EP2031330A2 - Device for radiating a substrate with UV-rays - Google Patents
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- EP2031330A2 EP2031330A2 EP08162491A EP08162491A EP2031330A2 EP 2031330 A2 EP2031330 A2 EP 2031330A2 EP 08162491 A EP08162491 A EP 08162491A EP 08162491 A EP08162491 A EP 08162491A EP 2031330 A2 EP2031330 A2 EP 2031330A2
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- European Patent Office
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- lamp
- closure
- housing
- cooling
- cooling gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/60—Cooling arrangements characterised by the use of a forced flow of gas, e.g. air
- F21V29/65—Cooling arrangements characterised by the use of a forced flow of gas, e.g. air the gas flowing in a closed circuit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
- B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
- B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
- B41F23/044—Drying sheets, e.g. between two printing stations
- B41F23/045—Drying sheets, e.g. between two printing stations by radiation
- B41F23/0453—Drying sheets, e.g. between two printing stations by radiation by ultraviolet dryers
Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
- Such a device is made of numerous documents, such as EP-0985 121 , known. This device has proven relatively good in many applications. However, on several occasions you want a safer irradiation result, but also more intensive cooling and - last but not least - a more compact design.
- the present invention has the object of providing a device of the type mentioned in such a way that, if possible, safer or more efficient irradiation result, but above all a more intense cooling and - not least - also allows a more compact design. This is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
- a particularly effective cooling is achieved when it is ensured that cooling air is formed in the region of the heat source to a cooling air flow, but there is often a movable shutter for controlling the irradiation time is used, but in turn prevented by its space requirement, there also accommodate conveyors for the cooling air.
- a second step to provide the shutter with a drive and with the aid of which to rotate about the longitudinal axis of the UV lamp, for example a so-called medium-high-pressure mercury radiator along a rotational path, succeeds in any case very compact design.
- this idea led to the idea of this rotatable one Part could itself be used as a kind of centrifugal pump for the cooling air.
- at least a part of the closure is provided with conveying wings for the cooling gas, he also fulfills the function of a fan for air distribution, which is very effective because of its structurally tight arrangement and therefore optimizes the cooling.
- the closure has two closure wings rotating in opposite directions of rotation so that the opening of the closure results in the course of the rotation of the two closure wings.
- This opposite movement leads to an advantageous opening of the shutter in the manner of a diaphragm, namely with a symmetrical movement of an optical, extending through the outlet side of the housing axis.
- cooling gas it will generally be air, although the use of other gases, such as an inert gas, e.g. Nitrogen, should not be excluded in the invention.
- a flow divider arrangement which subdivides the cooling gas flow generated by the rotating shutter into at least two flow sections, one of which can be supplied by this arrangement of the UV lamp, whereas a further section can preferably be supplied to a wall cooled by a cooling fluid ,
- This latter, preferred feature may additionally or alternatively be replaced by another feature, namely that of the other Section of the cooling gas flow in a cycle back or discharged to the outside.
- there is a mixing of the cold and the heated air which avoids overheating of the same as well as the parts coming into contact with it or allows cooling of exhaust air or circulating air.
- the invention also relates to a lamp according to claims 11 and 12, which is of particular importance for the device according to the invention, although it can also be used for other purposes. It has been found that the measurement of the temperature in other places is subject to great fluctuations, whereby any control or regulation is inefficient. This disadvantage is eliminated in the inventive lamp.
- the invention relates to a control method according to claim 13, which takes into account that changed surface properties of a system to be cooled changes the absorption or reflection behavior of the components.
- This is one of these, in itself of the above device also independent but there above all applicable with good success, invention underlying insight. It has been shown that in a merely predetermined (instead of in each case predetermined) temperature by IR absorption (which is the integrative effect of temperature-dependent systems and regulations) on the relevant components, the amount of air in an undesirable manner and thus increases the UV lamp is massively supercooled. This can reduce the efficiency and lifetime of the system.
- the predetermined temperature value is adapted according to a predetermined curve, which results in an increased efficiency and a longer service life.
