WO2006086942A2 - Dielektrische barriere-entladungslampe in doppelrohrkonfiguration - Google Patents

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WO2006086942A2
WO2006086942A2 PCT/DE2006/000181 DE2006000181W WO2006086942A2 WO 2006086942 A2 WO2006086942 A2 WO 2006086942A2 DE 2006000181 W DE2006000181 W DE 2006000181W WO 2006086942 A2 WO2006086942 A2 WO 2006086942A2
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barrier discharge
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electrode
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Markus Roth
Reinhold Wittkötter
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Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps 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
    • H01J65/042—Lamps 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
    • H01J65/046—Lamps 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel

Definitions

  • the invention is based on a dielectric barrier discharge lamp with a discharge vessel in coaxial double tube arrangement, i. an inner tube is coaxially disposed within an outer tube. Inner tube and outer tube are connected to each other at their two end faces and thus form the gas-tight discharge vessel. The discharge space enclosed by the discharge vessel thus extends between the inner and outer tubes.
  • This type of discharge lamp typically has a first electrode disposed within the inner tube and a second electrode disposed on the outer surface of the outer tube. Both electrodes are thus outside the discharge vessel. It is in this case therefore a two-sided dielectrically impeded discharge. Accordingly, in the following, where the simplicity is occasionally referred to as the inner electrode or inner electrode and outer electrode or outer electrode, this term refers only to the spatial arrangement of the subject electrode with respect to the coaxial double tube arrangement, i. within the inner tube or on the outside of the outer tube.
  • This type of lamp is used in particular for UV irradiation in process technology, for example for surface cleaning and activation, photolytics, ozone generation, drinking water purification, metallization, and UV curing.
  • the term radiator or UV lamps is also common.
  • the coaxial arrangement of two tubes allows the construction of lamps with very long lengths. Long lamps are for high performance Of importance because the maximum coupled into the lamp power increases with the length.
  • attaching the inner electrode causes problems with long lamps, for example longer than 1 m, as well as lamps with a small inner tube diameter.
  • the inner electrode should rest firmly against the wall of the inner tube, ie without sagging, on the other hand, it should be as easy to assemble. This problem is exacerbated when the discharge vessel is bent, for example, U-shaped.
  • a generic dielectric barrier discharge lamp is described in the document DE 196 13 502 A1.
  • This is an excimer radiator with a closed discharge space, which is designed as an annular gap between two quartz glass tubes arranged coaxially with one another.
  • the discharge space contains a filling gas which forms excimers under discharge conditions.
  • an outer electrode in the form of a net is provided, while the inner electrode is formed by a wire spiral applied to the inside of the wall of the inner quartz glass tube. Due to the relatively large distance to the neighboring electrode, the areas of high field strength concentrate in a spatially small area and there is a high field strength gradient at the radiator surface. This can make it easier to form filaments in the area of the wire spiral.
  • the generation of radiation can be made more efficient by suitable choice of the electrical operation, as described in document EP 733 266 B1, in conjunction with suitable electrode arrangements.
  • a negative high voltage on the inner conductor (cathode side) form ⁇ -like discharge structures, the tip of which lies on the cathode side.
  • the document EP 767 484 A1 discloses an embodiment of a dielectric barrier discharge lamp in which the inner electrode is designed in the form of a metal tube with a longitudinal slot extending in the direction of the radiator axis.
  • the slotted metal tube is slightly rolled up and then inserted into the inner tube.
  • a firm abutment of the inner electrode on the wall of the inner tube is achieved, so that the discharge filaments forming numerous discharge filaments are distributed substantially homogeneously.
  • the filaments tend to migrate along the longitudinal slot.
  • a metal strip is installed spirally as an inner electrode. This has the advantage that the filaments are distributed homogeneously and are spatially fixed even when installed vertically. The disadvantage is still not very simple production of the inner electrode. In addition, delimited areas also appear in the metal strip spiral, where the discharges take place almost exclusively.
  • the object of the present invention is to provide a dielectric barrier discharge lamp in coaxial double tube arrangement with improved internal electrode. - A -
  • a dielectric barrier discharge lamp a discharge vessel, which comprises o an outer tube and an inner tube,
  • the inner tube and the outer tube are gas-tightly interconnected, whereby a discharge space filled with a discharge medium is formed between the inner and outer tubes, o a first electrode and at least one further electrode, wherein the first electrode is arranged inside the inner tube, characterized the first electrode is in the form of an electrically conductive brush.
