WO2017134167A1 - Stirring tool - Google Patents

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WO2017134167A1
WO2017134167A1 PCT/EP2017/052257 EP2017052257W WO2017134167A1 WO 2017134167 A1 WO2017134167 A1 WO 2017134167A1 EP 2017052257 W EP2017052257 W EP 2017052257W WO 2017134167 A1 WO2017134167 A1 WO 2017134167A1
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WO
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light guide
light
coupling
stirring tool
tool according
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/052257
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Brick
Nils KAUFMANN
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Publication of WO2017134167A1 publication Critical patent/WO2017134167A1/en

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M31/00Means for providing, directing, scattering or concentrating light
    • C12M31/08Means for providing, directing, scattering or concentrating light by conducting or reflecting elements located inside the reactor or in its structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/06Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of illumination
    • C12M41/08Means for changing the orientation

Definitions

  • the invention relates to a stirring apparatus according to patent applica ⁇ demanding. 1
  • Stirring tools are used, for example, in a photobioreactor, in order to enable mixing of the reactor contents and egg ⁇ ne supply of light to the reactor contents in deeper areas of the reactor.
  • Corresponding stirring tools are known from DE 10 2011 002 763 A1 and EP 2 520 642 A1.
  • the object of the invention is to provide an improved stirring tool for a reactor, in particular for a photobioreactor.
  • An advantage of the stirring tool described is that, on the one hand, an improved stirring function is made possible while maintaining or improving the supply of light.
  • a stirring apparatus comprising a light guide provided schla ⁇ gene, wherein the light conductor comprises a coupling region for Einkop- PelN of light, wherein the light conductor extends along a longitudinal direction, wherein the light guide is configured to guide light from the coupling region to an end portion, wherein the light guide is adapted to emit light along the longitudinal direction laterally, wherein the Optical fiber has at least one arcuate portion.
  • the arcuate portion has at least the shape of a partial cone section. This ensures good mixing and good light distribution.
  • a curve is understood that occurs when a section of a straight double circular cone (rotational ⁇ cone) with a plane.
  • a partial cone section comprises part of the conic section.
  • Ellipse, circle, parabola, hyperbola Depending on the Nei ⁇ supply angle of the cutting plane relative to the half ⁇ ff ⁇ opening angle of the cone, the following conic sections arise.
  • partial conical sections ⁇ partial ellipses, partial circles, parabolas or part Detailhy- is perbeln.
  • the arcuate portion is formed in the form of a spiral. In one embodiment, the arcuate portion we ⁇ tendonss 180 ° especially at least 360 ° surrounded to a center ⁇ axis.
  • the arcuate portion surrounds at least 720 ° about a central axis.
  • the arcuate portion is in the form of a spiral having an arcuate portion.
  • the bo ⁇ genförmige section may extend over 360 ° or more, in particular over 720 °. This ensures good mixing and light distribution even in higher reactors.
  • the light guide has a first and a second portion, which portions merge into one another, wherein the light guide up to a reversing area extends from the coupling region in the first portion away from the coupling region, wherein the light ⁇ conductor starting from the inversion region over the second portion extends back towards the coupling region.
  • the light guide is designed as a closed loop. This provides a stable shape of the light guide.
  • the stirring tool has a light source which radiates light into the coupling-in region, the light source having a light-emitting semiconductor chip.
  • the semiconductor chip provides an efficient light source that takes up little space.
  • a coupling element is provided between the light source and the light guide in order to couple the light into the light guide. As a result, the light coupling is improved.
  • the light guide is formed of a material having a refractive index, wherein the Biegeab ⁇ section having a bending radius, wherein the light conductor comprises egg ⁇ NEN round cross section with a diameter, wherein the refractive index of 1.4 to 2, said the Ver ⁇ ratio between the bending radius and the diameter between 2 and 100 is.
  • At least two light guides are provided. This allows increased flexibility in the shape of the light guides.
  • 1 is a schematic representation of a first embodiment of the stirring tool
  • 2 is a top view of the light guide
  • FIG. 6 is a schematic representation of a second embodiment of the stirring tool
  • FIG. 7 shows a schematic view from above of the light guide of FIG. 6,
  • Fig. 8 is a schematic bottom view of the light ⁇ head of Fig. 6
  • Fig. 9 is a schematic representation of a Biegeabschnit ⁇ tes of the light guide
  • FIG. 10 is a first diagram showing characteristics for different refractive indices depending on a maximum angle of incidence and depending on the ratio of Ra ⁇ dius to the diameter of the stirring tool,
  • Fig. 11 is a second diagram, the characteristics for maximum
  • Angle of incidence depends on the ratio of the bending radius to the diameter and depending on the refractive index
  • Fig. 12 is a third diagram showing characteristic curves for various ratios of the bending radius to the diameter, depending on the refractive index and from the maxima ⁇ len angle of incidence,
  • FIG. 13 is a fourth diagram showing characteristics for refractive indices depending on a beam angle and as a function of the ratio of the bending radius to the diameter
  • Fig. 14 is a fifth diagram showing characteristics for maximum
  • Fig. 15 shows a sixth diagram showing characteristic curves for various ratios of the radius to the diameter in Ab ⁇ dependence of the refractive index and depending on the beam angle.
  • the stirring tool 3 has a light guide 4, which has a coupling-in region 5 for coupling in light.
  • the light guide 4 extends along a longitudinal direction 6, which is shown as a dashed axis.
  • the light guide 4 is formed from a light-conducting material, for example glass or plastic, or has at least one light-conducting material 4.
  • the light guide 4 has a plurality of arcuate portions 7.
  • the light guide 4 is formed as a spiral with a plurality of arcuate sections, wherein the spiral winds around the longitudinal direction 6.
  • the light guide 4 extends from the coupling region 5, which lies outside of the reactor 1, up to a rich Endbe ⁇ 8 which is angeord ⁇ net above a floor 50 of the reactor. 1
  • the arcuate portions 7 in the illustrated embodiment are arranged radially symmetrically about a central axis 9, in which the longitudinal direction 6 is shown.
  • the end region 8 of the light guide 4 is aligned perpendicular to the central axis 9 in the illustrated embodiment.
  • the light guide 4 may also have the form of a helix or a double helix.
  • the light guide 4 may also be in a plane to be arranged with ⁇ tenachse 9 passes through, and have a plurality of lined-up bogenförmi ⁇ ge portions 7, so that the light guide 4 at least an S-shape, in particular a plurality of juxtaposed S-shapes, along the longitudinal direction 6 in the plane.
  • the arcuate portions 7 of the light guide 4 form two spiral circles, each with 360 °.
  • Optical fiber 4 have a fixed pitch and a fixed diameter.
  • the light guide 4 may have a circular shape, an ellipse shape or similar rounded shapes in cross section.
  • the light guide 4 may also have an angular area in cross section.
  • Light guide 4 triangular, square or polygonal design.
  • the coupling region 5 is formed in the illustrated embodiment in the form of a planar cross-sectional area 10 at the upper end of the light guide 4.
  • a light source 11 is arranged.
  • the light source is formed, for example in the form of an optoelectronic rule ⁇ semiconductor chip 11, the electromagnetic radiation on a radiation face 12 emits.
  • a coupling element in the form of a lens 13 is arranged on the emission side of the semiconductor chip 12. 11
  • the lens 13 serves to focus the light emitted from the semi-conductor chip 11 ⁇ light in the direction of the cross-sectional area 10th In the illustrated embodiment, the lens 13 is spaced from the cross-sectional area 10.
  • the lens 13 can be dispensed with and the semiconductor chip 11 can rest directly on the cross-sectional area 10.
  • the lens 13 may also be arranged on the end of the light guide 4.
  • other types and forms of coupling elements may be provided.
  • the coupling-in region 5 of the optical waveguide 4 can also have coupling-in structures for improved coupling of electromagnetic radiation into the optical waveguide 4.
  • reflectors, lenses, TIR lenses or concentrators can be provided.
  • the semiconductor chip can also be fixedly connected to the light guide. It is an unillustrated drive ⁇ selement 53, in particular an electric motor provided which rotates the stirring tool with the light guide 4 about the center axis 9.
  • Fig. 2 shows a schematic view from above of the
  • the light guide 4 is formed spirally.
  • the light guide 4 may have at least one spiral winding or a plurality of spiral turns.
  • FIG 3 shows a schematic view from below of a view of the light guide 4 with the end region 8.
  • FIG. 4 shows, in a schematic side view, a section of the optical waveguide 4, which according to the embodiment of FIG. 1 is designed as a spiral.
  • the light guide 4 is rotated about the central axis 9, for example.
  • a mixing of the reactor medium 2 a discharged over the surface 14 of the light guide 4 of electromagnetic radiation is distributed evenly in the reactor volume 1 on the one achieved and walls ⁇ ren.
  • other axes of rotation can be used which are not in the center axis 9.
  • the light guide 4 may have scattering particles or scattering elements in the interior or on the surface 14 in order to couple electromagnetic radiation via the surface 14 into the reactor 1. Further- toward the light guide can have 4 conversion material beispielswei ⁇ se phosphor to move one of the light source 11 Be ⁇ riding asked electromagnetic radiation in the wavelength at least partially.
