DE202011104022U1

DE202011104022U1 - infrared Heaters

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Publication number: DE202011104022U1
Application number: DE202011104022U
Authority: DE
Original assignee: ABATEC PRODUCTS GmbH
Current assignee: Sentiotec At GmbH
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2011-09-23
Anticipated expiration: 2021-08-04

Abstract

Infrarotstrahler für die Beheizung einer beheizten Wellnesseinrichtung, welcher eine in einem Gehäuse (4) angeordnete Infrarotstrahlungsquelle (1) aufweist und wobei an der Abstrahlungsseite des Gehäuses (4) zwischen der Infrarotstrahlungsquelle (1) und dem den Infrarotstrahler umgebenden Raum eine Abdeckung (2) aus opak lichtdurlässigem Material angeordnet ist, deren Fläche mindestens zweifach größer ist als die Infrarotlicht abstrahlende Oberfläche der Infrarotstrahlungsquelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle am stärksten im Wellenlängenbereich von 0,78 bis 1,4 μm sendet, dass die Abdeckung (2) durch Glaskeramik gebildet ist und dass der im Gehäuse (4) befindliche Raum zwischen Abdeckung (2) und Strahlungsquelle mit der Umgebung des Gehäuses (4) durch Belüftungsöffnungen (5) verbunden ist.Infrared radiator for heating a heated wellness facility, which has an infrared radiation source (1) arranged in a housing (4) and a cover (2) on the radiation side of the housing (4) between the infrared radiation source (1) and the space surrounding the infrared radiator Opaque light-permeable material is arranged, the area of which is at least twice as large as the infrared light-emitting surface of the infrared radiation source (1), characterized in that the radiation source transmits most strongly in the wavelength range from 0.78 to 1.4 μm, that the cover (2) is formed by glass ceramic and that the space in the housing (4) between the cover (2) and the radiation source is connected to the surroundings of the housing (4) by ventilation openings (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen als Beheizung in einer beheizten Wellnesseinrichtung anzuwendenden Infrarotstrahler, sowie eine dementsprechend ausgestattete beheizte Wellnesseinrichtung. Unter dem Begriff ”Beheizte Wellnesseinrichtung” ist in dieser Schrift eine Infrarotkammer oder eine Saunakammer zu verstehen, in welcher bestimmungsgemäß Menschen Platz nehmen und dort an Luft einer gegenüber äußerer Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur ausgesetzt werden.The invention relates to an infrared radiator to be used as heating in a heated spa device, as well as a correspondingly equipped heated spa device. The term "heated spa device" is to be understood in this document, an infrared chamber or a sauna room in which people take place as intended and are exposed there in air to a relative to external ambient temperature elevated temperature.

Sehr ungefährliche aber doch oftmals wohltuende Infrarotstrahlung im ausschließlich ”fernen IR-Spektralbereich” (langwelliger, vom sichtbaren Spektralbereich weit entfernter Spektralbereich) kann durch Erwärmung sehr großer Flächen auf relativ niedrige Temperaturen (beispielsweise 60°C) hervorgerufen werden. Gegenüber Infrarotstrahlung, welche auch deutlich kurzwelligere Anteile in nennenswerter Intensität enthält ist nachteilig, dass die Wirkung nur langsam fühlbar wird, dass die Eindringtiefe in bzw. unter die Haut sehr niedrig ist und dass wegen der erforderlichen Großflächigkeit Platzprobleme entstehen können.Very harmless but often beneficial infrared radiation in the exclusively "distant IR spectral range" (long-wave, far from the visible spectral range spectral range) can be caused by heating very large areas to relatively low temperatures (for example, 60 ° C). Compared with infrared radiation, which also contains much shorter wavelength components in appreciable intensity is disadvantageous that the effect is slow to feel, that the penetration depth in or under the skin is very low and that space problems can arise because of the required large area.

