KR20100090661A - Dielectric barrier discharge lamp wiht centering element - Google Patents

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KR20100090661A
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마르쿠스 비이젠바흐
악셀 홈바흐
지그마르 루다코우스키
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오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
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Abstract

PURPOSE: A dielectric barrier discharge lamp having a centering element is provided to support a centering element by surrounding a inner electrode in at least centering element region with an inner tube. CONSTITUTION: A discharge tube comprises an outer tube having a discharge chamber(7) which is filled with a discharge medium. An outer electrode is arranged on the outer side of the outer tube. A rectangular inner electrode(9) is arranged on the inner side of the outer tube in shaft direction. At least one centering element(2) has an opening in axial direction. The rectangular inner electrode is extended through the opening of the centering element.

Description

센터링 엘리먼트를 갖는 유전체 장벽 방전 램프{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP WIHT CENTERING ELEMENT}Dielectric barrier discharge lamp with centering element {DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP WIHT CENTERING ELEMENT}

본 발명은 방전 매체를 포함하는 관형의 방전관을 구비한 유전체 장벽 방전 램프에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp having a tubular discharge tube comprising a discharge medium.

이러한 유형의 방전 램프들은 통상적으로 직사각형의 제1 전극 및 직사각형의 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극은 관형의 방전관의 길이 방향 축 내에 배치되고(이하 내부 전극으로도 칭함), 상기 제2 전극은 대개 관형의 방전관의 외면에 배치된다(이하 외부 전극으로도 칭함). 내부 전극은 예컨대 막대형, 관형 또는 필라멘트형으로 형성된다. 외부 전극의 형성에서 주목해야 할 점은 충분한 양의 유효 방사선이 외부로 발생될 수 있다는 것이다. 이 때문에 외부 전극은 통상적으로 길이 방향 축에 대해 평행하게 배치된 다수의 얇은 스트립, 넓은 그물 모양의 철망 또는 투명한 도전층으로 이루어진다.Discharge lamps of this type typically have a rectangular first electrode and a rectangular second electrode, the first electrode being disposed in the longitudinal axis of the tubular discharge vessel (hereinafter also referred to as internal electrode) and the second electrode. Is usually disposed on the outer surface of the tubular discharge tube (hereinafter also referred to as external electrode). The internal electrodes are formed, for example, rod-shaped, tubular or filamentary. It should be noted that in the formation of the external electrode, a sufficient amount of effective radiation can be generated to the outside. For this reason, the external electrode is usually composed of a plurality of thin strips, a wide meshed wire mesh or a transparent conductive layer arranged parallel to the longitudinal axis.

내부 전극이 방전 매체와 직접 접촉한다면, 이는 단일 유전체 장벽 방전이며, 그 이유는 이러한 경우 방전관의 벽에 의해서 외부 전극만이 유전적으로 차단되기 때문이다. 마찬가지로 내부 전극이 유전체에 의해 방전 매체로부터 절연된다면, 이는 이중 유전체 장벽 방전이다. 이러한 방전은 예컨대 내부 전극이 내부관 내에 배치됨으로써 구현될 수 있다. 내부관은 관형의 방전관 내에 동축으로 배치된다. 달리 표현하자면, 이러한 소위 동축의 이중관 어셈블리(double pipe assembly)로 이루어진 방전관은 외부관 내에 동축으로 배치된 내부관을 가지며, 이 경우 2개의 관은 적어도 단부면이 서로 접속되어 기밀 방식의 방전관을 형성한다. 이러한 경우 방전관에 의해 둘러싸인 방전 챔버는 내부관과 외부관 사이에서 고리형 갭 모양으로 연장된다.If the inner electrode is in direct contact with the discharge medium, this is a single dielectric barrier discharge, since in this case only the outer electrode is dielectrically blocked by the wall of the discharge vessel. Likewise if the internal electrode is insulated from the discharge medium by a dielectric, this is a double dielectric barrier discharge. Such a discharge can be realized, for example, by placing the inner electrode in the inner tube. The inner tube is coaxially arranged in the tubular discharge tube. In other words, a discharge tube composed of such a coaxial double pipe assembly has an inner tube disposed coaxially in an outer tube, in which case the two tubes are connected at least at end faces to form a gas-tight discharge tube. do. In this case, the discharge chamber surrounded by the discharge tube extends in an annular gap shape between the inner tube and the outer tube.

모든 경우 효율적인 램프작동을 위해 외부 전극과 내부 전극 간의 일정한 플래시오버 거리(flash-over distance)가 관형의 유전체 장벽 방전 램프를 따라 제공되어야 하는데, 이는 ― 램프 길이 방향 축 및 램프 둘레를 따라 관찰할 때 ― 동일한 방전이 달성되고 그 결과 동일한 방사 밀도를 달성하기 위해서이다. 이 때문에 내부 전극 및 경우에 따라 내부관은 외부관 내에서 방사 방향으로 최대한 중앙으로, 즉 상기 외부관의 길이 방향 축에 동축으로 배치되어야 한다. 특히, 길이가 긴 램프, 통상적으로 500mm 이상인 램프들의 경우, 내부 전극 또는 경우에 따라 내부관이 휘어지는 현상이 발생하는데, 그 이유는 전술한 내부 전극 및 내부관이 자연스럽게 외부관보다 작은 지름을 갖기 때문이다. 극단적인 경우에 이러한 현상은 예컨대 운송시 램프 손상으로 이어질 수 있다. In all cases, for efficient lamp operation, a constant flash-over distance between the outer and inner electrodes must be provided along the tubular dielectric barrier discharge lamp, which, when viewed along the lamp longitudinal axis and around the lamp To achieve the same discharge and consequently achieve the same radiation density. For this reason, the inner electrode and in some cases the inner tube should be arranged coaxially to the center in the radial direction as far as possible, ie in the longitudinal axis of the outer tube. In particular, in the case of a lamp having a long length, typically 500 mm or more, the inner electrode or the inner tube may be bent in some cases, because the inner electrode and the inner tube naturally have a smaller diameter than the outer tube. to be. In extreme cases this can lead to lamp damage in transit, for example.