  • the conversion material can be distributed in the volume of the light guide 4 or arranged as a surface coating on the surface 14 of the light guide 4.
  • scattering centers for example in the form of particles, diffusers or structures, for example in the form of prisms, tapers or a roughened surface 14, can be used to decouple the electromagnetic radiation.
  • Fig. 5 shows a cross section through a section of egg ⁇ nes bent portion 7 of the light guide 4.
  • the surface 14 is covered with a layer of conversion material 15.
  • the Kon ⁇ version material 15 and scattering elements 51 such as scatter ⁇ particles or diffusion particles may be provided to couple light from the optical fiber 4 into the reactor 1.
  • the surface 14 and / or the layer 15 may be formed in the form of a roughened or correspondingly structured surface in order to improve an outcoupling of electromagnetic radiation into the reactor 1.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of another embodiment of the stirring tool 3 with the light guide 4, wherein in this embodiment, the light guide as the
  • Light guide 4 is formed in the form of a closed loop. Starting from the coupling region 5, a first spiral-shaped portion 17 extends to a reverse region 18. Starting from the turnaround section 18 extends a second, also a spiral portion 19 back to the Einkoppelbe ⁇ rich 5. The second section 19 merges into the Einkoppelbe ⁇ rich. 5 Each of the sections 17, 19 has at least 1.5 circular arcs. In addition, the spiral-shaped first and second sections 17, 19 are interlaced.
  • FIG. 7 shows a schematic view of the optical waveguide 4 of FIG. 6 from above and FIG. 8 shows a schematic view of the optical waveguide 4 of FIG. 6 from below.
  • FIG. 9 shows, in a schematic representation, a partial section of an arcuate section 7 of the light guide 4, which adjoins the coupling-in region 5.
  • Electromagnetic radiation 20 which is emitted from the light emitting element 11 to the cross-section ⁇ surface 10 is coupled to a maximum angle of incidence 21 ⁇ ⁇ into the light guide 4, and guided in the light guide 4 via total reflection at an outer surface of the light guide 4 in the light guide. 4
  • the Lichtlei ⁇ ter 4 has a diameter D.
  • the light guide 4, starting from the coupling region 5 merges into the curved section 7, the curved section 7 having a radius of curvature R.
  • a deflected at the cross-sectional area 10 light beam 34 has a beam angle 35 to the center axis 9 of the Lichtlei ⁇ ters 4 on.
  • the refractive index of the light guide and the ratio of the bending radius to the diameter is selected so that preferably 50% or more, in particular 60% or 70% of the coupled into the light guide light within the maximum angle of incidence 21 ⁇ ⁇ are.
  • the maximum angle of incidence 21 is 43.2 °.
  • the maximum angle of incidence kels of 43.2 ° occurs after a coupling of the electromagnetic radiation no total reflection on the inside of the surface 14 of the light guide 4. This Situational ⁇ tion is for guiding the electromagnetic radiation in the light guide 4 of disadvantage.
  • the maximum angle of incidence 21 is 51.1 ° for the total reflection after the electromagnetic radiation has been coupled into the optical waveguide 4 the inside of the surface 14 of the Lichtlei ⁇ ters 4 occurs.
  • the maximum angle of incidence contributes ⁇ be 61.9 ° for the nor after the injection of the electromagnetic radiation into the optical fiber 4 total reflection on the inside of the surface 14 of the light guide 4 occurs.
  • the maximum angle of incidence is 90 ° for the total reflection after the coupling of the electromagnetic radiation into the optical waveguide 4 Inside the surface 14 of the light guide 4 occurs.
  • a critical beam angle 22 with respect to a vertical axis 52 to the surface 14 may be indicated for the various refractive indices n.
  • n refractive index
  • FIG. 10 shows a first diagram, in which the maximum angle of incidence 21 ⁇ ⁇ on the ordinate and on the abscissa Ratio R / D between the bending radius R and the diameter D of the bent portion 7 of the light guide 4 are indicated.
  • characteristic curves 23, 24, 25 for different refractive indices are shown in the diagram of FIG.
  • the characteristic curves 23, 24, 25 represent limits for the maximum angle of incidence 21 ⁇ ⁇ . If the maximum input beam angle ⁇ ⁇ above the characteristic curve, the light is no longer guided by the total reflection in the light guide 4 after being coupled into the light guide 4.
  • FIG. 11 shows a further diagram in which the refractive index n of the optical waveguide is based on the ordinate and the ratio
  • R / D of the radius R to the diameter D of the bending section 7 of the light guide 4 are plotted on the abscissa.
  • characteristic curves for different maximum angle of incidence ⁇ 21 are given to ⁇ .
  • a fourth characteristic curve 26 is indicated for a maximum angle of incidence 21 of 30 °.
  • a fifth characteristic 27 is given for a maximum angle of incidence of 45 °.
  • a sixth characteristic 28 is given for a maximum angle of incidence of 60 °.
  • a seventh characteristic 29 is given for a maximum angle of incidence of 90 °.
  • the characteristics indicate that for a good guidance of the light in Lichtlei ⁇ ter 4, in particular for a total reflection of the light in the optical waveguide 4, a refractive index is required, which is above the specified characteristics 26, 27, 28, 29.
  • the 12 shows a diagram in which the ordinate the refractive index n and on the abscissa a maximum angle of incidence 21 ⁇ ⁇ are plotted.
  • different characteristic curves 30, 31, 32, 33 are indicated in the diagram.
  • the eighth characteristic 30 is given for a ratio of the radius to the diameter of 1000.
  • the ninth characteristic 31 is given for a ratio of the radius to the diameter of 10.
  • the tenth characteristic 32 is given for a ratio of the radius to the diameter for the value 5.
  • the eleventh characteristic 33 is for a ratio of the radius to the diameter with a Value of 3.3 indicated.
  • a refractive index is required for corresponding maximum irradiation angles ⁇ ⁇ and the predetermined ratio of radius to diameter, which is above the respective characteristic curve 30, 31, 32, 33 lies.
  • Fig. 13 is a diagram in which the inner beam angle 35 ⁇ ⁇ on the ordinate and the ratio R / D of the radius R to the diameter D of the bending portion of the optical fiber are plotted on the abscissa.
  • further first, second, third characteristic curves are shown.
  • the further first characteristic curve 36 is for a refractive index n of 1.6
  • the white ⁇ tere second characteristic curve 37 for n is less than 1.8
  • the further third characteristic curve plotted for n 38 2.0.
  • Fig. 14 shows a diagram in which the ordinate represents the refractive index n and the abscissa the ratio R / D of the Ra ⁇ dius R are applied to the diameter D.
  • fourth, fifth, sixth, seventh characteristics for different? ⁇ che maximum internal beam angle 35 are plotted ⁇ ⁇ .
  • the white ⁇ tere first characteristic is ⁇ ⁇ for a maximum internal beam angle of 10 °
  • the further fifth characteristic for a maximum of 20 °
  • the further sixth characteristic curve 41 for a maximum of 30 °
  • the further seventh characteristic 42 for an internal beam angle ⁇ of at most 40 ° indicated.
  • the refractive index n of the light guide must be at least 1.89 min ⁇ .
  • FIG. 15 shows a diagram in which the ordinate has the refractive index n and on the abscissa the inner maximum
  • Beam angle 35 ⁇ ⁇ are plotted.
  • another eighth, ninth, tenth and eleventh characteristic 43, 44, 45, 46 is provided ⁇ .
  • Further eighth characteristic curve 43 is for a behaves ⁇ nis radius to diameter of 1000
  • the additional ninth characteristic curve 44 is for a ratio of radius to diameter of 10
  • further tenth characteristic curve 45 is for a behaves ⁇ nis the radius to diameter 5
  • the other eleventh characteristic 46 is entered for a ratio of radius to diameter of 3.3.
  • the corresponding values for the refractive index n have the innneren beam angle ⁇ ⁇ exceed the characteristics dependent.
  • the values shown in the diagrams refer to the situation that the coupling region of the optical fiber is in air and that the light guide is in the Reaktorme ⁇ dium, in particular water having a refractive index of 1.33.
  • Other environments have different values for the graphs and characteristics.
  • the reactor 1 provides e.g. a photobioreactor, the example of phototrophic microorganisms such as microalgae such as spirulina or chlorella mixed with water as the reactor medium. Phototrophic microorganisms are capable of using light energy using
  • the reactor medium may also include other materials in which agitation and light delivery are beneficial.

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Abstract

The invention relates to a stirring tool for a photobioreactor, comprising an optical waveguide that has a coupling zone for coupling in light; the optical waveguide extends in a longitudinal direction, is designed to conduct light from the coupling zone to an end zone, is designed to emit light laterally along the longitudinal direction, and has at least one curved section.

