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Patent Searching and Data


Title:
EXCIMER EMITTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/032561
Kind Code:
A1
Abstract:
Known excimer emitters have a closed, annular-gap-shaped discharge space, which extends between an outer tube and an inner tube arranged coaxially within the outer tube, wherein the outer tube and the inner tube are closed gas-tight at the end-face ends thereof by means of a seal. According to the invention, in order to specify an excimer emitter on the basis thereof, which excimer emitter is highly resistant to thermal loads and furthermore is simple and economical to produce, at least one of the seals comprises a sealing pressing element, which has a main body and a carrier that interacts with the main body and can be moved in relation to the main body, and at least two sealing rings, of which one sealing ring lies against an inner surface of the outer tube and the other sealing ring lies against an outer surface of the inner tube, and that the carrier and the main body produce a contact pressing force acting on the sealing rings in the direction of an outer-tube longitudinal axis when the carrier and the main body interact, which contact pressing force causes a transverse extension of the sealing rings perpendicular to the direction of the contact pressing force.

Inventors:
BERGER ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/066673
Publication Date:
March 12, 2015
Filing Date:
August 04, 2014
Export Citation:
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Assignee:
HERAEUS NOBLELIGHT GMBH (DE)
International Classes:
H01J61/34; H01J61/36; H01J65/04
Foreign References:
US6376972B12002-04-23
US20100259168A12010-10-14
DE102009036297B32011-01-13
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Claims:
Patentansprüche

1 . Excimer-Strahler (1 ), aufweisend einen geschlossenen, ringspaltförmigen Ent- ladungsraum (2), der sich zwischen einem Außenrohr (3) und einem koaxial darin angeordneten Innenrohr (4) erstreckt, wobei Außenrohr (3) und Innenrohr (4) an ihren stirnseitigen Enden über eine Abdichtung gasdicht verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Abdichtungen ein Dichtpresselement (50) mit einem Grundkörper (51 ) und einem mit diesem zusammenwirkenden und relativ zum Grundkörper (51 ) bewegbaren Träger (52), sowie mindestens zwei Dichtringe (60a, 60b, 63a, 63b) umfasst, von denen einer am Außenrohr (3) und ein anderer am Innenrohr (4) anliegt, und dass der Träger (52) und der Grundkörper (51 ) in ihrer Zusammenwirkung eine in Richtung einer Außenrohr-Längsachse (5) auf die Dichtringe (60a, 60b, 63a, 63b) wirkende Anpresskraft erzeugen, die eine Querdehnung der Dicht- ringe (60a, 60b, 63a, 63b) senkrecht zur Richtung der Anpresskraft bewirkt.

2. Excimer-Strahler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (52) und der Grundkörper (51 ) über eine Schraubverbindung (53) miteinander verbunden sind, und dass die Anpresskraft mittels der Schraubverbindung (53) erzeugt wird. 3. Excimer-Strahler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (52) ein erstes Gewinde (55) und der Grundkörper (51 ) ein zweites Gewinde (56) aufweist, und dass die Schraubverbindung (53) durch Zusammenwirken des ersten Gewindes (55) und des zweiten Gewindes (56) gebildet wird.

4. Excimer-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Träger hülsenförmig ist und ein Außengewinde aufweist.

5. Excimer-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dichtpresselement (50) eine zwischen Außenrohr (3) und Innenrohr (4) angeordnete Distanzscheibe (16a, 16b) zugeordnet ist, die den Entladungsraum (2) in einen Entladungsbereich (18, 70) und einen unbeleuchteten Endabschnitt (1 1 a, 1 1 b, 71 ) unterteilt.

6. Excimer-Strahler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzscheibe (16a, 16b) aus Quarzglas gefertigt ist und am Innenrohr (4) oder

5 am Außenrohr (3) fixiert ist.

7. Excimer-Strahler nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Distanzscheibe(16a, 16b) und Dichtpresselement (50) einen Abstand im Bereich von 5 bis 40 mm aufweisen.

8. Excimer-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- 10 kennzeichnet, dass der Entladungsraum (2) eine Ringspaltweite (13) im Bereich von 2 mm bis 30 mm aufweist.

9. Excimer-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsgefäß (2) eine Entladungsgefäß-Länge aufweist, die im Bereich von 1 .500 mm bis 4.000 mm liegt.

15 10. Excimer-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (52) aus Polyetheretherketon (PEEK) oder Po- lytetrafluorethylen (PTFE) und der Grundkörper (51 ) aus Polyetheretherketon (PEEK) gefertigt ist.

