DE20020319U1 - Irradiation arrangement - Google Patents
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Description
Meissner, &Bgr;&ogr;&idigr;,&tgr;&egr;&KHgr; PartnerMeissner, &Bgr;&ogr;&idigr;,&tgr;&egr;&KHgr; partner
Anwaltssozietät GbRLaw firm GbR
Postfach 860624
81633 MünchenPO Box 860624
81633 Munich
Advanced Photonics 30. November 2000Advanced Photonics November 30, 2000
Technologies AG M/IND-061-DE/GTechnologies AG M/IND-061-DE/G
Bruckmühler Str. 27 MB/BO/HZ/hkBruckmühler Str. 27 MB/BO/HZ/hk
83 052 Bruckmühl-Heufeld
Bundesrepublik Deutschland83 052 Bruckmühl-Heufeld
Federal Republic of Germany
BestrahlungsanordnungIrradiation arrangement
Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsanordnung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an irradiation arrangement according to the
Preamble of claim 1.
Aus früheren Patentanmeldungen der Anmelderin, so etwa der
DE 197 36 462 Al, WO 99/42774 oder P 10024731.8 (unveröffentlicht)
, sind Verfahren zur Behandlung von Oberflächen, Bearbeitung von Materialien und Herstellung von Verbundwerkstoffen unter Einsatz von elektromagnetischer Strahlung bekannt, deren
wesentlicher Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbe-From previous patent applications of the applicant, such as
DE 197 36 462 Al, WO 99/42774 or P 10024731.8 (unpublished)
, methods for treating surfaces, processing materials and producing composite materials using electromagnetic radiation are known, the
significant active component in the near infrared range, especially
sondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 &mgr;&pgr;&igr; und 1,5 &mgr;&pgr;&igr;,especially in the wavelength range between 0.8 μπα and 1.5 μπα,
liegt. Bei einer Reihe dieser Anwendungen ist die Realisierung
einer relativ breiten Bestrahlungszone im Interesse einer hohen Produktivität des jeweiligen Verfahrens mit hoher Leistungsdichte
wesentlich.In a number of these applications, the realization
a relatively wide irradiation zone in the interest of high productivity of the respective process with high power density
significant.
Es ist daher der Einsatz einer langgestreckten Halogenlampe,
die einen röhrenförmigen, an den Enden gesockelten Glaskörper
mit mindestens einer Glühwendel hat, mit einem langgestreckten
Reflektor als Strahlungsquelle für thermische Bearbeitungspro-It is therefore advisable to use an elongated halogen lamp,
which have a tubular glass body with sockets at the ends
with at least one filament, with an elongated
Reflector as a radiation source for thermal processing pro-
zesse bekannt. Auch Parallelanordnungen mehrerer solcher Strahlungsquellen sind bekannt.processes are known. Parallel arrangements of several such radiation sources are also known.
Bei bekannten Strahlungsquellen bzw. Bestrahlungsvorrichtungen
mit langgestreckten, beidseitig gesockelten Lampen - beispiels-For known radiation sources or irradiation devices
with elongated lamps with two bases - for example
: : :·* .* *. ♦ ··.*::.: : *" R :^&Äme:L,dgm\indO 61be.doc: : :·* .* *. ♦ ··.*::.: : *" R :^&Äme:L,dgm\indO 61be.doc
Meissner, Bolte & PartnerMeissner, Bolte & Partner
M/IND-061-DE/GM/IND-061-DE/G
weise für medizinische oder lichttechnische Anwendungen - haben die Lampen Anschlüsse bzw. Sockel, die koaxial zum Glaskörper an dessen Enden angeordnet sind; vgl. etwa die US 4,287,554 oder DE 33 178 12 Al. Diese Druckschriften beschreiben im übrigen Bestrahlungsanordnungen mit mehreren Strahlungsquellen, die parallel nebeneinander angeordnet sind.For example, for medical or lighting applications, the lamps have connections or bases that are arranged coaxially to the glass body at its ends; see, for example, US 4,287,554 or DE 33 178 12 A1. These publications also describe irradiation arrangements with several radiation sources that are arranged parallel to one another.
Mit einer solchen Strahlungsquelle läßt sich eine breite und erforderlichenfalls außerdem langgestreckte Bestrahlungszone mit über ihre Breite annähernd konstanter Strahlungsflußdichte realisieren, die wiederum über die entsprechende Breite des Arbeitsbereiches einheitliche Prozeßbedingungen schafft.With such a radiation source, a wide and, if necessary, elongated irradiation zone with an almost constant radiation flux density across its width can be realized, which in turn creates uniform process conditions across the corresponding width of the working area.
