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Dokumentenidentifikation DE10125770C2 26.06.2003
Titel Bestrahlungsvorrichtung mit langgestreckter Strahlungsquelle und Verfahren zum Betrieb derselben
Anmelder arccure technologies GmbH, 59557 Lippstadt, DE
Erfinder Schweitzer, Bert, Dr.-Ing., 41352 Korschenbroich, DE
Vertreter Kohlmann, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 52078 Aachen
DE-Anmeldedatum 26.05.2001
DE-Aktenzeichen 10125770
Offenlegungstag 19.12.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2003
IPC-Hauptklasse G21K 5/04
IPC-Nebenklasse A61N 5/06   B29C 35/08   B01J 19/08   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung von Objekten mit insbesondere ultravioletter und/oder infraroter und/oder sichtbarer elektromagnetischer Strahlung, mit einem Gehäuse, das eine auf das zu bestrahlende Objekt ausgerichtete Austrittsöffnung für die elektromagnetische Strahlung aufweist sowie mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten langgestreckten Strahlungsquelle für die elektromagnetische Strahlung. Außerdem betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren für eine erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung.

Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere für UV-Licht kommen in der photochemischen Beeinflussung von Bestrahlungsobjekten zur Anwendung. Wichtige Anwendungen sind die Aushärtung von Druckfarben, Klebstoffen und Beschichtungen sowie die Sterilisation und die medizinische Bestrahlung. Insbesondere im Bereich der Beschichtung von Holzplatten und Fußbodenbelägen werden UV-Bestrahlungsvorrichtungen mit sehr hohen Bestrahlungsleistungen eingesetzt. Die Bestrahlungsbreite kann bis zu mehreren Metern betragen.

Als Strahlungsquellen in UV-Bestrahlungsvorrichtungen kommen vor allem Gasentladungslampen zum Einsatz, in denen durch das Verdampfen von Metallen ein Plasma erzeugt wird. Die Lampen bestehen dabei im wesentlichen aus einem röhrenförmigen Glaskörper, zwei Elektroden, zwei Folieneinschmelzungen sowie zwei Sockeln. Je nach Lampentyp betragen die Betriebstemperaturen am Glaskörper zwischen 700°C und 900°C.

Alle bekannten langgestreckten UV-Bestrahlungsvorrichtungen weisen eine an beiden Enden aufgehängte Strahlungsquelle auf, die teilweise von einem Reflektor umgeben sein kann.

Die Strahlungsquellen sind derart gestaltet, dass die vom Glas absorbierte Energie durch freie Konvektion und durch Strahlung abgegeben wird. Ein Gleichgewicht zwischen der absorbierten und der abgegebenen Energiemenge würde sich bei einer Temperatur des Glaskörpers von etwa 800°C einstellen. In der Praxis behindern aber die Reflektoren und das Gehäuse der UV-Bestrahlungsvorrichtung diesen Zustand. Es kommt zu Reflexion von Wärmestrahlung und teilweise sogar zu Hitzestaus in der Nähe der Strahlungsquelle.

Um dieses Problem zu lösen wird versucht, durch verbesserte Luftkühlsysteme die Temperatur der Strahlungsquelle in dem optimalen Betriebsbereich einzustellen. Nachteilig ist dabei allerdings, dass selbst bei einer optimalen Kühlung der freihängenden, dass heißt lediglich endseitig gehaltenen Strahlungsquelle ab einer kritischen elektrischen Energie in Kombination mit einer kritischen Baulänge die Temperatur des Glaskörpers so hoch wird, dass sich alle bekannten Strahlungsquellen mit der Schwerkraft verformen. Dieses Durchhängen ist bei allen Bestrahlungsquellen, nicht nur UV-Bestrahlungsquellen zu beobachten. Aufgrund von Kriechvorgängen des Glaskörpers, dessen Betriebstemperatur kurz vor dem plastischen Zustand des Materials liegt, verformen sich alle derartigen Strahlungsquellen mehr oder weniger schnell. Diese Eigenschaft wird bereits bei der Konzeption der Gehäuseform und dem Abstand zum zu bestrahlenden Objekt berücksichtigt. Wird die Verformung allerdings zu stark, so kann das in der Lampe entstandene Plasma punktuell in Kontakt zum Glaskörper kommen. Der Kontakt führt zu einer Überhitzung und damit zur Zerstörung des Glaskörpers der Bestrahlungsquelle.

