vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Kleinspulen zueinander parallel oder alternativ in Reihe geschaltet sind. Dadurch kann von Seiten des Vorschaltgerätes eine verbesserte Einstellung erfolgen, wie viel Strom durch die einzelnen Spulen fließen kann bzw. soll. Damit kann das System auf unterschiedliche Versorgungsspannungen angepasst werden. For this purpose, it may also be advantageously provided that the small coils are connected in parallel to each other or alternatively in series. This can be done on the part of the ballast, an improved setting how much current can flow through the individual coils or should. This allows the system to be adapted to different supply voltages.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Einzelspule oder eine oder mehrere Kleinspule(n) planar quadratisch oder planar kreisförmig sein. Gerade bei rechteckig oder quadratisch geformten Entladungsgefäßen kann mittels einer quadratischen Spulenanordnung eine noch homogenere Entladung in dem Entladungsgefäß erreicht werden. Vor allem kann bei einem eckigen Gefäß mit eckigen Spulen die Einkopplungsfläche besser ausgenutzt werden, weil in den Eckbereichen keine freien Flächen übrig bleiben. Die Verteilung des Magnetfelds zur Leistungseinkopplung kann dadurch auf einfache Weise gesteuert werden. According to a further embodiment, the single coil or one or more small coil (s) may be planar square or planar circular. Especially in the case of rectangular or square-shaped discharge vessels, an even more homogeneous discharge in the discharge vessel can be achieved by means of a square coil arrangement. Above all, in an angular vessel with square coils, the coupling surface can be better utilized because no free surfaces remain in the corner regions. The distribution of the magnetic field for power input can be controlled in a simple manner.

Die Spulenanordnung selbst kann im Wesentlichen planar ausgebildet sein, so dass sie sich im Wesentlichen in die erste Ausdehnungsrichtung und die zweite Ausdehnungsrichtung erstreckt. The coil assembly itself may be formed substantially planar so as to extend substantially in the first extension direction and the second extension direction.

Um die Strahlungsausbeute der Lichterzeugungseinheit noch zu erhöhen, kann in der schlitzförmigen Ausnehmung zwischen einer oder mehreren Innenwandung(en) des Entladungsgefäßes und der Spulenanordnung ein Reflektor angeordnet sein, womit die Strahlungsausbeute wesentlich erhöht werden kann. Der Reflektor kann aus Schichten aus Phosphor und Al₂O₃ oder anderen dafür geeigneten Materialien aufgebaut sein; die Schichten können dabei auf die Innenwandung des Entladungsgefäßes aufgedampft sein. Jedoch sind auch andere Varianten denkbar, wie flexibel einsetzbare bedampfte Plättchen, die je nach Anwendung zwischen Spulenanordnung und Innenwandung eingeschoben werden können, möglich. Es sind auch Reflektoren denkbar, die in vorbestimmten Abschnitten angebracht werden können, so dass die Abstrahlung in bestimmte Richtungen gelenkt werden kann. Dabei kann es ermöglicht werden, unterschiedliche Ausleuchtungsbereiche zu erhalten, indem der Reflektor nur zu einer Seite oder in einem bestimmten Abschnitt realisiert ist oder strukturelle Durchbrüche oder Muster aufweist. Insbesondere ist hierbei ein einfacher Aufbau z. B. ein einfaches Blech vorteilhaft. In order to increase the radiation yield of the light generating unit even more, a reflector can be arranged in the slot-shaped recess between one or more inner walls of the discharge vessel and the coil arrangement, whereby the radiation yield can be substantially increased. The reflector may be constructed of layers of phosphorus and Al ₂ O ₃ or other suitable materials; The layers can be vapor-deposited on the inner wall of the discharge vessel. However, other variants are conceivable, such as flexible usable steamed platelets, which can be inserted depending on the application between the coil assembly and inner wall, possible. There are also reflectors conceivable that can be mounted in predetermined sections, so that the radiation in certain directions can be steered. It may be possible to obtain different illumination areas by the reflector is realized only to one side or in a certain section or has structural openings or patterns. In particular, this is a simple structure z. B. a simple sheet advantageous.

