WO2012059383A1 - Vorrichtung zum bestrahlen von oberflächen - Google Patents

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WO2012059383A1
WO2012059383A1 PCT/EP2011/068770 EP2011068770W WO2012059383A1 WO 2012059383 A1 WO2012059383 A1 WO 2012059383A1 EP 2011068770 W EP2011068770 W EP 2011068770W WO 2012059383 A1 WO2012059383 A1 WO 2012059383A1
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gas
radiator
tunnel
vessel
passage opening
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PCT/EP2011/068770
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French (fr)
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Helmut Halfmann
Axel Hombach
Markus Roth
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Osram Ag
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    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
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    • A61L2/10—Ultraviolet radiation
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
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    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/11—Apparatus for generating biocidal substances, e.g. vaporisers, UV lamps

Definitions

  • the invention is based on a radiator or a device with a radiator for irradiating surfaces with electromagnetic radiation.
  • the invention relates to a radiator which radiates short-wave ultraviolet (UV) radiation, preferably below 200 nm.
  • UV radiation short-wave ultraviolet
  • Such radiators can be used inter alia for the sterilization of flat or curved surfaces, such as films and the interior of bottles, canisters or other hollow containers.
  • UV irradiation of surfaces in particular sterilization
  • rinsing of the spatial area between the radiator and the surface takes place with a purge gas.
  • purge gas is particularly suitable nitrogen or noble gases.
  • process gas is used as a generic term for one or more suitable gases for rinsing or for other processes before, during and / or after the irradiation .
  • the purge gas is previously supplied by a separate device around the radiator or from the side.
  • these systems of space ⁇ reasons usually do not seat within cavities with close access openings as cans or bottles.
  • the document EP 1 506 567 B1 discloses a UV emitter based on a one-sided dielectric barrier discharge.
  • the discharge vessel 2 is filled with xenon.
  • Currency ⁇ end of the gas discharge which is preferably operated by means of a process described in US 5,604,410 pulsed operating method are formed so-called excimers.
  • Excimers are excited molecules, such as Xe2 *, which emit electromagnetic radiation when they return to the normally unbound ground state. In the case of Xe 2 *, the maximum of the molecular band radiation at about 172 nm.
  • a first coil-shaped electrode 23 is disposed coaxially within the tubular Entladungsge ⁇ fäßes. 2
  • six strip-shaped outer electrodes 8a-8f are arranged parallel to one another and at a mutual distance.
  • the document EP 0 607 960 A1 discloses a tubular UV emitter based on a double-sided dielectric barrier discharge.
  • the radiator vessel is formed in the manner of a coaxial double-tube arrangement, in which an inner tube and an outer tube are connected to each other at the two end faces gas-tight.
  • the discharge space enclosed by the discharge vessel extends between the inner and outer tubes in this arrangement.
  • the document EP 1 232 518 B1 discloses a flat discharge lamp based on a double-sided dielectric barrier discharge.
  • the dielectric barrier discharge is generated between a bottom and a top plate, wherein the circumferential sealing frame and funnel-shaped support elements are molded into the top plate.
  • the Elect roden ⁇ are as interleaved comb-like structures ⁇ applied two lines on the outer side of the bottom plate. Presentation of the invention
  • the object of the present invention is to provide a device which allows irradiation of surfaces under a defined atmosphere and thereby avoids the ge ⁇ marked disadvantages of the prior art.
  • a device for irradiating surfaces with a radiator which comprises a radiator vessel, wherein the radiator vessel has at least one tunnel-like through-opening, and a means that is designed ⁇ out, a process gas through the at least one tunnel-type through-hole to flow.
  • the basic idea of the invention is the gas purging with a process gas, for example an inert gas such as
  • Nitrogen or a noble gas not with the help of a separa ⁇ th device perform, but a radiator suitably educate so that a purge gas can escape from the radiator.
  • the device according to the invention comprises a beam ⁇ ler, which is designed so that the process / purge gas from the emitter vessel itself exit and thus the space between the radiator and surface to be irradiated can be supplied.
  • the radiator may have a radiator base, which is likewise designed such that the flushing gas can also flow out of the radiator base. This reduces not only on apparatus but also temporal che effort, especially in the irradiation of réelleflä ⁇ chen of hollow body where gas exchange before irradiation is necessary to date generally. In addition, the space required for the device is reduced.
  • the emitter vessel has at least one tunnel-like through-opening, which is connected to a means which is designed to process a process gas through the tunnel-like passage opening to flow.
