DE10145650C2 - Irradiation device with reflector - Google Patents

Irradiation device with reflector

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Description

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zur Be­ strahlung von Objekten mit insbesondere ultravioletter und/oder infraroter und/oder sichtbarer elektromagnetischer Strahlung mit einer in einem Gehäuse angeordneten langge­ streckten Strahlungsquelle, die zwischen mindestens einem die Strahlungsquelle teilweise umgebenden Reflektor und einer auf das zu bestrahlende Objekt ausgerichteten Gehäuseöffnung ange­ ordnet ist, wobei jeder Reflektor aus mehreren miteinander verbundenen Reflektorsegmenten besteht, zwischen denen linien­ förmige Stoßstellen verlaufen.The invention relates to an irradiation device for loading radiation of objects with in particular ultraviolet and / or infrared and / or visible electromagnetic Radiation with a langge arranged in a housing stretched radiation source between at least one Radiation source partially surrounding and one reflector the object to be irradiated aligned housing opening is arranged, each reflector consisting of several with each other connected reflector segments, between which lines shaped joints run.

Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere für UV-Licht kommen in der photochemischen Beeinflussung von Bestrahlungsobjekten zur Anwendung. Wichtige Anwendungen sind die Aushärtung von Druck­ farben, Klebstoffen und Beschichtungen sowie die Sterilisation und die medizinische Bestrahlung. Insbesondere im Bereich der Beschichtung von Holzplatten und Fußbodenbelägen werden UV-Be­ strahlungsvorrichtungen mit sehr hohen Bestrahlungsleistungen eingesetzt. Die Bestrahlungsbreite kann bis zu mehreren Metern betragen.Irradiation devices, especially for UV light, come in the photochemical influencing of radiation objects for Application. Important applications are the curing of pressure paints, adhesives and coatings as well as sterilization and medical radiation. Especially in the area of Coating of wooden panels and floor coverings become UV-Be radiation devices with very high radiation powers used. The radiation width can be up to several meters be.

Als Strahlungsquellen in UV-Bestrahlungsvorrichtungen kommen vor allem Gasentladungslampen zum Einsatz, in denen durch das Verdampfen von Metallen ein Plasma erzeugt wird. Die Lampen bestehen dabei im wesentlichen aus einem röhrenförmigen Glas­ körper, zwei Elektroden, zwei Folieneinschmelzungen sowie zwei Sockeln. Je nach Lampentyp betragen die Betriebstemperaturen am Glaskörper zwischen 700°C und 900°C. Alle bekannten langge­ streckten UV-Bestrahlungsvorrichtungen weisen eine an beiden Enden aufgehängte Strahlungsquelle auf, die teilweise von ei­ nem oder mehreren Reflektoren umgeben sein kann. Das Licht der Strahlungsquelle tritt durch eine Lichtaustrittsöffnung im Ge­ häuse der UV-Bestrahlungsvorrichtung aus.Coming as radiation sources in UV radiation devices especially gas discharge lamps used in which by the Evaporation of metals creates a plasma. The lamps consist essentially of a tubular glass body, two electrodes, two foil melts and two Pedestals. The operating temperatures vary depending on the lamp type on the glass body between 700 ° C and 900 ° C. All known langge stretched UV radiation devices have one on both Ends suspended radiation source, partially from egg can be surrounded by one or more reflectors. The light of the Radiation source passes through a light exit opening in the Ge housing of the UV irradiation device.

Es ist bekannt, Reflektoren mit dichroitischen Beschichtungen zu verwenden, die nur den für den Aushärtungsprozess erforder­ lichen Anteil der Strahlung reflektieren. Hierzu werden in einem Vakuumofen abwechselnd Reflexionsschichten eines hoch­ brechenden und eines niedrigbrechenden Materials auf ein Trä­ germaterial, wie beispielsweise Aluminium oder Glas aufge­ dampft. Die Trägermaterialien sind auf einem Drehteller be­ festigt, der eine gleichmäßige Beschichtung ermöglicht. Bei UV-Bestrahlungsvorrichtungen bestehen die Reflektoren aus dem Trägermaterial und bis zu 80 Reflexionsschichten. Technisch ist die Größe derartiger Reflektoren durch die Länge und den Durchmesser des Vakuumofens begrenzt, die einen Durchmesser von etwa 1 m und ein Länge von maximal 2 m haben. Aufgrund dieser Einschränkung können die vorteilhaften, mit dichroitischem Material beschichteten Reflektoren nicht in allen UV-Bestrahlungsvorrichtungen zum Einsatz gelangen.It is known to have reflectors with dichroic coatings to be used, which is only required for the curing process reflect the proportion of radiation. For this purpose, in one  Vacuum oven alternating reflection layers one high refractive and low refractive index material on one support germ material, such as aluminum or glass evaporated. The carrier materials are on a turntable strengthens, which enables an even coating. at UV irradiation devices consist of the reflectors Backing material and up to 80 reflective layers. Technically is the size of such reflectors by the length and The diameter of the vacuum furnace is limited to one diameter of about 1 m and a maximum length of 2 m. by virtue of this limitation can be the beneficial with dichroic material coated reflectors not in all UV radiation devices are used.