Die Entladungslampe kann vorteilhaft eine Spannungsversorgung aufweisen, die mit der Spulenanordnung elektrisch verbunden ist. Die Spannungsversorgung kann hierbei für die Lichterzeugungseinrichtung als solche mit einem Vorschalt- oder Betriebsgerät zur Steuerung ausgestattet sein. The discharge lamp may advantageously have a voltage supply which is electrically connected to the coil arrangement. The power supply can be equipped here for the light generating device as such with a ballast or operating device for control.

Eine erfindungsgemäße elektrodenlose Entladungslampe zur Ultraviolettstrahlungserzeugung weist einen zumindest teilweise lichtdurchlässigen Außenkolben und eine oder mehrere in dem Außenkolben angeordnete Lichterzeugungseinheit(en) auf. Die Lichterzeugungseinheit liegt dabei in einer der vorgenannten Ausführungsformen vor. An electrodeless discharge lamp for ultraviolet radiation generation according to the invention has an outer bulb which is at least partially translucent and one or more light generation units (s) arranged in the outer bulb. The light generating unit is present in one of the aforementioned embodiments.

Die Entladungslampe kann als quecksilberhaltige oder quecksilberfreie Lampe betrieben werden. Die Füllung des Entladungsgefäßes der Lichterzeugungseinheit kann dazu mit einer ionisierbaren Gasmischung befüllt sein, die u. a. ein verdampftes Metall oder verdampftes Metall-Halogenid, Stickstoff und auch ein Edelgas, vorzugsweise Argon, umfassen kann. Weitere geeignete Materialmischungen können in das Entladungsgefäß gefüllt sein, je nachdem für welche Anwendung und welche Beleuchtungssituation die Entladungslampe genutzt werden soll. The discharge lamp can be operated as a mercury-containing or mercury-free lamp. The filling of the discharge vessel of the light generating unit can be filled with an ionizable gas mixture, the u. a. a vaporized metal or vaporized metal halide, nitrogen, and also a noble gas, preferably argon. Other suitable material mixtures can be filled into the discharge vessel, depending on the application and the lighting situation the discharge lamp is to be used for.

Vorteilhaft kann mit der erfindungsgemäßen Entladungslampe technische UV-Strahlung mit homogener, flächiger Abstrahlung ohne in das Entladungsgefäß integrierte Elektroden erzeugt werden; bei gleichzeitig flacher Bauweise desselben. Advantageously, with the discharge lamp according to the invention, technical UV radiation with homogeneous, surface radiation without electrodes integrated in the discharge vessel can be produced; at the same time flat construction of the same.

Die teilweise Lichtdurchlässigkeit des Außenkolbens kann dabei durch ein transparentes oder transluzentes Material (bspw. ein Borsilikatglas) realisiert werden, je nach Anwendungserfordernis. Demgemäß kann auch das Entladungsgefäß aus einem transparenten oder transluzenten Material, vorzugsweise ein Glas wie Quarzglas oder andere temperatur- und druckfeste Gläser gefertigt sein. Auch können transluzente Keramikmaterialien bspw. aus Al₂O₃ verwendet werden. The partial translucence of the outer bulb can be realized by a transparent or translucent material (eg, a borosilicate glass), depending on the application requirement. Accordingly, the discharge vessel may be made of a transparent or translucent material, preferably a glass such as quartz glass or other temperature and pressure resistant glasses. Also, translucent ceramic materials can be used, for example, from Al ₂ O ₃ .

Weitere Ausführungsformen, sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung deutlich und besser verständlich. Unterstützend hierbei ist auch der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder sehr ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Es zeigen: Other embodiments, as well as some of the advantages associated with these and other embodiments, will become apparent and better understood by the following detailed description. Supporting here is the reference to the figures in the description. Items or parts thereof that are substantially the same or very similar may be given the same reference numerals. Show it:

1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Entladungslampe; 1 a schematic structure of a discharge lamp according to the invention;

2a bis 2c schematische Ansichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichterzeugungseinheit; 2a to 2c schematic views of an embodiment of a light generating unit according to the invention;

3a bis 3c schematische Ansichten einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichterzeugungseinheit; 3a to 3c schematic views of an alternative embodiment of the light generating unit according to the invention;

4 eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichterzeugungseinheit; und 4 a further alternative embodiment of the light generating unit according to the invention; and

