EP0547366A1 - High power radiator - Google Patents

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EP0547366A1
EP0547366A1 EP92119125A EP92119125A EP0547366A1 EP 0547366 A1 EP0547366 A1 EP 0547366A1 EP 92119125 A EP92119125 A EP 92119125A EP 92119125 A EP92119125 A EP 92119125A EP 0547366 A1 EP0547366 A1 EP 0547366A1
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EP
European Patent Office
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dielectric
radiator
electrode
power
radiator according
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Application number
EP92119125A
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German (de)
French (fr)
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EP0547366B1 (en
Inventor
Ulrich Dr. Kogelschatz
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Heraeus Noblelight GmbH
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Heraeus Noblelight GmbH
Asea Brown Boveri AB
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/046Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel

Definitions

  • the invention relates to a high-power radiator, in particular for ultraviolet light, with a discharge space filled with filling gas emitting radiation under discharge conditions, the walls of which are formed by an outer and an inner dielectric, the outer surfaces of the outer dielectric being provided with first electrodes, with second electrodes Electrodes on the surface of the second dielectric facing away from the discharge space, and with an alternating current source connected to the first and second electrodes for supplying the discharge.
  • the invention relates to a state of the art, such as that which results from EP-A 254 111, US patent application 07/485544 dated February 27, 1990 or also EP patent application 90103082.5 dated February 17, 1990.
  • UV sources The industrial use of photochemical processes depends heavily on the availability of suitable UV sources.
  • the classic UV lamps deliver low to medium UV intensities at some discrete wavelengths, such as the low-pressure mercury lamps at 185 nm and especially at 254 nm.
  • Really high UV powers can only be obtained from high-pressure lamps (Xe, Hg), which then distribute their radiation over a larger wavelength range.
  • the new excimer lasers have provided some new wavelengths for basic photochemical experiments. for cost reasons for an industrial process probably only suitable in exceptional cases.
  • the high-performance lamps mentioned are characterized by high efficiency, economical structure and enable the creation of large lamps, such as those used in UV polymerization and sterilization.
  • Wide conveyor belts or cylinders often have to be irradiated by rod-shaped UV lamps.
  • films, papers, cardboards, fabric frames, etc. coated with paints, varnishes or adhesives are irradiated by UV lamps approx. 1 meter long. Since the intensity of the lamps is normally evenly distributed over the length, the edge zones of the substrate naturally receive a lower radiation dose.
  • the emitters In order to obtain a dose that is sufficient for the process at the edge, the emitters would have to be made considerably longer than the substrate width. This is usually ruled out on systems with conveyor belts for design reasons. The other option is to increase the intensity of the lamps so that the dose is just sufficient on the edge. So you accept a considerable overexposure of the middle zones with a corresponding energy consumption.
  • the object of the invention is to create a high-power radiator, in particular for UV or VUV radiation, which is characterized in particular by high efficiency, is economical to manufacture, and in which the radiation can be emitted in a targeted manner.
  • the proposed radiator is intended to enable flat substrates to be applied homogeneously.
  • a high-power radiator of the type mentioned at the outset that means for influencing the radiation characteristic of the radiator are provided for locally changing the operating voltage of the discharge and / or the effective dielectric capacitance, and essentially coupling the second electrode to the discharge space takes place via a liquid with a dielectric constant that is at least 10 times higher than the dielectric constant of the dielectric, which liquid also serves to cool the radiator.
  • the invention makes it possible for the first time to create UV lamps whose intensity is distributed unevenly over the length and is slightly raised at the ends.
  • An inner quartz tube 2 is in an outer quartz tube 1 with a wall thickness of approximately 0.5 to 1.5 mm and an outer diameter of approximately 20 to 30 mm arranged coaxially.
  • a helical inner electrode 3 bears against the inner surface of the inner quartz tube 2.
  • An outer electrode 4 in the form of a wire mesh extends over the entire outer circumference of the outer quartz tube 1.
  • a wire 4 is inserted into the inner quartz tube 3.
  • the quartz tubes 1 and 2 are closed or melted at both ends by a cover 5 and 6, respectively.
  • the space between the two tubes 1 and 2, the discharge space 7, is filled with a gas / gas mixture which emits radiation under discharge conditions.
  • This liquid also serves to cool the radiator.
  • the coolant is supplied or removed via the connections 9 and 10.
  • the cooling liquid serves for the electrical coupling of the inner electrode 3 to the inner quartz tube 2, so that it is not necessary for the helical electrode 3 to be in contact with the inner wall everywhere.
  • the two electrodes 3, 4 are connected to the two poles of an alternating current source 11.
  • the alternating current source supplies an adjustable alternating voltage in the order of magnitude from several 100 volts to 20,000 volts at frequencies in the range of technical alternating current up to a few 1000 kHz - depending on the electrode geometry, pressure in the discharge space and composition of the filling gas.
  • the fill gas is e.g. Mercury, noble gas, noble gas-metal vapor mixture, noble gas-halogen mixture, optionally using an additional further noble gas, preferably Ar, He, Ne, as a buffer gas.
  • the electron energy distribution can be optimally adjusted by the thickness of the dielectrics and their properties, pressure and / or temperature in the discharge space.
  • the power consumption can be changed by changing the operating voltage U B and / or by Dielectric capacitance C D affect. If you only change these sizes locally, you can specifically influence the power consumption and thus the UV intensity along a tube and / or in the circumferential direction of the tube.
  • the power consumed can also be increased by increasing the dielectric capacitance (see equation (1)). This can be achieved by reducing the wall thickness of the inner and / or outer quartz tube 2 or 1 in the edge zones, or by doping the quartz with substances such as TiO2 or BaTiO3.
  • the radiator shown in FIG. 5 has a central electrode 3 ', over which a dielectric tube 12, which acts as an additional capacitance, is pushed. Its inside diameter is larger than the outside diameter of the central electrode 3 '.
  • the length of this tube 12 is less than that of the outer and inner dielectric tubes 1 and 2. Because this additional capacitance (electrically) is connected in series to the capacities of the inner and outer dielectric tube, the effective dielectric capacitance C D in the central part of the radiator is reduced . This automatically leads to a lower power consumption in the center of the radiator.
  • the wall thickness and length of the tube 12 thus allow the axial intensity profile to be controlled and the dose to be largely homogenized on the substrate.
  • the intensity profile can be controlled even more precisely if a molded body made of dielectric material is installed, which has a continuous transition, as shown in FIG.
  • a common feature of the embodiments according to FIGS. 5 and 6 is that the coupling of the central inner electrode 3 'to the inner quartz tube 2 (and thus to the discharge space 7) is not direct, but rather via the liquid filling the interior 8 of the inner quartz tube 2, preferably demineralized water.
  • the effective increase in the dielectric capacitance C D is essentially only influenced by the molded body 12 ′ and hardly by the water.
  • a tubular shaped body 12' ' can also be fastened to the inner wall of the inner quartz tube 2, which, as can be seen from FIG. 7, similarly to FIG. 6 against its two ends tapers towards it.
  • a helical electrode 3 is used here, which rests in the middle section on the inner wall of the shaped body 12 ′′ and in the edge zone on the quartz tube 2.
  • the axial power and intensity control described above can also be used, without going beyond the scope of the invention, for the radial control of the power consumed and thus of the UV intensity.
  • a shaped body 12a with a crescent-shaped cross section made of dielectric material extends only over the upper half of the inner circumference of the inner quartz tube 2 (FIG. 9). In longitudinal section, it corresponds to the shaped body 12 ′′ of FIG. 7, ie on both Ends tapering in front of the edge area of the spotlight.
  • An equivalent solution with a half tube 12b made of dielectric material without a leaking edge zone is shown in section in FIG. In both variants a helical inner electrode 3 is used.
  • molded bodies made of dielectric material can also be introduced into the interior 8 of the inner quartz tube 2, which only partially surround this electrode.
  • a half tube 12c made of dielectric material is arranged, in FIG. 12 a shaped body 12d with a crescent-shaped cross section and in FIG. 13 a shaped body 12e with a kidney-like cross section. All these additional capacitances 12a to 12e reduce the power consumption in the upper section of the discharge space 7, cause an increased power consumption in the lower section of the discharge space 7 and thus force a downward radiation.
  • radial and axial power and intensity control can be easily combined in one radiator.
  • This also applies to radiator arrangements, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the inner quartz tube 2 can also be configured there so that the gap width is the same everywhere in the lower half in the axial direction, while in the upper half it is larger or smaller in the middle section than in the peripheral zone .
  • the measures according to the invention for power and intensity control can readily be applied retrospectively to existing radiators, so that in the case of radiators manufactured in series, loss-free control of the axial and / or radial ones is made by inserting an additional molded part in the inner cooling circuit Distribution of power consumption and UV intensity can force.

