專利名稱：具有對中元件的介電阻擋放電燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明基于一種具有管狀放電容器的介電阻擋放電燈，該管狀放電容器包括放電 介質。這類放電燈通常具有第一長形電極，其設置在管狀放電容器的縱軸中(以下也稱作內(nèi)部電極)；以及第二長形電極，其通常設置在管狀放電容器的外側上(以下也稱作外 部電極)。內(nèi)部電極例如是桿狀的、管狀的或者螺旋狀的。在外部電極的構型中要注意的 是，可以向外射出足夠的有用輻射。因此，外部電極通常包括多個薄的條，它們平行于縱軸 地設置；寬篩孔的線網(wǎng)或者還有透明的導電層。如果內(nèi)部電極直接與放電介質接觸，則涉及單側的介電阻擋放電，因為這樣僅僅 外部電極通過放電容器的壁來介電阻擋。如果內(nèi)部電極同樣通過電介質與放電介質分離， 則涉及雙側的介電阻擋放電。這例如可以通過如下方式來實現(xiàn)內(nèi)部電極設置在內(nèi)管中。 該內(nèi)管同軸地設置在管狀放電容器內(nèi)部。換言之，放電容器在該所謂的同軸的雙管布置中 具有同軸地設置在外管內(nèi)的內(nèi)管，其中兩個管至少在其兩個端側之一上彼此相連并且這樣 形成氣密的放電容器。由放電容器包圍的放電室在此情況下于是環(huán)形間隙狀地在內(nèi)管和外 管之間延伸。無論如何，為了有效的燈運行，應當保證沿著管狀介電阻擋放電燈在外部電極和 內(nèi)部電極之間的恒定的放電距離，以便(沿著燈縱軸線和燈環(huán)周來看)實現(xiàn)統(tǒng)一的放電并 且因此實現(xiàn)統(tǒng)一的輻射密度。因此，內(nèi)部電極和必要時內(nèi)管必須在徑向上盡可能居中地設 置在外管中，即相對于其縱軸線同軸地設置。尤其是在長的燈(典型地長于500mm)的情況 下，還存在內(nèi)部電極或者可能還有內(nèi)管的下垂的問題，因為后者自然具有比外管更小的直 徑。在極端情況下，這例如在運輸時會導致燈的損壞。這種燈類型尤其是應用于工藝技術中的紫外(UV)照射，例如用于表面凈化和活 化、光分解、產(chǎn)生臭氧、飲用水凈化、金屬化和UV硬化。在本上下文中，也使用術語輻射器或 者UV輻射器。
背景技術：
在出版物EP 1 147 535 Bl中公開了一種單側介電阻擋放電燈。在此，第一螺旋 狀的內(nèi)部電極6盤繞到內(nèi)管9上(參見那里的圖1)。內(nèi)管9同軸地設置在外管3內(nèi)，在外 管的外側上條狀的外部電極7彼此平行地并且彼此間隔地設置。為了支承內(nèi)管9，例如提出 了保持片15，該保持片被推移到內(nèi)部電極6上。關于保持片15本身需要的在外管3的內(nèi)側 上的固定并未進行公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是提出一種管狀的介電阻擋放電燈，其具有用于內(nèi)部電極的、或者 必要時用于包圍內(nèi)部電極的內(nèi)管的、改進的保持裝置。該任務通過一種帶有放電容器的介電阻擋放電燈來解決，該放電容器具有外管，其包圍填充以放電介質的放電室；外部電極，其設置在外管的外側上；長形的內(nèi)部電極，其軸向地設置在外管內(nèi)；至少一個對中元件，其具有軸向開口，長形的內(nèi)部電極穿過該軸向開 口，其中對中元件基本上從內(nèi)部電極延伸至外管的內(nèi)側，由此內(nèi)部電極至少間接地在放電 容器內(nèi)對中，其中對中元件借助支承裝置松動地支承，其特征在于，支承裝置基本上通過外 管壁的在徑向上朝著內(nèi)部電極方向成形的部分形成。特別有利的擴展方案在從屬權利要求中得到。本發(fā)明的基本思想在于，用于使內(nèi)部電極或者必要時使帶有位于其中的內(nèi)部電極 的內(nèi)管對中的對中元件(例如對中片)并不是固定地與放電容器相連，而是借助合適的支 承裝置僅松動地支承，以便由此可靠地防止對中元件沿著燈縱軸線滑動。根據(jù)本發(fā)明設計 為支承裝置的是，在徑向上朝著內(nèi)部電極的方向成形外管壁的一部分。該造型在此伸到放 電容器內(nèi)部，使得其松動地支承對中元件。在此，即例如當對中元件比較靠近管狀放電容器的端部設置時，松動的支承可能 也僅僅單側地實現(xiàn)。于是，可能足夠的是，該對中元件僅僅防止朝著容器中心方向上的滑動。