1 1 . Excimer Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- 20 kennzeichnet, dass der Grundkörper (51 ) einen hülsenförmigen, ersten Abschnitt (66) aufweist, der das Außenrohr (3) in einem Überwurfbereich (12a, 12b) umgreift.

12. Excimer-Strahler nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Überwurfbereich (12a, 12b) zwischen dem ersten Abschnitt (66) und dem Außen-

25 rohr (3) ein Dichtelement (69a, 69b) angeordnet ist, dem eine den hülsenförmigen ersten Abschnitt (66) umgreifende Metallschelle (7a, 7b) zugeordnet ist.

13. Excimer-Strahler nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (51 ) einen hülsenförmigen, zweiten Abschnitt (67) umfasst, der das Innenrohr (4) umgreift.

14. Excimer-Strahler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (67) einen Absatz (69) aufweist, der als Anschlag für das Innenrohr

(4) dient.

Description:
Excimer-Strahler

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Excimer-Strahler, aufweisend einen geschlossenen, ringspaltförmigen Entladungsraum, der sich zwischen einem Außenrohr und ei- nem koaxial darin angeordneten Innenrohr erstreckt, wobei Außenrohr und Innenrohr an ihren stirnseitigen Enden über eine Abdichtung gasdicht verschlossen sind.

Excimer-Strahler sind Dielektrische Barriere-Entladungslampen; sie werden beispielsweise für die Bestrahlung von Flüssigkeiten, Feststoffen, Oberflächen oder Gasen mit ultravioletter Strahlung verwendet.

Stand der Technik

Bekannte Excimer-Strahler weisen ein Entladungsgefäß mit einem Entladungsraum auf, der von einem Außenrohr und einem koaxial darin angeordneten Innenrohr begrenzt wird. Der Entladungsraum erstreckt sich zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr und ist ringspaltförmig ausgebildet. Zur gasdichten Abdichtung des Entladungsraums ist an den stirnseitigen Enden von Außenrohr und Innenrohr jeweils eine gasdichte Abdichtung vorgesehen, beispielsweise in Form einer Einschmelzung einer Quarzglasscheibe oder einer Quetschung der Strahlerrohr-Enden. Der Entladungsraum ist mit einem Füllgas gefüllt, das zur Emission von Excimer- Strahlung geeignet ist. Excimere („Excited Dimer") sind kurzlebige Teilchen, die nur im angeregten Zustand existieren und die, wenn sie in ihren Grundzustand zurückkehren, Strahlung in einem engen Spektralbereich emittieren. Die Wellenlänge der Hauptemissionslinie eines Excimer-Strahlers hängt vom Füllgas ab. So emittieren beispielsweise XeCI-haltige Füllgase bei 308 nm, KrCI-haltige Füllgase bei 222 nm und XeBr-haltige Füllgase bei 282 nm. Ein Excimer-Strahler mit einem Außenrohr aus Quarzglas und einem koaxial darin angeordneten Innenrohr aus Quarzglas ist aus der DE 10 2009 036 297 B3 bekannt. Bei diesem Strahler sind Außenrohr und Innenrohr an ihren stirnseitigen Enden miteinander verschmolzen, so dass diese einen ringspaltförmigen, ge- schlossenen Entladungsraum festlegen. Zur Erzeugung der dielektrisch behinderten Entladung ist an der Außenwandung des Außenrohres eine Außenelektrode und an der Innenwandung des Innenrohrs eine Innenelektrode angeordnet. Darüber hinaus dient das Innenrohr des Excimer-Strahlers gleichzeitig als Strömungskanal zur Durchleitung eines Kühlgases. Excimer-Strahler sind während des Betriebs häufig großen Temperaturschwankungen ausgesetzt. So werden beispielsweise beim Durchleiten von Kühlfluiden durch das Innenrohr im Entladungsgefäß regelmäßig Temperaturunterschiede von über 100° K zwischen dem ungekühlten Außenrohr und dem Innenrohr beobachtet. Diese Temperaturunterschiede können zu Spannungen, insbesondere im Bereich der Verschmelzung führen. Als Folge hiervon werden häufig Risse an den Verschmelzungskanten beobachtet, die die Dichtheit des Entladungsgefäßes beeinträchtigen und zu einem Ausfall des Excimer-Strahlers führen können. Die Herstellung der Verschmelzungen umfasst mehrere Verfahrensschritte und ist zeit- und kostenaufwendig. Um eine Verschmelzung mit einer hohen Widerstandfähigkeit gegen thermische Beanspruchung zu gewährleisten, sind bei dem bekannten Excimer-Strahler Außenrohr und Innenrohr aus demselben Glasmaterial gefertigt. Dadurch, dass die miteinander verschmolzenen Rohre den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, werden Spannungen im Verschmelzungsbereich verringert. Dennoch führen Temperaturunterscheide des Entladungsgefäßes zum Auftreten Spannungen im Verschweißungsbereich, die zur Rissbildung, Undichtheit und einem Ausfall des Excimer-Strahlers führen können, und zwar insbesondere dann, wenn der Excimer-Strahler eine große Strahlerrohr-Länge von mehr als 1 .500 mm aufweist. Technische Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Excimer-Strahler anzuge- ben, der eine hohe Widerstandsfähigkeit bei thermischer Beanspruchung aufweist und darüber hinaus einfach und kostengünstig zu fertigen ist.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Excimer-Strahler mit den Merkmalen der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindes- tens eine der Abdichtungen ein Dichtpresselement mit einem Grundkörper und einem mit diesem zusammenwirkenden und relativ zum Grundkörper bewegbaren Träger, sowie mindestens zwei Dichtringe umfasst, von denen einer am Außenrohr und der andere am Innenrohr anliegt, und dass der Träger und der Grundkörper in ihrer Zusammenwirkung eine in Richtung einer Außenrohr-Längsachse auf die Dichtringe wirkende Anpresskraft erzeugen, die eine Querdehnung der Dichtringe senkrecht zur Richtung der Anpresskraft bewirkt.