- Fig. 1 runs, essentially endless, conveyor belt 1 below a lamp housing 2 over and driven by a merely schematically indicated drive roller 3, which in the illustration of Fig. 1
- a pressure device 4 against the conveyor belt 1 pressed against a stationary roller 5 and driven by a drive motor 6.
- the drive of the conveyor belt can be modified in any known manner.
- intermittent drive such as a drive with Maltese Cross or with stepper motor could be used.
- Other known possibilities of linear or round promotion are possible within the scope of the invention.
- the conveyor belt 1 transports articles to be treated by means of UV radiation.
- a sheet-like sheet 11 printed or provided with an adhesive to be cured by UV ray is shown, but it may also include corresponding articles, blister packs, plastic articles, painted articles or the like. be.
- the housing 2 is advantageously made up of at least two housing parts 2a, 2b which are connected to one another via flanges 8 or in some other way, so that they can surround a UV tube 9 located as far as possible in the interior.
- a UV-transparent plate 10 is used, which prevents the entry of dust into the housing 2 from the outside as possible, while also preventing cooling air losses to the outside.
- This plate 10 can have an optical coating, such as an IR-absorbing coating and / or an anti-reflection coating at least for the wavelength of the lamp.
- a cooling gas flow is mentioned here, then the cooling gas will generally be air, but for some applications, another gas may also be expedient, for example an inert gas, such as nitrogen (N 2 ).
- the UV lamp 9 is preferably inserted in the direction of the longitudinal axis in the housing 2, so that it occupies a central position therein.
- Fig. 2 For example, an approximately hexagonal support T is provided, which the lamp 9 and the - according to the following description - so functionally connected parts 12, 13, 17, 19, 24 receives and stores, and the schematically illustrated dovetail guides S in the housing 2 can be inserted is.
- any other guide S can be used, which extends in each case in the direction of the longitudinal axis of the UV lamp 9 and parallel thereto.
- the reflector 24 may be water-cooled, it may be advantageous if the carrier T is made so small that with him only the lamp 9 is inserted, whereas the reflector 24 is fixedly mounted in the housing 2.
- the lamp 9 produces not only UV rays but also heat, which must be kept within limits, otherwise the danger of early destruction of the tube 9 is given.
- a closure so called in the industry as a “shutter” means is provided which covers the light of the lamp 9 in its closed position after the window 10 toward, in the open position, however, releases. This closure is in the execution after Fig. 1 of two wings 12, 13 are formed, which rotate in the preferred embodiment in the opposite direction of rotation around the longitudinal axis of the housing 2.
- the nature of the drive is not critical, because it may be a single motor 14, which drives the two shafts 15, 16 via a gear in opposite directions, but it can also each of the shafts 15, 16 has its own , suitably with the other synchronized, own engine.
- At least a portion of the closure is provided with conveying wings 17 for the cooling gas, advantageously carries at least the closure member 12 over its entire circumference such wings.
- These wings 17 can between each other baggy closed and only against the UV lamp 9 to open (also an opening radially outward would be possible) have intermediate spaces, but it is preferred if the closure between at least a portion of the conveying wings 17 each one of radially inward radially outwardly leading opening 17 '(FIG. Fig. 2 ), because so does the centrifugal force similar to a fan blade in a more favorable manner in the sense of generating an air flow.
- This air flow is indicated by the arrow [1].
- the air flow [1] passes in an annular space 2c past the cooled ribs 7 of the outer housing shells 2a, 2b, so that an even more intensive cooling results.
- the air diverter 18 has cooling channels 23 through which a liquid cooling medium flows in its interior, although it would also be conceivable to use an evaporable cooling medium for the purpose of cooling, as used for example in refrigerators. In any case, it is ensured that even the gas flowing in via a supply pipe 22 is effectively cooled. And also from the switch 18 to the air flow [1] Anlagengelenkte section of the flow.
