CN1225164A - 电磁辐射发射器/反射器装置及实现该装置的设备和工艺 - Google Patents

Abstract

一种电磁辐射发射器/反射器装置(1),和一种使用这种装置的设备和方法。该装置包括带有端对端孔(3)的透明石英直管(2),用于保持压力电离气体,绕轴(4)沿其延伸并确定辐射发射束的截面;及用于反射发射光束的面(7),包括两个相对孔的轴平面(10)对称的纵向侧翼(14),所述反射部至少部分地固定于管。

Description

电磁辐射发射器/反射器装置及实现 该装置的设备和工艺

本发明涉及一种紫外线电磁辐射发射器/反射器装置，包括带有端对端孔的玻璃直管，用于保持压力电离气体，绕轴沿其延伸并确定辐射发射束。

本发明还涉及实现该装置的设备和工艺。

本发明通过采用包含高或中压电离气体的发射管的紫外辐射而在材料的光化处理领域获得了虽非唯一但却非常重要的应用，例如造纸业、纺织业、塑料业、食品业、汽车业和印刷业，特别是墨水或油漆在薄片，例如整卷的纸张或纸板上的聚合。

关于高压或中压，在绝对气压大于或等于2kg/cm²，例如3kg/cm²时是中压，大于5kg/cm²是高压，例如可高达100kg/cm²。

本发明并不限制所处理产品的类型。其可用于干燥涂镀产品、干燥某些油漆和粘合剂、干燥绕轴延伸的线材产品或对液体产品杀菌。

已为人们公知的用于紫外辐射的产生和反射的装置包括直发射管和具有抛物截面或椭圆截面的直凹面反射器。

这些装置有一些缺陷。它们实际上很庞大并要求发射管与反射器完全相隔几个毫米的距离，以使发射管和反射器之间的气流进行有效冷却。

紫外线发射器上实际上可测量到600至900℃的高温，而反射器的温度要低得多，例如约50℃。

此外，所用材料不同，发射器由玻璃制成，反射器由铝类型的反射性金属制成，即具有与玻璃差别很大的热膨胀系数。

另外，现有技术装置的很长的管子还会随时间变化而弯曲。

特别在本发明涉及的方面即紫外辐射发射器，已知的发射器还会产生大量的臭氧。

本发明的目的在于提供一种辐射发射器/反射器装置及实现该装置的设备和工艺，能够满足实际应用的要求并优于以前公知的装置，特别是其可提供紧凑而非庞大的装置，能够大大地限制臭氧的产生，并由于使发射的辐射束的能量效用最优化的结构设计而使可利用的光化能量最大。

为实现该目的，本发明特别提供了一种紫外线辐射发射器/反射器装置，包括带有端对端孔的玻璃直管，用于在高或中压下保持电离气体，绕轴延伸并确定辐射发射束；及用于反射发射光束的面，包括两个相对孔的轴平面对称的纵向侧翼，反射面至少部分地固定于发射管，并且其横截面至少部分呈抛物形、椭圆形或平直形，或者至少部分呈明显的抛物形、明显的椭圆形或明显的平直形，其特征在于：反射面对应侧翼并且其横截面至少部分呈抛物形、椭圆形或者至少部分呈明显抛物形或明显椭圆形的部分属于曲线(抛物线或椭圆)，其峰顶的母线位于相距孔轴距离d处，即：

d=f且0＜d＜r+e+1mm其中：

f：抛物线或椭圆的焦点和峰顶的对应母线之间的距离；

r：穿过峰顶母线的孔的轴平面上的轴和孔的内表面之间的距离；及

e：与峰顶母线相同侧并穿过峰顶母线的轴平面上的管的厚度。

更为优选地，侧翼的两个端部均具有完全以部分抛物线或椭圆或平直形式的截面。

在特别描述的实施例中，本发明采用直发射管，其几何发射中心与对应的反射器焦点相同，反射器也是平直的并具有至少部分抛物形截面(例如处理平面)，或至少部分椭圆形截面(例如处理曲面)，反射曲线峰顶处的母线平行于和焦线重合的轴，抛物形或椭圆形部分的端部边缘在相对峰顶处的所述母线的孔的另一侧位于孔的母线之下。

此处特别描述的本发明的中或高压紫外线发射器是称为“放电管”的管，包括称为“热电极”的极高温度(大于1000℃)的电极。

因此发射器未设有任何红外发射灯丝型的灯丝。

由分别位于透明管每一侧的两个电极产生的电弧产生恒定截面的光柱，光柱通常由一个或多个等离子状态的金属碘化物或由氙或水银/氙混合物或其它气体或稀土元素形成，光柱的每一端成光锥的形式，其顶端与电极重合。

优选截平的例如平直形的光柱具有由两个电极之间的距离形成的总长度，例如在对于短弧发射器的几毫米之间，更常用的是在30mm和2500mm之间，并且光柱还具有例如与容纳其的透明管的内截面尺寸相同的截面，或小于透明管内截面的截面。

金属碘化物可由纯金属或合金得到，即例如纯水银、纯铁、纯镓、铁/钴(混合物)、镓/铅(混合物)、水银/镓(混合物)等。

通常，所用气体可以是纯质的(例如氙)或混合物形式(例如水银/氙)。

上面列出的金属混合物、稀土元素及/或气体是非限制性的。

此外，其各自的比例以公知的方式根据所需的射线波长确定。

在优选实施例中，还依据一个及/或其它的下面的设置：

-d=r+e；

-r≤d＜r+e；

-d≤r；

-孔为圆柱形；

-孔截面至少是部分截平圆形，从而射线束成截平的横截面；

-孔截面由一个或两个垂直于孔的轴平面的折射平面截平，从而光束例如是内接于圆柱的明显的矩形形状(在双面截平的情况下)；

-反射面与管连接一体；

-管的外壁包括圆顶形式的突伸部，以后称为顶部，其外表面适配于孔的内壁并例如在圆柱孔的情况下作为圆柱的一部分设置为向顶部发射初级射线并以所谓反向射线的形式返回与孔轴重合的焦点，所述顶部相对孔的轴平面对称，位于相对孔的峰顶处的母线的相同侧，并覆盖有一层反射材料；

-管在侧翼的端部之间为实心，其外表面由屈光折射形成至少部分所述反射面；

-反射面完全覆盖有一层反射材料；

-反射面是抛物形或部分抛物形横截面，管包括称为底面的外表面，其连接翼的端部，位于相对孔的峰顶母线的相对侧，并是平直形且垂直于包含所述峰顶母线的轴平面；

-反射面是椭圆形或部分椭圆形横截面，管包括连接翼的端部的外表面，位于相对孔的峰顶母线的相对侧，依据相对包含峰顶母线的轴平面对称的曲线成凸形，所述外表面设置为向孔的轴平面导引发射的光线，例如向椭圆的第二焦点；

-外表面的横截面在第一部分上是平直的，垂直于轴平面并以轴平面为中心，在第二部分上是曲线；

-管在峰顶母线的相对侧包括一部分局部凹陷的实心玻璃，形成纵向折射腔；

-所述腔包括部分圆柱形式的上凹面和平行于孔的轴平面的侧面，上凹面具有与孔轴相同的轴，其半径例如等于r+e，侧面在内接于中心角α₂的高度上，所述角α₂是从等离子束发射的初级射线由底面的折射面完全折射的角度，底面的折射面连接装置的翼。

