DE4311197A1 - Verfahren zum Betreiben einer inkohärent strahlenden Lichtquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer inkohärent strahlenden Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Als Lichterzeugungsmechanismus dient eine Entladung, die innerhalb eines Entladungsgefäßes erzeugt wird, wobei zwischen mindestens einer Elektrode und der Entladung eine dielektrische Schicht angeordnet ist, weshalb dieser Entladungstyp auch stille oder dielektrisch behinderte Entladung oder Barrierenentladung genannt wird. Unter inkohärent strahlenden Lichtquellen sind insbesondere Entladungslampen, die UV- Licht, IR-Licht oder sichtbares Licht abstrahlen, zu verstehen. Die Erfindung eignet sich sowohl für Niederdruck- als auch für Hochdruck­ gasfüllungen und alle Gasdrücke, die innerhalb des Bereiches zwischen Nieder- und Hochdruck liegen.

Die Anregung solcher Entladungen erfolgt üblicherweise mit Hilfe einer Wechselspannung, wie dies beispielsweise in den Offenlegungsschriften DE 40 22 279 und DE 42 03 594 und in der Patentschrift US 5 117 160 offenbart ist. Die Anregungsfrequenz wird dort im Bereich zwischen der Frequenz des technischen Wechselstroms und einigen MHz (DE 40 22 279) bzw. zwischen 20 und 100 kHz (US 5 117 160) gewählt.

Der Nachteil dieser Betriebsart ist, daß die Strahlungsleistung und die Strahlungsausbeute relativ gering sind. Typische Wirkungsgrade betra­ gen zwischen 10% bei Flächenleistungsdichten von 1 kW/m² und 15% bei 10 W/m², siehe 3. Tagung des Arbeitskreises UV und IR am Licht­ technischen Institut der Universität Karlsruhe, vom 07.10.1992 und "Dielectric Barrier Discharges: An Unusual Light Source", M. Neiger, LTI, Universität Karlsruhe, 6th International Symposium on The Science And Technology of Light Sources, Budapest, 1992.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Effizienz der Strahlungs­ erzeugung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen erläutert.

Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, daß eine dielektrisch behinderte Entladung repetitiv gepulst betrieben wird, so daß die elek­ trische Energie im wesentlichen nur während Zeitspannen T_Pn - im fol­ genden als "Pumpzeiten" bezeichnet - eingekoppelt wird, die durch Zeitspannen T_On - im folgenden als "Totzeiten" bezeichnet - unterbro­ chen sind. Die Dauer der einzelnen Zeitspannen T_P bzw. T_O ergeben sich aus den Forderungen, daß die Einkopplung der Energie oder ge­ nauer gesagt, die der Wirkleistung, im wesentlichen beendet wird, so­ bald die Umwandlung der elektrischen Energie in Strahlungsenergie ineffizient wird, bzw. daß die "Totzeit" beendet wird, sobald die Gasfül­ lung wieder soweit relaxiert ist, um erneut zur effizienten Emission von Strahlung angeregt werden zu können, so daß im zeitlichen Mittel die Strahlungseffizienz optimiert wird. Auf diese Weise lassen sich Wir­ kungsgrade von beispielsweise 65% und mehr für die Konversion elektrischer Energie in UV-Licht erzielen, was eine vielfache Steigerung gegenüber der konventionell betriebenen dielektrisch behinderten Ent­ ladung darstellt.

Im Normalfall handelt es sich dabei um eine Folge von identischen oder lediglich polaritätswechselnden Spannungspulsen. Es ist jedoch für Spezialfälle auch eine Folge von regelmäßig sich verändernden Span­ nungspulsen verwendbar. Schließlich kann die Pulsfolge auch völlig un­ regelmäßig sein (z. B. bei Effektbeleuchtung, wobei mehrere Pulse so zu einem Bündel zusammengefaßt werden, daß ein für das menschliche Auge erkennbarer Lichteffekt entsteht). Die Zahl n der Spannungspulse ist nicht beschränkt.

Während der Pumpzeit T_P wird zwischen den Elektroden ein Span­ nungspuls U_P(t) angelegt. Sein zeitlicher Verlauf ist nicht festgelegt, er kann aus verschiedenen Formen ausgewählt werden, wie z. B.

• a) unipolare Formen, d. h. die Spannung wechselt ihr Vorzeichen wäh­ rend der Pumpzeit nicht. Hierunter fallen trapezförmige, dreieckför­ mige, bogenförmig gekrümmte Spannungspulse, insbesonders para­ belförmige Spannungspulse und sinusförmige Halbwellen , wobei sowohl positive als auch negative Werte geeignet sind (siehe Fig. 6a, in der beispielhaft nur negative Werte dargestellt sind),
• b) bipolare Formen, d. h. die Spannung wechselt ihr Vorzeichen während der Pumpzeit, wobei die Form sowohl mit einem positiven als auch mit einem negativen Vorzeichen beginnen kann. Beispiele hierfür sind beide Halbwellen eines Sinus, zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Dreiecke entgegengesetzten Vorzeichens, zwei unmittelbar aufein­ ander folgende "Rechtecke" oder Trapeze entgegengesetzten Vor­ zeichens wobei die Flanken unterschiedliche Anstiegs- bzw. Abfall­ zeiten haben können (siehe Fig. 6b), sowie
• c) die zeitliche Folge von einigen (bevorzugt zwei oder drei) Elementen aus a und b, wobei die Amplitude U_P(t) unterschiedlichste Werte an­ nehmen kann, insbesondere kurzzeitig auch den Wert 0, so daß einzelne Elemente auch durch Zeitbereiche in denen die Spannung den Wert 0 hat getrennt sein können (siehe Fig. 6c). Insbesondere können sich die einzelnen Elemente wiederholen.

In den Fig. 6a-c ist exemplarisch nur eine Auswahl möglicher Span­ nungsformen dargestellt. Darüberhinaus ist eine große Zahl weiterer Formen denkbar. Insbesondere haben elektrische Signale in der Praxis immer endliche Anstiegs- und Abfallzeiten, Über- und Unterschwinger, was in den Fig. 6a-c nicht dargestellt ist.