Um trotz der Herstellungsbeschränkung in der möglichen Reflek­ torlänge große Bestrahlungsbreiten mit derartigen Reflektoren abdecken zu können, ist es bekannt, den Reflektor aus mehreren Reflektorsegmenten zusammenzusetzen. Zwischen den Segmenten verlaufen dann linienförmige Stoßstellen. Wird nun ein zu be­ strahlendes Objekt, insbesondere in Form einer Bahn unter der Gehäuseöffnung der UV-Bestrahlungsvorrichtung senkrecht zur Längsachse der Strahlungsquelle hindurchgeführt, verursachen sämtliche senkrecht zur Längsachse verlaufenden Stoßstellen zwischen den Reflektorsegmenten Streifen aufgrund geringerer Bestrahlungsintensität. Diese Streifenbildung ist besonders bei der Herstellung von Fußbodenbelägen problematisch. Bei der Herstellung von Fußböden müssen Bahnbreiten zwischen 4 und 8 m bestrahlt werden; gleichzeitig wird durch die UV-Bestrahlung der Glanzgrad der Oberfläche beeinflusst. Abweichungen der Strahlungsintensität über die Bahnbreite, also in Richtung der Längsachse der Strahlungsquelle, machen sich sofort in Strei­ fen mit einem anderen Glanzgrad bemerkbar.To despite the manufacturing limitation in the possible reflect long radiation widths with such reflectors To be able to cover, it is known to the reflector from several Assemble reflector segments. Between the segments then line-shaped joints. Will now be a radiant object, especially in the form of a path under the Housing opening of the UV irradiation device perpendicular to Longitudinal axis of the radiation source, cause all joints perpendicular to the longitudinal axis stripes between the reflector segments due to less Radiation intensity. This banding is special problematic in the manufacture of floor coverings. In the Manufacturing floors must have web widths between 4 and 8 m be irradiated; at the same time by UV radiation affects the gloss level of the surface. Deviations of the Radiation intensity across the web width, i.e. in the direction of Longitudinal axis of the radiation source are immediately in streak with a different degree of gloss.

Aus der DE 199 35 379 A1 ist eine UV-Bestrahlungsvorrichtung, insbesondere für Lebensmittel, bekannt, die mehrere langgestreckte Strahlungsquellen aufweist, die teilweise von einem Reflektor umgeben sind. Über den Aufbau des Reflektors wird in dieser Veröffentlichung nichts gesagt. DE 199 35 379 A1 discloses a UV radiation device, especially known for food, the several has elongated radiation sources, some of which are surrounded by a reflector. About the construction of the reflector nothing is said in this publication.  

Aus der DE 198 50 865 A1 ist darüber hinaus eine Lampen- und Reflektoranordnung zur Infrarotbestrahlung von Objekten bekannt, deren langgestreckte Infrarot-Strahlungsquelle von einem sich in Längsrichtung der Strahlungsquelle erstreckenden Reflektor umgeben wird. Der Reflektor weist eine besondere, im wesentlichen W-förmige Querschnittsprofilierung auf, die den Kühlbedarf der Anordnung verringern soll. Eine Segmentierung des Reflektors ist in dieser Veröffentlichung nicht beschrieben.From DE 198 50 865 A1 is also a lamp and Reflector arrangement for infrared radiation of objects known, the elongated infrared radiation source of one extending in the longitudinal direction of the radiation source Reflector is surrounded. The reflector has a special, in essential W-shaped cross-sectional profile that the Should reduce the cooling requirement of the arrangement. A segmentation of the reflector is not in this publication described.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, unter Verwendung nur einer Bestrahlungsvor­ richtung eine gleichmäßigere Bestrahlung eines unter der Be­ strahlungsvorrichtung senkrecht zur Längsachse der Strahlungs­ quelle durchlaufenden Objektes, insbesondere in Form einer Bahn, zu ermöglichen.Based on this prior art, the invention lies Underlying the task, using only one irradiation device direction a more uniform irradiation of an under the Be radiation device perpendicular to the longitudinal axis of the radiation object passing through, in particular in the form of a Train, to enable.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, den Verlauf der Stoß­ stellen gezielt zu verändern, so dass die Streifenbildung re­ duziert oder sogar vermieden wird.The invention is based on the idea of the course of the shock make targeted changes so that streaking re is reduced or even avoided.