  • this is a gas line or the like introduced into the entrance of the tunnel-like through hole or otherwise connected to the entrance.
  • the gas supply can be done via a radiator base, which is connected to a gas line, for example by a gas hose is attached to a gas nozzle at the base end.
  • the radiator base is designed so that the process gas flows from the gas line into the entrance of the tunnel-like through-opening. It can also be provided that - at least temporarily - can be switched from gas supply to Gasab ⁇ drove.
  • the process gas does not pass through the discharge space itself, through, into, or out of it. Rather, the discharge space, in which a gas discharge generates the radiation in operation, also hermetically makeschlos sen in the region of the passage openings through the tunnel-like configuration. As a result, the process gas can flow through the tunnel-like passage openings without influencing the inner half of the hermetically sealed discharge vessel.
  • the radiator cap may have one or more Gasöff ⁇ voltages, which are also connected to the gas agent.
  • the at least one gas port of the radiator base is optionally preferably oriented so that the gas ⁇ fluid can flow in the direction radiator vessel or in the adjacent area with the surface to be irradiated for the sterilization of hollow containers such as bottles or Ka Minister of the device with the radiator is and in particular the emitter vessel itself elongated to be inserted through the opening of the container can.
  • a pot-shaped at ⁇ play base can be located at one end of the elongate radiator vessel.
  • radiator with ei ⁇ nem emitter vessel which comprises an inner tube and an outer tube, which are connected to each other gas-tight manner in the manner of a coaxial double tube assembly. Because with this Order of the discharge vessel enclosed by the discharge space between the inner and outer tube extends, the interior of the inner tube can be used as a tunnel-like passage opening for the Strö ⁇ tion of the purge gas.
  • the purge gas is supplied for this purpose at one end of the inner tube and exits at the other end again. As a result, the purge gas exits at the end face of the emitter vessel and thus in the immediate vicinity of the radiation exiting at the end face or the surface to be irradiated in this area.
  • the emitter base comprises at least one gas opening in addition, the preference ⁇ example is oriented in the direction of the radiator vessel.
  • the purge gas can flow along the radiator vessel and flush the adjacent space region of the surface to be irradiated. Due to this close spatial and apparatus coupling of purge gas flow and irradiation, a particularly efficient surface treatment, in particular degerming, is possible.
  • the radiator can be provided with a connection to which a gas line can be connected. Which can be guided centrally through a gas line is connected ⁇ supplied purge gas to the inner tube and, optionally, one or more gas openings in Strahlerso ⁇ ckel a base, for example, in radiators seen before ⁇ gas distributor chamber.
  • the gas line can also project into the inner tube or at least be guided to the input side end of the inner tube. This alternative is especially suitable when no Gasöff ⁇ calculations are provided in the radiator base or no base is provided for the radiator.
  • a gas discharge hose can also be provided in the inner tube.
  • one or more gas openings or tunnel-like through-openings may generally be provided for the gas removal.
  • This is particularly advantageous for the sterilization of hollow containers such as bottles or canisters with narrow container openings, where under certain circumstances little space for the outflow of the process gas remains.
  • Erbil in a wide ⁇ dung of the inventive device further comprises a seal between the radiator and the container opening is provided to to prevent the ingress of ambient air into the container.
  • the discharge of the process gas is exclu ⁇ Lich on the space provided gas holes in the radiator.
  • the device according to the invention with an oblong radiator is generally also suitable for the irradiation of extended, for example curved or plane surfaces.
  • the emitter vessel consists at least in sections of a material which is transparent to the radiation, in the case of UV radiation preferably quartz glass.
  • the emitter is preferably designed for a dielectric barrier discharge in the interior of the emitter vessel.
  • 1a is a longitudinal partial sectional view of a device according to the invention with a tubular radiator
  • Fig. Lb is a cross-sectional view of the device
  • Fig. 1a, 2a is a plan view of a device according to the invention with a flat radiator
  • Fig. 2b is a longitudinal sectional view of the device
  • Figures la, lb show in a highly schematic representation of a partial longitudinal sectional view and a cross ⁇ sectional view of a first embodiment of the OF INVENTION ⁇ to the invention the device 1 with a tubular radiator on the basis of a dielelektrischen barrier discharge.
  • This device is particularly intended for the sterilization of hollow containers, such as bottles and canisters.
  • the elongate discharge vessel of the radiator consists of an outer tube 2 and an inner tube 3 in a coaxial double tube arrangement, which thus define the longitudinal axis of the discharge vessel.