An die Spannungsform während der Totzeit T_On wird die Forderung ge­ stellt, daß die Amplitude U_On(t) so klein ist, daß im wesentlichen keine Energieeinkopplung stattfindet.

Zusätzlich müssen die zeitlichen Mittelwerte der Beträge der Span­ nungsamplituden U_Pn(t) wesentlich größer als die zeitlichen Mittelwerte der Beträge der Spannungsamplituden U_On(t) sein, so daß folgende Ungleichung erfüllt ist:

Auf diese Weise erfolgt die Wiederzündung stets zu einem Zeitpunkt, in dem deutlich weniger freie Ladungsträger vorhanden sind als jeweils zu Beginn der Totzeit.

Typische Absolutwerte für U_P sind einige kV. U_O liegt bevorzugt in der Nähe von 0 V. Die Werte von T_P und T_O liegen typisch im µs-Bereich, wobei normalerweise T_P deutlich kürzer als T_O ist.

Das erfindungsgemäße Betriebsregime für die Entladung wird im we­ sentlichen durch eine geeignete Wahl der Anregungsparameter T_P, T_O und der Spannungsamplitude U_P erzielt, wobei diese Größen für den ef­ fizienten Betrieb nicht frei wählbar sind, d. h. voneinander abhängen und deshalb aufeinander abgestimmt werden müssen. Daneben spielt auch die Pulsform eine Rolle. Im Einzelfall hängen die für die drei Anre­ gungsparameter T_P, T_O und U_P zu wählenden Werte von der Entla­ dungsgeometrie, der Art der Gasfüllung und dem Gasdruck, sowie von der Art und Dicke der dielektrischen Schicht ab. Befindet sich die Entla­ dung im erfindungsgemäßen Betriebsregime, nimmt die Strahlungsaus­ beute ein Maximum an.

Die Ratenkoeffizienten der in der Entladung stattfindenden Stoßpro­ zesse und folglich auch die der Strahlungserzeugung werden im we­ sentlichen durch die Elektronendichte n_e und die Energieverteilung der Elektronen bestimmt. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren er­ möglicht es, diese zeitabhängigen Größen mittels entsprechender Wahl von T_P, T_O und der Spannungsamplitude U_P bzw. der Pulsform für die Strahlungserzeugung optimal einzustellen.

Im Vergleich zum Wechselspannungsbetrieb benützt die Erfindung ge­ zielt einen zusätzlichen Parameter, die "Totzeit" T_O,, mit dem erstmals gezielt Einfluß auf den zeitlichen und räumlichen Verlauf der Ladungs­ trägerdichte sowie die Energieverteilungsfunktion genommen werden kann. Beim Stand der Technik, bei dem Wechselspannung verwendet wird, ist eine gezielte Einflußnahme auf diese Größen nie versucht wor­ den. Sie wäre bei dieser Betriebsart auch nur begrenzt möglich. Erst die vorliegende Erfindung ermöglicht es, den Wirkungsgrad soweit zu steigern, daß eine Alternative zu konventionellen Lichtquellen gegeben ist.

Das erfindungsgemäße Betriebsregime läßt sich daran erkennen, daß zwischen den Elektroden statt unterschiedlich ausgebildeter Entla­ dungsstrukturen eine Vielzahl gleichartiger, in Draufsicht deltaförmiger Entladungsstrukturen auftreten, die sich jeweils in Richtung Anode verbreitern. Da diese Entladungsstrukturen bevorzugt mit einer Wieder­ holfrequenz von einigen 100 Hz bis einige kHz erzeugt werden, nimmt der Betrachter nur eine der zeitlichen Auflösung des menschlichen Au­ ges entsprechende "mittlere" Entladungsstruktur wahr. Aus diesem Grund erscheint visuell im bipolaren Fall eine Überlagerung zweier alternieren­ der deltaförmiger Strukturen, deren Orientierungen bezüglich der Elek­ troden entsprechend der Polarität der Pulse wechseln. Stehen sich bei­ spielsweise zwei längliche Elektroden, die ein oder zweiseitig dielektri­ sch behindert sein können, parallel gegenüber, so erscheinen die einzel­ nen Entladungsstrukturen transversal zu den länglichen Elektroden orientiert, nebeneinander aufgereiht. Im Grenzfall niedriger Drücke oder sehr kurzer Schlagweiten läßt sich bei bestimmter Wahl der Parameter erreichen, daß die Aneinanderreihung der Einzelstrukturen zu einer ein­ zigen diffus erscheinenden Entladung führt. Die Entladungsstrukturen können z. B. in transparenten Lampenkolben direkt beobachtet werden.

Ein besonderer Wert der Erfindung liegt in der besonderen Stabilität der einzelnen Entladungsstruktur gegenüber einer Veränderung der elektri­ schen Leistung. Wird z. B. die Amplitude U_P der Spannungspulse erhöht, ändern die einzelnen Entladungsstrukturen ihre prinzipielle Form nicht, sondern es entstehen nach Überschreiten eines Schwellwertes aus einer der Entladungsstrukturen durch "Teilung" zwei identische Strukturen. Eine Erhöhung der eingekoppelten elektrischen Leistung durch Erhöhen der Amplitude der Spannungspulse führt also im wesent­ lichen zu einer Erhöhung der Anzahl der beschriebenen einzelnen Ent­ ladungsstrukturen, wobei die Qualität dieser Strukturen, insbesondere ihr äußeres Erscheinungsbild und ihre effizienten Strahlungseigenschaf­ ten, unverändert bleibt.