Beim gattungsgemäßen Excimer-Strahler ist eine Abdichtung des Entladungsgefäßes in Form einer stirnseitigen Verschmelzung von Außenrohr und Innenrohr vorgesehen. Hierbei können Außenrohr und Innenrohr entweder unmittelbar mit- einander verschmolzen sein oder sie sind jeweils über eine Verschmelzung mit einem Zwischenelement, beispielsweise über eine Quarzglasscheibe, miteinander verbunden.

Davon ausgehend wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, wenigstens einseitig auf eine Verschmelzung von Außenrohr und Innenrohr zu verzichten. Stattdessen erfolgt die Abdichtung erfindungsgemäß mit einem Dichtpresselement, das einen Grundkörper, einen Träger und zwei Dichtungen umfasst. Grundkörper und Träger sind relativ zueinander bewegbar. Die Dichtringe sind zwischen Grundkörper und Träger angeordnet. Erfindungsgemäß kann die Position von Grundkörper und Träger relativ zueinander so eingestellt werden, dass Träger und Grundkörper eine Anpresskraft erzeugen, die auf die zwischen ihnen angeordneten Dichtringe wirkt. Die Anpresskraft führt zu einer Querdehnung der Dichtringe und damit zu einer Abdichtung des Entladungsgefäßes. Durch den Einsatz des Dichtpresselements wird eine flexible Dichtung gewährleistet, die insbesondere bei thermischer Beanspruchung eine gute Flexibilität und hohe Dichtheit aufweist.

Da Excimer-Strahler gemäß der Erfindung einen ringspaltförmigen Entladungsraum aufweisen, der sich zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr erstreckt, ist eine Abdichtung des Ringspalts grundsätzlich sowohl am Außenrohr als auch am Innenrohr erforderlich. Erfindungsgemäß sind daher zwei Dichtringe vorgesehen, von denen einer dem Innenrohr und der andere dem Außenrohr zugeordnet ist.

Vorzugsweise ist einer der Dichtringe der Innenrohr-Außenwandung und der an- dere der Außenrohr-Innenwandung zugeordnet. Bei derart angeordneten Dichtringen kann eine auf beide Dichtringe wirkende Anpresskraft durch ein in den Ringspalt hineinragendes Dichtpresselement mit nur einem einzigen Träger und einem einzigen Grundkörper erzeugt werden.

Ebenso hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jeweils einer der Dichtringe der Innenwandung des Innenrohrs und der andere Dichtring der Außenwandung des Außenrohrs zugeordnet sind. Bei einer solchen Dichtringanordnung umgreifen Grundkörper und Träger das Entladungsgefäß.