이러한 램프 타입은 예컨대 표면 살균 및 표면 활성화, 광분해, 오존층 형성, 식수 살균, 금속 증착 위한 공정 기술에서 특히 UV-방사 및 UV-경화에 사용된다. 또한, 이와 관련해서는 방사체 또는 UV 방사체라는 명칭이 사용된다.This lamp type is used, for example, in UV-radiation and UV-curing, particularly in process technologies for surface sterilization and surface activation, photolysis, ozone layer formation, drinking water sterilization, metal deposition. In this connection, the name emitter or UV emitter is also used.

EP 제 1 147 535 B1 호에는 단일 유전체 장벽 방전 램프가 기술되어 있다. 이 경우, 필라멘트형의 제1 내부 전극(6)은 내부관(9)에 감겨 있다(상기 문헌의 도 1 참조). 내부관(9)은 외부관(3) 내에 동축으로 배치되고, 상기 외부관의 외면 위에는 스트립형의 외부 전극들(7)이 왕복 거리로 서로 평행하게 배치된다. 내부관(9)의 지지에는 예컨대 내부 전극(6)에 걸쳐서 이동하는 지지 플레이트(15)가 제안된다. 외부관(3)의 내측면에서 지지 플레이트(15) 자체에 대한 필수 고정에 관해서는 기술되어 있지 않다. EP 1 147 535 B1 describes a single dielectric barrier discharge lamp. In this case, the filamentary first internal electrode 6 is wound around the inner tube 9 (see FIG. 1 of the document). The inner tube 9 is arranged coaxially in the outer tube 3, and on the outer surface of the outer tube 3 strip-shaped outer electrodes 7 are arranged parallel to each other at a reciprocating distance. For the support of the inner tube 9 a support plate 15 is proposed which moves, for example, over the inner electrode 6. Mandatory fastening to the support plate 15 itself on the inner side of the outer tube 3 is not described.

본 발명의 목적은 내부 전극 또는 필요한 경우 내부 전극을 둘러싸는 내부관의 개선된 지지 수단을 구비한 관형의 유전체 장벽 방전 램프를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a tubular dielectric barrier discharge lamp with improved support means for the inner electrode or, if necessary, for the inner tube surrounding the inner electrode.

상기 목적은 유전체 장벽 방전 램프에 의해서 달성되며, 상기 유전체 장벽 방전 램프는 방전 매체로 채워진 방전 챔버를 포함하는 외부관을 갖는 방전관, 상기 외부관의 외면상에 배치되는 외부 전극, 상기 외부관 내에 축 방향으로 배치되는 직사각형의 내부 전극 및 축 방향의 개구를 갖는 적어도 하나의 센터링 엘리먼트를 구비하고, 상기 직사각형의 내부 전극은 상기 센터링 엘리먼트의 개구를 통하여 연장되며, 상기 센터링 엘리먼트는 실질적으로 상기 내부 전극으로부터 상기 외부관의 내측면까지 연장되고, 그로 인해 상기 내부 전극이 적어도 상기 방전관 내에서 간접적으로 중앙에 위치되며, 상기 센터링 엘리먼트는 지지 수단에 의해 느슨하게 지지되고, 상기 지지 수단이 실질적으로 내부 전극 방향으로 방사형으로 형성된 외부관 벽의 부분으로 형성되는 것을 특징으로 한다. The object is achieved by a dielectric barrier discharge lamp, the dielectric barrier discharge lamp comprising a discharge tube having an outer tube comprising a discharge chamber filled with a discharge medium, an outer electrode disposed on an outer surface of the outer tube, the shaft in the outer tube At least one centering element having a rectangular inner electrode disposed in a direction and an axial opening, the rectangular inner electrode extending through the opening of the centering element, the centering element being substantially from the inner electrode. Extending to the inner side of the outer tube, whereby the inner electrode is at least indirectly centered in the discharge vessel, the centering element being loosely supported by the supporting means, the supporting means being substantially in the direction of the inner electrode Part of the outer tube wall formed radially That is formed from features.

특히 바람직한 실시예들은 종속항들에 기술된다.Particularly preferred embodiments are described in the dependent claims.