Diese Aufgabe wird bei einer Bestrahlungsvorrichtung der ein­ gangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die in eine die Längsachse der Strahlungsquelle enthaltende Ebene projizierten Stoßstellen zwischen den Reflektorsegmenten zumindest ab­ schnittsweise in einem von 90° verschiedenen Winkel zur Längs­ achse der Strahlungsquelle verlaufen.This task is the one with an irradiation device previously mentioned type solved in that the in a Projected plane containing the longitudinal axis of the radiation source At least joints between the reflector segments sectionally at an angle other than 90 ° to the longitudinal axis of the radiation source.

Die um die Längsachse rotierbare gedachte Projektionsebene muss sich in einer für eine Projektion der Stoßstellen geeig­ neten Lage befinden, insbesondere parallel zu dem unter der Bestrahlungsvorrichtung senkrecht zur Längsachse der Strah­ lungsquelle durchlaufenden bahnförmigen Objekt. Im Fall eines nicht geradlinigen Verlaufs der projizierten Stoßstelle, bei­ spielsweise bei einem wellenförmigen Verlauf, bildet eine Tan­ gente an die Projektion einzelner Abschnitte jeder Stoßstelle den weiteren Schenkel des zumindest abschnittsweise von 90° verschiedenen Winkels zur Längsachse der Strahlungsquelle. The imaginary projection plane rotatable about the longitudinal axis must be suitable for a projection of the joints Neten location, especially parallel to that under the Irradiation device perpendicular to the longitudinal axis of the beam continuous web-shaped object. In the case of one non-linear course of the projected joint, at for example with a wavy course, forms a tan to the projection of individual sections of each joint the other leg of at least in sections of 90 ° different angles to the longitudinal axis of the radiation source.  

Wenn sämtliche projizierten Stoßstellen auf ihrer gesamten Länge in einem vom 90° verschiedenen Winkel zur Längsachse der Strahlungsquelle verlaufen, ergeben sich auf dem bahnförmigen Objekt lediglich punktförmige Störungen in der Bestrahlung, die optisch nicht störend in Erscheinung treten.If all projected joints on their entire Length at an angle other than 90 ° to the longitudinal axis of the Radiation source, arise on the web-shaped Object only punctiform interference in the radiation, that do not appear visually disruptive.

Die Herstellung der Reflektorsegmente lässt sich vereinfachen, in dem der Verlauf der Stoßstellen zwischen sämtlichen Segmenten übereinstimmt.The manufacture of the reflector segments can be simplified, in which the course of the joints between all Segments matches.

Um einen geraden Reflektor ersetzen zu können, sind die beiden äußeren Segmente jedes Reflektors durch einen in Einbaulage des Reflektors senkrechten Rand begrenzt.To replace a straight reflector, the two are outer segments of each reflector by one in the installed position vertical edge of the reflector.

Zur Standardisierung der Herstellung der Reflektorsegmente ist es vorteilhaft, wenn der Reflektor in einer senkrecht zur Längsachse der Strahlungsquelle stehenden Schnittebene teil­ kreisförmig ist.To standardize the manufacture of the reflector segments it is advantageous if the reflector in a perpendicular to Section plane standing along the longitudinal axis of the radiation source is circular.

Um die Strahlung auf dem Objekt wirksam zu fokussieren, ist der Reflektor vorzugsweise in einer senkrecht zur Längsachse der Strahlungsquelle stehenden Schnittebene elliptisch.To effectively focus the radiation on the object is the reflector preferably in a perpendicular to the longitudinal axis the cutting plane standing elliptical.

Für flächige Bestrahlungen kommt ein Reflektor aus ebenen oder parabolischen Reflektorsegmenten zum Einsatz.A reflector comes from flat or for flat radiation parabolic reflector segments.

Zur Herstellung von Freiform-Reflektoren ist das Trägermate­ rial für die insbesondere dichroitischen Reflexionsschichten vorzugsweise Aluminium.The carrier mat is used to manufacture free-form reflectors rial for the dichroic reflection layers in particular preferably aluminum.

