DE3208534C2

DE3208534C2 - Device for protecting the surface of components

Info

Publication number: DE3208534C2
Application number: DE19823208534
Authority: DE
Inventors: Josef Ing.(grad.) 7162 Gschwend Gentischer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1982-03-10
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3208534A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz der Oberfläche von Strahlung emittierenden oder empfangenden Bauelementen, z.B. LEDs oder Photoelementen, vor festen oder flüssigen Teilchen, z.B. Wassertropfen oder Staub, wobei vor der zu schützenden Oberfläche ein in Richtung der Strahlung von der Oberfläche weg nach außen gerichtetes Rohr angeordnet ist, durch das eine Gasströmung nach außen strömt. Um einen sicheren, zuverlässigen Schutz der Bauelementoberfläche zu erreichen, besitzt das Rohr eine glatte Innenwand und seine Länge ist so bemessen, daß bei gegebenem Gasdruck am bauelementseitigen Ende und damit bei gegebener Luftaustrittsgeschwindigkeit die eintretenden Teilchen oder Tropfen durch die in dem Rohr strömende Luft abgebremst und ausgeblasen werden.The invention relates to a device for protecting the surface of radiation-emitting or receiving components, e.g. LEDs or photo elements, from solid or liquid particles, e.g. water droplets or dust Pipe is arranged through which a gas flow flows to the outside. In order to achieve a safe, reliable protection of the component surface, the tube has a smooth inner wall and its length is dimensioned so that with a given gas pressure at the component-side end and thus with a given air exit speed, the entering particles or drops are braked by the air flowing in the tube be blown out.

Description

Bei der AusfOhmngsform gemäß Fig. 1 ist das Bauelement 1 im Innern eines eine Druckkammer bildenden Gehäuses 3 am abgeschlossenen Ende eines Rohrstutzens 2 montiert, mit seiner Strahlung emittierenden oder empfangenen Oberfläche in Richtung der Rohrachse. In einem geringen Abstand 4 von dem Rohrstutzen 2 ist in Strahlrichtung weiterlaufend das eigentliche Schutzrohr 5 angeordnet, gewissermaßen als Fortsetzung des Roh; Stutzens 2, wobei durch den Abstand 4 eine Zutrittsöffnung für das das Gehäuse 3 ausfüllende Gas in das Rohrinnere gebildet wird.In the embodiment according to FIG. 1, the component is 1 inside a housing 3 forming a pressure chamber at the closed end of a pipe socket 2 mounted, with its radiation emitting or receiving surface in the direction of the pipe axis. At a small distance 4 from the pipe socket 2, the actual one continues to run in the direction of the jet Protective tube 5 arranged, as it were as a continuation of the raw; Nozzle 2, whereby the distance 4 an access opening for the gas filling the housing 3 is formed into the interior of the pipe.

Das Gehäuse 3 hat einen Anschiußstuizen 6, an den eine nicht näher dargestellte Druckgasquelle, z. B. eine Preßluftflasche, angeschlossen ist, die im Innern des Gehäuses 3 einen bestimmten Gasdruck ρ aufrecht erhält Bei dem dargestellten Beispiel ist die ganze Anordnung von dem Gehäuse 3, das eine Druckkammer bildet, eingeschlossen, so daß das Rohr 5, aus dem die Luft ausströmt nur geringfügig aus der Gehäusevorderwand herausragtThe housing 3 has a Anschiußstuizen 6 to which a pressurized gas source, not shown, z. B. a compressed air bottle is connected, which maintains a certain gas pressure ρ inside the housing 3. In the example shown, the whole arrangement is enclosed by the housing 3, which forms a pressure chamber, so that the tube 5, from which the air flows out only slightly protrudes from the front wall of the housing

Fig.2 zeigt eine Anordnung zur Erzeugung eines Lichtvorhanges in einer Autowaschanlage. Auf jeder Seite ist hier je eine Anordnung mit mehreren Lichtsendern 7 und Lichtempfängern 8 in einem gemeinsamen Gehäuse 3' untergebracht Vor jedem Sender 7 oder Empfänger 8 ist ein entsprechendes Schutzrohr 5 angeordnet Bei 6 ist die Preßluftquelle angeschlossen. Oberhalb der Anordnung befindet sich eine Düsensprühanordnung 9 mit Düsen 10, aus denen Wasserstrahlen in Richtung auf die Schutzrohre 5 austreten.Fig.2 shows an arrangement for generating a Light curtain in a car wash. On each side there is an arrangement with several light transmitters 7 and light receivers 8 housed in a common housing 3 'in front of each transmitter 7 or Receiver 8, a corresponding protective tube 5 is arranged at 6, the compressed air source is connected. Above the assembly is a nozzle spray assembly 9 with nozzles 10 from which jets of water emerge in the direction of the protective tubes 5.