Abstract

By inserting an additional capacitance in the form of an additional moulding (12'') consisting of dielectric material into the interior of a UV excimer radiator, it is possible to force loss-free control of the axial and/or radial distribution of the power consumption and UV intensity. This measure is particularly advantageous for the irradiation of broad substrates, such as films, papers and the like coated with paints, varnishes or adhesives, when it is intended to irradiate all regions of the substrate with approximately the same dose. <IMAGE>

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem mit unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Füllgas gefüllten Entladungsraum, dessen Wandungen durch ein äusseres und ein inneres Dielektrikum gebildet sind, wobei die Aussenflächen des äusseren Dielektrikums mit ersten Elektroden versehen sind, mit zweiten Elektroden an der dem Entladungsraum abgewandten Oberfläche des zweiten Dielektrikums, und mit einer an die ersten und zweiten Elektroden angeschlossenen Wechselstromquelle zur Speisung der Entladung.The invention relates to a high-power radiator, in particular for ultraviolet light, with a discharge space filled with filling gas emitting radiation under discharge conditions, the walls of which are formed by an outer and an inner dielectric, the outer surfaces of the outer dielectric being provided with first electrodes, with second electrodes Electrodes on the surface of the second dielectric facing away from the discharge space, and with an alternating current source connected to the first and second electrodes for supplying the discharge.

Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik, wie er sich etwa aus der EP-A 254 111, der US-Patentanmeldung 07/485544 vom 27.02.1990 oder auch der EP-Patentanmeldung 90103082.5 vom 17.02.1990 ergibt.The invention relates to a state of the art, such as that which results from EP-A 254 111, US patent application 07/485544 dated February 27, 1990 or also EP patent application 90103082.5 dated February 17, 1990.

Technologischer Hintergrund und Stand der TechnikTechnological background and state of the art

Der industrielle Einsatz photochemischer Verfahren hängt stark von der Verfügbarkeit geeigneter UV-Quellen ab. Die klassischen UV-Strahler liefern niedrige bis mittlere UV-Intensitäten bei einigen diskreten Wellenlängen, wie z.B. die Quecksilber-Niederdrucklampen bei 185 nm und insbesondere bei 254 nm. Wirklich hohe UV-Leistungen erhält man nur aus Hochdrucklampen (Xe, Hg), die dann aber ihre Strahlung über einen grösseren Wellenlängenbereich verteilen. Die neuen Excimer-Laser haben einige neue Wellenlängen für photochemische Grundlagenexperimente bereitgestellt, sind z.Zt. aus Kostengründen für einen industriellen Prozess wohl nur in Ausnahmefällen geeignet.The industrial use of photochemical processes depends heavily on the availability of suitable UV sources. The classic UV lamps deliver low to medium UV intensities at some discrete wavelengths, such as the low-pressure mercury lamps at 185 nm and especially at 254 nm. Really high UV powers can only be obtained from high-pressure lamps (Xe, Hg), which then distribute their radiation over a larger wavelength range. The new excimer lasers have provided some new wavelengths for basic photochemical experiments. for cost reasons for an industrial process probably only suitable in exceptional cases.

