WO1996031902A1 - Quecksilber-niederdruckentladungslampe - Google Patents

Quecksilber-niederdruckentladungslampe Download PDF

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WO1996031902A1
WO1996031902A1 PCT/DE1996/000647 DE9600647W WO9631902A1 WO 1996031902 A1 WO1996031902 A1 WO 1996031902A1 DE 9600647 W DE9600647 W DE 9600647W WO 9631902 A1 WO9631902 A1 WO 9631902A1
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Horst Wedekamp
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Wedeco Umwelttechnologien Wasser Boden Luft GmbH
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Wedeco Umwelttechnologien Wasser Boden Luft GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp

Definitions

  • the invention relates to a mercury low-pressure discharge sheet according to the preamble of patent claim 1.
  • Low-pressure mercury discharge lamps are generally used to disinfect water or air. In addition, there are also applications in the UV irradiation of surfaces.
  • the low-pressure mercury discharge lamps generate UV radiation with a line spectrum with an intense emission line of wavelength 253.7 nm and considerably weaker emission lines of wavelengths below 200 nm with a maximum at around 185 nm and 194 nm.
  • the short-wave portion of UV radiation in the wavelength range of less than 200 nm is required for various photochemical processes, for example the emission line of approximately 185 nm for generating ozone from oxygen and for curing lacquers and adhesives. Even in the treatment of ultrapure water, which is required, for example, in the electronics industry for the production and manufacture of semiconductors, this short-wave radiation enables photo-oxidative degradation of pollutants.
  • mercury low-pressure discharge lamps At a certain mercury vapor pressure, mercury low-pressure discharge lamps have an optimal degree of efficiency, based on the radiation power at 254 nm.
  • the optimum vapor pressure, depending on the lamp tube cross section, is usually achieved with operating currents in the range from approximately 0.1 ampere to 1 ampere.
  • the operating current can be increased if an amalgam-forming metal filling is arranged within the lamp tube of the low-pressure mercury discharge lamp.
  • the amalgam is known to be a mercury alloy which, for. B. consists of mercury and indium. If such a metal filling is provided on the inside of the lamp tube of the low-pressure mercury discharge lamp between the electrodes or incandescent filaments in the region of the discharge path, the low-pressure mercury discharge lamp can be operated with a larger operating current of approximately 2 to 3 amperes.
  • the invention has for its object to improve a mercury low-pressure discharge lamp of the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that, despite the circumstances described above, a substantial increase in short-wave UV radiation in the range from 170 to 200 nm and above all the emission line of 185 nm compared to UV radiation of 254 nm is reached.
  • the invention therefore presupposes the use of the metal filling which is known per se, but in a novel manner it is provided that the outer wall of the lamp tube has mechanical contact at the point where the metal filling is on the inner wall of the lamp tube or a mechanical contact is made with a heat sink.
  • the invention is based on the knowledge that the operating vapor pressure of the mercury of the low-pressure mercury discharge lamp depends on the wall temperature of the lamp tube and on the electrical operating parameters. For this reason, in the known mercury low-pressure discharge lamps, the possibility of increasing the operating current mentioned above does not lead to an increase in the radiation power either because the lamp tube of the low-pressure mercury discharge lamp then becomes too hot and the optimum operating vapor pressure of the mercury does not occur.
  • the cooling provided in the invention allows the mercury low-pressure discharge lamp to be operated with a higher operating current, with the result that the short-wave UV radiation rises significantly in the range from 170 to 200 nm, because cooling prevents it from being prevented the operating vapor pressure in the lamp tube rises and exceeds saturation.
  • the metal fillings are no longer arranged on the smooth inner wall of the lamp tube as before, rather the lamp tube has radially outwardly directed bulges in the form of dents which form depressions in the manner of a crucible, and within these bulges are the metal fillings.
  • the bulges are at least partially in contact with a heat sink, which in turn causes cooling, which enables the substantial increase in the operating current and thus the significant increase in the short-wave UV radiation in the range from 170 to 200 nm.
  • the metal filling is arranged in the immediate vicinity of the bulges mentioned above. It is crucial here that the metal fillings are arranged so close to the bulges mentioned that they lie in the effective range of the cooling zone and that significant cooling is still achieved.