Um die Verformungen zu reduzieren ist es daher nach dem Stand der Technik erforderlich, die Baulänge von Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere UV-Bestrahlungsvorrichtungen und gleichzeitig bei größeren Baulängen die elektrische Leistung der Lampe zu reduzieren. Für große Bestrahlungsbreiten müssen nach dem Stand der Technik mehrere Bestrahlungsvorrichtungen nebeneinander angeordnet werden.

Aus der DE 198 10 455 C2 ist eine gattungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung bekannt, die eine wirksame Trennung der UV- von der IR-Strahlung ermöglicht und bei der gleichzeitig durch kurze Strahlungswege eine hohe UV- Intensität erzielt wird, indem unter der Strahlungsquelle eine Barriere mit einer UV-Reflexionsschicht angeordnet ist, die die von der Strahlungsquelle emittierte UV-Strahlung durch die Strahlungsquelle hindurch auf dahinter angeordnete Reflektoren reflektiert und den Strahlengang auf das zu bestrahlende Objekt zumindest teilweise ausblendet. Die IR-Strahlung wird von der Barriere zumindest teilweise absorbiert. Zwischen der Strahlungsquelle und der Barriere angeordnete Stützkörper erlauben bei derartigen Bestrahlungsvorrichtungen den Einsatz von Strahlungsquellen mit einer Länge bis zu 4 Meter, in dem sie die Durchbiegung verhindern.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Bestrahlungsvorrichtung, insbesondere UV-Bestrahlungsvorrichtung zu schaffen, die größere Bestrahlungsbreiten ohne eine Verformung der Strahlungsquelle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Bestrahlungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass mindestens eine der Strahlungsquellen in der Bestrahlungsvorrichtung um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist.

Die Drehung der Strahlungsquelle um ihre Längsachse gleicht den Einfluss der Schwerkraft auf die Kriechvorgänge im Material der Strahlungsquelle aus. Da sich die Betriebstemperaturen mit vertretbarem Kühlungsaufwand nur um eine gewisses Maß reduzieren lassen, basiert die Erfindung auf der Eliminierung der schädlichen Auswirkungen der auf die Strahlungsquelle einwirkenden Kräfte, in dem sich durch die Drehung die Richtung der an dem Material angreifenden Schwerkraft ständig verändert wird.

Bei freier Konvektion ist die Temperatur an der Oberseite der Strahlungsquelle höher als an deren Unterseite, da die Oberseite durch die nach oben strömende Luft stärker erwärmt wird. Dadurch kann es an der Oberseite zu lokalen Überhitzungen kommen, die die Strahlungsquelle zerstören können. Um diese Zerstörungen zu vermeiden, werden die Strahlungsquellen nach der kritischen Temperatur an der Oberseite ausgelegt. In dem die Lampe gedreht wird, kann sie bei höherer spezifischer Leistung betrieben werden, da stets wechselnde Bereiche den höchsten Temperaturen ausgesetzt sind.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, dass in einer Bestrahlungsvorrichtung mehrere Strahlungsquellen achsparallel zueinander angeordnet sind, von denen wenigstens eine drehbar um ihre Längsachse angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind jedoch sämtliche in der Bestrahlungsvorrichtung angeordneten Strahlungsquellen drehbar. In dem zuletzt genannten Fall sind die Strahlungsquellen vorteilhafterweise mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden. Die Verbindung erfolgt beispielsweise über ein Riemen- oder ein Planentengetriebe.

Um Beschädigungen des regelmäßig aus Glas bestehenden Körpers der Strahlungsquelle zu vermeiden, werden die beiden Enden jeder drehbaren Strahlungsquelle in einer drehbar gelagerten Aufnahme gehalten und mindestens eine der beiden Aufnahmen jeder Strahlungsquelle ist mit einem Antrieb verbunden. Sind beide Aufnahmen einer Strahlungsquelle mit einem Antrieb verbunden, lässt sich eine Torsion des Körpers der Strahlungsquelle durch das Antriebsmoment weitgehend verhindern. Der Antrieb für die Drehung der Strahlungsquellen kann beispielsweise pneumatisch, elektrisch oder auch manuell erfolgen. Bei kurzen Strahlungsquellen bis etwa 2 m Länge genügt es jedoch, wenn der Antrieb lediglich an einem Ende angreift.

