WO2003021173A1 - Uv radiation device - Google Patents

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WO2003021173A1
WO2003021173A1 PCT/EP2002/009177 EP0209177W WO03021173A1 WO 2003021173 A1 WO2003021173 A1 WO 2003021173A1 EP 0209177 W EP0209177 W EP 0209177W WO 03021173 A1 WO03021173 A1 WO 03021173A1
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WO
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reflector
radiation
elongated
irradiation device
lamp
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Application number
PCT/EP2002/009177
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German (de)
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Inventor
Wolfgang Kiefer
Original Assignee
Dr. Hönle AG
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Publication date
Application filed by Dr. Hönle AG filed Critical Dr. Hönle AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/005Reflectors for light sources with an elongated shape to cooperate with linear light sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/025Associated optical elements

Definitions

  • the present invention relates to a UV irradiation device for irradiating objects with ultraviolet radiation (UV radiation).
  • UV radiation ultraviolet radiation
  • UV radiation devices for irradiating objects with UV radiation are manufactured and sold, for example, by the applicant in various configurations and are used, among other things, for drying and curing adhesives, paints, plastics, etc.
  • Fields of application are, for example, the irradiation of compact discs, digital Video discs etc.
  • FIG. 7 represents a cross section through the generally elongated UV irradiation device 70.
  • the known UV irradiation device 70 comprises an elongated reflector 71 consisting of two parts 71a, 71b with layers 70a, 70b made of highly reflective material, which extends along an elongated UV lamp 72 for emitting UV radiation.
  • the elongated reflector 71 and the UV lamp 12 are located in a housing 73.
  • the UV lamp 72 shown in cross section emits UV radiation on all sides, the UV radiation imitated upwards in the drawing plane of FIG. 7 by the two Reflector layers 70a and 70b is reflected down to a passage opening 75.
  • the passage opening 75 is delimited by a first long side 76 of the reflector part 71b and a second long side 77 of the second reflector part 71a.
  • An elongated holder 80 for a further reflector 78 is connected to the first longitudinal side 76 of the first reflector part 71b.
  • the reflector 78 comprises a flat surface made of highly reflective material and is clamped in the reflector holder 80.
  • the reflector 78 reflects UV radiation emitted directly by the UV lamp 72 and UV radiation reflected by the reflector layers 70a and 70b to an outlet opening 74 which adjoins the second longitudinal side 77 of the second reflector part 71a.
  • the UV radiation falling through the outlet opening 74 is used to irradiate objects 79 which are placed in front of the outlet opening 74 or are moved along it.
  • the dwell time of the objects 79 in front of the outlet opening 74 and the type of UV lamps 72 used here vary depending on the type of objects to be irradiated and on the purpose of the UV radiation.
  • a problem with the irradiation of objects with UV radiation is the infrared (IR) radiation simultaneously generated by the UV lamps.
  • the IR radiation also radiated onto the objects can lead to a strong heating of the objects and consequently to damage to the irradiated objects.
  • IR radiation also radiated onto the objects can lead to a strong heating of the objects and consequently to damage to the irradiated objects.
  • Various measures are possible to solve this problem.
  • the irradiated objects 79 can be cooled with water cooling in order to remove the heat generated by the IR radiation and to ensure efficient drying or curing by the UV radiation.
  • water cooling is associated with a very high outlay and cannot usually be integrated into the manufacturing process.
  • a further possibility is the use of a reflector made of dichroic material for the reflector 78. Since practically all of the UV radiation emitted by the UV lamp 72 either falls directly onto the further reflector 78 or is reflected by the reflector layers 70a and 70b, this can pass through here the use of dichroic material the IR portion of UV radiation can be greatly reduced. Dichroic material can also be used for the reflector layers 70a and 70b.
  • the disadvantage of using dichroic material is that the reflection losses reduce the UV radiation efficiency.
  • the UV radiation efficiency is further reduced by the use of the additional reflector 78 as a result of the losses due to the longer beam path.
  • Another problem is that although the reflector 78 can filter out a relatively high IR component from the UV radiation, the resulting heat is not particularly effective as a result of the material transitions between the reflector and air reflector holder.
  • the design of the reflector 78 with a flat reflection surface has not proven to be advantageous with regard to the homogeneity and the strength of the UV radiation incident on the object 79.
  • the object of the present invention is therefore to provide an irradiation device for irradiating objects with UV radiation, which enables irradiation of the object in the simplest and most effective way possible, in particular with regard to the necessary power and the heating of the object.
  • the above object is achieved by an irradiation device for irradiating objects with UV radiation according to spoke 1.
  • the irradiation device according to the invention comprises an elongated UV lamp for emitting UV radiation, a first elongated reflector made of highly reflective material which extends along and partially encloses the UV lamp, a first and a second of the first longitudinal side opposite the first elongated side Complete the reflector and define a passage opening for the UV radiation, a second elongated reflector made of highly reflective material, which is located on the first long side of the first elongated reflector and reflects UV radiation coming from the UV lamp or from the first elongated reflector to an outlet opening which adjoins the second longitudinal side, the second elongated reflector at least partially around an axis parallel to the elongated UV lamp is curved.
  • the at least partially curved shape of the second reflector results in a significantly improved distribution of the UV radiation incident on an object to be irradiated.
  • the second elongate reflector has a substantially flat area towards the outlet opening. This larger or smaller flat area near the outlet opening, depending on the application, ensures that UV radiation coming from the irradiation device is actually reflected onto the object to be irradiated and not back into the irradiation device. This increases the radiation efficiency.
  • the second elongated reflector can be completely curved around one or more axes parallel to the elongated UV lamp. This configuration can be advantageous in special applications. Furthermore, a completely curved reflector may be easier and therefore cheaper to manufacture.
  • the second elongate reflector advantageously has regions with different radii of curvature.
  • the homogeneity distribution and the efficiency of the UV radiation incident on an object to be irradiated can be tailored precisely to the requirements.
  • this makes it possible to connect the second reflector to the first reflector continuously, that is to say without kinks or other obstacles interfering with the reflection of the UV radiation. It is particularly advantageous here if the second elongate reflector has a smaller radius of curvature in a first region adjoining the first longitudinal side of the first elongate reflector than in a second region adjoining the first region.
  • the second elongated reflector has no kinks.
  • the surface of the second reflector can be continuously differentiated in cross section. This minimizes reflection losses.
  • the highly reflective material of the second elongated reflector is advantageously vapor-deposited directly onto a reflector element provided with cooling ribs. hereby efficient absorption and derivation of the IR portion of the UV radiation absorbed by the second reflector is made possible.
  • the reflector element is advantageously an extruded aluminum profile. It is also advantageous if the highly reflective material of the second elongate reflector is a dichroic material. Such a material enables a particularly high absorption of the IR component of the incident UV radiation. This ensures that the UV radiation incident on the object to be irradiated has the lowest possible IR component and thus the heat development in the object to be irradiated is minimal.
  • FIG. 1 shows a schematic front view of an irradiation device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a first exemplary embodiment of an irradiation device according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a second exemplary embodiment of an irradiation device according to the invention
  • Figure 4 shows a more accurate representation of the second reflector in
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment shown
  • Figure 5 is a more detailed representation of the first shown in Figure 4
  • FIG. 6 shows a comparison diagram of the irradiance levels per cross-sectional area for the first and the second exemplary embodiment of the irradiation device according to the invention and the known irradiation device shown in FIG. 7, and
  • Figure 7 is a schematic sectional view of a known radiation device.
