BESCHREIBUNG Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kammer für einen Photobioreaktor .

Stand der Technik Photobioreaktoren werden zur Produktion von Mikroorganismen genutzt, die in der Regel phototroph sind, also Licht zur Energiegewinnung nutzen. Neben z. B. Pflanzen und Bakterien zählen dazu insbesondere auch Algen. Zur Kultivierung wird in eine geschlossene oder auch nach oben of- fene Kammer des Photobioreaktors z. B. eine Kultivie ^¬ rungssuspension eingebracht, und es wird vielfach das Sonnenlicht für die Lichtversorgung genutzt. Der Kulti ^¬ vierungssuspension können dann bspw. auch gezielt CO ₂ bzw. Nährstoffe zugeführt werden.

Darstellung der Erfindung Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Kammer für einen Photobioreaktor anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Kammer gemäß Anspruch 1 gelöst. Zur elektromagnetischen Bestrahlung des Kammerinnenvolumens, welches im Betrieb das Kultivie ^¬ rungsgemisch bzw. die Suspension aufnimmt, sind eine oder mehrere optoelektronische Strahlungsquellen vorgesehen. Die Bestrahlung erfolgt durch die Kammerwand hindurch, die aus einem zumindest transluzenten Kammerwandmaterial vorgesehen ist. Konkret ist bzw. sind die Strahlungsquel ^¬ le (n) in direktem optischen Kontakt mit der Kammerwand vorgesehen, wird die Strahlung also direkt in die Kammerwand eingekoppelt. Etwa im Vergleich zu einer zu der Kam ^¬ merwand beabstandeten Lichtquelle, also einer Lichtführung durch die Umgebungsluft, kann der direkte optische Kontakt bspw. aufgrund der Verringerung von Brechungsin- dexsprüngen Effizienzvorteile bieten. Es kann bspw. auch eine im Verhältnis gleichmäßige Strahlungs- bzw. Licht ^¬ verteilung im Kammerinnenvolumen erreicht werden, was hinsichtlich einer effizienten Nutzung des Kultivierungs- gemischs von Vorteil sein kann. Bevorzugte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrich- tungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. Ebenso betrifft sie stets sowohl die Kammer also auch ei ^¬ nen Photobioreaktor mit einer entsprechenden Kammer. Ferner wird im Folgenden der Einfachheit halber vorrangig von „der" Strahlungsquelle gesprochen, ist die entspre- chende Offenbarung jedoch auch auf eine Mehrzahl entsprechend vorgesehener/angeordneter Strahlungsquellen zu lesen („Mehrzahl" kann bspw. mindestens 5, 10, 15 bzw. 20 meinen, davon unabhängige Obergrenzen können bspw. bei höchstens 1.000, 500 bzw. 100 liegen). Generell sind „ein" und „eine" im Rahmen dieser Offenbarung als unbe- stimmte Artikel und damit ohne ausdrücklich gegenteilige Angabe immer auch als „mindestens ein (e) " zu lesen.

Die Strahlungsquelle ist in „direktem optischen Kontakt" mit der Kammerwand vorgesehen, zwischen einer Emissions- fläche der Strahlungsquelle und der Kammerwand soll die emittierte Strahlung also bspw. allenfalls ein Zwischenmaterial mit einem Brechungsindex n _zw > 1,2 durchsetzen, wobei n _zw > 1,3 bzw. > 1,4 weiter und besonderes bevorzugt sind (Brechungsindizes werden vorliegend generell bei λ = 589 nm betrachtet) . Obergrenzen können bspw. bei n _zw < 2 bzw. n _zw < 1,8 liegen. Die Strahlungsquelle kann also bspw. über ein Immersionsmaterial an die Kammerwand gekoppelt sein, das im Allgemeinen auch flüssig sein kann, bevorzugt jedoch fest ist. Die Emissionsfläche der Strahlungsquelle kann aber auch direkt an das Kammerwand ^¬ material grenzen, die Strahlungsquelle kann bspw. auch ein Stück weit in die Kammerwand eingeformt sein (siehe unten) . Zwischen der Emissionsfläche und der Kammerwand soll die Strahlung z. B. kein Luftvolumen durchsetzen, jedenfalls kein optisch wirksames Luftvolumen (kein Luftvolumen, das bezogen auf die Wellenlänge der Strahlung eine solche Größe hat, dass im Makroskopischen Brechungen resultieren) .

Im Vergleich zu einer externen Lichtquelle kann der di- rekte optische Kontakt bspw. auch einen insgesamt kompak ^¬ ten Aufbau ermöglichen. Etwa im Falle eines Reaktors mit röhrenförmigen Kammern können diese dann bspw. näher beisammen angeordnet sein, was eine effiziente Raumausnut ^¬ zung ermöglicht und auch Materialkosten reduzieren helfen kann. Das zumindest transluzente, also jedenfalls licht ^¬ durchlässige Kammerwandmaterial ist bevorzugt transpa- rent, also blickdurchlässig. Dies bezieht sich ausdrück ^¬ lich auf das Kammerwandmaterial an sich, bspw. aufgrund von Verspiegelungen etc. (siehe unten im Detail) kann die Kammerwand im Gesamten dann auch nicht licht- bzw. blick- durchlässig sein. Das Kammerwandmaterial kann bspw. ein Kunststoffmaterial sein, z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA) oder auch Polyvinylchlorid (PVC) bzw. Polycarbonat (PC) . Bevorzugt ist Glas, bspw. aufgrund der Strahlungs ^¬ beständigkeit . Als optoelektronische Strahlungsquelle ist eine strah- lungs- bzw. lichtemittierende Diode (Light Emitting Dio ^¬ de, LED) bevorzugt, wobei das halbleitende Material auch auf organischer Basis vorgesehen sein kann (sogenannte OLED) , wenngleich anorganische Halbleiter gegenwärtig noch am weitesten verbreitet und vorliegend bevorzugt sind. Die optoelektronische Strahlungsquelle emittiert auf eine elektrische Anregung hin die elektromagnetische Strahlung. Sie ist bspw. aus einem Halbleiter-Chip aufgebaut, die davon emittierte Strahlung wird auch als „Pri- märstrahlung" bezeichnet.