通过防止在角α₂内透射，我们可以避免大量的辐射损失；

-折射腔包括部分圆柱形式的凸底面，其轴位于孔轴的相对侧，曲率半径设置的沿一组或多组方向导引光线，例如平行于轴平面或向着椭圆的第二焦平面；

-顶部包括位于距孔轴距离x处的反射外表面，使得：

r＜x≤2y其中

y：孔内表面和顶部与抛物形或椭圆形部分之间的翼的反射面斜坡的非连续点之间的距离；

-装置还包括两个纵向反射侧板，位于翼端部的每一侧，相对轴平面对称；

-孔包括在相对轴的峰顶母线的相对侧设有纵向折射槽的内表面，折射槽具有部分圆柱形式的底壁，半径例如为r′＞r，和平行于孔的轴平面的侧壁。但r′也可等于或小于r；

-管为设有两个纵向侧凸耳的圆柱形状，侧凸耳相对穿过峰顶母线的轴平面对称，指向辐射平面，并且其各自的外表面形成翼的抛物形或椭圆形部分；

-凸耳固定连接于管；

-凸耳与例如是圆柱形的管分离，并包括凹圆柱部分形式的连接面，具有与管的外表面互补的形状，它们可以相互接触或不接触；

-凸耳的外表面垂直于包含峰顶母线的轴平面；

-凸耳的端面为凹形并设置为向着包含峰顶母线的孔的轴平面将入射光线导引至所述面上；

-圆柱孔在其相对峰顶母线的内表面上包括两个三角形截面的突起部，其一侧平行于轴平面，另一侧位于所述轴平面的相同侧上，成凸曲线部形式，所述突起部相对包含母线的轴平面对称，使得内接于孔的中心角α₂的侧边穿过相应凸耳的两个端顶；

-管的外表面的上部覆盖有反射材料，例如相对孔轴的中心角2α₅的部分，α₅在下面的说明中将详细描述，两侧翼完全与发射管相隔一定距离，从而可使冷却气体在管和反射侧翼之间循环流动；

-翼具有至少部分抛物形或椭圆形截面，分别在其上部由与孔同轴的圆柱部分延伸，并完全与发射管相隔一定距离。

此时管的外表面的上部在角α₅′上覆盖有反射材料，角α₅′小于构成圆柱部分的α₅；

-两侧翼为平直形；

-两侧翼由纵向反射板形成；

-管包括电极腔，其内截面大于或等于发射光束的内截面，例如大于或等于后者的1.5倍，或例如大于或等于2倍，及例如大于6倍；

-发射光束的截面小于或等于约45mm²，或约30mm²，或更精确为10mm²，或甚至为3mm²；

-光束为矩形或明显矩形截面的纵向槽形式，其宽度小于长度的一半，例如是长度的五分之一或十分之一；

-发射光束的管的内截面的最大直径或横向尺寸在有用圆弧长度上是小于或等于9mm，小于或等于约6mm，小于或等于约4mm或者甚至小于或等于约2或1mm，例如0.5mm。

本发明还提供用于处理及特别用于干燥设置为平或弯曲的薄片产品的设备，包括至少一个上述类型的装置；及用于采用该装置向以连续或半连续方式运行的产品施加辐射的工艺。

本发明还提供了一种工艺，用于向设置为薄片的产品或设置在平或弯曲表面上的产品施加辐射，其特征在于产品由绕轴延伸的圆柱或明显圆柱形状的紫外线等离子束辐射，发射光束的恒定圆形或部分截平截面小于45mm²，并例如具有小于或等于约9mm的最大径向尺寸。

等离子束实际上是绕轴拉长的光束，其外周形状受包容其的孔的外壁形状的影响，为其自身和例如明显圆形的均匀截面的形状，然后形成明显圆柱形状。

至于恒定截面，我们是指在光束的有用弧长上的恒定横截面，不包括电极腔。

产品优选由绕轴延伸的圆柱或明显圆柱形状的紫外线等离子束辐射，其恒定圆形截面小于或等于30mm²，或甚至10mm²，例如最大径向尺寸小于或等于约4mm、小于或等于约2mm或者甚至小于或等于约1mm，仅必须考虑玻璃管的机械制造限制。

在优选实施例中，产品由直接从等离子束发出的初级射线辐射，同时由次级射线辐射，次级射线来自初级射线，通过屈光折射在具有至少抛物形或椭圆形横截面的反射壁上。

产品还优选由完全从限定等离子束的单管发出并反射的射线辐射，单管包括固定于所述等离子束的发射管的反射面，由此确定反向光像，因无灯丝存在。

反向光像的概念指在光束的轴的高度上由等离子束发射的初级射线以次级射线的形式反射，与由所述光束沿另一方向的初级射线明显或准确重叠，反向光像的概念以后还会详细解释。

辐射优选以截平两侧、一侧或在垂直于轴平面的底部包括凸曲截面的圆柱截面的等离子体圆柱进行。

恒定截面的等离子束长度优选大于30厘米、大于1米及优选大于2米或甚至3米。

在优选实施例中，单位长度电压的值大于或等于50 Volts/cm，优选大于或等于100 Volts/cm。

更为优选地，组合使用长度大于1.5m和单位长度电压大于20Volts/cm，例如80 Volts/cm的等离子束。

在优选实施例中，圆柱形等离子束截面的半径相对管的等效直径为 $\frac{1}{10}d\≤r\≤\frac{1}{2}d$ 例如 $\frac{1}{50}d\≤r\≤\frac{1}{4}d$ 或 $r\≤\frac{1}{8},r\≤\frac{1}{10}d$ 及/或 $r\≥\frac{1}{20}d$

在优选实施例中，上述类型的小直径的光束包括在具有反射发射的光线的面的装置中，装置包括相对孔的轴平面对称的两个纵向侧翼，反射面具有至少部分抛物形、椭圆形或平直形或者至少部分明显抛物形、明显椭圆形或明显平直形的截面，其特征在于两翼在上部由在翼的上母线的每一侧上延伸的纵向中间间隙或槽分隔，例如是部分双曲形或抛物形，以供冷气通过，所述间隙由平板相隔一定距离覆盖，即平板平直和水平反射由所述光束发射并已通过槽的射线。

板优选钻有孔并用于支承翼，还满足条件0＜d＜r+e+1。

在经过对下面仅作为非限制性实例的几个实施例的描述后，将会更加明白本发明。

描述参照附图进行，其中：

图1至5为根据本发明的单体发射器/反射器的第一实施例的可选形式的剖视图，包括完全或部分呈抛物截面的反射面。

图6至10为根据本发明的单体发射器/反射器的第二实施例的可选形式的剖视图，包括完全或部分呈椭圆截面的反射面。

图11示出第二实施例的其它可选形式，具有不同厚度的上圆柱顶。

图12和12A示出第二实施例的可选形式。

图13为第二实施例的另一可选形式。

图14至16为带有凸耳的第一实施例的可选形式的剖视图。

图17示出带有凸耳和孔内表面的纵向凹槽的第一实施例的另一可选形式。

图18、18A和18B示出带有凸耳和孔内表面的纵向凸壁的第一实施例的另一可选形式。

图19示出带有明显矩形截面的孔和平柱形顶部的上表面的第一实施例的另一可选形式。

图19A示出带有凸耳和圆形底座的另一可选形式。

图19B示出带有凸耳和孔内壁上的凹槽的另一可选形式。

图20至24为本发明发射器/反射器的第三实施例的可选形式的剖视图，其带有完全与发射管相隔一定距离的侧翼并包括椭圆形(图20)或抛物形(图21至24)截面的反射面。

图25为本发明的发射器/反射器的第四实施例的剖视图，其带有完全与发射管相隔一定距离的侧翼并包括椭圆截面的反射面。

图26A和26B为第五实施例的剖视图，其三个部分的反射器完全与包括截平孔或有凹槽的孔的圆柱形发射器相隔一定距离。

图27A、27A′、27B、27C和27D示出带有截平孔的本发明装置的第六实施例的部分剖视图。

图28为参照图10描述的类型的发射管的电极腔的实施例的纵剖视图。

图29为根据图27A的发射管的电极腔的实施例的剖视图。

图30示出无电极的图28的可选形式的纵剖视图。

图31和31A分别为本发明发射管的电极端的另一实施例的纵向和横向剖视图。

图32示意性地示出本发明各种实施例的发射器/反射器的横截面(A、A′、B、C、D、D′和E)。

图33为本发明的包括发射器/反射器的设备的第一实施例的部分剖视图。

图34为本发明设备的第二实施例的部分分解透视图。

图35为包括几个相互平行设置的装置的本发明设备的第三实施例的剖视图。

图36为包括两个相反设置的装置的本发明设备的第四实施例的剖视图。

图37为包括几个角度设置的装置的本发明设备的第五实施例的剖视图。

图38A、B和C为可以最优处理平板产品的本发明三个实施例的设备的顶视图。

图39为本发明实施例的根据三种单位长度电压：10 Volts/cm、30Volts/cm和100 Volts/cm的发射密度在管中的分布的示意图。

图40A示出本发明另一实施例的装置，具有抛物形反射壁、小直径的管和从管壁离开的圆柱形等离子束。

图40B示出具有小直径的圆柱形管的另一实施例，其示出在三种不同电压下的三部分等离子束。

图41示出实现根据本发明一实施例的工艺的装置，具有相对内孔直径较小的等离子束。

在下面的描述中，相同的标号表示相同或相同类型的元件。

图1至4示出装置l的截面，装置1包括直玻璃管2，例如由挤出石英制成。

管2通过挤出端对端地钻有圆柱孔3，其轴为4，半径为r。

管2的每一端由以后将详细描述的电极支承塞(未示出)封闭，并包含中气压例如3巴的电离气体，例如水银碘化物，能够在管通电并以公知的方式在电极之间产生等离子弧时发射紫外射线5。