F i g. 3 zeigt eine Versuchsanordnung bestehend aus dem eine Druckkammer bildenden Gehäuse 3. An das Gehluse 3 ist das Rohr 5 mit der Länge L und dem Durchmesser D angeschlossen. In dem eine Druckkammer bildenden Gehäuse 3 wird durch die bei 6 angeschlossene Druckluftquelle ein bestimmter Druck ρ erzeugt F i g. 3 shows an experimental arrangement consisting of the housing 3 which forms a pressure chamber. The tube 5 with the length L and the diameter D is connected to the housing 3. In the housing 3, which forms a pressure chamber, a certain pressure ρ is generated by the compressed air source connected at 6

In einem kleinen Abstand a von der Luftaustrittsöffnung des Rohres 5 vrird ein Wasserstrahl aus einer Düse 11 mit einem Durchmesser t/auf die Rohröffnung gesprüht Hierbei kann die Grenzgeschwindigkeit v, d. h. die Geschwindigkeit des Wasserstrahls, bei welcher Wassertröpfchen entgegen der Luftströmung im Rohr 5 in das Innere des Gehäuses 3 eindringen bei verschiede-In a small distance a from the air outlet opening of the pipe 5, a water jet from a nozzle 11 vrird having a diameter t / to the pipe opening sprayed Here, the limit speed v, ie the velocity of the water jet, in which water droplets against the air flow in the pipe 5 in the Penetrate the interior of the housing 3 at different

jo nem Druck, verschiedener Rohrlänge und verschiedenem Rohrdurchmesser ermittelt werden.jo nem pressure, different pipe length and different Pipe diameter can be determined.

F i g. 4 und F i g. 5 zeigen die Ergebnisse der mit der Anordnung gemäß Fig.3 durchgeführten Versuche. Man erkennt, daß mit zunehmendem Druck und zunehmender Länge die Grenzgeschwindigkeit höher wird und daß die Schutzwirkung durch die Rohrströmung mit zunehmendem Durchmesserverhälteis D/d wächst bis nach einem Wert von etwa 7 kein nennenswerter Anstieg mehr erfolgtF i g. 4 and FIG. 5 show the results of the tests carried out with the arrangement according to FIG. It can be seen that with increasing pressure and increasing length, the limit speed becomes higher and that the protective effect of the pipe flow increases with increasing diameter ratio D / d until after a value of about 7 there is no more significant increase

Stücklisteparts list

1 Bauelement1 component

2 Rohrstutzen
3 Gehäuse2 pipe sockets
3 housing

3' Gehäuse3 'housing

4 Abstand4 spacing

5 Schutzrohr5 protection tube

6 Anschlußstutzen
7 Lichtsender6 connecting pieces
7 light transmitters

8 Empfänger8 recipients

9 Düsensprühanordnung9 Nozzle spray assembly

10 Düse10 nozzle

11 Düse11 nozzle

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

2 The inventive solution to this problem is that the pipe has a smooth inner wall and its length at a given gas pressure in the construction

1. Vorrichtung zum Schutz der Oberfläche von elementenseitigen Bereich des Rchreingangs minde-Strahlung emittierenden oder empfangenen Bauele- 5 stens gleich dem maximalen Bremsweg der in das Rohr menten vor festen oder flüssigen Teilchen, bei wel- eindringenden Teilchen, also derjenigen Teilchen mit eher vor der zu schützenden Oberfläche ein in Rieh- der maximal vorkommenden kinetischen Energie ist tung der Strahlung von der Oberfläche weg nach Die Länge wird also so bemessen, daß bei gegebenem auBen gerichtetes Rohr angeordnet ist, durch das Gasdruck und damit bei gegebener Gasaustrittsgeeine Gasströmung nach außen strömt, dadurch 10 schwindigkeh die eintretenden Teilchen oder Tropfen in gekennzeichnet, daß das Rohr (5) eine glatte dem Rohr abgebremst und ausgeblasen werden. Die Innenwand aufweist und seine Länge (L) bei gegebe- erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders dazu genem Gasdruck am baudementseitigen Ende des eignet, Schmutzteilchen oder Flüssigkeitströpfchen Rohres mindestens gleich dem maximalen Brems- .-xler -strahlen mit hoher kinetischer Eigenenergie abzuweg der in das Rohr eindringenden Teilchen ist 15 halten. Auf die bisher üblichen, die Staub-und sonstigen1. Device for the protection of the surface of the element-side area of the Rchre input at least radiation emitting or receiving components equal to the maximum braking distance of the in the pipe elements from solid or liquid particles, in wel- penetrating particles, so those particles with more before the The surface to be protected is about the maximum kinetic energy that occurs in the direction of the radiation away from the surface. characterized 10 Schwindigkeh the entering particles or droplets in characterized in that the pipe (5) is braked a smooth the pipe and blown out. The inner wall has and its length (L) with a given device according to the invention is particularly suitable for the gas pressure at the end of the building element side of the pipe, dirt particles or liquid droplets at least equal to the maximum brake Particle is hold 15. On the previously usual, the dust and other