Description

RÜHRWERKZEUG  agitator
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Rührwerkzeug gemäß Patentan¬ spruch 1. DESCRIPTION The invention relates to a stirring apparatus according to patent applica ¬ demanding. 1
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 101 797.3, deren Offenbarungsge- halt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. This patent application claims the priority of German Patent Application DE 10 2016 101 797.3, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Rührwerkzeuge werden beispielsweise in einem Photobioreaktor eingesetzt, um eine Durchmischung des Reaktorinhaltes und ei¬ ne Zufuhr von Licht zum Reaktorinhalt auch in tieferen Berei- chen des Reaktors zu ermöglichen. Entsprechende Rührwerkzeuge sind aus DE 10 2011 002 763 AI und EP 2 520 642 AI bekannt. Stirring tools are used, for example, in a photobioreactor, in order to enable mixing of the reactor contents and egg ¬ ne supply of light to the reactor contents in deeper areas of the reactor. Corresponding stirring tools are known from DE 10 2011 002 763 A1 and EP 2 520 642 A1.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Rührwerkzeug für einen Reaktor, insbesondere für einen Photo- bioreaktor, bereitzustellen. The object of the invention is to provide an improved stirring tool for a reactor, in particular for a photobioreactor.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Rührwerkzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen des Rührwerkzeuges sind in den ab¬ hängigen Ansprüchen angegeben. The object of the invention is achieved by the stirring tool according to claim 1. Further embodiments of the stirring tool are indicated in the dependent claims from ¬.
Ein Vorteil des beschriebenen Rührwerkzeuges besteht darin, dass zum einen eine verbesserte Rührfunktion bei gleichblei- bender oder verbesserter Lichtzufuhr ermöglicht wird. An advantage of the stirring tool described is that, on the one hand, an improved stirring function is made possible while maintaining or improving the supply of light.
Dazu wird ein Rührwerkzeug mit einem Lichtleiter vorgeschla¬ gen, wobei der Lichtleiter einen Einkoppelbereich zum Einkop- peln von Licht aufweist, wobei sich der Lichtleiter entlang einer Längsrichtung erstreckt, wobei der Lichtleiter ausgebildet ist, um Licht vom Einkoppelbereich zu einem Endabschnitt zu führen, wobei der Lichtleiter ausgebildet ist, um Licht entlang der Längsrichtung seitlich abzugeben, wobei der Lichtleiter wenigstens einen bogenförmigen Abschnitt aufweist. For this purpose a stirring apparatus comprising a light guide provided schla ¬ gene, wherein the light conductor comprises a coupling region for Einkop- PelN of light, wherein the light conductor extends along a longitudinal direction, wherein the light guide is configured to guide light from the coupling region to an end portion, wherein the light guide is adapted to emit light along the longitudinal direction laterally, wherein the Optical fiber has at least one arcuate portion.
In einer Ausführung weist der bogenförmige Abschnitt wenigs- tens die Form eines Teilkegelschnittes auf. Dadurch werden eine gute Durchmischung und eine gute Lichtverteilung erreicht. Unter einem Kegelschnitt wird eine Kurve verstanden, die beim Schnitt eines geraden Doppelkreiskegels (Rotations¬ kegels) mit einer Ebene entsteht. Ein Teilkegelschnitt um- fasst einen Teil des Kegelschnittes. In Abhängigkeit vom Nei¬ gungswinkel der Schnittebene in Bezug auf den halben Öff¬ nungswinkel des Kegels ergeben sich folgende Kegelschnitte: Ellipse, Kreis, Parabel, Hyperbel. Somit stellen Teilkegel¬ schnitte Teilellipsen, Teilkreise, Teilparabeln oder Teilhy- perbeln dar. In one embodiment, the arcuate portion has at least the shape of a partial cone section. This ensures good mixing and good light distribution. Under a conic section, a curve is understood that occurs when a section of a straight double circular cone (rotational ¬ cone) with a plane. A partial cone section comprises part of the conic section. Ellipse, circle, parabola, hyperbola: Depending on the Nei ¬ supply angle of the cutting plane relative to the half Öff ¬ opening angle of the cone, the following conic sections arise. Thus represent partial conical sections ¬ partial ellipses, partial circles, parabolas or part Teilhy- is perbeln.
In einer Ausführung ist der bogenförmige Abschnitt in Form einer Spirale ausgebildet. In einer Ausführung umringt der bogenförmige Abschnitt we¬ nigstens 180°, insbesondere wenigstens 360° um eine Mitten¬ achse . In one embodiment, the arcuate portion is formed in the form of a spiral. In one embodiment, the arcuate portion we ¬ nigstens 180 ° especially at least 360 ° surrounded to a center ¬ axis.
In einer Ausführung wobei der bogenförmige Abschnitt wenigs- tens 720° um eine Mittenachse umringt. In one embodiment, wherein the arcuate portion surrounds at least 720 ° about a central axis.
In einer Ausführung weist der bogenförmige Abschnitt die Form einer Spirale mit einem bogenförmigen Abschnitt auf. Der bo¬ genförmige Abschnitt kann sich über 360° oder mehr, insbesondere über 720° erstrecken. Dadurch wird eine gute Durchmi- schung und Lichtverteilung auch in höheren Reaktoren erreicht . In one embodiment, the arcuate portion is in the form of a spiral having an arcuate portion. The bo ¬ genförmige section may extend over 360 ° or more, in particular over 720 °. This ensures good mixing and light distribution even in higher reactors.
In einer Ausführung weist der Lichtleiter einen ersten und einen zweiten Abschnitt auf, wobei die Abschnitte ineinander übergehen, wobei sich der Lichtleiter ausgehend vom Einkoppelbereich in dem ersten Abschnitt weg vom Einkoppelbereich bis zu einem Umkehrbereich erstreckt, wobei sich der Licht¬ leiter ausgehend vom Umkehrbereich über den zweiten Abschnitt zurück in Richtung auf den Einkoppelbereich erstreckt. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Durchmischung und der Lichtverteilung erreicht. In one embodiment, the light guide has a first and a second portion, which portions merge into one another, wherein the light guide up to a reversing area extends from the coupling region in the first portion away from the coupling region, wherein the light ¬ conductor starting from the inversion region over the second portion extends back towards the coupling region. This achieves a further improvement of the mixing and the light distribution.
In einer Ausführung ist der Lichtleiter als geschlossene Schleife ausgebildet. Dadurch wird eine stabile Form des Lichtleiters bereitgestellt. In one embodiment, the light guide is designed as a closed loop. This provides a stable shape of the light guide.
In einer Ausführung weist das Rührwerkzeug eine Lichtquelle auf, die Licht in den Einkoppelbereich einstrahlt, wobei die Lichtquelle einen lichtemittierenden Halbleiterchip aufweist. Mithilfe des Halbleiterchips wird eine effiziente Lichtquelle bereitgestellt, die wenig Bauraum beansprucht. In one embodiment, the stirring tool has a light source which radiates light into the coupling-in region, the light source having a light-emitting semiconductor chip. The semiconductor chip provides an efficient light source that takes up little space.
In einer Ausführung ist zwischen der Lichtquelle und dem Lichtleiter ein Einkoppelelement vorgesehen ist, um das Licht in den Lichtleiter einzukoppeln . Dadurch wird die Lichteinkopplung verbessert. In one embodiment, a coupling element is provided between the light source and the light guide in order to couple the light into the light guide. As a result, the light coupling is improved.
In einer Ausführung ist der Lichtleiter aus einem Material mit einem Brechungsindex gebildet ist, wobei der Biegeab¬ schnitt einen Biegeradius aufweist, wobei der Lichtleiter ei¬ nen runden Querschnitt mit einem Durchmesser aufweist, wobei der Brechungsindex zwischen 1,4 und 2 liegt, wobei das Ver¬ hältnis zwischen dem Biegeradius und dem Durchmesser zwischen 2 und 100 liegt. In one embodiment the light guide is formed of a material having a refractive index, wherein the Biegeab ¬ section having a bending radius, wherein the light conductor comprises egg ¬ NEN round cross section with a diameter, wherein the refractive index of 1.4 to 2, said the Ver ¬ ratio between the bending radius and the diameter between 2 and 100 is.