Intensivere, schnellere und gesundheitlich breitere Wirkung wird mit Infrarotstrahlern erzielt, welche auch im mittleren und nahen IR-Spektralbereich strahlen. Dafür geeignete Strahler operieren mit kleinflächigeren dafür aber sehr heißen Strahlungsquellen, welche pro Oberfläche relativ hohe Strahlungsleistung emittieren. Neben IR-Strahlung emittieren diese Strahler auch Strahlung im sichtbaren Spektralbereich (vorwiegend mit überwiegend rotem Farbeindruck) und oft auch nennenswert Strahlung im nahen UV-Spektralbereich. Diese zusätzlichen Spektralbereiche sind zumeist erwünscht, typischerweise weil damit Farbe und Wirkung des Lichtes den diesbezüglich vorteilhaften Ausprägungen des Sonnenlichtes ähnlicher werden. Dabei kommt es allerdings auch zu Gefahren. Vor allem Licht im nahen Infrarotbereich kann in den Augen zu Schäden führen, da es zwar wie sichtbares Licht in durch die Linse des Auges fokussiertem Zustand an die Netzhaut des Auges geleitet wird, aber nicht wie sichtbares Licht im Fall von zu hoher Intensität einen Schutzreflex des Auges (Blinzeln) auslöst.More intense, faster and broader health effect is achieved with infrared radiators, which also radiate in the middle and near IR spectral range. Suitable spotlights operate with smaller area but very hot radiation sources, which emit relatively high radiation power per surface. In addition to IR radiation, these emitters also emit radiation in the visible spectral range (predominantly with a predominantly red color impression) and often also appreciably radiation in the near UV spectral range. These additional spectral ranges are mostly desirable, typically because the color and the effect of the light are more similar to the advantageous forms of sunlight. However, there are also dangers. In particular, near-infrared light can cause damage to the eyes since, like visible light in a focused state through the lens of the eye, it is directed to the retina of the eye, but not as protective light in the case of excessive intensity Eye (blink) triggers.

In der DE 10 2004 029 195 A1 ist ein in einer beheizten Wellnesseinrichtung einzusetzender Infrarotstrahler beschrieben, welcher eine stabförmige Strahlungsquelle aufweist, welche sich entlang der Brennlinie eines Reflektors erstreckt, welcher als Profil mit parabolischer Querschnittsfläche ausgebildet ist. Reflektor und Strahlungsquelle sind in einem wannenförmigen Gehäuse angeordnet, dessen offene Seite die Abstrahlungsseite des Infrarotstrahler ist und durch eine Quarzglasscheibe abgedeckt ist, welche klar oder opak (also als Milchglas) ausgeführt sein kann. In der stabförmigen Strahlungsquelle sind ein elektrischer Wärmestab als IR-Strahlungsquelle und Strahlungsquellen für sichtbares Licht hintereinander angeordnet. In dem Gerät sind damit zwei getrennte Strahlungsquellen, eine für Infrarotstrahlung und eine für sichtbares Licht enthalten. Damit gelingt es gut sowohl komfortabel sichtbares Licht als auch komfortabel IR-Strahlung zu liefern, ohne in gefährlichem Ausmaß IR-Strahlung im nahen IR-Bereich zu liefern. Nachteilig ist der etwas komplizierte innere Aufbau des Strahlers und dass auf Grund der Gefahr der inneren Überhitzung die Leistung pro Abstrahlungsfläche des Infrarotstrahlers nicht all zu groß sein darf.In the DE 10 2004 029 195 A1 An infrared radiator to be used in a heated spa device is described, which has a rod-shaped radiation source which extends along the focal line of a reflector, which is designed as a profile with a parabolic cross-sectional area. Reflector and radiation source are arranged in a trough-shaped housing, the open side of which is the emission side of the infrared radiator and is covered by a quartz glass, which can be clear or opaque (ie as frosted glass). In the rod-shaped radiation source, an electrical heat bar as IR radiation source and radiation sources for visible light are arranged one behind the other. The device thus contains two separate radiation sources, one for infrared radiation and one for visible light. This makes it possible to comfortably deliver both comfortably visible light and IR radiation without dangerous levels of IR radiation in the near IR range. The disadvantage is the somewhat complicated internal structure of the radiator and that due to the risk of internal overheating, the power per radiating surface of the infrared radiator must not be too large.