본 발명의 기본 개념은 내부 전극 또는 필요한 경우 그 내부에 내부 전극을 구비하는 내부관을 중앙에 위치시키기 위한 센터링 엘리먼트, 예컨대 센터링 플레이트를 방전관과 팽팽하게 고정 접속시키는 것이 아니라 적합한 지지 수단을 이용하여 느슨하게 고정하는 것이며, 이는 결과적으로 램프의 길이 방향 축으로 센터링 엘리먼트의 탈구를 확실히 방지하기 위해서이다. 본 발명에 따르면, 내부 전극 방향으로 방사형으로 형성되는 외부관 벽의 일부가 지지 수단으로 제공된다. 동시에, 이러한 형상은 센터링 엘리먼트가 느슨하게 지지되는 방식으로 방전관의 내부로 융기된다. The basic idea of the present invention is to loosen using suitable supporting means, rather than tightly connecting a centering element, such as a centering plate, with a discharge tube for centrally positioning an inner electrode or an inner tube having an inner electrode therein if necessary. This is in order to reliably prevent dislocation of the centering element in the longitudinal axis of the lamp as a result. According to the invention, a part of the outer tube wall which is formed radially in the direction of the inner electrode is provided as the supporting means. At the same time, this shape is raised inside the discharge vessel in such a way that the centering element is loosely supported.

경우에 따라서는 느슨한 지지부가 한쪽에서만 이루어질 수도 있으며, 더 정확히 말하자면 예컨대 센터링 엘리먼트가 상대적으로 관형의 방전관의 한쪽 단부에 근접하게 배치되어 있는 경우이다. 이러한 경우 상기 센터링 엘리먼트가 방전관의 가운데 방향으로 탈구되는 것이 방지될 수 있다.In some cases, loose supports may be made on only one side, or more precisely, for example, when the centering element is arranged close to one end of a relatively tubular discharge tube. In this case, the centering element can be prevented from dislocating in the center direction of the discharge tube.

그러나 센터링 엘리먼트가 방전관 벽 또는 형상들에 의해 압착되지 않는 것이 중요하다. 왜냐하면, 센터링 엘리먼트와 방전관의 부동적인 접속이 몇 가지 단점을 갖는다는 것이 입증되었기 때문이다. 한편, 센터링 엘리먼트의 제조시 또는 램프 작동시 반전 현상(solarization)에 의해 발생되는 센터링 엘리먼트 내의 넓은 범위의 응력 및/또는 균열이 방전관으로 팽창되어 방전관의 기계적 손상으로 이어질 수 있다. 이러한 현상은 특히 높은 전기 출력 밀도, 예컨대 미터(방사체 길이)당 150W 또는 심지어 500W 이상의 출력 밀도에서 문제가 되는데, 그 이유는 이러한 경우 매우 높은 자외선(UV) 방사 흐름 또는 진공자외선(VUV) 방사 흐름으로 인해 반전 현상이 발생되기 때문이다. 또한, 방전관은 센터링 엘리먼트와 직접 접착시 변형된다. 자외선 영역 내의 전자기식 방사에 필요한 우수한 투명도로 인해 통상적으로 석영 유리로 이루어지는 방전관의 재료는 접속 위치에서 약화된다. 예컨대, 운송시의 충격 또는 방전 램프 작동시의 진동에 의한 기계적 하중시 파열 조인트(rupture joint)와 같은 석영 유리의 이러한 국부적 쇠퇴가 발생되고, 이는 결국 방전관의 파열로 이어질 수 있다. 방전관의 외부관 또는 (존재하는 한) 내부관에서의 센터링 엘리먼트의 점용접(tack welding) 시험 또한 만족할 만한 결과를 얻지 못했다. 하지만, 점용접에 의한 방전관의 손상은 수용할 수 있는 범위 내에서 중단될 수 있다. 그러나, 하중 하에서는 용접 지점이 약화되고, 그 결과 점용접에 의한 센터링 엘리먼트의 영구적인 고정이 보장되지 않는다. 그에 비해 본 발명에 따른 느슨한 지지부는 높은 출력 및 본 발명에 따르면 눈에 띄는, 더 정확히 말하자면 진공자외선 노출에서 적어도 2 내지 3배 정도로 램프의 수명을 증가시킨다.However, it is important that the centering element is not pressed by the discharge vessel wall or shapes. This is because the floating connection of the centering element and the discharge tube has proved to have some disadvantages. On the other hand, a wide range of stresses and / or cracks in the centering element generated by the inversion phenomenon in the manufacture of the centering element or in the operation of the lamp may expand into the discharge tube and lead to mechanical damage of the discharge tube. This phenomenon is particularly problematic at high electrical power densities, such as power densities of 150 W or even more than 500 W per meter (radiator length), because in this case very high ultraviolet (UV) radiation flow or vacuum ultraviolet (VUV) radiation flow. This is because reversal occurs. In addition, the discharge vessel deforms upon direct adhesion with the centering element. Due to the good transparency required for electromagnetic radiation in the ultraviolet region, the material of the discharge tube, which is usually made of quartz glass, is weakened at the connection position. This local decline of quartz glass, such as a rupture joint, occurs, for example, during mechanical loads due to shocks during transport or vibrations during discharge lamp operation, which in turn can lead to rupture of the discharge vessel. The tack welding test of the centering element in the outer tube or (if present) of the discharge tube also did not yield satisfactory results. However, damage to the discharge tube by spot welding can be stopped within an acceptable range. However, under load, the welding point is weakened, and as a result, permanent fixation of the centering element by spot welding is not guaranteed. In contrast, the loose support according to the invention increases the lamp life by a high power and at least two to three times more noticeably according to the invention, more precisely in vacuum ultraviolet exposure.