In einer Ausführung sind wenigstens zwei Lichtleiter vorgesehen. Dadurch wird eine erhöhte Flexibilität bei der Form der Lichtleiter ermöglicht. In one embodiment, at least two light guides are provided. This allows increased flexibility in the shape of the light guides.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in connection with the drawings. Show it
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Rührwerkzeuges, Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den Lichtleiter, 1 is a schematic representation of a first embodiment of the stirring tool, 2 is a top view of the light guide,
Fig. 3 eine Ansicht von unten auf den Lichtleiter, 3 is a bottom view of the light guide,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Lichtleiters, 4 is a side view of the light guide,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Teilabschnitt des 5 shows a cross section through a section of the
Lichtleiters ,  Light guide,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Rührwerkzeuges, 6 is a schematic representation of a second embodiment of the stirring tool,
Fig. 7 eine schematische Ansicht von oben auf den Licht- leiter der Fig.6, 7 shows a schematic view from above of the light guide of FIG. 6,
Fig. 8 eine schematische Ansicht von unten auf den Licht¬ leiter der Fig. 6, Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Biegeabschnit¬ tes des Lichtleiters, Fig. 8 is a schematic bottom view of the light ¬ head of Fig. 6, Fig. 9 is a schematic representation of a Biegeabschnit ¬ tes of the light guide,
Fig. 10 ein erstes Diagramm, das Kennlinien für verschiedene Brechungsindizes abhängig von einem maximalen Einstrahlwinkel und abhängig vom Verhältnis des Ra¬ dius zum Durchmesser des Rührwerkzeuges zeigt, 10 is a first diagram showing characteristics for different refractive indices depending on a maximum angle of incidence and depending on the ratio of Ra ¬ dius to the diameter of the stirring tool,
Fig. 11 ein zweites Diagramm, das Kennlinien für maximale Fig. 11 is a second diagram, the characteristics for maximum
Einstrahlwinkel abhängig vom Verhältnis des Bieger- adius zum Durchmesser und abhängig vom Brechungsindex zeigt,  Angle of incidence depends on the ratio of the bending radius to the diameter and depending on the refractive index,
Fig. 12 ein drittes Diagramm, das Kennlinien für verschiedene Verhältnisse des Biegeradius zum Durchmesser in Abhängigkeit vom Brechungsindex und vom maxima¬ len Einfallswinkel zeigt, Fig. 12 is a third diagram showing characteristic curves for various ratios of the bending radius to the diameter, depending on the refractive index and from the maxima ¬ len angle of incidence,
Fig. 13 ein viertes Diagramm, das Kennlinien für Brechungsindizes in Abhängigkeit von einem Strahlwinkel und in Abhängigkeit vom Verhältnis des Biegeradius zum Durchmesser zeigt, 13 is a fourth diagram showing characteristics for refractive indices depending on a beam angle and as a function of the ratio of the bending radius to the diameter,
Fig. 14 ein fünftes Diagramm, das Kennlinien für maximale Fig. 14 is a fifth diagram showing characteristics for maximum
Einfallswinkel in Abhängigkeit vom Verhältnis des Angle of incidence as a function of the ratio of
Biegeradius zum Durchmesser und in Abhängigkeit vom Brechungsindex zeigt, und Bending radius to the diameter and depending on the refractive index shows, and
Fig. 15 ein sechstes Diagramm, das Kennlinien für verschie- dene Verhältnisse des Radius zum Durchmesser in Ab¬ hängigkeit des Brechungsindex und in Abhängigkeit vom Strahlwinkel zeigt. Fig. 15 shows a sixth diagram showing characteristic curves for various ratios of the radius to the diameter in Ab ¬ dependence of the refractive index and depending on the beam angle.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Reak- tor 1, wobei im Reaktor 1 ein flüssiges Reaktormedium 2 angeordnet ist, wobei ein Rührwerkzeug 3 vorgesehen ist, das für eine Durchmischung des Reaktormediums 2 und für eine Versor¬ gung des Reaktormediums 2 mit elektromagnetischer Strahlung verwendet wird. Das Rührwerkzeug 3 weist einen Lichtleiter 4 auf, der einen Einkoppelbereich 5 zum Einkoppeln von Licht aufweist. Der Lichtleiter 4 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung 6, die als gestrichelte Achse dargestellt ist. Der Lichtleiter 4 ist aus einem lichtleitenden Material, beispielsweise Glas oder Kunststoff gebildet oder weist wenigs- tens ein lichtleitendes Material 4 auf. Der Lichtleiter 4 weist mehrere bogenförmige Abschnitte 7 auf. 1 shows a schematic view of a reactor 1, wherein a liquid reactor medium 2 is arranged in the reactor 1, wherein a stirring tool 3 is provided, which is for a mixing of the reactor medium 2 and for a Versor ¬ supply of the reactor medium 2 with electromagnetic Radiation is used. The stirring tool 3 has a light guide 4, which has a coupling-in region 5 for coupling in light. The light guide 4 extends along a longitudinal direction 6, which is shown as a dashed axis. The light guide 4 is formed from a light-conducting material, for example glass or plastic, or has at least one light-conducting material 4. The light guide 4 has a plurality of arcuate portions 7.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Lichtleiter 4 als Spirale mit mehreren bogenförmigen Abschnitten ausgebil- det, wobei sich die Spirale um die Längsrichtung 6 windet.In the illustrated embodiment, the light guide 4 is formed as a spiral with a plurality of arcuate sections, wherein the spiral winds around the longitudinal direction 6.
Der Lichtleiter 4 erstreckt sich von dem Einkoppelbereich 5, der außerhalb des Reaktors 1 liegt, bis zu einem Endbe¬ reich 8, der oberhalb eines Bodens 50 des Reaktors 1 angeord¬ net ist. Die bogenförmigen Abschnitte 7 in der dargestellten Ausführungsform sind radialsymmetrisch um eine Mittenachse 9 angeordnet, in der die Längsrichtung 6 dargestellt ist. Der Endbereich 8 des Lichtleiters 4 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Mittenachse 9 ausgerichtet. Der Lichtleiter 4 kann auch die Form einer Helix oder einer Doppelhelix aufweisen. The light guide 4 extends from the coupling region 5, which lies outside of the reactor 1, up to a rich Endbe ¬ 8 which is angeord ¬ net above a floor 50 of the reactor. 1 The arcuate portions 7 in the illustrated embodiment are arranged radially symmetrically about a central axis 9, in which the longitudinal direction 6 is shown. The end region 8 of the light guide 4 is aligned perpendicular to the central axis 9 in the illustrated embodiment. The light guide 4 may also have the form of a helix or a double helix.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Lichtlei- ter 4 auch in einer Ebene angeordnet sein, die durch die Mit¬ tenachse 9 geht, und mehrere, aneinander gereihte bogenförmi¬ ge Abschnitte 7 aufweisen, so dass der Lichtleiter 4 wenigstens eine S-Form, insbesondere mehrere aneinander gereihte S- Formen, entlang der Längsrichtung 6 in der Ebene aufweist. Depending on the selected embodiment, the light guide 4 may also be in a plane to be arranged with ¬ tenachse 9 passes through, and have a plurality of lined-up bogenförmi ¬ ge portions 7, so that the light guide 4 at least an S-shape, in particular a plurality of juxtaposed S-shapes, along the longitudinal direction 6 in the plane.
Die bogenförmigen Abschnitte 7 des Lichtleiters 4 bilden zwei Spiralkreise mit jeweils 360° auf. Die Spiralkreise des The arcuate portions 7 of the light guide 4 form two spiral circles, each with 360 °. The spiral circles of the
Lichtleiters 4 weisen eine festgelegte Steigung und einen festgelegten Durchmesser auf. Optical fiber 4 have a fixed pitch and a fixed diameter.
Der Lichtleiter 4 kann im Querschnitt eine Kreisform, eine Ellipsenform oder ähnliche abgerundete Formen aufweisen. Zudem kann der Lichtleiter 4 auch im Querschnitt eine eckige Fläche aufweisen. Insbesondere kann der Querschnitt des The light guide 4 may have a circular shape, an ellipse shape or similar rounded shapes in cross section. In addition, the light guide 4 may also have an angular area in cross section. In particular, the cross section of the
Lichtleiters 4 dreieckig, viereckig oder vieleckig ausgebildet sein. Der Einkoppelbereich 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer planen Querschnittsfläche 10 am oberen Ende des Lichtleiters 4 ausgebildet. Über dem Einkoppelbereich 5 ist eine Lichtquelle 11 angeordnet. Die Lichtquelle ist beispielsweise in Form eines optoelektroni¬ schen Halbleiterchips 11 ausgebildet, der elektromagnetische Strahlung auf einer Abstrahlseite 12 abgibt. In dem darge¬ stellten Ausführungsbeispiel ist ein Einkoppelelement in Form einer Linse 13 auf der Abstrahlseite 12 des Halbleiterchips 11 angeordnet. Die Linse 13 dient dazu, um das vom Halb¬ leiterchip 11 abgegebene Licht in Richtung auf die Querschnittsfläche 10 zu bündeln. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Linse 13 von der Querschnittsfläche 10 beabstandet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auf die Linse 13 verzichtet werden und der Halbleiterchip 11 direkt auf der Querschnittsfläche 10 aufliegen. Zudem kann die Linse 13 auch auf dem Ende des Lichtleiters 4 angeordnet sein. Zudem können auch andere Arten und Formen von Einkoppelelementen vorgesehen sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch der Einkoppelbereich 5 des Lichtleiters 4 Einkoppelstrukturen zur verbesserten Einkopplung von elektromagnetischer Strahlung in den Lichtleiter 4 aufweisen. Dazu können beispielsweise Reflektoren, Linsen, TIR-Linsen oder Konzentratoren vorgesehen sein. Zudem kann der Halbleiterchip auch mit dem Lichtleiter fest verbunden sein. Es ist ein nicht dargestelltes Antrieb¬ selement 53, insbesondere ein Elektromotor vorgesehen, der das Rührwerkzeug mit dem Lichtleiter 4 um die Mittenachse 9 dreht . Light guide 4 triangular, square or polygonal design. The coupling region 5 is formed in the illustrated embodiment in the form of a planar cross-sectional area 10 at the upper end of the light guide 4. About the coupling region 5, a light source 11 is arranged. The light source is formed, for example in the form of an optoelectronic rule ¬ semiconductor chip 11, the electromagnetic radiation on a radiation face 12 emits. In the exemplary embodiment illustrated Darge ¬ a coupling element in the form of a lens 13 is arranged on the emission side of the semiconductor chip 12. 11 The lens 13 serves to focus the light emitted from the semi-conductor chip 11 ¬ light in the direction of the cross-sectional area 10th In the illustrated embodiment, the lens 13 is spaced from the cross-sectional area 10. Depending on the selected embodiment, the lens 13 can be dispensed with and the semiconductor chip 11 can rest directly on the cross-sectional area 10. In addition, the lens 13 may also be arranged on the end of the light guide 4. In addition, other types and forms of coupling elements may be provided. Depending on the selected embodiment, the coupling-in region 5 of the optical waveguide 4 can also have coupling-in structures for improved coupling of electromagnetic radiation into the optical waveguide 4. For this purpose, for example, reflectors, lenses, TIR lenses or concentrators can be provided. In addition, the semiconductor chip can also be fixedly connected to the light guide. It is an unillustrated drive ¬ selement 53, in particular an electric motor provided which rotates the stirring tool with the light guide 4 about the center axis 9.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht von oben auf den Fig. 2 shows a schematic view from above of the
Lichtleiter 4 mit der Querschnittsfläche 10 und den bogenför- migen Abschnitten 7, die kreisringförmig ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform ist der Lichtleiter 4 spiralförmig ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der Lichtleiter 4 wenigstens eine Spiralwindung oder mehrere Spiralwindungen aufweisen. Light guide 4 with the cross-sectional area 10 and the arcuate sections 7, which are annular. In this embodiment, the light guide 4 is formed spirally. Depending on the selected embodiment, the light guide 4 may have at least one spiral winding or a plurality of spiral turns.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Ansicht von unten einen Blick auf den Lichtleiter 4 mit dem Endbereich 8. 3 shows a schematic view from below of a view of the light guide 4 with the end region 8.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Ab- schnitt des Lichtleiters 4, der gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 als Spirale ausgebildet ist. FIG. 4 shows, in a schematic side view, a section of the optical waveguide 4, which according to the embodiment of FIG. 1 is designed as a spiral.