Auch die Schriften DE 2313103 A1 , DE 10254277 A1 , DE 196 28 494 A1 , DE 199 42 632 A1 und EP 2 168 632 A2 zeigen Infrarotstrahler für beheizte Wellnesseinrichtungen. Sofern konzentrierte und damit sehr heiße Infrarotstrahlungsquellen verwendet werden, sind die Strahlungsquellen durch Schutzgitter abgedeckt, damit sie nicht berührt werden können. Abgesehen davon, dass diese Gitter optisch unschön aussehen, können als Strahler nur solche eingesetzt werden, welche maximal sehr wenig in dem relativ gefährlichen nahen IR-Spektrum strahlen (sofern die Strahler im Sichtbereich von Menschen eingesetzt werden), da das Schutzgitter gegen dieses Spektrum keinen Schutz bietet. Da in der Strahlungsquelle das Vermeiden des besagten gefährlichen Strahlenspektrums nicht ausreichend gut selektiv gelingt, werden zwangsweise auch Strahlungsspektren vermieden, welche an sich wünschenswert wären.Also the writings DE 2313103 A1 . DE 10254277 A1 . DE 196 28 494 A1 . DE 199 42 632 A1 and EP 2 168 632 A2 show infrared heaters for heated wellness facilities. If concentrated and therefore very hot infrared radiation sources are used, the radiation sources are covered by protective grids so that they can not be touched. Apart from the fact that these grids look visually unattractive, only those can be used as emitters, which radiate very little in the relatively dangerous near IR spectrum (if the emitters are used in the field of view of humans), since the guard against this spectrum no Offers protection. Since avoiding the said dangerous ray spectrum in the radiation source does not succeed sufficiently well selectively, radiation spectra are inevitably avoided, which would be desirable per se.

Von diesem Stand der Technik ausgehend besteht die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe darin, einen als Beheizung einer Wellnesseinrichtung verwendbaren Infrarotstrahler bereitzustellen, welcher neben seiner allgemeinen Heizfunktion Strahlung in einer für die Wellnesseinrichtung vorteilhaften Spektralmischung aus Infrarotstrahlung und sichtbarer Strahlung abgibt, wobei Infrarotlicht im nahen Infrarotbereich maximal in einem ungefährlichen Ausmaß abgegeben werden darf. Gegenüber bekannten Infrarotstrahlern, welche diese Aufgaben schon erfüllen, soll der zu schaffende Infrarotstrahler einfacher aufgebaut sein und eine größere Strahlungsintensität pro Abstrahlungsfläche ermöglichen.Based on this prior art, the object underlying the invention is to provide an infrared radiator which can be used as heating for a wellness device which, in addition to its general heating function, emits radiation in a spectral mixture of infrared radiation and visible radiation which is advantageous for the wellness device, with infrared light in the near infrared range may be delivered to a maximum extent to a harmless extent. Compared to known infrared radiators, which already fulfill these tasks, the infrared radiators to be created should be simpler and allow a greater radiation intensity per radiating surface.

Zum Lösen der Aufgabe wird vorgeschlagen, für den Infrarotstrahler eine Strahlungsquelle und eine dazu passende Abdeckung zu kombinieren, wobei die Strahlungsquelle am stärksten im Spektralbereich des nahen Infrarot (auch ”Infrarot A” genannt, Wellenlängen von 0,78 bis 1,4 μm) sendet, wobei die Abdeckung durch eine opak lichtdurchlässige Glaskeramik gebildet ist, wobei die Abdeckungsfläche mehrfach größer ist als die Abstrahlungsfläche der Strahlungsquelle und wobei der Raum zwischen Abdeckung und Strahlungsquelle mit der Umgebung des Infrarotstrahlers durch Belüftungsöffnungen verbunden ist.To solve the problem it is proposed to combine for the infrared radiator, a radiation source and a matching cover, the radiation source sends the strongest in the spectral range of the near infrared (also called "infrared A", wavelengths of 0.78 to 1.4 microns) wherein the cover is formed by an opaque translucent glass ceramic, wherein the cover surface is several times larger than the radiating surface of the Radiation source and wherein the space between the cover and the radiation source is connected to the surroundings of the infrared radiator through ventilation openings.