- a pressure fan may be connected to a supply port 22 at the supply side, although this will not be generally preferred because of the danger of the supply of dust particles. It is also understood that, if appropriate, only the first or only the second air switch 18 or 19 can be provided or that the flow division can be designed in a different manner. It would also be conceivable to feed the cooling gas flow tangentially (as shown), but to discharge it in the axial direction of the lamp 9 and vice versa.
- the second air switch 19 divides the air flow again and generates an inner, secondary air flow [2], which passes directly to the UV lamp 9 and flows around it. It is advantageous if this further, radially inwardly guided or secondary section [2] of the air flow to a cooled by a cooling liquid 23 wall 24 can be fed, which - as can be seen - divided into two parts in this embodiment. This ensures that, on the one hand, the air (or the gas) efficiently dissipates the heat produced by the UV lamp 9, without the need for a complex construction, while this air flow itself transfers the heat to the cooling liquid 23.
- This wall 24 is expediently designed as a reflector at the same time, which directs the UV light emitted by the lamp 9 upwards against the window 10.
- This opening of the two closure parts 12, 13 should of course - to ensure uninterrupted transport of the parts 11 to be irradiated and they do not have to promote intermittently - done so that the open position of the shutter wings 12, 13 is synchronized with the position of the substrate 11 to be irradiated below the window 10.
- a sensor arrangement 25 (only schematically indicated) is advantageously provided, which detects the presence of a part 11, such as a sheet or film to be dried, below the window 10 and then regulates the motors 6 and 14 via a synchronization circuit 26 synchronized.
- the sensor assembly 25 may be of a type known per se, so that it need not be shown and described in detail.
- a temperature sensor is arranged on a lamp reflector or in the exhaust air flow, but for various reasons, such as air turbulence, etc., the temperature detected only with rough approximation. If, how Fig. 3 illustrated, a thermal sensor 27 in the lamp housing 9 '(ie directly in the glass of the lamp 9) housed, in particular melted, then it is ensured that its measurement regardless of is random environmental temperature changes.
- a thus formed lamp is here, and especially for the careful adjustment of the temperature of the UV lamp 9, particularly favorable, but can also regardless of the formation of the shutter 12, 13 with fan blades 17 apply wherever an accurate lamp temperature measurement is desired or necessary.
- the control unit 29, a power curve 31 with juxtaposition of flow of the cooling fluid (see. Fig. 4 ) is assigned to a temperature-dependent value, in particular the power supplied to the UV lamp P, and that according to this power curve 31, the volume flow of the cooling fluid and / or its temperature is regulated. If the signal of the sensor 27 is supplied to the control circuit 29 via the line 28 in this embodiment, this is advantageous for the control, but not absolutely necessary, because the power curve 31 itself already includes the assignment of a temperature-dependent Value (namely, the power P), so that a control by means of this power curve 31 would be possible without the zoomed over the cable 28 signal.
- a temperature-dependent Value namely, the power P
- a signal corresponding to the power supplied to the lamp 9 (which in turn determines the temperature of the lamp).
- This power signal can either be dependent on the position of an adjusting device for the power (ie a pure control in the open circuit), or it is a power meter or a current sensor (the voltage is indeed substantially constant) provided, the output signal to a control can be used in a closed loop.
- the volume flow of the blower 21 driven by a motor 32 is regulated, which is also preferable because it allows a faster response control.
- such temperature changes have a relatively long control time constant, which is why this type of control is less preferred.
- the assignment of the power curve 31 can be solved constructively in various ways, for example by the control unit 29 has a program memory with this curve 31 or by training a software for the control unit (eg an electronic processor) with a corresponding algorithm.
- the power curve 31 is shown substantially as rising at a predetermined angle straight line, because in general the relationship between power and cooling demand will be linear.
- other forms of the curve are also conceivable, in particular if additional influencing variables are to be taken into account, or if the relationship to components to be controlled would be approximately logarithmic or exponential.
- a predetermined dependence of the volume flow of the supplied power will result, regardless of other factors, such as the change of surfaces or the absorption change to components of the housing or the like. is.