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Teilchen auffangenden Lamellen oder dgL wird verzichzeichnet, daß das zu schützende Bauelement (1) am tet und ausschließlich die abbremsende Wirkung einer dicht abgeschlossenen Ende des Rohres angeordnet genügend langen, den Rohrquerschnitt voll ausfüllenist und miedestens eine öffnung (4) zur Zuführung den, gleichmäßigen Gasströmung zur Abwehr der TeildcsGsssss: des Rohr (5} im Absisnd vor dem Bsu- 20 chen ausgenutzt2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the component to be protected (1) is switched on and exclusively the braking effect of one tightly closed end of the pipe is long enough, the pipe cross-section is completely filled and at least one opening (4) is used to feed the even gas flow to ward off parts of the pipe (5) in the section before the cleaning

element (1) vorgesehen ist Nur durch eine Strömung, die den Strömungsquer-element (1) is only provided by a flow that reduces the cross-flow

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch schnitt vollständig ausfüllt — gewährleistet durch ein gekennzeichnet, daß der Rohrdurchmesser (D) we- langes glattes Rohr — wird eine Rückströmung vermiesentlich größer ist als der Durchmesser (d) der ein- dea Bei der Bemessung der Rohrlänge geht man vordringenden Teilchen. 25 sorglich von einer den geringstmöglichen Strömungswi-3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized completely fills the section - guaranteed by a characterized in that the pipe diameter (D) long, smooth pipe - a backflow is presumably larger than the diameter (d) of the one when dimensioning the length of the pipe is one of the penetrating particles. 25 take care of the least possible flow resistance

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- demand ergebendem Oberflächenform der Teilchen zeichnet, daß das Verhältnis des Rohrdurchmessers aus, auch wenn dies im allgemeinen nicht immer, allen (D) zum Teilchen- oder Strahldurchmesser (d) 7und falls bei Wassertropfen- und strahlen, zutrifft Die erformehr beträgt derliche Rohrlänge läßt sich z. B. auch durch Versuch4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the ratio of the pipe diameter, even if this is not always in general, all (D) to the particle or beam diameter (d) 7 and if in the case of water droplets and radiate, applies. B. also by experiment

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, 30 leicht ermitteln. Insbesondere hat man es bei Autodadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrfachanord- Waschanlagen in erster Linie mit Wassertropfen als nung von Bauelementen (7, g/ die einzelnen Rohre energiereichsten Teilchen zu tun, so daB man schon auf-(S) mit ihren inneren, den Bauelementen (7,8) züge- grand des Strahldruckes und der möglichen Strahlrichwandten Enden in einem gemeinsamen Gehäuse (30 tungen des Wassers die erforderliche Länge des Rohres angeordnet sind, an das eine Gasdnickquelle ange- 3s abschätzen kann.5. The device according to claim 1 or the following, 30 easily determine. In particular, it has been characterized in the case of automobiles that, in the case of multiple arrangement washing systems, primarily with water droplets as The construction of components (7, g / the individual tubes have to do with the most energetic particles, so that you can (S) with their inner components (7, 8) draw the jet pressure and the possible ends facing the jet in a common housing (30 lines of water the required length of the pipe are arranged, on which a thick gas source can estimate.

schlossen ist ' Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das zu schützende Bauelementis closed 'In a preferred embodiment of the invention it is provided that the component to be protected

am dichtgeschlossenen Ende des Re¹TM angeordnet istis arranged at the sealed end of the Re ¹ TM

und mindestens eine Öffnung der Zuführung des Gasesand at least one opening for the supply of the gas

40 in das Rohr im Abstand vor dem Bauelement vorgese-40 provided in the pipe at a distance in front of the component