Je nach Aufbau im Einzelnen kann dann entweder direkt die Primärstrahlung genutzt und in die Kammerwand gekoppelt werden. Die Strahlungsquelle kann bspw. auf Basis eines III-V-Halbleiters vorgesehen sein, etwa als InGaN-LED (Indiumgalliumnitrid, InGaN) . Die davon emittierte Pri ^¬ märstrahlung kann z. B. grünes oder blaues Licht sein, das dann auch direkt genutzt werden kann. Andererseits kann die Primärstrahlung aber auch mit einem dem Halbleiter-Chip zugeordneten, typischerweise plättchen- oder schichtförmig aufgebrachten Leuchtstoffelement wellenlängenkonvertiert werden. Ein in dieser Form dem LED-Chip zugeordnetes Leuchtstoffelement wird als Teil der Strahlungsquelle betrachtet, eine Abstrahlfläche des Leuchtstoffelements bildet dann in der Regel die Emissionsfläche der Strahlungsquelle. Generell wird vorliegend überwiegend von „Strahlung" ge ^¬ sprochen, weil bspw. auch eine Bestrahlung im Infraroten denkbar ist. Von besonderem Interesse ist aber der sichtbare Spektralbereich (380 nm bis 780 nm) , bevorzugt handelt es sich bei der Strahlung also um sichtbares Licht. Im Allgemeinen kann auch bereits das Halbleiterbauelement für sich die Strahlungsquelle darstellen, etwa im Falle einer sogenannten Chip-Direktmontage. Bevorzugt handelt es sich bei der Strahlungsquelle aber um ein gehäustes Bauelement, das dann in dieser Form mit der Kammerwand zusammengesetzt wird. Als Teil der Häusung kann bspw. ein Substrat vorgesehen sein, auf dem das Halbleiterbauele ^¬ ment angeordnet ist, und/oder eine Verfüllmasse (insbe ^¬ sondere Press- bzw. Vergussmasse), mit welcher das Bau ^¬ element zumindest teilweise umhüllt ist. Ferner können bspw. auch elektrische Anschlüsse Teil der Häusung sein, über welche das Halbleiterbauelement von außen kontak- tierbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strahlungsquelle an einer Kammerwandaußenfläche angeordnet, also an einer dem Kammerinnenvolumen abgewandten Außenwandfläche der Kammerwand. Dabei ist die Strahlungsquelle in einem Emissionsbereich der Kammerwand positioniert, in dem an einer dem Kammerinnenvolumen zugewandten Kammerwandinnenfläche (Innenwandfläche der Kammerwand) Strahlung in das Kammerinnenvolumen emittiert wird. In anderen Worten wird außenseitig dort eingekoppelt, wo auch innenseitig emit- tiert wird, vgl. die Figuren 1 bis 4 zur Illustration (insbesondere im Unterschied zur seitlichen Einkopplung gemäß den Figuren 5 bis 9) . Dies wird nachstehend auch als „Durchstrahlungseinkopplung" bezeichnet. Generell hat die Kammerwand eine Flächenerstreckung, wo ^¬ bei sie aber nicht zwingend plan (eben) sein muss, son ^¬ dern sogar bevorzugt gekrümmt ist (z. B. ein Rohrstück bildet, vgl. das Ausführungsbeispiel). Jeweils lokal hat die Kammerwand ihre flächige Erstreckung in ihren Flä- chenrichtungen, senkrecht dazu liegt jeweils die Dicken ^¬ richtung, in der die Kammerwanddicke genommen wird. „Seitlich" bezieht sich auf die Flächenrichtungen. Bei der im vorherigen Absatz beschriebenen Anordnung der Strahlungsquelle kann deren Hauptabstrahlrichtung bevor- zugt parallel zur Dickenrichtung liegen. Generell ergibt sich eine „Hauptrichtung" von Strahlung bzw. Licht als Mittelwert der Richtungsvektoren, entlang welchen sich die jeweilige Strahlung / das Licht ausbreitet, gewichtet nach der Strahlstärke. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Strahlung seitlich eingekoppelt, strahlt die Strahlungsquelle also seitlich in den Emissionsbereich hinein. Wie nachstehend im Einzelnen erläutert, kann die Strahlungsquelle bspw. an einer Kammerwandseitenfläche angeordnet sein, vgl. die Figuren 5 und 7 bis 9 zur Illustration, aber bspw. auch an der Außenwand- oder Innenwandfläche, dabei aber nicht im Emissionsbereich (vgl. Figur 6 zur Illustration) .

Generell kann ein Vorteil der seitlichen Einkopplung bspw. darin liegen, dass an der Kammerwandaußenwandfläche keine bzw. zumindest weniger Strahlungsquellen im Emissi- onsbereich angeordnet sind. Damit kann bspw. eine Ab ^¬ schattung von Umgebungslicht verringert sein, was z. B. einen kombinierten Sonnenlicht-/Kunstlicht-Betrieb be ^¬ günstigen kann (der im Allgemeinen aber auch bei im Emis- sionsbereich angeordneten Strahlungsquellen möglich ist) . Generell können die unterschiedlichen Einkoppelmöglichkeiten auch kombiniert werden, kann also ein Teil der Strahlung seitlich und ein anderer per Durchstrahlungs- einkopplung eingekoppelt werden. Entsprechend beziehen sich auch die folgenden Ausführungsformen zwar vorrangig auf eine seitliche Einkopplung, können sie aber auch bei bzw. in Kombination mit einer Durchstrahlungseinkopplung von Interesse sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kammerwand- innenfläche bereichsweise verspiegelt. Damit kann bspw. die seitlich eingekoppelte Strahlung in der Kammerwand seitlich geführt werden, bevorzugt durch Mehrfachreflexi ^¬ onen zwischen Kammerwandinnen- und Kammerwandaußenfläche. Dazu kann die Kammerwandaußenfläche bspw. auch ihrerseits verspiegelt sein (siehe unten) , es ist aber auch eine To ^¬ talreflexionsführung möglich (wegen des Übergangs des im Verhältnis optisch dichten Kammerwandmaterials zur op ^¬ tisch dünneren Umgebungsluft) .

Die Strahlung gelangt in einer Einstrahlrichtung in den Emissionsbereich, die sich als Hauptrichtung ergibt (siehe vorne) . Bevorzugt ist die Verspiegelung an der Kammerwandinnenfläche mit einem in der Einstrahlrichtung abnehmenden Flächenanteil vorgesehen, wird also von der jewei ^¬ lig in der Kammerwand geführten Strahlung anfangs antei- lig weniger (größerer Flächenanteil der Verspiegelung) und dann zunehmend mehr in das Kammerinnenvolumen ge- führt. Es können also bspw. Unterbrechungen der Verspiegelung in der Einstrahlrichtung in engerer Abfolge und/oder mit jeweilig größerer Fläche vorgesehen sein.