- control unit 29 it is within the scope of the invention quite possible to separate the two functions of the control unit 29 from each other and make the control in two stages, one of which regulates the power of the lamp and the second - based on the lamp power - the cooling, was it by changing the volume flow, be it (alternatively or additionally) by changing the cooling temperature.
- Another possibility for the regulation would be that although the motor 32 with relatively constant, high power is operated, but instead of the motor 32, a recirculation bypassing the fan 21 return valve for returning the cooling gas flow from the outlet of the blower is opened more or less at its entrance, although such a solution will generally be less preferred.
- control unit 29 may also have the same drive for the motor 32, which includes, for example, a frequency converter or a drive for a DC motor 32. Also, additionally or alternatively, the flow rate of the cooling water flow 23 could be regulated, in particular for keeping the temperature constant.
- All motors 6, 14, possibly also 32 may preferably be synchronous motors or also stepper motors. Furthermore, it was mentioned above that a temperature control has a relatively large control time constant; this can be counteracted by placing in the measuring line, e.g. in the measuring cable 28, a differentiating stage, if necessary with a subsequent, a threshold determining stage installed so that deviations can be detected faster.
- closure 12 may have a peripheral wall without openings between the conveying wings 17.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus zahlreichen Schriften, beispielsweise der
Bekannt ist auch aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie, wenn möglich, sichereres bzw. effizienteres Bestrahlungsresultat, vor allem aber eine intensivere Kühlung und - nicht zuletzt - auch eine kompaktere Bauweise ermöglicht. Dies gelingt erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.The present invention has the object of providing a device of the type mentioned in such a way that, if possible, safer or more efficient irradiation result, but above all a more intense cooling and - not least - also allows a more compact design. This is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
In einem ersten erfinderischen Schritt wurde erkannt, dass man eine besonders wirksame Kühlung dann erzielt, wenn man sichert, dass Kühlluft gerade im Bereiche der Wärmequelle zu einem Kühlluftstrom geformt wird, Dort aber wird häufig ein beweglicher Verschluss zur Regelung der Bestrahlungsdauer eingesetzt, der aber wiederum durch seinen Platzbedarf verhindert, dort auch noch Fördereinrichtungen für die Kühlluft unterzubringen. Dadurch aber, dass man in einem zweiten Schritt den Gedanken fasste, den Verschluss mit einem Antrieb zu versehen und mit dessen Hilfe um die Längsachse der UV-Lampe, beispielsweise eines sogenannten Mittel-Hochdruck-Quecksilberstrahlers, entlang einer Rotationsbahn zu drehen, gelingt jedenfalls eine sehr kompakte Bauweise. Aber dieser Gedanke führte in einem dritten Schritt zu dem Gedanken auf, dieser drehbare Teil könnte selbst als eine Art Kreiselpumpe für die Kühlluft eingesetzt werden. Ausserdem. Da wenigstens ein Teil des Verschlusses mit Förderflügeln für das Kühlgas versehen ist, erfüllt er zugleich auch die Funktion eines Ventilators zur Luftverteilung, der wegen seiner baulich engen Anordnung sehr wirksam ist und daher die Kühlung optimiert.In a first inventive step it was recognized that a particularly effective cooling is achieved when it is ensured that cooling air is formed in the region of the heat source to a cooling air flow, but there is often a movable shutter for controlling the irradiation time is used, but in turn prevented by its space requirement, there also accommodate conveyors for the cooling air. However, by taking the idea in a second step to provide the shutter with a drive and with the aid of which to rotate about the longitudinal axis of the UV lamp, for example a so-called medium-high-pressure mercury radiator along a rotational path, succeeds in any case very compact design. But in a third step, this idea led to the idea of this rotatable one Part could itself be used as a kind of centrifugal pump for the cooling air. Moreover. Since at least a part of the closure is provided with conveying wings for the cooling gas, he also fulfills the function of a fan for air distribution, which is very effective because of its structurally tight arrangement and therefore optimizes the cooling.
