设置有双灯管的介质阻挡放电灯泡

技术领域

本发明涉及一种具有放电容器的介质阻挡放电灯泡，该容器设 置为同轴双管形式，即内管同轴地置于外管内。借此内管和外管在 它们端面处彼此连接并形成该气密式放电容器。放电容器所包围的 放电空间也在内、外管间延伸。

这种放电灯泡典型地具有设置于内管内侧的第一电极和设置于 外管外侧的第二电极。因此两个电极都处于放电容器外部。这种情 况下，存在双边的电介质阻碍的放电。简单起见，当偶尔提到内部 电极或内电极及外电极或外部电极时，该名称仅涉及所提及的关于 同轴双管排列的电极的空间排列，即在内管的内部以及在外管的外 侧。

这种类型的灯泡尤其应用于工程工艺的紫外线辐射中，例如， 用于表面清洁及表面激活，光分解，臭氧生成，饮用水净化，金属 化和紫外线。在此，辐射体或紫外线辐射体的叫法也是常用的。

由例如石英玻璃制成的两管同轴排列，使灯泡可以具有很长的 长度。长灯泡对于高功率具有重要意义，因为可耦合在灯泡内的最 大功率随长度而增长。但是在长的灯泡——例如超过1米——上内 置电极会带来问题，如同在内管直径小的灯泡上一样。一方面内部 电极要牢固地靠在内管的壁上，即，不下弯，另一方面它们要容易 安装。当放电容器弯曲时，例如呈U型，该问题会加剧。

现有技术

文献DE19613502A1中描述了一种相关类型的介质阻挡放电灯 泡。其中涉及一种带有关闭的放电空间的激元辐射体，该空间形成 为两个彼此同轴排列地石英玻璃管之间的环形带。放电空间含有在 放电条件下形成激元的填充气体。在外部石英玻璃管壁外侧设置有 网状的外电极，同时内部电极由在内部石英玻璃管壁内侧放置的金 属丝螺线构成。由于相邻电极间相对大的距离，高场强区域集中在 一个较小的空间区域，并且在辐射体表面出现大的场强梯度。因此 在金属丝螺线的区域很容易形成灯丝。当电极之间置有高电压时， 放电空间的填充气体内就形成所谓的激元，其发射出与化学成分无 关的，然而基本上单的紫外线射线。对于已知的激元辐射体，金 属丝螺线形式的电极并不很容易安装。

如同在文献EP733266B1中所描述的，适当地选择电驱动方式， 并且适当地排列电极，可有效地形成辐射。在内部导体(阴极侧)置有 很高的负电压时，形成像三角形的(Δ-hnliche)放电结构，其尖峰朝 向阴极侧。通过应用在内部导体中关闭的电极表面，可获得基本上 散射的发光的放电。

在文献EP767484A1中介绍了介质阻挡放电灯泡的实施例，其中 内电极为金属管的形式，该金属管带有在辐射轴线方向上纵向延伸 的槽。为了安装内电极，该开槽了的金属管需要在一定程度上卷起 并插入内管。由此内电极可以牢固地靠在内管壁上，那么放电空间 内大量的放电灯丝可以均匀分布。不过在灯泡轴线竖直朝向的时候， 灯丝倾向于沿纵向的槽迁移。

在文献DE19856428中金属带螺线形地构成内电极。这样的优点 是灯丝均匀分布并且在垂直的装置中在空间上固定。缺点是内电极 的制造并不是很容易。而且在放电几乎唯一发生的地方，金属带螺 线也有受限的区域。

另一种可能性是在内管内部设有可导的附层。但是该方法也是 成本过高的，因为需要很长的干燥与烘烤时间。

发明内容

本发明的目的在于给出带有改良内电极的同轴双管形式的介质 阻挡放电灯泡。

该目的可以通过这样的介质阻挡放电灯泡来解决，该灯泡带有

○放电容器，其包括

○外管和内管，其中

■内管设置在外管内，

■内管和外管彼此气密地连接，由此内外管之间形成充满放电介 质的放电空间，

○第一电极和至少另一个电极，其中

○第一电极设置于内管之内，

其特征在于，

该第一电极以导电刷的形式形成。

特别有利的改进会在相关的权利要求中提到。

从开头所描述的介质阻挡放电灯泡出发，根据本发明，内电极 以导电刷的形式形成，例如，其通过在两条彼此绞合的金属线(又称 绞合线)中插入细的金属线、镶边金属丝或者刚毛来形成。其中绞合 线沿轴线延伸而刚毛束中的镶边金属丝径向地向内管内壁延伸并且 尖部触及内管。或者，镶边金属丝也可以嵌入在轴向伸长的载体上。 无论如何，通过根据本发明的导电刷作为内电极，获得了设有单电 极的辐射体内表面的非常浓密而均衡的分布。因为具有大量的可能 放电点，保持了均匀的放电结构。此外还具有优点，即，区域场强 轻微增强，降低了点火电压和驱动电压。

在一个更好的改进中，内电极作为圆刷形成。该圆刷电极可以 例如由用可导材料做成的纤细的线(刚毛)制成，该细线插在两条或多 条螺线形的盘绕的载体金属丝(绞合线)上。绞合线中至少有一条是导 电的。刚毛基本上垂直于绞合线对齐并且在在刚毛束内螺线形地围 绕绞合线盘旋。其中圆刷的外直径比内管的内直径略粗，以保证可 靠的接触。通过在应力松弛状态下比内管内直径较粗的刚毛外直径， 保证了刚毛或者纤细金属丝的贴触，优选地并不仅有尖端。当电刷 还未安装时，该直径处于应力松弛状态下。其中该外直径被理解为 垂直于刚毛纵轴线的截面的最大直径。通过所述的刚毛的轻微贴触， 降低了不希望出现的过量局部场强增加的效果。内电极的螺线形式 非常有效地阻止了放电灯丝的迁移，也即不取决于放电灯泡的空间 方位。特别地，圆刷的弹性的可变形性使内管内的安装变得简单。 此外这样形成的内电极也适用于弯曲的内管。