  • the low-pressure mercury discharge lamp is arranged in a cladding tube which is transparent to UV radiation in such a way that the bulges of the lamp tube are at least are at least partially in contact with the outer cladding tube, the cladding tube forming the heat sink.
  • This embodiment is advantageous, for example, when the low-pressure mercury discharge lamp is designed with the outer cladding tube as a submerged emitter, the cladding tube being surrounded by a liquid medium. This liquid medium then advantageously supports the cooling.
  • the above-mentioned cladding tube prefferably has radially inward indentations at the locations of the metal fillings, which are in contact with the aforementioned locations of the metal fillings, the cladding tube forming the heat sink . It is crucial that the metal fillings are in contact with the outer cladding tube, which contributes to cooling.
  • the lamp tube of the low-pressure mercury discharge lamp expediently has a cross section of at least 0.5 cm and at most 12 cm, preferably about 3 cm.
  • the lamp tube has a cross section which is at least 30% smaller in the region of its discharge path than at the two outer ends in the region of the electrodes. At the two outer ends, the lamp tube thus has sections with a larger cross section than in the middle in the actual discharge area.
  • the metal fillings or the bulges of the lamp tube are located or the aforementioned indentations of the cladding tube in the region of the electrodes, that is to say in the region of the ends with the larger cross sections.
  • metal fillings are located in the region of the discharge path of the lamp tube, that is to say in the region with the smaller cross section.
  • a metal filling is preferably arranged on each side - adjacent to the areas with the larger cross section.
  • the invention can also be used to advantage if the lamp tube has a flat, elongated cross section deviating from the circular shape with two broad sides (radiation sides) and two narrow sides and is designed as a flat radiator known per se. The bulges or the metal fillings are then located on at least one narrow side of the flat radiator.
  • Fig. 1-9 different embodiments of a mercury low-pressure discharge lamp
  • FIG. 10 shows a graphical representation of the portions of the wavelengths or emission lines at approximately 185 nm and approximately 254 nm of the UV radiation generated. lung.
  • the lamp tube 12 has an inner wall 14 and an outer wall 28. At the ends there are in each case a base 22 with electrical connecting pins 24, which in connection with the inside of the Electrodes 20 (incandescent filaments) are provided in the lamp tube.
  • a metal filling 32 is firmly attached to the inner wall 14 of the lamp tube 12 in the area between the electrodes 20, and at the opposite point the outer wall 28 of the lamp tube 12 is in contact with a heat sink 46, which is formed, for example, by a heat sink can.
  • the heat sink 46 causes cooling in the area of the metal filling 32, so that the mercury low-pressure discharge lamp 10 can be operated with a comparatively high operating current of greater than 2.5 amperes. This results in a decisive increase in short-wave UV radiation in the range from 170 nm to 200 nm, compared to UV radiation of approximately 254 nm.
  • FIG. 2 shows a low-pressure mercury discharge lamp 10, in which two metal fillings 32 are provided.
  • the lamp tube 12 has two corresponding radially outward bulges 30 in which the metal fillings 32 are located. On the outer wall 28 of the lamp tube 12, these bulges 30 are in contact with the heat sinks 46.
  • a variant of a lamp tube with a bulge 30 is also shown in FIG. tion with the heat sink 46 is, however, the metal filling 32 is not in the bulge 30 itself, but in the immediate vicinity thereof. The metal filling 32 is still in the effective range of the heat sink 46, so that cooling can also take place here.
  • the low-pressure mercury discharge lamp 10 is designed as a submerged emitter, because the lamp tube 12 is located within a cladding tube 26 which is transparent to UV radiation.
  • the bulge 30, in which the metal filling 32 is located, is in contact with the cladding tube 26, which thus forms the heat sink.
  • Immersion heaters are usually used to irradiate liquids, which then surround the cladding tube 26, as a result of which the cladding tube 26 is particularly suitable for performing the function of a heat sink.
  • FIG. 5 also shows a low-pressure mercury discharge lamp 10 with an outer cladding tube 26.
  • This cladding tube 26 has an indentation 44 which is in contact with the outer wall 28 of the inner lamp tube 12, specifically at the point where on the inner wall the metal filling 32 is arranged. This is here directly on the inner wall 14 of the lamp tube 12, d. that is, unlike in FIG. 4, no bulge is provided here; the bulge is practically replaced by the indentation 44.
  • FIG. 6 shows another embodiment in partial representation, only one end of the low-pressure mercury discharge lamp 10 being shown for reasons of space.