管2包括具有至少部分抛物形截面的外表面的壁6，抛物形截面满足公式y=x²/4f,f是与孔轴4重合的焦点8和抛物线的峰顶9的母线之间的抛物线的焦距，峰顶9的母线位于孔的对称线10的轴平面上。

与峰顶9的母线相同侧的轴平面10上的管壁厚即e和孔轴4与峰顶9母线之间的距离d如下式：

d=f及d=r+e(图1)

d＜r+e(图2)

d=r(图3)

d＜r(图4)

根据图1中本发明的实施例，表面7完全是抛物形。表面7例如由真空阴极溅射或任何其它为本领域技术人员所公知的可使表面7附着的方式覆盖一层用于反射所发射的紫外线(U.V.)的材料11(图1所示点划线)，例如对波长从100nm至1微米，例如360nm的紫外线，为约1微米厚的铝金属层。

在峰顶9相对孔3的另一侧，管2由实心壁12封闭，实心壁12在侧翼14的端部13之间延伸，侧翼14由相对轴平面10对称的抛物面部分形成。

壁12包括对辐射透明的外表面15，供直接发射的射线16或由抛物面反射的射线17通过。

在此需要提示一下：

-从抛物曲线或下述的椭圆曲线或“圆和抛物线的组合弧”或“圆和椭圆的组合弧”的焦点8发射的辐射能量(总能量或几乎总能量)由两种辐射能量的总和形成：初级辐射能量，直接在闭合锥形空间18(图1所示交叉线)发射并且其界限是反射器侧翼的端部13；及次级辐射能量，其在锥形空间开口直接向反射器的反射曲线发射，在此处反射并以完全垂直于(箭头17)位于辐射平面19上的产品的方向返回(抛物线的情况下)或以垂直于通过辐射处理的曲面产品的切线的方向返回(见下面椭圆的情形下)。

-紫外线的能量效率取决于发射点至接收点之间的距离；本发明通过一方面缩短发射点至反射面(抛物或椭圆曲线)的距离，另一方面缩短反射面至被辐射产品的距离，使效率达到最佳。

-亮度与方向无关的光源符合朗伯定律。

-更好的透光性取决于高功率密度。

任何方向的辐射强度都等于垂直于辐射面方向的辐射强度与该方向和法线之间夹角的余弦的乘积。

因此图1至4中的面15是平面且垂直于轴平面10。在此处更为特别描述的实施例中，发射器/反射器装置是单块的整体，由通带为180nm至2000nm的透明度非常高且荧光度非常低的挤出石英玻璃材料制成，其中发射器和反射器紧密相连，合为一体且不可分离，由此凸出部成为反射面，凸出部的形状是抛物形或椭圆形，或是另一种与诸如圆+抛物线的弧或圆+椭圆的弧相关的组合数学形状。

正对被辐射产品的另一部分是透明的并导引所有向产品发射的射线，由此根据朗伯定律，在抛物线的情况下，初级和次级射线的全部或基本部分垂直于被辐射产品而相互平行或明显平行地到达，或者在椭圆的情况下，沿向着椭圆第二焦点的轴平面10的方向到达。

折射面的几何形状，特别是孔底部的折射面的几何形状，在这里所描述的本发明实施例的范围内实现并产生，其参照本发明包括管的装置的几何焦点设计，焦点一般与孔轴重合，因此以下称其为焦轴。

因此，任何从焦轴出发的光点如图中所示沿径向发射。

另一方面，应该注意位于焦轴外侧的光束的任何光点仅部分地符合与折射面的设计相应的这种径向发射方式。只有在穿过焦轴的平面上出发的射线符合该设计。

在图1的情况下，直发射器的曲率半径P也是抛物曲线的峰顶曲率半径。

因此有R=r+e′，如我们已看到的，r是圆柱孔3的半径，其确定紫外线发射器的光盘(light disk),e′是该发射器的石英玻璃壁11的厚度，在e和对应轴平面上的壁的最大厚度之间变化。

换句话说，发射器的曲率半径和反射器峰顶的曲率半径相等并合而为一。

根据本发明，这些半径还优选地具有较小的尺寸，即小于或等于15mm，优选地小于或等于10mm，或者小于或等于5mm，甚至小于或等于2mm，例如1.5mm。

参照图2、3和4，曲率半径R也是顶部20的圆弧的外半径，顶部20是相对轴平面10对称的圆柱的一部分，其轴与孔3的轴4相同。本发明的顶部外表面仍覆盖有反射材料11(图中所示虚线)，例如铝。抛物形翼的外表面14的其它部分也可覆盖反射材料或在对应边界入射角α_L的一定中心角α₅之外将其去除，根据本发明的特别优选实施例，此时由管发射的射线的反射通过屈光折射产生。

在图2至4中，抛物曲线的峰顶圆弧由点划线21(虚拟状态)表示。

图5中，示出了本发明的另一实施例，包括由纵向槽形成的折射腔22，折射腔22包括上凹面23，呈圆柱部分形式，其轴为轴4且外半径等于r+e。

腔22包括两个侧面23′和23″，侧面23′和23″平行于轴平面10并以角α₂内接，其确定一个二面体，若没有腔则二面体内的射线被折射壁15完全反射。

该腔还包括曲线形状的底面24，其公式根据光学定律确定，以得到射线束25，射线束25尽可能平行地向所干燥的产品的支承和传输平面19发射。

在此特殊情况下，该曲线是其半径R′≠R的圆柱的一部分，其中R=r+e。

在没有部分圆柱顶的情况下(图1)，或者若后者的峰顶处的圆弧小于2×α₅，则内接于角α₅的射线全部或至少部分地在抛物曲线上反射(在后面所见的椭圆曲线的情况下也同样有效)，并再次通过光盘内侧，与圆形屈光面26(图5)确定一角度，屈光面26根据其位置可以改变。

然后这些射线在不同于发射焦点的发光盘27的表面折射，接着再以根据入射和折射的可变角度的其它方向穿过圆形屈光面28，形成与抛物(或后面的椭圆)曲线正常反射的射线方向不同的射线。

本发明利用圆弧截面的顶部20或以几何中心在发射器/反射器焦点上的圆柱一部分形式的顶部代替以角α₅内接的抛物或椭圆曲线(图2至5和图7至18B)，可以使该射线的分散降至最小。

所有在内接角α₅(总是小于90°)内从孔轴发射的射线在覆盖有反射材料的圆柱顶部20的背面反射，并作为光像，转而在内接角(α₁₂+α₃)内侧向发射器/反射器的前面发射，形成反向的光像，就好像这些相同的射线是从焦点或孔轴发出，并且其能量值仅受涂敷于顶部20背面的反射材料的反射系数影响。

因此，从内接角α₅出发的次级辐射能量与内接于角(α₁₂+α₃)的初级辐射能量相迭加，其中射线均指向位于发射器/反射器前方的平面19。

因而此时所有通常360°内接的辐射能量均包含在角(α₁₂+α₃)内，并分成两部分，即依据内接角α₃的辐射和依据内接角α₁₂的内接辐射。

现在将描述对应图6至13的本发明的发射器/反射器装置实施例，其具有至少部分椭圆反射面31，其中d=r+e(图6)；r＜d＜r+e(图7和7A)；d=r(图8)；及d＜r(图9)。