Für eine hohe Temperaturbeständigkeit der Reflektoren ist das Trägermaterial für die insbesondere dichroitischen Reflexions­ schichten vorzugsweise Glas.This is for a high temperature resistance of the reflectors Backing material for the dichroic reflection in particular preferably layer glass.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to the drawings explained. Show it:

Fig. 1a, 1b eine Vorder- und eine geschnittene Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen UV-Bestrahlungsvorrichtung in sche­ matischer Darstellung und Fig. 1a, 1b are a front and a sectional side view of a preferred embodiment of a UV irradiation device according to the invention in cal matic representation and

Fig. 2a, 2b ein Reflektorsegment und eine Projektion des Re­ flektorsegmentes in eine die Längsachse der Strah­ lungsquelle aufweisende Ebene. Figure 2b is a reflector segment, and a projection of the Re flektorsegmentes radiation source in a plane containing the longitudinal axis of Strah. 2a.

Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit (1) bezeichnete Bestrahlungs­ vorrichtung zur Bestrahlung von bahnförmigen Objekten (2) mit ultravioletter Strahlung. Das bahnförmige zu beschichtende Ob­ jekt (2), beispielsweise ein Fußbodenbelag, wird unter der Bestrahlungsvorrichtung (1) senkrecht zur Längsachse (3) einer UV-Strahlungsquelle (4) in Richtung des in Fig. 1a dar­ gestellten Pfeiles (5 mit einer konstanten Geschwindigkeit hindurchbewegt. Fig. 1 shows an overall designated ( 1 ) irradiation device for irradiating web-shaped objects ( 2 ) with ultraviolet radiation. The web-shaped object to be coated ( 2 ), for example a floor covering, is placed under the irradiation device ( 1 ) perpendicular to the longitudinal axis ( 3 ) of a UV radiation source ( 4 ) in the direction of the arrow (5) shown in FIG. 1a at a constant speed moved through.

Zwei im Querschnitt ellipsenförmige Reflektoren (6) umgeben die Strahlungsquelle (4) teilweise. In Richtung der auf das zu bestrahlende Objekt (2) ausgerichteten Gehäuseöffnung (7) öff­ nen sich die Reflektoren (6), die jeweils aus zwei äußeren Reflektorsegmenten (10) und dazwischen angeordneten inneren Segmenten (9) bestehen. Zwischen den einzelnen Segmenten (10, 9) verlaufen linienförmige Stoßstellen (11), die im Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1b) gerade, jedoch nicht lotrecht zur Oberfläche des zu beschichtenden Objektes verlaufen.Two reflectors ( 6 ) elliptical in cross section partially surround the radiation source ( 4 ). The reflectors ( 6 ), which each consist of two outer reflector segments ( 10 ) and inner segments ( 9 ) arranged between them, open in the direction of the housing opening ( 7 ) aligned with the object ( 2 ) to be irradiated. Between the individual segments ( 10 , 9 ) line-shaped joints ( 11 ), which in the exemplary embodiment from FIG. 1b) run straight, but not perpendicular to the surface of the object to be coated.

Fig. 2 zeigt eine Projektion der Stoßstellen (11) nach Fig. 1b) in eine gedachte Ebene (14) parallel zu der Oberfläche des zu bestrahlenden Objektes (2), die auch die Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) enthält. Fig. 2 shows a projection of the joints ( 11 ) according to Fig. 1b) in an imaginary plane ( 14 ) parallel to the surface of the object to be irradiated ( 2 ), which also contains the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ).

Der Winkel (12) zwischen den projizierten Stoßstellen (11) und der Längsachse (3) ist auf der gesamten Länge jeder Stoßstelle von 90° verschieden. Lediglich die beiden äußeren Segmente (10) jedes Reflektors (6) werden durch einen senkrechten Rand (13) begrenzt. The angle ( 12 ) between the projected joints ( 11 ) and the longitudinal axis ( 3 ) is different from 90 ° over the entire length of each joint. Only the two outer segments ( 10 ) of each reflector ( 6 ) are delimited by a vertical edge ( 13 ).