Dieses Verhalten ermöglicht es erstmals, die in ein vorgegebenes Entla­ dungsvolumen einkoppelbare elektrische Leistung sinnvoll weiter zu steigern, indem statt einer Elektrode mehrere verwendet werden, die das Entladungsvolumen optimal ausnützen. Beispielsweise können ei­ ner zentrisch innerhalb des Entladungsgefäßes angeordneten Innen­ elektrode mit genügend großer Oberfläche mehrere Außenelektroden symmetrisch auf der Außenwand des Entladungsgefäßes angeordnet gegenübergestellt werden. Mit der Anzahl der Außenelektroden läßt sich somit die aus dem Volumen des Entladungsgefäßes maximal extra­ hierbare Strahlungsleistung bis zu einer bestimmten Grenze erhöhen, da die Entladungsstrukturen, von der zentrischen Innenelektrode aus­ gehend, in die Richtung der jeweiligen Außenelektroden brennen und somit bei entsprechender Leistungseinkopplung das Volumen des Entla­ dungsgefäßes zunehmend ausfüllen.

Neben dieser Möglichkeit liegt bei achsparalleler Anordnung der Elek­ troden ein weiterer Vorteil in der Skalierbarkeit der elektrischen Leistung und des Lichtstromes mit der Länge des Entladungsgefäßes. Da in die­ sem Fall das elektrische Feld im wesentlichen senkrecht zur Längs­ achse des Entladungsgefäßes steht, kann die Länge des Entladungsge­ fäßes nahezu beliebig vergrößert werden, ohne daß die erforderliche Zündspannung, wie beispielsweise bei einer konventionellen röhren­ förmigen Entladungslampe üblich, entsprechend ansteigt. Für eine Lei­ stungsangabe muß somit bei dieser Art von Entladung sowohl das Vo­ lumen des Entladungsgefäßes als auch die Anzahl der Elektroden bzw. der Ebenen, in denen die Entladungsstrukturen brennen, berücksichtigt werden. Bei einer röhrenförmigen Lampe mit 50 cm Länge, und 24 mm Durchmesser und Xenon als Füllgas können pro "Entladungsebene" ty­ pisch 18 W elektrische Leistung eingekoppelt werden.

Werden T_P und/oder T_O und/oder U_P falsch gewählt, so treten stocha­ stisch ein oder mehrere zum Gasraum scharf abgegrenzte, dünne und hell leuchtende "Entladungsfäden" auf, die sich auf Kosten der erfin­ dungsgemäßen Entladungsstrukturen über weite Bereiche innerhalb des Entladungsgefäßes erstrecken können. Diese "Entladungsfäden" unter­ scheiden sich somit visuell sowohl in ihrer Form als auch in ihrer spek­ tralen Strahlungsverteilung deutlich von der Entladungsform des erfin­ dungsgemäßen Betriebsregimes und sind unerwünscht, da sie den Stromtransport innerhalb kleiner Querschnittsflächen konzentrieren, wodurch sich erhöhte Ladungsträgerdichten verbunden mit erhöhten Quenchraten ergeben und folglich die Effizienz der Strahlungs­ erzeugung abnimmt.

Aus dieser Phänomenologie läßt sich eine allgemeine Vorschrift zum Er­ reichen der für die erfindungsgemäße Betriebsweise geeigneten Werte für U_P,T_P und T_O ableiten. Nach dem Zünden der Entladung ist U_P, T_P und T_O so zu wählen, daß die gewünschte elektrische Leistung im erfin­ dungsgemäßen Betriebsregime eingekoppelt wird, d. h. die oben be­ schriebenen Entladungsstrukturen sichtbar sind. Sobald sich ein oder mehrere hell leuchtende "Entladungsfäden" bilden, muß eine andere Wertekombination für U_P, T_P und T_O gewählt werden. Nach dem bisher gesagten sind geeignete Wertekombinationen jene, bei denen der zeitli­ che Mittelwert des Volumens einer einzelnen Entladungsstruktur maxi­ mal wird derart, daß die Elektronendichte sowie die Elektronenenergie­ verteilungsfunktion Werte annehmen, die die Verlustprozesse minimie­ ren.

Jeder dieser Parameter beeinflußt sowohl die zeitliche und räumliche Struktur der Ladungsträgerdichten als auch die Energieverteilungsfunk­ tion der Elektronen. Da ihr Einfluß auf die genannten Größen unter­ schiedlich stark ist, legt die Wahl eines Parameters die Werte der restli­ chen Parameter zur Erzielung des effizienten Entladungsmodus in ge­ wissen Bereichen fest.

Typische Werte für die Amplitude U_P des Spannungspulses liegen be­ vorzugt im Bereich zwischen 0,01 und 2 V pro cm Schlagweite und Pa­ scal Fülldruck, die Pumpzeit T_P liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0,01 µs und 10 µs oder mehr und das Produkt aus Totzeit T_O und Füll­ druck liegt bevorzugt im Bereich zwischen 10 ms·Pa und 10 s·Pa. Für die erfindungsgemäße Betriebsweise liegt der Betriebsdruck vorteilhaft zwischen 1 kPa und 3 MPa. Im Mitteldruckbereich (z. B. 10 kPa) bedeu­ tet dies bevorzugt eine Amplitude U_P des Spannungspulses im Bereich zwischen 100 und 20.000 V pro cm Schlagweite, eine Pumpzeit T_P im Bereich zwischen 0,1 µs und 10 µs oder mehr und eine Totzeit T_O im Bereich zwischen 1 µs und 100 µs oder mehr. Im Hochdruckbereich (z. B. 1 MPa) bedeutet dies bevorzugt eine Amplitude U_P des Span­ nungspulses im Bereich zwischen 10 kV und 200 kV pro cm Schlagweite oder mehr, eine Pumpzeit T_P im Bereich zwischen 0,01 µs und 10 µs oder mehr und eine Totzeit T_O im Bereich zwischen 0,01 µs und 10 µs oder mehr.

Aus Gründen der elektrischen Sicherheit werden die Außenelektroden bevorzugt mit Massepotential verbunden und die Innenelektrode mit der Hochspannung. Dadurch ist ein weitgehender Berührungsschutz span­ nungsführender Teile möglich. Als leitendes Elektrodenmaterial können alle stromtragfähigen Materialien, also auch Elektrolyte verwendet wer­ den.