Insbesondere bei lediglich in einer vorgegebenen Richtung drehenden Strahlungsquellen ist es vorteilhaft, die für deren Betrieb erforderlichen Energie kontaktlos zuzuführen, beispielsweise über elektromagnetische Strahlung (Mikrowellenanregung). Alternativ ist eine herkömmliche Energieversorgung über Schleifkontakte möglich.

Bei Drehung der Strahlungsquelle mit regelmäßiger Richtungsänderung kann die elektrische Energie auch über flexible Kabel erfolgen, vorausgesetzt die Drehwinkel in entgegengesetzter Richtung halten sich die Waage.

Aus der DE 199 16 474 A1 ist eine Bestrahlungsvorrichtung mit einer langgestreckten Strahlungsquelle zur Bestrahlung von Objekten mit UV-Strahlung bekannt, deren Gehäuse eine auf das zu bestrahlende Objekt ausgerichtete Austrittsöffnung aufweist. Zur Wärmeabfuhr weist die Vorrichtung ein Kühlsystem auf, in welchem ein Kühlgasstrom zur Umlaufkühlung der Strahlungsquelle im Gehäuseinneren mittels Gebläse zwangsweise umgewälzt und über einen Wärmetauscher rückgekühlt wird. Das Gebläse wird durch mehrere über die Länge der Strahlungsquelle verteilt angeordnete Radiallüfter gebildet, deren Lüfterachsen senkrecht zur Strahlungsquelle ausgerichtet sind. Das über einen seitlichen Kanal einströmende Kühlgas umspült zunächst den Mantel der Strahlungsquelle und strömt dann über einen Längsspalt im Scheitelbereich des oberhalb der Strahlungsquelle angeordneten Reflektors in eine dem Gebläse vorgeschaltete Ansaugkammer.

Nachteilig bei diesem Kühlsystem ist, dass mehrere über die Länge der Strahlungsquelle verteilt angeordnete Radiallüfter zur wirksamen Kühlung erforderlich sind. Außerdem kann die aus deren senkrechter Anordnung resultierende Bauhöhe den Einsatz der Bestrahlungsvorrichtung unter beengten Platzverhältnissen erschweren oder sogar ausschließen.

Ausgehend von einer Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung von Objekten mit elektromagnetischer Strahlung, mit einem Gehäuse, das eine auf das zu bestrahlende Objekt ausgerichtete Austrittsöffnung für die elektromagnetische Strahlung aufweist, mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten langgestreckten Strahlungsquelle für die elektromagnetische Strahlung, wobei die Bestrahlungsvorrichtung mindestens einen Zuführungskanal und mindestens ein Abzugskanal für Kühlgas aufweist, die Kanäle jeweils eine sich in Richtung der langgestreckten Strahlungsquelle über deren Länge erstreckende Kühlgasöffnung aufweisen wobei die Strahlungsquelle zwischen dem Zuführungskanal und dem Abzugskanal angeordnet ist und mindestens eine Gegenfläche die Strahlenquelle unter Ausbildung eines sich in Richtung der Kühlgasöffnung des Abzugskanals verjüngenden Spaltes teilweise umgibt, zeichnet sich eine besonders effektive Kühlung für die langgestreckte Strahlungsquelle dadurch aus, dass jeder Kanal von dem Innenraum des Gehäuses der Bestrahlungsvorrichtung durch einen Strömungswiderstand, insbesondere ein Sieb getrennt ist und dass einer der Kanäle integraler Bestandteil einer langgestreckten Barriere ist, die den direkten Strahlengang von der Strahlungsquelle auf das zu bestrahlende Objekt zumindest teilweise ausblendet.

Der sich verjüngende Spalt zwischen Strahlungsquelle und Gegenfläche erhöht die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases vom Eintritt in den Spalt bis zum Eintritt in den Abzugskanal. Die Geschwindigkeitszunahme verhindert, dass sich die Strömung von der Strahlungsquelle ablöst und stellt damit sicher, dass auch die dem Zuführungskanal abgewandet Seite der Strahlungsquelle ständig von Kühlgas überstrichen wird.