Bei der Realisierung einer Vielzahl von Applikationen von im nahen Infrarot arbeitenden Bestrahlungsanordnungen („NIR-Bestrahlungsanordnungen") haben die Erfinder festgestellt, daß das Vorsehen von Gegenreflektoren auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite des Bearbeitungsgegenstandes - insbesondere eines flächigen und gegebenenfalls schnell geförderten Bearbeitungsgegenstandes, wie einer Papierbahn, einer Kunststofffolie oder eines Elastomerprofiles o. ä. - wesentliche Verbesserungen beim behandelten Produkt und in der Prozeßführung erbringen kann. Derartige Gegenreflektoren werden daher für eine Reihe von technologischen Applikationen der NIR-Bestrahlungsanordnungen eingesetzt.In implementing a large number of applications of irradiation arrangements operating in the near infrared ("NIR irradiation arrangements"), the inventors have found that the provision of counter reflectors on the side of the object being processed facing away from the radiation source - in particular a flat and possibly rapidly conveyed object being processed, such as a paper web, a plastic film or an elastomer profile or similar - can bring about significant improvements in the product being treated and in the process control. Such counter reflectors are therefore used for a number of technological applications of the NIR irradiation arrangements.
Beim Einsatz insbesondere unter Anwendung höchster Strahlungsflußdichten (von 200 kW/m2 und mehr) hat sich eine aktive Kühlung der Gegenreflektoren und vielfach auch von Seitenreflektoren als praktisch unverzichtbar erwiesen. Trotz des hohen Reflexionsgrades nehmen diese nämlich soviel Strahlungsenergie in Form von Wärme auf, daß ihre Formtreue bei längerem Einsatz ohne aktive Kühlung nicht ohne weiteres gewährleistet ist. Außerdem ermöglicht eine Kühlung der Gegen- bzw. SeitenreflektorenWhen used in particular with the highest radiation flux densities (of 200 kW/m 2 and more), active cooling of the counter reflectors and often also of the side reflectors has proven to be practically indispensable. Despite the high degree of reflection, these absorb so much radiation energy in the form of heat that their shape retention cannot be guaranteed during long-term use without active cooling. In addition, cooling of the counter or side reflectors enables
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Meissner, Bolte & PartnerMeissner, Bolte & Partner
M/IND-061-DE/GM/IND-061-DE/G
auch in vorteilhafter Weise die verbesserte Abführung von Wärme aus dem Reflektorzwischenraum, d. h. der Bearbeitungszone.also advantageously the improved dissipation of heat from the reflector gap, i.e. the processing zone.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bestrahlungsanordnung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die eine effiziente Ausführung von praktisch wichtigen Bearbeitungsvorgängen,
insbesondere an gefördertem flächigen Material, ermöglicht und für unterschiedliche Applikationen rationell
hergestellt werden kann.The invention is therefore based on the object of specifying an improved irradiation arrangement of the generic type which enables efficient execution of practically important processing operations,
especially on conveyed flat material, enables and for different applications rational
can be produced.
Diese Aufgabe wird durch eine Bestrahlungsanordnung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished by an irradiation arrangement with the
Features of claim 1.
Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, die technologisch erwünschte Gegen- bzw. Seitenreflektorfläche modulartig aus einer Mehrzahl massiver Gegen- bzw. Seitenreflektorelemente aufzubauen. Sie schließt weiter den Gedanken des Vorsehens
eines (im wesentlichen durchgehenden) Kühlfluid-Strömungskanals in diesen Reflektorelementen ein, der an oder nahe deren Enden einen Einlaß und einen Auslaß hat. Der modulartige Aufbau aus - insbesondere gleichartigen - Gegen- bzw. Seitenreflektorelementen - ermöglicht in Baukastenart die Ausführung von unterschiedlich
langen bzw. breiten Bestrahlungszonen für verschiedenartigste
Bearbeitungsprozesse mit einem Minimum an Konstruktions- und Logistikaufwand.The invention includes the essential idea of constructing the technologically desired counter or side reflector surface in a modular manner from a plurality of solid counter or side reflector elements. It also includes the idea of providing
a (substantially continuous) cooling fluid flow channel in these reflector elements, which has an inlet and an outlet at or near their ends. The modular construction of - in particular similar - counter or side reflector elements - enables the construction of different
long or wide irradiation zones for a wide variety of
Machining processes with a minimum of design and logistics effort.