In der eingangs genannten EP-Patentanmeldung oder auch in dem Konferenzdruck "Neue UV- und VUV Excimerstrahler" von U. Kogelschatz und B. Eliasson, verteilt an der 10. Vortragstagung der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Fachgruppe Photochemie, in Würzburg (BRD) 18.-20. November 1987, wird ein neuer Excimerstrahler beschrieben. Dieser neue Strahlertyp basiert auf der Grundlage, dass man Excimerstrahlung auch in stillen elektrischen Entladungen erzeugen kann, einem Entladungstyp, der in der Ozonerzeugung grosstechnisch eingesetzt wird. In den nur kurzzeitig (< 1 Mikrosekunde) vorhandenen Stromfilamenten dieser Entladung werden durch Elektronenstoss Edelgasatome angeregt, die zu angeregten Molekülkomplexen (Excimeren) weiterreagieren. Diese Excimere leben nur einige 100 Nanosekunden und geben beim Zerfall ihre Bindungsenergie in Form von UV-Strahlung ab.In the EP patent application mentioned at the beginning or in the conference paper "New UV and VUV excimer emitters" by U. Kogelschatz and B. Eliasson, distributed at the 10th lecture conference of the Society of German Chemists, Photochemistry Group, in Würzburg (FRG) 18. -20. November 1987, a new excimer radiator is described. This new type of emitter is based on the fact that excimer radiation can also be generated in silent electrical discharges, a type of discharge that is used on a large scale in ozone generation. In the current filaments of this discharge, which exist only for a short time (<1 microsecond), noble gas atoms are excited by electron impact, which react further to excited molecular complexes (excimers). These excimers only live for a few 100 nanoseconds and release their binding energy in the form of UV radiation when they decay.

Die genannten Hochleistungsstrahler zeichnen sich durch hohe Effizienz, wirtschaftlichen Aufbau aus und ermöglichen die Schaffung grosser Strahler, wie sie bei UV-Polymerisation und -Sterilisation eingesetzt werden. Dabei müssen oft breite Transportbänder oder -Zylinder von stabförmigen UV-Strahlern bestrahlt werden. Typischerweise werden mit Farben, Lacken oder Klebern beschichtete Folien, Papiere, Pappen, Stoffbahmen etc. von ca. 1 Meter langen UV-Lampen bestrahlt. Da die Intensität der Lampen normalerweise gleichmässig über die Länge verteilt ist, erhalten die Randzonen des Substrats naturgemäss eine geringere Strahlungsdosis.The high-performance lamps mentioned are characterized by high efficiency, economical structure and enable the creation of large lamps, such as those used in UV polymerization and sterilization. Wide conveyor belts or cylinders often have to be irradiated by rod-shaped UV lamps. Typically, films, papers, cardboards, fabric frames, etc. coated with paints, varnishes or adhesives are irradiated by UV lamps approx. 1 meter long. Since the intensity of the lamps is normally evenly distributed over the length, the edge zones of the substrate naturally receive a lower radiation dose.

Um eine für den Prozess ausreichende Dosis auch am Rand zu erhalten, müsste man die Strahler wesentliche länger machen als die Substratbreit. Dies scheidet auf Anlagen mit Transportbändern meist aus konstruktiven Gründen aus. Die andere Möglichkeit ist, die Intensität der Lampen soweit zu steigern, dass am Rande die Dosis gerade ausreicht. Damit nimmt man eine erhebliche Ueberstrahlung der mitlleren Zonen in Kauf mit einem entsprechendem Energieverbrauch.In order to obtain a dose that is sufficient for the process at the edge, the emitters would have to be made considerably longer than the substrate width. This is usually ruled out on systems with conveyor belts for design reasons. The other option is to increase the intensity of the lamps so that the dose is just sufficient on the edge. So you accept a considerable overexposure of the middle zones with a corresponding energy consumption.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungsstrahler, insbesondere für UV- oder VUV-Strahlung, zu schaffen, der sich insbesondere durch hohe Effizienz auszeichnet, wirtschaftlich zu fertigen ist, und bei dem die Strahlung gezielt abgestrahlt werden kann. Insbesondere soll es der vorgeschlagene Strahler ermöglichen, flächige Substrate homogen zu beaufschlagen.Starting from the prior art, the object of the invention is to create a high-power radiator, in particular for UV or VUV radiation, which is characterized in particular by high efficiency, is economical to manufacture, and in which the radiation can be emitted in a targeted manner. In particular, the proposed radiator is intended to enable flat substrates to be applied homogeneously.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Hochleistungsstrahler der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss vorgesehen, dass zur Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik des Strahlers Mittel zur lokalen Veränderung der Brennspannung der Entladung und/oder der wirksamen Dielektrikumskapazität vorgesehen sind, und die Ankopplung der zweiten Elektrode an den Entladungsraum im wesentlichen über eine Flüssigkeit mit einer Dielektrizitätskontanten erfolgt, die um mindestens den Faktor 10 höher ist als die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums, welche Flüssigkeit zugleich zur Kühlung des Strahlers dient.To achieve this object, it is provided according to the invention in a high-power radiator of the type mentioned at the outset that means for influencing the radiation characteristic of the radiator are provided for locally changing the operating voltage of the discharge and / or the effective dielectric capacitance, and essentially coupling the second electrode to the discharge space takes place via a liquid with a dielectric constant that is at least 10 times higher than the dielectric constant of the dielectric, which liquid also serves to cool the radiator.

Mit der Erfindung wird es erstmals möglich, UV-Strahler zu schaffen, deren Intensität über die Länge ungleichmässig verteilt und an den Enden leicht angehoben ist.The invention makes it possible for the first time to create UV lamps whose intensity is distributed unevenly over the length and is slightly raised at the ends.

Ausführungsformen der Erfindung sowie die damit erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention and the advantages which can be achieved thereby are explained in more detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt; darin zeigt