Dadurch, dass Außenrohr und Innenrohr über ein Dichtpresselement abgedichtet sind, wird eine einfache und kostengünstige Herstellung des Excimer-Strahlers ermöglicht. Die Montage des Dichtpresselements ist grundsätzlich einfacher als das Verschweißen der Rohrenden von Innenrohr und Außenrohr. Beim Verschweißen der Rohrenden kann es darüber hinaus zu einer Verformung der Rohrenden kommen. Dies wird durch ein Dichtpresselement vermieden. Darüber hinaus trägt ein in den Ringspalt hineinragendes Dichtpresselement zu einer Zentrierung des Innenrohrs und damit zu einem gleichmäßigen Entladungsspalt bei. Hierdurch wird ein Excimer-Strahler mit einem homogenen Strahlungsfeld ermöglicht. Sofern das Dichtpresselement in den Ringspalt hineinragt, wird auch eine höhere mechanische Stabilität des Excimer-Strahlers erreicht. Dies gilt insbesondere hinsichtlich auf das Außen- und das Innenrohr aufgebrachter Schwingungen, beispielsweise während des Transports oder durch Vibrationen am Einsatzort des Strahlers. Eine Abdichtung mit einem Dichtpresselement ist verglichen mit einer Verschweißung in der Lage größeren Temperaturschwankungen standzuhalten. Dies gilt insbesondere, wenn unterschiedliche Materialien für Außenrohr und Innenrohr zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu einer Verschweißung mit Übergangsgläsern ermöglicht ein Dichtpresselement auch eine Abdichtung guter thermischer Stabilität von aus unterschiedlichen Materialien gefertigten Innen- und Außenrohren. Häufig erfolgt eine Strahlungsemission eines Excimer-Strahlers nur durch das Außenrohr, so dass bei Einsatz einer Verschraubung das Innenrohr beispielsweise aus Glas gewählt werden kann. Hierdurch wird eine kostengünstige Fertigung des Excimer-Strahlers gewährleistet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Excimer-Strahlers ist vorgesehen, dass der Träger und der Grundkörper über eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind, und dass die Anpresskraft mittels der Schraubverbindung erzeugt wird.

Durch die Schraubverbindung können Träger und Grundkörper schnell, einfach und mechanisch stabil miteinander verbunden werden. Die Schraubverbindung ermöglicht darüber hinaus eine einfache Einstellung und Anpassung der Anpresskraft, beispielsweise im Hinblick auf den beabsichtigten Einsatzort des Excimer-Strahlers. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Excimer- Strahlers ist vorgesehen, dass der Träger ein erstes Gewinde und der Grundkörper ein zweites Gewinde aufweist, und dass die Schraubverbindung durch Zusammenwirken des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes gebildet wird. Durch das Zusammenwirken des ersten und des zweiten Gewindes wird eine einfache Schraubverbindung erhalten, bei der Träger und Grundkörper unmittelbar zusammenwirken. Auf zusätzliche Bauelemente zur Realisierung der Verschrau- bung, beispielsweise ein zusätzliches Gewindebauteil, kann verzichtet werden. Gewindebauteil in diesem Sinne ist beispielsweise eine Gewindestange oder Schraube. Dies trägt zu einer einfachen und kostengünstigen Fertigung des Excimer-Strahlers bei.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Träger hülsenförmig ist und ein Außengewinde aufweist.

Ein hülsenförmiger Träger lässt sich einfach in den Ringspalt des Entladungs- raums einführen; er füllt darüber hinaus den Ringspalt umlaufend aus. Hierdurch wird eine möglichst isotrope Abdichtung des Entladungsgefäßes ermöglicht. Der hülsenförmige Träger ist vollständig im Ringspalt angeordnet oder ragt aus diesem heraus.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Excimer-Strahlers ist dem Dichtpresselement eine zwischen Außenrohr und Innenrohr angeordnete Distanzscheibe zugeordnet, die den Entladungsraum in einen Entladungsbereich und einen unbeleuchteten Endabschnitt unterteilt.

Die Distanzscheiben weisen die Form eines Flachrings auf. Sie sind innerhalb des Entladungsraums derart angeordnet, dass durch die Ringöffnung das Innen- rohr geführt ist. Die Distanzscheibe unterteilt den Entladungsraum in zwei Bereiche, nämlich einen beleuchteten Bereich, in dem die Excimer-Entladung stattfindet und in einen zweiten unbeleuchteten Bereich. Die Excimer-Entladung wird durch die gegenüberliegenden Elektroden hervorgerufen. Soll eine Entladung im unbeleuchteten Endabschnitt unterbleiben, so dürfen dem unbeleuchteten End- abschnitt keine Elektroden zugeordnet sein. Ein Übergreifen der Entladung vom Entladungsbereich auf den unbeleuchteten Endabschnitt kann bei entsprechender Elektrodenanordnung schließlich dadurch erreicht werden, dass die Abmessungen der Distanzscheibe so gewählt sind, dass nur ein geringer Spalt zwischen der Distanzscheibe und dem Außenrohr beziehungsweise Innenrohr verbleibt. Hierbei weist der beleuchtete Bereich während des Betriebs des Excimer- Strahlers eine höhere Temperatur auf als der unbeleuchtete Bereich. Dadurch, dass das Dichtpresselement im unbeleuchteten Endabschnitt angeordnet ist, wird durch die Distanzscheibe eine geringere thermische Beanspruchung des Dicht- presselements ermöglicht.