  • FIG. 1 shows a schematic front view of an irradiation device 10 according to the invention for irradiating objects with UV radiation.
  • the irradiation device 10 comprises a housing 11 in which an elongated UV lamp is arranged for emitting UV radiation.
  • the UV lamp is located in an upper part of the housing 11.
  • the irradiation device 10 according to the invention comprises a reflector holder 13, which receives the UV radiation coming from the UV lamp 12 or from the reflectors surrounding this UV lamp 12 at the front to an outlet opening 14, that is to say reflected from the plane of the drawing.
  • FIG. 2 shows a cross section of the irradiation device 10 shown in FIG. 1.
  • a first elongated reflector 21 with an essentially elliptical shape in cross section.
  • the first elongated reflector 21 comprises two reflecting layers 20a and 20b, which partially enclose the UV lamp 12 and reflect the UV radiation emitted by the UV lamp 12 in the direction of a passage opening 22.
  • the passage opening 22 is defined by a first longitudinal side 24 and a second longitudinal side 25 opposite the first longitudinal side 24, which terminate the first elongated reflector 21 on both sides.
  • the two reflector layers 20a and 20b are each vapor-deposited onto an aluminum profile 21a or 21b or attached to the associated aluminum profile as a separate reflector layer.
  • the two aluminum profiles 21a and 21b have cooling fins through which the energy released in the form of heat when the UV radiation is reflected is removed by appropriate coolants, for example water or air.
  • the essentially elliptical shape of the first elongated reflector 21 ensures a very homogeneous and efficient reflection of the UV radiation to the passage opening 22, that is to say downwards in the illustrated FIG. 2.
  • the reflector holder 13 already mentioned with reference to FIG. 1 is connected to the first longitudinal side 24 of the first reflector 21.
  • the reflector holder 13 comprises a second reflector 23a, which reflects UV radiation coming through the passage opening 22 to an outlet opening 14 which adjoins the second longitudinal side 25 of the first reflector.
  • the outlet opening 14 extends essentially perpendicular to the through opening 22, so that objects 26 located in front of the outlet opening 14 and which are irradiated with the UV radiation do not receive any direct UV radiation from the UV lamp 12. but essentially only UV radiation reflected by the first reflector 21 and the second reflector 23a.
  • the object or objects 26 irradiated with UV radiation are either moved along the exit opening 14 or remain statically in one place for a specific irradiation time.
  • the irradiation device 10 according to the invention can be used to irradiate objects 26 of any type and for any type of application. However, the irradiation device 10 according to the invention is specially designed for drying and curing UV-reactive paints, varnishes or adhesives.
  • the UV lamp 12 can also be any type of UV lamp, such as gas discharge lamps of different pressure ranges. A medium-pressure gas discharge lamp as UV lamp 12 is advantageous for the preferred applications mentioned above.
  • the discharge lamp can have different types of doping, for example a gallium doping, a mercury doping or the like.
  • a metal halogenite emitter can also be used.
  • the arc length, the selected power and the exposure time are each to be matched to the size of the object 26 to be irradiated and to the purpose of the irradiation.
  • the second elongated reflector 23a is at least partially curved about an axis parallel to the UV lamp 12, that is to say its longitudinal axis A.
  • the curvature of the second reflector 23 a can be clearly seen in the cross section of FIG. 2.
  • the second reflector 23a is essentially composed of two regions, namely a first region 27a, which directly adjoins and is curved on the first longitudinal side 24 of the first reflector, and a second region 28a, which adjoins the outlet opening 14 and one in has a substantially flat surface. This shape of the second reflector 23a achieves the radiation efficiency and an increase in the radiation dose of the UV radiation radiated onto the object 26.
  • the highly reflective material of the first reflector 20a, 20b and the second reflector 22a is advantageously high-purity aluminum.
  • High-purity aluminum means, for example, a degree of purity of 99.99% aluminum, through which the UV radiation is reflected with practically no loss on the objects to be irradiated.
  • dichroic reflectors for the layers 20a and 20b of the first reflector 21 and for the second reflector 23a is particularly advantageous.
  • the chroitic reflectors are particularly advantageous because they reduce the IR portion of the radiation by approximately 25% when reflecting the UV radiation. The heat generated by the absorbed IR component is removed by suitable coolants.
  • FIG. 3 shows the cross section of a second exemplary embodiment of an irradiation device 30 according to the invention.
  • the irradiation device 30 differs only in the shape of the housing and the second reflector 23b from the irradiation device 10 shown in FIGS. 1 and 2, so that all of the above statements also apply to the second exemplary embodiment.
  • the radiation device 30 has a somewhat larger housing 31, in which the housing 11 is fastened via an inner housing 32, in which the first reflector 21 and the UV lamp 12 are arranged, as with reference to FIG. 2 was explained.
  • Another difference is the shape of the second reflector 23b.
  • the general division into a curved region 27b and a flat region 28b adjoining the outlet opening 14 is identical to the irradiation device 10.
  • the flat region 28b is somewhat longer than the flat region 28a of the first exemplary embodiment, so that the entire surface of the second In the second exemplary embodiment, the reflector 23b extends to the outer edge of the outer housing 31 and thus the outlet opening 14 is again arranged essentially at right angles to the passage opening 22.
  • the flat surface 28b is somewhat elongated in comparison to the flat surface 28a in order to take into account the larger housing. All other essential properties and functions of the radiation device 30 correspond to those of the radiation device 10.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of the second reflector 23a of the irradiation device 30 from FIG. 3.
  • the curved area 27b of the second reflector 23b is divided into different areas with different radii of curvature.
  • a first region 40 which directly adjoins the first longitudinal side 24 of the first reflector, the second reflector 23b has a medium-sized radius, 90.78 cm in the example shown.
  • a central region 41 which adjoins the first region 40, the second reflector 23b has a large radius of 114.50 cm in the example shown.
  • the second reflector 23b In a third area 42, which is located between the middle area 41 and the flat area 28b, the second reflector 23b has a small radius of 50.0 cm.
  • the length of the flat area is 43.41 cm in the example shown.
  • the shape of the second reflector 23b shown in FIG. 4 is an optimized shape with regard to the radiation efficiency and radiation dose of the UV radiation impinging on the object 26. Deviations from this special form for certain applications are possible. However, it has been shown that the configuration of the second reflector 23b with at least two regions of different curvature and a flat region towards the outlet opening 14 has particular advantages. It should also be emphasized that the second reflector 23a of the irradiation device 10 can also have regions 40, 41 and 42 which are curved very similarly or identically to the second 4. The reflector 23b of FIG. 4. Only the flat surface 28a of the second reflector 23a of the irradiation device 10 is somewhat shorter than the flat surface 28b of the second reflector 23b.
  • FIG 5 shows a somewhat more detailed cross-section of the first embodiment of the irradiation device according to the invention shown in Figure 2 10.
  • the second reflector 23 comprises an aluminum profile 50 with cooling fins 51 which project from the surface of the second • reflector 23a back to the reflector holder. 13 The cooling and the removal of the heat takes place via suitable coolants, such as air or water.
  • the second reflector 23a is advantageously vapor-deposited directly onto the aluminum profile 50, as a result of which the efficiency of heat dissipation is significantly increased since the heat absorbed during the reflection of the UV radiation is transferred directly to the aluminum profile 50 and its cooling fins 51.