Zum Verrühren des Reaktormediums 2 wird der Lichtleiter 4 z.B. um die Mittenachse 9 gedreht. Dadurch wird zum einen ei- ne Durchmischung des Reaktormediums 2 erreicht und zum ande¬ ren eine über die Oberfläche 14 des Lichtleiters 4 abgegebene elektromagnetische Strahlung gleichmäßig im Reaktorvolumen 1 verteilt. Es können jedoch auch andere Drehachsen verwendet werden, die nicht in der Mittenachse 9 liegen. For stirring the reactor medium 2, the light guide 4 is rotated about the central axis 9, for example. Thus, a mixing of the reactor medium 2 a discharged over the surface 14 of the light guide 4 of electromagnetic radiation is distributed evenly in the reactor volume 1 on the one achieved and walls ¬ ren. However, other axes of rotation can be used which are not in the center axis 9.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Lichtleiter 4 Streupartikel oder Streuelemente im Inneren oder auf der Oberfläche 14 aufweisen, um elektromagnetische Strahlung über die Oberfläche 14 in den Reaktor 1 auszukoppeln. Weiter- hin kann der Lichtleiter 4 Konversionsmaterial, beispielswei¬ se Leuchtstoff aufweisen, um eine von der Lichtquelle 11 Be¬ reitgestellte elektromagnetische Strahlung in der Wellenlänge wenigstens teilweise zu verschieben. Das Konversionsmaterial kann im Volumen des Lichtleiters 4 verteilt sein oder als Oberflächenbeschichtung auf der Oberfläche 14 des Lichtleiters 4 angeordnet sein. Weiterhin können zur Auskopplung der elektromagnetischen Strahlung Streuzentren z.B. in Form von Partikeln, Diffusoren oder Strukturen beispielsweise in Form von Prismen, Verjüngungen oder einer aufgerauten Oberfläche 14 aufweisen. Depending on the selected embodiment, the light guide 4 may have scattering particles or scattering elements in the interior or on the surface 14 in order to couple electromagnetic radiation via the surface 14 into the reactor 1. Further- toward the light guide can have 4 conversion material beispielswei ¬ se phosphor to move one of the light source 11 Be ¬ riding asked electromagnetic radiation in the wavelength at least partially. The conversion material can be distributed in the volume of the light guide 4 or arranged as a surface coating on the surface 14 of the light guide 4. Furthermore, scattering centers, for example in the form of particles, diffusers or structures, for example in the form of prisms, tapers or a roughened surface 14, can be used to decouple the electromagnetic radiation.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Teilabschnitt ei¬ nes gebogenen Abschnittes 7 des Lichtleiters 4. In dieser Ausführungsform ist die Oberfläche 14 mit einer Schicht aus Konversionsmaterial 15 bedeckt. Zudem oder anstelle des Kon¬ versionsmaterials 15 können auch Streuelemente 51 wie Streu¬ partikel oder Diffusionspartikel vorgesehen sein, um Licht aus dem Lichtleiter 4 in den Reaktor 1 auszukoppeln. Zudem kann die Oberfläche 14 und/oder die Schicht 15 in Form einer aufgerauten oder entsprechend strukturierten Oberfläche ausgebildet sein, um eine Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung in den Reaktor 1 zu verbessern. Fig. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform des Rührwerkzeuges 3 mit dem Lichtleiter 4, wobei in dieser Ausführungsform der Lichtleiter als der Fig. 5 shows a cross section through a section of egg ¬ nes bent portion 7 of the light guide 4. In this embodiment, the surface 14 is covered with a layer of conversion material 15. In addition, or instead of the Kon ¬ version material 15 and scattering elements 51 such as scatter ¬ particles or diffusion particles may be provided to couple light from the optical fiber 4 into the reactor 1. In addition, the surface 14 and / or the layer 15 may be formed in the form of a roughened or correspondingly structured surface in order to improve an outcoupling of electromagnetic radiation into the reactor 1. Fig. 6 shows a schematic representation of another embodiment of the stirring tool 3 with the light guide 4, wherein in this embodiment, the light guide as the
Lichtleiter 4 in Form einer geschlossenen Schleife ausgebildet ist. Ausgehend vom Einkoppelbereich 5 erstreckt sich ein erster spiralförmiger Abschnitt 17 zu einem Umkehrbereich 18. Ausgehend vom Umkehrbereich 18 erstreckt sich ein zweiter, ebenfalls spiralförmiger Abschnitt 19 zurück zum Einkoppelbe¬ reich 5. Der zweite Abschnitt 19 geht in den Einkoppelbe¬ reich 5 über. Jeder der Abschnitte 17, 19 weist wenigstens 1,5 Kreisbögen auf. Zudem sind die spiralförmigen ersten und zweiten Abschnitte 17, 19 ineinander verschränkt. Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht des Lichtleiters 4 der Fig. 6 von oben und Fig. 8 eine schematische Ansicht des Lichtleiters 4 der Fig. 6 von unten. Light guide 4 is formed in the form of a closed loop. Starting from the coupling region 5, a first spiral-shaped portion 17 extends to a reverse region 18. Starting from the turnaround section 18 extends a second, also a spiral portion 19 back to the Einkoppelbe ¬ rich 5. The second section 19 merges into the Einkoppelbe ¬ rich. 5 Each of the sections 17, 19 has at least 1.5 circular arcs. In addition, the spiral-shaped first and second sections 17, 19 are interlaced. FIG. 7 shows a schematic view of the optical waveguide 4 of FIG. 6 from above and FIG. 8 shows a schematic view of the optical waveguide 4 of FIG. 6 from below.
Fig. 9 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilabschnitt eines bogenförmigen Abschnittes 7 des Lichtleiters 4, der an den Einkoppelbereich 5 angrenzt. Elektromagnetische Strahlung 20, die vom Lichtelement 11 auf die Querschnitts¬ fläche 10 abgegeben wird, wird bis zu einem maximalen Einstrahlwinkel 21 ΘΜ in den Lichtleiter 4 eingekoppelt und im Lichtleiter 4 über Totalreflexion an einer Außenfläche des Lichtleiters 4 im Lichtleiter 4 geführt. Bei größeren Einstrahlwinkeln wird die elektromagnetische Strahlung zwar noch in den Lichtleiter 4 eingekoppelt, aber nicht mehr an der Außenfläche des Lichtleiters 4 total reflektiert. Der Lichtlei¬ ter 4 weist einen Durchmesser D auf. Zudem geht der Lichtleiter 4 ausgehend vom Einkoppelbereich 5 in den bogenförmigen Abschnitt 7 über, wobei der bogenförmige Abschnitt 7 einen Krümmungsradius R aufweist. FIG. 9 shows, in a schematic representation, a partial section of an arcuate section 7 of the light guide 4, which adjoins the coupling-in region 5. Electromagnetic radiation 20 which is emitted from the light emitting element 11 to the cross-section ¬ surface 10 is coupled to a maximum angle of incidence 21 Θ Μ into the light guide 4, and guided in the light guide 4 via total reflection at an outer surface of the light guide 4 in the light guide. 4 For larger angles of incidence, the electromagnetic radiation is still coupled into the light guide 4, but no longer totally reflected on the outer surface of the light guide 4. The Lichtlei ¬ ter 4 has a diameter D. In addition, the light guide 4, starting from the coupling region 5, merges into the curved section 7, the curved section 7 having a radius of curvature R.