Fig.1
einen UV-Zylinderstrahlers mit konzentrischer Anordnung des inneren Dielektrikumsrohres im Längsschnitt;
Fig.2
einen Schnitt durch den UV-Strahler nach Fig.1 längs deren Linie AA;
Fig.3
eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Strahlers mit einem Entladungsraum, dessen Spaltweite im mittleren Bereich kleiner als im Randbereich ist;
Fig.4
eine Ausführungsform einer Bestrahlungseinrichtung analog Fig. 3, jedoch mit einem Entladungsraum, dessen Spaltweite im mittleren Bereich grösser als im Randbereich ist;
Fig.5
eine Ausführungsform mit einer Zusatzkapazität in Gestalt eines Dielektrikumsrohres im Inneren des inneren Dielektrikumsrohrs;
Fig.6
eine Ausführungsform mit einer Zusatzkapazität in Gestalt eines die zentrale Innenelektrode umgebenden Formkörpers;
Fig.7
eine Ausführungsform mit einer Zusatzkapazität in Gestalt eines Formkörpers, der sich an die Innenwand des inneren Dielektrikumsrohrs anschmiegt;
Fig.8
eine Ausführungsform mit einer Zusatzkapazität in Gestalt eines Formkörpers mit sichelförmigem Querschnitt, der sich in Umfangsrichtung nur über den halben Innenumfangs des inneren Dielektrikumsrohres erstreckt;
Fig.9
einen Schnitt durch den Strahler nach Fig.8 längs deren Linie BB;
Fig.10
eine Abwandlung Ausführungsform nach Fig.8 und 9 mit einer Zusatzkapazität in Gestalt eines Dielektrikum-Halbrohrs, das sich nur über den halben inneren Umfang des inneren Dielektrikumrohres erstreckt;
Fig.11
eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig.5 mit zentraler Elektrode und einer Zusatzkapazität in Form eines Dielektrikum-Halbrohres im Raum zwischen Innenelektrode und innerem Dielektrikumsrohr;
Fig.12
eine weitere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig.5 mit zentraler Elektrode und einer Zusatzkapazität in Form eines Dielektrikumsformkörpers mit sichelförmigem Querschnitt im Raum zwischen Innenelektrode und innerem Dielektrikumsrohr;
Fig.13
eine weitere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig.5 mit zentraler Elektrode und einer Zusatzkapazität in Form eines Dielektrikumformkörpers mit nierenförmigem Querschnitt im Raum zwischen Innenelektrode und innerem Dielektrikumsrohr.
In the drawing, embodiments of the invention are shown schematically; in it shows
Fig. 1
a UV cylinder lamp with a concentric arrangement of the inner dielectric tube in longitudinal section;
Fig. 2
a section through the UV lamp according to Figure 1 along the line AA;
Fig. 3
an embodiment of the radiator according to the invention with a discharge space, the gap width is smaller in the central region than in the edge region;
Fig. 4
an embodiment of an irradiation device analogous to Figure 3, but with a discharge space, the gap width is larger in the central area than in the edge area;
Fig. 5
an embodiment with an additional capacity in the form of a dielectric tube in the interior of the inner dielectric tube;
Fig. 6
an embodiment with an additional capacity in the form of a molded body surrounding the central inner electrode;
Fig. 7
an embodiment with an additional capacity in the form of a shaped body which nestles against the inner wall of the inner dielectric tube;
Fig. 8
an embodiment with an additional capacity in the form of a shaped body with a crescent-shaped cross-section which extends in the circumferential direction only over half the inner circumference of the inner dielectric tube;
Fig. 9
a section through the radiator according to Figure 8 along the line BB;
Fig. 10
a modification embodiment according to Figures 8 and 9 with an additional capacity in the form of a dielectric half-tube, which extends only over half the inner circumference of the inner dielectric tube;
Fig. 11
a modification of the embodiment of Figure 5 with a central electrode and an additional capacity in the form of a dielectric half-tube in the space between the inner electrode and the inner dielectric tube;
Fig. 12
5 a further modification of the embodiment according to FIG. 5 with a central electrode and an additional capacitance in the form of a shaped dielectric body with a crescent-shaped cross section in the space between the inner electrode and the inner dielectric tube;
Fig. 13
5 a further modification of the embodiment according to FIG. 5 with a central electrode and an additional capacitance in the form of a shaped dielectric body with a kidney-shaped cross section in the space between the inner electrode and the inner dielectric tube.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Ausgangspunkt für die im nachstehenden zu beschreibende Erfindung ist ein Eximerstrahler gemäss Fig.1 und 2. In einem äusseren Quarzrohr 1 mit einer Wandstärke von etwa 0,5 bis 1,5 mm und einem Aussendurchmesser von etwa 20 bis 30 mm ist ein inneres Quarzrohr 2 koaxial angeordnet. An der Innenfläche des inneren Quarzrohrs 2 liegt eine wendelförmige Innenelektrode 3 an.The starting point for the invention to be described in the following is an eximer radiator according to FIGS. 1 and 2. An inner quartz tube 2 is in an outer quartz tube 1 with a wall thickness of approximately 0.5 to 1.5 mm and an outer diameter of approximately 20 to 30 mm arranged coaxially. A helical inner electrode 3 bears against the inner surface of the inner quartz tube 2.

Eine Aussenelektrode 4 in Form eines Drahtnetzes erstreckt sich über den gesamten Aussenumfangs des äusseres Quarzrohrs 1.An outer electrode 4 in the form of a wire mesh extends over the entire outer circumference of the outer quartz tube 1.

In das innere Quarzrohr 3 ist ein Draht 4 eingeschoben. Dieser bildet die Innenelektrode des Strahlers, das Drahtnetz 2 die Aussenelektrode des Strahlers. Die Quarzrohre 1 und 2 sind an beiden Enden durch je einen Deckel 5 bzw. 6 verschlossen oder zugeschmolzen. Der Raum zwischen den beiden Rohren 1 und 2, der Entladungsraum 7, ist mit einem unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Gas/Gasgemisch gefüllt. Das Innere 8 des inneren Quarzrohres 2 ist mit einer Flüssigkeit mit hoher Dielektrizitätskonstante, vorzugsweise demineralisiertem Wasser (ε=81), gefüllt. Diese Flüssigkeit dient gleichzeitig zur Kühlung des Strahlers. Die Kühlflüssigkeit wird über die Anschlüsse 9 und 10 zu- bzw. abgeführt. Wie später bei den Ausführungen mit zentraler Innenelektrode noch näher erläutert wird, dient die Kühlflüssigkeit zur elektrischen Ankopplung der Innenelektrode 3 an das inneren Quarzrohr 2, so dass es nicht nötig ist, dass die wendelförmige Elektrode 3 überall an der Innenwandung anliegt.A wire 4 is inserted into the inner quartz tube 3. This forms the inner electrode of the radiator, the wire mesh 2 the outer electrode of the radiator. The quartz tubes 1 and 2 are closed or melted at both ends by a cover 5 and 6, respectively. The space between the two tubes 1 and 2, the discharge space 7, is filled with a gas / gas mixture which emits radiation under discharge conditions. The interior 8 of the inner quartz tube 2 is filled with a liquid with a high dielectric constant, preferably demineralized water (ε = 81). This liquid also serves to cool the radiator. The coolant is supplied or removed via the connections 9 and 10. As will be explained in more detail later with the designs with a central inner electrode, the cooling liquid serves for the electrical coupling of the inner electrode 3 to the inner quartz tube 2, so that it is not necessary for the helical electrode 3 to be in contact with the inner wall everywhere.