  • the length of the tubes 2, 3 varies depending on the application.
  • the length is preferably dimensioned such that the inner faceglassnin ⁇ is completely irradiated at immersed radiator.
  • the diameters of the tubes are also preferably adapted to the application.
  • the largest outer diameter ⁇ of the discharge vessel is dimensioned so that the Vorrich ⁇ device 1 with the radiator in the envisaged for the irradiation container, can be introduced into a bottle, for example by the bottle neck through.
  • 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 at its two ends suitably shaped, ringar- term vessel sections 5 on.
  • an exhaust tube is attached (not shown) at one of the vessel ⁇ portions 5 whose is the discharge space 4 is first evacuated and then filled with 15 kPa xenon by.
  • a wire mesh 6 is wound, which forms the outer electrode of the radiator.
  • a narrow spiral Me ⁇ tallbahn be applied for this purpose.
  • a metal tube 7 is arranged, which forms the inner electrode of the lamp.
  • a conductive layer for example made of carbon, are applied.
  • a cup-shaped base 8 is arranged at one end of the Entla ⁇ tion vessel.
  • the remote from the discharge vessel end face 9 has a elekt ⁇ generic socket 10 for connecting the supply voltage for the emitter. 1
  • a gas connection piece 11 is attached to the front side 9, to which a purge gas hose can be attached.
  • the inflowing via the gas connection pipe 11 enters purge gas inside the base 8 for so-ckelnessen end of the inner tube 3 can thus flowing a ⁇ and flow out at the other end in this.
  • the inner tube 3 thus serves, in addition to its function as a discharge vessel component, as a tunnel-like passage opening for the purge gas flow.
  • the purge gas can flow out of a total of eight gas openings 12, which are arranged distributed uniformly in the circumference in the annular base projection 13, from which the discharge vessel protrudes.
  • FIGS 2a, 2b show a highly schematic representation of a plan view and a partial longitudinal section of an inventions ⁇ inventive device 20 with a flat radiator.
  • This is a modified flat lamp based on a dielelektrischen barrier discharge such as those from the above-mentioned EP 1232518 Bl be ⁇ is known.
  • the flat discharge vessel made of quartz glass because of he ⁇ required transparency for UV radiation.
  • the discharge vessel itself has a rectangular basic shape with a UV radiation emitting front side 21 and an opposite rear side 22. Between front and back four tunnel-like through holes 23 are formed, the center to the transverse side and in the direction of the longitudinal side are arranged side by side.
  • the tunnel-like through openings may be made for example with a flat lamp in the above-mentioned he ⁇ EP 1232518 Bl type disclosed by gas-tight penetration of one or more of the molded parts of the flat vessel funnel-like supporting points.
  • the tunnel-like passage opening does not necessarily have to have a constant diameter as shown in FIGS. 2a, 2b. Rather, it may also be advantageous if the passage opening conically narrows toward the front in the manner of a flow nozzle, as long as there is still a sufficiently large opening for the gas flow remains.
  • the right through openings in FIGS. 2a, 2b are provided with a purge gas hose 24, which is connected by means of a hose connection piece 25 inserted into the passage opening from the rear side 23.
  • the Pro ⁇ zessgas flows substantially vertically from the radiating surface from the outlet of the passage opening.
  • the remaining three passage openings may serve the process gas removal or some or all of them may also be provided with a purge gas hose for additional purge gas supply.
  • the flat radiator can also be provided with a pedestal arranged at least on a narrow side or also encircling in a frame-shaped manner (not shown).
  • the base protrudes beyond the front of the flat radiator vessel and has a plurality of gas openings, which are arranged so that the purge gas can flow from the side over the front of the flat radiator and consequently over the surface to be irradiated immediately adjacent during the irradiation.

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Abstract

Für die Bestrahlung von Oberflächen wird eine Vorrichtung (1) mit einem Strahler vorgeschlagen, wobei der Strahler mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung (3) aufweist sowie ein Mittel (8,11), das dazu ausgelegt ist, ein Prozessgas durch die mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung (3) strömen zu lassen. Dadurch kann auf eine separate Gaszufuhrvorrichtung verzichtet werden. Optional kann die Vorrichtung auch einen Strahlersockel (8) mit mindestens einer Gasöffnung (12) für die Zu- und/oder Abfuhr von Prozessgas aufweisen.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Bestrahlen von Oberflächen
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Strahler bzw. einer Vorrichtung mit einem Strahler zum Bestrahlen von Oberflächen mit elektromagnetischer Strahlung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Strahler, der kurzwellige Ultraviolett (UV- ) Strahlung, vorzugsweise unterhalb von 200 nm, abstrahlt. Derartige Strahler können unter anderem für die Entkeimung von ebenen oder gekrümmten Oberflächen, beispielsweise Folien sowie das Innere von Flaschen, Kanistern oder anderen hohlen Behältern, verwendet werden.