Hier sei eine Anmerkung zum Stand der Technik gemacht. Um die Ventilatorfunktion zu erhalten, genügt eine schwenkbare Beweglichkeit des Verschlusses, wie sie etwa die
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschluss zwei in zueinander entgegengesetzter Drehrichtung drehende Verschlussflügel aufweist, so dass sich das Öffnen des Verschlusses im Zuge der Drehung der beiden Verschlussflügel ergibt. Diese gegenläufige Bewegung führt zu einem vorteilhaften Öffnen des Verschlusses nach Art einer Blende, nämlich mit einer symmetrischen Bewegung von einer optischen, durch die Austrittsseite aus dem Gehäuse verlaufenden Achse.According to a development of the invention, it is provided that the closure has two closure wings rotating in opposite directions of rotation so that the opening of the closure results in the course of the rotation of the two closure wings. This opposite movement leads to an advantageous opening of the shutter in the manner of a diaphragm, namely with a symmetrical movement of an optical, extending through the outlet side of the housing axis.
Wenn der Verschluss zwischen wenigstens einem Teil der Förderflügel je eine nach radial aussen führende Öffnung besitzt, so wird die von den Flügeln erzeugte Zentrifugalkraft dazu ausgenützt, einen noch intensiveren Gasstrom zur Kühlung zu erzeugen. Denn wenn im Rahmen dieser Erfindung von einem "Kühlgas" die Rede ist, so wird es sich im allgemeinen um Luft handeln, obwohl die Verwendung anderer Gase, wie eines Inertgases, z.B. Stickstoff, bei der Erfindung nicht ausgeschlossen werden soll.If the closure between each at least a portion of the conveying wings each has a radially outwardly leading opening, the centrifugal force generated by the wings is exploited to produce an even more intense gas stream for cooling. For, in the context of this invention, when referring to a "cooling gas", it will generally be air, although the use of other gases, such as an inert gas, e.g. Nitrogen, should not be excluded in the invention.
Es ist vorteilhaft, wenn eine Strömungsteileranordnung vorgesehen ist, welche den durch den rotierenden Verschluss erzeugten Kühlgasstrom in mindestens zwei Strömungsabschnitte unterteilt, wovon der eine von dieser Anordnung der UV-Lampe zuleitbar ist, wogegen ein weiterer Abschnitt vorzugsweise einer von einer Kühlflüssigkeit gekühlten Wandung zuleitbar ist. Dieses letztere, bevorzugte Merkmal kann zusätzlich oder alternativ durch ein anderes Merkmal ersetzt werden, nämlich beispielsweise dass der weitere Abschnitt des Kühlgasstromes in einen Kreislauf zurück oder nach aussen abgeführt wird. In jedem Falle kommt es zu einer Durchmischung der kalten und der erwärmten Luft, was eine Überhitzung derselben sowie der mit ihr in Kontakt kommenden Teile vermeidet bzw. eine Kühlung von Abluft bzw. Umluft ermöglicht.It is advantageous if a flow divider arrangement is provided which subdivides the cooling gas flow generated by the rotating shutter into at least two flow sections, one of which can be supplied by this arrangement of the UV lamp, whereas a further section can preferably be supplied to a wall cooled by a cooling fluid , This latter, preferred feature may additionally or alternatively be replaced by another feature, namely that of the other Section of the cooling gas flow in a cycle back or discharged to the outside. In any case, there is a mixing of the cold and the heated air, which avoids overheating of the same as well as the parts coming into contact with it or allows cooling of exhaust air or circulating air.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Lampe gemäss den Ansprüchen 11 und 12, welche für die erfindungsgemässe Vorrichtung von besonderer Bedeutung ist, obwohl sie auch für andere Zwecke angewandt werden kann. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Messung der Temperatur an anderen Orten grossen Schwankungen unterworfen ist, wodurch eine allfällige Steuerung oder Regelung ineffizient wird. Dieser Nachteil ist bei der erfindungsgemässen Lampe behoben.The invention also relates to a lamp according to