Für die einseitig dielektrisch behinderte Entladung ist darüberhinaus zwingend, daß die im Gasraum befindliche unbehinderte metallische In­ nenelektrode zu Beginn der Pumpzeit eine negative Polarität gegenüber der behinderten Außenelektrode erhält. Danach kann die Polarität wäh­ rend der Pumpzeit wechseln.

Im Falle, daß beide Elektroden dielektrisch behindert sind, spielt die zeitliche Reihenfolge der Polarität und sie selbst keine Rolle.

Die Elektrode(n) können auch durch eine dielektrische Schicht von der Entladung getrennt sein, so daß eine zweiseitig dielektrisch behinderte Entladung vorliegt, ohne daß die erfindungsgemäße Betriebsweise prin­ zipiell geändert werden müßte oder seine vorteilhafte Wirkung verlo­ renginge. Diese Variante ist z. B. besonders vorteilhaft, wenn sich aggressive Medien innerhalb des Entladungsgefäßes befinden, da so ei­ ne Korrosion der Innenelektrode wirkungsvoll verhindert werden kann.

Prinzipiell können sich die Elektroden sowohl sämtlich außerhalb des Gasraums, z. B. auf der äußeren Oberfläche, oder eine gewisse Anzahl von ihnen außerhalb und eine gewisse Anzahl innerhalb, wie auch alle innerhalb des Entladungsgefäßes, im Gasraum, befinden. Im letzten Fall ist es notwendig, daß mindestens eine davon mit einem Dielektrikum überzogen ist und dabei eine bezüglich der restlichen Elektroden gegen­ sätzliche Polarität erhält.

Die äußere Form der Elektroden ist prinzipiell nicht zwingend vorgege­ ben. Durch entsprechende Formgebung kann allerdings erreicht wer­ den, daß sich die Entladungsstrukturen bevorzugt in den gewünschten Ebenen ausbilden und ein stochastisches Ändern der Orte der Fuß­ punkte der Entladungsstrukturen auf Dielektrika und/oder Elektroden weitgehend verhindert wird. Dies kann beispielsweise dadurch gesche­ hen, daß die Kontur der Elektrode(n) in der gewünschten Richtung mit einer geeignet dimensionierten Erhebung so versehen wird, daß die dort erhöhte elektrische Feldstärke ein Entstehen der Entladungsstruktur an dieser Stelle bevorzugt. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht außerdem darin, daß auf großflächige Elektroden verzichtet werden kann.

Die ein- bzw. zweiseitig behinderte Entladung erlaubt damit die Realisie­ rung einer Vielzahl möglicher Elektrodenanordnungen und Entladungs­ geometrien, insbesondere auch all jene, die bei konventionell betriebenen dielektrisch behinderten Entladungen beispielsweise in EP-A 0 385 205, EP-PS 0312732, EP-A 0482230, EP-A 0363832, EP-A 0458 140, EP-A 0 449 018 und EP-A 0 489 184 offenbart sind.

In Entladungsgefäßen, die lediglich kurze Entladungslängen zulassen, sollten bevorzugt die Elektroden so angeordnet werden, daß deren Ab­ stand so groß wie möglich wird. Zum Beispiel wird für zylindrische Entla­ dungsgefäße mit kleinem Querschnitt die Innenelektrode bevorzugt azentrisch innerhalb des Entladungsgefäßes angeordnet und die Au­ ßenelektrode diametral gegenüberliegend auf der Außenwand fixiert. Bei größeren Querschnitten wird die Innenelektrode bevorzugt zentrisch innerhalb des Entladungsgefäßes angeordnet, wobei vorteilhafterweise mehrere Außenelektroden auf der Außenwand symmetrisch über den Umfang verteilt fixiert sind. Vorteilhafterweise wird dabei die Form der Innenelektrode so gestaltet, daß definierte räumliche Zuordnungen zu den Außenelektroden entstehen. Dies kann beispielsweise dadurch ge­ schehen, daß der Querschnitt der Innenelektrode sternförmig ausgebil­ det wird und die einzelnen Arme in Richtung der Außenelektroden orien­ tiert werden. Auf diese Weise wird das Volumen des Entladungsgefäßes besonders effizient zur Strahlungserzeugung ausgenutzt.

Die Form des Entladungsgefäßes ist prinzipiell nicht zwingend vorgege­ ben. Je nach Anwendungszweck müssen die Gefäßwände aus Materia­ lien bestehen, die für die gewünschte Strahlung die notwendige Trans­ parenz aufweisen. Als dielektrische Barrieren eignen sich für die ver­ wendete Hochspannung durchschlagfeste elektrisch isolierende Mate­ rialien, wie z. B. Glas, Quarzglas, Al₂O₃, MgF₂, LiF, BaTiO₃, usw.

Die spektrale Zusammensetzung der Strahlung hängt im wesentlichen von der Gasfüllung ab und kann beispielsweise im sichtbaren, im IR- oder im UV-Bereich liegen. Als Gasfüllung eignen sich u. a. Edelgase und deren Mischungen, Mischungen von Edelgasen mit Halogenen oder Metalldämpfen. Insbesondere die aufgrund der erfindungsgemäßen Betriebsweise sehr effiziente UV-Erzeugung in Excimer-Entladungen eröffnet das weite Anwendungsfeld der UV-Hochleistungsstrahler, das beispielsweise in der EP-A 0 482 230 erwähnt ist. Dazu gehören unter anderem photochemische Prozesse wie das Härten von Lacken, das Verändern von Oberflächen, der Abbau von Schadstoffen in der Um­ welttechnik und das Entkeimen von Trinkwasser o. ä. durch UV-Strah­ lung. Eine andere bevorzugte Anwendung ist die Beleuchtung, indem die UV-Strahlung mittels geeigneter Leuchtstoffe in den sichtbaren Be­ reich des elektromagnetischen Spektrums konvertiert wird.