In einer besonders einfachen und leicht kombinierbaren Ausführung
sind die Querschnitte der Reflektoren und Gegen- bzw. Seitenreflektoren (zumindest in der Außenkontur) im wesentlichen
flach rechteckig. Dieser Querschnitt ist besonders leicht herzustellen, zu transportieren und zu lagern und ermöglicht die
einfache Nebeneinander-Reihung von Reflektorelementen zur Ausführung eines in einer Ebene liegenden Reflektor-, Gegenreflektor- oder Seitenreflektorfeldes mit größeren Abmessungen.In a particularly simple and easy to combine design
the cross-sections of the reflectors and counter or side reflectors (at least in the outer contour) are essentially
flat rectangular. This cross-section is particularly easy to manufacture, transport and store and enables the
Simple arrangement of reflector elements next to each other to create a reflector, counter-reflector or side reflector field with larger dimensions lying in one plane.
Meissner, Bolte& Partner *.."..· .t. ··*· '.·"·· m/ind-061-de/gMeissner, Bolte& Partner *.."..· .t. ··*· '.·"·· m/ind-061-de/g
-A--A-
Zur Minimierung der Wärmeabsorption und Maximierung des Anteils der für den Verarbeitungsprozeß verfügbaren Strahlung sind die Oberflächen aller Reflektoren hoch reflektierend, insbesondere poliert, ausgeführt. Für die meisten Anwendungsfälle ist eine plane Ausführung der Oberflächen der Gegen- bzw. Seitenreflektoren sinnvoll. Die Reflektor-Wirkflächen der den Halogenlampen direkt zugeordneten Reflektorelemente haben dagegen bevorzugt andere Querschnittsformen, etwa die Form eines Ellipsen- oder Parabelabschnitts oder eine Trapezform. Bevorzugt ist hierbei aus derzeitiger Sicht eine annähernde W-Form, wie sie in der DE 199 09 542 der Anmelderin beschrieben ist.To minimize heat absorption and maximize the proportion of radiation available for the processing, the surfaces of all reflectors are designed to be highly reflective, in particular polished. For most applications, a flat design of the surfaces of the counter or side reflectors is sensible. The reflector effective surfaces of the reflector elements directly assigned to the halogen lamps, on the other hand, preferably have other cross-sectional shapes, such as the shape of an elliptical or parabolic section or a trapezoidal shape. From the current perspective, an approximate W-shape is preferred, as described in the applicant's DE 199 09 542.
Die Gegenreflektoren sind für eine Vielzahl praktischer Anwendungen bevorzugt in strengem Sinne gegenüber den Lampen und deren Reflektoren angeordnet, d. h. in einer parallel zu der durch die Mittenachsen der Halogenlampen aufgespannten Ebene. Die Seitenreflektoren sind typischerweise in einer im wesentlichen senkrecht zu der durch die Mittenachsen der Halogenlampen aufgespannten Ebene liegenden Ebene angeordnet. Für spezielle Anwendungen ist aber durchaus eine Schrägstellung der Seitenreflektoren in Betracht zu ziehen, beispielsweise zur Bestrahlung von geneigten Seiten- oder Deckflächen zu behandelnder Produkte. For a variety of practical applications, the counter reflectors are preferably arranged in the strict sense opposite the lamps and their reflectors, i.e. in a plane parallel to the plane spanned by the center axes of the halogen lamps. The side reflectors are typically arranged in a plane that is essentially perpendicular to the plane spanned by the center axes of the halogen lamps. For special applications, however, it is certainly possible to consider an inclined position of the side reflectors, for example for irradiating inclined side or top surfaces of products to be treated.
Bei Kombination der den Halogenlampen zugeordneten (Haupt-)Reflektoren sowohl mit Gegenreflektoren als auch mit Seitenreflektoren kann ein am Umfang weitgehend geschlossener Strahlungskasten ausgebildet werden, der durch die aktive Kühlung von einigen oder allen Begrenzungsflächen weitgehend gegen einen Wärmestau im Innenraum geschützt ist.By combining the (main) reflectors assigned to the halogen lamps with both counter reflectors and side reflectors, a radiation box can be formed that is largely closed around the circumference and is largely protected against heat build-up in the interior by the active cooling of some or all of the boundary surfaces.
