DE4214141A1

DE4214141A1 - Einrichtung zum erzeugen eines luftstroms

Info

Publication number: DE4214141A1
Application number: DE19924214141
Authority: DE
Inventors: Walter Stumpe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: DE4214141C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen eines Luftstroms gemäß dem Ober begriff von Anspruch 1 und Anwendungen dieser Einrichtung.

Bekannte Einrichtungen der genannten Art sind groß, sperrig und aufwendig. Da die Luftdruckquelle den gesamten benötigten Luftstrom zur Verfügung zu stellen hat, muß sie einen großen Luftdurchsatz aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der genann ten Art so zu gestalten, daß sie bei hochwirksamer Luftstrombildung klein und einfach sowie preiswert ausgebildet werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich Einrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen dieses An spruchs aufgeführten Merkmale aus. Demnach wird bei einem relativ kleinen Über druck und durch einen gezielt umgelenkten Luftstrom aus dem Luftverteiler von außen ein weiterer Luftstrom angesaugt und somit ein kombinierter größerer Luftstrom erzeugt. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch der apparative Aufwand bei großer Wurfweite bzw. Luftstromwirksamkeit wesentlich reduziert werden kann.

Die Weiterbildungen der Ansprüche der Ansprüche 2 bis 4 beinhalten vorteilhafte kon struktive Detailgestaltungen. Es ist jedoch festzustellen, daß auch andere als kreisrunde Abrundungen verwendbar sind, um den Effekt der Luftstromvergrößerung zu erzielen.

Gemäß den Ansprüchen 5 bis 9 ist es besonders bevorzugt, die Luftleiflächen als Bestandteile von Reflektoren für Strahler auszubilden und dadurch eine kompakte kom binierte Einheit zu erzielen.

Die praktischen Ausführungsformen der Ansprüche 10 bis 14 haben sich im Betrieb be sonders bewährt.

Die Maßnahme von Anspruch 15 ist besonders vielseitig und ermöglicht ein leichtes Anpassen an die erwünschten Betriebsverhältnisse.

Die Ausgestaltungen der Ansprüche 6 und 17 ermöglichen eine optimale Einstellung der Luftstrom-Randbedingungen und eine gleichzeitige Anpassung derselben sowie des Reflektorverhaltens.

Die Weiterbildung von Anspruch 18 verhindert beispielsweise bei leistungsarmen Strahlern ein zu starkes Unterkühlen derselben infolge der am Ende der Luftleitfläche auftretenden Luftturbulenzen.

Wenn gemäß Anspruch 19 bereits der Strahler selbst eine Reflektorverspiegelung auf weist, kann die Luftleitfläche praktisch ausschließlich unter Berücksichtigung der er wünschten Luftstromausbildung ausgebildet werden, beispielsweise als eine in sich ebene Fläche.

Gemäß Anspruch 20 ist eine raum- und kostensparende Mehrfachausnutzung für meh rere parallele Strahler möglich.

Die Weiterbildungen der Ansprüche 21 und 22 ermöglichen eine räumliche und luftstromtechnische Trennung benachbarter Einrichtungen.

Die Maßnahme von Anspruch 23 erlaubt eine hochwirksame Luftstrombeaufschlagung von sehr intensiv bestrahltem Gut zwecks Kühlung und Ablüftung desselben.

Die Ansprüche 24 bis 27 beinhalten vorteilhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen Einrichtung und zeigen, daß der kombinierte Luftstrom einzeln für verschiedene Zwecke oder auch kombiniert für mehrere Zwecke einsetzbar ist. Bei spielsweise kann er außer zur Kühlung von Reflektoren, eventuell auch von leistungs starken Strahlern selbst, stattdessen oder zusätzlich auch zum Kühlen, Trocknen und Ablüften von Bestrahlungsgut sowie zum Aufreißen von Grenzschichten eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer vereinfachten perspektivischen Gesamtansicht und

Fig. 2 einen Teil der Einrichtung aus Fig. 1 in einem Querschnitt.

Eine Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist einen länglichen, kastenförmi gen Luftverteiler 10 auf, der an einer Stirnseite geschlossen und an der entgegengesetz ten Stirnseite an eine Luftdruckquelle 11 angeschlossen ist. Die letztere erzeugt in dem Luftverteiler einen relativ geringen Überdruck in der Größenordnung von 0,06 bis 1,5 bar. Der Luftverteiler hat beispielsweise eine Länge von etwa 1 m und einen Querschnitt von 60 mm × 40 mm.

An den beiden unteren Längsseiten besitzt der Luftverteiler über seine Länge verlau fende, sich seitlich nach außen öffnende Schlitzdüsen 12. Diese sind jeweils oberseitig von einer Wandverjüngung 14 begrenzt, die die in Strömungsrichtung gemessene Tiefe der Schlitzdüsen von ca. 2 mm bestimmt. An den Unterseiten gehen die Schlitzdüsen in eine im vorliegenden Fall kreisrunde Abrundung 16 mit einem Krümmungsradius von etwa 5 mm über. Die Schlitzhöhe beträgt etwa 0,8 mm.