  • the inner electrode is designed in the form of a conductive brush, which is formed, for example, by weaving thin metal threads, the braid wires or bristles, into two twisted metal wires, also called twisted wires.
  • the rotary wires in the axial direction and the sizing wires in bristle tufts run radially in the direction of the inner wall of the inner tube and touch with the tips of the inner tube.
  • the trimming wires can also be radially embedded in an elongated axial support.
  • a very dense and uniform coverage of the internal surface of the radiator with individual electrodes is achieved with the aid of the conductive brush according to the invention as the inner electrode.
  • the homogeneous discharge structure remains because of the large number of possible Discharge points received.
  • the inner electrode is designed as a round brush.
  • the round brush electrode may be made of fine filaments of conductive material (bristles) woven into two or more spirally wound carrier wires (twisted wires). At least one of the twisted wires is electrically conductive.
  • the bristles are oriented essentially perpendicular to the twisted wires and spirally wind around the twisted wires in bristle tufts.
  • the outer diameter of the round brush is a little larger than the inner diameter of the inner tube to ensure a secure contact. Due to the larger outer diameter of the brush in the relaxed state compared with the inner diameter of the inner tube, a concern of the bristles or fine metal wires, preferably not only with the tips guaranteed.
  • the diameter in the relaxed state results when the brush is not installed.
  • Under the outer diameter is understood to mean the maximum diameter of the cross section perpendicular to the brush longitudinal axis.
  • the spiral shape of the inner electrode prevents unwanted migration of the discharge filaments very effectively, regardless of the spatial orientation of the discharge lamp.
  • the preferably elastic deformability of the round brush facilitates installation in the inner tube.
  • the inner electrode thus formed is also suitable for bent inner tubes.
  • the distance of the bristles within a bristle tuft in the relaxed state is 0.01 mm to 1 mm.
  • the distance is between 0.05 mm and 0.2 mm.
  • twisted wires As favorable in view of their elastic deformability, twisted wires have been found with thicknesses between 0.2 mm and 2 mm.
  • a material for both the twisted wires and the bristles is preferably stainless steel.
  • the inventive inner electrode designed in the form of a brush is particularly well suited. Due to its flexibility, the inner electrode according to the invention can adapt to the bending of the inner tube. The bend can be executed both as a kink and as a continuous curvature. As examples, a circular, semicircular, banana-shaped or U-shaped curvature of the inner tube should be mentioned.
  • the internal electrode according to the invention combines simple assembly with a uniform occupancy of the inner surface of the inner tube and consequently a homogeneous discharge within the discharge vessel. Plus, it's easy to make.
  • the at least one further electrode is typically arranged on the outside of the outer tube.
  • outer electrode inter alia, both net-like and strip or line-shaped electrodes come into consideration.
  • a reflector can be provided on the rear side of the lamp according to the invention, ie on the side opposite to the side intended for the light emission, preferably of aluminum, which at the same time can act as an earth electrode.
  • the lamp according to the invention can be embedded in a metal block, for example made of aluminum, and also several lamps next to one another.
  • the metal block acts as an outer electrode, preferably at ground potential.
  • a cooling system can be connected.
  • FIG. 1a shows a discharge lamp according to the invention with a round brush-shaped inner electrode in a side view
  • FIG. 1b is a cross-sectional view of the embodiment of Figure 1a
  • FIG. 2 shows a discharge lamp according to the invention with a segmented inner electrode in a side view
  • FIG. 3a shows a discharge lamp according to the invention with a semicircular brush-shaped inner electrode in a side view
  • FIG. 3b is a cross-sectional view of the embodiment of Figure 3a
  • FIG. 4 shows a U-shaped discharge lamp according to the invention with a round brush-shaped inner electrode in a side view.
  • the elongated discharge vessel of the lamp 1 consists of an outer tube 2 and an inner tube 3 in coaxial double tube arrangement, thus the longitudinal axis of the discharge vessel.
  • the length of the dielectric barrier discharge lamp 1 designed for an electrical power consumption of 20 W is 20 cm.