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Regelverfahren nach dem Anspruch 13, wodurch berücksichtigt ist, dass veränderte Oberflächeneigenschaften eines zu kühlenden Systems das Absorptions- bzw. Reflexionsverhalten der Bauteile verändert. Dies ist eine dieser, an sich von der oben genannten Vorrichtung auch unabhängigen aber dort vor allem mit gutem Erfolg anwendbaren, Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis. Es hat sich nämlich gezeigt, dass in einem auf bloss vorbestimmte (statt jeweils vorgegebene) Temperatur durch IR-Absorption (das ist der integrative Effekt von temperaturabhängigen Systemen und Regelungen) an den relevanten Bauteilen die Luftmenge in unerwünschter Weise erhöht und damit die UV-Lampe massiv unterkühlt wird. So kann sich die Effizienz und die Lebensdauer des Systems verkürzen. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird jedoch der vorgegebene Temperaturwert entsprechend einem vorgegebenen Kurvenverlauf adaptiert, woraus eine erhöhte Effizienz und eine längere Lebensdauer resultieren.Furthermore, the invention relates to a control method according to
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung, wozu die
- Fig. 2
- ein vergrössertes Detail veranschaulicht;
- Fig. 3
- ist eine Ansicht des Röhrenendes einer erfindungsgemäss eingesetzten Lampe; und
- Fig. 4
- veranschaulicht die der Kühlregelung nach
Fig. 1 aufgeprägte Leistungskurve.
- Fig. 1
- a cross section through the inventive device, including the
- Fig. 2
- an enlarged detail illustrates;
- Fig. 3
- is a view of the tube end of a lamp used in the invention; and
- Fig. 4
- illustrates the cooling control after
Fig. 1 impressed power curve.
Gemäss
Das Transportband 1 transportiert mittels UV-Strahlung zu behandelnde Gegenstände. In der Darstellung der
Die Innenseite der Wandung des Gehäuses 2 weist vorzugsweise, zweckmässig von einem Kühlmedium, wie Kühlwasser, durchströmte Kühlrippen 7 auf. Dabei ist das Gehäuse 2 vorteilhaft aus wenigstens zwei über Flansche 8 oder auf andere Weise miteinander verbundenen Gehäuseteilen 2a, 2b aufgebaut, so dass es eine im Inneren befindliche UV-Röhre 9 möglichst weitgehend umgeben kann. An der Unterseite ist die Lichtaustrittsseite des Gehäuses, wo eine UV-transparente Platte 10 eingesetzt ist, welche den Eintritt von Staub in das Gehäuse 2 von aussen her möglichst verhindert, gleichzeitig aber auch Kühlluftverluste nach aussen verhindert. Diese Platte 10 kann eine optische Beschichtung, wie eine IR-absorbierende Beschichtung und/oder eine Entspiegelungsbeschichtung mindestens für die Wellenlänge der Lampe aufweisen.The inside of the wall of the
Diese an sich bei UV-Lampen 9 nicht übliche "Umhüllung" durch das Gehäuse 2 bzw. seine Teile 2a, 2b über mehr als 180° hat seinen Grund darin, dass sie in vorteilhafter Weise so eine die Lampe umgebende Führung für einen Kühlgasstrom bildet. Wenn hier von einem Kühlgasstrom die Rede ist, so wird das Kühlgas in aller Regel Luft sein, doch kann sich für einzelne Anwendungsbereiche auch ein anderes Gas als zweckmässig erweisen, beispielsweise ein Inertgas, wie Stickstoff (N2).This "envelope", which is not conventional in
Die UV-Lampe 9 wird vorzugsweise in Richtung der Längsachse in das Gehäuse 2 eingeschoben, so dass sie darin eine zentrale Lage einnimmt. Gemäss