Vorzugsweise ist der Abzugskanal von der Austrittsöffnung für die Strahlung betrachtet vor und der Zuführungskanal hinter der Strahlungsquelle angeordnet. Die Kühlung der Strahlungsquelle schafft eine zusätzliche Entlastung gegen Durchbiegung. Das in den Zuführungskanal vorzugsweise an seiner Stirnseite eingespeiste Kühlgas, insbesondere Luft, erzeugt in Verbindung mit dem Sieb einen gleichmäßigen Überdruck über die gesamte Länge der Strahlungsquelle. Das Sieb an dem Abzugskanal, der vorzugsweise an seiner Stirnseite mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist, vergleichmässigt den Unterdruck über die gesamte Länge der Strahlungsquelle.

Eine verbesserte Kühlung der Unterseite der Strahlungsquelle lässt sich erzielen, in dem insbesondere der Abzugskanal integraler Bestandteil der langgestreckten Barriere ist, die den direkten Strahlengang von der Strahlungsquelle auf das zu bestrahlende Objekt zumindest teilweise ausblendet, wobei jede Gegenfläche zur Ausbildung des sich verjüngenden Spaltes von der Oberfläche der Barriere oder von zwischen der Barriere und der Strahlungsquelle angeordneten Reflektoren gebildet wird. Die Oberfläche der Barriere oder der Reflektoren umgibt teilweise die Strahlenquelle unter Ausbildung des sich in Richtung der Kühlgasöffnung verjüngenden Spaltes. Der sich verjüngende Spalt zwischen Strahlungsquelle und Barriere erhöht die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases vom Eintritt in den Spalt bis zum Eintritt in den Abzugskanal.

Alternativ kann der Abzugskanal von der Austrittsöffnung für die Strahlung betrachtet hinter der Strahlungsquelle angeordnet sein. Die hinter der Strahlungsquelle angeordneten Reflektoren können als Gegenflächen die Strahlungsquelle unter Ausbildung des sich in Richtung der Kühlgasöffnung verjüngenden Spaltes teilweise umgeben.

Um ein Kräftegleichgewicht in dem Körper der Strahlungsquelle zu erzeugen, kann die Drehung der Strahlungsquelle in zeitlichen Abständen richtungsgeändert und/oder unterbrochen werden. Eine Unterbrechung der Drehung mit Drehrichtungsänderung ist zweckmäßig, wenn eine kontinuierliche Drehung unerwünscht ist.

Wird die Drehrichtung der Strahlungsquelle jeweils nach einer Teildrehung der Strahlungsquelle um mindestens 180° geändert, so erfährt jeder Punkt des Körpers der Strahlungsquelle die angreifende Schwerkraft einmal als positiven und einmal als negativen Kraftvektor in annähernd gleicher Größe. Die bei einer langsamen Drehung auftretenden Verformungen der Strahlungsquelle stellen sich also immer wieder zurück. Vorteilhafte Drehzahlen der Strahlungsquelle liegen im Bereich von 0,1 bis 0,2 U/s.

Um die Verformungen im Gleichgewicht zu halten, sollte die Drehzahl der Strahlungsquelle nach dem Anfahren konstant gehalten werden. Dadurch wird gewährleistet, dass jeder Punkt des Körpers der Strahlungsquelle für die gleiche Dauer derselben Schwerkraft sowohl in negativer als auch in positiver Richtung ausgesetzt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a-c zwei Vorderansichten und eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen UV-Bestrahlungsvorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2a, b zwei weitere Vorderansichten der UV-Bestrahlungsvorrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung,

Fig. 2c eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen UV-Bestrahlungsvorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 3a, b eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der Erfindung unter Berücksichtigung eines Kühlluftstromes 3 sowie

Fig. 4a, b eine Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen UV-Bestrahlungsvorrichtung mit einer besonders wirksamen Kühlvorrichtung in schematischer Darstellung.

Fig. 1a) zeigt eine röhrenförmige, langgestreckte Strahlungsquelle 1, die innerhalb eines Gehäuses 2 zwischen einem Reflektor 3 und dem zu bestrahlenden Objekt 4 angeordnet ist. Der in Fig. 1c) angedeutete Strahlenverlauf 5 geht teilweise direkt von der Strahlungsquelle 1 und teilweise indirekt über den Reflektor 3 auf das Objekt 4. Die Strahlungsquelle 1 ist um ihre Längsachse 6 drehbar in dem Gehäuse 2 der Bestrahlungsvorrichtung angeordnet. Die Enden 7 der Strahlungsquelle werden von Aufnahmen 8 gehalten, die drehbar gelagert sind. Der Antrieb für die Drehung der Strahlungsquelle 1 erfolgt über die beiden Antriebe 9 und das darin integrierte, nicht näher dargestellte Getriebe. Die durch den Pfeil 11 in den Fig. 1a)-c) angedeutete Drehrichtung der Strahlungsquelle ist mittels einer nicht dargestellten, an sich bekannten Umkehrsteuerung änderbar.

