DE69625533T2 - Filmtrocknungsvorrichtung mit Luftröhren mit gleichmäßiger Luftströmung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein eine Filmtrocknungsvorrichtung zum Trocknen lichtempfindlichen Films nach Abschluss eines Filmentwicklungsprozesses.
• Die Erfindung betrifft insbesondere eine Filmtrocknungsvorrichtung mit einer Vielzahl stirnseitig gespeister Luftröhren, die eine gleichmäßige Luftaustrittsströmung erzeugen.
• Filmtrocknungsvorrichtungen werden zum Trocknen lichtempfindlichen Films nach Abschluss eines Nassentwicklungsprozesses bereits in herkömmlichen fotografischen Entwicklungssystemen eingesetzt. Dabei wird der lichtempfindliche Film von einem Transportmechanismus mit einer Vielzahl von Rollen durch die Filmtrocknungsvorrichtung transportiert. Wie in US-A-5 231 774 gezeigt, führen die Rollen den lichtempfindlichen Film an einer Vielzahl von Luftröhren oder -kammern vorbei, die jeweils mit einem in Längsrichtung verlaufenden Luftauslasskanal versehen sind. Um eine gleichmäßige Luftströmung über die Länge der Auslasskanals zu erzielen, wird die Luftröhre im Allgemeinen so ausgeführt, dass sie sich von einem Einlassende, durch das die Trocknungsluft zugeführt wird, zu einem gegenüberliegenden geschlossenen Ende oder Auslassende hin verjüngt. Ferner ist die Verwendung von Luftdiffusoren in Tragflächen an der Unterseite einer Materialbahn, die in einem Schwebezustand gehalten werden soll, aus EP-A-0 438 235 bekannt.
• Um eine einwandfreie Trocknung des lichtempfindlichen Films zu gewährleisten, ist es besonders wünschenswert, eine sowohl in der Menge als auch in der Richtung gleichförmige Strömung der Trocknungsluft zu erzeugen. Eine nicht gleich bleibende oder ungleichförmige Luftströmung kann dazu führen, dass Teile des lichtempfindlichen Films zu stark oder zu schwach mit der Trocknungsluft beaufschlagt werden, was Probleme, wie zum Beispiel Veränderungen des Filmglanzes (definiert als Maß der Spiegelung oder Bündelung der Oberflächenreflexion) in der Form eines zu hohen Glanzes oder in der Form von Mustern, wie zum Beispiel Streifen oder Flecken unterschiedlichen Glanzes, verursachen kann. Ein die gewünschte gleichförmige Luftströmung aus dem Auslasskanal darstellendes Vektorfeld würde daher im Idealfall aus einer Vielzahl paralleler Vektoren gleichförmiger Länge senkrecht zum Auslasskanal bestehen.
• Es hat sich jedoch gezeigt, dass herkömmliche Luftröhren eine in Richtung und Menge ungleichförmige Strömung über die Länge der Luftröhre zulassen, wenn die Luft auf ihrem Wege vom Röhreneinlass zum Auslasskanal gezwungen ist, ihre Richtung im rechten Winkel zu ändern. Die der Luftröhre zugeführte Luft steht unter Druck und will den Weg des geringsten Widerstandes einschlagen. Die Luft ist daher bestrebt, den Auslasskanal in einem Winkel zu verlassen. Außerdem tritt der höchste Staudruck an dem dem Rohreinlass abgewandten Ende der Luftröhre auf, was Ungleichförmigkeiten erzeugt, die ihrerseits ungleichförmige Trocknungsmuster auf dem lichtempfindlichen Film verursachen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine in Anspruch 1 definierte Luftröhre für den Einsatz in einer Filmtrocknungsvorrichtung zu schaffen, die eine in Größe und Richtung gleichförmige Auslassluftströmung erzeugt, um den Wirkungsgrad der Trocknung zu maximieren, sowie ein in Anspruch 7 definiertes Filmentwicklungssystem.