형상의 유형은 무엇보다 센터링 엘리먼트의 구체적인 형태에 맞춰지고 특히 여러 부분으로도 구성될 수 있다. 한편으로 느슨하지만 만족할 만한 지지를 달성하기 위해, 다른 한편으로는 필요한 만큼만 방전관을 변형시키기 위해 형태 부여는 국부적으로만, 예컨대 하나 이상의 내부 전극 방향으로 원추형으로 좁아지는, 어느 정도 단절된 원뿔형 노브(knob)의 형태로 실행될 수 있다. 노브들을 형성하기 위해서는 외부관이 점 형태로 가열되어 니들(needle)에 의해 조심스럽게 내부로 가압된다. 필요한 경우 추가적인 방전관 재료 또한 외부관 상에 제어되어 그와 함께 하나의 노브로 형성될 수 있다. 대안적으로 형상은 외부관의 둘레 방향에 직사각형으로 약간 볼록한 형태의 변형부로 이루어진다. 상기 볼록한 형태의 홈은 기본적으로 외부관의 전체 둘레에 걸쳐서도 연장될 수 있다. 센터링 엘리먼트의 지지부가 도입부에 언급한 노브로 이루어질 경우, 외부관은 평탄하게 유지되고 형태가 휘어지지 않는다.The type of shape is, among other things, tailored to the specific shape of the centering element and can in particular consist of several parts. In order to achieve loose but satisfactory support on the one hand and, on the other hand, to deform the discharge tube only as necessary, the shaping is only partially disconnected conical knob, which narrows conically in the direction of one or more internal electrodes, for example. It can be executed in the form of. In order to form the knobs, the outer tube is heated in the form of dots and carefully pressed inward by the needles. If desired, additional discharge vessel material can also be controlled on the outer tube and formed together with one knob. Alternatively, the shape consists of deformations in the form of rectangles slightly convex in the circumferential direction of the outer tube. The convexly shaped grooves may basically extend over the entire circumference of the outer tube. If the support of the centering element consists of the knob mentioned in the introduction, the outer tube is kept flat and not curved.

센터링 엘리먼트 자체는 예컨대 플레이트 형으로 형성될 수 있다. 중요한 것은 상기와 같은 유형의 센터링 플레이트의 지름이 외부관의 내부 지름보다 약간 작게 형성되는 것이며, 이는 센터링 플레이트의 압착 및 고정 접속 상태에서와 같이(전술한 설명 참조) 그와 결부된 문제점들을 방지하기 위해서이다. 센터링 플레이트의 중앙에는 하나의 홀이 존재하며, 내부 전극 또는 경우에 따라 내부관이 상기 홀을 관통한다. 축을 따라 두 방향으로의 센터링 플레이트의 탈구가 방지되어야 할 경우 센터링 플레이트의 앞과 뒤에는 적어도 각각 하나의 노브가 요구된다. 이러한 경우 노브의 개수는 적어도 2개, 바람직하게는 6개이며, 상기 6개의 노브는 세 그룹으로 두 개씩 마주보는 방식으로 배치되는데, 그 이유는 세 그룹으로의 고정이 균등한 위치를 위해 최적으로 결정되기 때문이다. 그러나 위치를 한 방향으로만 제한해야 한다면, 경우에 따라서는 1개의 노브로도 충분할 수 있다. 탈구를 방지하기 위한 두께 D를 갖는 센터링 플레이트의 양쪽면 고정을 위해 노브들의 대략의 최소 간격 dmin은 이하와 같은 식으로 나타낼 수 있다:The centering element itself may for example be formed in the form of a plate. It is important that the diameter of this type of centering plate is made slightly smaller than the inner diameter of the outer tube, which avoids the problems associated with it, such as in the crimping and fixed connection of the centering plate (see above). For that. There is a hole in the center of the centering plate, the inner electrode or in some cases the inner tube passes through the hole. At least one knob is required at the front and the back of the centering plate when dislocation of the centering plate in two directions along the axis is to be prevented. In this case the number of knobs is at least two, preferably six, and the six knobs are arranged in two groups facing each other because the fixing to the three groups is optimal for an even position. Because it is determined. However, if you need to limit the position in only one direction, one knob may be sufficient in some cases. For securing both sides of the centering plate with a thickness D to prevent dislocation, the approximate minimum spacing d min of the knobs can be expressed as follows:

d min = D·x (x = 0.6 내지 7, 바람직하게 x = 4). d min = D x (x = 0.6 to 7, preferably x = 4).

또한, 노브 깊이는 센터링 엘리먼트가 압착되지 않고 자유롭게 움직일 수 있을 정도로 노브 간격에 맞게, 보통 2 내지 3mm 이하로 선택된다.In addition, the knob depth is usually chosen to be 2 to 3 mm or less, to match the knob spacing so that the centering element can move freely without being pressed.