In einer besonders flexibel und rationell aufzubauenden Ausführung der Bestrahlungsanordnung sind an den Enden der jeweiligen Reflektoren im wesentlichen senkrecht zu diesen verlaufende Kühlfluid-Verteiler vorgesehen, die über entsprechende Ein-In a particularly flexible and efficient design of the irradiation arrangement, cooling fluid distributors are provided at the ends of the respective reflectors, running essentially perpendicular to them, which can be connected via corresponding
Meissner, Bolte& Partner m/ind-061-de/gMeissner, Bolte & Partner m/ind-061-de/g
bzw. Auslässe einen einzelnen Kühlfluid-Anschluß mit den Kühlfluid-Strömungskanälen
in den einzelnen Reflektorelementen verbinden. Diese haben bevorzugt einen rechteckigen, insbesondere
quadratischen, Querschnitt und sind im montierten Zustand der
Bestrahlungsanordnung vorzugsweise durch Verschrauben oder Verklammern fest mit den Reflektoren und Gegen- bzw. Seitenreflektoren verbunden. Sie bilden damit gewissermaßen zugleich den
Tragbalken für die jeweiligen Reflektorfelder bzw. bei einem
weitgehend geschlossenen Strahlungskasten einen Tragrahmen desselben. or outlets a single cooling fluid connection with the cooling fluid flow channels
in the individual reflector elements. These preferably have a rectangular, especially
square cross-section and are in the assembled state of the
Irradiation arrangement is preferably firmly connected to the reflectors and counter or side reflectors by screwing or clamping. They thus simultaneously form the
Support beams for the respective reflector fields or in the case of a
largely closed radiation box and a supporting frame thereof.
Die Anordnung der in den Kühlfluid-Verteilern vorgesehenen Öffnungen des dort angeordneten Kühlfluid-Strömungskanals sind bevorzugt so auf die Breiten der Reflektorelemente und die Anordnung der Strömungskanäle in diesen abgestimmt, daß beim Verbinden von aneinandergereihten Reflektorelementen mit den Kühlfluid-Verteilern
die Ein- und Auslässe beider Komponenten derart
miteinander ausgerichtet sind, daß die jeweiligen Strömungskanäle
ohne zusätzliche Verbindungselemente direkt miteinander kommunizieren. Eine Abdichtung erfolgt in rationeller und kostengünstiger Weise durch einfache O-Ringe.The arrangement of the openings of the cooling fluid flow channel provided in the cooling fluid distributors are preferably adapted to the widths of the reflector elements and the arrangement of the flow channels in these so that when connecting lined-up reflector elements to the cooling fluid distributors
the inlets and outlets of both components
are aligned with each other so that the respective flow channels
communicate directly with each other without additional connecting elements. Sealing is achieved in an efficient and cost-effective manner using simple O-rings.
Die Realisierung unterschiedlich langer Strahlungsfelder erfolgt
durch entsprechendes Ablängen der Kühlfluid-Verteiler,The realization of radiation fields of different lengths is carried out
by cutting the cooling fluid distributors to the appropriate length,
ebenso wie die Realisierung unterschiedlich breiter Strahlungsfelder durch entsprechendes Ablängen der Reflektorelemente erfolgt.
Die Öffnungen der Kühlfluid-Strömungskanäle an den
Stirnseiten der jeweiligen Elemente werden durch Stopfen verschlossen. just as the realization of radiation fields of different widths is achieved by cutting the reflector elements to the appropriate length.
The openings of the cooling fluid flow channels on the
The front sides of the respective elements are closed with plugs.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von
diesen zeigen:Advantages and benefits of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to the figures.