  • the same principle is advantageously used for the first reflector 21, the layers 20a, 20b of which can also be evaporated onto the aluminum profiles 21a and 21b.
  • FIG. 6 shows a diagram of the power radiated per area in relation to the cross-sectional area of the object 26 to be irradiated for the known irradiation device 70 (curve I) shown in FIG. 7, the irradiation device 10 (curve II) and the irradiation device 30 (curve III).
  • the special geometry of the second reflector 23a and 23b of the irradiation devices 10 and 30 according to the invention has an increase of approximately 80% in the tip and an increase of approximately 30% in relation to the total irradiated on the object 26 Allow dose.

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Abstract

The invention relates to a radiation device (10; 30) for exposing objects (26) to UV radiation. Said device comprises an oblong UV lamp (12) for emitting UV radiation, and a first oblong reflector (21) consisting of highly-reflective material, extending along the UV lamp (12), and partially surrounding the same. A first (24) and a second (25) of the first opposing longitudinal sides occlude the first oblong reflector (21) and define a through opening (22) for the UV radiation. The inventive device also comprises a second oblong reflector (23a; 23b) consisting of highly-reflective material, which is connected to the first longitudinal side (24) of the first oblong reflector (21), and reflects UV radiation from the UV lamp or from the first oblong reflector towards an outlet (14) which is connected to the second longitudinal side (25). The second oblong reflector (23a; 23b) is curved at least partially about an axis (A) which is parallel to the oblong UV lamp.

Description

"UV-Bestrahlungsvorrichtung" "UV irradiator"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine UV-Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Objekten mit ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung).The present invention relates to a UV irradiation device for irradiating objects with ultraviolet radiation (UV radiation).
Derartige UV-Bestrahlungsvorrichtungen zum Bestrahlen von Objekten mit UV-Strahlung werden beispielsweise von der Anmelderin in verschiedenen Ausgestaltungen hergestellt und vertrieben und dienen unter anderem zum Trocknen und Aushärten von Klebstoffen, Lacken, Kunststoffen usw. Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Bestrahlung von Compact-Discs, Digital Video Discs etc.Such UV radiation devices for irradiating objects with UV radiation are manufactured and sold, for example, by the applicant in various configurations and are used, among other things, for drying and curing adhesives, paints, plastics, etc. Fields of application are, for example, the irradiation of compact discs, digital Video discs etc.
Eine bekannte UV-Bestrahlungsvorrichtung der geschilderten Art ist in Figur 7 gezeigt, die einen Querschnitt durch die insgesamt längliche UV-Bestrahlungsvorrichtung 70 darstellt. Die bekannte UV-Bestrahlungsvorrichtung 70 umfaßt einen aus zwei Teilen 71a, 71b bestehenden länglichen Reflektor 71 mit Schichten 70a, 70b aus hochreflektierendem Material, der sich längs einer länglichen UV-Lampe 72 zum Ausstrahlen von UV-Strahlung erstreckt. Der längliche Reflektor 71 und die UV-Lampe 12 befinden sich in einem Gehäuse 73. Die im Querschnitt dargestellte UV-Lampe 72 emittiert UV-Strahlung nach allen Seiten, wobei die in der Zeichenebene von Figur 7 nach oben imitierte UV-Strahlung von den beiden Reflektorschichten 70a und 70b nach unten zu einer Durchtrittsöffnung 75 reflektiert wird. Die Durchtrittsöffnung 75 wird durch eine erste Längsseite 76 des Reflektorteiles 71b und eine zweite Längsseite 77 des zweiten Reflektorteiles 71a begrenzt. An die erste Längsseite 76 des ersten Reflektorteiles 71b schließt sich eine längliche Halterung 80 für einen weiteren Reflektor 78 an. Der Reflektor 78 umfaßt eine ebene Fläche aus hochreflektiereήdem Material und ist in die Reflektorhalterung 80 eingespannt. Der Reflektor 78 reflektiert dabei direkt von der UV-Lampe 72 ausgestrahlte UV-Strahlung und von den Reflektorschichten 70a bzw. 70b reflektierte UV-Strahlung zu einer Austrittsöffnung 74, die sich an die zweite Längsseite 77 des zweiten Reflektorteiles 71a anschließt. Die durch die Austrittsöffnung 74 fallende UV-Strahlung wird zum Bestrahlen von Objekten 79 verwendet, die vor der Austrittsöffhung 74 plaziert oder an ihr entlangbewegt werden. Die Verweildauer der Objekte 79 vor der Austrittsöffnung 74 und die Art der verwendeten UV-Lampen 72 variieren hierbei abhängig vom Typ der zu bestrahlenden Gegenstände sowie vom Anwendungszweck der UV-Strahlung. Ein Problem bei der Bestrahlung von Objekten mit UV-Strahlung ist die gleichzeitig von den UV-Lampen erzeugte infrarote (IR) Strahlung. Die ebenfalls auf die Objekte eingestrahlte IR-Strahlung kann zu einer starken Aufheizung der Objekte und in der Folge zu einer Beschädigung der bestrahlten Objekte führen. Zur Lösung dieses Problems sind verschiedene Maßnahmen möglich. Beispielsweise können die bestrahlten Objekte 79 mit einer Wasserkühlung gekühlt werden, um die durch die IR-Strahlung erzeugte Wärme abzutransportieren und ein effizientes Trocknen bzw. Aushärten durch die UV-Strahlung zu gewährleisten. Eine Wasserkühlung ist jedoch mit einem sehr hohen Aufwand verbunden und in der Regel nicht in den Fertigungsprozeß integrierbar. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung eines Reflektors aus dichroitischem Material für den Reflektor 78. Da praktisch die gesamte von der UV-Lampe 72 emittierte UV-Strahlung entweder direkt oder durch die Reflektorschichten 70a und 70b reflektiert auf den weiteren Reflektor 78 fällt, kann hier durch die Verwendung von dichroitischem Material der IR-Anteil der UV-Stra lung stark reduziert werden. Für die Reflektorschichten 70a bzw. 70b kann ebenfalls dichroitisches Material verwendet werden. Der Nachteil bei der Verwendung von dichroitischem Material ist, daß durch die Reflektionsverluste die UV-Bestrahlungseffizienz sinkt. Weiter reduziert wird die UV-Bestrahlungseffizienz durch die Verwendung des zusätzlichen Reflektors 78 in Folge der Verluste durch den längeren Strahlengang. Ein weiteres Problem ist, daß durch den Reflektor 78 zwar ein relativ hoher IR-Anteil aus der UV-Strahlung herausgefiltert werden kann, jedoch die resultierende Wärme in Folge der Materialübergange Reflektpr-Luft-Refiektorhalterung nicht besonders effektiv ist. Weiterhin erweist sich die Ausgestaltung des Reflektors 78 mit einer ebenen Reflektionsfläche als nicht vorteilhaft hinsichtlich der Homogenität und der Stärke der auf das Objekt 79 einfallenden UV-Strahlung.A known UV irradiation device of the type described is shown in FIG. 7, which represents a cross section through the generally elongated UV irradiation device 70. The known UV irradiation device 70 comprises an elongated reflector 71 consisting of two parts 71a, 71b with layers 70a, 70b made of highly reflective material, which extends along an elongated UV lamp 72 for emitting UV radiation. The elongated reflector 71 and the UV lamp 12 are located in a housing 73. The UV lamp 72 shown in cross section emits UV radiation on all sides, the UV radiation imitated upwards in the drawing plane of FIG. 7 by the two Reflector layers 70a and 70b is reflected down to a passage opening 75. The passage opening 75 is delimited by a first long side 76 of the reflector part 71b and a second long side 77 of the second reflector part 71a. An elongated holder 80 for a further reflector 78 is connected to the first longitudinal side 76 of the first reflector part 71b. The reflector 78 comprises a flat surface made of highly reflective material and is clamped in the reflector holder 80. The reflector 78 reflects UV radiation emitted directly by the UV lamp 72 and UV radiation reflected by the reflector layers 70a and 70b to an outlet opening 74 which adjoins the second longitudinal side 77 of the second reflector part 71a. The UV radiation falling through the outlet opening 74 is used to irradiate objects 79 which are placed in front of the outlet opening 74 or are moved along it. The dwell time of the objects 79 in front of the