Anstelle der in dem Ausführungsbeispiel gezeigten geradlinig in verlaufenden (projizierten) Stoßstellen (11) sind auch ge­ krümmte Verläufe der Stoßstellen (11) denkbar, die zumindest abschnittsweise in einem von 90° verschiebenden Winkel zur Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) verlaufen. Instead of the rectilinearly shown in the exemplary embodiment in extending (projected) joints ( 11 ), curved paths of the joints ( 11 ) are also conceivable, which run at least in sections at an angle of 90 ° to the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Bestrahlungsvorrichtung
irradiator

22

bahnförmiges Objekt
web-shaped object

33

Längsachse
longitudinal axis

44

UV-Strahlungsquelle
UV radiation source

55

Pfeil
arrow

66

Reflektor
reflector

77

Gehäuseöffnung
housing opening

88th

-
-

99

innere Segmente
inner segments

1010

äußere Segmente
outer segments

1111

Stoßstellen
joints

1212

von 90° versch. Winkel
of 90 ° different angles

1313

senkrechter Rand
vertical edge

1414

Ebene
level

Claims (10)

1. Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung von Objekten mit insbesondere ultravioletter und/oder infraroter und/oder sichtbarer elektromagnetischer Strahlung mit einer in einem Gehäuse angeordneten langgestreckten Strahlungsquelle, die zwischen mindestens einem die Strahlungsquelle teilweise umgebenden Reflektor und einer auf das zu bestrahlende Ob­ jekt ausgerichteten Gehäuseöffnung angeordnet ist, wobei jeder Reflektor aus mehreren miteinander verbundenen Re­ flektorsegmenten besteht, zwischen denen linienförmige Stoßstellen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die in eine die Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) ent­ haltende Ebene (14) projizierten Stoßstellen (11) zwischen den Reflektorsegmenten (9, 10) zumindest abschnittsweise in einem von 90° verschiedenen Winkel (12) zur Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) verlaufen.1. Irradiation device for irradiating objects with in particular ultraviolet and / or infrared and / or visible electromagnetic radiation with an elongated radiation source arranged in a housing, which is arranged between at least one reflector partially surrounding the radiation source and a housing opening aligned with the object to be irradiated , wherein each reflector consists of a plurality of interconnected reflector segments between which line-shaped joints run, characterized in that the joints ( 11 ) projected into a plane ( 14 ) containing the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ) between the reflector segments ( 9 , 10 ) run at least in sections at an angle ( 12 ) different from 90 ° to the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ). 2. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die projizierten Stoßstellen (11) auf ihrer gesamten Länge in einem vom 90° verschiedenen Winkel (12) zur Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) verlaufen.2. Irradiation device according to claim 1, characterized in that the projected joints ( 11 ) over their entire length at an angle different from 90 ° ( 12 ) to the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ). 3. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Verlauf der Stoßstellen (11) zwischen sämtlichen Segmenten (9, 10) gleichartig ist.3. Irradiation device according to claim 1 or 2, characterized in that the course of the joints ( 11 ) between all segments ( 9 , 10 ) is the same. 4. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die beiden äußeren Segmente (10) jedes Re­ flektors (6) durch einen in Einbaulage des Reflektor senk­ rechten äußeren Rand begrenzt werden und sämtliche zwischen den beiden äußeren Segmenten (10) angeordneten inneren Seg­ mente (9)in ihrer Form übereinstimmen. 4. Irradiation device according to claim 3, characterized in that the two outer segments ( 10 ) of each reflector ( 6 ) are limited by a right outer edge in the installed position of the reflector and all between the two outer segments ( 10 ) arranged inner seg elements ( 9 ) match in shape. 5. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (6) in einer senk­ recht zur Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) stehenden Schnittebene teilkreisförmig ist5. Irradiation device according to one of claims 1-4, characterized in that the reflector ( 6 ) in a perpendicular to the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ) standing cutting plane is part-circular 6. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (6) in einer senk­ recht zur Längsachse (3) der Strahlungsquelle (4) stehenden Schnittebene elliptisch ist.6. Irradiation device according to one of claims 1-4, characterized in that the reflector ( 6 ) in a perpendicular to the longitudinal axis ( 3 ) of the radiation source ( 4 ) standing cutting plane is elliptical. 7. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (6) aus ebenen Re­ flektorsegmenten besteht.7. Irradiation device according to one of claims 1-4, characterized in that the reflector ( 6 ) consists of flat Re reflector segments. 8. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektoren (6) zumindest teilweise aus Aluminium besteht.8. Irradiation device according to one of claims 1-7, characterized in that the reflectors ( 6 ) consists at least partially of aluminum. 9. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (6) zumindest teilweise aus Glas besteht.9. Irradiation device according to one of claims 1-7, characterized in that the reflector ( 6 ) consists at least partially of glass. 10. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, da­ durch gekennzeichnet, dass der Reflektor (6) eine dichroitische Beschichtung aufweist.10. Irradiation device according to one of claims 1-9, characterized in that the reflector ( 6 ) has a dichroic coating.
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