Es hat sich bewährt, wenn die Distanzscheibe aus Quarzglas gefertigt ist und am Innenrohr oder am Außenrohr fixiert ist.

Vorzugsweise ist die Distanzscheibe aus demselben Material gefertigt wie das Außenrohr und das Innenrohr. Bei Einsatz gleicher Werkstoffe brauchen unter- schiedliche Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe nicht berücksichtigt zu werden. Darüber hinaus ist eine Distanzscheibe aus Quarzglas einfach und kostengünstig zu fertigen. Sie kann sowohl mit dem Innenrohr als auch mit dem Außenrohr einfach verschmolzen werden. Vorzugsweise wird die Distanzscheibe zunächst mit dem Innenrohr verschmolzen bevor dieses in das Außenrohr einge- führt wird. Eine zusätzliche Verschmelzung der Distanzscheibe mit dem Außenrohr kann von außen über eine Erwärmung der Außenoberfläche des Außenrohrs erfolgen. Durch eine umlaufende Verschmelzung der Distanzscheiben mit dem Außen- und dem Innenrohr kann effektiv verhindert werden, dass die Excimer- Entladung auf die Endabschnitte übergreifen kann; sie trägt zu einer geringeren Betriebstemperatur der Endabschnitte bei

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn Distanzscheibe und Dichtpresselement einen Abstand im Bereich von 5 mm bis 40 mm aufweisen.

Der Abstand zwischen Distanzscheibe und Dichtpresselement beeinflusst die Größe des beleuchteten Entladungsbereichs und des unbeleuchteten Endab- Schnittes. Ein großer Abstand zwischen Distanzscheibe und Dichtpresselement führt grundsätzlich zu einer guten Reduktion der Temperatur im unbeleuchteten Endabschnitt; er geht daher mit einer geringen thermischen Beanspruchung des Dichtpresselements einher. Ein großer Abstand führt allerdings auch zu einem großen unbeleuchteten Bereich, wodurch die kompakte Bauform des Excimer- Strahlers beeinträchtigt wird. Bei einem Abstand von weniger als 5 mm wird zwar ein kleiner unbeleuchteter Endabschnitt erhalten, allerdings verliert sich der Effekt der Distanzscheibe hinsichtlich einer Temperaturreduktion im unbeleuchteten Endabschnitt. Ein Abstand von mehr als 40 mm beeinträchtigt die kompakte Bauform des Excimer-Strahlers. Vorzugsweise weist der Entladungsraum eine Ringspaltweite im Bereich von 2 mm bis 30 mm auf.

Die Abdichtung eines Excimer-Strahlers muss während des Strahlerbetriebs gewissen mechanischen Beanspruchungen standhalten, beispielsweise veränderlichen Druckverhältnissen im Entladungsgefäß. Die Größe einer Abdichtung für Excimer-Strahler mit Dichtpresselement und insbesondere deren Erstreckung im Ringspaltquerschnitt hat Einfluss auf die mechanische Stabilität des Dichtpresselements. Bei einem Ringspalt mit einer Ringspaltweite von weniger als 2 mm ist eine mechanisch stabile Abdichtung mit einem Dichtpresselement nur aufwendig zu erreichen. Ein Ringspalt mit einer Ringspaltweite von mehr als 30 mm ist teuer zu fertigen und kann die Effizienz der Strahlungsemission beeinträchtigen. Es hat sich besonders bewährt, wenn der Entladungsraum eine Ringspaltweite im Bereich von 2 mm bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 20 mm, aufweist.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Entladungsgefäß eine Entladungsge- fäß-Länge aufweist, die im Bereich von 1 .500 mm bis 4.000 mm liegt.

Eine Abdichtung in Form eines Dichtpresselements mit einer guten Widerstandsfähigkeit gegen thermische Beanspruchung ist insbesondere für Excimer-Strahler mit einer großen Entladungsgefäß-Länge von mehr als 1 .500 mm geeignet. Insbesondere bei diesen Excimer-Strahlern ist eine widerstandsfähige Abdichtung in Form einer Quetschung oder Verschmelzung nur aufwendig zu erreichen. Bei der Fertigung der Excimer-Strahler werden Außenrohr und Innenrohr ineinander geschoben. Excimer-Strahler mit einer Entladungsgefäß-Länge von mehr als 4.000 mm sind wegen ihrer Größe nur aufwendig zu fertigen.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Excimer- Strahlers ist der Träger aus Polyetheretherketon (PEEK) oder Polytetrafluorethyl- en (PTFE) und der Grundkörper aus Polyetheretherketon (PEEK) gefertigt.