outlet opening 74 and the type of UV lamps 72 used here vary depending on the type of objects to be irradiated and on the purpose of the UV radiation. A problem with the irradiation of objects with UV radiation is the infrared (IR) radiation simultaneously generated by the UV lamps. The IR radiation also radiated onto the objects can lead to a strong heating of the objects and consequently to damage to the irradiated objects. Various measures are possible to solve this problem. For example, the irradiated objects 79 can be cooled with water cooling in order to remove the heat generated by the IR radiation and to ensure efficient drying or curing by the UV radiation. However, water cooling is associated with a very high outlay and cannot usually be integrated into the manufacturing process. A further possibility is the use of a reflector made of dichroic material for the reflector 78. Since practically all of the UV radiation emitted by the UV lamp 72 either falls directly onto the further reflector 78 or is reflected by the reflector layers 70a and 70b, this can pass through here the use of dichroic material the IR portion of UV radiation can be greatly reduced. Dichroic material can also be used for the reflector layers 70a and 70b. The disadvantage of using dichroic material is that the reflection losses reduce the UV radiation efficiency. The UV radiation efficiency is further reduced by the use of the additional reflector 78 as a result of the losses due to the longer beam path. Another problem is that although the reflector 78 can filter out a relatively high IR component from the UV radiation, the resulting heat is not particularly effective as a result of the material transitions between the reflector and air reflector holder. Furthermore, the design of the reflector 78 with a flat reflection surface has not proven to be advantageous with regard to the homogeneity and the strength of the UV radiation incident on the object 79.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Objekten mit UV-Strahlung bereitzustellen, die eine Bestrahlung des Objektes auf möglichst einfache und effektive Weise insbesondere hinsichtlich der notwendigen Leistung und der Erhitzung des Objektes ermöglicht. 'The object of the present invention is therefore to provide an irradiation device for irradiating objects with UV radiation, which enables irradiation of the object in the simplest and most effective way possible, in particular with regard to the necessary power and the heating of the object. '
Die obige Aufgabe wird durch eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von Objekten mit UV-Strahlung gemäß Ansprach 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung umfaßt eine längliche UV-Lampe zum Ausstrahlen von UV-Bestrahlung, einen ersten länglichen Reflektor aus hochreflektierendem Material, der sich längs der UV-Lampe erstreckt und diese teilweise umschließt, wobei eine erste und eine zweite der ersten gegenüberliegende Längsseite den ersten länglichen Reflektor abschließen und eine Durchtrittsöffnung für die UV-Strahlung definieren, einen zweiten länglichen Reflektor aus hochreflektierendem Material, der sich an die erste Längsseite des ersten länglichen Reflektors anschließt und von der UV-Lampe bzw. vom ersten länglichen Reflektor kommende UV-Strahlung zu einer Austrittsöffnung reflektiert, die sich an die zweite Längsseite anschließt, wobei der zweite längliche Reflektor zumindest teilweise um eine zur länglichen UV-Lampe parallele Achse gekrümmt ist.The above object is achieved by an irradiation device for irradiating objects with UV radiation according to spoke 1. The irradiation device according to the invention comprises an elongated UV lamp for emitting UV radiation, a first elongated reflector made of highly reflective material which extends along and partially encloses the UV lamp, a first and a second of the first longitudinal side opposite the first elongated side Complete the reflector and define a passage opening for the UV radiation, a second elongated reflector made of highly reflective material, which is located on the first long side of the first elongated reflector and reflects UV radiation coming from the UV lamp or from the first elongated reflector to an outlet opening which adjoins the second longitudinal side, the second elongated reflector at least partially around an axis parallel to the elongated UV lamp is curved.
Durch die zumindest teilweise gekrümmte Form des zweiten Reflektors wird eine wesentlich verbesserte Verteilung der auf ein zu bestrahlendes Objekt einfallenden UV-Strahlung erreicht.The at least partially curved shape of the second reflector results in a significantly improved distribution of the UV radiation incident on an object to be irradiated.
Vorteilhafterweise weist der zweite längliche Reflektor zur Austrittsöffnung hin einen im wesentlichen ebenen Bereich auf. Durch diesen je nach Anwendung größeren oder kleineren ebenen Bereich nahe der Austrittsöffnung wird gewährleistet, daß aus der Bestrahlungsvorrichtung kommende UV-Strahlung tatsächlich auf das zu bestrahlende Objekt und nicht zurück in die Bestrahlungsvorrichtung reflektiert wird. Hierdurch wird die Bestrahlungseffizienz gesteigert.Advantageously, the second elongate reflector has a substantially flat area towards the outlet opening. This larger or smaller flat area near the outlet opening, depending on the application, ensures that UV radiation coming from the irradiation device is actually reflected onto the object to be irradiated and not back into the irradiation device. This increases the radiation efficiency.
Alternativ kann der zweite längliche Reflektor vollständig um eine oder mehrere zur länglichen UV-Lampe parallelen Achsen gekrümmt sein. Diese Ausgestaltung kann in speziellen Anwendungsfällen von Vorteil sein. Weiterhin ist ein vollständig gekrümmter Reflektor gegebenenfalls einfacher und somit billiger herzustellen.Alternatively, the second elongated reflector can be completely curved around one or more axes parallel to the elongated UV lamp. This configuration can be advantageous in special applications. Furthermore, a completely curved reflector may be easier and therefore cheaper to manufacture.
Vorteilhafterweise weist der zweite längliche Reflektor Bereiche mit unterschiedlichen Krümmungsradien auf. Durch die Verwendung unterschiedlicher Krümmungsradien kann die Homogenitätsverteilung und die Effizienz der auf ein zu bestrahlendes Objekt einfallenden UV-Strahlung genau auf die Erfordernisse abgestimmt werden. Weiterhin wird es hierdurch möglich, den zweiten Reflektor stetig, das heißt ohne Knicke oder sonstige die Reflektion der UV-Strahlung störende Hindernisse an den ersten Reflektor anzuschließen. Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn der zweite längliche Reflektor in einem sich an die erste Längsseite des ersten länglichen Reflektors anschließenden ersten Bereich einen kleineren Krümmungsradius aufweist als in einem zweiten Bereich, der sich an den ersten Bereich anschließt.The second elongate reflector advantageously has regions with different radii of curvature. By using different radii of curvature, the homogeneity distribution and the efficiency of the UV radiation incident on an object to be irradiated can be tailored precisely to the requirements. Furthermore, this makes it possible to connect the second reflector to the first reflector continuously, that is to say without kinks or other obstacles interfering with the reflection of the UV radiation. It is particularly advantageous here if the second elongate reflector has a smaller radius of curvature in a first region adjoining the first longitudinal side of the first elongate reflector than in a second region adjoining the first region.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der zweite längliche Reflektor keine Knicke aufweist. Mit anderen Worten ist die Oberfläche des zweiten Reflektors im Querschnitt stetig differenzierbar. Hierdurch wird eine Minimierung der Reflektionsverluste erreicht.It is also advantageous if the second elongated reflector has no kinks. In other words, the surface of the second reflector can be continuously differentiated in cross section. This minimizes reflection losses.
