DE2616893A1

DE2616893A1 - Bestrahlungslampe

Info

Publication number: DE2616893A1
Application number: DE19762616893
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Ing Leyendecker
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1977-11-03
Also published as: GB1579572A; SE7704310L; SE438751B; US4074164A; FR2348568B3; FR2348568A1

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen BbH, München

♦ )

Bestrahlung·lampe

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlung«lamp«, bei der ein Brenner innerhalb eines ihn umgebenden, mit den Brenner zu einer Baueinheit verbundenen, ultraviolette Strahlung durchlassenden Kolbens angeordnet ist. Als Brenner wird ein mit Gas oder Dampf gefülltes, röhrenförmiges Gefäß bezeichnet, das an den gegenüberliegenden Enden vakuumdicht eingeschmolzene Elektroden enthält, zwischen denen eine elektrische Entladung erzeugt werden kann.

Bei Bestrahlungslampen für den ultravioletten Spektralbereich kommt es besonders auf das Verhältnis der emittierten Strahlungsanteile im UV-A (380-315 nm), UV-B (315-280 nm) und UV-C (<28O nm) Gebiet an. So wird zum Beispiel die Hautbräune entweder durch direkte Pigmentierung durch UV-A-Strahlung oder durch sekundäre Pigmentierung nach einer vorausgegangenen Erythembildung durch die UV-B-Strahlung erzeugt. Der Anteil an UV-C-Strahlung soll wegen ihrer Konjunktivitie erzeugenden Wirkung möglichst klein sein. Es ist erstrebenswert, eine Strahlungsverteilung wie die der Globalstrahlung zu erreichen, das heißt einen im Vergleich zur UV-B-Strahlung hohen UV-A-Anteil und möglichst wenig UV-C-Strahlung.

Bei den bekannten Bestrahlungslampen mit Quecksilberbrenner ohne Außenkolben wird ein hoher Strahlungsanteil im UV-C erzeugt, so daß

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zusätzlich Leuchten verwendet werden müssen, die mit einem Spezialfilterglas abgeschlossen sind, um die Strahlungsverteilung zu korrigieren (OE-PS 189 336). Weiterhin sind Bestrahlungslampen mit Quecksilber gefüllten Brennern in besonders geformten, ultraviolettdurchlässigen Glaskolben bekannt. Um den Brenner herum befindet sich ein GlUhdraht. Brenner und Kolben bilden eine Baueinheit (DT-PS 725 396). Bei diesen Bestrahlungslampen ist der Anteil an UV-C-Strahlung sehr gering; jedoch ist die Erythem wirksame UV-B-Strahlung im Vergleich zur pigmentbildenden UV-A-Strahlung relativ hoch. Auch die Verwendung eines Halogen-Metalldampfbrenner β für Bestrahlungszwecke, der eng von einem röhrenförmigen Kolben aus Quarzglas umgeben ist, ist bekannt. Diese Lampen haben eine hohe Ausbeute im UV-A, müssen jedoch wegen ihres vom Quarzglas durchgelassenen starken Anteils an UV-C-Strahlung in Leuchten mit speziellen Abschlußgläsern verwendet werden (DT-GH 7 324 163) Doch gelingt es bei diesen Anordnungen nicht, ohne Beeinträchtigung der anderen Strahlungsanteile den UV-C-Anteil weit genug abzufiltern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine handliche Bestrahlungslampe mit einer günstigen, der Globalstrahlung ähnlichen Strahlungsverteilung zu erhalten.

Die Bestrahlungslampe gemäß der Erfindung, bei der ein Brenner innerhalb eines ihn umgebenden, mit dem Brenner zu einer Baueinheit verbundenen, ultraviolette Strahlung durchlassenden Kolbens angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner einer Halogen-Metalldampf ent ladung« lampe, der neben Quecksilber mindestens ein Seltenerdmetall- oder Eisenhalogenid enthält, in einem Reflektorkolben aus Spezialglas verwendet wird, dessen spektrale Durchlässigkeit bei 280 no annähernd Null ist und bei 3OO nm etwa 30% beträgt und dessen maximale Durchlässigkeit oberhalb von 350 nm erreicht wird. Der Reflektorkolben der Lampe hat die Form eines Paraboloids mit abgeflachter Kuppe. Der Brenner ist in dem Kolben derart angeordnet, daß seine Längsachse mit der Längsachse des Kolbens zusammenfällt und der Brenner zwischen dem Sockel und dem größten

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Durchmesser des Reflektorkolbens liegt, wobei sich der Entladungebogen annähernd Tom Brennpunkt des paraboloidförmigen Kolbenteils nach rückwärts, das heißt weg von der Kolbenkuppe erstreckt. Jedoch sind auch andere Anordnungen des Brenners zum Kolben möglich. Die Füllung des Brenners kann aus einem oder mehreren Seltenerdmetallen, vorzugsweise Dysprosium oder auch Holmium und Thulium, Quecksilber, Quecksilberhalogenid, Thalliumhalogenid, Cäsiumhalogenid und Argon als Zündgas bestehen oder Eisen, Zinn, Quecksilber, Quecksilberhalogenid und Argon enthalten.