  • the lamp tube 12 has on the two Ends in the area of the electrodes 20 a larger cross section than in the area of the actual discharge gap 18, that is to say in the central area.
  • the cross section in the central region of the discharge gap 18 is at least 30% smaller than in the region of the ends 16 with the larger cross section.
  • the at least one metal filling 32 is arranged in the region of one end 16 with the larger cross section on the inner wall 14 of the lamp tube 12 and is in turn connected to a heat sink 46, which here has a radially inward indentation in the region of the metal filling 32.
  • the heat sink 46 could thus also be formed by the cladding tube 26 shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 also shows a low-pressure mercury discharge lamp 10, in which the ends of the lamp tube 12 have a larger cross section 16 than the discharge path 18.
  • the difference from Fig. 6 is that the metal filling 32 is arranged in the bulge 30, and that the heat sink 46 is flat.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 8 also shows a lamp tube 12 in which the ends 16 have an enlarged cross section.
  • the metal filling 32 is not arranged in the region of the enlarged cross section 16, but in the region of the discharge path 18 in the bulge 30, which is in contact with the heat sink 46.
  • FIG. 9 shows, as a further exemplary embodiment, in a partial representation a flat radiator 34 in which the lamp tube has two broad sides 36 and two has narrow sides 38.
  • the bulge 30 for receiving a metal filling is located on a narrow side 38 of the flat radiator 34. This bulge is - which is not shown in FIG. 9 - also in contact with a heat sink or with a cladding tube.
  • the emission lines of the short-wave UV radiation 40 with a wavelength of approximately 185 n and the emission radiation 42 with a wavelength of approximately 254 nm are particularly striking.
  • the short-wave portion 40 of the radiation of 185 nm is almost 90% of the portion of the radiation 42 of 254 nm.
  • Such a high percentage of the short-wave radiation 40 of 185 nm is compared to the radiation 42 of 254 nm completely surprising and could not be achieved so far.

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

Quecksilber-Niederdruckentladungslampe zur Erzeugung von UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 170 nm bis 280 nm für die Bestrahlung flüssiger oder gasförmiger Medien und/oder von Oberflächen. Die Quecksilber-Niederdruckentladungslampe besitzt ein Lampenrohr (12), in welchem sich an der Innenwand (14) mindestens eine Amalgam bildende Metallfüllung (32) befindet. Diese Metallfüllung ist an mindestens einer Stelle zwischen den Elektroden der Quecksilber-Niederdruckentladungslampe auf der Innenwand des Lampenrohres angeordnet, wobei die Aussenwand des Lampenrohres an dieser entsprechenden Stelle in mechanischer Berührung mit einem Kühlkörper (46) steht.

Description

Quecksilber-Niederdruckentladungslaπipe
Die Erfindung betrifft eine Quecksilber-Niederdruckentla- dungsla pe gemäß dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1.
Allgemein werden Quecksilber-Niederdruckentladungslampen bei der Desinfektion von Wasser oder von Luft eingesetzt. Daneben finden sich auch Anwendungen bei der UV-Bestrah¬ lung von Oberflächen. Die Quecksilber-Niederdruckent¬ ladungslampen erzeugen UV-Strahlung mit einem Linien¬ spektrum mit einer intensiven Emissionslinie der Wellen¬ länge 253,7 nm und erheblich schwächeren Emissionslinien der Wellenlängen unter 200 nm mit einem Maximum bei etwa 185 nm und 194 nm.
Der kurzwellige Anteil der UV-Strahlung des Wellenlängen¬ bereichs von unter 200 nm wird für verschiedene photochemische Prozesse benötigt, etwa die Emissionslinie von ca. 185 nm zur Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff sowie zur Härtung von Lacken und Klebern. Auch bei der Aufbereitung von Reinstwasser, welches beispielsweise in der Elektronikindustrie bei der Fertigung und Herstellung von Halbleitern benötigt wird, ermöglicht diese kurz¬ wellige Strahlung einen photo-oxidativen Abbau von Schadstoffen. Bei bekannten Quecksilber-Niederdruckentladungslampen ist allerdings der prozentuale Anteil der kurzwelligen Strah¬ lung unterhalb 200 nm relativ gering im Vergleich mit dem Anteil der Strahlung im Bereich von 254 nm und bei üb¬ lichen Quecksilber-Niederdruckentladungslampen liegt die¬ ser Anteil der kurzwelligen UV-Strahlung von 185 nm - be¬ zogen auf den Anteil der 254 nm-Strahlung - nur bei maxi¬ mal etwa 10 %.