Polyetheretherketon (PEEK) und Polytetrafluorethylen sind hochtemperaturbeständige, thermoplastische Kunststoffe, die eine gute chemische Beständigkeit aufweisen. PEEK weist eine Schmelztemperatur von 335 °C auf und ist gegen viele organische und anorganische Chemikalien beständig. PEEK kann als thermoplastischer Kunststoff einfach zu verschiedenen Formen verarbeitet werden. Ein PEEK- Werkstück kann beispielsweise mit einem Gewinde versehen werden. PEEK weist allerdings eine geringe Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung auf. Da der Grundkörper im Gegensatz zu dem Träger grundsätzlich einer geringeren UV- Bestrahlung durch den Excimer-Strahler ausgesetzt ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Grundkörper aus PEEK gefertigt ist.

PTFE weist eine Schmelztemperatur von etwa 327 °C auf und ist durch eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien gekennzeichnet. Darüber hinaus zeichnet sich PTFE durch eine geringe Oberflächenspannung aus, so dass ein Anhaften von Materialien an der PTFE-Oberfläche nahezu unterbleibt. Es hat sich daher bewährt, wenn der mit dem Entladungsraum in Verbindung stehende Träger aus PTFE gefertigt ist. Ein Formkörper aus PTFE ist darüber hinaus einfach in unterschiedlichen Formen zu fertigen. Aus PTFE können darüber hinaus Gewinde- und Schraubverbindungen hergestellt werden.

Neben PEEK und PTFE sind als Werkstoffe für den Träger und/oder den Grundkörper auch Verbundwerkstoffe, wie glasfaserverstärktes PTFE, oder keramische Werkstoffe geeignet. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Excimer Strahlers ist vorgesehen, dass der Grundkörper einen hülsenförmigen, ersten Abschnitt aufweist, der das Außenrohr in einem Überwurfbereich umgreift.

Ein das Außenrohr umgreifender hülsenförmiger Abschnitt des Grundkörpers trägt dazu bei, dass der Endabschnitt vor äußeren mechanischen Einwirkungen geschützt ist. Gleichzeitig wird durch den hülsenförmigen Abschnitt auch eine mechanische Stabilisierung der gesamten Abdichtung erreicht.

In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn im Überwurfbereich zwischen dem ersten Abschnitt und dem Außenrohr ein Dichtelement angeordnet ist, dem eine den hülsenförmigen ersten Abschnitt umgreifende Metallschelle zugeordnet ist.

Ein zusätzliches Dichtelement verbessert die Dichtheit der Abdichtung. Durch die den hülsenförmigen Abschnitt umgreifende Metallschelle kann ein auf den ersten Abschnitt einwirkender Anpressdruck erzeugt werden, der zu einer Kompression des Dichtelements führt, so dass eine gasdichte Verbindung erhalten wird.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Grundkörper einen hülsenförmigen, zweiten Abschnitt umfasst, der das Innenrohr umgreift.

Der zweite hülsenförmige Abschnitt umgreift das Innenrohr und trägt somit zu einer mechanischen Stabilisierung der koaxialen Anordnung aus Außenrohr und Innenrohr bei. Hierdurch wird außerdem ein Entladungsgefäß mit einem gleichmäßigen Ringspalt mit nahezu gleicher Ringspaltweite gewährleistet. Unterschiedliche Ringspaltweiten beeinträchtigen eine gleichmäßige Excimer- Entladung und führen zu einer ungleichmäßigen Strahlungsemission.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der zweite Abschnitt einen Absatz auf- weist, der als Anschlag für das Innenrohr dient.

Der Absatz bestimmt die Lage des Innenrohrs relativ zum Außenrohr und trägt zu einer Fixierung des Innenrohrs bei. Es hat sich bewährt, wenn die Dichtringe paarweise angeordnet sind.

Die paarweise Anordnung der Dichtringe trägt zur Erhöhung der Dichtheit der Abdichtung bei. Die Dichtringe können unmittelbar hintereinander oder, beispielsweise durch ein Zwischenelement, voneinander beabstandet sein. Aufgrund der Ringspalt-Geometrie des Entladungsgefäßes hat es sich bewährt, wenn das Zwischenelement ringförmig oder hülsenförmig ausgebildet ist. Ein derartiges Zwischenelement trägt dazu bei, dass beide Dichtringe durch die Anpresskraft jeweils eine Querdehnung erfahren, so dass bei einer Undichtigkeit eines Dichtrings dessen Funktion von dem weiteren Dichtring übernommen werden kann. Hierdurch wird eine hohe Dichtheit der Abdichtung gewährleistet.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zwei Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung im Einzelnen:

Figur 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Excimer-Strahlers, und

Figur 2 ein stirnseitiges Ende des Excimer-Strahlers gemäß Figur 1 mit einem

Dichtpresselement in einem Längsschnitt.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Excimer-Strahler, dem insge- samt die Bezugsziffer 1 zugeordnet ist.