Die beiden Elektroden 3,4 sind mit den beiden Polen einer Wechselstromquelle 11 verbunden. Die Wechselstromquelle liefert eine einstellbare Wechselspannung in der Grössenordnung von mehreren 100 Volt bis 20000 Volt bei Frequenzen im Bereich des technischen Wechselstroms bis hin zu einigen 1000 kHz - abhängig von der Elektrodengeometrie, Druck im Entladungsraum und Zusammensetzung des Füllgases.The two electrodes 3, 4 are connected to the two poles of an alternating current source 11. The alternating current source supplies an adjustable alternating voltage in the order of magnitude from several 100 volts to 20,000 volts at frequencies in the range of technical alternating current up to a few 1000 kHz - depending on the electrode geometry, pressure in the discharge space and composition of the filling gas.

Das Füllgas ist, z.B. Quecksilber, Edelgas, Edelgas-Metalldampf-Gemisch, Edelgas-Halogen-Gemisch, gegebenenfalls unter Verwendung eines zusätzlichen weiteren Edelgases, vorzugsweise Ar, He, Ne, als Puffergas.The fill gas is e.g. Mercury, noble gas, noble gas-metal vapor mixture, noble gas-halogen mixture, optionally using an additional further noble gas, preferably Ar, He, Ne, as a buffer gas.

Je nach gewünschter spektraler Zusammensetzung der Strahlung kann dabei eine Substanz/Substanzgemisch gemäss nachfolgender Tabelle Verwendung finden:

Figure imgb0001

Daneben kommen eine ganze Reihe weiterer Füllgase in Frage:

  • Ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) oder Hg mit einem Gas bzw. Dampf aus F₂, J₂, Br₂, Cl₂ oder eine Verbindung die in der Entladung ein oder mehrere Atome F, J, Br oder Cl abspaltet;
  • ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) oder Hg mit O₂ oder einer Verbindung, die in der Entladung ein oder mehrere 0-Atome abspaltet;
  • ein Edelgas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) mit Hg.
Depending on the desired spectral composition of the radiation, a substance / substance mixture according to the following table can be used:
Figure imgb0001

In addition, a whole series of other filling gases are possible:
  • A noble gas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) or Hg with a gas or vapor from F₂, J₂, Br₂, Cl₂ or a compound that splits off one or more atoms F, J, Br or Cl in the discharge;
  • a noble gas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) or Hg with O₂ or a compound that splits off one or more 0 atoms in the discharge;
  • an inert gas (Ar, He, Kr, Ne, Xe) with Hg.

Bei Anliegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden 3 und 4 bildet sich eine Vielzahl von Entladungskanälen (Teilentladungen) im Entladungsraum 7 aus. Diese treten mit den Atomen/Molekülen des Füllgases in Wechselwirkung, was schlussendlich zur UV oder VUV-Strahlung führt.When an alternating voltage is applied between the electrodes 3 and 4, a large number of discharge channels (partial discharges) form in the discharge space 7. These interact with the atoms / molecules of the filling gas, which ultimately leads to UV or VUV radiation.

In der sich bildenden stillen elektrischen Entladung (silent discharge) kann die Elektronenenergieverteilung durch Dicke der Dielektrika und deren Eigenschaften Druck und/oder Temperatur im Entladungsraum optimal eingestellt werden.In the silent discharge that forms, the electron energy distribution can be optimally adjusted by the thickness of the dielectrics and their properties, pressure and / or temperature in the discharge space.

Bei einem Zylinderstrahler gemäss Fig.1 bzw. Fig.2 wird die Leistungsaufnahme einer stillen elektrischen Entladung durch folgende Formel beschrieben:

P = 4 f C D U B (Û - (1+β) U B )   (1)

Figure imgb0002


wobei f die Frequenz der Speisespannung, CD die Dielektrikumskapazität, UB die mittlere Brennspannung der Gasentladung und β das Kapazitätsverhältnis Entladungsspalt-Kapazität/Dielektrikumskapazität (CS/CD) ist.In the case of a cylindrical radiator according to FIG. 1 or FIG. 2, the power consumption of a silent electrical discharge is described by the following formula:

P = 4 f C D U B (Û - (1 + β) U B ) (1)
Figure imgb0002


where f is the frequency of the supply voltage, C D is the dielectric capacitance, U B is the mean operating voltage of the gas discharge and β is the capacitance ratio of the discharge gap capacitance / dielectric capacitance (C S / C D ).

Bei vorgegebener Spannungsversorgung (Frequenz f und Spitzenspannung Û fest) kann man also die Leistungsaufnahme durch Veränderung der Brennspannung UB und/oder durch die Dielektrikumskapazität CD beeinflussen. Wenn man diese Grössen nur lokal verändert, kann man die Leistungsaufnahme und damit die UV-Intensität längs einer Röhre und/oder in Umfangsrichtung der Röhre gezielt beeinflussen.For a given voltage supply (frequency f and peak voltage Û fixed), the power consumption can be changed by changing the operating voltage U B and / or by Dielectric capacitance C D affect. If you only change these sizes locally, you can specifically influence the power consumption and thus the UV intensity along a tube and / or in the circumferential direction of the tube.

In einer abgeschmolzenen Entladungsröhre, z.B. gemäss Fig.1, ist der Druck und die Gaszusammensetzung überall gleich. Da die Brennspannung im interessierenden Druckbereich eine monotone, annähernd lineare Funktion der Spaltweite ist, kann man über die Variation der Breite des Entladungsspalts die Leistung steuern. Dabei ist zwischen zwei Betriebszuständen der Entladung zu unterscheiden:
Die Leistung hängt (bei festem f und Û) quadratisch von UB ab (vgl. Gleichung (1)). Die maximale Leistung wird aufgenommen, wenn

U B = Û/(2(1+β))   (2)

Figure imgb0003


ist (Maximum der Leistungsparabel).In a melted-down discharge tube, for example according to FIG. 1, the pressure and the gas composition are the same everywhere. Since the operating voltage in the pressure range of interest is a monotonous, almost linear function of the gap width, the power can be controlled by varying the width of the discharge gap. A distinction must be made between two operating states of the discharge:
The power depends (with fixed f and Û) quadratically on U B (see equation (1)). The maximum power is absorbed when

U B = Û / (2 (1 + β)) (2)
Figure imgb0003


is (maximum of the performance parabola).