  • the outer tube 2 has a diameter of 40 mm and a wall thickness of 1 mm.
  • the inner tube 3 has a Diameter of 11 mm and a wall thickness of 1, 2 mm. Both tubes 2, 3 consist of UV radiation permeable quartz glass.
  • the discharge vessel is closed at its two end faces such that an elongated, annular gap-shaped discharge space 4 is formed.
  • the discharge vessel has suitably shaped, annular vessel sections 5 at its two ends.
  • a pumping tube (not shown) is attached to one of the vessel sections 5, with the aid of which the discharge space 4 is first evacuated and then filled with 15 kPa xenon.
  • a total of eight uniformly distributed, line-shaped outer electrodes 5 of width 1 mm are arranged parallel to the longitudinal axis of the discharge vessel.
  • a round brush-shaped inner electrode 6 is arranged inside the inner tube 3, ie also outside of the discharge chamber 4 enclosed by the discharge vessel.
  • the inner electrode 6 consists of an axial carrier element 7 (shown here in simplified form) and numerous bristles 8.
  • the carrier element 7 is formed from two stainless steel wires (twisted wires) twisted together, each with a diameter of 1 mm (not shown). Numerous stainless steel wires, diameters 0.06 mm in each case, are spirally woven into these two twisted wires of the carrier element 7 along the entire length of the carrier element 7, which are oriented radially to the carrier element 7 and act as bristles 8.
  • FIGS. 1a, 1b show a further embodiment, wherein the same features as in Figure 1a, 1b are provided with the same reference numerals.
  • the dielectric barrier discharge lamp 9 schematically illustrated there differs from the lamp shown in FIGS. 1a, 1b only in that here the inner electrode is subdivided into five segments 10-14. Within the segments 10, 12 and 14, the carrier element 7 is provided in the entire circumference with radially extending bristles 8. These segments 10, 12 and 14 alternate with the segments 11 and 13, in which there are no bristles. In operation, therefore, the lamp 9 preferably radiates in partial areas the segments 10, 12 and 14, whereas in the segments 11 and 13 no discharge is formed.
  • FIGS. 3a, 3b show a highly schematic representation of a side view and a cross-sectional view of a further exemplary embodiment. Again, the same features as in Figure 1a, 1 b are provided with the same reference numerals.
  • the dielectric barrier discharge lamp 9 schematically illustrated there differs from the lamp illustrated in FIGS. 1 a, 1 b in that in this case the inner electrode is provided with radial bristles 8 only in a semi-cylindrical manner.
  • the outside of the wall of the outer tube 2 is half-shell-shaped with an outer electrode 16 made of aluminum, which extends along the entire length of the outer tube 2. In this case, the outer electrode 16 is oriented such that it is directly opposite the semicircular brush-shaped inner electrode. This causes a preferred direction for the radiation.
  • the outer electrode 16 may, for example, be vapor-deposited, glued or plugged.
  • the outer electrode may also be formed by a metal block, in which the lamp is partially embedded.
  • FIG. 5 schematically shows an exemplary embodiment in which the discharge vessel and therefore the inner tube 17 and the outer tube 18 are bent in a U-shape.
  • the flexible inner electrode 6 according to the invention is easily able to follow this bend.
  • the inner electrode 6 is relatively easy to insert into the inner tube.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine dielektrische Barriere-Entladungslampe (1) in ko-axialer Doppelrohrkonfiguration. Innerhalb des Innenrohrs (3) ist eine innere Elektrode (6) angeordnet, die in der Form einer flexiblen, elektrisch leitfähigen Bürste ausgebildet ist. Die bürstenförmige Elektrode (6) ist relativ einfach herzustellen und aufgrund der Flexibilität gut in das Innenrohr (3) einführbar.

Description

Beschreibung
Dielektrische Barriere-Entladungsiampe in Doppelrohrkonfiguration
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer dielektrische Barriere-Entladungslampe mit einem Entladungsgefäß in koaxialer Doppelrohranordnung, d.h. ein Innenrohr ist koaxial innerhalb eines Außenrohrs angeordnet. Dabei sind Innenrohr und Außenrohr an ihren beiden Stirnseiten miteinander verbunden und bilden so das gasdichte Entladungsgefäß. Der vom Entladungsgefäß umschlossene Entladungsraum erstreckt sich also zwischen Innen- und Außenrohr.