Ein an der Querschnittsfläche 10 abgelenkter Lichtstrahl 34 weist einen Strahlwinkel 35 zur Mittenachse 9 des Lichtlei¬ ters 4 auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist der Brechungsindex des Lichtleiters und das Verhältnis des Biegeradius zum Durchmesser so gewählt, dass bevorzugt 50 % oder mehr, insbesondere 60 % oder 70 % des in den Lichtleiter eingekoppelten Lichtes innerhalb des maximalen Einstrahlwinkels 21 ΘΜ liegen. A deflected at the cross-sectional area 10 light beam 34 has a beam angle 35 to the center axis 9 of the Lichtlei ¬ ters 4 on. Depending on the selected embodiment, the refractive index of the light guide and the ratio of the bending radius to the diameter is selected so that preferably 50% or more, in particular 60% or 70% of the coupled into the light guide light within the maximum angle of incidence 21 Θ Μ are.
Abhängig von dem Brechungsindex n des Lichtleiters 4 können verschiedene maximale Einstrahlwinkel 21 ΘΜ angegeben werden, bei denen die in den Lichtleiter 4 eingestrahlte elektromag¬ netische Strahlung 20 über Totalreflexion an einer Innenseite der Oberfläche 14 des Abschnittes 7 reflektiert wird und im Lichtleiter 4 in Richtung auf den Endbereich 8 geführt wird. Bei einem Brechungsindex n von 1,5 für den Lichtleiter 4 und Luft als Umgebung im Einkoppelbereich und einem Reaktormedium mit einem Brechnungsindex n von 1,335 beträgt der maximale Einstrahlwinkel 21 43,2°. Oberhalb des maximalen Einfallswin- kels von 43,2 ° tritt nach einer Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung keine Totalreflexion mehr an der Innenseite der Oberfläche 14 des Lichtleiters 4 auf. Diese Situa¬ tion ist für eine Führung der elektromagnetischen Strahlung im Lichtleiter 4 von Nachteil. Depending on the refractive index n of the light guide 4 different maximum angle of incidence 21 Θ Μ can be specified, in which the irradiated into the light guide 4 electromag ¬-magnetic radiation 20 is reflected via total reflection at an inner side of the surface 14 of the portion 7 and the light guide 4 in the direction is guided on the end portion 8. With a refractive index n of 1.5 for the optical fiber 4 and ambient air in the coupling-in area and a reactor medium with a refractive index n of 1.335, the maximum angle of incidence 21 is 43.2 °. Above the maximum angle of incidence kels of 43.2 ° occurs after a coupling of the electromagnetic radiation no total reflection on the inside of the surface 14 of the light guide 4. This Situational ¬ tion is for guiding the electromagnetic radiation in the light guide 4 of disadvantage.
Bei einem Brechungsindex n von 1,58 für den Lichtleiter und Luft als Umgebung im Einkoppelbereich und einem Reaktormedium mit einem Brechungsindex n von 1,335 beträgt der maximale Einstrahlwinkel 21 51,1° für den noch nach der Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung in den Lichtleiter 4 Totalreflexion an der Innenseite der Oberfläche 14 des Lichtlei¬ ters 4 auftritt. Bei einem Brechungsindex n von 1,6 für den Lichtleiter und Luft als Umgebung im Einkoppelbereich und ei- nem Reaktormedium mit einem Brechungsindex n von 1,335 be¬ trägt der maximale Einstrahlwinkel 61,9° für den noch nach der Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung in den Lichtleiter 4 Totalreflexion an der Innenseite der Oberfläche 14 des Lichtleiters 4 auftritt. Bei einem Brechungsindex n von 1,67 für den Lichtleiter und größer und Luft als Umgebung im Einkoppelbereich und einem Reaktormedium mit einem Brechungsindex n von 1,335 beträgt der maximale Einfallswinkel 90° für den noch nach der Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung in den Lichtleiter 4 Totalreflexion an der Innen- seite der Oberfläche 14 des Lichtleiters 4 auftritt. With a refractive index n of 1.58 for the optical waveguide and ambient air in the coupling region and a reactor medium with a refractive index n of 1.335, the maximum angle of incidence 21 is 51.1 ° for the total reflection after the electromagnetic radiation has been coupled into the optical waveguide 4 the inside of the surface 14 of the Lichtlei ¬ ters 4 occurs. At a refractive index n of 1.6 for the light guide and air as the environment in the coupling reactor and a medium having a refractive index n of 1.335, the maximum angle of incidence contributes ¬ be 61.9 ° for the nor after the injection of the electromagnetic radiation into the optical fiber 4 total reflection on the inside of the surface 14 of the light guide 4 occurs. With a refractive index n of 1.67 for the optical waveguide and greater and ambient air in the coupling region and a reactor medium with a refractive index n of 1.335, the maximum angle of incidence is 90 ° for the total reflection after the coupling of the electromagnetic radiation into the optical waveguide 4 Inside the surface 14 of the light guide 4 occurs.
Zudem kann ein kritischer Strahlwinkel 22 in Bezug auf eine senkrechte Achse 52 zur Oberfläche 14 für die verschiedenen Brechungsindizes n angegeben werden. Beispielsweise erfolgt keine Totalreflexion mehr an der Oberfläche 14 beim Brechungsindex n von 1,5 für einen kritischen Strahlwinkel 22 von kleiner als 62,9°, bei einem Brechungsindex n von 1,58 bei einem kritischen Strahlwinkel kleiner 51,1°, bei einem Brechungsindex n von 1,6 bei einem kritischen Strahlwinkel 22 von 56,6°, bei einem Brechungsindex n von 1,67 einen kriti¬ schen Strahlwinkel 22 von 53,1°. In addition, a critical beam angle 22 with respect to a vertical axis 52 to the surface 14 may be indicated for the various refractive indices n. For example, there is no total reflection at the surface 14 at the refractive index n of 1.5 for a critical beam angle 22 of less than 62.9 °, with a refractive index n of 1.58 at a critical beam angle of less than 51.1 °, with a refractive index n of 1.6 at a critical beam angle 22 of 56.6 °, at a refractive index n of 1.67 kriti a ¬'s beam angle 22 of 53.1 °.
Fig. 10 zeigt ein erstes Diagramm, bei dem auf der Ordinate der maximale Einstrahlwinkel 21 ΘΜ und auf der Abszisse ein Verhältnis R/D zwischen dem Biegeradius R und dem Durchmesser D des gebogenen Abschnittes 7 des Lichtleiters 4 angegeben sind. Zudem sind in dem Diagramm der Fig. 10 Kennlinien 23, 24, 25 für unterschiedliche Brechungsindizes eingezeichnet. Die erste Kennlinie 23 ist für den Brechungsindex n = 1,6, die zweite Kennlinie 24 für den Brechungsindex n = 1,8 und die dritte Kennlinie 25 für den Brechungsindex n = 2,0 ange¬ geben. Die Kennlinien 23, 24, 25 stellen Grenzen für den maximalen Einstrahlwinkel 21 ΘΜ dar. Liegt der maximale Ein- Strahlwinkel ΘΜ über der Kennlinie, so wird das Licht nicht mehr nach Einkopplung in den Lichtleiter 4 über Totalreflexion im Lichtleiter 4 geführt. 10 shows a first diagram, in which the maximum angle of incidence 21 Θ Μ on the ordinate and on the abscissa Ratio R / D between the bending radius R and the diameter D of the bent portion 7 of the light guide 4 are indicated. In addition, characteristic curves 23, 24, 25 for different refractive indices are shown in the diagram of FIG. The first curve 23 is for the refractive index n = 1.6, the second characteristic curve 24 for the refractive index n = 2.0 is = ¬ give 1.8 and the third characteristic curve 25 for the refractive index n. The characteristic curves 23, 24, 25 represent limits for the maximum angle of incidence 21 Θ Μ . If the maximum input beam angle Θ Μ above the characteristic curve, the light is no longer guided by the total reflection in the light guide 4 after being coupled into the light guide 4.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Diagramm, bei dem der Brechungsin- dex n des Lichtleiters auf der Ordinate und das VerhältnisFIG. 11 shows a further diagram in which the refractive index n of the optical waveguide is based on the ordinate and the ratio