Solange UB kleiner ist als dieser Wert, führt eine Vergrösserung der Spaltweite zu erhöhter Leistungsaufnahme (Fig.3). Ist UB grösser als der in (2) definierte Wert, führt eine Verkleinerung der Spaltweite zu erhöhter Leistungsaufnahme (Fig.4).As long as U B is smaller than this value, increasing the gap width leads to increased power consumption (Fig. 3). If U B is greater than the value defined in (2), reducing the gap width leads to increased power consumption (Fig. 4).

Die Anwendung dieser Erkenntnis auf einen Strahler gemäss Fig.1 führt zu Ausführungsformen, wie sie in den Figurem 3 und 4 in vereinfachter Form dargestellt sind. Dabei sind - wie vorstehend dargelegt zwei Alternativen möglich, je nachdem wie die Brennspannung relativ zum Maximum der Leistungsparabel liegt. Um bei einem Strahler gemäss Fig.1 die Intensität in den Randzonen zu erhöhen, damit in diesem Bereich die Dosis ausreichend ist, ist die Spaltweite wm im mittleren Abschnitt kleiner als die Spaltweite wr in der Randzone (Fig.3), oder vice versa (Fig.4).The application of this knowledge to a radiator according to FIG. 1 leads to embodiments as shown in a simplified form in FIGS. 3 and 4. As stated above, two alternatives are possible, depending on how the operating voltage is relative to the maximum of the power parabola. In order to increase the intensity in the edge zones in a radiator according to FIG. 1 so that the dose is sufficient in this area, the gap width w m in the middle section is smaller than the gap width w r in the edge zone (FIG. 3), or vice versa versa (Fig.4).

Die aufgenommene Leistung kann auch erhöht werden durch eine Vergrösserung der Dielektrikumskapazität (vgl. Gleichung (1)). Dies kann man erreichen durch eine Verkleinerrung der Wandstärke des inneren und/oder äusseren Quarzrohres 2 bzw. 1 in den Randzonen, oder durch eine Dotierung des Quarzes mit Substanzen wie TiO₂ oder BaTiO₃.The power consumed can also be increased by increasing the dielectric capacitance (see equation (1)). This can be achieved by reducing the wall thickness of the inner and / or outer quartz tube 2 or 1 in the edge zones, or by doping the quartz with substances such as TiO₂ or BaTiO₃.

Die bisher angeführten Möglichkeiten zur Variation der Leistungsaufnahme in Strahlerlängsrichtung sind eher konstruktiv sehr aufwendig. Wesentlich einfacher und wirtschaftlicher ist es, zwischen die beiden Elektroden 3 und 4 eine Zusatzkapazität einzubringen, wei es in Fig.5 schematisch veranschaulicht ist.The previously mentioned options for varying the power consumption in the longitudinal direction of the radiator are constructively very complex. It is much easier and more economical to insert an additional capacitance between the two electrodes 3 and 4, as is illustrated schematically in FIG.

Abweichend von den Strahlern nach den Figuren 1 bis 4 weist der in Fig.5 dargestellte Strahler eine zentrale Elektrode 3' auf, über die ein Dielektrikumsrohr 12, das als Zusatzkapazität wirkt, geschoben ist. Sein Innendurchmesser ist grösser als der Aussendurchmesser der zentralen Elektrode 3'. Die Länge dieses Rohres 12 ist kleiner als die der äusseren und inneren Dielektrikumsrohre 1 bzw. 2. Weil diese Zusatzkapazität (elektrisch) in Serie geschaltet ist zu den Kapazitäten von inneren und äusserem Dielektrikumsrohr, verkleinert sich die wirksame Dielektrikumskapazität CD im mittleren Teil des Strahlers. Dies führt automatisch zu einer niedrigeren Leistungsaufnahme in der Mitte des Strahlers. Durch die Wandstärke und Länge des Rohres 12 lässt sich somit das axiale Intensitätsprofil steuern und damit die Dosis auf dem Substrat weitgehend homogenisieren. Noch genauer lässt sich das Intensitätsprofil steuern, wenn man einen Formkörper aus dielektrischen Material einbaut, der einen kontinuierlichen Uebergang aufweist, wie es in Fig.6 dargestellt ist. Dieser Formkörper 12' umgibt die zentrale Innenelektrode 3' vollständig und läuft zum Rand hin spitz aus. Er besteht aus einem dielektrischen, leicht bearbeitbarem Material, z.B. aus PTFE (ε=2,2), Polyimid (ε=3,5) oder Nylon (ε=3,75).In a departure from the radiators according to FIGS. 1 to 4, the radiator shown in FIG. 5 has a central electrode 3 ', over which a dielectric tube 12, which acts as an additional capacitance, is pushed. Its inside diameter is larger than the outside diameter of the central electrode 3 '. The length of this tube 12 is less than that of the outer and inner dielectric tubes 1 and 2. Because this additional capacitance (electrically) is connected in series to the capacities of the inner and outer dielectric tube, the effective dielectric capacitance C D in the central part of the radiator is reduced . This automatically leads to a lower power consumption in the center of the radiator. The wall thickness and length of the tube 12 thus allow the axial intensity profile to be controlled and the dose to be largely homogenized on the substrate. The intensity profile can be controlled even more precisely if a molded body made of dielectric material is installed, which has a continuous transition, as shown in FIG. This molded body 12 'completely surrounds the central inner electrode 3' and tapers towards the edge. It consists of a dielectric, easily machinable material, e.g. made of PTFE (ε = 2.2), polyimide (ε = 3.5) or nylon (ε = 3.75).

Gemeinsames Merkmal der Ausführungen nach den Figuren 5 und 6 ist, dass die Ankopplung der zentralen inneren Elektrode 3' an das innere Quarzrohr 2 (und damit an den Entladungsraum 7) nicht direkt, sondern über die den Innenraum 8 des inneren Quarzrohres 2 ausfüllenden Flüssigkeit, vorzugsweise demineralisiertes Wasser, erfolgt. Infolge der hohen Dielektrizitätskonstanten von Wasser (ε=81) wird nämlich die wirksame Erhöhung der Dielektrikumskapazität CD im wesentlichen nur durch den Formkörper 12'und kaum durch das Wasser beeinflusst.A common feature of the embodiments according to FIGS. 5 and 6 is that the coupling of the central inner electrode 3 'to the inner quartz tube 2 (and thus to the discharge space 7) is not direct, but rather via the liquid filling the interior 8 of the inner quartz tube 2, preferably demineralized water. As a result of the high dielectric constant of water (ε = 81), the effective increase in the dielectric capacitance C D is essentially only influenced by the molded body 12 ′ and hardly by the water.