Diese Art von Entladungslampen weist typischerweise eine erste Elektrode auf, die innerhalb des Innenrohrs angeordnet ist und eine zweite Elektrode, die auf der Außenseite des Außenrohrs angeordnet ist. Beide Elektroden befinden sich somit außerhalb des Entladungsgefäßes. Es handelt sich in diesem Fall also um eine zweiseitig dielektrisch behinderte Entladung. Wenn im Folgenden der Einfachheit wegen gelegentlich von der inneren Elektrode oder Innenelektrode und äußeren Elektrode oder Außenelektrode die Rede ist, so bezieht sich diese Bezeichnung folglich lediglich auf die räumliche An- Ordnung der betreffenden Elektrode bezüglich der koaxialen Doppelrohranordnung, d.h. innerhalb des Innenrohrs bzw. auf der Außenseite des Außenrohrs.
Anwendung findet dieser Lampentyp insbesondere für die UV-Bestrahlung in der Prozesstechnik, beispielsweise für die Oberflächenreinigung und - aktivierung, Photolytik, Ozonerzeugung, Trinkwasserreinigung, Metallisierung, und UV-Curing. In diesem Zusammenhang ist auch die Bezeichnung Strahler oder UV-Strahler gebräuchlich.
Die koaxiale Anordnung zweier Rohre, z.B. aus Quarzglas, ermöglicht den Bau von Lampen mit sehr großen Längen. Lange Lampen sind für hohe Leis- tungen von Bedeutung, da die maximal in die Lampe einkoppelbare Leistung mit der Länge zunimmt. Allerdings bereitet das Anbringen der inneren Elektrode bei langen Lampen, z.B. länger als 1 m, sowie bei Lampen mit kleinem Innenrohrdurchmesser Probleme. Einerseits soll die innere Elektrode fest an der Wand des Innenrohrs anliegen, d.h. ohne durchzuhängen, andererseits soll sie möglichst leicht zu montieren sein. Dies Problematik verschärft sich noch, wenn das Entladungsgefäß gebogen ist, beispielsweise U-förmig.
Stand der Technik
Eine gattungsgemäße dielektrische Barriere-Entladungslampe ist in der Schrift DE 196 13 502 A1 beschrieben. Es handelt sich dabei um einen Ex- cimerstrahler mit einem geschlossenen Entladungsraum, der als Ringspalt zwischen zwei koaxial zueinander angeordneten Quarzglasrohren ausgebildet ist. Der Entladungsraum enthält ein unter Entladungsbedingungen Exci- mere bildendes Füllgas. Auf der Außenseite der Wand des äußeren Quarzglasrohres ist eine Außenelektrode in Form eines Netzes vorgesehen, wäh- rend die innere Elektrode durch eine an der Innenseite der Wand des inneren Quarzglasrohres anliegende Drahtspirale gebildet wird. Aufgrund des relativ großen Abstands zur Nachbarelektrode konzentrieren sich die Bereiche hoher Feldstärke auf einem räumlich kleinen Bereich und es kommt zu einem hohen Feldstärkegradient an der Strahleroberfläche. Dadurch kann es im Bereich der Drahtspirale leichter zu Filamentbildungen kommen. Beim Anlegen einer Hochspannung zwischen den Elektroden werden im Füllgas des Entladungsraumes so genannte Excimere gebildet, die je nach chemischer Zusammensetzung nicht kohärente, jedoch im wesentlichen monochromatische UV-Strahlung abgeben. Bei dem bekannten Excimerstrahler lässt sich die Innenelektrode in Form der Drahtspirale jedoch nicht sehr einfach montieren.
Die Strahlungserzeugung kann durch geeignete Wahl der elektrischen Betriebsweise, wie in der Schrift EP 733 266 B1 beschrieben, in Verbindung mit geeigneten Elektrodenanordnungen effizienter gestaltet werden. Bei Anlegen einer negativen Hochspannung am Innenleiter (Kathodenseite) bilden sich Δ- ähnliche Entladungsstrukturen aus, deren Spitze auf der Kathodenseite liegt. Durch Aufbringen einer geschlossenen Elektrodenfläche im Innenleiter erreicht man eine im wesentlichen diffus leuchtende Entladung.