Der Excimer-Strahler 1 weist ein Entladungsgefäß mit einem geschlossenen, ringspaltförmigen Entladungsraum 2 auf, der sich zwischen einem Außenrohr 3 mit einer Außenrohr-Längsachse 5 und einem Innenrohr 4 mit einer Innenrohr- Längsachse erstreckt. Dabei ist das Innenrohr 4 relativ zum Außenrohr 3 derart angeordnet, dass die Außenrohr-Längsachse 5 und die Innenrohr-Längsachse koaxial verlaufen. Außenrohr 3 und Innenrohr 4 sind aus Quarzglas gefertigt. Das Außenrohr 3 weist einen Außendurchmesser 9 von 40 mm bei einer Wandstärke von 2 mm auf. Die Länge 10 des Außenrohrs 3 beträgt 2.500 mm. Das Innenrohr 4 weist einen Außendurchmesser 8 von 30 mm, einen Innendurchmesser von 27 mm und eine Wandstärke von 1 ,5 mm auf. Auch das Innenrohr 4 ist 2.500 mm lang. Der ring- spaltförmige Entladungsraum 2 weist eine Spaltbreite 13 von 6 mm auf. Der Entladungsraum 2 ist mit Xenon gefüllt.

Die stirnseitigen Enden des Außenrohrs 3 und des Innenrohrs 4 sind jeweils über eine gasdichte Abdichtung 6a, 6b mit einem Dichtpresselement verschlossen. Die Abdichtungen 6a, 6b umgreifen das Außenrohr 3 jeweils in einem Überwurfbereich 12a, 12b; sie sind zur besseren Abdichtung im Überwurfbereich 12a, 12b jeweils mit einer Metallschelle 7a, 7b versehen.

An der Außenwandung des Außenrohres 3 liegt eine Außenelektrode 14 in Form eines Edelstahl-Netzes fest an. Weiterhin ist auf der Innenwandung des Innenroh- res 4 eine Innenelektrode 15 aus Edelstahl-Folie angeordnet.

Im Bereich der Enden des Entladungsgefäßes 2 ist jeweils eine Distanzscheibe 16a, 16b aus Quarzglas angeordnet. Die Distanzscheiben 16a, 16b sind 3 mm dick; sie weisen eine Innenbohrung mit einem Durchmesser von etwa 30 mm auf. Die Distanzscheiben 16a, 16b sind auf das Innenrohr 4 aufgesteckt, das heißt das Innenrohr 4 verläuft durch die Innenbohrung der Distanzscheiben 16a, 16b. Die Distanzscheiben 16a, 16b sind an dem Innenrohr 4 über Schweißpunkte 17 fixiert. In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Excimer-Strahlers (nicht dargestellt) sind die Distanzscheiben 16a, 16b entlang ihres Umfangs vollständig mit dem Innenrohr 4 verschweißt. Die Distanzscheiben 16a, 16b unterteilen den Entladungsraum 2 in einen beleuchteten Entladungsbereich 18 und zwei unbeleuchtete Endabschnitte 1 1 a, 1 1 b. Dadurch, dass die Endabschnitte 1 1 a, 1 1 b unbeleuchtet sind, weisen diese im Betrieb des Excimer-Strahlers 1 eine geringere Temperatur als der Entladungsbereich 18 auf. Die unbeleuchteten Endabschnitte 1 1 a und 1 1 b sind gleich groß; der Abstand zwischen Distanzscheiben 16a, 16b und dem ihnen zugeord- neten Abdichtungen 6a, 6b beträgt jeweils 45 mm. Die Länge des Entladungsbereichs 18 beträgt etwa 2400 mm.

In Figur 2 ist exemplarisch die Abdichtung 6b des Excimer-Strahlers 1 gemäß Figur 1 im Längsschnitt dargestellt. Anhand Figur 2 sind insbesondere die Lage, Form und Funktion des Dichtpresselements 50 von Abdichtung 6b zu erkennen. Abdichtung 6a ist genauso ausgebildet.