刚毛束内的刚毛处于在应力松弛状态下0.01毫米(mm)到1毫米 之间是有利的。相邻刚毛的间隙越小，也即刚毛密度越大，则放电 越均匀。随着变得更密的刚毛间距，该可变形性降低，使安装变困 难。优选地，该间距处于0.05毫米和0.2毫米之间。

刚毛具有处于0.005毫米和0.5毫米之间的直径是特别有效的， 尤其是处于0.02毫米和0.2毫米之间。

出于弹性可变形性的的考虑，绞合线具有处于0.2毫米和2毫米 之间的厚度是有利的。

优选地，用于绞合线以及刚毛的材料是不锈钢。

根据本发明的刷形的内电极特别适合带有弯曲内管的放电灯 泡。由于其挠性，根据本发明的内电极可以匹配内管的弯曲。该弯 曲可以作为折痕以及连续的曲面实现。例如内管的圆形的、半圆形 的、香蕉形的或者U形的曲面。

根据本发明的内电极不仅安装简单而且内管内表面分布均衡， 并因此放电容器内具有均匀放电。此外其制造简单。

至少另一个电极典型地设置在外管的外侧上。此外外电极可以 考虑网状的或者带形以及线性的电极。为了定向的辐射，在根据本 发明的灯泡的背侧，即与光辐射侧相反的一侧，可以设置反射器， 优选地使用铝材，同时其还能作为电极工作。或者根据本发明的灯 泡可以嵌入在例如由铝制成的金属块中，并且多个灯泡彼此相邻。 在该变体中，金属块作为外电极，优选地在地电位上。另外可以连 接冷却设备。

附图简介

下面将根据实施示例更仔细地解释本发明。附图显示了：

图1a显示了根据本发明的带有圆刷形内电极的放电灯泡的侧视 图，

图1b显示了图1a中实施示例的截面图，

图2显示了根据本发明的带有分段内电极的放电灯泡的侧视图，

图3a显示了根据本发明的带有半圆刷形内电极的放电灯泡的侧 视图，

图3b显示了图3a中实施示例的截面图，

图4显示了根据本发明的带有圆刷形内电极的U形的放电灯泡 的侧视图。

本发明的优选实施例

图1a，1b大致示意性地显示了根据本发明的介质阻挡放电灯泡 1第一个实施示例的侧视图以及截面图。灯泡1伸长的放电容器由外 管2和内管3以同轴双管设置的形式组成，其形成了放电容器的纵 轴线。为20瓦(W)的电功率消耗而设计的介质阻挡放电灯泡1的长 度为20厘米(cm)。外管2具有40毫米的直径和1毫米的壁厚。内管 3具有11毫米的直径和1.2毫米的壁厚。两管2，3由可穿过紫外线 辐射的石英玻璃组成。此外放电容器在其两个端部这样密封，以形 成长的环隙形的放电空间4。为该目的，放电容器在其两端各自设有 适当成型的、环状的容器段5。此外在容器段5之一安有抽气管(未 显示)，借此，放电空间4首先被变为真空接着被填充进15千帕(kPa) 的氙气。在外管2的外侧，沿放电容器的纵轴线，平行排列有总共 八个均匀分布的、线形的宽为1毫米的外电极5。在内管3内部，即 被放电容器环绕的放电空间4的外部，设有圆刷形的内电极6。内电 极6由轴向的载体元件7(这里仅简单表示)和大量的刚毛8组成。载 体元件7由两条各自直径1毫米的彼此绞合的不锈钢丝(绞合线)组成 (未显示)。在载体元件7的该两条绞合线上，螺线形地沿整个载体元 件7的长度，束状地插有大量的各自直径0.06毫米的不锈钢丝，其 相对载体元件7径向定向并且作为刚毛8起作用。

图2显示了另一个实施示例，其中同样的特征使用和图1a，1b 中同样的参考标号。其中示意性显示的介质阻挡放电灯泡9与图1a， 1b中显示的灯泡仅仅区别在于，这里内电极分为五个分段10-14。在 分段10，12和14内，载体元件7在整个圆周上径向地设置有刚毛8。 该分段10，12和14与其中并无刚毛的分段11和13互相交替。因 此工作时灯泡9优选在分段10，12和14的分区域辐射，反之在分 段11和13中不形成放电。

图3a，3b大致示意性地显示了另一个实施示例的侧视图以及截 面图。这里同样的特征也使用了和图1a，1b中同样的参考标号。其 中示意性显示的介质阻挡放电灯泡9与图1a，1b中显示的灯泡仅仅 区别在于，这里内电极仅仅半圆柱地设置有径向的刚毛8。此外外管 2的壁外侧只在一半外壳上设有由铝制成的外电极16，其沿外管2 的整个长度延伸。其中外电极16这样设置，以使其与半圆刷形的内 电极直接面对。这样形成辐射的优先方向。外电极16可以被例如蒸 镀、粘贴、或者夹住。此外外电极也可以由金属块形成，而灯泡部 分地嵌入在其中。

图5示意性地显示了一实施示例，其中放电容器U形弯曲，因 此内管17和外管18也呈U形弯曲。根据本发明的挠性的内电极6 能够无问题地与该弯曲一致。此外内电极6由于载体元件以及刚毛 的挠性，可以相对无问题地插入在内管中。