Die Vorteile der Erfindung sind: es ist keine äußere Strombegrenzung erforderlich, die Lampe ist dimmbar, der Parallelbetrieb mehrerer Lampen ist an nur einer Spannungsversorgung möglich und es wird eine hohe Effizienz der Strahlungserzeugung bei gleichzeitig in der Lichttechnik er­ forderlichen Leistungsdichten erzielt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Entla­ dungsgefäß mit einer Leuchtstoffschicht versehen, um das bei der Ent­ ladung erzeugte Licht in besonders geeignete Spektralbereiche zu transferieren. Eine Leuchtstoffbeschichtung läßt sich sowohl bei Nieder­ druck- als auch bei Hochdrucklampen einsetzen. Es können hierbei an sich bekannte Leuchtstoffe bzw. Mischungen verwendet werden. Be­ sonders gut bewährt hat sich für Leuchtstofflampen eine Kombination aus blau, grün und rot emittierenden Leuchtstoffen. Ein geeigneter blau­ er Leuchtstoff ist insbesondere das mit zweiwertigem Europium akti­ vierte Bariummagnesiumaluminat (BaMgAl₁₀O₁₇: Eu²⁺). Als Grün­ komponente können insbesondere Terbium- oder Mangan-aktivierte Leuchtstoffe verwendet werden. Beispiele sind Terbiumaktiviertes Yttri­ umoxidsilikat (Y₂SiO₅: Tb) oder Lanthanphosphat (LaPO₄: Tb) bzw. mit zweiwertigem Mangan aktiviertes Zinksilikat (Zn₂SiO₄: Mn) oder Ma­ gnesiumaluminat (MgAl₂O₄: Mn). Vorteilhafte Rotkomponenten finden sich unter den mit dreiwertigem Europium aktivierten Leuchtstoffen, wie z. B. Yttriumoxid (Y₂O₃: Eu³⁺) oder den Boraten des Yttrium und/oder Gadolinium. Im einzelnen handelt es sich dabei um YBO₃: Eu³⁺, Gd- BO₃: Eu³+ und das gemischte Borat (Gd,Y)BO₃: Eu³⁺.

Für Lampen warmer Lichtfarbe kann - entsprechend der bei üblichen Leuchtstofflampen vorbekannten Vorgehensweise - der Anteil der Blaukomponente vermindert oder ggf. ganz weggelassen werden.

Für Lampen mit speziellen Farbwiedergabeeigenschaften eigenen sich Komponenten, die im blaugrünen Spektralbereich emittieren, z. B. Leuchtstoffe die mit zweiwertigem Europium aktiviert sind. Für diese Anwendung ist Strontiumborophosphat Sr₆BP₅O₂₀: Eu²⁺ bevorzugt.

Die Erfindung schafft insbesondere einen Durchbruch auf dem Gebiet der Leuchtstofflampen. Erstmals ist es gelungen, bei der Füllung auf Quecksilber zu verzichten und trotzdem Wirkungsgrade zu erzielen, die denen von konventionellen Leuchtstofflampen entsprechen. Im Ver­ gleich zu konventionellen Leuchtstofflampen ergeben sich dadurch noch folgende zusätzliche Vorteile: ein problemloser Kaltstart ist möglich, ohne daß ein Einfluß der Umgebungstemperatur auf den Lichtstrom und ohne daß Kolbenschwärzung auftritt; es sind keine die Lebensdauer be­ grenzenden Elektroden (z. B. Glühkathoden mit Emitterpaste), keine Schwermetalle und keine radioaktive Bauteile (Glimmzünder) erforder­ lich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen, stark schematisiert,

Fig. 1 die teilweise geschnittene Längsansicht einer erfindungsge­ mäßen Ausführungsform einer Entladungslampe in Stabform, die nach dem neuen Verfahren betrieben werden kann,

Fig. 2a den Querschnitt entlang A-A der in Fig. 1 gezeigten Entla­ dungslampe,

Fig. 2b den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Entladungslampe,

Fig. 2c den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Entladungslampe,

Fig. 3a eine schematische Darstellung der erfindungsgemäß bevor­ zugten Form der Spannung zwischen Kathode und Anode der in Fig. 1 gezeigten einseitig dielektrisch behinderten Entla­ dungslampe,

Fig. 3b eine schematische Darstellung einer Form der Spannung, die nur für den erfindungsgemäßen Betrieb beidseitig dielektrisch behinderter Entladungslampen verwendet werden kann,

Fig. 4a die teilweise geschnittene Draufsicht einer weiteren erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform einer Entladungslampe in Form eines Flächenstrahlers, die nach dem neuen Verfahren betrieben werden kann,

Fig. 4b den Querschnitt der in Fig. 4a gezeigten Entladungslampe,

Fig. 5a die Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform einer Entladungslampe in Form einer konventionel­ len Lampe mit Edison-Schraubsockel, die nach dem neuen Verfahren betrieben werden kann,

Fig. 5b den Querschnitt entlang A-A der in Fig. 5a gezeigten Entla­ dungslampe,

Fig. 6a eine schematische Darstellung einiger unipolarer Formen er­ findungsgemäßer Spannungspulse U_P(t) mit negativen Wer­ ten,

Fig. 6b eine schematische Darstellung einiger bipolarer Formen er­ findungsgemäßer Spannungspulse U_P(t),

Fig. 6c eine schematische Darstellung einiger erfindungsgemäßer Formen von Spannungspulsen U_P(t), erzeugt durch Kombi­ nation einzelner Elemente aus Fig. 6a und 6b.