방전관 내에서 필요한 만큼의 가스 분포를 실현하기 위해 센터링 플레이트는 내부 전극 또는 내부관을 위한 중앙 보어 홀 외에도 바람직하게는 적어도 하나의 추가의 개구, 예컨대 보어 홀을 갖는다. 이러한 개구들의 크기는 휠 모양의 센터링 엘리먼트가 스포크(spoke)들을 포함할 정도로 클 수도 있다. 원칙적으로는 적어도 3개의 스포크를 갖는 별 형태도 가능한데, 즉 휠의 이미지에서 볼 때 휠 림(wheel rim)은 생략될 수 있으며 허브(hub)와 함께 적어도 3개의 스포크만 센터링 엘리먼트로 사용될 수 있다. 이러한 경우 센터링 스포크들은 바람직하게 관형으로 형성되고, 그 결과 각각의 매칭되는 노브가 모든 관형의 센터링 스포크의 단부 내로 삽입될 수 있다.In order to realize the required gas distribution in the discharge vessel, the centering plate preferably has at least one further opening, for example a bore hole, in addition to the inner electrode or the central bore hole for the inner tube. The size of these openings may be so large that the wheel-shaped centering element includes spokes. In principle a star shape with at least three spokes is also possible, ie the wheel rim can be omitted in the image of the wheel and only at least three spokes with the hub can be used as the centering element. In this case the centering spokes are preferably tubular, so that each matching knob can be inserted into the end of all tubular centering spokes.

하지만, 센터링 엘리먼트는 더 이상 외부관에 접속되지 않으므로, 외부관과 동일한 재료, 대개 석영 유리로 이루어져서는 안 된다. 오히려 다른 재료, 예컨대 세라믹으로 이루어질 수 있다. However, since the centering element is no longer connected to the outer tube, it should not be made of the same material as the outer tube, usually quartz glass. Rather, it may be made of other materials, such as ceramics.

본 발명은 이하에서 실시예들을 참조하여 상세하게 설명된다. The invention is explained in detail below with reference to the embodiments.

도 1a는 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프의 제 1 실시예의 부분 종단면도이고,
도 1b는 도 1a에 도시된 램프의 간략한 횡단면도이며,
도 2는 도 1a에 도시된 램프의 번형예의 간략한 횡단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프의 추가의 실시예의 부분 종단면도이며,
도 4는 센터링 엘리먼트의 대체 실시예를 갖는 추가의 실시예의 간략한 횡단면도이다.1A is a partial longitudinal cross-sectional view of a first embodiment of a dielectric barrier discharge lamp in accordance with the present invention;
FIG. 1B is a simplified cross sectional view of the lamp shown in FIG. 1A,
FIG. 2 is a simplified cross sectional view of a variant of the lamp shown in FIG. 1A,
3 is a partial longitudinal cross-sectional view of a further embodiment of a dielectric barrier discharge lamp in accordance with the present invention;
4 is a simplified cross sectional view of a further embodiment with an alternative embodiment of the centering element.

도면에서 동일한 또는 같은 작용을 하는 구성 요소들은 동일한 도면 부호로 기재되었다.In the drawings, like or equivalent components are designated by like reference numerals.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프의 제 1 실시예를 부분 종단면도 또는 간략한 횡단면도로 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 간략한 횡단면도에서는 도면을 간략화하기 위해 내부 전극의 센터링을 위한 주요 소자들만 도시된다. 유전체 장벽 방전 램프는 통상적으로 수백 와트, 특히 미터당 약 500 W의 출력밀도에 해당하는 램프 길이를 갖는다. 이 경우에는 도입부에 언급한 EP 제 1 147 535 B1호에 기술된 단일 유전체 장벽 타입의 UV 방사체가 다루어진다. 이하에서 설명은 실질적으로 내부 전극의 센터링 과정에 집중된다. 방사체의 추가적인 세부 사항은 EP 제 1 147 535 B1호 및 상기 간행물에 인용된 DE 196 36 965 A1호로부터 제시될 수 있다.1a and 1b schematically show a first embodiment of a dielectric barrier discharge lamp according to the invention in partial longitudinal section or in simplified cross-sectional view. In the simplified cross-sectional view only the main elements for the centering of the internal electrode are shown to simplify the figure. Dielectric barrier discharge lamps typically have a lamp length that corresponds to a power density of several hundred watts, in particular about 500 W per meter. In this case the UV emitter of the single dielectric barrier type described in EP 1 147 535 B1 mentioned in the introduction is dealt with. In the following, the description is substantially focused on the centering process of the internal electrode. Further details of the radiator can be given from EP 1 147 535 B1 and from DE 196 36 965 A1 cited in the above publication.

도 1a 및 도 1b에 단면도로 도시된 방사체는 특히 방전관으로서 양쪽 단부가 폐쇄된 외부관(1) 그리고 센터링 플레이트(2)를 가지며, 상기 센터링 플레이트는 외부관(1) 내에서 6개의 노브(knob)에 의해, 즉 센터링 플레이트의 양쪽 측면에 각 3개씩 그리고 약 120°의 왕복 각거리로 고정되어 있다. 노브들(3)은 방전관 내로 방사형으로 융기되는 그리고 원추형으로 가늘어지는 어느 정도 단절된 원뿔형의 방전관 벽의 변형부이다. 노브들의 깊이는 약 1 내지 2mm이다. 이 때문에 지름이 약 40mm인 외부관(1)은 상응하는 위치들에서 가열되고 금속 니들에 의해 내부로 가압된다. 이러한 경우 센터링 플레이트(2)는 외부관(1) 내에 형성되어 탈착되지 않게 고정되며 센터링 플레이트(2)의 다른 측면에서도 동일한 과정이 반복된다. 이 경우, 2번째 줄은 센터링 플레이트(2)가 더 이상 탈구되지 않고 압착되지도 않을 정도로 노브들의 위치를 설정한다. 이러한 방식으로 센터링 플레이트(2)는 열의 변화가 있을 때에 외부관의 폭발 없이 팽창될 수 있다.The radiator shown in cross section in FIGS. 1a and 1b is in particular a discharge tube having an outer tube 1 and a centering plate 2 with both ends closed, the centering plate having six knobs within the outer tube 1. ), Ie three on each side of the centering plate and a reciprocating angular distance of about 120 °. The knobs 3 are deformations of the wall of the conical discharge tube which are radially raised into the discharge tube and which are tapered conically. The depth of the knobs is about 1 to 2 mm. Because of this, the outer tube 1 having a diameter of about 40 mm is heated at the corresponding positions and pressed inward by the metal needle. In this case, the centering plate 2 is formed in the outer tube 1 to be fixed so as not to be detached, and the same process is repeated on the other side of the centering plate 2. In this case, the second row sets the position of the knobs such that the centering plate 2 is no longer dislocated and compressed. In this way the centering plate 2 can be expanded without explosion of the outer tube when there is a change in heat.