Stand der Technik
Bei der UV-Bestrahlung von Oberflächen, insbesondere der Entkeimung, kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest während der Bestrahlung, gegebenenfalls auch davor und/oder danach, eine Spülung des Raumbereichs zwischen Strahler und Oberfläche mit einem Spülgas stattfindet. Dadurch sollen zumindest während der Bestrahlung UV-Strahlung absorbierende Gase zwischen der zu bestrahlenden Oberfläche und dem UV-Strahler entfernt werden. Als Spülgas eignet sich insbesondere Stickstoff oder Edelgase. Auch bei anderen Bestrahlungsprozessen kann eine definierte Atmosphäre zwischen Strahler und Oberfläche und folglich die Verwendung eines geeigneten Prozessgases vorteilhaft sein. Im Folgenden wird der Begriff Prozessgas als Oberbegriff für ein oder mehrere geeignete Gase zum Spülen oder für sonstige Prozesse vor, während und/oder nach der Be¬ strahlung verwendet.
Für die Bestrahlung gut zugänglicher Oberflächen, beispielsweise ebener Folien, wird das Spülgas bisher mittels einer separaten Vorrichtung um den Strahler herum bzw. von der Seite zugeführt. Nachteilig ist der zusätzliche apparative Auf¬ wand und die erforderliche Abstimmung zwischen Spülanordnung und Strahler. Außerdem lassen sich diese Systeme aus Platz¬ gründen in der Regel nicht innerhalb von Hohlräumen mit engen Zugangsöffnungen wie Kanister oder Flaschen einsetzen.
Aus der Schrift EP 1 506 567 Bl ist ein UV-Strahler auf der Basis einer einseitigen dielektrischen Barriere-Entladung bekannt. Dazu ist das Entladungsgefäß 2 mit Xenon gefüllt. Wäh¬ rend der Gasentladung, die bevorzugt mittels eines in der US 5 604 410 beschriebenen gepulsten Betriebsverfahrens betrieben wird, werden sogenannte Excimere gebildet. Excimere sind angeregte Moleküle, z.B. Xe2*, die bei der Rückkehr in den in der Regel ungebundenen Grundzustand elektromagnetische Strahlung emittieren. Im Falle von Xe2* liegt das Maximum der Molekülbandenstrahlung bei ca. 172 nm. Zur Erzeugung der dielektrischen Barriere-Entladung ist eine erste wendeiförmige Elektrode 23 koaxial innerhalb des rohrförmigen Entladungsge¬ fäßes 2 angeordnet. Auf der Außenseite des Entladungsgefäßes 2 sind sechs streifenförmige Außenelektroden 8a-8f parallel zueinander und mit gegenseitigem Abstand angeordnet.
In der Schrift EP 0 607 960 AI ist ein rohrförmiger UV- Strahler auf der Basis einer zweiseitigen dielektrischen Barriere-Entladung offenbart. Das Strahlergefäß ist in der Art einer koaxialen Doppelrohranordnung gebildet, bei der ein Innenrohr und ein Außenrohr an den beiden Stirnseiten gasdicht miteinander verbunden sind. Der vom Entladungsgefäß umschlos- sene Entladungsraum erstreckt sich bei dieser Anordnung zwischen Innen- und Außenrohr.
In der Schrift EP 1 232 518 Bl ist eine flache Entladungslampe auf der Basis einer zweiseitigen dielektrischen Barrieren- Entladung offenbart. Die dielektrische Barrieren-Entladung wird zwischen einer Boden- und einer Deckenplatte erzeugt, wobei der umlaufende Dichtungsrahmen und trichterförmige Stützelemente in die Deckenplatte eingeformt sind. Die Elekt¬ roden sind als zwei ineinander greifende kammartige Linien¬ strukturen auf die Außenseite der Bodenplatte aufgebracht. Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die eine Bestrahlung von Oberflächen unter definierter Atmosphäre ermöglicht und dabei die ge¬ schilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bestrahlen von Oberflächen mit einem Strahler, der ein Strahlergefäß umfasst, wobei das Strahlergefäß mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung aufweist, und einem Mittel, das dazu ausge¬ legt ist, ein Prozessgas durch die mindestens eine tunnelar- tige Durchgangsöffnung strömen zu lassen.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Außerdem wird Schutz beansprucht für die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Entkeimung von ebenen oder gekrümmten Oberflächen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Gasspülung mit einem Prozessgas, beispielsweise einem Inertgas wie
Stickstoff oder einem Edelgas, nicht mit Hilfe einer separa¬ ten Vorrichtung auszuführen, sondern einen Strahler geeignet so weiterzubilden, dass ein Spülgas aus dem Strahler austreten kann.