R/D des Radius R zum Durchmesser D des Biegeabschnittes 7 des Lichtleiters 4 auf der Abszisse aufgetragen sind. Zudem sind Kennlinien für verschiedene maximale Einfallswinkel 21 Θ an¬ gegeben. Eine vierte Kennlinie 26 ist für einen maximalen Einfallswinkel 21 von 30° angegeben. Eine fünfte Kennlinie 27 ist für einen maximalen Einfallswinkel von 45° angegeben. Eine sechste Kennlinie 28 ist für einen maximalen Einstrahlwinkel von 60° angegeben. Eine siebte Kennlinie 29 ist für einen maximalen Einstrahlwinkel von 90° angegeben. Die Kennlinien geben an, dass für eine gute Führung des Lichtes im Lichtlei¬ ter 4, insbesondere für eine Totalreflexion des Lichtes im Lichtleiter 4 ein Brechungsindex erforderlich ist, der über den angegebenen Kennlinien 26, 27, 28, 29 liegt. Fig. 12 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Ordinate der Brechungsindex n und auf der Abszisse ein maximaler Einstrahlwinkel 21 ΘΜ aufgetragen sind. Zudem sind im Diagramm ver¬ schiedene Kennlinien 30, 31, 32, 33 angegeben. Die achte Kennlinie 30 ist für ein Verhältnis des Radius zum Durchmes- ser von 1000 angegeben. Die neunte Kennlinie 31 ist für ein Verhältnis des Radius zum Durchmesser von 10 angegeben. Die zehnte Kennlinie 32 ist für ein Verhältnis des Radius zum Durchmesser für den Wert 5 angegeben. Die elfte Kennlinie 33 ist für ein Verhältnis des Radius zum Durchmesser mit einem Wert von 3,3 angegeben. Für eine gute Führung des Lichtes im Lichtleiter 4, insbesondere für eine Totalreflexion des Lichtes im Lichtleiter 4 ist bei entsprechenden maximalen Einstrahlwinkeln ΘΜ und dem vorgegebenen Verhältnis von Radius zu Durchmesser ein Brechungsindex erforderlich, der über der jeweiligen Kennlinie 30,31,32,33 liegt. R / D of the radius R to the diameter D of the bending section 7 of the light guide 4 are plotted on the abscissa. In addition, characteristic curves for different maximum angle of incidence Θ 21 are given to ¬. A fourth characteristic curve 26 is indicated for a maximum angle of incidence 21 of 30 °. A fifth characteristic 27 is given for a maximum angle of incidence of 45 °. A sixth characteristic 28 is given for a maximum angle of incidence of 60 °. A seventh characteristic 29 is given for a maximum angle of incidence of 90 °. The characteristics indicate that for a good guidance of the light in Lichtlei ¬ ter 4, in particular for a total reflection of the light in the optical waveguide 4, a refractive index is required, which is above the specified characteristics 26, 27, 28, 29. 12 shows a diagram in which the ordinate the refractive index n and on the abscissa a maximum angle of incidence 21 Θ Μ are plotted. In addition, different characteristic curves 30, 31, 32, 33 are indicated in the diagram. The eighth characteristic 30 is given for a ratio of the radius to the diameter of 1000. The ninth characteristic 31 is given for a ratio of the radius to the diameter of 10. The tenth characteristic 32 is given for a ratio of the radius to the diameter for the value 5. The eleventh characteristic 33 is for a ratio of the radius to the diameter with a Value of 3.3 indicated. For a good guidance of the light in the optical waveguide 4, in particular for a total reflection of the light in the optical waveguide 4, a refractive index is required for corresponding maximum irradiation angles Θ Μ and the predetermined ratio of radius to diameter, which is above the respective characteristic curve 30, 31, 32, 33 lies.
Fig. 13 zeigt ein Diagramm, bei dem der innere Strahlwinkel 35 θκ auf der Ordinate und das Verhältnis R/D des Radius R zum Durchmesser D des Biegeabschnittes des Lichtleiters auf der Abszisse aufgetragen sind. Zudem sind weitere erste, zweite, dritte Kennlinien eingezeichnet. Die weitere erste Kennlinie 36 ist für einen Brechungsindex n von 1,6, die wei¬ tere zweite Kennlinie 37 für n ist kleiner als 1,8 und die weitere dritte Kennlinie 38 für n = 2,0 aufgetragen. Für eine gute Führung des Lichtes im Lichtleiter 4, insbesondere für eine Totalreflexion muss beim vorgegebenen Verhältnis R/D des Radius R zum Durchmesser D und bei einem vorgegeben Brechungsindex n der innere Strahlwinkel 35 θκ unter der ent- sprechenden Kennlinie liegen. Fig. 13 is a diagram in which the inner beam angle 35 θ κ on the ordinate and the ratio R / D of the radius R to the diameter D of the bending portion of the optical fiber are plotted on the abscissa. In addition, further first, second, third characteristic curves are shown. The further first characteristic curve 36 is for a refractive index n of 1.6, the white ¬ tere second characteristic curve 37 for n is less than 1.8 and the further third characteristic curve plotted for n = 38 2.0. For a good guiding of the light in the light guide 4, in particular for a total reflection at the predetermined ratio R / D of the radius R to a diameter D and a predetermined refractive index n of the internal beam angle 35 must θ κ are below the corresponding characteristic.
Fig. 14 zeigt ein Diagramm, bei dem der Ordinate der Brechungsindex n und auf der Abszisse das Verhältnis R/D des Ra¬ dius R zum Durchmesser D aufgetragen sind. Zudem sind weitere vierte, fünfte, sechste, siebte Kennlinien für unterschiedli¬ che maximale innere Strahlwinkel 35 θκ aufgetragen. Die wei¬ tere erste Kennlinie ist für einen maximalen inneren Strahlwinkel θκ von 10°, die weitere fünfte Kennlinie für maximal 20°, die weitere sechste Kennlinie 41 für maximal 30° und die weitere siebte Kennlinie 42 für einen inneren Strahlwinkel θκ von maximal 40° angegeben. Für eine gute Führung der Lichtstrahlen im Lichtleiter 4, insbesondere für eine Totalrefle¬ xion im Lichtleiter 4 mit einem inneren Strahlwinkel gemäß einer weiteren Kennlinie muss der Brechungsindex über der entsprechenden weiteren Kennlinie liegen. Liegt das Verhältnis R/D von Biegeradius R zu dem Durchmesser D des Lichtlei¬ ters 4 bei einem Verhältnis von R/D= 12 und sollen alle Fig. 14 shows a diagram in which the ordinate represents the refractive index n and the abscissa the ratio R / D of the Ra ¬ dius R are applied to the diameter D. In addition, further, fourth, fifth, sixth, seventh characteristics for different? ¬ che maximum internal beam angle 35 are plotted θ κ. The white ¬ tere first characteristic is κ θ for a maximum internal beam angle of 10 °, the further fifth characteristic for a maximum of 20 °, the further sixth characteristic curve 41 for a maximum of 30 ° and the further seventh characteristic 42 for an internal beam angle θκ of at most 40 ° indicated. For good guidance of the light rays in the light guide 4, in particular for a Totalrefle xion ¬ in the light guide 4 with an inner beam angles according to another characteristic of the refractive index across the respective further characteristic must occur. If the ratio R / D of bending radius R to the diameter D of the Lichtlei ¬ ester 4 at a ratio of R / D = 12 and are all
Lichtstrahlen mit einem maximalen inneren Strahlwinkel θκ zwischen +/- 40° über Totalreflexion im Lichtleiter geführt werden, dann muss der Brechungsindex n des Lichtleiters min¬ destens 1,89 betragen. Light rays with a maximum inner beam angle θ κ between +/- 40 ° via total reflection in the light guide out are, then the refractive index n of the light guide must be at least 1.89 min ¬.
Fig. 15 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Ordinate der Bre- chungsindex n und auf der Abszisse der innere maximale FIG. 15 shows a diagram in which the ordinate has the refractive index n and on the abscissa the inner maximum
Strahlwinkel 35 θκ aufgetragen sind. Zudem sind eine weitere achte, neunte, zehnte und elfte Kennlinie 43, 44, 45, 46 dar¬ gestellt. Die weitere achte Kennlinie 43 ist für ein Verhält¬ nis von Radius zu Durchmesser von 1000, die weitere neunte Kennlinie 44 ist für ein Verhältnis von Radius zu Durchmesser von 10, die weitere zehnte Kennlinie 45 ist für ein Verhält¬ nis des Radius zu Durchmesser von 5, und die weitere elfte Kennlinie 46 ist für ein Verhältnis von Radius zu Durchmesser von 3,3 eingetragen. Zum Erfüllen guter Reflexion, insbeson- dere Totalreflexion müssen die entsprechenden Werte für den Brechungsindex n abhängig vom innneren Strahlwinkel θκ über den Kennlinien liegen. Beam angle 35 θ κ are plotted. Moreover, are another eighth, ninth, tenth and eleventh characteristic 43, 44, 45, 46 is provided ¬. Further eighth characteristic curve 43 is for a behaves ¬ nis radius to diameter of 1000, the additional ninth characteristic curve 44 is for a ratio of radius to diameter of 10, further tenth characteristic curve 45 is for a behaves ¬ nis the radius to diameter 5, and the other eleventh characteristic 46 is entered for a ratio of radius to diameter of 3.3. To meet good reflection, in particular total reflection, the corresponding values for the refractive index n have the innneren beam angle κ θ exceed the characteristics dependent.
Die in den Diagrammen angegebenen Werte beziehen sich auf die Situation, dass sich der Einkoppelbereich des Lichtleiters in Luft befindet und dass sich der Lichtleiter in dem Reaktorme¬ dium, insbesondere Wasser, mit einem Brechungsindex von 1,33 befindet. Bei anderen Umgebungen ergeben sich andere Werte für die Diagramme und Kennlinien. The values shown in the diagrams refer to the situation that the coupling region of the optical fiber is in air and that the light guide is in the Reaktorme ¬ dium, in particular water having a refractive index of 1.33. Other environments have different values for the graphs and characteristics.