Die bereichsweise Verspiegelung der Kammerwandinnenfläche kann auch mit einer bereichsweisen Anordnung von Leuchtstoff kombiniert sein. Der z. B. schichtförmig auf die Kammerwandinnenfläche aufgebrachte Leuchtstoff kann eine von der Strahlungsquelle emittierte Primärstrahlung zu ^¬ mindest anteilig konvertieren (siehe auch unten im De- tail) . Eine Leuchtstoff- und eine Verspiegelungsbeschich- tung können insbesondere einander flächig ergänzend vorgesehen sein. Der Leuchtstoff kann bspw. Unterbrechungen der Verspiegelung ausfüllen, bzw. umgekehrt (dabei müssen nicht zwingend beide Schichten strukturiert sein, sondern kann auch eine durchgehende LeuchtstoffSchicht auf eine strukturierte Spiegelschicht aufgebracht werden) .

Soweit generell strukturierte Schichten beschrieben wer ^¬ den, können diese bspw. durch eine entsprechende Maskie ^¬ rung vor der Schichtabscheidung erhalten werden. Etwa im Falle einer Lackmaske kann eine Lackschicht aufgebracht, durch Belichten strukturiert und so in Maskenform gebracht werden. Nach einer Abscheidung der Leuchtstoff- oder Verspiegelungsschicht auf diese Lackmaske wird die Beschichtung in jenen Bereichen, die beschichtungsfrei bleiben sollen, samt der Lackmaske abgelöst (bspw. mit einem Lösungsmittel) . Es ist aber z. B. auch die umge ^¬ kehrte Vorgehensweise möglich, dass also zunächst die ei ^¬ gentlich gewünschte Schicht abgeschieden und anschließend mit einer Maske strukturiert wird. Ebenso kann eine Maske aber bspw. auch aufgeklebt oder bei der Beschichtung auch nur zeitweilig angelegt/angehalten werden. Ferner kann bspw. auch durch Aufstreichen oder -drucken eine strukturierte Aufbringung erreicht werden.

Insbesondere wenn die Kammerwand ein zumindest weitgehend abgeschlossenes Kammerwandinnenvolumen begrenzt (z. B. ein Rohrstück bildet) , können in der Herstellung auch zunächst einzelne Kammerwandteile entsprechend beschichtet und anschließend zusammengesetzt werden. Die Kammerwand ^¬ teile können dann bspw. miteinander gefügt werden, bspw. durch Kleben, auch ein Verschmelzen ist möglich. Unabhän- gig davon kann die Verspiegelung bevorzugt eine metalli ^¬ sche Verspiegelung sein (im Allgemeinen wären aber auch dichroitische Schichtsysteme denkbar). Es kann bspw. ein Metallfilm aufgedampft sein, oder aber bspw. auch eine reflektive Paste aufgebracht werden, etwa eine Silberpas- te .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist innerhalb der Kammerwand ein Hohlraum angeordnet, sodass innerhalb der Kammerwand eine Grenzfläche zur Totalreflexion gebildet ist. Es kann also bspw. die seitlich eingekoppelte Strah- lung zwischen der Kammerwandaußenfläche und der innerhalb der Kammerwand ausgebildeten Grenzfläche mehrfach reflektiert und so seitlich geführt werden. Etwa im Falle einer als Rohrstück vorgesehenen Kammerwand kann der Hohlraum z. B. zwischen zwei ineinander gesetzten Rohrteilen un- terschiedlicher Größe ausgebildet sein, wobei das innere Rohrteil einen Außendurchmesser hat, der kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Rohrteils ist. Die beiden Rohrteile gemeinsam bilden die Kammerwand mit der Hohl ^¬ kammer darin. Die Strahlung kann dann seitlich in das äu- ßere Rohrteil eingekoppelt werden, dessen Außenfläche bildet die Kammerwandaußenfläche. Zwischen dieser und der Innenfläche (= Grenzfläche) des äußeren Rohrteils ist die Strahlung dann durch Mehrfachreflexionen geführt.

Ein Hohlraum kann aber auch unabhängig von der Rohrform vorgesehen sein, etwa im Falle einer planen Kammerwand zwischen zwei Platten. Im Allgemeinen ist auch ein im Rahmen des technisch Üblichen evakuierter Hohlraum denkbar, bevorzugt ist er gasgefüllt, bspw. mit einem Inert ^¬ gas, oder auch mit Luft. An einer in Dickenrichtung genommenen Dicke der Kammerwand kann der Hohlraum bspw. ei- nen Anteil von mindestens 10 % bzw. 20 % haben, mit mög ^¬ lichen (davon unabhängigen) Obergrenzen bei bspw. höchstens 70 %, 50 % bzw. 30 % (jeweils in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt) .

In bevorzugter Ausgestaltung sind an der Grenzfläche Aus- koppelstrukturen zur Auskopplung der Strahlung in Richtung der Kammerwandinnenfläche angeordnet. An einer je ^¬ weiligen Auskoppelstruktur kann die in der Kammerwand geführte Strahlung bspw. durch Streuung anteilig zum Kammerinnenvolumen hin umverteilt werden. Eine ansonsten glat- te Grenzfläche kann im Bereich einer Auskoppelstruktur bspw. lokal konturiert sein, etwa angeraut. Die Auskopp ^¬ lung der in der Kammerwand geführten Strahlung kann aber auch mittelbar, in Verbindung mit einer Wellenlängenkonversion erfolgen. Es kann bspw. auch ein an der Grenzflä- che angeordneter Leuchtstoff Auskoppelstrukturen bilden. In der Kammerwand wird dann bspw. Primärstrahlung geführt, die von dem an der Grenzfläche angeordneten Leuchtstoff zumindest anteilig konvertiert wird; die Kon ^¬ versionsstrahlung wird z. B. omnidirektional und damit auch in Richtung des Kammerinnenvolumens abgegeben (ggf. in Kombination mit einer Streuung anteilig nicht konvertierter Primärstrahlung an dem Leuchtstoff) .

Generell kann ein Leuchtstoff auch in das Kammerwandmate ^¬ rial eingebettet sein (siehe unten im Detail) . Im Falle des die Grenzfläche bildenenden Hohlraums kann bspw. ein demgegenüber dem Kammerinnenvolumen proximaler Bereich der Kammerwand mit Leuchtstoff versetzt sein. Im Falle der vorstehend beschriebenen, ineinander gesetzten Rohrteile kann also bspw. in das innere Rohrteil der Leucht- Stoff eingebettet sein. Die Auskoppelstrukturen können dann auch Inertstreuer an der Innenfläche des äußeren Rohrteils sein.