Vorteilhafterweise ist das hochreflektierende Material des zweiten länglichen Reflektors direkt auf ein mit Kühlrippen versehenes Reflektorelement aufgedampft. Hierdurch wird eine effiziente Aufnahme und Ableitung des durch den zweiten Reflektor aufgenommenen IR-Anteils der UV-Strahlung ermöglicht. Das Reflektorelement ist vorteilhafterweise ein Aluminium-Strangpreßprofil. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das hochreflektierende Material des zweiten länglichen Reflektors ein dichroitisches Material ist. Ein derartiges Material ermöglicht eine besonders hohe Absorption des IR-Anteils der auftreffenden UV-Strahlung. Hierdurch wird gewährleistet, daß die auf das zu bestrahlende Objekt einfallende UV-Strahlung einen möglichst geringen IR-Anteil aufweist und somit die Wärmeentwicklung im zu bestrahlenden Objekt minimal ist.The highly reflective material of the second elongated reflector is advantageously vapor-deposited directly onto a reflector element provided with cooling ribs. hereby efficient absorption and derivation of the IR portion of the UV radiation absorbed by the second reflector is made possible. The reflector element is advantageously an extruded aluminum profile. It is also advantageous if the highly reflective material of the second elongate reflector is a dichroic material. Such a material enables a particularly high absorption of the IR component of the incident UV radiation. This ensures that the UV radiation incident on the object to be irradiated has the lowest possible IR component and thus the heat development in the object to be irradiated is minimal.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:Preferred exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung ,FIG. 1 shows a schematic front view of an irradiation device according to the invention,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,FIG. 2 shows a schematic sectional view of a first exemplary embodiment of an irradiation device according to the invention,
Figur 3 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,FIG. 3 shows a schematic sectional view of a second exemplary embodiment of an irradiation device according to the invention,
Figur 4 eine genauere Darstellung des zweiten Reflektors des inFigure 4 shows a more accurate representation of the second reflector in
Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispieles,FIG. 3 shows the exemplary embodiment shown,
Figur 5 eine genauere Darstellung des in Figur 4 gezeigten erstenFigure 5 is a more detailed representation of the first shown in Figure 4
Ausführungsbeispieles ,Embodiment,
Figur 6 ein Vergleichsdiagramm der Bestrahlungsstärken pro Querschnittsfläche für das erste und das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung und die in Figur 7 gezeigte bekannte Bestrahlungsvorrichtung, undFIG. 6 shows a comparison diagram of the irradiance levels per cross-sectional area for the first and the second exemplary embodiment of the irradiation device according to the invention and the known irradiation device shown in FIG. 7, and
Figur 7 eine schematische Schnittansicht einer bekannten Bestrahlungs- Vorrichtung.Figure 7 is a schematic sectional view of a known radiation device.
Figur 1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 10 zum Bestrahlen von Objekten mit UV-Strahlung. Die Bestrahlungsvorrichtung 10 umfaßt ein Gehäuse 11, in dem eine längliche UV-Lampe zum Ausstrahlen von UV-Strahlung angeordnet ist. Die UV-Lampe befindet sich in einem oberen Teil des Gehäuses 11. Unterhalb des Gehäuses 11 umfaßt die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung 10 eine Reflektorhalterung 13, die von der UV-Lampe 12 bzw. von den diese UV-Lampe 12 umgebenden Reflektoren kommende UV-Strahlung nach vorne zu einer Austrittsöffnung 14, das heißt aus der Zeichenebene heraus reflektiert.FIG. 1 shows a schematic front view of an irradiation device 10 according to the invention for irradiating objects with UV radiation. The irradiation device 10 comprises a housing 11 in which an elongated UV lamp is arranged for emitting UV radiation. The UV lamp is located in an upper part of the housing 11. Below the housing 11, the irradiation device 10 according to the invention comprises a reflector holder 13, which receives the UV radiation coming from the UV lamp 12 or from the reflectors surrounding this UV lamp 12 at the front to an outlet opening 14, that is to say reflected from the plane of the drawing.
In Figur 2 ist ein Querschnitt der in Figur 1 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung 10 dargestellt. Im Gehäuse 11 befindet sich ein erster länglicher Reflektor 21 mit einer im Querschnitt im wesentlichen elliptischen Form. Die UV-Lampe 12, das heißt deren Längsachse A, liegt im wesentlichen auf dem Brennpunkt der vom Reflektor gebildeten Ellipse. Der erste längliche Reflektor 21 umfaßt dabei zwei reflektierende Schichten 20a und 20b, die die UV-Lampe 12 teilweise umschließen und die von der UV-Lampe 12 ausgestrahlte UV-Strahlung in Richtung einer Durchtrittsöffnung 22 reflektieren. Die Durchtrittsöffnung 22 ist durch eine erste Längsseite 24 und eine zweite, der ersten Längsseite 24 gegenüberliegende Längsseite 25 definiert, die den ersten länglichen Reflektor 21 zu beiden Seiten abschließen. Die beiden Reflektorschichten 20a und 20b sind jeweils auf ein Aluminiumprofil 21a bzw. 21b aufgedampft bzw. als separate Reflektorschicht an dem zugeordneten Aluminiumprofil befestigt. Auf den Rückseiten weisen die beiden Aluminiumprofile 21a und 21b Kühlrippen auf, durch die bei der Reflektion der UV-Strahlung freiwerdende Energien in Form von Wärme durch entsprechende Kühlmittel, beispielsweise Wasser oder Luft, abtransportiert werden. Die im wesentlichen elliptische Form des ersten länglichen Reflektors 21 gewährleistet eine sehr homogene und effiziente Reflektion der UV-Strahlung zur Durchtrittsöffnung 22, das heißt in der dargestellten Figur 2 nach unten.FIG. 2 shows a cross section of the irradiation device 10 shown in FIG. 1. In the housing 11 there is a first elongated reflector 21 with an essentially elliptical shape in cross section. The UV lamp 12, that is to say its longitudinal axis A, lies essentially on the focal point of the ellipse formed by the reflector. The first elongated reflector 21 comprises two reflecting layers 20a and 20b, which partially enclose the UV lamp 12 and reflect the UV radiation emitted by the UV lamp 12 in the direction of a passage opening 22. The passage opening 22 is defined by a first longitudinal side 24 and a second longitudinal side 25 opposite the first longitudinal side 24, which terminate the first elongated reflector 21 on both sides. The two reflector layers 20a and 20b are each vapor-deposited onto an aluminum profile 21a or 21b or attached to the associated aluminum profile as a separate reflector layer. On the rear sides, the two aluminum profiles 21a and 21b have cooling fins through which the energy released in the form of heat when the UV radiation is reflected is removed by appropriate coolants, for example water or air. The essentially elliptical shape of the first elongated reflector 21 ensures a very homogeneous and efficient reflection of the UV radiation to the passage opening 22, that is to say downwards in the illustrated FIG. 2.