Quecksilber-Niederdruckentladungslampen weisen bei einem bestimmten Quecksilber-Dampfdruck einen optimalen Wir¬ kungsgrad auf, bezogen auf die Strahlungsleistung bei 254 nm. Der optimale Dampfdruck wird in Abhängigkeit des LampenrohrquerSchnitts üblicherweise mit Betriebsströmen im Bereich von etwa 0,1 Ampere bis 1 Ampere erreicht.
Um eine höhere Strahlersleistung zu erzielen, ist es schon bekannt, daß man den Betriebsstrom erhöhen kann, wenn man innerhalb des Lampenrohres der Quecksilber- Niederdruckentladungslampe eine Amalgam bildende Metall¬ füllung anordnet. Bei dem Amalgam handelt es sich be¬ kanntlich um eine Quecksilberlegierung, die z. B. aus Quecksilber und Indium besteht. Wenn an der Innenseite des Lampenrohres der Quecksilber-Niederdruckentladungs¬ lampe zwischen den Elektroden bzw. Glühwendeln im Bereich der Entladungsstrecke eine solche Metallfüllung vorge¬ sehen wird, kann die Quecksilber-Niederdruckentladungs¬ lampe mit einem größeren Betriebsström von etwa 2 bis 3 Ampere betrieben werden.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß sowohl bei der Ver¬ wendung der erwähnten Metallfüllung eine Erhöhung der kurzwelligen UV-Strahlung im Bereich unter 200 nm im Ver- gleich zur UV-Strahlung bei 254 nm nicht erreicht werden kann. Man könnte zwar daran denken, bei Verwendung der Metallfüllung den Betriebsstrom noch weiter zu erhöhen, jedoch hat sich erwiesen, daß auf diesem Weg keine Er¬ höhung der Strahlungsleistung zu erzielen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Quecksil¬ ber-Niederdruckentladungslampe der im Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs 1 genannten Art dahingehend zu verbessern, daß trotz der voranstehend beschriebenen Umstände eine wesentliche Erhöhung der kurzwelligen UV-Strahlung im Be¬ reich von 170 bis 200 nm und vor allem der Emissionslinie von 185 nm im Vergleich zur UV-Strahlung von 254 nm er¬ reicht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angege¬ benen Merkmale.
Bei der Erfindung wird also die Verwendung der an sich bekannten Amalgam bildenden Metallfüllung vorausgesetzt, in neuartiger Weise wird dabei jedoch vorgesehen, daß die Außenwand des Lampenrohres an der Stelle, an der sich auf der Innenwand des Lampenrohres die Metallfüllung befin¬ det, eine mechanische Berührung bzw. ein mechanischer Kontakt mit einem Kühlkörper hergestellt wird.
Durch diese Maßnahme ergibt sich an der betreffenden Stelle eine Kühlung mit der Wirkung, daß die Quecksilber- Niederdruckentladungslampe mit einem wesentlich höheren Betriebsstrom betrieben werden kann. Als Ergebnis dieses höheren Betriebsstromes ist in angestrebter Weise eine überraschend deutliche Steigerung der kurzwelligen UV- Strahlung im Bereich von 170 bis 200 nm und insbesondere von 185 nm im Vergleich zur UV-Strahlung von 254 nm zu beobachten.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Be¬ triebsdampfdruck des Quecksilbers der Quecksilber-Nieder¬ druckentladungslampe von der Wandtemperatur des Lampen¬ rohres und von den elektrischen Betriebsparametern ab¬ hängt. Deshalb führt bei den bekannten Quecksilber-Nie¬ derdruckentladungslampen die weiter oben angesprochene Möglichkeit der Erhöhung des Betriebsstromes auch nicht zu einer Erhöhung der Strahlungsleistung, weil das Lam¬ penrohr der Quecksilber-Niederdruckentladungslampe dann zu heiß wird und sich der optimale Betriebsdampfdruck des Quecksilbers nicht einstellt. Durch die bei der Erfindung vorgesehene Kühlung kann demgegenüber die Quecksilber- Niederdruckentladungslampe sehr wohl mit einem höheren Betriebsstrom betrieben werden, mit der Folge, daß die kurzwellige UV-Strahlung im Bereich von 170 bis 200 nm deutlich ansteigt, weil wegen der Kühlung verhindert wird, daß der Betriebs-Dampfdruck im Lampenrohr ansteigt und über die Sättigung hinausgeht.