Unabhängig von ihrer Ausgestaltung im Einzelnen können die Auskoppelstrukturen mit einem in der Einstrahlrich- tung zunehmenden Flächenanteil vorgesehen sein. Analog der vorstehenden Beschreibung wird also, jeweils anteilig, anfangs weniger und dann zunehmend mehr der in der Kammerwand geführten Strahlung ausgekoppelt. Es können die Abstände zwischen den Auskoppelstrukturen abnehmen und/oder die Auskoppelstrukturen größer werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strahlungsquelle, deren Strahlung seitlich eingekoppelt wird, zwar außerhalb des Emissionsbereichs, aber dennoch an der Kam ^¬ merwandinnenfläche oder -außenfläche angeordnet. Die Strahlungsquelle ist in einem Einkoppelbereich der Kammerwand angeordnet, der seitlich an den Emissionsbereich anschließt. In dem Einkoppelbereich wird keine Strahlung in das Kammerinnenvolumen abgegeben, die Kammerwandinnenfläche kann dort bspw. verspiegelt oder anderweitig ver- deckt sein; bevorzugt ist im Einkoppelbereich ein Fitting angeordnet, über das die Kammerwand mit einer weiteren Kammerwand zusammenbaubar ist (siehe unten) .

Bevorzugt ist die Strahlungsquelle im Einkoppelbereich an der Kammerwandaußenfläche angeordnet, vgl. auch Figur 6 zur Illustration. Im Allgemeinen ist aber auch eine Anordnung an der Kammerwandinnenfläche denkbar. Generell wird bei dieser Form der Einkopplung ausgenutzt, dass die Strahlungsquelle in der Regel ein aufgefächertes Emissi ^¬ onsprofil hat, typischerweise Lambertsch. Es wird also, auch wenn die Hauptabstrahlrichtung im Wesentlichen parallel zur Dickenrichtung liegt, ein Teil der Strahlung seitlich eingekoppelt und entsprechend in den Emissions ^¬ bereich geführt. Dies kann durch eine Verspiegelung an der Kammerwandinnenfläche und/oder der Kammerwandaußen- fläche im Einkoppelbereich begünstigt werden. Ferner kann die Strahlungsquelle trotz der Anordnung an der Kammerwandinnenfläche oder -außenfläche auch schräg angestellt sein, können also bspw. mehrere Strahlungsquellen auf einer Art Sägezahnprofil (z. B. einer Schlauchkupplung ver- gleichbar) angeordnet sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die sowohl die seitliche also auch die Durchstrahlungseinkopplung betrifft, ist die an der Kammerwandaußen- oder der Kammerwandinnenfläche angeordnete Strahlungsquelle zumindest teilweise in die Kammerwand eingebettet. Die entsprechen ^¬ de Kammerwandfläche ist dort also lokal mit einer Vertie ^¬ fung geformt, springt also gegenüber einem umliegenden Umgebungsbereich zurück (zum Kammerinnenvolumen hin oder davon weg im Falle der Kammerwandinnenfläche) . Bevorzugt wird die Strahlungsquelle bei der Herstellung der Kammer ^¬ wand bzw. eines Bereichs davon, in dem die Strahlungs- quelle angeordnet ist, direkt eingeformt, umschließt das Kammerwandmaterial dann also die Strahlungsquelle zumin ^¬ dest teilweise, was insbesondere bei Kunststoff als Kam ^¬ merwandmaterial möglich ist. Es kann aber auch zunächst die Vertiefung ausgebildet und dann anschließend darin die Strahlungsquelle angeordnet werden. Die Vertiefung kann bspw. bei einer Herstellung der Kammerwand in einem formenden Verfahren direkt mit eingeformt werden. Sie kann aber auch nachträglich eingebracht werden, etwa bei Glas als Kammerwandmaterial durch entsprechende Maskie ^¬ rung und Ätzen mit Flusssäure (HF) .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die eine Strahlungsquelle mit seitlicher Einkopplung betrifft, ist die ^¬ se an einer Kammerwandseitenfläche angeordnet, die Kam- merwandseitenfläche verbindet die Kammerwandinnen- mit der Kammerwandaußenfläche. Die Kammerwandseitenfläche hat also eine Erstreckung in Dickenrichtung, bevorzugt ausschließlich in Dickenrichtung, vgl. das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 7 bis 9 zur Illustration. Die an der Kammerwandseitenfläche angeordnete Strahlungsquelle emittiert dann flächig in die Kammerwand, also bspw. mit einer Einstrahlrichtung um nicht mehr als 20°, 15°, 10° bzw. 5° zu einer Flächenrichtung der Kammerwand verkippt (jener Flächenrichtung, mit der sie den kleinsten Winkel einschließt) . Dies kann eine besonders effiziente Ein ^¬ kopplung und Strahlungsführung auch über eine weite Strecke ermöglichen, insbesondere durch Totalreflexion.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Kammerwand ein Rohrstück. Bezogen auf einen Umlauf um eine Rohrachse ist die Kammerwand dann in sich geschlossen (um das Kammerinnenvolumen) , in senkrecht zur Rohrachse lie- genden Schnittebene betrachtet kann sie eine Kreisform beschreiben, im Allgemeinen aber bspw. auch eine eckige Form haben, ggf. mit abgerundeten Kanten. Ein „Durchmes ^¬ ser" ist somit zunächst als Mittelwert aus kleinster und größter Erstreckung in einer zur Rohrachse senkrechten Schnittebene zu betrachten, der im bevorzugten Fall der Kreisgeometrie dem Kreisdurchmesser entspricht. Mögliche Innendurchmesser des Rohrstücks können bspw. bei mindestens 5 mm, 10 mm, 20 mm bzw. 30 mm liegen, und (davon un- abhängig) bei bspw. nicht mehr als 300 mm, 200 mm bzw. 100 mm.