Fig. 2a, b zeigen unterschiedliche Betriebsweisen der Bestrahlungsvorrichtung nach Fig. 1. In Fig. 2a) deutet der Pfeil 12 eine ständige Drehung der Strahlungsquelle in einer vorgegebenen Richtung mit einer konstanten Drehzahl von 0,1 U/s an. In Fig. 2b) deutet der Pfeil 10 an, dass die Drehrichtung jeweils nach einer Teildrehung der Strahlungsquelle um mindestens 180° geändert wird. Fig. 2c) zeigt eine Bestrahlungsvorrichtung, in der insgesamt 3 Strahlungsquellen 1 gleichzeitig um ihre Längsachsen 6 drehen, wobei die Pfeile 13 andeuten, dass die Drehrichtung der Strahlungsquellen jeweils nach einer Teildrehung um 180° geändert wird.

Fig. 3a) zeigt eine Bestrahlungsvorrichtung mit einem Zuführungskanal 13 für Kühlluft. Bodenseitig besitzt der Zuführungskanal 13 eine sich zumindest über die Länge der Strahlungsquelle erstreckende Lufteinlassöffnung 15, die in das Innere des Gehäuses 2 mündet. Die Lufteinlassöffnung 15 befindet sich zweckmäßigerweise senkrecht oberhalb der Strahlungsquelle 1. Der Kühlluftstrom 14 verlässt die Lufteinlassöffnung 15 in Richtung der Strahlungsquelle 1. Wird die Strahlungsquelle 1 nicht gedreht, stellt sich an deren Oberseite eine deutlich niedrigere Temperatur T1 als an deren Unterseite ein, wo sich die Luftströmung 15 wieder von der Strahlungsquelle 1 ablöst. Dort herrscht die wesentlich höhere Temperatur T2. Dieser Zusammenhang wird durch das Diagramm 16 wiedergespiegelt, das die Zunahme der Temperatur über den halben Umfang der Strahlungsquelle 1 von der Unterseite zur Oberseite darstellt.

Wird die Strahlungsquelle 1 kontinuierlich gedreht, wie es in Fig. 3b) angedeutet ist, stellen sich wesentlich geringere Temperaturdifferenzen zwischen der Ober- und Unterseite der Strahlungsquelle 1 ein. In dem Diagramm 16 über die Temperaturverteilung über den Umfang der kontinuierlich drehenden Strahlungsquelle ist T1 die Temperatur auf der Ober- und T2 die Temperatur auf der Unterseite der Strahlungsquelle, wo sich die Luftströmung ablöst.

Eine Bestrahlungsvorrichtung nach Fig. 4 weist eine wirksame Kühlung für die Unter- und Oberseite der Strahlungsquelle 1 auf. Die in dem Beispiel als UV-Lampe ausgebildete Strahlungsquelle 1 ist in dem Gehäuse 2 drehbar angeordnet. Eine Schneckenwelle 17 des elektrischen Antriebs 9 kämmt mit einem Zahnrad 18, das in einer zentralen Öffnung 19 eines der Enden 7 der Strahlungsquelle 1 aufnimmt.

Der Reflektor 3 besteht aus zwei sich über die gesamte Länge der Bestrahlungsvorrichtung erstreckenden oberen Reflektorelementen 20 sowie zwei unteren Reflektorelementen 21. Die beiden oberen Reflektorelemente 20 enden im Bereich einer gedachten Längsmittelebene durch die Bestrahlungsvorrichtung im Abstand voneinander unter Ausbildung eines Lufteinlassschlitzes 22. Auf der Oberseite des Gehäuses 2 befindet sich ein Zuführungskanal 13 für die Kühlluft. Der Zuführungskanal 13 erstreckt sich zumindest über die gesamte Länge des Lufteinlassschlitzes 22. Er weist an seiner Unterseite eine Kühlluftöffnung 23 auf, die den Lufteinlassschlitz 22 überdeckt. Zwischen dem Lufteinlassschlitz 22 und der Kühlluftöffnung 23 befindet sich ein engmaschiges Strömungssieb 24.