Das Dichtpresselement 50 umfasst einen Grundkörper 51 , sowie einen Träger 52. Der Grundkörper 51 ist als deckeiförmiger Verschluss ausgebildet, der mit dem Träger über die Schraubverbindung 53 zusammenwirkt. In der Mitte des Grund- körpers 51 ist eine Bohrung 54 vorgesehen, so dass eine Kühlung des Strahlers, insbesondere des Innenrohres 4 durch ein durch die Bohrung 54 strömendes Fluid ermöglicht wird.

Der Grundkörper 51 ist aus Polyetheretherketon (PEEK) gefertigt. Er umfasst einen äußeren Hülsenabschnitt 66 und einen inneren Hülsenabschnitt 67. Der äußere Hülsenabschnitt 66 umgreift das Außenrohr 3 im Überwurfbereich 12b. In den Grundkörper 51 sind im Überwurfbereich 12b zwei Aussparungen 68 vorgesehen, in die jeweils ein Dichtring 69a, 69b eingesetzt ist. Dadurch, dass dem Überwurfbereich des äußeren Hülsenabschnittes eine diesen umgreifende Metallschelle 7b zugeordnet ist, kann ein auf die Dichtringe 69a, 69b wirkender Anpressdruck erzeugt werden, der zusätzlich zur Dehnung der Dichtringe 69a, 69b und damit zur Abdichtung des Entladungsraumes 2 beiträgt. Die Dichtringe 69a, 69b sind aus Fluorkautschuk (FKM) gefertigt.

Der innere Hülsenabschnitt 67 umgreift das Innenrohr 4 des Excimerstrahlers 1 . Der Hülsenabschnitt 67 weist einen Absatz 69 auf, der als Anschlag für das In- nenrohr 4 dient und die Position des Innenrohres 4 festgelegt.

Der Träger 52 ist aus Polyetheretherketon (PEEK) gefertigt. In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger 52 aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gefertigt ist. Der Träger 52 ragt in den ringspaltförmigen Entladungsraum 2 hinein und weist eine hülsenförmige Grundform auf. Sowohl auf der Außenseite als auch auf der Innenseite des hülsenförmigen Trägers 52 ist jeweils eine Aussparung 57, 58 vorgesehen.

In der Aussparung 57 auf der Außenseite des Trägers 52 sind zur Abdichtung des Trägers 52 gegenüber dem Außenrohr zwei Dichtringe 60a, 60b angeordnet. Die Dichtringe 60a, 60b sind durch ein Abstandsring aus 61 aus PTFE oder PEEK voneinander beabstandet. Zwischen Träger 52 und Dichtring 60a ist ein Ring 62 aus PTFE oder PEEK angeordnet.

Zur Abdichtung des Trägers 52 gegenüber dem Innenrohr 4 sind auf der Innenseite des Trägers 52 zwei weitere Dichtringe 63a, 63b angeordnet. Auch die Dichtringe 63a, 63b sind durch einen Abstandsring 64 aus PTFE oder PEEK voneinander getrennt. Darüber hinaus ist zwischen Träger 52 und Dichtring 63a ein Ring 65 aus PTFE oder PEEK angeordnet. Dichtringe 60a, 60b, 63a, 63b sind aus Fluorkautschuk (FKM) gefertigt.

Der Trägers 52 ist mit einem ein Außen-Gewinde 55 versehen, das mit dem In- nengewinde 56 des Grundkörpers 51 unter Ausbildung einer Schraubverbindung zusammenwirkt. Durch die Schraubverbindung 53 wird eine in Richtung der Außenrohr-Längsachse 5 wirkende Anpresskraft erzeugt, die auf die Dichtringe 60a, 60b, 63a, 63b einwirkt. Die Anpresskraft bewirkt eine Querdehnung der Dichtringe 60a, 60b, 63a, 63b und führt somit zu einer Abdichtung des Entladungsraums 2. Um eine Erwärmung des Dichtpresselements 50 während des Betriebs des Excimer-Strahlers 1 zu verringern, ist dem Dichtpresselement 50 eine Distanzscheibe 16b aus Quarzglas zugeordnet. Diese ist mit dem Innenrohr 4 über Schweißpunkte fixiert. Die Distanzscheibe 16b unterteilt das Entladungsgefäß 2 in beleuchteten Mittenbereich und einen unbeleuchteten Endbereich 71 . Der unbeleuchtete Endbereich 71 weist während des Betriebs des Excimer-Strahlers 1 eine niedrigere Temperatur als der Mittenbereich 70 auf. Darüber hinaus trägt die Distanzscheibe 16b zu einer Verminderung der auf das Dichtpresselement 50 auftreffenden Strahlung bei, so dass eine höhere Standzeit des Dichtpresselements 50 ermöglicht wird.