Durch Messungen einer erfindungsgemäßen Quecksilber-Nie¬ derdruckentladungslampe konnte in Versuchen bestätigt werden, daß sich der prozentuale Anteil der kurzwelligen UV-Strahlung von ca. 185 nm - bezogen auf den Strahlungs¬ anteil von 254 nm - bis auf Werte von 90 % erhöhen läßt. Dies ist ein Vielfaches dessen, was bei bisherigen Quecksilber-Niederdruckentladungslampen möglich war. So¬ mit kann beispielsweise mit den neuen Quecksilber-Nieder¬ druckentladungslampen eine entscheidend höhere photo- lytische oder photooxidative Wirkung erzielt werden, was beispielsweise von besonderem Vorteil bei der Behandlung von Reinstwasser ist. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Metallfüllung innerhalb einer oder mehrerer ra¬ dial nach außen weisenden Ausbuchtungen des Lampenrohres angeordnet ist bzw. sind, und daß die Ausbuchtungen zu¬ mindest teilweise in Kontakt mit einem Kühlkörper stehen.
Bei dieser Weiterbildung der Erfindung werden die Metall¬ füllungen nicht mehr wie bisher an der glatten Innenwand des Lampenrohres angeordnet, vielmehr besitzt das Lampen¬ rohr radial nach außen gerichtete Ausbuchtungen in Form von Dellen, die Vertiefungen nach Art eines Tiegels bil¬ den, und innerhalb dieser Ausbuchtungen befinden sich die Metallfüllungen. Dabei stehen die Ausbuchtungen zumindest teilweise in Kontakt mit einem Kühlkörper, wodurch wie¬ derum eine Kühlung bewirkt wird, welche die wesentliche Erhöhung des Betriebsstromes und damit die deutliche Steigerung der kurzwelligen UV-Strahlung im Bereich von 170 bis 200 nm ermöglicht.
Um die bei der Erfindung als wichtige Maßnahme vorgese¬ hene Kühlung zu bewirken, ist in einer weiteren zweck¬ mäßigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Metallfüllung in unmittelbarer Nähe der voranstehend er¬ wähnten Ausbuchtungen angeordnet ist. Dabei ist entschei¬ dend, daß die Metallfüllungen so nahe zu den erwähnten Ausbuchtungen angeordnet sind, daß sie im Wirkungsbereich der Kühlzone liegen und noch eine deutliche Kühlung er¬ zielt wird.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er¬ findung ist die Quecksilber-Niederdruckentladungslampe in einem für UV-Strahlung durchlässigen Hüllrohr derart an¬ geordnet, daß die Ausbuchtungen des Lampenrohres zumin- dest teilweise mit dem äußeren HÜllrohr in Kontakt ste¬ hen, wobei das Hüllrohr den Kühlkörper bildet.
Diese Ausgestaltung ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die Quecksilber-Niederdruckentladungslampe mit dem äußeren Hüllrohr als Tauchstrahler ausgebildet ist, wobei das HÜllrohr von einem flüssigen Medium umgeben ist. Die¬ ses flüssige Medium unterstützt dann in vorteilhafter Weise die Kühlung.
Im Rahmen der Erfindung ist es gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, daß das voranstehend erwähnte Hüllrohr an den Stellen der Metallfüllungen radial nach innen weisende Einbuchtungen aufweist, die in Kontakt mit den genannten Stellen der Metallfüllungen stehen, wobei das Hüllrohr den Kühlkörper bildet. Entscheidend ist dabei, daß die Metallfüllungen jeweils in Berührung und Kontakt mit dem äußeren Hüllrohr stehen, welches zur Kühlung beiträgt.