show this:
Meissner, BoLTE & Partner M/IND-061-DE/GMeissner, BoLTE & Partner M/IND-061-DE/G
Fig. 1 eine schematische perspektivische DarstellungFig. 1 is a schematic perspective view
einer NIR-Bestrahlungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,an NIR irradiation arrangement according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 eine schematische perspektivische DarstellungFig. 2 a schematic perspective view
einer NIR-Bestrahlungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,an NIR irradiation arrangement according to a second embodiment of the invention,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eiFig. 3 is a partially sectioned side view of a
nes aus zwei Reflektoren bestehenden Haupt-Reflektorfeldes gemäß einer Ausführung der Erfindung undof a main reflector field consisting of two reflectors according to an embodiment of the invention and
Fig.4A und 4B zwei teilweise geschnittene SeitenansichtenFig.4A and 4B two partially sectioned side views
(in Quer- und Längsrichtung) eines aus zwei Gegenreflektoren bestehenden Gegenreflektorfeldes gemäß einer Ausführung der Erfindung.(in transverse and longitudinal directions) of a counter-reflector field consisting of two counter-reflectors according to an embodiment of the invention.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung die wesentlichen Elemente einer NIR-Bestrahlungsanordnung 1, die insbesondere zur thermischen Bearbeitung eines relativ voluminösen Bearbeitungsgegenstandes (Werkstücks) geeignet ist. Sie umfaßt eine Strahleranordnung 2 aus insgesamt neun langgestreckt röhrenförmigen Halogen-Glühfadenlampen 3, die zur primären Emission von Infrarotstrahlung im Bereich zwischen 0,8 pm und 1,5 pm Wellenlänge betrieben werden, und ein diesen zugeordnetes Haupt-Reflektorfeld 4, das aus drei gleichartigen Reflektoren 5 aufgebaut ist. Weiterhin umfaßt die NIR-Bestrah-0 lungsanordnung 1 ein gegenüber dem Haupt-Reflektorfeld und parallel zu diesem angeordnetes Gegenreflektorfeld 6 aus drei gleichartigen Gegenreflektoren 7.Fig. 1 shows in a schematic perspective view the essential elements of an NIR irradiation arrangement 1, which is particularly suitable for the thermal processing of a relatively voluminous object to be processed (workpiece). It comprises an emitter arrangement 2 made up of a total of nine elongated tubular halogen filament lamps 3, which are operated for the primary emission of infrared radiation in the range between 0.8 pm and 1.5 pm wavelength, and a main reflector field 4 assigned to these, which is made up of three identical reflectors 5. The NIR irradiation arrangement 1 also comprises a counter reflector field 6 arranged opposite the main reflector field and parallel to it, made up of three identical counter reflectors 7.
Auf den Rückseiten der Reflektoren 5 und Gegenreflektoren 7 sind jeweils zwei Kühlwasser-Verteilerbalken 8 mit quadrati-On the backs of the reflectors 5 and counter reflectors 7 there are two cooling water distribution bars 8 with square
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schem Querschnitt angebracht, die jeweils einen Wasseranschluß 9 haben. Diese Kühlwasser-Verteilerbalken 8 sind auf eine in Fig. 3 bis 4B gezeigte und weiter unten genauer beschriebene Weise mit einem Kühlwasserkanal versehen und haben Kühlwasser-Ein- bzw. -Auslässe, die mit entsprechenden Ein- bzw. Auslässen von in den Reflektorelementen angeordneten Kühlwasserkanälen verbunden sind. Sie dienen als Verteiler für eine Wasserkühlung der einzelnen Reflektorelemente der Reflektorfelder 4 und 6.cal cross-section, each of which has a water connection 9. These cooling water distributor bars 8 are provided with a cooling water channel in a manner shown in Fig. 3 to 4B and described in more detail below, and have cooling water inlets and outlets which are connected to corresponding inlets and outlets of cooling water channels arranged in the reflector elements. They serve as distributors for water cooling of the individual reflector elements of the reflector fields 4 and 6.
Fig. 2 zeigt eine weitere NIR-Bestrahlungsanordnung 21, die einen schmaleren Bearbeitungsraum hat und daher insbesondere zur thermischen Bearbeitung eines flächigen oder doch zumindest relativ flachen Bearbeitungsgegenstandes mittels NIR-Strahlung geeignet ist. Soweit diese Anordnung mit Fig. 1 weitgehend übereinstimmende Komponenten umfaßt, sind an Fig. 1 angelehnte Bezugsziffern benutzt und wird auf eine nochmalige genauere Beschreibung nachfolgend verzichtet.Fig. 2 shows a further NIR irradiation arrangement 21, which has a narrower processing space and is therefore particularly suitable for thermally processing a flat or at least relatively flat object to be processed using NIR radiation. Insofar as this arrangement comprises components that largely correspond to Fig. 1, reference numbers based on Fig. 1 are used and a more detailed description is omitted below.
Derartige Übereinstimmungen bestehen insbesondere hinsichtlich des Vorhandenseins einer NIR-Strahleranordnung 22 aus neun Halogen-Glühfadenlampen 23 vor einem aus drei Reflektoren 25 aufgebauten Haupt-Reflektorfeld 24, dem ein aus drei Gegenreflektoren 27 aufgebautes Gegenreflektorfeld 26 parallel gegenüberliegt. Weiterhin sind auch hier dem Haupt- und Gegenreflektorfeld 24, 26 jeweils zwei Kühlwasser-Verteilerbalken 28 zugeordnet, d. h. auf die Rückseiten der entsprechenden Reflektorelemente aufgeschraubt. Allerdings befinden sich hier die Wasseranschlüsse 29 nicht an den Stirnseiten, sondern an den Rückseiten der Kühlwasser-Verteilerbalken 28.Such similarities exist in particular with regard to the presence of an NIR radiator arrangement 22 made up of nine halogen filament lamps 23 in front of a main reflector field 24 made up of three reflectors 25, opposite which a counter reflector field 26 made up of three counter reflectors 27 is located parallel. Furthermore, here too, two cooling water distribution bars 28 are assigned to the main and counter reflector fields 24, 26, i.e. they are screwed onto the backs of the corresponding reflector elements. However, here the water connections 29 are not located on the front sides, but on the backs of the cooling water distribution bars 28.