Obwohl die verwendete Infrarotstrahlungsquelle bisher für rein technische Anwendungen bekannt war, stellt die nach der Transmission durch die Abdeckung aus opaker Glaskeramik letztendlich an die Umgebung abgegebene Strahlung eine angenehme und wohltuende Spektralmischung dar, welche breite gesundheitsfördernde Wirkung hat, sofort angenehm spürbar ist und auch ein angenehmes sichtbares, rötliches Licht beinhaltet, ohne dass in ihr in gefährlich hoher Intensität bzw. in gefährlich hoher Kollimation (Parallelität) Strahlung im nahen Infrarotspektralbereich vorkommt.Although the infrared radiation source used was previously known for purely technical applications, the radiation emitted after the transmission through the opaque glass ceramic cover finally to the environment is a pleasant and soothing spectral mixture, which has a broad health-promoting effect, is immediately pleasant to the touch and also a pleasant one Visible, reddish light includes, without it in dangerously high intensity or in dangerously high collimation (parallelism) radiation in the near infrared spectral region occurs.

Das Material Glaskeramik ist für Strahlung im nahen Infrarotspektralbereich mit deutlich niedrigerer Transmission (Durchlässigkeit) ausführbar, als übliche Gläser oder Quarzglas, sodass also schon durch das Transmissionsverhalten des Materials Glaskeramik spürbar Strahlung aus dem nahen Infrarotspektralbereich weggefiltert werden. Während übliche Gläser im nahen Infrarotbereich etwa 90% Transmission aufweisen, kann Glaskeramik für diesen Bereich gemittelt mit weniger als 20% Transmission ausgebildet sein.The material glass ceramic can be implemented for radiation in the near infrared spectral range with significantly lower transmission (transmission) than conventional glasses or quartz glass, so that radiation from the near infrared spectral range is noticeably filtered away even by the transmission behavior of the material glass ceramic. While conventional glasses in the near infrared range have about 90% transmission, glass ceramic may be averaged for this range with less than 20% transmission.

Ein weiterer positiver Effekt wird durch die Opazität (”Milchigkeit”) der Abdeckung in Kombination mit der Größe der Abdeckung erreicht. Indem die Abdeckungsfläche vielfach größer ist als die Abstrahlungsfläche der tatsächlichen Strahlungsquelle und indem von der relativ großen Abdeckungsfläche Strahlung diffus abgestrahlt wird, kann auf dem Abbild dieser Fläche auf der Netzhaut eines Auges immer nur eine sehr viel kleinere Lichtintensität auftreten, als dies der Fall sein könnte, wenn von der Abdeckung fokussiert abgestrahlt werden würde, oder wenn bei gleicher Gesamtstrahlungsleistung die Abstrahlungsfläche kleiner wäre.Another positive effect is achieved by the opacity ("milkiness") of the cover in combination with the size of the cover. Since the coverage area is many times larger than the radiation area of the actual radiation source and diffuse radiation is emitted from the relatively large coverage area, only a much smaller light intensity can occur on the image of this area on the retina of an eye than could be the case if focused from the cover would be radiated, or if at the same total radiant power the radiating area would be smaller.

