[发明专利]放电灯

说明书

本发明涉及汞蒸汽放电灯，它包含：

管状灯容器，具有可穿透UV辐射并以密闭方式包围具有直径D的放电空间的器壁；

填充物，被配置在放电空间中并包含具有至少0.4mg/cm³和至多2.5mg/cm³平均浓度的汞；以及

一对电极，以电极间距L被安装在放电空间中。

这种灯从普通应用中被了解到并且特别在菲利普小型照明设备商品目录1995/96，1-98至1-99页中被描述，例如具有牌号HOK20/100类型的灯。已知的灯是UV灯并适用于不同的化学过程，例如涂料的固化过程，但它可替换地被用于在其中需要UV辐射的其他过程，诸如在水净化装置中水的消毒或例如用于在医院中手术室的灭菌。已知的UV灯在UV的C/B区中的有效UV输出主要在254nm，即接近进行消毒最有效处的265nm的波长。灯的有效UV输出是灯在波长范围220-320nm内运行期间所发射的UV辐射，该UV辐射被利用于，例如，消毒和杀菌。在已知的灯中，器壁由石英玻璃，即具有含量至少95％重量的SiO₂的玻璃制成。在运行期间灯壁达到600与900℃之间的温度，而填充物的汞全部被汽化。已知灯的实施例适用于，例如，400到17,000W的功率范围内。约2100W功率的灯具有约22mm的内径，约1.7mg/cm³的平均汞浓度，约200mm的电极间距，及约250mm的总长度，该长度基本上由电极间距决定。已知的灯被熟悉制灯技术领域的人概指为中压放电灯。在水净化装置中现存系统适合于具有长度在200与300mm之间的灯。已知的灯的缺点在于灯的有效UV输出以较低的功率被获得。为了实现所期望的水的消毒，需要相当大量的灯并且消耗相当多的能量。而且，较多的能量以热和光的形式被耗取，这助长了在水净化装置的材料上藻类的有害生长。

本发明具有为其目的去提供在开头段落中所描述型式的放电灯，在其额定功率保持相同时其有效UV输入被提高。在开头段落中所描述的型式的放电灯是为了这个目的，其特征在于放电空间的直径D被选择以使它处于从10至15mm的范围。表1列出了按照本发明和相等长度及相等功率的已知灯的一些特征。表2示出了有相同长度及1200W功率的按照本发明的灯的特征。在表1中，R1是被包含在这里作为参考的已知的灯，而R1的有效UV输出被看作是100％。当灯的内径被减小约30％，从21.6mm到15mm，约4％的较小的、逐渐的全面提高已被发现将在有效UV输出上实现，见表1中的灯L6、L7、及L8和表2中的灯L12、L13、L14。然而，已被惊人地发现到内径的进一步减小导致直径对有效UV输出的被显著改变的作用。参见表1中的灯L4及L6和表2中的灯L11及L12，伴随着从15mm降到13.5mm直径的不大于10％的减小，不小于约17％的在有效UV输出上的强烈的提高被发现。在实验中内径从13.5mm到，例如10.75mm的更进一步的减小被发现会引起在灯的有效UV输出上的降低。然而，这些灯的有效UV输出仍然高于已知的灯的输出。

其直径被选择将小于10mm的灯的器壁在运行期间达到这样高的温度以致存在灯的变形或爆破的很大危险。

具有至少基本上相同汞浓度及相同电极间距，但具有不同灯管直径的灯，例如表1中的灯L8、L5，及L2的比较，清楚地显示如上面所描述的直径对灯的有效UV输出的影响。从表1的数据显而易见对于按照本发明具有内径13.5mm的灯其有效UV输出为最大，该灯比相同额定功率、相同汞浓度、及相同电极间隔，但具有内径21.6mm的灯具有约高过21％的有效UV输出，参看表1的灯L5和L8。