在此发射器/反射器装置仍优选设有部分圆柱顶32，圆柱顶32覆盖有反射材料的薄层33(图中虚线)，例如铝。

精确地说，装置30包括圆柱孔34和实心石英玻璃壁35，壁35连接椭圆截面或部分椭圆形状的反射面的翼36，例如半椭圆，其公式为： $\frac{x^2}{{(\mathrm{FF}\′+2d)}^2}+\frac{y^2}{{(\mathrm{FF}\′+2d)}^2-{\left(\frac{\mathrm{FF}\′}{2}\right)}^2}=1$

F和F′表示椭圆的焦点。

如同图1所示的情况，图6示出了没有上顶部的反射面，其完全覆盖有一层反射性金属材料，反射层集中了由管发射而向第二焦点F′辐射的射线。在图7、8和9所示的情况下，如同图2、3和4的情况，只有圆柱顶部32并可能有直接与顶部相连的椭圆表面的部位36(图7)覆盖有反射材料。

顶壁向焦点F回射反向辐射图像，焦点F向椭圆壁发射反射的射线，好像该射线是从焦点本身出发的，其与以能量E发射的初级射线波长相同，但由于和涂敷于顶部背面的反射材料的反射系数有关的吸收，其能量E′＜E。

壁35由曲线截面的面38向着所处理的曲面产品37定界，面38利用光学定律以本领域的技术人员所公知的方式设置为与从装置内发出的最多数的射线垂直，以防止其偏移。

下面给出计算角α_L的实例。

在特别描述的本发明的实施例中，除了下面将详述的中心α₅内的确定角度的上反射顶，抛物形或椭圆反射面的其余部分未覆盖反射材料，由于石英和环绕气体两种折射介质的不同折射率，等离子体盘发射射线在其余部分上的反射即在由屈光折射形成的角α₃的锥度内。

但是有一个边界角α_L，边界角α_L取决于发射的紫外线波长及每种介质的折射率的准确值，在大于此角的范围内满足屈光反射曲线14或31的任何入射光线被完全反射。

边界角α_L使上述角度在顶部的中心角α₅或圆柱20或32的部分处确定下来，以使本装置最优化，从而屈光反射达到最大。

实际上，相对初级辐射，发射的次级辐射能量没有能量损失，因此具有很大的优势。

由此，屈光反射完全保存了波长小于250纳米的能量，此能量通常被所干燥的产品上使用的光引发剂(photoinitiator)完全吸收。

这些波长能量的最优保存显著地加快了例如处理墨水的聚合过程，其干燥速度远大于单一比率的能量。

另一方面，通常由铝制成的反射面由于吸收波长小于250纳米的能量其反射作用较小，虽然其未被本发明排除。

因此本发明提供了发射器/反射器装置：

-其顶部形状是圆柱的一部分，并且翼是抛物形或椭圆形反射表面，

-所用石英和环绕气体的折射率，

-及所用的反射材料设置为使所有或几乎所有确定波长的射线和能量合成为单一统一并可控制的均匀光量，根据所需的处理确定光化参数，以在向着所处理的产品的几乎单一的方向上确定所述装置的尺寸。

在抛物形发射器/反射器装置的情况下，初级和次级射线必须垂直于辐射平面，根据朗伯定律其余弦等于1。

在椭圆形发射器/反射器装置的情况下，射线指向椭圆的焦点F′。

本发明还提供了(图10，与图5相比较)图9类型的装置，包括进一步改进光盘的光学平衡的折射腔39，具有与图5中腔22相同的方式测算的形状。

现在详细描述在图10所示装置的范围内的光线的行为。

该装置具有组合性，从而使所有辐射能量包含于角α₁₂+α₃内，如同参照图5所见一样。

内接于角α₃的面31接收所有包含于射线40和41的边界之间的射线。

这些光线在石英折射介质中传输其能量，石英的折射系数值取决于从其穿过的光线的波长。

然后它们到达第二折射介质是空气或气体(例如中性气体)的折射曲面。

因此，在选定所用光线的波长并确定构成第二介质的气体后，可以计算出入射边界角α_L(任何到达屈光反射曲面31的入射光线均被完全反射)，并根据反射面的公式和光学定律从其推出与孔轴重合的轴的中心角α₅。

下面给出计算角α_L的实例。

参照图5，相似地，通过如构造椭圆曲线一样构造抛物曲线，并可看到，有一曲线的数学结构，从而入射边界角α_L是作为圆弧的曲线20或42和作为抛物线或椭圆的曲线14或31的交点。

在此可明显知道所获得的性能：

-墨水或油漆的聚合率与产品使用的光引发剂的活性紧密相关，

-对光引发剂的影响基本由波长小于250纳米的传播能量引起，

-处理过的铝对紫外反射的金属反射系数对于波长在180和270纳米之间是约0.4，而在水银光谱即360纳米时是约0.85。

在相同程度的活性下，以前工艺的称为“无臭氧”的已知发射器需要三倍于“有臭氧”的发射器的功率。

另一方面，无论发射的光线波长是多少，在折射面上射线在从实心透明介质向气体透明介质的边界传播的方向上的反射系数始终等于一。

在特别描述的实施例中，在α_L以下的抛物形或椭圆形曲线的背面未覆盖反射涂层，这一优点将会看到。

图7A示出根据本发明改进装置性能的本发明的实施例，其仍采用屈光折射。

实际上可注意到，对于所有内接于角α₂的射线，曲线38的作用类似于曲线31。

与角α₂相应在射线43和射线44之间的射线以大于两种折射介质的边界角的入射角到达曲线38。

因此反射为全反射，反射系数等于1。

在该角α₂之外，例如在椭圆轴45的方向上，射线46向外侧倾斜射出。

但在全反射的情况下，辐射能量完全返回到由抛物形14或椭圆形(在此更为特别描述的)翼形成的曲线部分，以送向反射面31，此时新入射角接近0。

然后可看到下面的形势：曲线部分47反射所有在角α₃内发射的射线，同时透过所有在角α₂内发射的射线。

在角α₂内发射的射线通过在曲线部分47从发射器/反射器透过而射出，并由反射挡板48反射回来，反射挡板48例如是金属，根据反射光线49的方向而呈纵向斜板、平直或曲线形式。

折射腔可以与反射挡板48组合使用或不与其组合使用。

上述的说明和补充元件自然也可应用于抛物形结构。

本发明装置的另一实施例示于图11，其顶部呈不同厚度的圆柱部分形式，即e＜R，此处R是圆柱孔的外半径，如点划线51所示；e=R，如虚线52所示；及e＞R，例如e=2R，如实线53所示。

图12示出装置30，其孔34包括内表面54，内表面54设有截面明显呈三角形的两个纵向槽55，三角形的高度例如小于或等于孔直径的五分之一，如等于十分之一，纵向槽55内接于角α₂内，其外侧55′平行于轴平面。

界定角α₂及槽55的曲线的射线43和44确定辐射于第一圆形屈光面56的一侧上的部分能量，并由向着侧壁31的槽的侧面转向另一侧，第一圆形屈光面56由紫外线光盘(n=1的第一折射介质)形成于石英玻璃(n=1.5的第二折射介质)上。

每个槽55均包括平行于轴平面10的侧面并内接于确定二面体的角α₂，在二面体内射线的折射而完全转向到抛物曲线装置的屈光反射曲线14及椭圆曲线装置(图12)的屈光反射曲线31上。

图13示出装置30的可选实施例，包括设有部分凹陷底部60的孔，底部60在对应角α₁₂的内底面61上形成凸台62，其曲率半径R′不等于R，从而在折射曲线62上折射的射线例如是收敛的。

确定向第一屈光面56辐射的能量部分的内接于角α₁+α₂=α₁₂的全部辐射也确定凹部60的曲线部分62，从而所有折射初级光线在椭圆的情况下重新指向虚焦点F′或在抛物线的情况下重新指向垂直于所辐射平面的方向。