An die erste Längsseite 24 des ersten Reflektors 21 schließt sich die bereits im Bezug in Figur 1 erwähnte Reflektorhalterung 13 an. Die Reflektorhalterung 13 umfaßt einen zweiten Reflektor 23a, der durch die Durchtrittsöffnung 22 kommende UV-Strahlung zu einer Austrittsöffnung 14 reflektiert, die sich an die zweite Längsseite 25 des ersten Reflektors anschließt. Die Austrittsöffnung 14 erstreckt sich im in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen senkrecht zur Durchtrittsöffnung 22, so daß vor der Austrittsöffnung 14 befindliche Objekte 26, die mit der UV-Strahlung bestrahlt werden, keine direkte UV-Strahlung von der UV-Lampe 12 erhalten, sondern im wesentlichen ausschließlich von dem ersten Reflektor 21 und dem zweiten Reflektor 23a reflektierte UV-Strahlung. Das oder die mit UV-Strahlung bestrahlten Objekte 26 werden entweder an der Austrittsöffnung 14 entlangbewegt oder bleiben während einer bestimmten Einstrahlzeit statisch an einem Ort. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung 10 kann zum Bestrahlen von Objekten 26 jeder Art und für jede Art von Anwendung verwendet werden. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung 10 ist jedoch speziell für das Trocknen und Härten von UV-reaktiven Farben, Lacken oder Klebstoffen ausgelegt. Die UV-Lampe 12 kann ebenfalls ein beliebiger Typ UV-Lampe sein, wie zum Beispiel Gasentladungslampen verschiedener Druckbereiche. Für die obengenannten bevorzugten Anwendungen ist eine Mitteldruckgasentladungslampe als UV-Lampe 12 von Vorteil. Die Entladungslampe kann dabei verschiedene Arten von Dotierungen aufweisen, beispielsweise eine Gallium-Dotierung, eine Quecksilber-Dotierung oder dergleichen. Alternativ kann auch ein Metall-Halogenit-Strahler Verwendung finden. Die Bogenlänge, die gewählte Leistung sowie die Belichtungszeit sind jeweils auf die Große des zu bestrahlenden Objektes 26 sowie auf den Zweck der Bestrahlung entsprechend abzustimmen.The reflector holder 13 already mentioned with reference to FIG. 1 is connected to the first longitudinal side 24 of the first reflector 21. The reflector holder 13 comprises a second reflector 23a, which reflects UV radiation coming through the passage opening 22 to an outlet opening 14 which adjoins the second longitudinal side 25 of the first reflector. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the outlet opening 14 extends essentially perpendicular to the through opening 22, so that objects 26 located in front of the outlet opening 14 and which are irradiated with the UV radiation do not receive any direct UV radiation from the UV lamp 12. but essentially only UV radiation reflected by the first reflector 21 and the second reflector 23a. The object or objects 26 irradiated with UV radiation are either moved along the exit opening 14 or remain statically in one place for a specific irradiation time. The irradiation device 10 according to the invention can be used to irradiate objects 26 of any type and for any type of application. However, the irradiation device 10 according to the invention is specially designed for drying and curing UV-reactive paints, varnishes or adhesives. The UV lamp 12 can also be any type of UV lamp, such as gas discharge lamps of different pressure ranges. A medium-pressure gas discharge lamp as UV lamp 12 is advantageous for the preferred applications mentioned above. The discharge lamp can have different types of doping, for example a gallium doping, a mercury doping or the like. As an alternative, a metal halogenite emitter can also be used. The arc length, the selected power and the exposure time are each to be matched to the size of the object 26 to be irradiated and to the purpose of the irradiation.
Zur Gewährleistung einer guten Strahlungseffizienz beim Bestrahlen des Objektes 26 ist der zweite längliche Reflektor 23a zumindest teilweise um eine zur UV-Lampe 12, das heißt deren Längsachse A, parallele Achse gekrümmt. Die Krümmung des zweiten Reflektors 23 a ist im Querschnitt von Figur 2 gut zu erkennen. Dabei setzt sich der zweite Reflektor 23a im wesentlichen aus zwei Bereichen zusammen, nämlich einem ersten Bereich 27a, der sich unmittelbar an die erste Längsseite 24 des ersten Reflektors anschließt und gekrümmt ist und einen zweiten Bereich 28a, der an die Austrittsöffhung 14 angrenzt und eine im wesentlichen ebene Fläche aufweist. Durch diese Form des zweiten Reflektors 23a wird die Bestrahlungseffizienz und eine Erhöhung der Bestrahlungsdosis der auf das Objekt 26 eingestrahlten UV-Strahlung erreicht.To ensure good radiation efficiency when irradiating the object 26, the second elongated reflector 23a is at least partially curved about an axis parallel to the UV lamp 12, that is to say its longitudinal axis A. The curvature of the second reflector 23 a can be clearly seen in the cross section of FIG. 2. The second reflector 23a is essentially composed of two regions, namely a first region 27a, which directly adjoins and is curved on the first longitudinal side 24 of the first reflector, and a second region 28a, which adjoins the outlet opening 14 and one in has a substantially flat surface. This shape of the second reflector 23a achieves the radiation efficiency and an increase in the radiation dose of the UV radiation radiated onto the object 26.
Vorteilhafterweise ist das hochreflektierende Material des ersten Reflektors 20a, 20b und des zweiten Reflektors 22a hochreines Aluminium. Hochreines Aluminium bedeutet beispielsweise einen Reinheitsgrad von 99,99% Aluminium, durch das die UV-Strahlung praktisch ohne Verlust auf die zu bestrahlenden Objekte reflektiert wird. Von besonderem Vorteil ist allerdings die Verwendung von dichroitischen Reflektoren für die Schichten 20a, und 20b des ersten Reflektors 21 und für den zweiten Reflektor 23a. Die chroitischen Reflektoren sind von besonderem Vorteil, da sie bei der Reflektion der UV-Strahlung den IR-Anteil der Strahlung um ca. 25% reduzieren. Die durch den absorbierten IR-Anteil erzeugte Wärme wird durch geeignete Kühlmittel abtransportiert.The highly reflective material of the first reflector 20a, 20b and the second reflector 22a is advantageously high-purity aluminum. High-purity aluminum means, for example, a degree of purity of 99.99% aluminum, through which the UV radiation is reflected with practically no loss on the objects to be irradiated. However, the use of dichroic reflectors for the layers 20a and 20b of the first reflector 21 and for the second reflector 23a is particularly advantageous. The chroitic reflectors are particularly advantageous because they reduce the IR portion of the radiation by approximately 25% when reflecting the UV radiation. The heat generated by the absorbed IR component is removed by suitable coolants.