5 bis 8 alternative Spulenanordnungen für die erfindungsgemäße Lichterzeugungseinheit. 5 to 8th alternative coil arrangements for the light generating unit according to the invention.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Entladungslampe 1 gezeigt, die einen Außenkolben 2 und eine im Inneren des Außenkolbens 2 angeordnete Lichterzeugungseinheit 10 aufweist. Die Lichterzeugungseinheit 10 weist ferner neben dem Entladungsgefäß 3, das mit einer ionisierbaren Gasmischung befüllt ist, eine Spulenanordnung 4 auf, die dazu dient, hochfrequente Leistung in die ionisierbare Gasmischung einzukoppeln. Mit der Spulenanordnung 4 und folglich mit der Lichterzeugungseinheit 10 ist ein Vorschaltgerät 6 zur Bereitstellung der hochfrequenten Leistung elektrisch verbunden. Die Spannungsversorgung 9 versorgt die Spulenanordnung und das Vorschaltgerät 6 mittels eines elektrischen Leiters 7 mit der Spannung, die zum Betrieb der Entladungslampe 1 notwendig ist. In 1 is a discharge lamp according to the invention 1 shown an outer bulb 2 and one inside the outer bulb 2 arranged light generating unit 10 having. The light generation unit 10 also points next to the discharge vessel 3 filled with an ionizable gas mixture, a coil assembly 4 which serves to couple high-frequency power into the ionizable gas mixture. With the coil arrangement 4 and consequently with the light generating unit 10 is a ballast 6 electrically connected to provide the high frequency power. The power supply 9 powers the coil assembly and the ballast 6 by means of an electrical conductor 7 with the voltage required to operate the discharge lamp 1 necessary is.

Die 2a bis 2c zeigen eine Ausführungsform des Entladungsgefäßes 3, wobei zur besseren Orientierung die jeweiligen Ausdehnungsrichtungen X, Y und Z bezeichnet sind. Die 2a zeigt das Entladungsgefäß 3 in einer Vorderansicht, 2b in einer Seitenansicht und 2c in einer Schnittansicht entlang des Schnitts A-A aus 2a. The 2a to 2c show an embodiment of the discharge vessel 3 , wherein for better orientation, the respective expansion directions X, Y and Z are indicated. The 2a shows that discharge vessel 3 in a front view, 2 B in a side view and 2c in a sectional view along the section AA 2a ,

Das Entladungsgefäß 3 ist ein Glasgefäß 3, das eine Kammer umschließt, die eine ionisierbare Gasmischung (ev. mit einem in ionsiertem Zustand lichtemittierenden Metall, bspw. Quecksilber) in einem ersten Kammerabschnitt 3a und einem zweiten Kammerabschnitt 3b aufweist. The discharge vessel 3 is a glass jar 3 enclosing a chamber containing an ionizable gas mixture (possibly with an ionized state of light-emitting metal, eg mercury) in a first chamber section 3a and a second chamber portion 3b having.

Der erste Kammerabschnitt 3a und der zweite Kammerabschnitt 3b sind über den Verbindungsabschnitt 3c als gemeinsamen Gefäßabschnitt miteinander verbunden, wodurch eine durchgängige Entladungskammer gebildet ist und die ionisierbare Gasmischung auch dort gezündet werden kann. In der Seitenansicht in 2b ist die aus den Kammerabschnitten 3a, 3b und dem Verbindungsabschnitt 3c zusammengesetzte Entladungskammer U-förmig. Der Verbindungsabschnitt 3c erstreckt sich dabei an einer unteren Seitenkante des Entladungsgefäßes 3 in X-Richtung und entlang zweier Seitenkanten, die in Y-Richtung verlaufen. The first chamber section 3a and the second chamber portion 3b are over the connecting section 3c as a common vessel section connected to each other, whereby a continuous discharge chamber is formed and the ionizable gas mixture can be ignited there as well. In the side view in 2 B is the one from the chamber sections 3a . 3b and the connection section 3c composite discharge chamber U-shaped. The connecting section 3c extends at a lower side edge of the discharge vessel 3 in the X direction and along two side edges that run in the Y direction.