Hierzu umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Strah¬ ler, der so ausgebildet ist, dass das Prozess/Spülgas aus dem Strahlergefäß selbst austreten und damit dem Raumbereich zwischen Strahler und zu bestrahlender Oberfläche zugeführt werden kann. Zusätzlich kann der Strahler einen Strahlersockel aufweisen, der ebenfalls so ausgebildet ist, dass das Spülgas auch aus dem Strahlersockel ausströmen kann. Dadurch verringert sich nicht nur der apparative sondern auch zeitli- che Aufwand, insbesondere bei der Bestrahlung der Innenflä¬ chen von Hohlkörper, wo bisher in der Regel ein Gasaustausch vor der Bestrahlung nötig ist. Außerdem verringert sich der Platzbedarf für die Vorrichtung.
Zu diesem Zweck weist das Strahlergefäß mindestens eine tun- nelartige Durchgangsöffnung auf, die mit einem Mittel verbunden ist, das dazu ausgelegt ist, ein Prozessgas durch die tunnelartige Durchgangsöffnung strömen zu lassen. Im einfachsten Fall wird hierzu eine Gasleitung oder ähnliches in den Eingang der tunnelartigen Durchgangsöffnung eingeführt oder anderweitig mit dem Eingang verbunden. Alternativ kann die Gaszuleitung über einen Strahlersockel erfolgen, der mit einer Gasleitung verbunden ist, beispielsweise indem ein Gas schlauch auf einen Gasstutzen am Sockelende aufgesteckt ist. In seinem Inneren ist der Strahlersockel so ausgebildet, das das Prozessgas aus der Gasleitung in den Eingang der tunnelartigen Durchgangsöffnung strömt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass - zumindest zeitweise - von Gaszufuhr auf Gasab¬ fuhr umgeschaltet werden kann.
Sicherheitshalber sei klargestellt, dass das Prozessgas selbstverständlich nicht durch den Entladungsraum selbst hin durch, in ihn hinein oder aus ihm heraus tritt. Vielmehr ist der Entladungsraum, in dem im Betrieb eine Gasentladung die Strahlung erzeugt, auch im Bereich der Durchlassöffnungen durch deren tunnelartige Ausgestaltung hermetisch abgeschlos sen. Dadurch kann das Prozessgas ohne Einfluss auf die inner halb des hermetisch abgeschlossenen Entladungsgefäßes erzeug te Gasentladung durch die tunnelartigen Durchlassöffnungen hindurchströmen .
Zusätzlich kann der Strahlersockel eine oder mehrere Gasöff¬ nungen aufweisen, die ebenfalls mit dem Gasmittel verbunden sind. Die mindestens eine Gasöffnung des Strahlersockels ist gegebenenfalls vorzugsweise so ausgerichtet, dass die Gas¬ strömung in Richtung Strahlergefäß bzw. in den benachbarten Raumbereich mit der zu bestrahlenden Oberfläche strömen kann Für die Entkeimung von hohlen Behältern wie Flaschen oder Ka nister ist die Vorrichtung mit dem Strahler und insbesondere das Strahlergefäß selbst länglich ausgebildet, um durch die Öffnung des Behälters eingeführt werden zu können. Außerdem kann an einem Ende des länglichen Strahlergefäßes ein bei¬ spielsweise topfförmiger Sockel angeordnet sein.