Indem der Raum zwischen Strahlungsquelle und Abdeckung durch Umgebungsluft durchflutbar ist, wird der den Infrarotstrahler umgebende Raum zusätzlich zur Wirkung durch die Infrarotstrahlung auch durch Wärmekonvektion erwärmt. Bei üblichen Beleuchtungskörpern ist es im Allgemeinen ein Nachteil, wenn ein hoher Anteil der zugeführten (elektrischen) Energie nicht durch elektromagnetische Strahlung sondern durch Konvektionswärme abgeführt wird. Im vorliegenden Anwendungsfall in einer beheizten Wellnesseinrichtung ist dieser Effekt aber durchaus vorteilhaft nutzbar, weil damit eine weitere Beheizung eingespart werden kann.Since the space between the radiation source and the cover can be flooded by ambient air, the space surrounding the infrared radiator is also heated by heat convection in addition to the effect of the infrared radiation. In common lighting fixtures, it is generally a disadvantage if a high proportion of the supplied (electrical) energy is dissipated not by electromagnetic radiation but by convection heat. In the present application in a heated spa device, however, this effect can be used to advantage, because it can be used to save further heating.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Strahlungsquelle eine Infrarot-Halogen-Lampe. Derartige Lampen sind bekanntermaßen problemlos darauf einstellbar, Strahlung im erwünschten Spektrum zu liefern. Zudem sind sie sehr rasch auf Betriebstemperatur bringbar, gut steuerbar (zu dimmen), und bei konstant guter Funktion sehr langlebig.In an advantageous embodiment, the radiation source is an infrared halogen lamp. Such lamps are known to be easily adjustable to provide radiation in the desired spectrum. In addition, they are very quickly brought to operating temperature, easy to control (dimming), and with a constant good function very durable.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Opazität der Abdeckung aus Glaskeramik herbeigeführt, indem der an sich klaren Schmelze des zu Grunde liegenden Glasmaterials ein weißlich trübendes Mittel beigemischt ist. Gegenüber Herbeiführung der Opazität durch oberflächliches Aufrauen oder Beschichten mit einer Folie ist damit eine bessere Spektralfiltereigenschaft und viel bessere Robustheit erreichbar. Als trübende Mittel sind die gleichen Mittel verwendbar, welche für das Trüben von herkömmlichen Gläsern durch Beimischung verwendet werden.In an advantageous embodiment, the opacity of the cover made of glass-ceramic is brought about by admixing the per se clear melt of the underlying glass material with a whitish clouding agent. Compared to providing the opacity by surface roughening or coating with a film is thus a better spectral filter property and much better robustness achievable. As opacifying agents, the same agents used for blending conventional glasses with admixture can be used.

Glaskeramiken sind bekanntlich Werkstoffe die aus Glasschmelzen hergestellt werden, wobei die Kristallisation so gesteuert wird, dass das Material einen teils polykristallinen, einen teils glasigen und einen teils keramischen Zustand aufweist. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass das entstehende Material einen deutlich niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen kann, als es aufweisen würde, wenn es durchgehend glasig wäre. Für den vorliegenden Anwendungsfall reicht es im Allgemeinen aus, wenn der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient weniger als 1 μm/mK (”Mikrometer pro Meter und Kelvin”) beträgt. Durch den relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist die Gefahr von Brüchen durch Wärmespannungen vermieden. Quarzglas hat an sich auch einen derart kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten, ist aber bezüglich des Transmissionsverhaltens für Wärmestrahlung für den vorliegenden Anwendungsfall nicht so vorteilhaft wie Glaskeramik.Glass ceramics are known to be produced from glass melts, wherein the crystallization is controlled so that the material has a partly polycrystalline, a partly glassy and a partly ceramic state. Of particular importance is that the resulting material may have a significantly lower coefficient of thermal expansion than it would have if it were glassy throughout. For the present application, it is generally sufficient if the linear thermal expansion coefficient is less than 1 μm / mK ("micrometers per meter and Kelvin"). The relatively small coefficient of thermal expansion avoids the risk of fractures due to thermal stresses. Quartz glass also has such a small coefficient of thermal expansion per se, but is not as advantageous with respect to the transmission behavior for thermal radiation for the present application as glass-ceramic.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung veranschaulicht:The invention is illustrated by means of a drawing:

1: zeigt in perspektivischer Ansicht etwas stilisiert einen beispielhaften erfindungsgemäßen Infrarotstrahler. Aus Sichtbarkeitsgründen ist die Abdeckung 2 nur durch ein kleines Teilstück ihrer Gesamtfläche symbolisiert. 1 : shows a perspective view somewhat stylized an exemplary infrared radiator according to the invention. For visibility reasons, the cover 2 symbolized only by a small portion of their total area.