An der rückwärtigen Stirnseite des Zuführungskanals 13 befindet sich ein Einlass 25, über den die Kühlluft in den Zuführungskanal 13 gelangt. Das Strömungssieb 24 vergleichmässigt den Druck der Kühlluft über die gesamte Länge des Lufteinlassschlitzes 22 und bewirkt damit eine gleichmäßige Kühlung der Strahlungsquelle über deren gesamte Länge.

Die üblicherweise auftretende und anhand von Fig. 3 erläuterte Ablösung der Kühlluft von der Strahlungsquelle 1 wird bei der Bestrahlungsvorrichtung nach Fig. 4 wirksam durch einen zusätzlichen Abzugskanal 28 verhindert. Der Abzugskanal 28 befindet sich von der Austrittsöffnung 29 für die Strahlung betrachtet, vor der Strahlungsquelle 1 auf der gedachten Längs-Mittel-Ebene durch die Bestrahlungsvorrichtung. Der Abzugskanal 28 ist integraler Bestandteil einer insgesamt mit 30 bezeichneten, langgestreckten Barriere, die den direkten Strahlengang von der Strahlungsquelle 1 auf das zu bestrahlende Objekt zumindest teilweise ausblendet. Zu diesem Zweck besitzt die Barriere im Querschnitt bogenförmige Reflektorelemente 31, die zusammen eine langgestreckte Mulde bilden, die die Strahlungsquelle 1 teilweise an ihrer Unterseite umgibt.

Die voneinander beabstandeten Reflektorelemente 31 bilden einen Luftauslassschlitz 32, der sich über die gesamte Länge der Strahlungsquelle 1 erstreckt. Der Luftauslassschlitz 32 ist durch ein weiteres Strömungssieb 33 von einer Kühlluftöffnung 34 des Abzugskanals 28 getrennt. Die Kühlluftöffnung 34 erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Länge der Strahlungsquelle 1. Das Strömungssieb 33 bewirkt an dem Abzugskanal 28 ebenfalls eine Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse, allerdings hier des in dem Abzugskanal 28 herrschenden Unterdrucks. Der Unterdruck wird beispielsweise durch eine an der rückwärtigen Stirnseite an einem Auslass 35 des Abzugskanals 28 angeschlossene, nicht dargestellte Vakuumpumpe erzeugt. Er kann jedoch auch durch ein Gebläse erzeugt werden, dessen Saugseite mit dem Abzugskanal und dessen Druckseite mit dem Zuführungskanal verbunden ist. In dem auf diese Weise geschlossenen Kreislauf wird die Kühlluft zusätzlich gefiltert und rückgekühlt.

Aus Fig. 4 ist erkennbar, dass die die Oberfläche der Barriere bildenden Reflektorelemente 31 mit der Oberfläche der Strahlungsquelle 1 einen sich in Richtung des Abzugskanals 28 verjüngenden Spalt 36 ausbilden. Infolgedessen wird der zu beiden Seiten der Strahlungsquelle 1 in den Spalt 36 eintretende Kühlluftstrom 14 beschleunigt und damit dessen Ablösung von der Strahlungsquelle 1 an deren Unterseite wirksam verhindert. Trotz dieser effektiven Kühlung der Unterseite der Bestrahlungsquelle 1 durch den in die Barriere integrierten Abzugskanal 28 kommt es infolge der Wärmeaufnahme des Kühlluftstroms nach wie vor zu einer höheren Temperatur der Strahlungsquelle 1 an deren Unterseite. Obwohl diese Temperaturdifferenz deutlich geringer als bei einer Bestrahlungsvorrichtung nach Fig. 3a ist, ist es zur weiteren Vergleichmäßigung der Temperaturen zweckmäßig, die Strahlungsquelle drehbar anzuordnen und während des Betriebs zu drehen, wie in Fig. 4a) dargestellt.