Es ist klar, dass die Lampe 9 nicht nur UV-Strahlen, sondern auch Wärme produziert, welche in Grenzen gehalten werden muss, weil sonst die Gefahr der frühen Zerstörung der Röhre 9 gegeben ist. Anderseits ist es oft erwünscht, dass die UV-Strahlung aus dem Gehäuse 2 nur dann austritt, wenn sich unter dem Gehäuse 2 ein zu bestrahlendes Substrat 11 darunter liegt. Zu diesem Zweck ist ein Verschluss, also eine in der Branche als "shutter" bezeichnete Einrichtung vorgesehen, welche das Licht der Lampe 9 in seiner Geschlossenstellung nach dem Fenster 10 hin abdeckt, in der Offenstellung dagegen freigibt. Dieser Verschluss ist bei der Ausführung nach
Wie in
Wenn der Luftstrom [1] in die untere Position [1'] gelangt und dann wieder aufwärtsströmt, kommt er in den Bereich zweier Gas- oder Luftweichen, nämlich einer äusseren Luftweiche 18 und anschliessend in den Bereich einer inneren Luftweiche 19. Diese Weichen 18, 19 haben die Funktion eines Strömungsteilers, wobei die der Strömung entgegegengekehrte Nase 18 einen Teil des Luftstromes in Umfangsrichtung wieder dem Luftstrom [1] zuführt, wogegen ein anderer Teil über einen Rohransatz 20 nach aussen abgeführt, beispielsweise mittels eines Sauggebläses 21 abgesogen wird. Dabei kommt es zu einer Durchmischung der kalten und der erwärmten Luft, was eine Überhitzung derselben sowie der mit ihr in Kontakt kommenden Teile vermeidet bzw. eine Kühlung von Abluft bzw. Umluft ermöglicht.When the air flow [1] reaches the lower position [1 '] and then rises again, it comes into the area of two gas or air switches, namely an
Es ist vorteilhaft, wenn die Luftweiche 18 in ihrem Inneren von einem flüssigen Kühlmedium durchströmte Kühlkanäle 23 aufweist, obwohl es auch denkbar wäre, zum Zwecke der Kühlung ein verdampfbares Kühlmedium anzuwenden, wie es etwa in Kühlschränken Verwendung findet. In jedem Falle wird so gesichert, dass schon das über einen Zufuhrstutzen 22 einströmendes Gas wirksam gekühlt wird. Und ebenso der von der Weiche 18 zum Luftstrom [1] zurückgelenkte Abschnitt der Strömung.It is advantageous if the
Statt eines Sauggebläses kann natürlich an der Zufuhrseite ein Druckgebläse an einen Zufuhrstutzen 22 angeschlossen sein, obwohl dies - schon wegen der Gefahr der Zufuhr von Staubteilchen - im allgemeinen nicht bevorzugt sein wird. Es versteht sich auch, dass gegebenenfalls nur die erste oder nur die zweite Luftweiche 18 bzw. 19 vorgesehen sein kann bzw. dass auch die Strömungsteilung auf andere Weise gestaltet werden kann. Es wäre auch denkbar, den Kühlgasstrom tangential (etwa wie dargestellt) zuzuführen, aber in Achsrichtung der Lampe 9 abzuführen und umgekehrt.Instead of a suction fan, of course, a pressure fan may be connected to a
Die zweite Luftweiche 19 teilt den Luftstrom nochmals und erzeugt einen inneren, sekundären Luftstrom [2], der direkt an die UV-Lampe 9 gelangt und diese umströmt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn dieser weitere, nach radial innen geführte bzw. sekundäre Abschnitt [2] des Luftstromes einer von einer Kühlflüssigkeit 23 gekühlten Wandung 24 zuleitbar ist, die - wie ersichtlich - in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt ist. So wird gesichert, dass einerseits die Luft (oder das Gas) die von der UV-Lampe 9 produzierte Wärme wirksam abführt, ohne dass dazu eine aufwendige Konstruktion erforderlich wäre, während dieser Luftstrom selbst die Wärme an die Kühlflüssigkeit 23 abgibt. Dadurch, dass die beiden Flügel 12, 13 des Verschlusses sich in entgegegengesetzter Richtung drehen, wird immer wieder eine ausreichende Öffnung geschaffen, durch die dieser Sekundärluftstrom, angetrieben durch die von den Flügeln 17 produzierte Zentrifugalkraft, auch wieder nach aussen strömt und gegebenenfalls über den Stutzen 20 abgesogen werden kann. Diese Wand 24 ist zweckmässig gleichzeitig als Reflektor ausgebildet, welche das von der Lampe 9 nach oben ausgesandte UV-Licht gegen das Fenster 10 lenkt.The