An die Abrundung 16, die den aus dem Luftverteiler 10 austretenden Luftstrom um etwa 90 Grad nach unten ablenkt, schließt sich eine Luftleitfläche 18 an, die im vorliegenden Fall die Außenfläche eines gewölbten, schwenkbar angelenkten, länglichen Reflektors bildet.

Zwischen den beiden entgegengesetzt gewölbten Reflektoren an den entgegengesetz ten Längsseiten des Luftverteilers 10 befindet sich ein länglicher Strahler 20, wie ein UV- oder Infrarot-Strahler. Ein stirnseitiger Elektromotor 22 treibt über ein Getriebe 24 die bei den Reflektoren in entgegengesetztem Schwenksinne an, bis eine geeignete Strahlfokussierung vorliegt. Auch kann hierdurch ein völliges Verschließen des Strahlaustritts bewirkt werden.

Der aus dem Luftverteiler 10 in Pfeilrichtung A austretende und an der Abrundung 16 nach unten umgelenkte Luftstrom bewirkt ein Ansaugen eines verstärkenden äußeren Luftstroms in Pfeilrichtung B. Beide Luftströme vereinigen sich und strömen längs der Luftleitfläche 18 in Pfeilrichtung C nach unten, wobei sie den gegebenenfalls heißen Re flektor kühlen und sich allmählich erwärmen. An der Unterseite der Luftleitfläche 18 fin det eine gewisse Luftturbulenz statt. Dadurch kann ein Teil des Luftstroms dann in den Reflektorinnenraum eintreten und einen leistungsstarken Strahler auch direkt kühlen, wenn ein solcher Luftstromeintritt nicht durch eine Quarzscheibe unterbunden wird, wie bei leistungsarmen Strahlern, deren Betriebstemperatur ohnehin klein ist und die nicht gekühlt werden dürfen.

Der Hauptteil des kombinierten Luftstroms gelangt jedoch auf ein darunter befindliches, zu bestrahlendes Gut 26, das beispielsweise während der Behandlung in Pfeilrichtung D kontinuierlich weiterbewegt wird. Dieser Luftstrom sorgt für ein Kühlen und/oder Ablüf ten und/oder Trocknen des bestrahlten Gutes.

Die Einrichtung kann wie im vorliegenden Fall seitlich von je einer Begrenzungswand 28 begrenzt sein. Diese sorgt für eine körperliche Trennung von angrenzenden Einrichtun gen und für die Bildung eines Strömungskanals, in den oben der angesaugte äußere Luftstrom eintritt. Nach Vereinigung mit dem umgelenkten Luftstrom aus dem Luftvertei ler 10 verläßt der kombinierte Luftstrom den Strömungskanal an dessen unterem Ende. Es hat sich bei praktischen Versuchen gezeigt daß diese Begrenzungswand jedoch nicht für die zuvor beschriebene Luftstromansaugung und -verstärkung maßgeblich ist.

Beispielsweise eignet sich eine solche Einrichtung bei UV-Strahlern für ultraviolettempfind liche Farben und Lacke auf praktisch beliebigem Gut zum Kühlen von Reflektoren und eventuell des Strahlers selbst, ferner zum Kühlen des bestrahlten Gutes und zum Aufreißen von Grenzschichten zwischen dem Gut sowie dem umgebenden Luftpolster. Bei IR-Strahlern, die beispielsweise zum Trocknen von lösungsmittelhaltigen Farben oder von Wasserfarben auf praktisch beliebigem Gut eingesetzt werden, dient der Luftstrom vor allem zum Kühlen von Reflektoren, zum Aufreißen von Grenzschichten zum Ablüften von Lösungsmitteldämpfen und zum Abführen von Feuchtigkeit. Dabei unterstützt die gegebenenfalls vorher beim Abkühlen von Reflektoren aufgenommene Wärmeenergie.

Eine solche Einrichtung kann ausgesprochen kompakt, insbesondere in Transportrich tung des zu bestrahlenden Gutes 26 kurz, ausgebildet werden. Während bekannte Ein richtungen hierzu eine in Transportrichtung gemessene Länge von z. B. 1 m haben müs sen, kann die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung bei gleicher oder größerer Wirksamkeit eine Länge von nur etwa 80 mm haben. Die spezifischen Strahlerleistungen können weitgehend variiert werden und beispielsweise im Bereich zwischen 25 Watt/cm und 400 Watt/cm liegen.