Anstelle eines die zentrale Innenelektrode 3' umgebenden und von dieser getragenen Formkörpers kann auch ein rohrförmiger Formkörper 12'' auf der Innenwand des inneren Quarzrohres 2 befestigt sein, der, wie aus Fig.7 hervorgeht, ähnlich wie bei Fig.6 gegen seine beiden Enden hin sich verjüngt. Analog zu den Ausführungen nach den Figuren 1 bis 4 wird hier eine wendelförmige Elektrode 3 verwendet, die im mittleren Abschnitt an der Innewand des Formkörpers 12'' und in der Randzone am Quarzrohr 2 anliegt.Instead of a shaped body surrounding and supported by the central inner electrode 3 ', a tubular shaped body 12' 'can also be fastened to the inner wall of the inner quartz tube 2, which, as can be seen from FIG. 7, similarly to FIG. 6 against its two ends tapers towards it. Analogous to the embodiments according to FIGS. 1 to 4, a helical electrode 3 is used here, which rests in the middle section on the inner wall of the shaped body 12 ″ and in the edge zone on the quartz tube 2.

Die im vorstehenden beschriebene axiale Leistungs- und Intensitätssteuerung lässt sich, ohne den Rahmen der Erfindung zu sprengen, auch zur radialen Steuerung der aufgenommen Leistung und damit der UV-Intensität heranziehen.The axial power and intensity control described above can also be used, without going beyond the scope of the invention, for the radial control of the power consumed and thus of the UV intensity.

Gemäss Fig.8 und 9 erstreckt sich ein Formkörper 12a mit sichelförmigem Querschnitt aus dielektrischem Material nur über die obere Hälfte des Innenumfangs des inneren Quarzrohrs 2 (Fig.9) Im Längsschnitt entspricht er dem Formkörper 12'' der Fig.7, d.h. an beiden Enden spitz auslaufend vor dem Randbereich des Strahlers. Eine äquivalente Lösung mit einem Halbrohr 12b aus dielektrischem Material ohne auslaufende Randzone ist in Fig.10 im Schnitt dargestellt. In beiden Varianten findet eine wendelförmige Innenelektrode 3 Verwendung.According to FIGS. 8 and 9, a shaped body 12a with a crescent-shaped cross section made of dielectric material extends only over the upper half of the inner circumference of the inner quartz tube 2 (FIG. 9). In longitudinal section, it corresponds to the shaped body 12 ″ of FIG. 7, ie on both Ends tapering in front of the edge area of the spotlight. An equivalent solution with a half tube 12b made of dielectric material without a leaking edge zone is shown in section in FIG. In both variants a helical inner electrode 3 is used.

Analog zur den Ausführungen nach Fig.5 und 6 mit zentraler Innenelektrode 3' können auch Formkörper aus dielektrischem Material in den Innenraum 8 des inneren Quarzrohres 2 eingebracht werden, welche diese Elektrode nur teilweise umgeben. So ist im oberen Abschnitt des Innenraums 8 von Fig.11 ein Halbrohr 12c aus dielektrischem Material, in Fig.12 ein Formkörper 12 d mit sichelförmigem Querschnitt und in Fig.13 ein Formkörper 12e mit nierenartigem Querschnitt angeordnet. All diese Zusatzkapazitäten 12a bis 12e reduzieren die Leistungsaufnahme im oberen Abschnitt des Entladungsraums 7, bewirken eine erhöhte Leistungsaufnahme im unteren Abschnitt des Entladungsraums 7 und erzwingen damit eine gerichtete Abstrahlung nach unten.Analogous to the embodiments according to FIGS. 5 and 6 with a central inner electrode 3 ', molded bodies made of dielectric material can also be introduced into the interior 8 of the inner quartz tube 2, which only partially surround this electrode. Thus, in the upper section of the interior 8 of FIG. 11, a half tube 12c made of dielectric material is arranged, in FIG. 12 a shaped body 12d with a crescent-shaped cross section and in FIG. 13 a shaped body 12e with a kidney-like cross section. All these additional capacitances 12a to 12e reduce the power consumption in the upper section of the discharge space 7, cause an increased power consumption in the lower section of the discharge space 7 and thus force a downward radiation.

Wie Fig.8 und 9 verdeutlichen, lassen sich radiale und axiale Leistungs- und Intensitätssteuerung ohne weiteres in einem Strahler kombinieren. Dies gilt im übrigen auch für Strahleranordnungen, wie sie in den Figuren 3 und 4 dargestellt sind. Auch dort kann - in Abhängigkeit von der Brennspannung UB das innere Quarzrohr 2 so ausgestaltet sein, dass in der unteren Hälfte in Axialrichtung die Spaltweite überall gleich ist, während sie in der oberen Hälfte im mittleren Abschnitt grösser bzw. kleiner ist als in der Randzone.As shown in Fig. 8 and 9, radial and axial power and intensity control can be easily combined in one radiator. This also applies to radiator arrangements, as shown in FIGS. 3 and 4. Depending on the internal voltage U B, the inner quartz tube 2 can also be configured there so that the gap width is the same everywhere in the lower half in the axial direction, while in the upper half it is larger or smaller in the middle section than in the peripheral zone .

Aus den Ausführungsbeispielen erhellt ferner, dass sich die erfindungsgemässen Massnahmen zur Leistungs- und Intensitätssteuerung ohne weiteres bei bestehenden Strahlern auch nachträglich anwenden lassen, so dass man bei serienmässig gefertigten Strahlern durch Einfügen eines zusätzlichen Formteils im inneren Kühlkreis eine verlustfreie Steuerung der axialen und/oder radialen Verteilung der Leistungsaufnahme und UV-Intensität erzwingen kann.It is also evident from the exemplary embodiments that the measures according to the invention for power and intensity control can readily be applied retrospectively to existing radiators, so that in the case of radiators manufactured in series, loss-free control of the axial and / or radial ones is made by inserting an additional molded part in the inner cooling circuit Distribution of power consumption and UV intensity can force.