Aus der Schrift EP 767 484 A1 ist eine Ausführungsform einer dielektrischen Barriere-Entladungslampe bekannt, bei der die Innenelektrode in Form eines Metallrohres mit einem in Richtung der Strahlerachse verlaufenden Längsschlitz ausgebildet ist. Zum Montieren der inneren Elektrode wird das geschlitzte Metallrohr etwas zusammengerollt und dann in das Innenrohr einge- führt. Dadurch wird ein festes Anliegen der inneren Elektrode an der Wand des Innenrohrs erreicht, so dass die sich im Entladungsraumes zahlreich bildenden Entladungsfilamente im wesentlichen homogen verteilt sind. Allerdings neigen die Filamente bei vertikal orientierter Lampenachse dazu, entlang dem Längsschlitz zu wandern.
In der Schrift DE 198 56 428 ist als innere Elektrode ein Metallband spiralförmig eingebaut. Dies hat den Vorteil, dass die Filamente homogen verteilt und auch bei senkrechtem Einbau räumlich fixiert sind. Nachteilig ist die immer noch nicht sehr einfache Fertigung der inneren Elektrode. Außerdem treten auch bei der Metallbandspirale abgegrenzte Bereiche in Erscheinung, wo die Entladungen nahezu ausschließlich stattfinden.
Eine andere Möglichkeit ist das Aufbringen von leitfähigen Beschichtung im Innern des inneren Rohrs. Auch dieses Verfahren ist recht aufwändig, da lange Trocken- und Einbrennzeiten benötigt werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine dielektrische Barriere- Entladungslampe in koaxialer Doppelrohranordnung mit verbesserter inneren Elektrode anzugeben. - A -
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine dielektrische Barriere- Entladungslampe mit o einem Entladungsgefäß, das o ein Außenrohr und ein Innenrohr umfasst, wobei ■ das Innenrohr innerhalb des Außenrohrs angeordnet ist,
■ das Innenrohr und das Außenrohr gasdicht miteinander verbunden sind, wodurch zwischen Innen- und Außenrohr ein mit einem Entladungsmedium gefüllter Entladungsraum gebildet ist, o einer ersten Elektrode und mindestens einer weiteren Elektrode, wobei o die erste Elektrode innerhalb des Innenrohrs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode in der Form einer elektrisch leitfähigen Bürste ausgebildet ist.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen dielektrischen Barriere- Entladungslampe ist erfindungsgemäß die innere Elektrode in Form einer leitfähigen Bürste ausgebildet, die z.B. durch Einweben von dünnen Metallfäden, den Besatzdrähten oder Borsten, in zwei ineinander verdrehte Metalldrähte, auch Drehdrähte genannt, ausgebildet ist. Dabei verlaufen die Drehdrähte in Achsrichtung und die Besatzdrähte in Borstenbüscheln radial in Richtung der inneren Wand des Innenrohrs und berühren mit den Spitzen das Innenrohr. Alternativ können die Besatzdrähte auch in einen länglichen axialen Träger radial eingelassen sein. Jedenfalls wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen leitfähigen Bürste als Innenelektrode eine sehr dichte und gleichmäßige Belegung der Strahlerinnenfläche mit Einzelelektroden erzielt. Die homogene Entladungsstruktur bleibt wegen der Vielzahl der möglichen Entladungspunkte erhalten. Darüber hinaus hat man aber noch den Vorteil einer geringfügigen lokalen Feldüberhöhung, die die