Für diese Zwecke besonders geeignet ist ein Strahler mit ei¬ nem Strahlergefäß, das ein Innenrohr und ein Außenrohr um- fasst, die in der Art einer koaxialen Doppelrohranordnung gasdicht miteinander verbunden sind. Da sich bei dieser An- Ordnung der vom Entladungsgefäß umschlossene Entladungsraum zwischen Innen- und Außenrohr erstreckt, kann das Innere des Innenrohrs als tunnelartige Durchgangsöffnung für die Strö¬ mung des Spülgases verwendet werden. Das Spülgas wird hierzu an einem Ende des Innenrohrs zugeführt und tritt an dessen anderem Ende wieder aus. Dadurch tritt das Spülgas an der Stirnseite des Strahlergefäßes aus und damit in unmittelbarer Nähe der an der Stirnseite austretenden Strahlung bzw. der in diesem Bereich zu bestrahlenden Oberfläche.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn der Strahlersockel zusätzlich mindestens eine Gasöffnung aufweist, die vorzugs¬ weise in Richtung des Strahlergefäßes orientiert ist. Dadurch kann das Spülgas entlang des Strahlergefäßes strömen und den benachbarten Raumbereich der zu bestrahlenden Oberfläche spülen. Durch diese enge räumliche und apparative Kopplung von Spülgasströmung und Bestrahlung ist eine besonders effiziente Oberflächenbehandlung, insbesondere Entkeimung, möglich.
Zum Zuführen des Spülgases kann der Strahler mit einem An- schluss versehen sein, an den eine Gasleitung angeschlossen werden kann. Über eine beispielsweise im Strahlersockel vor¬ gesehene Gasverteilerkammer kann das zentral über eine ange¬ schlossene Gasleitung zugeführte Spülgas an das Innenrohr und gegebenenfalls eine oder mehrere Gasöffnungen im Strahlerso¬ ckel geleitet werden. Alternativ kann die Gasleitung auch in das Innenrohr hineinragen oder zumindest bis zum eingangssei- tigen Ende des Innenrohrs geführt sein. Diese Alternative ist vor allem dann geeignet, wenn im Strahlersockel keine Gasöff¬ nungen vorgesehen sind oder für den Strahler überhaupt kein Sockel vorgesehen ist. Außerdem kann im Innenrohr auch zusätzlich ein Gasabfuhrschlauch vorgesehen sein.
Zusätzlich können auch eine oder mehrere Gasöffnungen oder tunnelartige Durchgangsöffnungen generell für die Gasabfuhr vorgesehen sein. Das ist insbesondere für die Entkeimung von hohlen Behältern wie Flaschen oder Kanister mit engen Behälteröffnungen vorteilhaft, wo unter Umständen wenig Platz für das Abströmen des Prozessgases verbleibt. In einer Weiterbil¬ dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist außerdem eine Dichtung zwischen Strahler und Behälteröffnung vorgesehen, um das Eindringen von Umgebungsluft in den Behälter zu verhindern. Hier erfolgt das Abströmen des Prozessgases ausschlie߬ lich über die hierfür vorgesehenen Gasöffnungen im Strahler. Außer für die Bestrahlung von hohlen Behältern ist die erfin- dungsgemäße Vorrichtung mit einem länglichen Strahler generell auch für die Bestrahlung von ausgedehnten, beispielsweise gekrümmten oder planen Oberflächen geeignet. Für letzteres eignet sich aber besonders auch eine alternative Ausführungs¬ form, bei der der Strahler und insbesondere das Strahlergefäß eine flache Form aufweisen. Mit anderen Worten basiert diese Alternative auf einer so genannten Flachlampe, die gegebenen¬ falls für die gewünschte Strahlung, insbesondere UV-Strahlung für die Entkeimung, modifiziert ist. Auch das flache Strah¬ lergefäß weist mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung auf, die zwischen dessen eine Strahlung abgebender Vorderseite und der entgegen gesetzten Rückseite ausgebildet ist. Op¬ tional weist zusätzlich der hier beispielsweise rahmenförmige Sockel mindestens eine Gasöffnung auf, aus der das zugeführte Prozessgas austreten kann. Für weitere Details sei auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele verwiesen.
Generell besteht das Strahlergefäß zumindest abschnittsweise aus einem für die Strahlung transparenten Material, im Falle von UV-Strahlung vorzugsweise Quarzglas.