센터링 플레이트(2)의 지름은 외부관(1)의 내부 지름보다 약간 작은데, 즉 둘레에 걸쳐 간극(13)이 생긴다. 또한, 센터링 플레이트(2)는 노브들(3)에 의해서만 느슨하게 지지된다. 그로 인해 센터링 플레이트(2)는 비교적 자유롭게 이동하거나 또는 온도 변동시 팽창될 수 있다. 따라서, 균열은 센터링 플레이트(2)로부터 외부관(1)의 벽 내부까지 진행될 수 없으며, 외부관(1)의 팽창 또는 센터링 플레이트(2) 내의 팽창은 과도한 응력으로 구조물을 손상시킬 수 없다. 센터링 플레이트(2)의 기능은 이러한 실시예에서 지지바(8)에 감겨 있는 필라멘트형의 내부 전극(9)을 방사체의 외부관(1) 내에서 축 방향으로 지지하고 물리적으로 보호하는 것이다. 이러한 목적을 위해 센터링 플레이트(2)는 중앙 보어 홀(4)을 가지며, 내부 전극(9)은 상기 보어 홀을 관통한다. 또한, 센터링 플레이트(2)의 보어 홀(4) 내에는 내부관(11)의 짧은 섹션이 삽입되어 있으며, 상기 내부관은 상기 위치에서 내부 전극(9)을 둘러싸고, 센터링 플레이트(2)는 상기 내부관을 지지한다. 그 외에도, 센터링 플레이트(2)는 6개의 추가의 보어 홀(5)을 가지며, 상기 보어 홀들은 센터링 플레이트(2)의 왼쪽과 오른쪽으로 방전 챔버(7) 섹션 간의 가스교류를 용이하게 한다. 외부관(1)의 외부 벽 상에는 방사체의 축을 따라 제공된 얇은 금속 스트립들로 이루어진 외부 전극(6)이 배치된다.The diameter of the centering plate 2 is slightly smaller than the inner diameter of the outer tube 1, ie a gap 13 occurs over the perimeter. In addition, the centering plate 2 is only loosely supported by the knobs 3. Thereby the centering plate 2 can move relatively freely or expand upon temperature fluctuations. Therefore, the crack cannot proceed from the centering plate 2 to the inside of the wall of the outer tube 1, and the expansion of the outer tube 1 or the expansion in the centering plate 2 cannot damage the structure with excessive stress. The function of the centering plate 2 is to axially support and physically protect the filamentary inner electrode 9 wound in the support bar 8 in this embodiment in the outer tube 1 of the radiator. For this purpose the centering plate 2 has a central bore hole 4 and the inner electrode 9 penetrates the bore hole. In addition, a short section of the inner tube 11 is inserted in the bore hole 4 of the centering plate 2, the inner tube enclosing the inner electrode 9 at the position, and the centering plate 2 is Support the inner tube. In addition, the centering plate 2 has six additional bore holes 5, which facilitate gas exchange between the discharge chamber 7 sections to the left and right of the centering plate 2. On the outer wall of the outer tube 1 is arranged an outer electrode 6 made of thin metal strips provided along the axis of the radiator.

방사체의 방전관은 램프의 방전 볼륨(7)을 포함하며, 상기 방전 볼륨 내에는 불활성 가스, 본 실시예의 경우 크세논(xenon), 또는 가스 혼합물이 존재한다. 따라서, 내부 전극(9) 및 외부 전극(6) 사이에서는 유전체 장벽 방전이 개시될 수 있으며, 상기 유전체 장벽 방전은 자외선을 발생시키는데 사용된다. 방전관은 바람직하게 석영 유리 혹은 유효 방사선을 위한 투명한 또는 반투명한 다른 유전체로 이루어진다.The discharge vessel of the radiator comprises the discharge volume 7 of the lamp, in which there is an inert gas, in this case xenon, or a gas mixture. Thus, a dielectric barrier discharge can be initiated between the inner electrode 9 and the outer electrode 6, which is used to generate ultraviolet rays. The discharge vessel is preferably made of quartz glass or other dielectric that is transparent or translucent for effective radiation.