Figur 3 zeigt den Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 30. Die Bestrahlungsvorrichtung 30 unterscheidet sich lediglich in der Form des Gehäuses und des zweiten Reflektors 23b von der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung 10, so daß alle obigen Ausführungen auch für das zweite Ausführungsbeispiel gelten. Die Bestrahlungsvorrichtung 30 weist im Unterschied zur Bestrahlungsvorrichtung 10 ein etwas größeres Gehäuse 31 auf, bei dem über ein innenliegendes Innengehäuse 32 das Gehäuse 11 befestigt ist, in dem der erste Reflektor 21 und die UV-Lampe 12 angeordnet sind, wie unter Bezug auf Figur 2 erläutert wurde. Ein weiterer Unterschied ist die Form des zweiten Reflektors 23b. Die allgemeine Aufteilung in einen gekrümmten Bereich 27b und einen sich an die Austrittsöffnung 14 anschließenden ebenen Bereich 28b ist identisch zur Bestrahlungsvorrichtung 10. Der ebene Bereich 28b ist jedoch etwas länger als der ebene Bereich 28a des ersten Ausführungsbeispieles, so daß sich die gesamte Fläche des zweiten Reflektors 23b beim zweiten Ausführungsbeispiel bis zum Außenrand des äußeren Gehäuses 31 erstreckt und somit die Austrittsöffnung 14 wieder im wesentlichen rechtwinkelig zur Durchtrittsöffnung 22 angeordnet ist. Die ebene Fläche 28b ist mit anderen Worten im Vergleich zur ebenen Fläche 28a etwas verlängert, um dem größeren Gehäuse Rechnung zu tragen. Alle anderen wesentlichen Eigenschaften und Funktionen der Bestrahlungsvorrichtung 30 stimmen mit denjenigen der Bestrahlungsvorrichtung 10 überein.FIG. 3 shows the cross section of a second exemplary embodiment of an irradiation device 30 according to the invention. The irradiation device 30 differs only in the shape of the housing and the second reflector 23b from the irradiation device 10 shown in FIGS. 1 and 2, so that all of the above statements also apply to the second exemplary embodiment. In contrast to the radiation device 10, the radiation device 30 has a somewhat larger housing 31, in which the housing 11 is fastened via an inner housing 32, in which the first reflector 21 and the UV lamp 12 are arranged, as with reference to FIG. 2 was explained. Another difference is the shape of the second reflector 23b. The general division into a curved region 27b and a flat region 28b adjoining the outlet opening 14 is identical to the irradiation device 10. However, the flat region 28b is somewhat longer than the flat region 28a of the first exemplary embodiment, so that the entire surface of the second In the second exemplary embodiment, the reflector 23b extends to the outer edge of the outer housing 31 and thus the outlet opening 14 is again arranged essentially at right angles to the passage opening 22. In other words, the flat surface 28b is somewhat elongated in comparison to the flat surface 28a in order to take into account the larger housing. All other essential properties and functions of the radiation device 30 correspond to those of the radiation device 10.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung des zweiten Reflektors 23a der Bestrahlungsvorrichtung 30 von Figur 3. Der gekrümmte Bereich 27b des zweiten Reflektors 23b teilt sich in verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Krümmungsradien auf. In einem ersten Bereich 40, der sich unmittelbar an die erste Längsseite 24 des ersten Reflektors anschließt, weist der zweite Reflektor 23b einen mittelgroßen Radius, im gezeigten Beispiel 90,78cm auf. In einem mittleren Bereich 41, der sich an den ersten Bereich 40 anschließt, weist der zweite Reflektor 23b einen großen Radius von im gezeigten Beispiel 114,50cm auf. In einem dritten Bereich 42, der sich zwischen dem mittleren Bereich 41 und dem ebenen Bereich 28b befindet, weist der zweite Reflektor 23b einen kleinen Radius von 50,0cm auf. Die Länge des ebenen Bereiches beträgt im gezeigten Beispiel 43,41cm. Die in Figur 4 gezeigte Form des zweiten Reflektors 23b ist eine in Bezug auf die Strahlungseffizienz und Strahlungsdosis der auf den Gegenstand 26 auftreffenden UV-Strahlung optimierte Form. Abweichungen von dieser speziellen Form für bestimmte Anwendungen sind möglich. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Ausgestaltung des zweiten Reflektors 23b mit zumindest zwei Bereichen unterschiedlicher Krümmung und einem ebenen Bereich zur Austrittsöffnung 14 hin besondere Vorteile hat. Es ist weiterhin hervorzuheben, daß der zweite Reflektor 23a der Bestrahlungsvorrichtung 10 ebenfalls sehr ähnlich oder identisch gekrümmte Bereiche 40, 41 und 42 aufweisen kann, wie der zweite Reflektor 23b von Figur 4. Lediglich die ebene Fläche 28a des zweiten Reflektors 23a der Bestrahlungsvorrichtung 10 ist etwas kürzer als die ebene Fläche 28b der zweiten Reflektors 23b.FIG. 4 shows a schematic illustration of the second reflector 23a of the irradiation device 30 from FIG. 3. The curved area 27b of the second reflector 23b is divided into different areas with different radii of curvature. In a first region 40, which directly adjoins the first longitudinal side 24 of the first reflector, the second reflector 23b has a medium-sized radius, 90.78 cm in the example shown. In a central region 41, which adjoins the first region 40, the second reflector 23b has a large radius of 114.50 cm in the example shown. In a third area 42, which is located between the middle area 41 and the flat area 28b, the second reflector 23b has a small radius of 50.0 cm. The length of the flat area is 43.41 cm in the example shown. The shape of the second reflector 23b shown in FIG. 4 is an optimized shape with regard to the radiation efficiency and radiation dose of the UV radiation impinging on the object 26. Deviations from this special form for certain applications are possible. However, it has been shown that the configuration of the second reflector 23b with at least two regions of different curvature and a flat region towards the outlet opening 14 has particular advantages. It should also be emphasized that the second reflector 23a of the irradiation device 10 can also have regions 40, 41 and 42 which are curved very similarly or identically to the second 4. The reflector 23b of FIG. 4. Only the flat surface 28a of the second reflector 23a of the irradiation device 10 is somewhat shorter than the flat surface 28b of the second reflector 23b.
Es ist weiterhin hervorzuheben, daß im Übergang zwischen dem ebenen Bereich 28a bzw. 28b und den gekrümmten Bereichen 27a bzw. 27b vorteilhafterweise kein Knick in der Fläche des zweiten Reflektors 23a bzw. 23b vorhanden ist und daß die Linie des zweiten Reflektors 23a bzw. 23b im Querschnitt sozusagen stetig differenzierbar ist. Hierdurch wird ein Maximum der Reflektionsausbeute garantiert.It should also be emphasized that in the transition between the flat region 28a or 28b and the curved regions 27a or 27b there is advantageously no kink in the surface of the second reflector 23a or 23b and that the line of the second reflector 23a or 23b cross-section is continuously differentiable, so to speak. This guarantees a maximum of the reflection yield.