Für die Erzeugung von UV-Strahlung ist der Strahler vorzugs- weise für eine dielektrische Barrieren-Entladung im Inneren des Strahlergefäßes ausgelegt. Für weitere Details hierzu sei auf die eingangs erwähnten Schriften EP 1 506 567 Bl,
US 5 604 410 und EP 1 232 518 Bl verwiesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. la eine Längsteilschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem rohrförmigen Strahler,
Fig. lb eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung aus
Fig. la, Fig. 2a eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem flachen Strahler,
Fig. 2b eine Längsschnittdarstellung der Vorrichtung aus
Fig. 2a.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Die Figuren la, lb zeigen in stark schematisierter Darstellung eine teilweise geschnittene Längsansicht bzw. eine Quer¬ schnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einem rohrförmigen Strahler auf der Basis einer dielelektrischen Barrieren-Entladung. Diese Vorrichtung ist insbesondere für die Entkeimung von hohlen Behältern, beispielsweise Flaschen und Kanister vorgesehen. Das längliche Entladungsgefäß des Strahlers besteht aus einem Außenrohr 2 und einem Innenrohr 3 in koaxialer Doppelrohranordnung, die so die Längsachse des Entladungsgefäßes definieren. Die Länge der Rohre 2, 3 variiert je nach Anwendung. Für die Entkeimung von Flaschen beispielsweise ist die Länge vorzugsweise so dimensioniert, dass die Flaschenin¬ nenfläche bei eingetauchtem Strahler komplett bestrahlt wird. Die Durchmesser der Rohre sind ebenfalls vorzugsweise an die Anwendung angepasst. Insbesondere ist der größte Außendurch¬ messer des Entladungsgefäßes so bemessen, dass die Vorrich¬ tung 1 mit dem Strahler in den für die Bestrahlung vorgesehenen Behälter, beispielsweise durch den Flaschenhals hindurch in eine Flasche, eingeführt werden kann. Beide Rohre 2, 3 be- stehen 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 Entladungsge¬ fäß an seinen beiden Enden jeweils geeignet geformte, ringar- tige Gefäßabschnitte 5 auf. Außerdem ist an einem der Gefä߬ abschnitte 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 ist ein Drahtnetz 6 aufgezogen, das die Außenelektrode des Strahlers bildet. Alternativ kann hierfür beispielsweise auch eine schmale spiralförmige Me¬ tallbahn aufgetragen werden. Im Inneren des Innenrohrs 3, d.h. ebenfalls außerhalb des durch das Entladungsgefäß um¬ schlossenen Entladungsraums 4, ist ein Metallrohr 7 angeordnet, das die Innenelektrode der Lampe bildet. Alternativ kann hierfür beispielsweise auch eine leitende Schicht, z.B. aus Kohlenstoff, aufgetragen werden. An einem Ende des Entla¬ dungsgefäßes ist ein topfförmiger Sockel 8 angeordnet. Die vom Entladungsgefäß abgewandte Stirnseite 9 weist eine elekt¬ rische Buchse 10 zum Anschluss der Versorgungsspannung für den Strahler 1 auf. Außerdem ist auf der Stirnseite 9 ein Gasanschlussstutzen 11 angebracht, an den ein Spülgasschlauch aufgesteckt werden kann. Das über den Gasanschlussstutzen 11 einströmende Spülgas gelangt im Inneren des Sockels 8 zum so- ckelseitigen Ende des Innenrohrs 3, kann so in dieses ein¬ strömen und an dessen anderem Ende ausströmen. Das Innenrohr 3 dient so zusätzlich zu seiner Funktion als Entladungsgefäßbestandteil auch als tunnelartige Durchgangsöffnung für die Spülgasströmung. Außerdem kann das Spülgas aus insgesamt acht Gasöffnungen 12 ausströmen, die in dem ringförmigen Sockelvorsprung 13, aus dem das Entladungsgefäß herausragt, im Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Die Figuren 2a, 2b zeigen in stark schematisierter Darstellung eine Draufsicht und einen Teillängsschnitt einer erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung 20 mit einem flachen Strahler. Es handelt sich dabei um eine modifizierte Flachlampe auf der Basis einer dielelektrischen Barrieren-Entladung wie sie beispielsweise aus der eingangs erwähnten EP 1 232 518 Bl be¬ kannt ist. Für die Entkeimung mittels UV-Strahlung wird auf den ansonsten üblichen Leuchtstoff verzichtet. Außerdem besteht das flache Entladungsgefäß aus Quarzglas wegen der er¬ forderlichen Transparenz für UV-Strahlung. Das Entladungsgefäß selbst hat eine rechteckige Grundform mit einer UV- Strahlung abgebende Vorderseite 21 und einer entgegen gesetzten Rückseite 22. Zwischen Vorder- und Rückseite sind vier tunnelartige Durchgangsöffnungen 23 ausgebildet, die mittig zur Querseite und in Richtung der Längsseite nebeneinander