도 2는 도 1a에 도시된 램프의 변형예를 횡단면도로 간략하게 도시한 것이며, 상기 변형예에서 센터링 플레이트(2)의 고정 수단은 도 1a과 같이 노브들로 형성되지 않고 전체 6개의 직사각형 비드(bead)(10)로 형성된다. 이 때문에, 외부관(1)은 상응하는 위치들에서 가열되고 비드 모양으로 형성된 다이에 의해 내부로 가압되었다. 대안적으로 센터링 플레이트(2)의 양쪽 측면 상에도 전체 둘레에 걸쳐 각각 하나의 비드가 제공될 수 있다(미도시)FIG. 2 is a simplified cross-sectional view of a variant of the lamp shown in FIG. 1A, in which the fastening means of the centering plate 2 is not formed of knobs as in FIG. bead) 10. For this reason, the outer tube 1 was pressed inward by the die heated in the corresponding positions and formed in a bead shape. Alternatively, one bead each may be provided on both sides of the centering plate 2 over its entire circumference (not shown).

도 3은 본 발명에 따른 유전체 장벽 방전 램프의 추가의 실시예를 개략적인 부분 종단면도로 도시한 것이다. 이 경우에는 이중 유전체 장벽 타입의 UV 방사체가 다루어진다. 상기 방사체는 투명한 또는 반투명한 절연체, 바람직하게는 석영 유리로 이루어진, 2개가 서로 동축으로 배치된 관으로 구성된다. 방전 볼륨(7)은 외부관(1)과 외부관(15) 사이에 포함된다. 또한, 2개의 관은 그들의 개별 단부에서 기밀 방식으로 서로 접속된다(미도시). 내부관(15)의 내면 위에는 관형의 내부 전극(14)이 장착되며, 외부관(1)의 외면 위에는 그물 모양의 외부 전극(12)이 장착된다. 외부 전극(12)의 그물 모양 형성은 방전 볼륨(7) 내에서 발생된 방사선을 외부로 투과시키기 위한 목적에 사용된다. 그 대신 센터링 플레이트(2)로서 센터링 엘리먼트의 형성 및 노브(3)로서 지지 수단의 형성은 실제로 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예들의 형성과 일치하므로 여기에서 추가적인 설명이 요구되지는 않는다. 물론, 느슨한 지지부의 장점과 관련된 도 1a 및 도 1b의 실시예들은 이 경우에도 동일하게 적용된다. Figure 3 shows a further partial embodiment of a dielectric barrier discharge lamp according to the invention in a schematic partial longitudinal section. In this case a double dielectric barrier type UV emitter is dealt with. The radiator consists of tubes coaxially arranged with each other, consisting of a transparent or translucent insulator, preferably quartz glass. The discharge volume 7 is included between the outer tube 1 and the outer tube 15. In addition, the two tubes are connected to one another in a hermetic manner at their respective ends (not shown). A tubular inner electrode 14 is mounted on the inner surface of the inner tube 15, and a mesh shaped outer electrode 12 is mounted on the outer surface of the outer tube 1. The mesh formation of the external electrode 12 is used for the purpose of transmitting the radiation generated in the discharge volume 7 to the outside. Instead, the formation of the centering element as the centering plate 2 and the formation of the supporting means as the knob 3 actually coincide with the formation of the embodiments shown in FIGS. 1A and 1B and no further explanation is required here. Of course, the embodiments of Figures 1A and 1B which relate to the advantages of loose support apply equally in this case.

도 4는 센터링 엘리먼트의 대체 실시예를 갖는 외부관(1)을 개략적으로 도시한 간략한 횡단면도이다. 도면의 개관을 쉽게 하기 위해 이 경우에도 내부 전극의 센터링을 위한 주요 요소들만 도시되어 있다. 센터링 엘리먼트는 이 경우 전술한 바와 같이 플레이트가 아닌, 4개의 관 섹션(16, 17)으로 이루어진 구조물(18)이다. 이러한 구조물(18)은 방사체의 완전한 장착 후에 내부 전극을 지지하는 축 방향의 내부관(16) 및 방사 방향으로 상기 내부관에 설치된 3개의 관(17)을 포함한다. 각각의 노브(3)는 3개의 방사형 관(17)의 개방된 개별 단부 내로 가압되고, 그로 인해 구조물(18)이 외부관(1) 내에서 탈구되지 않도록 느슨하게 지지된다. 중앙에 위치시키는 것을 위해서는 3개의 방사형 관이 충분하지만, 3개 이상의 방사형 관도 사용될 수도 있다.4 is a simplified cross-sectional view schematically showing the outer tube 1 with an alternative embodiment of the centering element. In this case only the main elements for the centering of the internal electrodes are shown in order to facilitate an overview of the figures. The centering element is in this case a structure 18 consisting of four tubular sections 16, 17, but not a plate, as described above. This structure 18 comprises an axial inner tube 16 supporting the inner electrode after the complete mounting of the radiator and three tubes 17 installed on the inner tube in the radial direction. Each knob 3 is pressed into the open discrete end of the three radial tubes 17, thereby loosely supporting the structure 18 so as not to dislocate in the outer tube 1. Three radial tubes are sufficient for central positioning, but three or more radial tubes may also be used.