Zünd- bzw. Betriebsspannung verringert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die innere Elektrode als Rundbürste ausgebildet. Die Rundbürstenelektrode kann beispielsweise aus feinen Fäden aus leitfähigem Material bestehen (Borsten), die in zwei oder mehr spiralförmig aufgewickelte Trägerdrähte (Drehdrähte) eingewebt sind. Mindestens einer der Drehdrähte ist elektrisch leitfähig. Die Borsten sind im wesentlichen senkrecht zu den Drehdrähten ausgerichtet und winden sich in Bors- tenbüscheln spiralförmig um die Drehdrähte. Der Außendurchmesser der Rundbürste ist dabei ein wenig größer als der Innendurchmesser des Innenrohres, um eine sichere Kontaktierung zu gewährleisten. Durch den größeren Außendurchmesser der Bürste im entspannten Zustand verglichen mit dem Innendurchmesser des Innenrohrs ist ein Anliegen der Borsten bzw. feinen Metalldrähte, vorzugsweise nicht nur mit deren Spitzen, gewährleistet. Der Durchmesser im entspannten Zustand ergibt sich bei nicht eingebauter Bürste. Unter dem Außendurchmesser wird dabei der maximale Durchmesser des Querschnitts senkrecht zur Bürsten-Längsachse verstanden. Durch das erwähnte geringfügige Anliegen der Borsten verringert sich auch der Effekt der unerwünscht übermäßigen lokalen Feldstärkeüberhöhungen. Die Spiralform der Innenelektrode verhindert ein unerwünschtes Wandern der Entla- dungsfilamente sehr effektiv und zwar unabhängig von der räumlichen Orientierung der Entladungslampe. Die vorzugsweise elastische Verformbarkeit der Rundbürste erleichtert die Montage im Innenrohr. Darüber hinaus ist die so ausgebildete innere Elektrode auch für gebogene Innenrohre geeignet.
Vorteilhafterweise beträgt der Abstand der Borsten innerhalb eines Borstenbüschels im entspannten Zustand 0,01 mm bis 1 mm. Je kleiner der Spalt zwischen den benachbarten Borsten gewählt wird, d.h. mit zunehmender Dichte der Borsten, umso homogener ist die Entladung. Mit dichter werden- dem Borstenabstand nimmt jedoch die Verformbarkeit der Bürste ab, was die Montage erschwert. Bevorzugt liegt der Abstand zwischen 0,05 mm und 0,2 mm.
Besonders bewährt haben sich Borsten mit einem Durchmesser zwischen 0,005 mm und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,02 mm und 0,2 mm.
Als günstig im Hinblick auf ihre elastische Verformbarkeit haben sich Drehdrähte mit Dicken zwischen 0,2 mm und 2 mm erwiesen.
Als Material sowohl für die Drehdrähte als auch für die Borsten eignet sich vorzugsweise Edelstahl.
Für Entladungslampen mit gebogenem Innenrohr eignet sich die erfindungs- gemäße in Form einer Bürste ausgebildete innere Elektrode besonders gut. Aufgrund ihrer Biegsamkeit kann sich die erfindungsgemäße innere Elektrode der Biegung des Innenrohres anpassen. Die Biegung kann sowohl als Knick als auch als kontinuierliche Krümmung ausgeführt sein. Als Beispiele wäre eine kreisförmige, halbkreisförmige, bananenförmige oder U-förmige Krümmung des Innenrohres zu nennen.
Die erfindungsgemäße innere Elektrode verbindet einfache Montage mit einer gleichmäßigen Belegung der Innenfläche des Innenrohrs und folglich einer homogenen Entladung innerhalb des Entladungsgefäßes. Außerdem lässt sie sich einfach herstellen.