• Die Luftröhre lässt sich problemlos in ein Filmentwicklungssystem integrieren, das eine Vielzahl von Entwicklungstanks, eine Filmtrocknungsvorrichtung mit einer Vielzahl dieser Luftröhren und einen Mechanismus zum Transportieren eines lichtempfindlichen Films durch die Entwicklungstanks in die Filmtrocknungsvorrichtung aufweist. Die Luft verlässt dabei die Luftröhre in einer Richtung, die senkrecht zu einer von dem Luftauslassschlitz definierten Ebene verläuft, über die gesamte Länge des Schlitzes und in gleichförmiger Menge.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht eines Filmentwicklungssystems mit einer erfindungsgemäßen Filmtrocknungsvorrichtung;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht die Filmtrocknungsvorrichtung nach Entfernung der meisten Führungsrollen und Luftröhren;
• Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Luftröhre der in der in Fig. 2 abgebildeten Filmtrocknungsvorrichtung verwendeten Art;
• Fig. 4 die Luftströmungsöffnungen in der in Fig. 3 dargestellten einzelnen Luftröhre;
• Fig. 5 eine Querschnittsansicht der in Fig. 3 dargestellten Luftröhre;
• Fig. 6-10 Beispiele unterschiedlicher Öffnungsgeometrien, die in dem in Fig. 3 dargestellten Luftdiffusor verwendet werden können; und
• Fig. 11 eine weitere Ausführungsform mit einer rechteckigen Luftröhre.
• Das in Fig. 1 dargestellte Filmentwicklungssystem weist einen Filmtransportmechanismus 8 über einem Entwicklertank 10, einem Fixiermitteltank 12 und einem Wässerungstank 14 auf Der Filmtransportmechanismus 8 ist herkömmlich ausgeführt und weist eine Vielzahl von Rollen auf, die dazu dienen, einen in eine Filmeinlassöffnung 6 eingeschobenen lichtempfindlichen Film während eines Filmentwicklungsprozesses in den Entwicklertank 10, aus dem Entwicklertank 10 zu dem Fixiermitteltank 12 und aus dem Fixiermitteltank 12 zu dem Wässerungstank 14 zu führen. Nach dem Durchlauf durch den Wässerungstank 14 führt der Transportmechanismus 8 den lichtempfindlichen Film in eine Filmtrocknungsvorrichtung 16 mit einer Vielzahl von Führungsrollen 18 und stirnseitig gespeisten Luftröhren 20. Die Führungsrollen 18 führen den lichtempfindlichen Film an den Luftauslasskanälen der stirnseitig gespeisten Luftröhren 20, welche die Trocknungsluft wie von den Pfeilen in Fig. 1 gezeigt auf den lichtempfindlichen Film lenken, vorbei zu einer Filmauslassöffnung 22. Ein Luftgebläse 24 versorgt ein Verteilungssystem der Filmtrocknungsvorrichtung 16, an dem die Luftröhren 20 befestigt sind, mit Warmluft. Regenerierungspumpen 26 pumpen Regenerierungsentwickler- und -fixiermittellösungen hoher Konzentration aus einem Entwicklerregenerierungstank und einem Fixiermittelregenerierungstank (nicht dargestellt) in den Entwicklertank 10 bzw. den Fixiermitteltank 12. Heiß- und Kaltwasserleitungen (nicht dargestellt) mit entsprechenden Regulierventilen versorgen den Wässerungstank 14 mit Wasser der richtigen Temperatur. Das Entwicklungssystem wird von einem Regler 32 mit Instrumenten zur Überwachung der Temperatur der Lösungen in den Entwickler-, Fixiermittel- und Wässerungstanks 10-14 und der Temperatur in der Filmtrocknungsvorrichtung 16 gesteuert.
• Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Filmtrocknungsvorrichtung 16 nach Entfernung der meisten Führungsrollen 18 und Luftröhren 20. Die Luftröhren 20 sind jeweils mit einem Lufteinlassende 21 an einem Auslasskanal 36 eines Luftverteilungssystems 34, dem über einen Lufteinlass 38 von dem Gebläse 24 Trocknungsluft zugeführt wird, und an einem dem Lufteinlassende gegenüberliegenden geschlossenen Ende 23 an Befestigungspfosten 37 in einer Seitenplatte 39 befestigt. Wie in Fig. 3 detaillierter dargestellt, weisen die Luftröhren 20 ein sich herkömmlich über seine Länge verjüngendes Hauptrohr 40 und einen länglichen Luftauslasskanal 42 mit einem sich über dessen Länge erstreckenden Luftauslassschlitz 44 auf. Ein innerer Luftdiffusor 46 ist zwischen dem Hauptrohr 40 und dem Luftauslasskanal 42 angeordnet. Der innere Luftdiffusor kann in einen Schlitz in der Seite der Luftröhre 20 eingeführt werden und ist in der Darstellung in Fig. 3 teilweise eingeführt. Der innere Luftdiffusor 46 ist mit einer Vielzahl von Luftströmungsöffnungen 48 versehen, die vorzugsweise als Rechtecke mit den Abmessungen 22,9 · 6,4 mm (0.90 · 0.25 inch) ausgebildet sind, wie in Fig. 4 gezeigt. Für die Strömungsöffnungen 48 können auch andere Abmessungen und Geometrien verwendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Länge der Strömungsöffnungen 48 in der Richtung, in der die Luft in die Luftröhre einströmt, nicht mehr als etwa das Dreifache der Dicke des Luftdiffusors 46 betragen sollte, weil bei größeren Längenverhältnissen als 3 : 1 erfahrungsgemäß eine Leistungsverschlechterung eintritt. Im Betrieb wird dem Hauptrohr 40 am Lufteinlassende 21 der Luftröhre 20 Warmluft aus dem Luftverteilungssystem 34 zugeführt, die dann aus dem Hauptrohr 40 durch den inneren Luftdiffusor 46 in den Luftauslasskanal 42 gelangt und durch den Luftauslassschlitz 44 gleichförmig senkrecht zu einer durch die Länge und Breite des Luftauslassschlitzes 44 definierten senkrechten Ebene austritt.
• Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht der in Fig. 3 dargestellten Luftröhre 20. Die Luft wird beim Durchströmen des inneren Luftdiffusors 46 im Wesentlichen in eine Vielzahl von Strahlströmen aufgeteilt. Um die Strahlströme beim Austritt aus dem Luftauslassschlitz 44 des Luftauslasskanals 42 wieder zu einem durchgehenden Luftvorhang zu vereinen, werden die Luftströmungsöffnungen 48 gegenüber dem Luftauslassschlitz 44 vorzugsweise versetzt angeordnet, damit die von den Luftströmungsöffnungen 48 gebildeten Strahlströme vorzugsweise auf gekrümmte Seitenwände 50 (abgewinkelte flache Oberflächen sind ebenfalls möglich) des Luftauslasskanals 42 treffen und vor dem Austritt aus dem Luftauslassschlitz 44 wieder zusammengeführt werden. Es wird angenommen, dass eine viskose Strömung durch die einzelnen Luftströmungsöffnungen 48 möglich ist, solange diese gegenüber der Mittellinie des Luftauslassschlitzes 44 beabstandet sind und eine genügend große Fläche aufweisen. Die Strömung wird daher von Reibungsverlusten statt von der Trägheit beherrscht, was das Zusammenführen der Strahlströme begünstigt.
• Die durch den Einsatz der Luftröhren 20 erzielten Ergebnisse hängen von einer Reihe veränderlicher Größen einschließlich der Geometrie der Luftröhren 20, der Geometrie des Luftdiffusors 46 und des Abstands des Luftdiffusors 46 von dem Luftauslassschlitz 44 der Luftröhre 20 ab. Annehmbare Ergebnisse werden nur dann erzielt, wenn Muster der Luftströmungsöffnungen 48 nicht auf dem zu trocknenden Film oder einer simulierten Filmfläche (beispielsweise einem einer bekannten thermischen Belastung ausgesetzten Flüssigkeitskristall-Plattenmaterial) erscheinen