内接于角α₂的全部射线确定向平行于凹部60的轴的第一垂直屈光面辐射的能量部分，从而所有折射初级光线重新指向抛物线的屈光反射曲线14或椭圆的屈光反射曲线31，此时，在所述屈光曲线上的反射和从角α₃出发的反射光线的路径相同。

因此，不像公知的装置，其发射器和反射器是分离的，并且初级射线和次级射线这两种方向的射线可以区分出来，本发明提供的装置使所有初级辐射和次级辐射以基本单一和相同的方向合成单一均匀、统一和可控制的光量。

光束的截面形状优选使位于角α₅一侧的光的半截面等于或基本等于位于角α₁、α₂和α₃一侧的光的半截面。

如同所见(图5或10)，也可改进屈光曲线15或38，以使辐射重新定向，从而根据朗伯定律，从校正的屈光透射曲线出发的折射光线相互更为平行并垂直于所辐射平面，或相反以本领域技术人员所知设备的范围内的方式通过增加折射腔22或39而重新定向，以得到向虚焦点F′收敛的辐射光量，或得到发散的辐射光量。

圆形折射曲线65是圆形金属反射曲线11或42的几何延伸，从而(参照图11)任何离开焦点的射线(如同任何在相同轨迹上的光线)经由第一圆形折射曲线65和第二圆形折射曲线66穿过，被转向位于轴平面上的虚焦点。

所有在内接角α₁的边界范围内的射线到达面15或38，其方式使初级射线均垂直到达第二屈光面67(图11)。

在椭圆的情况下，可以改进屈光透射曲线(图11中的点划线68)，甚至重新定向从α₂和从α₃出发的次级射线，从而所有在校正的屈光透射曲线68上折射的射线重新形成垂直于辐射平面的平行辐射光量，根据朗伯定律其余弦等于1。

也可以利用光学定律，以本领域的技术人员所知设备的范围内的方式改进抛物形发射器/反射器的屈光透射曲线15(图5)，以使所有在校正的屈光透射曲线(未示出)上折射的光线重新定向，重新形成向虚焦点F′收敛的辐射光量或发散辐射光量。

本发明还提供了(图14至18B)包括圆柱管71的装置70，圆柱管71钻有端对端的圆柱孔72。

管设有两个纵向侧凸耳73，其内表面74和外表面75具有平行抛物线形状的截面，外表面75构成本发明翼的抛物形反射面的部分。

凸耳的宽度例如等于孔的半径。

凸耳相对轴平面76对称，轴平面76穿过峰顶77的母线和焦点78，并与孔轴72重合。

抛物形凸耳的底面79垂直于平面78并位于平面80(图中的点划线)上，平面80与圆柱管71的底部相切，圆柱管71的厚度例如等于孔的半径的一半。

管的上部如前面参照图2至4所述构成上顶部81，抛物线峰顶处的弧完全包容于圆柱壁内(r＜d＜r+e)(图14)、与孔72相切(d=r)(图15)或与孔相交(d＜r)(图16)。

在此处特别描述的本发明的实施例中，e=r且凸耳73端部之间的距离等于7.4r。

相似地，如前所述，孔可以具有等腰或等边三角形截面的纵槽82，以通过屈光或金属反射重新分布角α₂内的射线，使其作为初级射线指向内侧或作为次级射线指向外侧(图17)，槽82的高度例如约等于孔半径的十分之一。

在图18、18A和18B的实施例中，在另一侧设置了直角三角形截面的纵向凸壁83，其外侧壁与轴平面76平行，可利用光学定律使指向轴平面76或平行于所述轴平面76的射线的改变得到进一步改进。

参照图18，下面作为实例给出构造反射面抛物线84的计算，其中光盘半径r=2mm，石英玻璃厚度e=2mm，折射率取决于所用光线的波长。

对于λ=200nm,n₂₀₀=1.551 $\sin \mathrm{\α}200=\frac{1}{n200}=\frac{1}{1.551}=0.6447$ ,α200=40.14°

及对于λ=360nm,n₃₆₀=1.475 $\sin \mathrm{\α}360=\frac{1}{n360}=\frac{1}{1.475}=0.6779$ ,α360=42.68°我们将进行反射边界角α_L=42°且波长λ≤360nm的计算。

抛物曲线的正切是

还可推出抛物线的公式：y′=0.9。

现在确立抛物线的公式 $y=\frac{1}{\mathrm{\α}}{x}^2$

由此给出： $y+\mathrm{\Δy}=\frac{1}{\mathrm{\α}}{(x+\mathrm{\Δx})}^2=\frac{1}{\mathrm{\α}}(x^2+2\mathrm{x\Δx}+{\mathrm{\Δx}}^2)$ $\mathrm{\Δy}=\frac{1}{\mathrm{\α}}(x^2+2\mathrm{x\Δx}+{\mathrm{\Δx}}^2)-y$ $=\frac{1}{\mathrm{\α}}(x^2+2\mathrm{x\Δx}+{\mathrm{\Δx}}^2)-\frac{1}{\mathrm{\α}}{x}^2$ $=\frac{1}{\mathrm{\α}}(2\mathrm{x\Δx}+2\mathrm{\Δ}{x}^2)$

因此给出： $y\′=\frac{2}{\mathrm{\α}}x=\mathrm{tg}\frac{\mathrm{\αL}}{2}$

根据R=r+e=4mm的定义

我们可以计算点T的坐标；即：

    X_T=Rsin84°

=4×0.9945=3.978mm

对于抛物线的系数“a”，给出：在点T   $y\′=\frac{2}{\mathrm{\α}}x=\mathrm{tg}\frac{\mathrm{\αL}}{2}$

及 $a=\frac{2}{\mathrm{tg\α}\frac{L}{2}}x$ 且XT=3.978mm

    a=8.83

抛物线公式是 $y=\frac{1}{8.836}{x}^2$

曲线的有效点是：

-折射切线的点85(X_T；Y_T),X_T=3.978mmY_T=1.7909mm

-峰顶母线的点86(X_f=0；Y_f)。

从抛物线焦点至抛物线峰顶的距离(此时x=0)是 $y=\frac{\mathrm{\α}}{4}$ 且X_f=0

由此可得Y_f=2.209mm

-轴平面88和抛物线的交点87(X₁；Y₁),Y₁=2.209mm，因此X₁=4.418mm

-凸耳73的端点88(X₂；Y₂),Y₂=(2.209+4)mm，因此X₂=7.4mm。

图19示出了具有抛物形反射面91的装置90，其带有如同参照前面图中所述的侧凸耳92。

此时孔93的截面不再是圆形，而呈截平圆的形状，其截面是半月形的上部94和下部95是由玻璃制成的实心体，并相对与轴平面97垂直的面96对称，轴平面97包含抛物线峰顶98处的母线。

可以注意到这样的设置能够实现效率的大幅增大，根据定律，光截面相对圆截面99(图19中点划线)的变化率 $\mathrm{\η}=f{\left(\frac{S_2}{S_1}\right)}^2$ 其中S₂是圆的截面而S₁是平截圆的截面。

在该实施例中，角α₃=α′₃+α″₃是(半径和厚度值取参照图18中的值)

即α₃=46°

为重新建立向上反射的射线分布的平衡，装置90的顶部101的壁100具有相对圆柱顶103(图中点划线)的平直面102。

计算出该公式，从而使从孔93发射的射线104正好以相反的方向返回，因此入射光线必定垂直到达反射面102。

图19A示出带有圆柱孔的另一单体装置105，包括两个抛物形面106′的凸耳106。底面107是圆柱形，其轴与孔轴相同，并连接凸耳的内端107′。

图19B示出带有凸耳和圆柱孔的前述类型的单体装置108，圆柱孔的内底面具有凹部109，凹部109设有平行于轴平面的侧面109′和圆柱底面109″，圆柱底面109″的半径等于顶部外半径。