Figur 5 zeigt einen etwas detaillierteren Querschnitt des in Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 10. Der zweite Reflektor 23a umfaßt ein Aluminiumprofil 50 mit Kühlrippen 51, die von der Fläche des zweiten Reflektors 23a nach hinten zur Reflektorhalterung 13 wegstehen. Die Kühlung und der Abtransport der Wärme erfolgt über geeignete Kühlmittel, wie zum Beispiel Luft oder Wasser. Der zweite Reflektor 23a ist vorteilhafterweise direkt auf das Aluminiumprofil 50 aufgedampft, wodurch die Effizienz der Wärmeabfuhr wesentlich gesteigert wird, da ein direkter Übergang der bei der Reflektion der UV-Strahlung absorbierten Wärme auf das Aluminiumprofil 50 und dessen Kühlrippen 51 erfolgt. Das gleiche Prinzip wird vorteilhafterweise für den ersten Reflektor 21 angewendet, dessen Schichten 20a, 20b ebenfalls auf die Aluminiumprofile 21a und 21b aufgedampft sein können. Durch diese Technik wird eine effiziente Absorption des IR-Anteils aus der reflektierten UV-Strahlung sowie ein zuverlässiger Abtransport der entwickelten Wärme gewährleistet. Hierdurch sinkt die beim Bestrahlen des Objektes 26 in das Objekt eingebrachte Temperatur erheblich, wobei die Reflektionsverluste und der längere Strahlengang der UV-Strahlung durch die besondere Geometrie des zweiten Reflektors 23a mehr als ausgeglichen wird. Die obigen Ausführungen gelten identisch auch für die Bestrahlungsvorrichtung 30.Figure 5 shows a somewhat more detailed cross-section of the first embodiment of the irradiation device according to the invention shown in Figure 2 10. The second reflector 23 comprises an aluminum profile 50 with cooling fins 51 which project from the surface of the second reflector 23a back to the reflector holder. 13 The cooling and the removal of the heat takes place via suitable coolants, such as air or water. The second reflector 23a is advantageously vapor-deposited directly onto the aluminum profile 50, as a result of which the efficiency of heat dissipation is significantly increased since the heat absorbed during the reflection of the UV radiation is transferred directly to the aluminum profile 50 and its cooling fins 51. The same principle is advantageously used for the first reflector 21, the layers 20a, 20b of which can also be evaporated onto the aluminum profiles 21a and 21b. This technology ensures efficient absorption of the IR component from the reflected UV radiation and reliable removal of the heat developed. As a result, the temperature introduced into the object when the object 26 is irradiated drops considerably, the reflection losses and the longer beam path of the UV radiation being more than compensated for by the special geometry of the second reflector 23a. The above statements also apply identically to the radiation device 30.
Figur 6 zeigt ein Diagramm der pro Fläche eingestrahlten Leistung in Bezug auf die Querschnittsfläche des zu bestrahlenden Objektes 26 für die in Figur 7 gezeigte bekannte Bestrahlungsvorrichtung 70 (Kurve I), die Bestrahlungsvorrichtung 10 (Kurve II) und die Bestrahlungsvorrichtung 30 (Kurve III). Es ist zu erkennen, daß die spezielle Geometrie des zweiten Reflektors 23a bzw. 23b der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtungen 10 und 30 eine Steigerung um ca. 80% in der Spitze und eine Steigerung um ca. 30% in Bezug auf die gesamte auf das Objekt 26 eingestrahlte Dosis ermöglichen. FIG. 6 shows a diagram of the power radiated per area in relation to the cross-sectional area of the object 26 to be irradiated for the known irradiation device 70 (curve I) shown in FIG. 7, the irradiation device 10 (curve II) and the irradiation device 30 (curve III). It can be seen that the special geometry of the second reflector 23a and 23b of the irradiation devices 10 and 30 according to the invention has an increase of approximately 80% in the tip and an increase of approximately 30% in relation to the total irradiated on the object 26 Allow dose.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) zum Bestrahlen von Objekten (26) mit UV-Strahlung, mit einer länglichen UV-Lampe (12) zum Ausstrahlen von UV-Strahlung, einem ersten länglichen Reflektor (21) aus hochreflektierendem Material, der sich längs der UV-Lampe (12) erstreckt und diese teilweise umschließt, wobei eine erste (24) und eine zweite (25) der ersten gegenüberliegende Längsseite den ersten länglichen Reflektor (21) abschließen und eine Durchtrittsöffhung (22) für die UV-Strahlung definieren, einem zweiten länglichen Reflektor (23a; 23b) aus hochreflektierendem Material, der sich an die erste Längsseite (24) des ersten länglichen Reflektors (21) anschließt und von der UV-Lampe bzw. vom ersten länglichen Reflektor kommende UV-Strahlung zu einer Austrittsöffnung (14) reflektiert, die sich an die zweite Längsseite (25) anschließt, wobei der zweite längliche Reflektor (23a; 23b) zumindest teilweise um eine zur länglichen UV-Lampe parallele Achse (A) gekrümmt ist.1. Irradiation device (10; 30) for irradiating objects (26) with UV radiation, with an elongated UV lamp (12) for emitting UV radiation, a first elongated reflector (21) made of highly reflective material which extends lengthways the UV lamp (12) extends and partially encloses it, a first (24) and a second (25) of the first opposite long side terminating the first elongated reflector (21) and defining a passage opening (22) for the UV radiation, a second elongated reflector (23a; 23b) made of highly reflective material, which adjoins the first longitudinal side (24) of the first elongated reflector (21) and UV radiation coming from the UV lamp or from the first elongated reflector to an outlet opening ( 14), which adjoins the second longitudinal side (25), the second elongated reflector (23a; 23b) being at least partially curved around an axis (A) parallel to the elongated UV lamp.
2. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite längliche Reflektor (23a; 23b) zur Austrittsöffnung (14) hin einen im wesentlichen ebenen Bereich (28a; 28b) aufweist.2. Irradiation device (10; 30) according to claim 1, characterized in that the second elongated reflector (23a; 23b) towards the outlet opening (14) has a substantially flat region (28a; 28b).
3. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite längliche Reflektor vollständig um eine oder mehrere zur länglichen UV-Lampe parallelen Achsen gekrümmt ist.3. Irradiation device according to claim 1, characterized in that the second elongated reflector is completely curved about one or more axes parallel to the elongated UV lamp.
4. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite längliche Reflektor (23a; 23b) Bereiche mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweist.4. Irradiation device (10; 30) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the second elongated reflector (23a; 23b) has areas with different radii of curvature.
5. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite längliche Reflektor (23a, 23b) in einem sich an die erste Längsseite (24) des ersten länglichen Reflektors (21) anschließenden ersten Bereich (40) einen kleineren Krümmungsradius aufweist als in einem zweiten Bereich (41), der sich an den ersten Bereich anschließt.5. Irradiation device (10; 30) according to claim 4, characterized in that the second elongated reflector (23a, 23b) in a to the first longitudinal side (24) of the first elongated reflector (21) adjoining a first region (40) has a smaller one Has a radius of curvature than in a second region (41) which adjoins the first region.
6. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite längliche Reflektor (23a; 23b) keine Knicke aufweist.6. Irradiation device (10; 30) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second elongated reflector (23a; 23b) has no kinks.
7. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hochreflektierende Material des zweiten länglichen Reflektors 23a; 23b) direkt auf ein mit Kühlrippen (51) versehenes Reflektorelement (50) aufgedampft ist.7. Irradiation device (10; 30) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the highly reflective material of the second elongated reflector 23a; 23b) is evaporated directly onto a reflector element (50) provided with cooling fins (51).
8. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorelement (50) ein Aluminium-Strangpreßprofil ist.8. Irradiation device (10; 30) according to claim 7, characterized in that the reflector element (50) is an aluminum extruded profile.
9. Bestrahlungsvorrichtung (10; 30) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hochreflektierende Material des zweiten länglichen Reflektors (23a; 23b) ein dichroitisches Material ist. 9. Irradiation device (10; 30) according to claim 7 or 8, characterized in that the highly reflective material of the second elongated reflector (23a; 23b) is a dichroic material.
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