Zweckmäßig weist das Lampenrohr der Quecksilber-Nieder¬ druckentladungslampe einen Querschnitt von mindestens 0,5 cm und maximal 12 cm auf, vorzugsweise etwa 3 cm auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Lam¬ penrohr im Bereich seiner Entladungsstrecke einen um min¬ destens 30 % kleineren Querschnitt als an den beiden äußeren Enden im Bereich der Elektroden. An den beiden äußeren Enden besitzt somit das Lampenrohr Abschnitte mit einem größeren Querschnitt als in der Mitte im eigent¬ lichen Entladungsbereich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung befinden sich die Metallfüllungen bzw. die Ausbuchtungen des Lampenrohres oder auch die erwähnten Einbuchtungen des Hüllrohres im Bereich der Elektroden, also im Bereich der Enden mit den größeren Querschnitten.
Eine andere Variante sieht vor, daß sich die Metall¬ füllungen im Bereich der Entladungsstrecke des Lampenroh¬ res befinden, also im Bereich mit dem geringeren Quer¬ schnitt. Dabei ist vorzugsweise an jeder Seite - benach¬ bart zu den Bereichen mit dem größeren Querschnitt - je¬ weils eine Metallfüllung angeordnet.
Die Erfindung läßt sich mit Vorteil auch dann anwenden, wenn das Lampenrohr einen von der Kreisform abweichenden flachen länglichen Querschnitt mit zwei breiten Seiten (Strahlungsseiten) und zwei schmalen Seiten aufweist und als an sich bekannter Flachstrahler ausgebildet ist. Die Ausbuchtungen bzw. die Metallfüllungen befinden sich dann an mindestens einer schmalen Seite des Flachstrahlers.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei¬ spiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 - 9 verschiedene Ausführungsformen einer Quecksilber-Niederdruckentladungs- lampe, und
Fig. 10 eine graphische Darstellung der Ant- teile der Wellenlängen bzw. Emissionslinien bei etwa 185 nm und etwa 254 nm der erzeugten UV-Strah- lung .
Fig. 1 zeigt eine Quecksilber-Niederdruckentladungslampe 10 mit einem Lampenrohr 12. Das Lampenrohr 12 besitzt eine Innenwand 14 sowie eine Außenwand 28. An den Enden befinden sich jeweils ein Sockel 22 mit elektrischen An¬ schlußstiften 24, die in Verbindung mit den im inneren des Lampenrohres vorgesehenen Elektroden 20 (Glühwendeln) stehen.
Auf der Innenwand 14 des Lampenrohres 12 ist im Bereich zwischen den Elektroden 20 eine Metallfüllung 32 fest an¬ gebracht, und an der gegenüberliegenden Stelle steht die Außenwand 28 des Lampenrohres 12 in Berührung mit einem Kühlkörper 46, der beispielsweise durch ein Kühlblech ge¬ bildet sein kann. Der Kühlkörper 46 bewirkt im Bereich der Metallfüllung 32 eine Kühlung, so daß die Quecksil¬ ber-Niederdruckentladungslampe 10 mit einem vergleichs¬ weise hohen Betriebsstrom von größer als 2,5 Ampere be¬ trieben werden kann. Dadurch ergibt sich eine entschei¬ dende Erhöhung der kurzwelligen UV-Strahlung im Bereich von 170 nm bis 200 nm, im Vergleich zur UV-Strahlung von etwa 254 nm.
Die Darstellung in Fig. 2 zeigt eine Quecksilber-Nieder¬ druckentladungslampe 10, bei welcher zwei Metallfüllungen 32 vorgesehen sind. Dabei besitzt das Lampenrohr 12 zwei entsprechende radial nach außen gerichtete Ausbuchtungen 30, in denen sich die Metallfüllungen 32 befinden. An der Außenwand 28 des Lampenrohres 12 stehen diese Ausbuchtun¬ gen 30 in Kontakt mit den Kühlkörpern 46.
In Fig. 3 ist ebenfalls eine Variante eines Lampenrohres mit einer Ausbuchtung 30 dargestellt, die außen in Beruh- rung mit dem Kühlkörper 46 steht, jedoch ist dabei die Metallfüllung 32 nicht in der Ausbuchtung 30 selbst, son¬ dern in unmittelbarer Nähe davon angeordnet. Dabei befin¬ det sich die Metallfüllung 32 immer noch im Wirkungsbe¬ reich des Kühlkörpers 46, so daß auch hier eine Kühlung erfolgen kann.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Quecksilber-Niederdruckentladungslampe 10 als Tauchstrah¬ ler ausgebildet, denn das Lampenrohr 12 befindet sich innerhalb eines Hüllrohres 26, welches für UV-Strahlung durchlässig ist. Die Ausbuchtung 30, in der sich die Me¬ tallfüllung 32 befindet, steht in Kontakt mit dem Hüll¬ rohr 26, welches somit den Kühlkörper bildet. Üblicher¬ weise werden Tauchstrahler zur Bestrahlung von Flüssig¬ keiten eingesetzt, welche dann das Hüllrohr 26 umgeben, wodurch das Hüllrohr 26 besonders geeignet ist, die Funk¬ tion eines Kühlkörpers zu übernehmen.