在此，凸耳具有椭圆面，其底面形如圆柱部分。

本发明另一实施例的装置110示于图20至25，包括由管状石英制成的发射管11，其与由金属反射材料制成的反射翼112和113相分离。

发射器/反射器对仍然随同上述发射器/反射器装置一样的几何设置，反射器和发射器相互固定连接在一起。

由两个翼112和113形成的反射器具有反射几何形状，其几何体是圆弧和抛物曲线或椭圆曲线的组合。

发射管114例如是圆柱形，其覆盖有如图所示的反射材料115，即与翼重叠微小角度。

其可采用不同的形状如下：

-根据本发明，具有电极腔的圆形发射器，

-传统发射器，及/或

-微波激励的发射器。

图21至24示意性地示出管114相对抛物线峰顶116的母线的各个位置，抛物线部分地形成例如由铝制成的翼，椭圆时也是如此。

此时发射器和反射器之间的间隙可使冷却液体117循环。

图25示出具有椭圆反射面的装置118，其同样应用于抛物形状。

图25示出两个对称翼120，翼120由圆柱顶部分121终止于顶部并由纵向间隙122相互分隔，冷却液体123可从纵向间隙122流入。

圆柱发射管125的顶部124涂敷有金属层126，从而不会使任何发射的光线漏出，圆柱顶部分121的端部和所述部分圆柱金属层126之间有重叠。

图26A、26B和26C示出本发明的上部涂敷有反射层的圆柱管的三个实施例。

图26A示出带有孔128的管127，孔128呈由底面129截平的圆柱形状，底面129与轴平面130垂直，例如位于距轴131为半径的一半的距离处。

图26B示出另一发射管132，其在圆柱孔的底面134具有凹部133。凹部包括与轴平面135平行的侧壁和圆柱部分形式的底面136，底面136的半径例如等于管的外半径。

本发明的发射管140示于图27A、27A′、27B和27C，其具有抛物形截面的部分分离的反射器。

管140(参照图27A)基本是圆柱形，其上部141和孔142是参照图19所述的平直或截平形状。

上部141涂敷有反射层143。

管(见图27A′)可包括底部141′，其外表面141″例如可使由孔的截平腔折射的光线转向成平行光量，或在采用同样的凸出形状但程度更为加强(具有更小的曲率半径)的情况下，使收敛光量根据光学定律转向第二焦点F′。

整体距发射管一定距离的翼144例如轻微预加应力地机械固定，从而使其通过销螺钉145保持于准确位置(参照图27B)。

该螺钉固定于挤出铝形材的干燥器支承结构的槽146内。假定的冷却流148示于图27C。

图27D示出本发明的可选形式，包括平直矩形翼149部分，翼149沿管延伸并与管相距一定距离或之间无距离，该部分相切及/或等同于此前图中的翼的平行或椭圆部。

因此本发明的这些部分基本与抛物线或椭圆相同，但更易于制造。

特别应用到带有电极的紫外线发射器的本发明可以容易地延伸到无电极的发射器技术上，在无电极的发射器技术中水银或其它金属碘化物由微波效应激发。

本发明的发射器的几个实施例150、151、152、153已经示出(图28至31A)。

在这些特别描述的实施例中，整个发射长度“L_uv”都设置了内直径“ID”约为4mm(优选更小)的光盘。

在每一端，对应于电极室(当其存在时)和潜在的污垢及失去透明性的区域都设置了腔154、155、156。

在图28和29中，腔的直径“D_ce”增大到11mm的正常值，可以认为该直径对于电极的校准操作和石英壳体的机械强度已足够了。

图30中设置了无电极的结构，例如由微波进行外部激励。

在公知的发射器的运行过程中，将发现环绕电极的乳白区域，在一定长度“L_ce”以上逐渐变为不透明，长度“L_ce”正好是电极腔的长度。

该长度开始于电极根部并在本发明中结束于内直径“ID”的收缩处。

因此，为了对其进行校正，在腔的整个外圆周均涂敷了反射材料157，以保持电极的一定发射温度。该涂层在图28至31A中以虚线表示。

本发明可通过紫外线发射器干燥墨水或油漆，其并不非常依赖于改进光盘形状时的单位长度功率的增大及/或其截面的减小，这将导致同样的结果，可以降低所述单位长度功率，即无电极腔时为低功率(≤30 W/cm)，即使需要非常小的直径(图31)。

下面参照图28描述制造发射器/反射器装置的实例，以示出容易实现的情况。

具有图10形状的发射器/反射器装置150包括主体160。

主体的端部161首先加热，然后向电极塞162的直径处卷缩，以上用通常的方式实现。

电极塞包括陶瓷端163，可使用例如由Philips公司制造的产品。

装配分为三个阶段：

-通过切削和铣削至折射腔的高度准备好发射器/反射器装置超过长度“L_ce”的端部，由于形成发射器壳体的管在钻孔时已实现了其圆柱形状，因此前述过程比较简单；接着将石英加热至软化温度；然后其直径扩张至电极塞的外半径；

-随后通过加热将电极塞162安装到发射器/反射器装置的主体160上；利用与玻璃制造人员所用方法相同的方法使一部分在另一部分上完全融合，以封闭发射器的端部。

-最后在通过焊接进行电连接后将陶瓷端部163安装在电极塞上。

根据常用的制造方法将水银置入其应在的位置。

然后将反射涂层涂敷于发射器和发射器/反射器的端部及/或翼的部分或全部表面。

在低单位长度功率(≤30 Watts/cm)的基础上，由于能量效率的大幅增加，对于发射长度“L_uv”最大可略大于1米的发射器，可以将单位长度电压增大到30 volts/cm(即在本领域中一直使用的3000 volts电源电压)，从而提高紫外线弧的质量，同时将最大电流强度保持为约1A。

也可采用更为传统的80 watts/cm的功率，若需要冷却所需的通风可以进行适当的修改。

图32示出本发明几个实施例的截面，根据所需的应用，其透明面具有各种形式。

图32A示出半月形的截面。

图32A′示出相同类型的截面，但具有参照图19A所述类型的底圆柱罩。

图32B示出眼形孔的横截面，其底壁凸出。

图32C示出图1类型装置的实施例，具有大厚度的底壁和抛物形反射面。

图32D给出具有飞标形截面的孔的形式，其反射壁平行于孔。

图32D′给出有三个孔的另一形式，一个中央圆柱孔和两个相对轴平面对称的侧孔，侧孔具有三角形截面并且其壁一方面平行于装置的外壁而另一方面平行于圆柱孔的壁。

图32E示出装置的另一实施例，其相对轴平面对称，呈带有圆柱孔的两部分抛物线或椭圆的形式。

图33至37表示包括一个或多个对应上述一个或多个类型的装置的设备。

图33是本发明设备200的剖面示意图，可包括两个位于支承结构202的两个相对壁上的相同的装置201。

参照图34，本发明提供了一种紫外线干燥设备200，其支承结构202由型材管203形成，型材管203由挤出铝制成，可以是方形、矩形、圆形或卵圆形，并在其y轴上具有单个装置或相对的两个装置201。

图33中的发射器/反射器装置201安装在铝型材结构203内，内部型体称为“托架”的204的样式与装置的凸出型体205的相同。

约1mm的通风间隙206位于两个型体之间。

通风间隙小于型材断面的空气截面，从而在装置201底部产生很大的压力损失，迫使气流207在辐射装置的背面和各侧边均匀分布。

“托架”型体的顶部具有纵槽208，其宽度可根据通风方向变化，从而使扫过装置背面的气流沿整个长度恒定不变。

发射器/反射器装置201还由固定于装置各端的固定件209夹持于相对铝型材部的几何中心位置。

当装配装置时，固定件209同时在型材断面的两个内槽210内和装置的陶瓷圆柱端件211内滑动。

应该注意固定件209例如由三个活动元件制成，可使发射器/反射器装置保持于铝型材断面的中心位置，同时满足制造公差。

其固定由两个螺栓212实现，两个螺栓212容纳并固紧于型材断面的底部内槽210内。

此外，在装置的每一端增加有罩213，使得在挤出件内传送的纵向通风、就像具有通常的气流护罩一样，与横向通风分离，横向通风在发射器/反射器装置的背面214的保留间隙内以层流分布。