Anhand von Fig. 1 läßt sich die Erfindung in einer besonders einfachen Ausführungsform erläutern. Gezeigt ist eine Mitteldruck-Entladungs­ lampe 1 in teilweise geschnittener Längsansicht, die mit Xenon bei ei­ nem Druck von 150 Torr gefüllt ist. Innerhalb des eine Längsachse defi­ nierenden zylindrischen Entladungsgefäßes 2 aus Natronkalkglas mit einer Länge von 500 mm und einem Durchmesser von 24 mm befindet sich eine achsparallele Innenelektrode 3 in Gestalt eines Wolframstabs mit 2,2 mm Durchmesser. Außerhalb des Entladungsgefäßes 2 befindet sich eine Außenelektrode, die aus zwei 2 mm breiten, dicht anliegenden Streifen 4a, b aus Aluminiumfolie besteht, die achsparallel angeordnet und mit Massepotential leitend verbunden sind. Die einzelnen Aluminiumstreifen 4a, b können, wie in vorliegendem Ausfüh­ rungsbeispiel gezeigt, durch einen Metallring miteinander verbunden und mit einem gemeinsamen Massepunkt kontaktiert sein. Dabei ist darauf zu achten, daß der Metallring ausreichend schmal geformt ist, um die Entladung nicht zu stören. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Aluminiumstreifen 4a, b auch separat mit dem Massepoten­ tial verbunden sein. Die Innenelektrode 3 ist mit einer bügelförmigen Stromzuführung 14 elektrisch leitend kontaktiert. Die Stromzuführung 14 ist über eine Quetschung 15 nach außen geführt, die mittels einer Tel­ lereinschmelzung 16 mit dem Entladungsgefäß 2 gasdicht verbunden ist.

Fig. 2a zeigt den Querschnitt der Entladungslampe aus Fig. 1. Die In­ nenelektrode 3 ist zentrisch angeordnet, wobei auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes 2 zwei Elektroden 4a, b, symmetrisch auf dem Umfang der Außenwandung verteilt, angeordnet sind.

Der prinzipielle Aufbau der erforderlichen Spannungsversorgung zum erfindungsgemäßen Betrieb der Entladungslampe 1 ist ebenfalls in Fig. 1 schematisch dargestellt. Der Impulszug, d. h. die Form und Dauer der Spannungspulse und die Dauer der Totzeiten werden in einem Im­ pulsgenerator 10 erzeugt und durch einen nachfolgenden Leistungsver­ stärker 11 verstärkt. Der Impulszug ist schematisch so dargestellt, wie er an der Innenelektrode 3 anliegt. Ein Hochspannungstransformator 12 transformiert das Signal des Leistungsverstärkers 11 auf die erforderli­ che Hochspannung.

Die Lampe wird mit gepulster Gleichspannung betrieben. Es handelt sich um negative Rechteckpulse gemäß Fig. 3a. Sie besitzen folgende Parameter: Pulszeit T_P = 2 µs, Totzeit T_O = 25 µs, Spannungsamplitude U_P während T_P: -3 kV und Spannungsamplitude U_O während T_O: 0 kV. Die Innenwand des Entladungsgefäßes ist zusätzlich mit einer Leucht­ stoffschicht 6 beschichtet. Die in diesem Ausführungsbeispiel von der Entladung bevorzugt emittierte UV-Strahlung wird damit in den sichtba­ ren Bereich des optischen Spektrums konvertiert, so daß die Lampe insbesondere für Beleuchtungszwecke geeignet ist. Es handelt sich da­ bei um einen Dreibandenleuchtstoff mit folgenden Komponenten: die Blaukomponente ist BaMgAl₁₀O₁₇: Eu²⁺, die Grünkomponente ist Y₂SiO₅: Tb und die Rotkomponente ist Y₂O₃: Eu³⁺. Damit wird eine Lichtausbeute von 37 lm/W erzielt. Als Farbwiedergabeeigenschaft konnte bei einer Farbtemperatur von 4000 K ein Ra < 80 erreicht wer­ den. Die mit Hilfe des Leuchtstoffs ermittelte VUV-Ausbeute beträgt 65%.

Ein weiters Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2b. Die Innenelektrode 3′ ist azentrisch in der Nähe der Innenwandung und parallel zur Längsachse des zylinderförmigen Entladungsgefäßes 2 angeordnet, wobei die Außenelektrode 4′ diametral gegenüberliegend auf der Außenwandung fixiert wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft bei zylinder­ förmigen Entladungsgefäßen mit kleinem Querschnitt, da sich einerseits die Entladung diamentral innerhalb des Entladungsgefäßes erstreckt und andererseits die Außenwand nur mit einem Aluminiumstreifen als Außenelektrode bedeckt ist, d. h. die abstrahlende Fläche nicht wie in Fig. 2a durch eine zweite Außenelektrode weiter verringert wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel in Fig. 2c ist wie in Fig. 2a die Innenelektrode 3 zentrisch innerhalb des Entladungsgefäßes 2 ange­ ordnet. Symmetrisch auf dem Umfang der Außenwand des Entladungs­ gefäßes 2 verteilt sind vier Außenelektroden 4′a, 4′b, 4′d, 4′e angebracht, so daß sich diese Konfiguration insbesondere für Entladungsgefäße mit großem Querschnitt und damit großer Mantelfläche eignet. Dadurch brennt die Entladung nicht nur in einer ersten Ebene wie in Fig. 2a bzw. Fig. 2b, sondern noch in einer weiteren zweiten Ebene, wodurch das Vo­ lumen des Entladungsgefäßes 2 noch besser zur Strahlungserzeugung ausgenutzt wird, als dies in den Ausführungsbeispielen von Fig. 2a und Fig. 2b der Fall ist.

In Fig. 3a ist schematisch eine für die einseitig dielektrisch behinderte Entladung erfindungsgemäß bevorzugte Pulsform der Spannung zwi­ schen Innenelektrode (Kathode) und Außenelektrode (Anode) gezeigt. Die Spannungsform kann von der Form des Ausführungsbeispiels in Fig. 3a abweichen, solange die Spannungspulse an der Innenelektrode mit negativen Vorzeichen beginnen und durch Totzeiten getrennt sind.

In Fig. 3b ist schematisch eine Pulsform gezeigt, deren Polarität von Puls zu Puls wechselt. Sie ist nur für die zweiseitig dielektrisch behin­ derte Entladung geeignet, wobei der erste Puls mit beliebiger Polarität beginnen kann.