Die mindestens eine weitere Elektrode ist typischerweise auf der Außenseite des Außenrohrs angeordnet. Als Außenelektrode kommen unter anderem sowohl netzartige als auch streifen- bzw. linienförmige Elektroden in Betracht. Für eine gerichtete Abstrahlung kann auf der Rückseite der erfindungsgemäßen Lampe, d.h. auf der Seite, die der für die Lichtabstrahlung vorgesehenen Seite entgegengesetzt ist, ein Reflektor vorgesehen sein, vorzugsweise aus Aluminium, der gleichzeitig als Erdelektrode fungieren kann. Alternativ kann die erfindungsgemäße Lampe in einen Metallblock, z.B. aus Aluminium, eingebettet sein, auch mehrere Lampe nebeneinander. Bei die- ser Variante fungiert der Metallblock als Außenelektrode, vorzugsweise auf Erdpotential. Zusätzlich kann eine Kühlung angeschlossen sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1a eine erfindungsgemäße Entladungslampe mit einer rundbürsten- förmigen inneren Elektrode in einer Seitenansicht,
Fig. 1b eine Querschnittdarstellung des Ausführungsbeispiels aus Figur 1a,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Entladungslampe mit einer segmentierten inneren Elektrode in einer Seitenansicht,
Fig. 3a eine erfindungsgemäße Entladungslampe mit einer halbrundbürs- tenförmigen inneren Elektrode in einer Seitenansicht,
Fig. 3b eine Querschnittdarstellung des Ausführungsbeispiels aus Figur 3a,
Fig. 4 eine U-förmige erfindungsgemäße Entladungslampe mit einer rundbürstenförmigen inneren Elektrode in einer Seitenansicht.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figuren 1a, 1b zeigen in stark schematisierter Darstellung eine Seitenansicht bzw. eine Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen dielelektrischen Barriere-Entladungslampe 1. Das längliche Entladungsgefäß der Lampe 1 besteht aus einem Außenrohr 2 und einem Innenrohr 3 in koaxialer Doppelrohranordnung, die so die Längsachse des Entladungsgefäßes definieren. Die Länge der für eine elektrische Leistungsaufnahme von 2O W ausgelegten dielelektrischen Barriere- Entladungslampe 1 beträgt 20 cm. Das Außenrohr 2 hat einen Durchmesser von 40 mm und eine Wandstärke von 1 mm. Das Innenrohr 3 hat einen Durchmesser von 11 mm und eine Wandstärke von 1 ,2 mm. Beide Rohre 2, 3 bestehen aus UV-Strahlung durchlässigem Quarzglas. Außerdem ist das Entladungsgefäß an seinen beiden Stirnseiten derart verschlossen, dass ein länglicher, ringspaltförmiger Entladungsraum 4 gebildet ist. Zu diesem Zweck weist das Entladungsgefäß an seinen beiden Enden jeweils geeignet geformte, ringartige Gefäßabschnitte 5 auf. Außerdem ist an einem der Gefäßabschnitte 5 ein Pumprohr (nicht dargestellt) angesetzt, mit Hilfe dessen der Entladungsraum 4 zunächst evakuiert und anschließend mit 15 kPa Xenon gefüllt wird. Auf der Außenseite der Wand des Außenrohrs 2 sind parallel zur Längsachse des Entladungsgefäßes insgesamt acht gleichmäßig verteilte, linienförmige Außenelektroden 5 der Breite 1 mm angeordnet. Im Inneren des Innenrohrs 3, d.h. ebenfalls außerhalb des durch das Entladungsgefäß umschlossenen Entladungsraums 4, ist eine rundbürstenförmige innere E- lektrode 6 angeordnet. Die innere Elektrode 6 besteht aus einem axialen Trä- gerelement 7 (hier nur vereinfacht dargestellt) und zahlreichen Borsten 8. Das Trägerelement 7 ist aus zwei miteinander verdrillten Edelstahldrähten (Drehdrähten), Durchmesser jeweils 1 mm, gebildet (nicht dargestellt). In diese beiden Drehdrähte des Trägerelements 7 sind spiralförmig entlang der gesamtem Länge des Trägerelements 7 zahlreiche Edelstahldrähte, Durch- messer jeweils 0,06 mm, büschelweise eingewebt, die radial zu dem Trägerelement 7 orientiert sind und als Borsten 8 fungieren.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei gleiche Merkmale wie in Figur 1a, 1b mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die dort schematisch dargestellte dielektrische Barriere-Entladungslampe 9 unterscheidet sich von der in Figur 1a, 1b dargestellten Lampe lediglich dadurch, dass hier die innere Elektrode in fünf Segmente 10 - 14 unterteilt ist. Innerhalb der Segmente 10, 12 und 14 ist das Trägerelement 7 im gesamten Umfang mit radial verlaufenden Borsten 8 versehen. Diese Segmente 10, 12 und 14 wechseln sich mit den Segmenten 11 und 13 ab, in denen keine Borsten sind. Im Betrieb strahlt die Lampe 9 deshalb vorzugsweise in Teilbereichen der Segmente 10, 12 und 14, wohingegen sich in den Segmenten 11 und 13 keine Entladung ausbildet.