至少重要的是，對中元件并不與放電容器壁或者所述造型夾持在一起。即已經(jīng)表 明的是，在對中元件與放電容器之間的剛性連接具有一些缺點。一方面，已在制造對中元件 時或者在燈工作過程中由于暴曬作用形成的對中元件中的應力和/或裂縫擴展到放電容 器上并且會導致放電容器的機械損毀。這尤其是在高的電功率密度(例如大于每米輻射器 長度150W或者甚至大于每米輻射器長度500W)的情況下是一個問題，因為由于非常高的UV 輻射通量或者真空紫外輻射(VUV)輻射通量引起的暴曬作用是特別顯著的。此外，放電容 器在直接與對中元件焊接的情況下變形。在連接部位上，放電容器的由于對于在UV范圍中 的電磁輻射需要良好的透明度而通常由玻璃構成的材料變軟。在機械負荷下，例如由于在 運輸中的碰撞或者在放電燈工作中的震動，石英玻璃的這種局部變軟如預定斷裂部位那樣 起作用，這最后會導致放電容器的破裂。將對中元件點焊在放電容器的外管上或者(只要 存在)點焊在放電容器的內(nèi)管上的嘗試也不會得到令人滿意的結果。盡管通過點焊可以將 對放電容器的損害保持在可接受的限度中，然而在負荷的情況下焊接點脫開，使得通過點 焊未保證對中元件的持久的固定。而通過根據(jù)本發(fā)明的松動的支承，在高功率情況下并且 由此在高的VUV負荷情況下根據(jù)本發(fā)明明顯延長了燈的壽命，即延長了至少2至3倍。這種造型尤其是針對對中元件的具體形狀并且尤其也可以是多件式的。一方面為 了實現(xiàn)盡管松動但仍充分的支承，而另一方面僅僅將放電容器如所需程度地變形，有利的 是僅僅局部進行造型，例如以一個或多個錐形地朝著內(nèi)部電極變細的、大致截頂錐狀的小 節(jié)的形狀進行造型。為了構建小節(jié)，逐點地加熱外管并且用針小心地向內(nèi)壓。需要時，也可 以將額外的容器材料施加到外管上并且這樣一同形成小節(jié)?？商孢x地，該造型也可以通過 外管的朝著環(huán)周方向長形的、大致隆起狀的變形來實現(xiàn)。隆起狀的凹處原則上也可以在外 管的整個環(huán)周上延伸。而當借助開頭所描述的小節(jié)對對中元件進行支承時，外管保持更為 平滑并且并未扭曲。對中元件本身例如可以片狀地構建。重要的是這種對中片的直徑略微小于外管的 內(nèi)直徑，以便避免對中片的夾持并且因此避免了如在剛性連接情況下伴隨而來的問題(參 見上面的說明)。在對中片的中央存在孔，內(nèi)部電極或者必要時內(nèi)管通過該孔來引導。如果要防止對中片在沿著軸線的兩個方向上滑動，則在對中片之前和之后各需要至少一個小節(jié)。小節(jié)的數(shù)目在此情況下為至少兩個、優(yōu)選六個，它們相向地成對設置成三組，因為三個 固定部最佳地確定了平面位置。然而，當僅僅要在一個方向上限制位置時，則也可能單個小 節(jié)就足夠。對于在兩側防止厚度為D的對中片滑動，可以通過如下式子估計小節(jié)的大致的 最小間距dmin dmin = D · X，其中 χ = 0. 6 至 7，優(yōu)選 χ = 4。此外，與小節(jié)間距相配合地選擇小節(jié)深度，使得對中片還可以自由地沒有夾持地 運動(典型地為一毫米至數(shù)毫米)。為了能夠實現(xiàn)在放電容器內(nèi)的充分的氣體分布，對中片除了設置有用于內(nèi)部電極 或者內(nèi)管的中央孔之外，優(yōu)選設置有至少一個另外的開口，例如另外的孔。這些開口也可以 大到使得對中元件以具有輪輻的輪的方式構建。原則上，具有至少三個臂的星的類型也足 夠，即在輪的圖形中看可以省去邊框并且僅僅至少三個輪輻連同輪轂用作對中元件。對中 輪輻于是優(yōu)選管狀地構建，使得各一個匹配的小節(jié)可以松動地配合到每個管狀的對中輪輻 的端部中。因為對中元件在任何情況下都不再剛性地與外管連接，所以其不再必須由與外管 相同的材料(通常為石英玻璃)構成。更確切地說，對中元件也可以由其他材料例如陶瓷 構成。


以下將參照實施例更為詳細地闡述本發(fā)明。其中圖Ia示出了根據(jù)本發(fā)明的介電阻擋放電燈的第一實施例的部分縱向截面圖，圖Ib示出了圖Ia中的燈的簡化的橫截面圖，圖2示出了圖Ia中的燈的一個變形方案的簡化的橫截面圖，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的介電阻擋放電燈的另一實施例的部分縱向截面圖，圖4示出了具有對中元件的替選實施形式的另一實施例的簡化的橫截面圖。