In Fig. 4a ist die Draufsicht und in Fig. 4b der Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer einseitig dielektrisch behinderten Entladungs­ lampe gezeigt, die nach dem neuen Verfahren betrieben werden kann. Es handelt sich um einen Flächenstrahler, der eine obere Abstrahlflä­ che 7a und eine dazu parallele untere Abstrahlfläche 7b besitzt, zu der die Innenelektroden 3 und die Außenelektroden 4 senkrecht orientiert sind und abwechselnd so angeordnet sind, daß eine Vielzahl paralleler Entladungskammern 8 entstehen. Jeweils benachbarte Außen- und In­ nenelektroden sind durch eine dielektrische Schicht und eine gasgefüllte Entladungskammer 8, benachbarte Innenelektroden nur durch eine dielektrische Schicht getrennt. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren gestattet dabei die elektrische Speisung mehrerer parallel geschalteter Entladungskammern 8 mit nur einer einzigen Spannungsversorgung 13. Die Innenwand des Entladungsgefäßes ist mit einer Leuchtstoffschicht 6 beschichtet. Der Flächenstrahler ist ebenso durch Zusammenfügen von zweiseitig dielektrisch behinderten Entladungskammern realisierbar.

In Fig. 5a ist die Seitenansicht und in Fig. 5b der Querschnitt einer wei­ teren Ausführungsform einer Entladungslampe gezeigt. Sie ähnelt in ih­ rer äußeren Form konventionellen Lampen mit Edison-Sockel 9 und kann nach dem neuen Verfahren betrieben werden. Innerhalb des Entla­ dungsgefäßes 2 ist eine längliche Innenelektrode 3 zentrisch angeord­ net, deren Querschnitt der Form eines symmetrischen Kreuzes ent­ spricht. Auf der Außenwandung des Entladungsgefäßes 2 sind vier Au­ ßenelektroden 4′a, 4′b, 4′d, 4′e so angebracht, daß sie den vier Längssei­ ten der Innenelektrode 3 gegenüberstehen und die Entladungsstruktu­ ren somit im wesentlichen in zwei Ebenen brennen, die senkrecht auf­ einander stehen und sich in der Lampenlängsachse schneiden.

In einer weiteren bevorzugten Variante der obigen Ausführungsform ist der Querschnitt der Innenelektrode auch kreis- oder sternförmig, wobei im zweiten Fall die Wertigkeit der Sternsymmetrie die Anzahl der Au­ ßenelektroden und damit der Ebenen festlegt, in denen eine Entladung brennt. Die Innenwand des Entladungsgefäßes ist mit einer Leuchtstoff­ schicht 6 beschichtet.

In einer besonders bevorzugten Variante der obigen Ausführungsform besteht die Innenelektrode aus mehreren kreisförmig angeordneten Stangen, die nur an den Stirnflächen miteinander verbunden sind. Die Anzahl der äußeren dielektrisch behinderten Elektroden ist gleich der Anzahl der Stangen, wobei jeder Stange jeweils eine Außenelektrode diametral gegenüberliegend zugeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausfüh­ rungsform besteht in der erhöhten Transparenz der Innenelektrode für die UV-Strahlung.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele be­ schränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale verschiedener Aus­ führungsbeispiele in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden.

Claims (34)

1. Verfahren zum Betreiben einer inkohärent strahlenden Lichtquelle, insbesondere einer Entladungslampe (1), wobei ein elektrisch nichtleitendes abgedichtetes und zumindest teilweise transparentes Entladungsgefäß (2) mit einer Gasfüllung (5) gefüllt ist, mindestens zwei Elektroden (3, 4) in der Nähe der Gasfüllung (5) angebracht sind und die Elektroden (3, 4) mittels Zuleitungen mit einer elektrischen Energieversorgung verbunden sind, wobei die Entla­ dung dielektrisch behindert ist, so daß zwischen mindestens einer Elektrode und der Gasfüllung (5) eine dielektrische Schicht ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energiever­ sorgung zwischen den Elektroden (3, 4) eine Folge von n Span­ nungspulsen mit zeitabhängigen Spannungsamplituden U_Pn(t) mit der Dauer T_Pn liefert, die durch Totzeiten der Dauer T_On mit den Spannungsamplituden U_On(t) voneinander getrennt sind, wobei die Bedingung erfüllt wird, daß die zeitlichen Mittelwerte der Beträge der Spannungsamplituden U_Pn(t) wesentlich größer als die zeitlichen Mittelwerte der Beträge der Spannungsamplituden U_On(t) sind, wo­ bei während der Dauern T_Pn die Spannungsamplituden U_Pn(t) so gewählt werden, daß elektrische Wirkleistung in das Entladungsgas eingekoppelt wird, wohingegen während der Totzeiten T_On die Spannungsamplituden U_On(t) so gewählt werden, daß die Gasfül­ lung (5) in einen Zustand zurückkehren kann, der dem Zustand vor den jeweiligen Wirkleistungseinkopplungen entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Dauer T_Pn für die Spannungsamplituden U_P zwischen den Elek­ troden (3, 4) Werte gewählt werden, die auf die Wiederzündspan­ nung der Entladung abgestimmt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dau­ ern T_On und T_Pn auf den Fülldruck, die Art der Füllung, die Schlag­ weite, die Dielektrika und die Elektrodenkonfiguration abgestimmt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer T_Pn im Bereich zwischen 0,01 µs und 10 µs oder mehr liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pro­ dukt aus Dauer T_On und Fülldruck im Bereich zwischen 10 ms·Pa und 10 s·Pa liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Am­ plituden des Spannungspulses U_P(t) auf den Fülldruck, die Art der Füllung, die Schlagweite, die Dielektrika und die Elektrodenkonfi­ guration abgestimmt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Am­ plituden U_Pn(t) der Spannungspulse im Bereich zwischen 0,01 und 1 V pro cm Schlagweite und Pascal Fülldruck liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungspulse U_Pn(t) unipolar oder bipolar sind und sich aus ei­ ner oder mehrerer der folgenden Grundformen direkt oder näheru­ ngsweise zusammensetzen: dreieckförmig, rechteckförmig, trapez­ förmig, stufenförmig, bogenförmig, parabelförmig, sinusförmig.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitli­ che Verlauf U_P(t) der angelegten Spannung einem regelmäßigen Muster folgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dau­ ern T_On so gewählt werden, daß der zeitliche Mittelwert des Volu­ mens einer einzelnen Entladungsstruktur maximal wird derart, daß die Elektronendichte sowie Elektronenenergieverteilungsfunktion Werte annehmen, die die Verlustprozesse minimieren.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest eine erste Elektrode (4) außerhalb und mindestens eine zweite Elektrode (3) innerhalb des Entladungsge­ fäßes (2) angeordnet ist.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Elektroden außerhalb des Gasraumes angeord­ net sind.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (3) in bezug auf das Entladungsgefäß (2) mittig an­ geordnet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (3) in bezug auf das Entladungsgefäß (2) azentri­ sch angeordnet ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11, 13 und 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auch die im Gasraum befindlichen Elektroden (3) durch eine dielektrische Wandung von der Gasfüllung (5) getrennt sind.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11, 13 und 14 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannungsamplituden U_Pn(t) der dielektrisch unbehinderten Elektroden gemessen gegen die dielektrisch be­ hinderte(n) während der Leistungseinkopplung mit negativen Werten beginnen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11, 13 und 14 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannungsamplituden U_Pn(t) der dielektrisch unbehinderten Elektroden gemessen gegen die dielektrisch be­ hinderte(n) während der Leistungseinkopplung ausschließlich nega­ tiv sind.