Auch die Darstellung in Fig. 5 zeigt eine Quecksilber- Niederdruckentladungslampe 10 mit einem äußeren Hüllrohr 26. Dieses Hüllrohr 26 besitzt eine Einbuchtung 44, die in Kontakt mit der Außenwand 28 des inneren Lampenrohres 12 steht, und zwar an der Stelle, wo auf der Innenwand die Metallfüllung 32 angeordnet ist. Diese befindet sich hier direkt auf der Innenwand 14 des Lampenrohres 12, d. h., anders als in Fig. 4 ist hier keine Ausbuchtung vor¬ gesehen; die Ausbuchtung wird praktisch durch die Ein¬ buchtung 44 ersetzt.
Fig. 6 zeigt in teilweiser Darstellung ein anderes Aus¬ führungsbeispiel, wobei aus Platzgründen nur das eine Ende der Quecksilber-Niederdruckentladungslampe 10 darge¬ stellt ist. Dabei besitzt das Lampenrohr 12 an den beiden Enden im Bereich der Elektroden 20 einen größeren Quer¬ schnitt als im Bereich der eigentlichen Entladungsstrecke 18, also im mittleren Bereich. Der Querschnitt im mittle¬ ren Bereich der Entladungsstrecke 18 ist um mindestens 30 % kleiner als im Bereich der Enden 16 mit dem größeren Querschnitt.
Die mindestens eine Metallfüllung 32 ist im Bereich des einen Endes 16 mit dem größeren Querschnitt auf der Innenwand 14 des Lampenrohres 12 angeordnet und steht wiederum mit einem Kühlkörper 46 in Verbindung, der hier im Bereich der Metallfüllung 32 eine radial nach innen gerichtete Einbuchtung besitzt. Der Kühlkörper 46 könnte also etwa auch durch das in Fig. 5 dargestellte Hüllrohr 26 gebildet sein.
Fig. 7 zeigt ebenfalls eine Quecksilber-Niederdruckentla¬ dungslampe 10, bei der die Enden des Lampenrohres 12 einen größeren Querschnitt 16 als die Entladungsstrecke 18 aufweisen. Der Unterschied zu Fig. 6 besteht darin, daß die Metallfüllung 32 in der Ausbuchtung 30 angeordnet ist, und daß der Kühlkörper 46 eben verläuft.
Auch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 zeigt ein Lam¬ penrohr 12, bei welchem die Enden 16 einen vergrößerten Querschnitt besitzen. Die Metallfüllung 32 ist jedoch nicht im Bereich des vergrößerten Querschnittes 16, son¬ dern im Bereich der Entladungsstrecke 18 in der Ausbuch¬ tung 30 angeordnet, die in Berührung mit dem Kühlkörper 46 steht.
Schließlich zeigt Fig. 9 als weiteres Ausführungsbeispiel in einer teilweisen Darstellung einen Flachstrahler 34, bei dem das Lampenrohr zwei breite Seiten 36 und zwei schmale Seiten 38 besitzt. Die Ausbuchtung 30 zur Auf¬ nahme einer Metallfüllung befindet sich dabei an einer schmalen Seite 38 des Flachstrahlers 34. Diese Ausbuch¬ tung steht - was in Fig. 9 nicht näher dargestellt ist - ebenfalls in Kontakt mit einem Kühlkörper bzw. mit einem Hüllrohr.
Fig. 10 zeigt in einer graphischen Darstellung die Wellenlängen bzw. Emissionslinien der mit einer erfindungsgemäßen Quecksilber-Niederdruckentladungslampe erzeugten UV-Strahlung. Besonders auffällig sind die Emissionslinien der kurzwelligen UV-Strahlung 40 der Wellenlänge von etwa 185 n und die Emissionsstrahlung 42 der Wellenlänge von etwa 254 nm.