Generell ist die als Rohrstück ausgebildete Kammerwand bevorzugt mit einem Fitting ausgestattet, über welches das Rohrstück mit einem weiteren Rohrstück zusammenbaubar ist. Das Fitting kann bspw. ein Steckfitting sein, in welches die Rohrstücke von einander entgegengesetzten Seiten her eingeschoben werden können. Es ist auch eine Kombination mit einer Arretierung möglich, bspw. durch außenseitiges Anschrauben eines Sicherungsrings nach dem Einschieben. Wie bereits erwähnt, kann die Strahlungs ^¬ quelle bevorzugt in dem Fitting angeordnet sein. Damit wird vorteilhafterweise ein aus Gründen der mechanischen Konstruktion ohnehin belegter Bereich zugleich für die Strahlungskopplung genutzt, was bspw. raumsparend sein kann. Es kann bspw. auch eine besonders effiziente Kombi ^¬ nation mit einer Sonnenlichtnutzung möglich sein, weil sich durch die zweifache Nutzung des Fittings abgeschat ^¬ tete Flächenanteile reduzieren lassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine in das Kammerinnenvolumen abgegebene Kultivierungsstrahlung, die der Kultivierung der Mikroorganismen dient, zumindest an- teilig von einer Konversionsstrahlung gebildet. Diese wird dabei von einem Leuchtstoff emittiert, der an bzw. in der Kammerwand angeordnet ist. Die Strahlungsquelle emittiert eine Strahlung, bevorzugt ist dies die originär vom Halbleiterbauelement emittierte Primärstrahlung. Als Leuchtstoff zur Emission von grünem Licht kann bspw. ein Orthosilikat- oder bevorzugt Nitrido-Orthosilikat- Leuchtstoff vorgesehen sein, aber auch Lutetium- Aluminium-Granat (LuAG) ist möglich. „Leuchtstoff" kann auch eine Mischung unterschiedlicher Einzelleuchtstoffe bezeichnen .

In bevorzugter Ausgestaltung ist zumindest ein Teil des integrierten Leuchtstoffs in Form einer Schicht an der Kammerwandinnenfläche angeordnet, jedenfalls in einem Be- reich davon. Eine nur bereichsweise Beschichtung kann insbesondere mit einer komplementären Verspiegelung kombiniert sein, siehe vorne. Die mit Leuchtstoff beschich ^¬ tete Kammerwandinnenfläche kann bspw. die Innenfläche ei ^¬ ner „einfachen" Kammerwand aus einem durchgehenden Kam- merwandmaterial sein; der Leuchtstoff kann aber anderer ^¬ seits auch im Falle einer Kammerwand mit Hohlraum (siehe vorne) an der Kammerwandinnenfläche angeordnet sein.

Zur Aufbringung einer LeuchtstoffSchicht kann z. B. partikelförmiger Leuchtstoff in einer Suspension aufgebracht werden, wobei bspw. nach einem Abdampfen der Flüssigkomponente agglomerierte Leuchtstoffpartikel an der Oberflä ^¬ che verbleiben. Der Leuchtstoff kann aber bspw. auch in einem als Schicht aufgebrachten Matrixmaterial eingebet ^¬ tet vorliegen, wobei das Matrixmaterial dann an der Kam- merwandinnenfläche verbleibt (ein Matrixmaterial ist z. B. Silikon) . Generell kann der an der Kammerwandinnen- fläche angeordnete Leuchtstoff dann auch noch mit einer weiteren Schicht überzogen sein, die als Schutzschicht zum Kammerinnenvolumen hin dienen kann, bspw. einer Silikonschicht . Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Leuchtstoffs in Partikelform in das Kammerwand ^¬ material eingebettet. Der Leuchtstoff kann bspw. bereits bei der Herstellung der Kammerwand bzw. eines Teils davon mit dem Kammerwandmaterial vermengt werden, bspw. mit flüssigem Glas. Bei einer Kammerwand aus Kunststoff kön ^¬ nen die Leuchtstoffpartikel ähnlich wie Farbpigmente zu ^¬ gesetzt werden, also während eines formgebenden Verfahrens (Spritzgießen, Extrudieren etc.) . Es kann bspw. die Kammerwand im Gesamten mit LeuchtstoffPartikeln versetzt sein; andererseits kann im Falle der mehrteiligen Kammerwand mit Hohlraum der Leuchtstoff auch nur in einen Teil davon eingebettet sein, bspw. in das innere Rohrteil.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Leiterbahnen, mit denen die Strahlungsquelle elektrisch leitend verbun- den ist, integral vorgesehen. Die Leiterbahnen können bspw. auf das Kammerwandmaterial aufgebracht oder auch eingebettet sein, etwa als Einlegeteile beim Spritzgießen umspritzt werden. Es können bspw. Kupferdrähte als Lei ^¬ terbahnen eingeformt sein. Auch im Falle der aufgebrach- ten Leiterbahn können metallische Materialien, wie bspw. Aluminium, Kupfer oder Silber bzw. auch Legierungen, bevorzugt sein. Das Aufbringen kann bspw. ein Aufdampfen sein. Es kann aber bspw. auch eine leitfähige Tinte, ins ^¬ besondere eine Paste aufgebracht werden, bspw. aufgestri- chen, aufgesprüht oder aufgedruckt. Ein Beispiel ist eine Silberpaste. Die Leiterbahn kann aber auch aus einem transparenten bzw. transluzenten Material vorgesehen sein, hier kommen bspw. Oxide oder Polymere infrage, ein Beispiel ist Indiumzinnoxid (ITO). Auch kohlenstoffba ^¬ sierte Leiterbahnen sind möglich, insbesondere ist eine Verdrahtung mit Kohlenstoffnanoröhrchen denkbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kammer eine optische Sensoreinheit auf, bspw. mit einer Photodi ^¬ ode oder auch einem CCD-Array. Die Sensoreinheit ist be ^¬ vorzugt zur Erfassung von Umgebungslicht eingerichtet, insbesondere Sonnenlicht. Dazu kann eine aktive Sensor ^¬ fläche (die darauf fallende Strahlung wird in ein Mess ^¬ signal umgesetzt) bspw. dem Kammerinnenvolumen abgewandt sein. Bezogen auf eine Montageposition der Kammerwand ist die Sensoreinheit bevorzugt oberseitig angeordnet (Ein- fall von Sonnenlicht) . Insgesamt können auch mehrere Sen ^¬ soreinheiten vorgesehen sein, etwa im Falle des Rohrstücks entlang der Rohrachse verteilt und/oder umlaufend um diese (nicht zwingend vollständig) . Die Sensorein ^¬ heit (en) kann bzw. können bspw. auch analog der Strah- lungsquelle in das Kammerwandmaterial eingeformt sein. Auch bzgl. der Möglichkeiten zur Verdrahtung wird auf die vorstehenden Angaben verwiesen.