können, die Luft aus dem Luftauslassschlitz 44 senkrecht zur Filmebene (d. h. parallel zu einer durch den Luftauslassschlitz definierten Ebene) austritt, der Staudruck über die Länge des Luftauslassschlitzes 44 konstant ist, die durch den Luftdiffusor 46 verursachte Drosselung vernachlässigt werden kann und die Ergebnisse über den gesamten in der Praxis zu erwartenden Strömungsgeschwindigkeitsbereich von 30,8 bis 744 cm³/s (2-50 cfm) möglichst keine Schwankungen aufweisen. Eine optimale Leistung wurde mit der Kombination aus dem sich verjüngenden Hauptrohr 40 und dem gekrümmten Auslasskanal 42 erzielt, obwohl auch andere Geometrien durchaus geeignet sind. Fehler wurden bei beliebigen Strömungsgeschwindigkeiten erst dann beobachtet, wenn der seitliche Abstand der Luftströmungsöffnungen 48 von dem Luftauslassschlitz 44 (X) auf null reduziert wurde und der Abstand zwischen den einzelnen Luftströmungsöffnungen 3,18 mm (0.125 inch) überstieg. Nicht annehmbare Ergebnisse wurden dagegen bei Wahl eines Längenverhältnisses von 2,29 · 6,35 mm (0.09 · 0.250 inch) für die Luftströmungsöffnungen beobachtet, wenn X = 0 war und der Abstand des Luftauslassschlitzes 44 von dem Luftdiffusor 46 (Y) bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten auf 12,7 mm (0.50 inch) oder weniger und die Dicke des Luftdiffusors 46 auf 0,64 mm (0.025 inch) oder weniger reduziert wurde. Es wurde außerdem untersucht, ob die Strömung in der Luftröhre im gesamten praktischen Luftförderbereich von 30,8 bis 774 cm³/s/Röhre (2-50 cfm/Röhre) im viskosen (laminaren) Bereich bleiben würde. Die Untersuchung ergab, dass die Luftröhren 20 im laminaren Strömungsbereich bleiben. Bei steigender Temperatur sinkt die Reynoldsche Zahl noch mehr. Praktische Versuche ergaben ebenfalls, dass sich die Leistung der Röhre im gesamten genannten Strömungsbereich bei stärkerer Mischung oder Turbulenz verbessert. Tabelle 1 zeigt die für eine Luftröhre 20 am Lufteinlassende 21, den Luftströmungsöffnungen und dem Luftauslassschlitz 44 bei einer Temperatur von 25,6 Grad Celsius (78 Grad Fahrenheit), einer Dichte von 0,001182198 g/cm³ und einer Viskosität von 0,000183797 Poise erzielten Versuchsergebnisse. Tabelle 2 zeigt die bei einer Temperatur von 60 Grad Celsius (140 Grad Fahrenheit), einer Dichte von 0,001060187 g/cm³ und einer Viskosität von 0,000199914 Poise erhaltenen Versuchsergebnisse.
TABELLE 1 LUFTEINLASS Abmessungen:
• Höhe 25,4 mm (1.00 in.)
• Breite 27,9 mm (1.098 in.)
• Einlassdurchmesser 26,6 mm (1.047 in.)
• Gesamtfläche 7,08 cm² (1.098 sq. in.) Strömung am Lufteinlass:
LUFTSTRÖMUNGSÖFFNUNGEN (insgesamt 235) Abmessungen:
• Höhe 6,35 mm (0.250 in.)
• Breite 2,29 mm (0.090 in.)
• Einlassdurchmesser 3,35 mm (0.132 in.)
• Gesamtfläche (alle 235 Öffnungen) 34,11 cm² (5.288 sq. in.) Strömung an den Luftströmungsöffnungen:
LUFTAUSLASSSCHLITZ Abmessungen:
• Höhe 1,52 mm (0.060 in.)
• Breite 457,2 mm (18.00 in.)
• Einlassdurchmesser 3,05 mm (0.120 in.)
• Gesamtfläche 6,97 cm² (1.080 sq. in.) Strömung am Luftauslassschlitz:
TABELLE 2 LUFTEINLASS Abmessungen:
• Höhe 25,4 mm (1.00 in.)
• Breite 27,9 mm (1.098 in.)
• Einlassdurchmesser 26,6 mm (1.047 in.)
• Gesamtfläche 7,08 cm² (1.098 sq. in.) Strömung am Lufteinlass:
LUFTSTRÖMUNGSÖFFNUNGEN (insgesamt 235) Abmessungen:
• Höhe 6,35 mm (0.250 in.)
• Breite 2,29 mm (0.090 in.)
• Einlassdurchmesser 3,35 mm (0.132 in.)