angeordnet sind. Die tunnelartigen Durchgangsöffnungen können beispielsweise bei einer Flachlampe der in der eingangs er¬ wähnten EP 1 232 518 Bl offenbarten Art durch gasdichtes Durchstoßen einer oder mehrerer der aus den flachen Gefäßteilen geformten trichterartigen Stützstellen erfolgen. Dabei muss die tunnelartige Durchgangsöffnung nicht notwendigerwei¬ se wie in Fig. 2a, 2b gezeigt einen konstanten Durchmesser haben. Vielmehr kann es auch vorteilhaft sein, wenn sich die Durchgangsöffnung in Richtung zur Vorderseite konisch verengt in der Art einer Strömungsdüse, solange jedenfalls noch eine ausreichend große Öffnung für den Gasstrom verbleibt. Die in Fig. 2a, 2b rechte Durchgangsöffnungen ist mit einem Spülgasschlauch 24 versehen, der mit Hilfe eines von der Rückseite 23 in die Durchgangsöffnung eingesetzten Schlauchanschlussstückes 25 angeschlossen ist. Dadurch strömt das Pro¬ zessgas im wesentlichen senkrecht zur Abstrahlfläche aus dem Ausgang der Durchgangsöffnung aus. Die restlichen drei Durchgangsöffnungsöffnungen können der Prozessgasabfuhr dienen oder einige davon oder auch alle drei ebenfalls mit einem Spülgasschlauch für zusätzliche Spülgaszufuhr versehen sein. Zusätzlich kann der Flachstrahler auch mit einem zumindest auf einer Schmalseite angeordneten oder aber auch rahmenför- mig umlaufenden Sockel versehen sein (nicht dargestellt) . Vorzugsweise ragt der Sockel über die Vorderseite des flachen Strahlergefäßes hinaus und weist mehrere Gasöffnungen auf, die so angeordnet sind, dass das Spülgas von seitlich über die Vorderseite des Flachstrahler und folglich auch über die während der Bestrahlung unmittelbar benachbarte zu bestrahlende Oberfläche strömen kann.

Claims

Ansprüche
1. 1. Vorrichtung (1) zum Bestrahlen von Oberflächen mit
einem Strahler, der ein Strahlergefäß (2, 3, 5) umfasst, wobei das Strahlergefäß mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung (3) aufweist, und
einem Mittel (8,11), das dazu ausgelegt ist, ein Prozess¬ gas durch die mindestens eine tunnelartige Durchgangsöff¬ nung strömen zu lassen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Strahlergefäß ein Innenrohr (3) und ein Außenrohr (2) umfasst, die in der Art einer koaxialen Doppelrohranordnung gasdicht miteinander verbunden sind und wobei das Innenrohr (3) mit dem Mittel (8,11) für das Prozessgas zusammenwirkt, wodurch das Innenrohr (3) als tunnelartige Durchgangsöffnung für die Gasströmung des Prozessgases dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Strahlergefäß flach ist und eine Strahlung abgebende Vorderseite (21) und eine entgegengesetzte Rückseite (22) umfasst, wobei die mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung (23) innerhalb des flachen Strahlergefäßes zwischen dessen Vorderseite (21) und Rückseite (22) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Mittel, das dazu ausgelegt ist, ein Prozessgas durch die mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung (23) strömen zu lassen, eine Zuleitung (24) für das Prozessgas umfasst, die mit dem Eingang der mindestens einen tunnel¬ artigen Durchgangsöffnung verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Sockel (8), der an dem Strahlergefäß (2, 3, 5) ange¬ ordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sockel (8) mindestens eine Gasöffnung (12) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Mittel, das dazu ausgelegt ist, ein Prozessgas durch die mindestens eine tunnelartige Durchgangsöffnung (3) strömen zu lassen, mindestens einen Anschluss (11) zum Zuführen des Prozessgases umfasst, wobei der mindestens eine Anschluss (11) mit der mindestens einen tunnelarti¬ gen Durchgangsöffnung (3) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 im Rückbezug auf Anspruch 6, wobei der mindestens eine Gasanschluss (11) zusätzlich mit der mindestens einen Gasöffnung (12) im Sockel (8) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Strahlergefäß zumindest abschnittsweise aus einem für die Strahlung transparenten Material besteht.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Strahler für die Emission von UV-Strahlung ausgelegt ist .
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Strahler für eine dielektrische Barrieren-Entladung im Inneren des Strahlergefäßes ausgelegt ist. Verwendung eines Strahlers gemäß einem der vorstehenden Ansprüche für die Entkeimung von ebenen oder gekrümmten Oberflächen .
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