Bevorzugt weist die Kammer auch eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Strahlungsquelle auf, besonders bevorzugt ist diese mit der Sensoreinheit wirkverbunden. Dabei kön ^¬ nen eine Logik der Sensoreinheit (Auswertung des Sensorsignals) und eine Logik der Steuereinheit auch integriert ausgeführt sein, es sind aber auch gesonderte Bausteine möglich. Bevorzugt ist die Steuereinheit zur Ansteuerung der Strahlungsquelle in Abhängigkeit von dem mit der Sen ^¬ soreinheit erfassten Umgebungslicht eingerichtet. Die Strahlungsquelle kann bspw. vollständig ausgeschaltet bleiben, solange die Sensoreinheit hinreichend Umgebungs ^¬ licht detektiert. Wird ein Schwellwert unterschritten, kann die Strahlungsquelle zugeschaltet werden, also bspw. nachts oder auch in Abhängigkeit von der Wetterlage (Wol ^¬ kenbedeckung etc.). Die Zuschaltung muss nicht zwingend digital erfolgen, die Intensität kann auch stufenweise oder auch schrittweise angepasst werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Photobioreaktor mit ei- ner vorliegend offenbarten Kammer. Der Photobioreaktor kann bspw. eine C0 ² -Versorgung des Kammerinnenvolumens und/oder Mittel zur NährstoffVersorgung bzw. auch zur Überwachung des Kultivierungsgemischs aufweisen. Ferner kann bspw. auch eine Umwälzpumpe vorgesehen sein. Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung, insbesondere einer vorliegend offenbarten Kammer bzw. eines entsprechenden Photobioreaktors, zur Kultivierung von Mikroorga ^¬ nismen. Dabei ist in dem Kammerinnenvolumen ein Kultivierungsgemisch, insbesondere eine Kultivierungssuspension angeordnet, und wird mit einer Strahlungsquelle be ^¬ strahlt. Diese ist in direktem optischen Kontakt mit dem Kultivierungsgemisch vorgesehen, die Strahlung wird also direkt in dieses eingekoppelt. Es wird auf die vorstehen ^¬ de Definition von „direktem optischen Kontakt" verwiesen, das „Zwischenmaterial" kann bspw. das Kammerwandmaterial sein; andererseits kann die Emissionsfläche der Strah ^¬ lungsquelle aber auch direkt an das Kultivierungsgemisch / die Kultivierungssuspension grenzen. Auch bezüglich der Vorteile wird auf die Darstellung eingangs verwiesen, die direkte Einkopplung (kein optisch wirksames Luftvolumen dazwischen) ist effizient und kann eine homogene Bestrah ^¬ lung ermöglichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs ^¬ beispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können; dies gilt insbesondere für die in den Figuren gezeigten Merkmale (was nachstehend auch teils diskutiert wird) .

Im Einzelnen zeigt Figur 1 eine erfindungsgemäße Kammer für einen Photobio ^¬ reaktor in schematischer Darstellung in einer geschnittenen Schrägansicht;

Figur 2 eine erste Möglichkeit zur Bestrahlung eines

Kammerinnenvolumens der Kammer gemäß Figur 1; Figur 3 eine zweite Möglichkeit zur Bestrahlung eines

Kammerinnenvolumens der Kammer gemäß Figur 1;

Figur 4 eine dritte Möglichkeit zur Bestrahlung eines

Kammerinnenvolumens der Kammer gemäß Figur 1;

Figur 5 in einem schematischen Längsschnitt eine seitli- che Einkopplung von Strahlung in eine Kammerwand, ebenfalls zur Bestrahlung des Kammerinnenvolumens ;

Figur 6 eine weitere Möglichkeit zur seitlichen Einkopp- lung von Strahlung in eine Kammerwand, wiederum in einem schematischen Längsschnitt; Figur 7 eine Kammerwand mit Hohlraum zur seitlichen Führung der Strahlung durch Totalreflexion, wiederum in einem schematischen Längsschnitt;

Figur 8 ebenfalls zur seitlichen Strahlungsführung in der Kammerwand eine der Kammerwandaußenfläche zugeordnete Verspiegelung, wiederum in einem schematischen Längsschnitt;

Figur 9 eine Kombination aus Verspiegelung der Kammerwandaußenfläche und Leuchtstoffbeschichtung der Kammerwandinnenfläche, wiederum in einem schema ^¬ tischen Längsschnitt.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Kammer 1 für einen Photobioreaktor mit einer Kammerwand 2, die ein Kammerinnenvolumen 3 begrenzt. In dieses Kammerinnenvolumen 3 wird im Betrieb des Photobioreaktors eine Kultivierungssuspension zur Herstellung von Mikroorganismen eingebracht, bspw. zur Produktion von Algen. Die Kammerwand 2 ist vorliegend aus Glas vorgesehen. An der Kammerwand 2 sind in direktem optischen Kontakt damit eine Mehrzahl Strahlungsquellen 4, nämlich LEDs angeordnet (im Folgenden wird der Einfachheit halber wiederum vorrangig von „der" Strahlungsquelle gesprochen) .

Aufgrund des direkten optischen Kontakts gelangt die Strahlung im Wesentlichen brechungsfrei in die Kammerwand 2 und von dort ebenfalls ohne maßgebliche Brechung in das Kammerinnenvolumen (Übergang Glas/Wasser) . Es ist eine zumindest verlustreduzierte und zugleich homogene Be- Strahlung des Kammerinnenvolumens 3 möglich, zudem erlaubt die Integration der Strahlungsquelle 4 einen insge ^¬ samt kompakten Aufbau, es wird ausdrücklich auch auf die Vorteilsangaben in der Beschreibungseinleitung verwiesen. Die Strahlungsquellen 4 sind über Leiterbahnen 5 elektrisch angeschlossen. Diese können auf eine dem Kammerinnenvolumen 3 abgewandte Kammerwandaußenfläche 6 auf ^¬ gebracht, oder bspw. auch in das Glas eingeformt sein (vgl. auch die Beschreibungseinleitung). Die Kammer weist ferner Sensoreinheiten 7 auf, vorliegend Photodioden. Auch diese sind über auf die Kammerwandau ^¬ ßenfläche 6 aufgebrachte Leiterbahnen 8 elektrisch ange ^¬ schlossen. Mit den Sensoreinheiten 7, die in einem oberen Bereich der Kammer 1 angeordnet sind, kann der Sonnen- lichteinfall überwacht werden. Die Bestrahlung mit den Strahlungsquellen 4 kann dann in Abhängigkeit davon geregelt werden, bspw. nur nachts zugeschaltet sein. Wie nachstehend im Einzelnen deutlich wird, sind aber auch gänzlich sonnenlichtunabhängige Systeme möglich. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 sind die Strahlungsquellen 4 für eine gleichmäßige Bestrahlung des Kammerinnenvolumens 3 entlang der Rohrachse 9 und umlaufend verteilt (insbesondere äquidistant) . Die Figuren 2 bis 4 zeigen nun jeweils in einem zur Rohrachse 9 senkrechten Schnitt unterschiedliche Möglichkeiten, wie die Bestrah ^¬ lung des Kammerinnenvolumens 3 im Einzelnen umgesetzt werden kann.