In der Tabelle werden für verschiedene Strahlungsquellen die Beleuchtungsstärken sovie die Bestrahlungsstärken im UV-A, UY-B und UV-C und die Bestrahlungszeiten zur Erreichung der biologischen Schwellendosis angegeben. Verglichen werden die Werte der bekannten Strahlungsquellen

1. Quecksilberbrenner im Hartglaskolben

2. Halogen-Metalldampfbrenner (mit Dysprosiumhalogenid-Füllung mit engem Quarzglashüllkolben in Spezialleuchte mit handelsüblichem Abschlußglas

mit denen der Strahlungsquellen gemäß der Erfindung

3* Halogen-Metalldampfbrenner (mit Dysprosiumhalogenid-Füllung) im Reflektorkolben

4. Halogen-Metalldampfbrenner (mit Eisenhalogenid-Füllung) im Reflektorkolben.

Außerdem ist die UV-Strahlungsverteilung der Globalstrahlung (Davos, Sommer, 12 Uhr wolkenlos) bei bestimmter Beleuchtungsstärke (20 0OO Ix) in der Tabelle enthalten.

Vie die Tabelle zeigt, wird mit den Strahlungsquellen gemäß der Erfindung eine für Bestrahlungszwecke ausgezeichnete Strahlungsverteilung erreicht. So ist ersichtlich, daß das Verhältnis der

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Bestrahlungsstärken von UV-A zu UV-B weitestgehend mit dem bei der Globalstrahlung übereinstimmt. Die Bestrahlungsstärken im UV-C-Bereich sind dabei ungefährlich gering. Gegenüber dem Quecksilberbrenner im Hartglaskolben haben die erfindungsgemäßen Strahlungsquellen sehr viel mehr UV-A und gegenüber dem Halogen-Metalldampfbrenner mit engem Quarzglashüllkolben in Spezialleuchte einen wesentlich geringeren Anteil an unerwünschter UV-C-Strahlung.

Dasselbe lMßt sich auch aus den angegebenen Bestrahlungszeiten zur Erreichung der Schwellendosis entnehmen. Anhand der letzten Spalte in der Tabelle sei noch einmal hervorgehoben, daß es wünschenswert ist, wenn die Bestrahlungszeit für die Erreichung des Schwellenwertes für Konjunktivitis möglichst groß ist, insbesondere größer als die Zeit für die Erreichung des Schwellenwertes für Erythemerzeugung. Andererseits soll die Bestrahlungszeit für die Erzielung einer Pigmentierung im Hinblick auf die Praxis eine gewisse Dauer nicht überschreiten. Die in der Tabelle angegebenen Zeitangaben gelten für direkte Pigmentierung, das heißt Pigmentierung ohne vorherige Erythemerzeugung. Tritt Erythemerzeugung auf, verkürzt sich die Zeit für die Erreichung des Schwellenwertes für Pigmentierung. Aus den Tabellenwerten ergibt sich, daß die Schwellendosis für die Erythemerzeugung und für die Pigmentierung mit den erfindungsgemäßen Bestrahlungslampen bei 93OO Ix bzw. 3100 Ix (Abstand 1 m) nach den gleichen Bestrahlungszeiten erreicht wird wie bei der Globalstrahlung bei 20 OOO Ix. Bei der Strahlungsquelle wird zwar die Erythembildung bereits nach kürzerer Zeit erreicht, jedoch sind für die Pigmentierung wesentlich höhere Zeiten erforderlich. Bei der Strahlungsquelle 2 tritt die Konjunktivitis nach kürzerer Zeit auf als die Erythembildung, so daß bei Besonnung mit dieser Strahlungsquelle ein Augenschutz erforderlich ist.

Neben den erwähnten Vorteilen der erfindungsgemäßen Bestrahlungslampen sei noch erwähnt, daß besonders die Bestrahlungslampe 3 zusätzlich ein angenehmes, sonnenähnliches Licht abgibt.

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In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch wiedergegeben.