Die beschriebene Kühlvorrichtung lässt sich jedoch auch in Bestrahlungsvorrichtungen mit statisch angeordneten Strahlungsquellen, wie in Fig. 4b) dargestellt, mit Vorteil einsetzen. Bezugszeichenliste 1 Strahlungsquelle

2 Gehäuse

3 Reflektor

4 Objekt

5 Strahlenverlauf

6 Längsachse

7 Enden

8 Aufnahme

9 Antrieb

10 Pfeil

11 Pfeil

12 Pfeil

13 Zuführungskanal

14 Kühlluftstrom

15 Lufteinlassöffnung

16 Diagramm

17 Schneckenwelle

18 Zahnrad

19 -

20 Obere Reflektorelemente

21 Untere Reflektorelemente

22 Lufteinlassschlitz

23 Kühlluftöffnung

24 Strömungssieb

25 Einlass

26 Rohr

27 Innenwand

28 Abzugskanal

29 Austrittsöffnung

30 Barriere

31 Reflektorelemente

32 Luftauslassschlitz

33 Strömungssieb

34 Kühlluftöffnung

35 Auslass

36 Spalt


Anspruch[de]
  1. 1. Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung von Objekten mit insbesondere ultravioletter und/oder infraroter und/oder sichtbarer elektromagnetischer Strahlung mit einem Gehäuse, das eine auf das zu bestrahlende Objekt ausgerichtete Austrittsöffnung für die elektromagnetische Strahlung aufweist, mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten langgestreckten Strahlungsquelle für die elektromagnetische Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Strahlungsquellen (1) in der Bestrahlungsvorrichtung um ihre Längsachse (6) drehbar angeordnet ist.
  2. 2. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (7) jeder drehbaren Strahlungsquelle (1) in einer drehbaren Aufnahme (8) gehalten werden und mindestens eine der beiden Aufnahmen (8) jeder Strahlungsquelle (1) mit einem Antrieb (9) verbunden ist.
  3. 3. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlungsquellen (1) mit einem gemeinsamen Antrieb (9) verbunden sind.
  4. 4. Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur kontaktlosen Zufuhr der für den Betrieb der Strahlungsquelle (1) erforderlichen Energie aufweist.
  5. 5. Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung von Objekten mit elektromagnetischer Strahlung, mit einem Gehäuse, das eine auf das zu bestrahlende Objekt ausgerichtete Austrittsöffnung für die elektromagnetische Strahlung aufweist, mindestens einer in dem Gehäuse angeordneten langgestreckten Strahlungsquelle für die elektromagnetische Strahlung, wobei die Bestrahlungsvorrichtung mindestens einen Zuführungskanal (13) und mindestens ein Abzugskanal (28) für Kühlgas aufweist, die Kanäle jeweils eine sich in Richtung der langgestreckten Strahlungsquelle (1) über deren Länge erstreckende Kühlgasöffnung (23, 34) aufweisen wobei die Strahlungsquelle (1) zwischen dem Zuführungskanal (13) und dem Abzugskanal (28) angeordnet ist und mindestens eine Gegenfläche die Strahlenquelle (1) unter Ausbildung eines sich in Richtung der Kühlgasöffnung (34) des Abzugskanals verjüngenden Spaltes (36) teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal von dem Innenraum des Gehäuses (2) der Bestrahlungsvorrichtung durch einen Strömungswiderstand (24, 33) getrennt ist und dass einer der Kanäle (13, 28) integraler Bestandteil einer langgestreckten Barriere(30) ist, die den direkten Strahlengang von der Strahlungsquelle (1) auf das zu bestrahlende Objekt (4) zumindest teilweise ausblendet.
  6. 6. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gegenfläche zur Ausbildung des sich verjüngenden Spaltes (36) von der Oberfläche der Barriere oder von zwischen der Barriere und der Strahlungsquelle angeordneten Reflektoren gebildet wird.
  7. 7. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Strahlungsquellen (1) in der Bestrahlungsvorrichtung um ihre Längsachse (6) drehbar angeordnet ist.
  8. 8. Verfahren zum Betrieb einer Strahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der Strahlungsquelle in zeitlichen Abständen richtungsgeändert und/oder unterbrochen wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung jeweils nach einer Teildrehung der Strahlungsquelle um mindestens 180° geändert wird.
  10. 10. Verfahren zum Betrieb einer Strahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle ständig in einer vorgegebenen Richtung gedreht wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Strahlungsquelle eine insbesondere konstante Drehzahl im Bereich von 0,1 bis 0,2 U/s gewählt wird.






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