Die NIR-Bestrahlungsanordnung 21 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der einfacheren Anordnung nach Fig. 1 durch das zusätzliche Vorhandensein von je einem Seitenreflektor 30 an der Ober- und Unterseite der Anordnung, wodurch ein (bis auf schma-Ie Be- und Entlüftungsschlitze 31a, 31b) geschlossener Strah-The NIR irradiation arrangement 21 according to Fig. 2 differs from the simpler arrangement according to Fig. 1 by the additional presence of a side reflector 30 on the top and bottom of the arrangement, whereby a closed beam (except for narrow ventilation slots 31a, 31b) is created.
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lungsraum gebildet wird. Auch die Seitenreflektoren 30 sind an Kühlwasser-Verteilerbalken 38 angebracht, die - entsprechend der Geometrie der NIR-Bestrahlungsanordnung - deutlich kürzer als die dem Haupt- und Gegenreflektorfeld zugeordneten Verteilerbalken sind und Wasseranschlüsse 29 an ihren Stirnseiten haben. Alle Kühlwasser-Verteilerbalken 29, 38, bilden - wie Fig. 2 deutlich zeigt - zwei rechteckige Rahmen, in denen sämtliche Reflektorelemente stabil gehalten sind.The side reflectors 30 are also attached to cooling water distribution bars 38, which - in accordance with the geometry of the NIR irradiation arrangement - are significantly shorter than the distribution bars assigned to the main and counter reflector fields and have water connections 29 on their front sides. All cooling water distribution bars 29, 38 form - as Fig. 2 clearly shows - two rectangular frames in which all reflector elements are held stable.
Die Wirkflächen der Reflektoren 5 und 25 aus Fig. 1 und 2 haben eine annähernd W-förmige Querschnittsgestalt, während die Oberflächen der Gegenreflektoren 7 bzw. 27 und der Seitenreflektoren 30 plan sind. Alle Reflektorelemente sind aus einer Aluminiumlegierung stranggepreßt und haben polierte Reflexionsflächen. The effective surfaces of the reflectors 5 and 25 from Fig. 1 and 2 have an approximately W-shaped cross-sectional shape, while the surfaces of the counter reflectors 7 and 27 and the side reflectors 30 are flat. All reflector elements are extruded from an aluminum alloy and have polished reflection surfaces.
In Fig. 3 bis 4B sind der innere Aufbau der Reflektorelemente und der Kühlwasser-Verteilerbalken sowie deren Verbindung miteinander gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher dargestellt. Die Bezugsziffern für die einzelnen Komponenten sind in Anlehnung an Fig. 1 und 2 gewählt.In Fig. 3 to 4B, the internal structure of the reflector elements and the cooling water distributor bars as well as their connection to one another according to a preferred embodiment of the invention are shown in more detail. The reference numbers for the individual components are chosen based on Fig. 1 and 2.
Fig. 3 zeigt ein Haupt-Reflektorfeld 34 mit zwei Reflektoren 35 zur Aufnahme von jeweils sechs (also insgesamt zwölf) langgestreckten Halogenlampen. Jeder der Reflektoren 35 hat sechs im Querschnitt annähernd W-förmige Reflexionsbereiche 35a und fünf langgestreckte, im Querschnitt kreisförmige Kühlwasserkanäle 35b, die jeweils hinter dem Grenzbereich zwischen zwei Reflexionsbereichen 35a angeordnet sind. Die Kühlwasserkanäle 35b sind mäanderförmig miteinander verbunden, und die beiden äußeren Kanalabschnitte sind jeweils mit vergrößertem Durchmesser ausgeführt. Diese haben jeweils einen auf die Rückseite mündenden Ein- bzw. Auslaß 35c.Fig. 3 shows a main reflector field 34 with two reflectors 35 each for accommodating six (i.e. a total of twelve) elongated halogen lamps. Each of the reflectors 35 has six reflection areas 35a with a cross-section that is approximately W-shaped and five elongated cooling water channels 35b with a cross-section that are circular, each of which is arranged behind the boundary area between two reflection areas 35a. The cooling water channels 35b are connected to one another in a meandering shape, and the two outer channel sections are each designed with an enlarged diameter. These each have an inlet or outlet 35c that opens onto the rear.