Die Innenwandung 3d des Entladungsgefäßes 3, die die Kammerabschnitte 3a, 3b und den Verbindungsabschnitt 3c begrenzt, begrenzt dabei auch die schlitzförmige Ausnehmung 5. Das Entladungsgefäß 3 ist in 2a quadratisch dargestellt, so dass die schlitzförmige Ausnehmung 5 ebenfalls quadratisch ist. In der Schnittansicht in 2c wird deutlich, dass die von der Innenwandung 3d des Entladungsgefäßes 3 umgrenzte schlitzförmige Ausnehmung 5 flach rechteckig ausgebildet ist. The inner wall 3d of the discharge vessel 3 containing the chamber sections 3a . 3b and the connecting section 3c limited, thereby limiting the slot-shaped recess 5 , The discharge vessel 3 is in 2a shown square, so that the slot-shaped recess 5 also square. In the sectional view in 2c it becomes clear that the from the inner wall 3d of the discharge vessel 3 bounded slot-shaped recess 5 is formed flat rectangular.

Zur Erhöhung der Strahlungsausbeute ist zwischen Innenwandung 3d und Spulenanordnung 4 ein Reflektor 8 angeordnet. In dieser Ausführungsform liegt der Reflektor 8 an der Innenwandung 3d des Entladungsgefäßes vollständig an. To increase the radiation yield is between inner wall 3d and coil assembly 4 a reflector 8th arranged. In this embodiment, the reflector is located 8th on the inner wall 3d of the discharge vessel completely.

Die Spulenanordnung 4 ist in die schlitzförmige Ausnehmung 5 eingesteckt. Eine Dimensionierung der schlitzförmigen Ausnehmung 5 ist dabei auf die Abmessungen der Spulenanordnung 4 abgestimmt. Somit kann eine gleichmäßige Anregung des ionisierbaren Gasgemischs im Entladungsgefäß 3 erfolgen. The coil arrangement 4 is in the slot-shaped recess 5 plugged in. A dimensioning of the slot-shaped recess 5 is on the dimensions of the coil assembly 4 Voted. Thus, a uniform excitation of the ionizable gas mixture in the discharge vessel 3 respectively.

In den 3a bis 3c ist eine weitere Ausführungsform des Entladungsgefäßes 3 gezeigt, wobei der Verbindungsabschnitt 3c nur entlang einer Seitenkante, hier der unteren Seitenkante in der ersten Ausdehnungsrichtung X, ausgebildet ist. Auch hier wird eine durchgehende Entladungskammer gebildet, deren Gasbefüllung einheitlich gezündet und abstrahlen kann. In der Schnittdarstellung der 3b ist das Entladungsgefäß 3 ebenfalls U-förmig. In the 3a to 3c is another embodiment of the discharge vessel 3 shown, wherein the connecting portion 3c only along one side edge, here the lower side edge in the first extension direction X, is formed. Again, a continuous discharge chamber is formed, the gas filling can ignite and radiate uniformly. In the sectional view of 3b is the discharge vessel 3 also U-shaped.

In der 4 ist ein alternatives Entladungsgefäß im Querschnitt dargestellt, dessen Grundform nicht rechteckig, sondern oval ist. Diese Form ist besonders leicht herzustellen, da ebenfalls leicht herzustellende Glasrohre einfach flachgedrückt werden können und sich ein ovaler Querschnitt von selbst einstellt. In the 4 an alternative discharge vessel is shown in cross section, the basic shape is not rectangular, but oval. This form is particularly easy to produce, since also easy to produce glass tubes can be easily flattened and an oval cross-section of self-adjusting.

In den 5 bis 5 sind mögliche Ausgestaltungen der Spulenanordnung 4 dargestellt, wobei in 5 die Spulenanordnung 4 als quadratische Einzelspule 4a ist. Die zu der bspw. in 1 gezeigten runden Einzelspule kann die quadratische Einzelspule die Eckbereiche des Entladungsgefäßes 3 wirkungsvoller abdecken und bei angelegter Spannung mit Magnetfeld durchdringen. Die Anregung des emittierenden Materials wird dadurch im gesamten Entladungsgefäß ermöglicht und die Abstrahlung verbessert. In the 5 to 5 are possible embodiments of the coil arrangement 4 shown, in 5 the coil arrangement 4 as a square single coil 4a is. The to the example. In 1 The round single coil shown, the square single coil, the corner regions of the discharge vessel 3 more effectively cover and penetrate with applied voltage with magnetic field. The excitation of the emitting material is thereby made possible in the entire discharge vessel and the radiation is improved.