具體實施例方式在附圖中相同或者功能相同的元件設置有相同的參考標記。圖Ia和Ib以強烈示意性的視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的介電阻擋放電燈的第一實施 例的部分縱向截面圖或者簡化的橫截面圖。在簡化的橫截面圖中，出于簡潔原因僅僅示出 了對于內(nèi)部電極對中重要的元件。介電阻擋放電燈針對典型為每米燈長度數(shù)百瓦特、尤其 是每米燈長度大約500W的功率密度來設計。在此，涉及在前面提及的EP 1 147 535 Bl中 公開的單側介電阻擋類型的UV輻射器。以下，闡述主要集中于內(nèi)部電極的對中。輻射器的 其他細節(jié)可以從EP 1 147 535 Bl以及在其中所參考的DE 196 36965 Al來獲取。圖la、lb中部分地示出的輻射器尤其是具有在兩個端部上封閉的外管1作為放電 容器，以及具有對中片2，其在外管1內(nèi)借助六個小節(jié)3來固定，其中在對中片的兩側上各 三個小節(jié)并且彼此大約120°的角度間隔。小節(jié)3是放電燈容器壁的徑向上伸入放電容器 的并且錐形地變細的大致截頂錐狀的造型。小節(jié)的深度為大約l_2mm。對此，直徑為大約 40mm的外管1在相應的部位被加熱并且借助金屬針向內(nèi)壓。隨后，對中片2安裝到外管1中，防止翻倒，并且隨后在對中片2的另外的側上重復該方法。在此，第二排小節(jié)定位為使得對中片2盡管不再可以滑動，但也不夾持。以此方式，對中元件2在熱交換中可以膨脹， 而外管不會炸裂。對中片2的直徑略微小于外管1的內(nèi)直徑，即保留環(huán)繞的間隙13。此外，對中片2 通過小節(jié)3僅僅松動地支承。由此，對中片2可以相對自由地運動或者在溫度改變的情況 下膨脹。因此，源自對中片2的裂縫并不會延伸至外管1的壁中，并且在外管1或對中片2 中的膨脹并不會通過過度的應力而損毀該構造。對中片2的功能是，將(在該實施形式中 圍繞保持桿8盤繞的)螺旋狀的內(nèi)部電極9軸向地保持在輻射器的外管1內(nèi)并且以機械方 式來支承。為此，對中片2具有中心孔4，內(nèi)部電極穿過中心孔。此外，在對中片2的孔4中 插入有內(nèi)管11的短的區(qū)段，內(nèi)管在該部位環(huán)繞內(nèi)部電極9，并且對中片2支承在內(nèi)管上。此 夕卜，對中片2具有六個另外的孔5，這些孔使得在對中片2的左邊和右邊的放電室7的區(qū)段 之間的氣體交換變得容易。在外管1的外壁上設置有由沿著輻射器軸線施加的薄的金屬條 構成的外部電極6。輻射器的放電容器包圍燈的放電體積7，在放電體積中存在稀有氣體，在本實施例 中是氙氣或者氣體混合物。由此，在內(nèi)部電極9和外部電極6之間可以點燃介電阻擋放電， 其用于產(chǎn)生UV輻射。放電容器優(yōu)選包括石英玻璃或者對于有用輻射透明的或者半透明的 其他電介質。圖2示出了圖Ia的燈的一個變形方案的簡化的橫截面圖，其中用于對中片2的固 定裝置并未如圖Ia中那樣構建為小節(jié)，而是構建為總共六個長形的隆起部10。對此，外管 1在相應部位上被加熱并且借助隆起狀成形的沖頭向內(nèi)壓?？商孢x地，也可以在對中片2的 兩側上各設置有一個完整環(huán)繞的隆起部(未示出)。在圖3中以示意性的部分縱向截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的介電阻擋放電燈的另 一實施例。在此涉及兩側介電阻擋類型的UV輻射器。該輻射器包括兩個彼此同軸設置的 管，這些管由透明的或者半透明的電介質構成，優(yōu)選由石英玻璃構成。在外管1和內(nèi)管15 之間包含放電體積7。對此，兩個管在其相應的端部彼此氣密地連接(未示出)。在內(nèi)管15 的內(nèi)側上安裝有管狀的內(nèi)部電極14，并且在外管1的外側上安裝有網(wǎng)狀的外部電極12。夕卜 部電極12的網(wǎng)狀構型用于如下目的可以讓放電體積7中產(chǎn)生的輻射向外穿出。而對中元 件作為對中片2的構型以及支承裝置作為小節(jié)3的構型基本上對應于圖la、lb中所示的實 施例的構型，從而對此的進一步闡述顯得多余。