Bei sämtlichen Varianten gemäß den Figuren 2 bis 4 wird die Kammerwand 2 durchstrahlt, ist also die Strahlungs- quelle 4 in einem Emissionsbereich der Kammerwand 2 ange- ordnet, in dem an einer dem Kammerinnenvolumen 3 zugewandten Kammerwandinnenfläche 10 Strahlung in das Kamme ^¬ rinnenvolumen 3 abgegeben wird. Die Strahlung, die letztlich auf die Kultivierungssuspension einwirkt, wird auch als Kultivierungsstrahlung bezeichnet. Bei der Variante gemäß Figur 2 emittiert die Strahlungsquelle 4 selbst die Kultivierungsstrahlung. Dabei handelt es sich vorliegend um die originär von dem Halbleiterbauelement emittierte Primärstrahlung 31, die Strahlungsquelle 4 kann aber auch konvertierend bzw. teilkonvertierend ausgestaltet sein, vgl. auch die Beschreibungseinleitung. Bei den Varianten gemäß den Figuren 3 und 4 ist im Unterschied dazu ein Leuchtstoff zur Wellenlängenkonversion an bzw. in die Kammerwand 2 integriert. Dazu ist bei der Variante gemäß Figur 3 an der Kammer ^¬ wandinnenfläche 10 eine Schicht 30 des Leuchtstoffs auf ^¬ gebracht (z. B. agglomerierte Leuchtstoffpartikel oder auch Leuchtstoffpartikel in einem Matrixmaterial, vgl. die Beschreibungseinleitung) . Die Strahlungsquelle 4 emittiert die Primärstrahlung 31, vorliegend blaues Licht. Diese wird in der Schicht 30 wellenlängenkonver ^¬ tiert, es resultiert eine Konversionsstrahlung 32 länge ^¬ rer Wellenlänge (vorliegend grünes Licht) . Dabei ist ins ^¬ besondere auch ein Betrieb in Teilkonversion möglich, die Kultivierungsstrahlung kann sich also aus Konversionsstrahlung 32 und anteilig nicht konvertierter Primärstrahlung 31 zusammensetzen.

Bei der Variante gemäß Figur 4 ist der Leuchtstoff in die Kammerwand 2 eingebettet. Dazu sind die Leuchtstoffparti- kel 40 in das Glas eingeformt, also in diesem als Matrix gehalten. Beim Durchstrahlen der Kammerwand 2 wird die Primärstrahlung 31 sukzessive in die Konversionsstrahlung 32 umgesetzt (vollständig oder auch nur zum Teil) . Bei der Variante gemäß Figur 4 ist die Strahlungsquelle 4 nachträglich auf die Kammerwand 2 aufgesetzt, es kann bspw. ein Klebstoff (nicht dargestellt) zugleich als Im ^¬ mersionsmaterial dienen und den direkten optischen Kontakt vermitteln.

Bei den Varianten gemäß den Figuren 2 und 3 ist die Strahlungsquelle 4 im Unterschied dazu in die Kammerwand 2 eingeformt. Sie ist entsprechend ein Stück weit nach radial innen versetzt, die Kammerwandaußenfläche 6 springt lokal nach innen.

Figur 5 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Einkopplung der Strahlung in die rohrförmige Kammerwand 2. Darge- stellt ist ein schematischer Schnitt, wobei die Rohrachse

9 in der Schnittebene liegt. Die Strahlungsquelle 4 ist nicht in einem Emissionsbereich 50 angeordnet, in welchem an der Kammerwandinnenfläche 10 Strahlung in das Kamme ^¬ rinnenvolumen 3 abgegeben wird, sondern seitlich außer- halb davon. Konkret ist die Strahlungsquelle 4 an einer Kammerwandseitenfläche 51 angeordnet, die sich zwischen der Kammerwandaußenfläche 6 und der Kammerwandinnenfläche

10 erstreckt. Die Strahlung wird mit einer Einstrahlrichtung 52 als Hauptrichtung eingekoppelt, die mit einer Flächenrichtung 53 der Kammerwand 2 zusammenfällt (die Flächenrichtung 53 liegt senkrecht zur Dickenrichtung 54) .

Bei der Variante gemäß Figur 5 ist an der Kammerwandau ^¬ ßenfläche 6 eine Verspiegelung 55 angeordnet, vorliegend durchgehend als direkt darauf abgeschiedener Metallfilm. Die Kammerwandaußenfläche 6 könnte aber auch unverspie- gelt sein, die Strahlung kann also durch Totalreflexion seitlich geführt werden (Übergang Glas/Umgebungsluft) , vgl . Figur 7. Auch an der Kammerwandinnenfläche 10 ist eine Vorspiege ^¬ lung 56 angeordnet, wobei deren Flächenanteil in Ein ^¬ strahlrichtung, von der Strahlungsquelle 4 weg abnimmt. Unterbrechungen 57 der Verspiegelung 56 werden entsprechend zunehmend größer. Im Ergebnis wird von der in der Kammerwand 2 geführten Strahlung im Verhältnis zunächst weniger und dann zunehmend mehr Strahlung durch die Unterbrechungen 57 in das Kammerinnenvolumen 3 abgegeben.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 emittiert die Strahlungsquelle 4 die Kultivierungsstrahlung, ist an o- der in der Kammerwand 2 selbst also kein Leuchtstoff vor ^¬ gesehen. Alternativ könnten aber bspw. auch die Unterbrechungen 57 mit Leuchtstoff gefüllt sein, könnte dieser also analog Figur 3 an der Kammerwandinnenfläche 10, da ^¬ bei aber lediglich in den Unterbrechungen 57 angeordnet sein. Ebenso könnte in die Kammerwand 2 Leuchtstoff ein ^¬ gebettet sein, analog der Variante gemäß Figur 4.