Die weiteren Figuren zeigen jeweils eine Vielzahl an Kleinspulen 4b, die sich in Form und Verschaltung untereinander unterscheiden. In 6 sind neun Kleinspulen 4b gezeigt, die quadratisch und zueinander parallel verschaltet sind. In 7 sind sechzehn runde Kleinspulen 4b miteinander in Reihe geschaltet und in 8 sind neun quadratische Kleinspulen 4b dargestellt, die ebenfalls miteinander in Reihe verschaltet sind. Durch die unterschiedliche Größe und Anzahl der Kleinspulen 4b ist je nach Befüllung des Entladungsgefäßes eine entsprechend gleichmäßige Anregung des ionisierbaren Gasgemisches möglich. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Entladungslampe 2 Außenkolben 3 Entladungsgefäß 3a Erster Kammerabschnitt 3b Zweiter Kammerabschnitt 3c Verbindungsabschnitt 3d Innenwandung Entladungsgefäß 4 Spulenanordnung 4a Einzelspule 4b Kleinspule 5 Schlitzförmige Ausnehmung 6 Spannungsversorgung 7 Elektrischer Leiter 8 Reflektor 9 Vorschaltgerät Entladungslampe 10 Lichterzeugungseinheit X Erste Ausdehnungsrichtung Y Zweite Ausdehnungsrichtung Z Dritte Ausdehnungsrichtung The other figures each show a variety of small coils 4b , which differ in shape and interconnection. In 6 are nine small coils 4b shown, which are connected square and parallel to each other. In 7 are sixteen round small coils 4b connected in series with each other and in 8th are nine small square coils 4b shown, which are also interconnected in series. Due to the different size and number of small coils 4b Depending on the filling of the discharge vessel, a correspondingly uniform excitation of the ionizable gas mixture is possible. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 discharge lamp 2 outer envelope 3 discharge vessel 3a First chamber section 3b Second Chamber Section 3c connecting portion 3d Inner wall discharge vessel 4 coil assembly 4a Single coil 4b small coil 5 Slot-shaped recess 6 power supply 7 Electrical conductor 8th reflector 9 Ballast discharge lamp 10 Light generating unit X First direction of expansion Y Second expansion direction Z Third expansion direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6194828 B1 [0003]
US 5500574 [0004]

Claims

Light generating unit ( 10 ) for an electrodeless discharge lamp ( 1 ) for ultraviolet radiation generation comprising a discharge vessel ( 3 ) and a flat inductive coil arrangement ( 4 ), which with the discharge vessel ( 3 ) is operatively coupled, wherein the discharge vessel ( 3 ) in a first expansion direction (X) and a second expansion direction (Y) is wider than in a third expansion direction (Z), characterized in that the discharge vessel ( 3 ) at least one slot-shaped recess ( 5 ), in which the coil arrangement ( 4 ), wherein the slot-shaped recess ( 5 ) the discharge vessel ( 3 ) into a first chamber section ( 3a ) and a second chamber section ( 3b ), wherein between the first chamber section ( 3a ) and the second chamber section ( 3b ) a connecting section ( 3c ) remains.

Light generating unit ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the slot-shaped recess ( 5 ) extends substantially in the first extension direction (X) and the second extension direction (Y).

Light generating unit ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting portion ( 3c ) along at least one side edge of the discharge vessel ( 3 ).

Light generating unit ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the coil arrangement ( 4 ) by a single coil ( 4a ) or a plurality of small coils ( 4b ) is formed.

Light generating unit ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the small coils ( 4b ) are connected to each other in parallel or in series.

Light generating unit ( 10 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the single coil ( 4a ) or at least a small coil ( 4b ) of the plurality of small coils ( 4b ) is planar square or planar circular.

Light generating unit ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that in the slot-shaped recess ( 5 ) between at least one inner wall ( 3d ) of the discharge vessel ( 3 ) and the coil arrangement ( 4 ) a reflector ( 8th ) is arranged.

Light generating unit ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the discharge lamp ( 1 ) a power supply ( 6 ) which is connected to the coil arrangement ( 4 ) is electrically connected.

Electrodeless discharge lamp ( 1 ) for ultraviolet radiation generation, wherein the discharge lamp ( 1 ) an at least partially translucent outer bulb ( 2 ) and one in the outer bulb ( 2 ), characterized in that the light-generating unit is a light-generating unit ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 8.