• Gesamtfläche (alle 235 Öffnungen) 34,11 cm² (5.288 sq. in.) Strömung an den Luftströmungsöffnungen:
LUFTAUSLASSSCHLITZ Abmessungen:
• Höhe 1,52 mm (0.060 in.)
• Breite 457,2 mm (18.00 in.)
• Einlassdurchmesser 3,05 mm (0.120 in.)
• Gesamtfläche (alle 235 Öffnungen) 6,97 cm² (1.080 sq. in.) Strömung am Luftauslassschlitz:
• Die Erfindung wurde hier anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der folgenden Ansprüche möglich sind. Form und Größe der Öffnungen können zum Beispiel problemlos verändert werden. So sind beispielsweise in Fig. 6 -10 Luftdiffusoren in verschiedenen Ausbildungen dargestellt, die sich für Luftröhren mit einem Lufteinlass von 9,69 cm² (1.503 sq. in.) und einem Luftauslasskanal mit den Abmessungen 1,52 · 457,2 mm (0.06 · 18 in.) als annehmbar erwiesen haben. Die in Fig. 6-10 dargestellten Luftströmungsöffnungen haben folgende Abmessungen: (in mm) 6,35 · 3,18, 6,35 · 1,57, 3,18 · 3,18, 1,52 · 3,81 und 3,81 · 1,52 ((in inch) 0.25 · 0.125, 0.25 · 0.062, 0.125 · 0.125, 0.06 · 0.150 and 0.150 · 0.06). Es können jedoch auch nicht-rechteckige Öffnungen verwendet werden. Für den Luftdiffusor kann anstelle eines einzelnen Lochblechs auch eine Lamellengruppe, ähnlich den Leitschaufeln einer Turbine oder den Lamellen einer Jalousie, verwendet werden.
• Auch die Form der Luftröhre kann problemlos verändert werden. So zeigt beispielsweise Fig. 11 die Befestigung einer im Wesentlichen rechteckigen Luftröhre 52 an einem Luftverteilungssystem 54. Bei dieser Ausführungsform ist ein Luftdiffusor 56 unter einem Winkel in der rechteckigen Luftröhre 52 angeordnet. Die oberen und unteren Kanten des Luftdiffusors 56 sind hier kammartig mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 58 ausgebildet, obwohl auch Luftdiffusoren der vorher erörterten Ausführungen verwendet werden können. Beim Einlegen des Luftdiffusors 56 in die Luftröhre 52 berühren die Vorsprünge 58 die oberen und unteren Wandungen der Luftröhre 52 und bilden dadurch rechteckige Luftströmungsöffnungen 60. Aus einem Auslasskanal 62 des Luftverteilungssystems in die Luftröhre 52 strömende Luft trifft auf die Luftströmungsöffnungen 60 und wird 90 Grad abgelenkt. Die Luft tritt daher aus den Luftströmungsöffnungen 60 in einer Richtung aus, die senkrecht zu der Richtung verläuft, in der die Luft in die Luftröhre 52 einströmt.
• Wie ebenfalls in Fig. 11 dargestellt, wird im Innern des Luftverteilungssystems 54 vorzugsweise auch ein Luftdiffusor 64 für das Verteilungssystem 54 vorgesehen. Der Luftdiffusor 64 für das Verteilungssystem ist so abgewinkelt, dass der Abstand zu den Auslasskanälen 62 des Verteilungssystems an dem Ende des Luftverteilungssystems 54, an dem die Luft einströmt, am kleinsten und der Abstand zu den Auslasskanälen 62 des Verteilungssystems am gegenüberliegenden Ende des Luftverteilungssystems 54 am größten ist. Die Bereitstellung des Luftdiffusors 64 für das Verteilungssystem gewährleistet eine gleichförmige Luftströmung durch alle Auslasskanäle 56 des Verteilungssystems.
• Die Erfindung eignet sich besonders zur Erzeugung einer gleichförmigen Trocknungsluftströmung in einer Trocknungsvorrichtung für lichtempfindlichen Film. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Anwendung begrenzt, sondern kann auch in andere Vorrichtungen zum Trocknen anderer Materialien einschließlich nicht- lichtempfindlicher Materialbahnen oder Film integriert werden.