Claims

1. Einrichtung zum Erzeugen eines Luftstroms, insbesondere zum Kühlen eines Re flektors und/oder zur Luftbeaufschlagung eines mit UV oder Infrarot zu bestrah lenden Gutes, mit einer Luftdruckquelle, mit einem hieran angeschlossenen Luftverteiler und mit wenigstens einer Luftaustrittsöffnung des Luftverteilers, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftdruckquelle (11) in dem langgestreckten Luftverteiler (10) im Betrieb einen kleinen Luftüberdruck von etwa 0,06 bar bis etwa 1,5 bar aufrechterhält,
daß an wenigstens einer Längsseite des Luftverteilers eine sich etwa über seine Länge erstreckende Schlitzdüse (12) geringer Tiefe sowie Höhe vorgesehen ist, aus der im Betrieb ein kontinuierlicher Luftstrom austritt, und
daß die Seitenbegrenzung der Schlitzdüse ausschließlich an einer der beiden Düsenlängsseiten in eine kontinuierliche, kantenfreie, den austretenden Luft strom laminar seitlich nach außen umlenkende konvexe Abrundung (16) über geht, an die sich eine langgestreckte Luftleitfläche (18), insbesondere die Außenfläche eines Reflektors, anschließt, die den umgelenkten Luftstrom und einen hierdurch angesaugten, verstärkenden äußeren Luftstrom weiterleitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundung (16) im Querschnitt kreisrund ausgebildet ist und einen Kreisabschnitt bildet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abrundung (16) über einen Umlenkungswinkel von etwa 45 bis 135 Grad er streckt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkungs winkel etwa 90 Grad beträgt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitfläche (18) als Außenfläche eines langgestreckten Reflektors konvex gewölbt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei gegenüberliegenden Längsseiten des Luftverteilers (10) Schlitzdüsen (12) vorgesehen sind, deren Abrundungen (16) jeweils in die als Luftleitflächen (18) fungierenden Außenflächen von zwei langgestreckten Reflektoren über gehen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der zum Luftstrom entgegengesetzten Seite der Luftleitfläche (18) zumindest ein langgestreckter Strahler (20) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler (20) ein UV-Strahler ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler (20) ein Infrarot-Strahler ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung gemessene Tiefe der Schlitzdüse (12) etwa 2 mm be trägt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Strömungsrichtung gemessene Höhe der Schlitzdüse (12) etwa 0,3 bis 5 mm beträgt.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schlitzdüse (12) etwa 0,8 mm beträgt.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunde Abrundung (12) einen Krümmungsradius von etwa 5 mm auf weist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schlitzdüse (12) etwa 1 m beträgt.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schlitzdüse (12) und/oder die Länge der Schlitzdüse und/oder die Luftstromleistung der Luftdruckquelle (11) einstellbar sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung der Luftleitfläche (18) einstellbar ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch zwei im Angrenzungsbe reich der Schlitzdüsen (12) schwenkbar angelenkte Reflektoren.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem zumindest einen Strahler (20) in seinem Strahlenaustrittsbereich eine einen kühlenden Luftstromeintritt verhindernde Quarzscheibe zugeordnet ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Strahler (20) bereichsweise mit einer Reflektorverspiegelung ausgebildet ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahler (20) mit jeweils zwei Reflektoren parallel nebeneinander an geordnet sind und daß nur jedem zweiten Strahler ein Luftverteiler (10) zuge ordnet ist, dessen Schlitzdüsen (12) die einander benachbarten Luftleitflächen (18) bzw. Reflektor-Außenflächen benachbarter Strahler mit Luft beaufschla gen.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch eine einen Luftstromkanal bildende Begrenzungswand (28) im Abstand von der Schlitzdüse (12) und der Luftleitfläche (18).

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Begren zungswand (28) für den angesaugten äußeren Luftstrom vor der Schlitzdüse (12) beginnt und für den kombinierten äußeren sowie den umgelenkten Luft strom etwa am Ende der Luftleitfläche (18) endet.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie quer zur Transportrichtung eines zu bestrahlenden Gutes in geringem Ab stand hierzu angeordnet ist und wenigstens einen stark fokussierbaren Strahler (20) aufweist.

24. Anwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 zum Kühlen von Reflektoren von Strahlern.

25. Anwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 zum Kühlen von Strahlern durch Ausnutzen von am Ende der Luftleitfläche auftretenden Luftturbulenzen.

26. Anwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 zum Kühlen und Belüften von Bestrahlungsgut.

27. Anwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 zur Bestrah lung von verdünnbaren Farben und Lacken von bewegtem Bestrahlungsgut mit großer Strahlfokussierung zum Erzeugen kurzzeitiger großer Oberflächentempe raturen und zum unmittelbar anschließenden Ablüften und Kühlen des Bestrah lungsgutes mit dem umgelenkten und dem angesaugten äußeren Luftstrom.