Der rohrförmige Brenner 1 aus Quarzglas, dessen Innendurchmesser 15 bis l6 mm beträgt, hat an jedem Ende eine Elektrode 2 und 3 aus aktiviertem schwer schmelzbarem Metall, zum Beispiel aus mit Thoriumoxid aktiviertem Wolfram, die über Folieneinschmelzungen mit den Stromzuführungen 4 und 5 verbunden sind. Der Elektrodenabstand beträgt 25 mm. Die Enden des Brenners 1 sind außen mit einem wärmereflektierenden Belag 6, aus zum Beispiel Zirkondioxid, versehen. Der Brenner 1 ist mit Hilfe der Stromzuführungen 4 und die zugleich als Halterung dienen, in dem Kolben 7 aus Spezialglas, der mit einem Reflektor 8 und einem Schraubsockel 9 versehen ist, befestigt. Der Reflektor 8 auf der inneren Oberfläche des paraboloidförmigen Kolbenteils besteht aus einer Aluminiumschicht. Die Durchlässigkeit des Spezialglases in Ausstrahlungsrichtung an der abgeflachten Kolbenkuppe ist bei 280 nm annähernd Null und beträgt bei 300 nm etwa 30%. Die maximale Durchlässigkeit des Glases wird oberhalb von 350 nm erreicht. Die Füllung des Brenners besteht aus 1 mg Dysprosium, 4 mg HgJ , 1 mg Thalliumjodid, 1 mg Cäsiumjodid, 10 mg Quecksilber und 30 Torr Argon oder aus 0,3 mg Eisen, 0,1 mg Zinn, 3,2 mg HgJ , 17 mg Quecksilber und 30 Torr Argon. Der Brenner hat eine Leistungsaufnahme von 24O W und eine Stromstärke von etwa 3 A; die Brennspannung beträgt um 90 V.

- Patentansprüche -

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Itbi Πι

ζ 6 L O / 11 8 6 O L

	Strahlungs quelle	Beleuch tungsstärke in 1 ■ Ab stand in Ix	Bestrahlungs stärke inli Abstand in uN/m UT-C UV-B OT-A	i860	38ΟΟ	Bestrahlungs stärke in 1 ■ in % (UV-B - lOO*) UV-C UV-A	. 205	Erforderlich· Bestrahlungszeitan in Minuten bei 1 ■ Abstand zur Krreichwne der Schwellendosis für Konjunktiritis Errthea Pigaenttt*»	9	400
1.	Hg-Brenner mit Hartglaskolben (300 W)	310O	14	59Ο	6500	Ο.75	IIOO	4O	20	24? M
2.	Halogen-Metall- dampf-Brenner »it Quarzkolben in Spezialleuchte (250 W)	93OO	5O	600	7000	8,5	1150	16	23	230
3·	Halogen-Metall dampf-Brenner «it SE-FUllung in Reflektorkolbmi (250 W)	93t»	7,4	575 650	58OO 7200	1.2	lOlO 1100	55	22 21	273 ro σ> ■ ²²⁵^
4. 5.	Halogen-Metall dampf-Brenner «it Fe-Füllung in Reflektorkolben (250 W) ·) Globalst rahlung	3100 20000	2,5			O,43		109		685

zum Vergleich Werte der Globalstrahlung bei 20000 Ix

Leerseite

Claims

Patentansprüche

l.J Bestrahlungslampe, bei der ein Brenner innerhalb eines ihn umgebenden, mit dem Brenner zu einer Baueinheit verbundenen, ultraviolette Strahlung durchlassenden Kolbens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner einer Halogen-Metal!dampfentladungslampe, der neben Quecksilber mindestens ein Seltenerdmetall- oder Eisenhalogenid enthält, in einem Reflektorkolben aus Spezialglas verwendet wird, dessen spektrale Durchlässigkeit bei 28Ο nm annähernd Null ist und bei 3OO nm etwa 3O% beträgt und dessen maximale Durchlässigkeit oberhalb von 350 nm erreicht wird.
2. Bestrahlungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß die Füllung des Brenners aus Quecksilber, einem oder mehreren Seltenerdmetallen, Quecksilberhalogenid, Thalliumhalogenid, Cäsiua halogenid und Argon besteht.
3« Bestrahlungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung des Brenners aus Quecksilber, Eisen, Zinn, Quecksilberhalogenid und Argon besteht.
4. Bestrahlungslampe nach Anspruch 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorkolben die Form eines Paraboloids mit abgeflachter Kuppe hat.

5· Bestrahlungslampe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Brenners mit der Längsachse des Reflektorkolbens zusammenfällt.

6· Bestrahlungslampe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner derart in dem Reflektorkolben angeordnet ist, daß er zwischen Sockel und größtem Durchmesser des Reflektorkolbens liegt.

Dr.Hz/Wb

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meMPL inspected