Claims (8)

1. Luftröhre mit

- einem lang gestreckten Hauptrohr (40), das ein offenes Lufteinlassende und ein diesem gegenüberliegendes geschlossenes Ende aufweist;

- einem Luftauslasskanal (42), der zwischen den Enden an das Hauptrohr (40) angrenzt und einen Luftauslassschlitz (44) sowie zwei nach innen gebogene Seitenwände (50) umfasst, die sich zwischen dem Luftauslassschlitz und dem Hauptrohr erstrecken, und

- einem Luftdiffusor (46), der zwischen dem Hauptrohr (40) und dem Luftauslasskanal (42) angeordnet ist und eine Vielzahl von Luftströmungsöffnungen (48) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Öffnungen von der Mittellinie des Luftauslassschlitzes entfernt und zu beiden Seiten bezüglich der Mittellinie angeordnet sind, und dass sie eine Länge haben, die sich in einer im wesentlichen parallel zur längsten Abmessung des Hauptrohres verlaufenden Richtung erstreckt und höchstens dreimal so groß ist wie die Dicke des Luftdiffusors.

2. Luftröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdiffusor derart angeordnet ist, dass er dem Luftauslassschlitz am offenen Lufteinlassende am nächsten und vom Luftauslassschlitz am geschlossenen Ende am weitesten entfernt ist.

3. Luftröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdiffusor eine Dicke aufweist, die geringer ist als 6,35 mm (0,25 inch) oder diesem Wert entspricht.

4. Luftröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmungsöffnungen einen Abstand von höchstens 3,175 mm (0,125 inch) haben.

5. Luftröhre nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmungsöffnungen eine Weite von 0,223 mm (0,090 inch) und eine Länge von 6,35 mm (0,250 inch) haben.

6. Luftröhre nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmungsöffnungen im wesentlichen rechtwinklig sind.

7. Filmentwicklungssystem mit

- einer Vielzahl von Entwicklungstanks (10, 12, 14); einer Filmtrocknungsvorrichtung (16) und Mitteln (8) zum Transportieren eines lichtempfindlichen Films durch die Entwicklungstanks und in die Filmtrocknungsvorrichtung; wobei die Filmtrocknungsvorrichtung (16) umfasst:

- ein Luftverteilungssystem (34) mit einem Lufteinlass (38) und einer Vielzahl von Auslasskanälen (36), gekennzeichnet durch

- eine Vielzahl von Luftröhren (20) gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die Luftröhren mit dem Luftverteilungssystem an entsprechenden Auslasskanälen verbunden sind.

8. Filmentwicklungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftverteilungssystem Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von zwischen 30,8 bis 744 cm³/sec (2 bis 50 feet³/min) transportiert.