Claims (11)

방전 매체로 채워진 방전 챔버(7)를 포함하는 외부관(1)을 갖는 방전관;
상기 외부관(1)의 외면 상에 배치되는 외부 전극(12);
상기 외부관(1) 내에서 축 방향으로 배치되는 직사각형의 내부 전극(9; 14); 및
축 방향의 개구(4)를 갖는 적어도 하나의 센터링 엘리먼트(centering element)(2; 18) ― 상기 센터링 엘리먼트(2; 18)의 개구를 통해서 상기 직사각형의 내부 전극(9; 14)이 연장됨 ― 을 포함하고,
상기 센터링 엘리먼트(2; 18)가 실질적으로 상기 내부 전극(9; 14)으로부터 상기 외부관(1)의 내측면까지 연장됨으로써 상기 내부 전극(14)이 적어도 상기 방전관 내에서 간접적으로 중앙에 위치되고,
상기 센터링 엘리먼트(2; 18)가 지지 수단(3; 10)에 의해 느슨하게 지지되며,
상기 지지 수단(3; 10)은 실질적으로 상기 내부 전극(14)의 방향으로 방사형으로 형성된, 상기 외부관(1) 벽의 일부로 형성되는,
유전체 장벽 방전 램프.A discharge tube having an outer tube 1 including a discharge chamber 7 filled with a discharge medium;
An outer electrode 12 disposed on an outer surface of the outer tube 1;
Rectangular inner electrodes (9; 14) disposed axially in the outer tube (1); And
At least one centering element 2; 18 having an axial opening 4, wherein the rectangular inner electrode 9; 14 extends through the opening of the centering element 2; 18. Including,
The centering element 2; 18 extends substantially from the inner electrode 9; 14 to the inner surface of the outer tube 1 such that the inner electrode 14 is indirectly centered at least in the discharge vessel. ,
The centering element 2; 18 is loosely supported by the support means 3; 10,
The support means (3; 10) are formed as part of the wall of the outer tube (1), which is formed radially in the direction of the inner electrode (14),
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항에 있어서,
상기 내부 전극(14)은 적어도 상기 센터링 엘리먼트(2; 18)의 영역 내에서 내부관(11)에 의해 둘러싸이고, 상기 내부관에 의해서 상기 센터링 엘리먼트(2)가 지지되는,
유전체 장벽 방전 램프.The method of claim 1,
The inner electrode 14 is surrounded by an inner tube 11 at least in the region of the centering element 2; 18, on which the centering element 2 is supported.
Dielectric barrier discharge lamp. 제2항에 있어서,
내부관(15)이 방전관 내에서 실질적으로 램프의 전체 길이를 따라 연장되고, 동축 이중관 어셈블리 유형의 상기 내부관(15) 및 상기 외부관(1)이 서로 기밀 방식으로 접속되는,
유전체 장벽 방전 램프.The method of claim 2,
The inner tube 15 extends substantially along the entire length of the lamp in the discharge tube, and the inner tube 15 and the outer tube 1 of the coaxial double tube assembly type are connected to each other in a hermetic manner.
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 수단은 상기 내부 전극(9; 14) 방향으로 가늘어지는 적어도 하나의 원추형 노브(3)로 형성되는,
유전체 장벽 방전 램프.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The support means is formed by at least one conical knob 3 tapering in the direction of the internal electrodes 9; 14,
Dielectric barrier discharge lamp. 제4항에 있어서,
상기 노브들(3)의 개수는 3의 정수 배수인,
유전체 장벽 방전 램프.The method of claim 4, wherein
The number of knobs 3 is an integer multiple of three,
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 수단은 상기 외부관(1) 둘레의 적어도 한 부분을 따라 연장되는 적어도 하나의 비드(10)로 형성되는,
유전체 장벽 방전 램프.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The support means is formed of at least one bead 10 extending along at least one portion around the outer tube 1,
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 엘리먼트(2)의 축 방향으로 연장되는 길이가 방사 방향으로 연장되는 길이보다 작은,
유전체 장벽 방전 램프.The method according to any one of claims 1 to 6,
The length extending in the axial direction of the centering element 2 is smaller than the length extending in the radial direction,
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 엘리먼트가 플레이트(2)로 형성되는,
유전체 장벽 방전 램프.The method according to any one of claims 1 to 7,
The centering element is formed of a plate 2,
Dielectric barrier discharge lamp. 제8항에 있어서,
상기 센터링 엘리먼트(2)는 축 방향 개구(4)에 더하여 하나 이상의 개구, 바람직하게는 하나 이상의 보어 홀(5)을 갖는,
유전체 장벽 방전 램프.The method of claim 8,
The centering element 2 has at least one opening, preferably at least one bore hole 5 in addition to the axial opening 4,
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터링 엘리먼트(18)는 축 방향 관 섹션(16) 및 상기 축 방향 관 섹션에 방사 방향으로 설치되는 적어도 3개의 관 섹션(17)으로 형성되는,
유전체 장벽 방전 램프.The method according to any one of claims 1 to 6,
The centering element 18 is formed of an axial tube section 16 and at least three tube sections 17 radially installed in the axial tube section,
Dielectric barrier discharge lamp. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 전극은 철망(wire netting), 서로 평행하게 이격된 금속 스트립들 또는 투명한 전도층으로 구성되는,
유전체 장벽 방전 램프.The method according to any one of claims 1 to 10,
The external electrode consists of a wire netting, metal strips spaced parallel to one another or a transparent conductive layer,
Dielectric barrier discharge lamp.
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