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Auf den Reflektoren 35, deren Rückseite plan ausgeführt ist, und die in ihrer Außenkontur insgesamt einen annähernd rechtekkigen Querschnitt haben, sind rückseitig zwei Kühlwasser-Verteilerbalken (gemäß Fig. 1 oder 2) angeordnet, von denen in Fig. 3 einer zu erkennen ist. Der Kühlwasser-Verteilerbalken hat einen geradlinig durchgehenden Verteiler-Kühlwasserkanal 38a und zwei Verteiler-Ein- bzw. Auslässe 38b, die so angeordnet sind, daß sie im auf den Reflektoren 35 angebrachten Zustand des Verteilerbalkens 38 mit den Ein-/Auslässen 35c der Reflektoren ausgerichtet sind. Da sie auch den gleichen Durchmesser wie diese haben, ist in einfacher Weise eine Abdichtung mittels O-Ringen 38c möglich.Two cooling water distributor bars (as shown in Fig. 1 or 2) are arranged on the rear of the reflectors 35, the rear of which is flat and whose outer contour has an almost rectangular cross-section. One of these can be seen in Fig. 3. The cooling water distributor bar has a straight, continuous distributor cooling water channel 38a and two distributor inlets and outlets 38b, which are arranged in such a way that they are aligned with the inlets/outlets 35c of the reflectors when the distributor bar 38 is mounted on the reflectors 35. Since they also have the same diameter as the reflectors, sealing using O-rings 38c is possible in a simple manner.
Von den Enden des Verteiler-Kühlwasserkanals 38a wird im installierten Zustand des gesamten Reflektorfeldes jeweils einer einen Kühlwasser-Ein- bzw. -Auslaß für das Hauptreflektorfeld bilden, während der andere mit einem (in Fig. 1 und 2 gezeigt ten, aber nicht mit einer eigenen Bezugsziffer versehenen) Stopfen verschlossen sein wird. In analoger Weise ist ein seitlicher Verschluß der in die stranggepreßten Reflektorprofile durchgehend eingeformten Kühlwasserkanäle 35b ausgeführt.When the entire reflector field is installed, one of the ends of the distributor cooling water channel 38a will form a cooling water inlet or outlet for the main reflector field, while the other will be closed with a plug (shown in Fig. 1 and 2, but not provided with its own reference number). In an analogous manner, a lateral closure of the cooling water channels 35b formed continuously in the extruded reflector profiles is carried out.
Fig. 4A und 4B zeigen ein Gegenreflektorfeld 46 aus zwei Gegenreflektoren 47 mit einem aufgesetzten Kühlwasser-Verteilerbalken 42. Analog zum Aufbau des Kühlwasser-Verteilerbalkens 38 aus Fig. 3 hat auch der Kühlwasser-Verteilerbalken 48 einen geradlinig durchgehenden Verteiler-Kühlwasserkanal 48a, der in Fig. 4A in einem beidseitig durch Verschlußstopfen 48d verschlossenen Zustand gezeigt ist.Fig. 4A and 4B show a counter-reflector field 46 made up of two counter-reflectors 47 with a cooling water distributor bar 42 placed on top. Analogous to the structure of the cooling water distributor bar 38 from Fig. 3, the cooling water distributor bar 48 also has a straight continuous distributor cooling water channel 48a, which is shown in Fig. 4A in a state closed on both sides by closure plugs 48d.