Wie zu erkennen ist, beträgt der kurzwellige Anteil 40 der Strahlung von 185 nm fast 90 % des Anteils der Strah¬ lung 42 von 254 nm. Ein solch hoher prozentualer Anteil der kurzwelligen Strahlung 40 von 185 nm im Vergleich zur Strahlung 42 von 254 nm ist völlig überraschend und konnte bisher nicht erzielt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) mit ei¬ nem Lampenrohr (12) und mit mindestens einer darin an der Innenwand (14) befindlichen Amalgam bildenden Metall¬ füllung (32), zur Erzeugung von UV-Strahlung im Wellen¬ längenbereich von etwa 170 nm bis 280 nm für die Bestrah¬ lung flüssiger oder gasförmiger Medien und/oder von Ober¬ flächen, dadurch gekennzeichne , daß die Metallfüllung (32) zwischen den Elektroden (20) der Quecksilber-Nieder¬ druckentladungslampe (10) auf der Innenwand (14) des Lam¬ penrohres (12) angeordnet ist, und daß die Außenwand (28) des dieser Stelle der Innenwand (14) entsprechenden Be¬ reichs des Lampenrohres (12) in Berührung bzw. Kontakt mit einem Kühlkörper (26;46) steht.
2. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach An¬ spruch 1, dadurch gekennzeichne , daß die Metallfüllung (32) innerhalb einer oder mehrerer radial nach außen wei¬ senden Ausbuchtungen (30) des Lampenrohres (12) angeord¬ net ist, und daß die Ausbuchtungen (30) zumindest teil¬ weise in Kontakt mit einem Kühlkörper (26;46) stehen.
3. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach An- spruch 1, dadurch gekennzeichne , daß die Metallfüllung (32) in unmittelbarer Nähe einer oder mehrerer radial nach außen weisenden Ausbuchtungen (30) des Lampenrohres (12) angeordnet ist, und daß die Ausbuchtungen (30) zu¬ mindest teilweise in Kontakt mit einem Kühlkörper (26;46) stehen.
4. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach ei¬ nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Quecksilber-Niederdruckent¬ ladungslampe (10) in einem für UV-Strahlung durchlässigen Hüllrohr (26) angeordnet ist, daß die Ausbuchtungen (30) des Lampenrohres (12) zumindest teilweise mit dem äußeren Hüllrohr (26) in Kontakt stehen, und daß das Hüllrohr (26) den Kühlkörper bildet.
5. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach An¬ spruch 1, dadurch gekennzeichne , daß die Quecksilber- Niederdruckentladungslampe (10) in einem für UV-Strahlung durchlässigen Hüllrohr (26) angeordnet ist, daß das Hüll¬ rohr (26) an den Stellen der Metallfüllung (32) radial nach innen weisende Einbuchtungen (44) aufweist, die in Kontakt mit den genannten Stellen der Metallfüllung (32) stehen, wobei das Hüllrohr (26) den Kühlkörper bildet.
6. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach ei¬ nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Lampenrohr (12) einen Quer- schnitt von mindestens 0,5 c r und maximal von 12 αmr be¬ sitzt.
7. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach ei¬ nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Lampenrohr (12) im Bereich seiner Entladungsstrecke (18) einen um mindestens 30 % kleineren Querschnitt aufweist als an den beiden äußeren Enden (16) im Bereich der Elektroden (20).
8. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach ei¬ nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Betriebsstrom durch die Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) größer als 2,5 Ampere ist.
9. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach ei¬ nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Metallfüllungen (32) bzw. die Ausbuchtungen (30) des Lampenrohres (12) oder die Einbuchtungen (44) des Hüllrohres (26) im Bereich der größeren Lampenrohrquerschnitte (16) angeordnet sind.
10. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach ei¬ nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Lampenrohr (12) einen von der Kreisform abweichenden flachen länglichen Querschnitt mit zwei breiten Seiten (36) (Strahlungsseiten) und zwei schmalen Seiten (38) aufweist und als an sich bekannter Flachstrahler (34) ausgebildet ist.
11. Quecksilber-Niederdruckentladungslampe (10) nach An¬ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metall¬ füllungen (32) bzw. die Ausbuchtungen (30) an mindestens einer schmalen Seite (38) des Flachstrahlers (34) befin¬ den.
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