Die Figuren 3a, 3b zeigen in stark schematisierter Darstellung eine Seitenansicht bzw. eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels. Auch hier sind gleiche Merkmale wie in Figur 1a, 1 b mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die dort schematisch dargestellte dielektrische Barriere- Entladungslampe 9 unterscheidet sich von der in Figur 1a, 1 b dargestellten Lampe dadurch, dass hier die innere Elektrode nur halbzylindrisch mit radialen Borsten 8 versehen ist. Außerdem ist die Außenseite der Wand des Au- ßenrohrs 2 halbschalenförmig mit einer Außenelektrode 16 aus Aluminium versehen, die sich entlang der gesamten Länge des Außenrohrs 2 erstreckt. Dabei ist die Außenelektrode 16 so orientiert, dass sie der halbrundbürsten- förmigen inneren Elektrode unmittelbar gegenüber steht. Dies bewirkt eine Vorzugsrichtung für die Abstrahlung. Die Außenelektrode 16 kann beispiels- weise aufgedampft, aufgeklebt oder aufgesteckt sein. Außerdem kann die Außenelektrode auch durch einen Metallblock gebildet sein, in den die Lampe teilweise eingebettet ist.
In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, bei dem das Entladungsgefäß und mithin das Innenrohr 17 und das Außenrohr 18 U- förmig gebogen sind. Die erfindungsgemäße flexible innere Elektrode 6 ist problemlos in der Lage, dieser Biegung zu folgen. Außerdem ist die innere Elektrode 6 aufgrund der Flexibilität sowohl des Trägerelements als auch der Borsten relativ problemlos in das Innenrohr einführbar.

Claims

Patentansprüche
1. Dielektrische Barriere-Entladungslampe (1) mit o einem Entladungsgefäß, das o ein Außenrohr (2) und ein Innenrohr (3) umfasst, wobei
■ das Innenrohr (3) innerhalb des Außenrohrs (2) angeordnet ist,
■ das Innenrohr (3) und das Außenrohr (2) gasdicht miteinander verbunden sind, wodurch zwischen Innen- und Außenrohr ein mit einem Entladungsmedium gefüllter Entladungsraum (4) gebildet ist, o einer ersten Elektrode (6) und mindestens einer weiteren Elektrode (5), wobei o die erste Elektrode (6) innerhalb des Innenrohrs (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (6) in der Form einer elektrisch leitfähigen Bürste ausgebildet ist.
2. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 1 , wobei die bürstenförmige erste Elektrode (6) ein längliches Trägerelement (7) und dazu im wesentlichen radial angeordnete Borsten (8) aufweist, die sich im wesentlichen bis zur Wand des Innenrohrs (3) erstrecken.
3. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trägerelement (7) und die Borsten (8) aus einem flexiblen Material bestehen.
4. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 3, wobei das flexible Material Metall, vorzugsweise Edelstahl ist.
5. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement (7) zumindest abschnittsweise im gesamten Umfang mit Borsten versehen ist, in der Art einer Rundbürste.
6. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 5, wobei der Durchmesser der rundbürstenartigen Elektrode (6) im ausgebauten Zustand größer ist als der Innendurchmesser des Innenrohrs (3) des Entladungsgefäßes.
7. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede Borste (8) aus einem Draht besteht.
8. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 7, wobei der Durchmesser des Borstendrahtes von 0,005 mm bis 0,5 mm, bevorzugt von 0,02 mm bis 0,2 mm beträgt.
9. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 7, wobei der gegenseitige mittlere Abstand der benachbarten Borstendrähte der bürstenartigen Elektrode im ausgebauten Zustand von 0,01 bis 1 mm, bevorzugt von 0,05 mm bis 0,2 mm beträgt.
10. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement aus mindestens zwei ineinander verdrehten Drehdrähten besteht.
11. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 10, wobei der Durchmesser jedes Drehdrahtes 0,2 mm bis 2 mm beträgt.
12. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine weitere Elektrode (5) auf der Außenseite des Außenrohrs (2) angeordnet ist.
13. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine weitere Elektrode (5) netzartig, oder streifen- bzw. Ii- nienförmig ist.
14. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , die zumindest teilweise in einen Metallblock eingebettet ist, der als weitere Elektrode fungiert.
15. Dielektrische Barriere-Entladungslampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entladungsrohr gebogen ist.
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