Die Gegenreflektoren 47 haben jeweils eine hochglanzpolierte plane Reflexionsfläche 47a und zwei Kühlwasserkanäle 47b, die jeweils zwei Ein-/Auslässe 47c auf der Rückseite haben. Die Abmessungen der Gegenreflektoren 47 und die Anordnung der Kühlwasserkanäle 47b und der Ein-/Auslässe 47c in diesen sind der-The counter reflectors 47 each have a highly polished flat reflection surface 47a and two cooling water channels 47b, each of which has two inlets/outlets 47c on the back. The dimensions of the counter reflectors 47 and the arrangement of the cooling water channels 47b and the inlets/outlets 47c in them are
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art auf die Ausführung der Kühlwasser-Verteilerbalken 48 - insbesondere die Anordnung der Ein-/Auslässe 4 8b in diesen - abgestimmt, das im montierten Zustand der Anordnung die Ein- bzw. Auslässe beider Komponenten miteinander fluchten und wiederum durch O-Ringe 48c gegeneinander abgedichtet werden können. Die durchgehenden Kühlwasserkanäle 47b sind (wie oben bereits im Hinblick auf die Reflektoren des Hauptreflektorfeldes erwähnt) durch Verschlußstopfen 4 9 verschlossen. Darüber strömt über die Kühlwasser-Verteilerbalken 48 zugeführtes bzw. abgeleitetes Kühlwasser aus dem Verteiler-Kühlwasserkanal 48a des einen Verteilers über dessen Auslaß 48b und den angrenzenden Einlaß 47c in den Kühlwasserkanal 47b des Gegenreflektors. Aus diesem strömt es über dessen Auslaß und den benachbarten Einlaß im anderen Verteilerbalken in dessen Verteiler-Kühlwasserkanal und wird von dort (für mehrere Reflektorelemente gemeinsam) abgeleitet. type to the design of the cooling water distribution bars 48 - in particular the arrangement of the inlets/outlets 48b in these - so that when the arrangement is assembled, the inlets and outlets of both components are aligned with one another and can in turn be sealed against one another by O-rings 48c. The continuous cooling water channels 47b are closed by sealing plugs 49 (as already mentioned above with regard to the reflectors of the main reflector field). Cooling water supplied or drained via the cooling water distribution bars 48 flows from the distributor cooling water channel 48a of one distributor via its outlet 48b and the adjacent inlet 47c into the cooling water channel 47b of the counter reflector. From there it flows via its outlet and the adjacent inlet in the other distributor bar into its distributor cooling water channel and is discharged from there (commonly for several reflector elements).
Zur lückenlosen Aneinanderreihung der Gegenreflektoren zur Bildung ausgedehnterer Gegenreflektorfelder sind an deren Seitenflächen Schwalbenschwanznuten 47d zum Einsetzen entsprechender (nicht dargestellter) Verbinderprofile vorgesehen. In Fig. 4B ist zu erkennen, daß die Verbindung zwischen den Gegenreflektoren 47 und den Kühlwasser-Verteilerbalken 48 jeweils durch Schraubbolzen 50 hergestellt wird, die in entsprechend ausgebildete Montagebohrungen 48e der Verteilerbalken 48 bzw. 47e der Gegenreflektoren eingesetzt werden.In order to arrange the counter reflectors in a continuous row to form larger counter reflector fields, dovetail grooves 47d are provided on their side surfaces for inserting corresponding connector profiles (not shown). In Fig. 4B it can be seen that the connection between the counter reflectors 47 and the cooling water distributor bars 48 is made by screw bolts 50 which are inserted into correspondingly designed mounting holes 48e in the distributor bars 48 and 47e of the counter reflectors.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf diese Beispiele sowie die oben hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern im 0 Rahmen der Ansprüche ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The implementation of the invention is not limited to these examples and the aspects highlighted above, but is also possible in a variety of modifications within the scope of the claims, which are within the scope of professional practice.
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2; 222; 22
3; 233; 23
4; 24; 5; 25;4; 24; 5; 25;
6; 26;6; 26;
7; 27;7; 27;
8; 28; 38, 9; 29 308; 28; 38, 9; 29 30
31a31a
31b31b
35a; 47a 35b; 47b 35c; 47c35a; 47a 35b; 47b 35c; 47c
38a; 48a38a; 48a
38b; 48b38b; 48b
38c; 48c 47d
47e, 48e38c; 48c 47d
47e, 48e
4 8d; 4 94 8d; 4 9
48 - 11 -48 - 11 -
NIR-Bestrahlungsanordnung Strahleranordnung Halogen-Glühfadenlampe Haupt-Reflektorfeld ReflektorNIR irradiation arrangement Emitter arrangement Halogen filament lamp Main reflector field Reflector
Gegenreflektorfeld Gegenreflektor Kühlwasser-Verteilerbalken Wasseranschluß Seitenreflektor Belüftungsschlitz Entlüftungsschlitz Reflexionsbereich Kühlwasserkanal Ein-/Auslaß Verteiler-Kühlwasserkanal Verteiler-Ein- bzw. -Auslaß O-RingCounter reflector field Counter reflector Cooling water distributor bar Water connection Side reflector Ventilation slot Vent slot Reflection area Cooling water channel inlet/outlet Distributor cooling water channel Distributor inlet or outlet O-ring
Schwalbenschwanznut Montagebohrung Verschlußstopfen SchraubbolzenDovetail groove Mounting hole Plug Screw bolt
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