Der Reaktor 1 stellt z.B. einen Photobioreaktor dar, der beispielspeise phototrophe Mikroorganismen wie zum Beispiel Mikroalgen wie Spirulina oder Chlorella vermischt mit Wasser als Reaktormedium aufweist. Phototrophe Mikroorganismen sind in der Lage, mithilfe von Lichtenergie unter Verwendung vonThe reactor 1 provides e.g. a photobioreactor, the example of phototrophic microorganisms such as microalgae such as spirulina or chlorella mixed with water as the reactor medium. Phototrophic microorganisms are capable of using light energy using
Nährelementen, CO2 und Wasser in Biomasse umzuwandeln. Abhängig von der verwendeten Ausführungsform kann das Reaktormedium auch andere Materialien aufweisen, bei denen ein Durchrühren und Versorgen mit Licht von Vorteil ist. To convert nutrient elements, CO2 and water into biomass. Depending on the embodiment used, the reactor medium may also include other materials in which agitation and light delivery are beneficial.
Im Folgenden sind Formeln für die Beschreibung der Abhängigkeit zwischen dem Brechungsindex n des Lichtleiters, dem ma¬ ximalen Einstrahlwinkel ΘΜΑΧ, dem Biegeradius R des Biegeab- Schnittes des Lichtleiters, dem Durchmesser D des Lichtlei¬ ters und dem maximalen inneren Strahlwinkel I NENThe following are formulas for describing the relationship between the refractive index n of the light guide, the angle of incidence Θ ΜΑΧ ma imum ¬, the bending radius R of the Biegeab- Section of the light guide, the diameter D of the Lichtlei ¬ ters and the maximum inner beam angle I NEN
Figure imgf000015_0001
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention in detail by the preferred embodiment has been illustrated and described in detail, the invention is not limited ¬ by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the skilled artisan without departing from the scope of the invention.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Reaktor 1 reactor
2 Reaktormedium  2 reactor medium
3 Rührwerkzeug 3 stirring tool
4 Lichtleiter  4 light guides
5 Einkoppelbereich  5 coupling area
6 Längsrichtung  6 longitudinal direction
7 Abschnitt  7 section
8 Endbereich 8 end area
9 Mittenachse  9 center axis
10 Querschnittsfläche  10 cross-sectional area
11 Halbleiterchip  11 semiconductor chip
12 Abstrahlseite  12 radiation side
13 Linse 13 lens
14 Oberfläche  14 surface
15 Konversionsmaterial  15 conversion material
17 erster Abschnitt  17 first section
18 Umkehrbereich  18 reversal area
19 zweiter Abschnitt 19 second section
20 Strahlung  20 radiation
21 Einstrahlwinkel  21 angle of incidence
22 kritischer Strahlwinkel  22 critical beam angle
23 bis 33 erste bis elfte Kennlinie  23 to 33 first to eleventh characteristics
34 abgelenkte Strahlung 34 deflected radiation
35 innerer Strahlwinkel  35 inner beam angle
36 bis 46 weitere erste bis weitere elfte Kennlinie 36 to 46 further first to further eleventh characteristic
50 Boden 50 floor
51 Streupartikel  51 scattering particles
52 senkrechte Achse 52 vertical axis
53 Antriebselement  53 drive element

Claims

PATENTA S PRUCHE PATENTA S PRUCHE
1. Rührwerkzeug (3) für einen Photobioreaktor, mit einem 1. Stirring tool (3) for a photobioreactor, with a
Lichtleiter (4), wobei der Lichtleiter (4) einen Einkoppelbereich (5) zum Einkoppeln von Licht aufweist, wobei sich der Lichtleiter (4) entlang einer Längsrichtung (6) erstreckt, wobei der Lichtleiter (4) ausgebildet ist, um Licht vom Einkoppelbereich (5) zu einem Endbereich (8) zu führen, wobei der Lichtleiter ausgebildet ist, um Licht entlang der Längsrichtung (6) seitlich abzugeben, wobei der Lichtleiter (4) wenigstens einen bogenförmigen Abschnitt (7) aufweist.  Optical waveguide (4), wherein the optical waveguide (4) has a coupling-in region (5) for coupling in light, the optical waveguide (4) extending along a longitudinal direction (6), wherein the optical waveguide (4) is designed to emit light from the coupling-in region (5) to lead to an end region (8), wherein the light guide is formed to laterally deliver light along the longitudinal direction (6), wherein the light guide (4) has at least one arcuate portion (7).
2. Rührwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der bogenförmige Ab¬ schnitt (7) wenigstens die Form eines Teilkegelschnittes aufweist . 2. Stirring tool according to claim 1, wherein the arcuate Ab ¬ section (7) has at least the shape of a partial tapered section.
3. Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei der bogenförmige Abschnitt in Form einer Spirale aus¬ gebildet ist. 3. Stirring tool according to one of the preceding claims, wherein the arcuate portion is formed in the form of a spiral ¬ .
4. Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bogenförmige Abschnitt wenigstens 180°, insbeson- dere wenigstens 360° um eine Mittenachse umringt. 4. Stirring tool according to one of the preceding claims, wherein the arcuate portion surrounds at least 180 °, in particular at least 360 ° about a central axis.
5. Rührwerkzeug nach Anspruch 4, wobei der bogenförmige Ab¬ schnitt (7) wenigstens 720° um eine Mittenachse umringt. 5. Stirring tool according to claim 4, wherein the arcuate Ab ¬ section (7) surrounds at least 720 ° about a central axis.
6. Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo¬ bei der Lichtleiter (4) einen ersten und einen zweiten Abschnitt (17, 19) aufweist, wobei die Abschnitte (17, 19) ineinander übergehen, wobei sich der Lichtleiter ausgehend vom Einkoppelbereich (5) in dem ersten Abschnitt (17) weg vom Einkoppelbereich (5) bis zu einem Umkehrbereich (18) erstreckt, wobei sich der Lichtleiter (4) ausgehend vom Umkehrbereich über den zweiten Abschnitt (19) zurück in Richtung auf den Einkoppelbereich (5) erstreckt . Rührwerkzeug nach Anspruch 6, wobei der erste und der zweite Abschnitt des Lichtleiters als geschlossene 6. Stirring tool according to one of the preceding claims, where ¬ in the light guide (4) has a first and a second portion (17, 19), wherein the sections (17, 19) merge into one another, wherein the light guide, starting from the coupling region (5 ) extends in the first portion (17) away from the coupling region (5) to a reversal region (18), wherein the optical fiber (4), starting from the reverse region on the second portion (19) extends back towards the coupling region (5) , Agitating tool according to claim 6, wherein the first and the second portion of the light guide as a closed
Schleife ausgebildet sind.  Loop are formed.
Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Endbereich (8) des Lichtleiters (4) im Wesentli¬ chen quer zu einer Längsrichtung (6) des Lichtleiters (4) angeordnet ist. Beater tool as claimed in any preceding claim, wherein the end portion (8) of the light guide (4) in Wesentli ¬ surfaces transverse to a longitudinal direction (6) of the light guide (4) is arranged.
Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Lichtquelle (11), die Licht in den Einkoppelbereich (5) einstrahlt, wobei die Lichtquelle (11) einen licht¬ emittierenden Halbleiterchip aufweist. Beater tool as claimed in any preceding claim, comprising a light source (11), the light in the coupling region (5) is irradiated, wherein the light source (11) having a light emitting ¬ semiconductor chip.
Rührwerkzeug nach Anspruch 9, wobei zwischen der Licht¬ quelle (11) und dem Lichtleiter (4) ein Einkoppelelement (12) vorgesehen ist, um das Licht in den Lichtleiter (4) einzukoppeln . Stirring tool according to claim 9, wherein between the light source ¬ (11) and the light guide (4), a coupling element (12) is provided to couple the light into the light guide (4).
Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtleiter (4) aus einem Material mit einem Brechungsindex (n) gebildet ist, wobei der bogenförmige Ab¬ schnitt (7) einen Biegeradius (R) aufweist, wobei der Lichtleiter (4) einen Querschnitt mit einem Durchmesser (D) aufweist, wobei der Brechungsindex zwischen 1,4 und 2 liegt, wobei das Verhältnis zwischen dem Biegeradius (R) und dem Durchmesser (D) zwischen 2 und 100 liegt. 12. Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Lichtleiter vorgesehen sind. Stirring tool according to one of the preceding claims, wherein the light guide (4) is formed of a material having a refractive index (n), wherein the arcuate Ab ¬ section (7) has a bending radius (R), wherein the light guide (4) having a cross section a diameter (D), wherein the refractive index is between 1.4 and 2, wherein the ratio between the bending radius (R) and the diameter (D) is between 2 and 100. 12. Stirring tool according to one of the preceding claims, wherein at least two light guides are provided.
Rührwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei ein Antriebselement (53) vorgesehen ist, wobei das Antriebselement (53) mit dem Lichtleiter (4) in Wirkverbindung steht, um den Lichtleiter (4) um eine Drehachse zu drehen. Stirring tool according to one of the preceding claims, wherein a drive element (53) is provided, wherein the drive element (53) is in operative connection with the light guide (4) in order to rotate the light guide (4) about an axis of rotation.
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