18. Verfahren nach Anspruch 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zweiseitig dielektrisch behinderten Elektroden Span­ nungspulse mit wechselnder Polarität angelegt sind.

19. Verfahren nach Anspruch 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zweiseitig dielektrisch behinderten Elektroden bipolare Spannungspulse angelegt sind.

20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Gasraum begrenzenden Wände mindestens teilweise mit einem Leuchtstoff (6) beschichtet sind.

21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasfüllung (5) entweder mindestens ein Edelgas oder Edelgasmischungen oder eine der folgenden Mischungen ent­ hält: Edelgas-Halogen, Edelgas-Metalldampf, Edelgas-Wasserstoff bzw. Edelgas-Deuterium, Edelgas-Sauerstoff, Edelgas-Stickstoff, bzw. mindestens ein Edelgas und einen weiteren Zusatz, wobei dieser Zusatz als Lieferant von atomarem Halogen, Sauerstoff, Stickstoff oder Wasserstoff dient.

22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entladung Excimere gebildet werden.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfüllung (5) eine der folgenden Substanzen zugesetzt ist: Schwe­ fel, Zink, Arsen, Selen, Cadmium oder Quecksilber.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasfüllung aus einer der folgenden Substanzen oder einem Gemisch dieser Substanzen enthält: Stickstoff, Queck­ silber, Selen, Deuterium.

25. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betriebsdruck der Gasfüllung (5) zwischen 1 kPa und 3 MPa beträgt.

26. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (2) aus einem Rohr besteht, in dessen Längsach­ se eine Innenelektrode (3) angeordnet ist und auf dessen Außen­ wandung mindestens eine Außenelektrode (4) angebracht ist.

27. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (2) eine flächige quaderförmige Struktur hat, die durch Seitenflächen und zwei Deckflächen begrenzt wird, durch welche die Abstrahlung im wesentlichen erfolgt, wobei senkrecht zu den Deckflächen Innen- und Außenelektroden (3) bzw. (4) so ange­ ordnet sind, daß eine Vielzahl paralleler Entladungskammern (8) entsteht, die in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zur Ab­ strahlebene, d. h. den Deckflächen der flächigen quaderförmigen Struktur ist, wobei die jeweils benachbarten Elektroden (3, 4) mit unterschiedlichem elektrischen Potential durch eine gasgefüllte Ent­ ladungskammer (8) und eine dielektrische Schicht getrennt sind.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden durch dielektrische Schichten vom gasgefüllten Entla­ dungsraum getrennt sind.

29. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (2) im wesentlichen zylinderförmig ist und an ei­ nem Ende mit einem Sockel (9) versehen ist, in dem ein elektrisches Vorschaltgerät integriert ist, wobei innerhalb des Entladungs­ gefäßes (2) eine zentrische längliche Innenelektrode (3) mit einem sternförmigen Querschnitt angeordnet ist und den einzelnen Rippen der sternförmigen Innenelektrode (3) jeweils radial gegenüber­ liegend auf der Außenwand des Entladungsgefäßes (2) Außen­ elektroden (4) zugeordnet sind.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß im wesentlichen zylinderförmig ist und an einem Ende mit einem Sockel versehen ist, in dem das elektrische Vor­ schaltgerät integriert ist, wobei sich innerhalb des Entladungsgefä­ ßes eine zentrische, längliche Innenelektrode befindet, die aus meh­ reren kreisförmig angeordneten Stangen bzw. Drähten besteht, die nur an den Stirnflächen miteinander verbunden sind, wobei die An­ zahl der äußeren dielektrisch behinderten Elektroden gleich der An­ zahl der Stangen ist, wobei jeweils eine innere Stange und eine äu­ ßere dielektrisch behinderte Elektrode gegenüberliegen.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die In­ nenelektrode (3) einen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

32. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gesamtdruck der Gasfüllung (5) innerhalb eines Druckbereiches so gewählt ist, wie er für eine Mitteldruckgasentla­ dung charakteristisch ist.

33. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gesamtdruck der Gasfüllung (5) innerhalb eines Druckbereiches so gewählt ist, wie er für eine Hochdruckgasentla­ dung charakteristisch ist.

34. Verfahren nach Anspruch 1 bis 33 dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden äußerlich derart strukturiert sind, daß sich die dielektrisch behinderte Entladung bevorzugt an Stellen ausbildet, denen sie nicht ausweichen kann.