Claims (11)

Hochleistungsstrahler, insbesondere für ultraviolettes Licht, mit einem mit unter Entladungsbedingungen Strahlung aussendendem Füllgas gefüllten Entladungsraum (7), dessen Wandungen durch ein äusseres (1) und ein inneres Dielektrikum (2) gebildet sind, wobei die Aussenflächen des äusseren Dielektrikums mit ersten Elektroden (4) versehen sind, mit zweiten Elektroden (3;3') an der dem Entladungsraum (7) abgewandten Oberfläche des zweiten Dielektrikums (2), und mit einer an die ersten (4) und zweiten Elektroden (3;3') angeschlossenen Wechselstromquelle (11) zur Speisung der Entladung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik des Strahlers Mittel (12;12a...) zur lokalen Veränderung der Brennspannung (UB) der Entladung und/oder der wirksamen Dielektrikumskapazität (CD) vorgesehen sind, und die Ankopplung der zweiten Elektrode (3;3') an den Entladungsraum (7) im wesentlichen über eine Flüssigkeit mit einer Dielektrizitätskontanten erfolgt, die um mindestens den Faktor 10 höher ist als die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums, welche Flüssigkeit zugleich zur Kühlung des Strahlers dient.High-power radiator, in particular for ultraviolet light, with a discharge space (7) filled with filling gas emitting radiation under discharge conditions, the walls of which are formed by an outer (1) and an inner dielectric (2), the outer surfaces of the outer dielectric having first electrodes (4 ) are provided with second electrodes (3; 3 ') on the surface of the second dielectric (2) facing away from the discharge space (7), and with an alternating current source (1) connected to the first (4) and second electrodes (3; 3') 11) for supplying the discharge, characterized in that means (12; 12a ...) are provided for influencing the radiation characteristic of the radiator for locally changing the operating voltage (U B ) of the discharge and / or the effective dielectric capacitance (C D ), and the coupling of the second electrode (3; 3 ') to the discharge space (7) takes place essentially via a liquid with a dielectric constant which is at least 10 times higher than the dielectric constant of the dielectric, which liquid also serves to cool the radiator. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Wasser mit einer Dielektrizitätskonstanten um ε=80 ist.High-power radiator according to claim 1, characterized in that the liquid is water with a dielectric constant around ε = 80. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite (wm) des Entladungsraums (7) im mittleren Abschnitt des Strahlers von der Spaltweite (wr) in der Randzone des Strahlers verschieden ist.High-power radiator according to Claim 1 or 2, characterized in that the gap width (w m ) of the discharge space (7) in the central section of the radiator is different from the gap width (w r ) in the edge zone of the radiator. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite des Entladungsraums (7) in der oberen Hälfte des Strahlers von der Spaltweite in der unteren Hälfte des Strahlers verschieden ist.High-power radiator according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the gap width of the discharge space (7) in the upper half of the radiator is different from the gap width in the lower half of the radiator. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Elektrode (3;3') und dem zweiten Dielektrikum (2) eine Zusatzkapazität (12;12a,...) vorgesehen ist, welche Zusatzkapazität als Formkörper aus dielektrischem Material ausgebildet ist, welcher Formkörper sich im wesentlichen nur über den mittleren Abschnitt und/oder sich nur über einen Teil des Umfangs des Strahlers erstreckt.High-power radiator according to Claim 1 or 2, characterized in that an additional capacitance (12; 12a, ...) is provided between the second electrode (3; 3 ') and the second dielectric (2), which additional capacitance is formed as a molded body made of dielectric material is which shaped body extends essentially only over the central section and / or only over part of the circumference of the radiator. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 5 mit einer zentralen Elektrode (3') als zweite Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper ein Quarzrohr (12) ist, das über die zentrale Elektrode (3') geschoben ist (Fig.5).High-power radiator according to Claim 5 with a central electrode (3 ') as the second electrode, characterized in that the shaped body is a quartz tube (12) which is pushed over the central electrode (3') (Fig. 5). Hochleistungsstrahler nach Anspruch 5 mit einer zentralen Elektrode (3') als zweite Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (12) auf die zentrale Elektrode (3') aufgeschoben ist und vorzugsweise zum seitlichen Rand des Strahlers spitz ausläuft.High-power radiator according to claim 5 with a central electrode (3 ') as the second electrode, characterized in that the molded body (12) is pushed onto the central electrode (3') and preferably tapers to the side edge of the radiator. Hochleistungsstrahler nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkapazität als Formkörper (12'';12a;12b) ausgebildet ist, der an der Innenwand des zweiten Dielektrikums (2) anliegt, und dass die erste Elektrode (3) zumindest lokal am Formkörper anliegt.High-power radiator according to Claim 5, characterized in that the additional capacitance is designed as a molded body (12 ''; 12a; 12b) which bears on the inner wall of the second dielectric (2) and that the first electrode (3) bears at least locally on the molded body . Hochleistungsstrahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper gegen den seitlichen Rand des Strahler spitz ausläuft (Fig.7).High-power radiator according to claim 8, characterized in that the molded body tapers towards the side edge of the radiator (Fig. 7). Hochleistungsstrahler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper sichelförmigen Querschnitt aufweist und sich nur über einen Teil des Umfangs des zweiten Dielektrikums (2) erstreckt (Fig.9).High-power radiator according to Claim 8 or 9, characterized in that the shaped body has a crescent-shaped cross section and extends only over part of the circumference of the second dielectric (2) (FIG. 9). Hochleistungsstrahler nach Anspruch 5 mit einer zentralen ersten Elektrode (3'), dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (8) des zweiten Dielektrikums (2) zwischen der zentralen Elektrode und dem zweiten Dielektrlkum (2) und von diesem distanziert ein Formkörper (12c,12d,12e) mit halbrohrförmigem, sichelförmigem oder nierenförmigem Querschnitt aus dielektrischem Material vorgesehen ist.High-power radiator according to Claim 5 with a central first electrode (3 '), characterized in that in the interior (8) of the second dielectric (2) between the central electrode and the second dielectric (2) and a molded body (12c, 12d) is distanced therefrom , 12e) is provided with a semi-tubular, sickle-shaped or kidney-shaped cross-section made of dielectric material.
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