Gemäß 1 ist die Strahlungsquelle 1 eine stabförmige sehr längliche Infrarot-Halogen-Lampe. Die Strahlungsquelle 1 ist in einem parallel zu ihr verlaufenden, länglich wannenförmigen Gehäuse 4 untergebracht, dessen beiden stirnseitigen Wände durch als Schlitze ausgeführte Belüftungsöffnungen 5 unterbrachen sind. Die Öffnungsfläche des wannenförmigen Gehäuses 4 ist durch die Abdeckung 2 aus opak lichtdurchlässiger Glaskeramik abgedeckt. Zwischen der Mantelfläche der Gehäusewanne und der Strahlungsquelle 1 ist eine Reflektorfläche 3 angeordnet, welche die Form eines flachen U-Profils aufweist zur Strahlungsquelle 2 und zur Längsrichtung des wannenförmigen Gehäuses 3 parallel liegt und die Strahlungsquelle 1 teilweise umfasst ohne an ihr anzuliegen.According to 1 is the radiation source 1 a rod-shaped very elongated infrared halogen lamp. The radiation source 1 is in a parallel to her running, elongated trough-shaped housing 4 accommodated, whose two end-side walls designed as slots ventilation openings 5 are interrupted. The opening area of the trough-shaped housing 4 is through the cover 2 covered by opaque translucent glass ceramic. Between the jacket surface of the housing pan and the radiation source 1 is a reflector surface 3 arranged, which take the form of a flat U-profile has to the radiation source 2 and to the longitudinal direction of the trough-shaped housing 3 is parallel and the radiation source 1 partly without being attached to it.

Die gestreckte längliche Bauweise ist leicht herstellbar. Indem an zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 4 Belüftungsöffnungen 5 angebracht sind, ist das Gehäuse gut mit Luft durchfließbar, womit auch Wärme gut abführbar ist. Bevorzugt ist der Infrarotstrahler mit vertikal oder zumindest stark geneigter Längsrichtung in einer beheizten Wellnesseinrichtung anzubringen, da dabei die Luftkonvektion durch das Gehäuse 4 besonders stark ist.The stretched elongated design is easy to produce. By on two opposite sides of the housing 4 vents 5 are attached, the housing is well flowed through with air, which also heat is easily dissipated. Preferably, the infrared radiator with vertically or at least strongly inclined longitudinal direction in a heated Wellnesseinrichtung to install, since doing the air convection through the housing 4 is particularly strong.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004029195 A1 [0004]
DE 2313103 A1 [0005]
DE 10254277 A1 [0005]
DE 19628494 A1 [0005]
DE 19942632 A1 [0005]
EP 2168632 A2 [0005]

Claims

Infrared radiator for heating a heated wellness device, which is one in a housing ( 4 ) arranged infrared radiation source ( 1 ) and wherein on the radiation side of the housing ( 4 ) between the infrared radiation source ( 1 ) and the space surrounding the infrared radiator a cover ( 2 ) is arranged from opaque lichtdurlässigem material whose surface is at least two times larger than the infrared light radiating surface of the infrared radiation source ( 1 ), characterized in that the radiation source sends the strongest in the wavelength range of 0.78 to 1.4 microns that the cover ( 2 ) is formed by glass ceramic and that in the housing ( 4 ) space between cover ( 2 ) and radiation source with the environment of the housing ( 4 ) through ventilation openings ( 5 ) connected is.

Infrared radiator according to claim 1, characterized in that the cover ( 2 ) is formed from a glass ceramic surface, the transmission of electromagnetic radiation in the wavelength range of 0.78 to 1.4 microns averaged less than 20%.

Infrared radiator according to claim 1 or claim 2, characterized in that the infrared radiation source ( 1 ) is an infrared halogen lamp.

Infrared radiator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the housing ( 4 ) on opposite sides ventilation openings ( 5 ) having.

Infrared radiator according to claim 4, characterized in that the infrared radiation source ( 1 ) is rod-shaped elongated that the housing ( 1 ) is elongated trough-shaped and that the ventilation openings ( 5 ) at the two end sides of the housing ( 1 ) are arranged.

Heated spa device, characterized in that it contains at least one infrared radiator according to one of claims 1 to 5.

Heated Wellnesseinrichtung according to claim 6 and claim 5, characterized in that the at least one infrared radiator is arranged so that its longitudinal direction is aligned vertically.