In Figur 5 ist ferner ein Fitting 60 zu erkennen, über welches die als Rohrstück geformte Kammerwand 2 mit einem weiteren Rohrstück zusammengesteckt ist. Insgesamt kann der Photobioreaktor dann aus einer Vielzahl derartiger Rohrstücke zusammengesetzt sein, die sich dann bspw. schleifen- bzw. mäanderförmig etc. erstrecken. Die Strahlungsquelle 4 kann bevorzugt in das Fitting integriert sein, dann also bspw. erst mit dem Einschieben der Kam- merwand 2 in den direkten optischen Kontakt mit der Kammerwandseitenfläche 51 gelangen.

Figur 6 zeigt auch eine Einkopplung außerhalb des Emissi ^¬ onsbereichs 50, in welchen die Strahlung seitlich hinein- geführt wird. Die Strahlungsquelle 4 ist dabei zwar au ^¬ ßerhalb des Emissionsbereichs 50, aber gleichwohl an der Kammerwandaußenfläche 6 angeordnet, nämlich in einem Ein ^¬ koppelbereich 65. In diesem gelangt keine Strahlung über die Kammerwandinnenfläche 10 in das Kammerinnenvolumen 3, vorliegend ist dort eine Verspiegelung 56 vorgesehen.

Bei den Varianten gemäß den Figuren 7 bis 9 ist eine Einkopplung analog Figur 5 gezeigt, ebenso könnte aber ana ^¬ log Figur 6 eingekoppelt werden, auch eine Kombination der beiden Varianten ist möglich. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 weist die Kammerwand 2 in einen radial äußeren Teil 2a und einen radial inneren Teil 2b auf. Die beiden Teile 2a, b sind über ei ^¬ nen Hohlraum 70 zueinander beabstandet, der vorliegend mit Luft gefüllt ist. Dadurch ist innerhalb der Kammer- wand 2 eine Grenzfläche 71 ausgebildet, an welcher die Strahlung durch Totalreflexion geführt wird. Die Strahlung wird in das radial äußere Teil 2a eingekoppelt und ist darin über Totalreflexion an der Grenzfläche 71 und der Kammerwandaußenfläche 6 geführt. An der Grenzfläche 71 sind Auskoppelstrukturen 72 vorgesehen, an welchen die Strahlung gestreut und dementspre ^¬ chend zumindest anteilig auch in Richtung des Kammerin ^¬ nenvolumens 3 gebracht wird. Emittiert die Strahlungs ^¬ quelle 4 wie vorliegend originär die Kultivierungsstrah- lung, können die Auskoppelstrukturen 72 bspw. angeraute Oberflächenbereiche sein. Alternativ könnte die Strah ^¬ lungsquelle 4 auch Primärstrahlung emittieren, die dann von als Auskoppelstrukturen 72 vorgesehenen Leuchtstoffinseln konvertiert werden könnte (nicht dargestellt) . Ferner könnte die Strahlungsquelle 4 auch Primärstrahlung emittieren, die über streuende Auskoppelstrukturen 72 durch den Hohlraum 70 ausgekoppelt und erst dann (antei ^¬ lig) konvertiert wird, bspw. mit einem in das radial in ^¬ nere Teil 2b eingebetteten Leuchtstoff und/oder einer an der Kammerwandinnenfläche 10 angeordneten Leuchtstoff ^¬ schicht 30.

Bei der Variante gemäß Figur 8 ist der Kammerwandaußenfläche 6 eine Verspiegelung 55 zugeordnet, die in diesem Fall allerdings nicht direkt an die Kammerwandaußenfläche 6 grenzt. Dazwischen ist ein Hohlraum 80 vorgesehen, vorliegend mit Luft gefüllt. Dementsprechend ist die Strah ^¬ lung an der Kammerwandaußenfläche 6 zunächst durch Total ^¬ reflexion geführt. Die Verspiegelung 55 kann dann aber bspw. unter Winkeln außerhalb des Totalreflexionswinkels auftreffende Strahlung zurück in Richtung Kammerinnenvo ^¬ lumen 3 reflektieren. Diese Kombination kann von Interesse sein, weil die Strahlungsführung durch Totalreflexion an sich sehr effizient ist, aber eben winkelabhängig.

Die Kammerwandinnenfläche 10 ist bereichsweise mit einer Verspiegelung 56 und in deren Unterbrechungen komplementär dazu mit einer LeuchtstoffSchicht 30 versehen. Die Strahlungsquelle 4 emittiert Primärstrahlung 31, die von der LeuchtstoffSchicht 30 dann (anteilig) in die Konver ^¬ sionsstrahlung 32 umgesetzt wird. Alternativ könnte die Strahlungsquelle 4 aber bspw. auch direkt die Kultivie ^¬ rungsstrahlung emittieren und könnte an der Kammerwandin- nenfläche 10 lediglich die Verspiegelung 56 angeordnet sein .

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 ist der Kammerwandaußenfläche 6 ebenfalls eine Verspiegelung 55 zugeordnet, jedoch im Unterschied zu Figur 8 direkt daran grenzend. Auch in diesem Fall ist die von Strahlungsquelle 4 emit ^¬ tierte Strahlung Primärstrahlung 31, die von einer Schicht 30 des Leuchtstoffs an der Kammerwandinnenfläche 10 (anteilig) in Konversionsstrahlung 32 konvertiert wird. Alternativ oder zusätzlich könnte der Leuchtstoff auch in die Kammerwand 2 eingebettet sein, vgl. Figur 4 zur Illustration.

BEZUGSZEICHENLISTE

Kammer 1

Kammerwand 2 radial äußerer Teil 2a radial innerer Teil 2b

Kammerinnenvolumen 3

Strahlungsquellen 4 Leiterbahnen (Kontaktierung Strahlungsquellen) 5

Kammerwandaußenfläche 6 Sensoreinheiten 7

Leiterbahnen (Kontaktierung Sensoreinheiten) 8

Rohrachse 9

Kammerwandinnenfläche 10

LeuchtstoffSchicht 30 Primärstrahlung 31

Konversionsstrahlung 32

Leuchtstoffpartikel 40

Emissionsbereich 50

Kammerwandseitenfläche 51 Einstrahlrichtung 52 Flächenrichtungen 53

Dickenrichtung 54

Verspiegelung (Kammerwandaußenfläche) 55

Verspiegelung (Kammerwandinnenfläche) 56 Unterbrechungen (der Verspiegelung) 57

Fitting 60

Einkoppelbereich 65

Hohlraum (in der Kammerwand) 70

Grenzfläche 71 Auskoppelstrukturen 72 Hohlraum (zwischen Kammerwandaußenfläche

und Verspiegelung) 80