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz hen ist Hierdurch wird ein schützender Stauraum under Oberfläche von eine Strahlung emittierenden oder mittelbar vor der Oberfläche des Bauelementes erreicht empfangenen Bauelementen, z. B. LEDs oder Photoele- Als vorteilhaft erweist es sich, wenn das Gas erwärmt menten oder deren Optik, vor festen oder flüssigen Teil- istThe invention relates to a device for protection. As a result, a protective storage space under the surface of a radiation-emitting or indirectly in front of the surface of the component is achieved received components, e.g. B. LEDs or Photoele- It proves to be advantageous if the gas is heated elements or their appearance, before solid or liquid part

chen, wie z. B. Staub oder Flüssigkeitstropfen, bei wel- 45 Es empfiehlt sich, den Durchmesser des Rohres ge-chen, such as B. Dust or liquid droplets, where 45 It is advisable to measure the diameter of the pipe

cher vor der zu schützenden Oberfläche ein in Richtung genüber dem Durchmesser der auftretenden Teilchencher in front of the surface to be protected in the direction of the diameter of the occurring particles

der Strahlung von der Oberflache weg nach außen ge- verhältnismäßig groß zu machen. Als besonders günstigthe radiation away from the surface to the outside is relatively large. As particularly cheap

richtetes Rohr angeordnet ist durch das eine Gasströ- hat es sich bei Wasserstrahlen erwiesen, daß das Ver-straightened pipe is arranged through the one gas stream, it has been shown with water jets that the

mung, meist Luft aus einer Preßluftquelle, nach außen hältnis des Rohrdurchmessers zum Strahldurchmesser 7mung, usually air from a compressed air source, to the outside ratio of the pipe diameter to the beam diameter 7

strömt jo und mehr beträgt Zur Unterdrückung von in d^s Rohrflows jo and more amounts to the suppression of in d ^ s pipe

Solche Anordnungen finden Verwendung bei eindringender Störstrahlen kann dessen Innenwand inSuch arrangements are used when interfering rays penetrate its inner wall in

Strahlschranken zum Schutz der Sender- und Empfän- an sich bekannter Weise mit einem nicht reflektierendenBeam barriers to protect the transmitter and receiver in a known manner with a non-reflective

gerelemente, wobei auf der Rohrinnenwand Lamellen Belag versehen sein.gerelemente, with lamellas covering being provided on the inner pipe wall.

vorgesehen sind, die Staubkammern bilden, in denen Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sichare provided, which form dust chambers, in which a particularly favorable embodiment results

sieb der eingeschleppte Staub ablagert (das »Opto- 55 bei Mehrfachanordnung von Bauelementen, z. B. insieve the entrained dust is deposited (the »Opto- 55 with multiple arrangement of components, e.g. in

Kochbuch«, herausgegeben von Texas Instruments Lichtvorhängen oder dgL, wenn die einzelnen Rohre mitCookbook «, published by Texas Instruments Light Curtains or dgL, if the individual tubes with

Deutschland GmbH, Seite 299)t Diese Lamellen im ihren inneren, den Bauelementen zugewandten EndenDeutschland GmbH, page 299) t These lamellas in their inner ends facing the structural elements

.,; Rohrinnem führen zu einer Wirbelbildung in der das in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, an das.,; The inside of the pipe leads to a vortex formation in which the are arranged in a common housing, to which

'·■"< Rohr durchströmenden Luft, so daß teilweise Rückströ- eine Druckgasquelle angeschlossen ist '· ■ "< Air flowing through the pipe, so that a compressed gas source is connected in some cases to the return flow

mungen auftreten können, die die Teilchen statt nach 60 Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise undThe invention is shown in the drawings, for example, and

außen auch nach innen gegen das zu schützende Bauele- schematisch dargestellt Es zeigtoutside and inside against the building element to be protected- shown schematically It shows

ment fördern. F i g. 1 eine Anordnung eines Schutzrohres von einempromote ment. F i g. 1 shows an arrangement of a protective tube from one

Sj Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vor- Bauelement,Sj The invention is based on the object of the pre-component,

k richtung so weiterzubilden, daß die Teilchen wirksamer Fig. 2 eine Mehrfachanordnung von Bauelementen k direction so that the particles more effective Fig. 2 a multiple arrangement of components

'$ und zuverlässiger von der zu schützenden Oberfläche 65 mit Schutzrohren, '$ and more reliable from the surface to be protected 65 with protective tubes,

abgehalten und die erwähnten Rückströmungtin infolge F i g. 3 eine Versuchsanordnung undheld and the mentioned backflowtin as a result of F i g. 3 an experimental arrangement and

κ von Wirbelbildungen in der das Rohr durchströmenden F i g. 4 und 5 mit der Anordnung gemäß F i g. 3 erziel-κ of eddy formations in the F i g flowing through the pipe. 4 and 5 with the arrangement according to FIG. 3 achieved

g Luft vermieden werden. te Meßergebnisse.g air must be avoided. te measurement results.