罩213的装配和机械固定根据与固定件209相同的原理进行。

在装置的端部，滑动罩216位于顶和底槽215内，以将装置纵向定位于型材件内。

最后，例如在装置的横向上，有两个小尖头间隙楔217固定容纳于每一侧的两个底槽内，以防止热连接。

这些小楔设计为保持通风间隙并使装置201对应两轴位于型材件中心。

外罩沿装置的端部长度插入其位置，并带有长度小于“LE”(端部的长度)而宽度约为3mm的纵槽(未示出)，以根据降至300℃的梯度增大电极根部处的陶瓷端部的温差。

在型材件的宽度侧的外表面上设有小槽218，作为许多斜面，以防止漫反射光线的非控制输出。

在对着辐射件的宽度方向上设有窄腔219(图35)，设计为接纳干燥器所需的电输入器(未示出)，诸如发射器线路以及恒温和光测控制元件的线路。

该同一宽度可预设为接纳可能的第二发射器/反射器装置201。

其托架型体也可用作为接纳使用单个发射器/反射器时的电气线路。

在矩形型材体的两个长度方向上，外壁上还设有矩形槽220，可使几个干燥器通过定位件221同时与一种可能是平直或圆形(图37)、或方形或矩形或多边形的设备联系起来，定位件221的可变宽度和形状可以构成一组连接或分离的干燥器。

因此，定位件221成为处理壳体的外壁和内壁。此外，型材体的均匀形状可使一组干燥器以简单的“头尾相接”装配实现占用的空间最小，从而以“来回”方式(箭头222)处理两张页片。

最后，在干燥器的每一纵向端部(图34)，通风管道的端子223位于一侧，而发射器、恒温继电器和光测元件的电气端子224位于另一侧。

本发明可应用于非荧光的低压发射器和以可见光发射的电灯。

当发射器每一端沿整个长度“L_CE”进行通风时，结构对空气的开口即更大，从而使温差增大至小于或等于300℃的值。

应该注意辐射源位于装置的圆形曲线20处(图2)，此处温度最高，而翼14的两个端部被更少的外通风扫过，以考虑膨胀差并将内应力降至最小。

其优点在于石英的低膨胀可以略去“发射器”的管状件的圆形壳体和“反射器”的椭圆或抛物形件的外端之间存在的温差。

需要提示一下，通风分布设计为使辐射元件各点处的运行温度为进行孔的尺寸、位置和风扇及其特性(流量/压力)的选择的工作人员所知，以使aeraulic成作辐射元件所需的热机械特性。

基于对绕本发明辐射元件循环的气流的良好控制，热平衡所需的流量保持小于50m³/h/kW。

在此特别指出本发明的发射器/反射器装置具有的五个优点：

-在与公知的干燥系统聚合能力相同的情况下，冷却辐射元件所需的吹送通风显著地减小至可轻易装入印制机的剩余空间的程度。

-发射器/反射器装置没有任何由通风扫过的机械反射表面或辐射表面，不需要过滤空气。

-伴随第二个优点，辐射元件没有露于空气的任何机械反射面，因此不可能随着时间降低反射系数并且不会影响反射质量。

-接着，由于在辐射部件下几乎没有气流，除了由运行页片张的文氏效应产生的情况，臭氧量对于测量元件来说极其轻微，并且抽气通风不起作用，因而机器金属部件氧化的危险性可忽略不计。

-由于通风空气量较少，如果产品需要，还可通过例如用氮气代替空气设置防氧化的aeraulic罩。

本发明的各项优点主要是由于下面的七项参数：

-光截面的减小，

-光盘的非圆形形状，

-其后通道的减小，

-没有臭氧，

-屈光反射曲线，其反射系数为1，

-屈光透射曲线，其余弦约为1，

-高功率密度。

总之，以不完全统计的方式，本发明的优点如下：对于相同的光化处理效果，也即相同的比例下，单位长度功率非常低，减小了离散热能；平行于恒定功率密度的均匀光量的方向性；反射表面不会损伤的性能，因而不需过滤装置；没有可测得的臭氧；低冷却通风，从而不必安装aeraulic；极大地降低了电气装置和电气柜的尺寸；显著地简化了干燥器的制造；相对于竞争产品大大地降低了干燥器的尺寸；直接在墨水或油漆台内安装紫外线干燥器；发射器/反射器是仅有的具有使用期限的元件；消除了称为“香蕉”效应的弯折效应，等等。

图38A、B和C示出本发明设备的顶视图，包括设置为干燥页片产品225的几个设备200。

图38A示出设备200以左/右交替方式垂直于产品的运行方向226设置，其在产品的中心处略有重叠。

图38B和C示出设备200以5°和20°之间、优选为15°的角度相对运行方向倾斜设置，以使射线均匀分布。

图39示出圆柱管300内光密度的三个分布曲线。

例如具有小直径(＜10mm)的圆柱管300位于反射抛物线302的焦点301处(参照图40A)。

曲线303示出明显均匀的分布，等离子体303′(参照图40B)占有管的整个空间，例如对于几厘米长度的管，具有5Volts/cm的单位长度电压。

曲线304示出电极之间电压为30Volts/cm的密度分布304′，而曲线305示出电压为100Volts/cm的等离子体305′的分布。

在此情况下，等离子束几乎是线性的，其截面接近于针尖，并从壁306离开。

在图40B的情况下，反射壁307呈双曲横截面，由光束发射的射线308反射至焦点309，未与光束305′相干扰。

图41示出包括圆柱管的装置110，圆柱管的固定截面111的直径较小，例如小于9mm，装置设有两个翼112，其横截面呈椭圆部分的形状，由反射材料覆盖，并由槽113在其顶部分隔，槽113的宽度例如为从1至5cm。

装置包括水平平板114，正对管111，完全与翼相隔一定距离。

轴和椭圆上母线之间的距离d是：d=f且d≤r+e+1mm(f等于至焦点的距离；r等于管的半径；e等于管的厚度)，所述板反射由直径小于管的内孔的等离子束115发射的射线。该板(薄金属)支承整个发射器/反射器。

其位于距离h处，例如从10mm至3cm，并例如由定位件(未示出)固定，翼所在处的上端的平边116在定位件上。

正对槽113的平板114的底面117通过粘接、喷镀或薄模浇铸反射材料进行连续反射，供冷却空气119通过的开口118设置于其两侧。

根据前述的结果，本发明并不限于特别描述的实施例，相反应包括所有可选形式和特别形式以及例如光盘截面更为平直或截去侧边的情况。

本发明还涉及能够绕轴杀灭水中细菌并干燥聚合于线材产品上或诸如电线、电缆、橡胶软管、PVC管等上绕轴的标记墨水和油漆的设备。

本发明的紫外线发射器/反射器可以安装于杀菌或聚合腔，例如绕作为杀菌或聚合腔的透明柱体相对。

用于处理轴向产品的设备可以包括几个辐射装置，例如三个、五个或七个，绕作为杀菌腔的透明柱体成星形规则设置。

Claims (46)

1．一种电磁辐射发射器/反射器装置(1,30,70,90,110,118,132,140)，包括带有端对端孔(3,34,72,93,111,128,142)的直透明石英电极管(2,35,114,141)，用于在压力下保持电离气体，绕轴(4)沿长度延伸并确定辐射发射束；及用于反射发射光束的面(7)，包括两个相对孔的轴平面(10)对称的纵向侧翼(14,31,75,112,113,120,128)，所述反射面至少部分地固定于发射管，并且其横截面至少部分呈严格或明显的抛物形或椭圆形，其特征在于：反射面的对应侧翼并且其横截面至少部分呈抛物形、椭圆形的部分属于曲线，其峰顶的母线位于相距孔轴距离d处，在对称轴平面上为：

d=f且0＜d＜r+e+1mm其中：

f：抛物线(8)或椭圆(F)的焦点和对应峰顶(9)的母线之间的距离；

r：在峰顶母线相同侧上的轴平面上的轴(4)和孔的内表面之间的距离；及

e：与峰顶(9)的母线相同侧的轴平面(10)上的管的厚度。

2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于d=r+e。

3．根据权利要求1所述的装置，其特征在于r≤d＜r+e。

4．根据权利要求1所述的装置，其特征在于d≤r。

5．根据任一上述权利要求所述的装置，其特征在于孔为圆柱形。

6．根据权利要求1至4中任一权利要求所述的装置，其特征在于孔(93)的横截面至少是部分截平圆形形状。

7．根据任一上述权利要求所述的装置，其特征在于反射面完全固定于所述管。

8．根据权利要求7所述的装置，其特征在于管的外壁包括顶部(20)，位于相对孔的峰顶母线的相同侧，其外表面设计为适配于孔的内壁并设置为将发射射线发回顶部，返回到孔的中心，所述顶部覆盖有一层反射材料(11)。