在那里關于松動支承的優(yōu)點方面的說明在 此自然相應地適用。圖4以簡化的示意性橫截面圖示出了具有對于對中元件的一種可替選的實施形 式的外管1。出于簡潔原因，在此也僅僅示出了對于將內(nèi)部電極對中重要的元件。對中元 件在此情況下并非如前面那樣是片，而是由四個管區(qū)段16、17構成的成形物18。該成形物 18包括軸向內(nèi)管16，其在完成輻射器的安裝之后保持內(nèi)部電極；以及三個徑向放置在內(nèi) 管上的管17。每個小節(jié)3分別壓入三個徑向管17之一的開放的端部中，并且于是松動地支 承成形物18防止在外管1中的滑動。盡管三個徑向管對于對中足夠，然而也可以使用多于 三個的徑向管。
權利要求
一種介電阻擋放電燈，具有○放電容器，其具有外管(1)，該外管包圍以放電介質填充的放電室(7)，○外部電極(12)，其設置在外管(1)的外側上，○長形的內(nèi)部電極(9；14)，其軸向地設置在外管(1)內(nèi)，○至少一個對中元件(2；18)，其具有軸向開口(4)，長形的內(nèi)部電極(9；14)穿過該開口，-其中對中元件(2；18)基本上從內(nèi)部電極(9；14)延伸至外管(1)的內(nèi)側，由此內(nèi)部電極(14)至少間接地在放電容器內(nèi)對中，-其中對中元件(2；18)借助支承裝置(3；10)松動地支承，其特征在于，○支承裝置(3；10)基本上通過外管(1)的壁的徑向朝著內(nèi)部電極(14)的方向成形的部分來形成。
2.根據(jù)權利要求1所述的燈，其中內(nèi)部電極(14)至少在對中元件(2；18)的區(qū)域中被 內(nèi)管(11)包圍，該對中元件(2)倚靠內(nèi)管來支承。
3.根據(jù)權利要求2所述的燈，其中內(nèi)管(15)在放電容器內(nèi)基本上沿著整個燈長度延 伸，并且其中內(nèi)管(15)和外管(1)以同軸雙管布置的方式氣密地彼此連接。
4.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的燈，其中支承裝置形成為至少一個錐形地朝著內(nèi) 部電極(9 ； 14)的方向變細的小節(jié)(3)。
5.根據(jù)權利要求4所述的燈，其中小節(jié)(3)的數(shù)目為三的整數(shù)倍。
6.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的燈，其中支承裝置形成為至少沿著外管(1)的 環(huán)周的一部分延伸的至少一個隆起部(10)。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的燈，其中對中元件(2)的軸向擴展小于徑向擴展。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的燈，其中對中元件構建為片(2)。
9.根據(jù)權利要求8所述的燈，其中對中片(2)除了軸向開口(4)之外還設置有一個或 更多個開口，例如設置有孔(5)。
10.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的燈，其中對中元件(18)由軸向管區(qū)段(16)和 至少三個徑向設置在所述軸向管區(qū)段上的管區(qū)段(17)形成。
11.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的燈，其中外部電極由線網(wǎng)、彼此平行間隔的金屬 條或者透明的導電層構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管狀的介電阻擋放電燈，其具有外管(1)，在外管的縱軸線上設置有長形的內(nèi)部電極(9)。內(nèi)部電極(9)借助對中元件(2)對中。對中元件(2)借助外管(1)的壁的徑向朝著內(nèi)部電極(9)的方向成形的部分、尤其是小節(jié)(3)來防止在縱向方向上的滑動地松動地支承。
文檔編號H01J65/04GK101826444SQ20101011223
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權日2009年2月6日
發(fā)明者西格馬爾·魯達科夫斯基, 阿克塞爾·洪巴赫, 馬庫斯·比森巴赫 申請人:奧斯蘭姆有限公司