9．根据权利要求7和8之中一个权利要求所述的装置，其特征在于管在侧翼(13,14)的端部之间为实心，其内表面由屈光折射形成至少部分所述反射面。

10．根据权利要求7和8之中一个权利要求所述的装置，其特征在于反射面完全覆盖有反射材料层。

11．根据权利要求7至10中任一权利要求所述的装置，其特征在于反射面是抛物形或部分抛物形截面，管包括连接翼的端部的外表面(15)，位于相对孔的峰顶母线的相对侧，并是平直形且垂直于包含所述峰顶母线的轴平面。

12．根据权利要求7至10中任一权利要求所述的装置，其特征在于反射面是椭圆形或部分椭圆形截面，管包括连接翼的端部的外表面(38)，位于相对孔的峰顶母线的相对侧，依据相对包含峰顶母线的轴平面对称的曲线成凹形，所述外表面设置为至少部分地向孔的轴平面导引发射的光线。

13．根据权利要求7至12中任一权利要求所述的装置，其特征在于管在峰顶母线的相对侧包括部分凹陷实心石英的一部分，形成纵向折射腔，所述凹部包括形为圆柱的一部分的凸面，指向管轴所处的侧面并位于距所述轴距离r+e处。

14．根据权利要求13所述的装置，其特征在于所述外表面的截面在相对轴平面为中心的第一部分上是平直的，在第二部分上是曲线。

15．根据从属于权利要求8的上述权利要求中的任一权利要求所述的装置，其特征在于顶部(20,32)包括位于距孔轴距离x处的外反射表面(51,52,53)，此时：

r＜x≤2y其中

y：孔内表面和翼的反射面斜坡的非连续点之间的距离。

16．根据从属于权利要求9的上述权利要求中的任一权利要求所述的装置，其特征在于装置还包括纵向反射侧板(48)，位于翼端部的每一侧，相对轴平面(10)对称。

17．根据权利要求10所述的装置，其特征在于管为设有两个纵向侧凸耳(73)的圆柱形状，侧凸耳相对穿过峰顶母线的轴平面对称，指向辐射平面，并且其各自的外表面形成翼的抛物形或椭圆形部分形状。

18．根据权利要求17所述的装置，其特征在于凸耳的端面(79)垂直于包含峰顶母线的轴平面。

19．根据权利要求17所述的装置，其特征在于凸耳的端面为凹形并设置为向着包含峰顶母线的孔的轴平面将入射光线导引至所述面上。

20．根据权利要求17至19中任一权利要求所述的装置，其特征在于圆柱孔在其相对峰顶母线的内表面上包括两个三角形截面的突起部(83)，其相对包含所述峰顶母线的轴平面对称，每个所述突起部包括平行于轴平面的壁，从而其内接的孔的中心角穿过相应凸耳的两个端顶。

21．根据任一上述权利要求所述的装置，其特征在于孔(34)在相对轴的峰顶母线的相对侧上包括设有纵向折射槽(60)的内表面，纵向折射槽具有半径r′等于或不等于r的圆柱部分形式的底壁和平行于孔的轴平面的侧壁。

22．根据权利要求1至6中任一权利要求所述的装置(110)，其特征在于管的外表面的上部覆盖有反射材料，并且两侧翼(112,113,120)完全与发射管相隔一定距离。

23．根据权利要求22所述的装置，其特征在于完全与管相隔一定距离并具有至少部分抛物形或椭圆形截面的侧翼(120)在其上部由与孔同轴的圆柱部分(121)延伸。

24．根据从属于权利要求1的权利要求22所述的装置，其特征在于两侧翼由纵向反射板形成。

25．根据任一上述权利要求所述的装置，其特征在于管包括内截面大于或等于所述管的发射光束的内截面的电极腔(154)。

26．根据任一上述权利要求所述的装置，其特征在于发射光束的最大截面小于或等于约45mm²，约30mm²，或甚至为约10mm²。

27．一种用于利用紫外线处理设置为平直页片、电线或圆柱体的产品的设备(200)，包括至少一个根据任一上述权利要求所述的装置(201)。

28．根据权利要求27所述的干燥设备，其特征在于包括设置为使冷气在装置的反射面的至少一部分的外侧流动的冷却装置。

29．根据权利要求27和28之一所述的设备，其特征在于其包括至少两个相反方向的装置(201)。

30．根据权利要求27至29中任一权利要求所述的设备，其特征在于其包括相对所处理产品的运行方向倾斜设置的几个装置(201)。

31．根据权利要求27至30中任一权利要求所述的设备，其特征在于其包括相互成角度设置的几个装置。

32．一种将光线施加到页片形式或设置在平直或曲表面上的产品的工艺，其特征在于所述产品由恒定横截面小于或等于约45mm²的绕轴沿长度延伸的紫外线等离子束辐射，所述等离子束产生于电极管中。

33．根据权利要求32所述的工艺，其特征在于所述产品由截面小于或等于约30mm²的绕轴沿长度延伸的圆柱形紫外线等离子束辐射。

34．根据权利要求33所述的工艺，其特征在于所述产品由恒定横截面小于或等于约10mm²的绕轴沿长度延伸的圆柱形紫外线等离子束辐射。

35．根据权利要求32至34中任一权利要求所述的工艺，其特征在于产品由直接从等离子束发出的初级射线辐射，同时由通过屈光折射在具有至少部分椭圆形横截面的反射壁上从初级射线出发的次级射线辐射。

36．根据权利要求34所述的工艺，其特征在于产品由直接从等离子束发出的初级射线辐射，同时由通过屈光折射在具有至少部分抛物形横截面的反射壁上从初级射线出发的次级射线辐射。

37．根据权利要求32至36中任一权利要求所述的工艺，其特征在于产品由完全从限定等离子束的单管发出并反射的射线辐射，单管包括一体固定于所述等离子束的发射管的反射面。

38．根据任一上述权利要求所述的工艺，其特征在于恒定截面的圆柱形等离子束的长度大于30厘米。

39．根据权利要求38所述的工艺，其特征在于恒定截面的等离子束的长度大于1米。

40．根据任一上述权利要求所述的工艺，其特征在于等离子束的单位长度电压的值大于约30 Volts/cm。

41．根据权利要求40所述的工艺，其特征在于单位长度电压的值大于或等于50 Volts/cm，优选为100 Volts/cm。

42．根据权利要求32所述的工艺，其特征在于发射紫外线的等离子束的长度大于约1.5m并且单位长度电压大于20 Volts/cm。

43．根据任一上述权利要求所述的工艺，其特征在于等离子束横截面的半径相对管的等效直径d为： $\frac{1}{100}d\≤r\≤\frac{1}{2}d$

44．根据权利要求32至43中任一权利要求所述的工艺，其特征在于辐射由发射紫外线的截平圆柱形状的等离子束进行。

45．一种实现根据权利要求32至44中任一权利要求所述的工艺的装置。

46．根据权利要求45所述的装置，其特征在于其包括两个由纵向中间槽(113)分隔的反射翼，所述翼具有至少部分明显抛物形或明显椭圆形的横截面，所述部分属于曲线，其峰顶母线位于相距孔轴距离d处，即：

d=f且0＜d＜r+e+1mm其中：

f：至焦点的距离

r：管的半径

e：管的厚度并且其包括完全与翼的峰顶相隔距离h的正对槽(113)的反射平板(114)。

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