Dieses Öffnen der beiden Verschlussteile 12, 13 (an sich wäre es auch denkbar, mehr als zwei Verschlussflügel vorzusehen, wie es auch denkbar wäre, den Verschlussflügel 13 mit Förderflügeln 17 auszustatten) sollte natürlich - um einen ununterbrochenen Transport der zu bestrahlenden Teile 11 zu gewährleisten und sie nicht intermittierend fördern zu müssen - so erfolgen, dass die Offenstellung der Verschlussflügel 12, 13 mit der Lage des zu bestrahlenden Substrates 11 unterhalb des Fensters 10 synchronisiert ist. Zu diesem Zweck ist vorteilhaft eine Sensoranordnung 25 (lediglich schematisch angedeutet) vorgesehen, welche die Anwesenheit eines Teiles 11, wie eines zu trocknenden Blattes oder einer Folie, unterhalb des Fensters 10 feststellt und danach über einen Synchronisationskreis 26 die Motoren 6 und 14 nach regelt bzw. synchronisiert. Die Sensoranordnung 25 kann an sich bekannter Art sein, so dass sie nicht im einzelnen dargestellt und beschrieben werden muss.This opening of the two
Es ist an sich bekannt, die Leistung (und das heisst, bei annähernd konstanter Spannung: den Strom) einer Lampe in Abhängigkeit von der Temperatur zu regeln. Üblicherweise ist an einem Lampenreflektor oder im Abluftstrom ein Temperatursensor angeordnet, der aber aus den verschiedensten Gründen, wie etwa Luftwirbel etc., die Temperatur nur mit grober Annäherung erfasst. Wenn, wie
Eine andere wichtige Ausgestaltung liegt in der Art der Kühlungsregelung, die aber ebenfalls unabhängig davon anwendbar ist, ob ein Verschluss 12, 13 mit Ventilatorflügeln 17 ausgestattet ist oder nicht. Es wurde oben bereits gesagt, dass die Regelung auf konstante Temperatur durch Regelung der Leistungszufuhr in Abhängigkeit von einer Temperaturmessung an sich bekannt ist. Eine solche Leistungsregelung führt natürlich im Rahmen des Regelbereiches zu fluktuierenden Leistungen, was sowohl das Risiko einer Überhitzung wie auch das Risiko einer zu starken Abkühlung mit sich bringen kann. Wenn also nun das Temperatursignal gemäss
Es gilt also diese nachteiligen Nebeneinflüsse auszuschalten. Zu diesem Zweck ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass der Regeleinheit 29 eine Leistungskurve 31 mit Gegenüberstellung von Volumenstrom des Kühlfluides (vgl.
Im vorliegenden Fall der
Die Zuordnung der Leistungskurve 31 kann konstruktiv auf verschiedene Weise gelöst werden, beispielsweise indem die Regeleinheit 29 einen Programmspeicher mit dieser Kurve 31 besitzt oder durch Ausbildung einer Software für die Regeleinheit (z.B. ein elektronischer Prozessor) mit einem entsprechenden Algorithmus. Dabei ist in
Natürlich ist es im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, die beiden Funktionen der Regeleinheit 29 voneinander zu trennen und die Regelung in zwei Stufen vorzunehmen, von welchen die eine Stufe die Leistung der Lampe regelt und die zweite - ausgehend von der Lampenleistung - die Kühlung, sei es durch Veränderung des Volumenstromes, sei es (alternativ oder zusätzlich) durch Veränderung der Kühltemperatur. Eine weitere Möglichkeit für die Regelung bestünde darin, dass zwar der Motor 32 mit relativ konstanter, hoher Leistung betrieben wird, aber statt des Motors 32 eine im Nebenschluss zum Gebläse 21 liegende Rückleitklappe zur Rückleitung des Kühlgasstromes vom Ausgang des Gebläses an seinen Eingang mehr oder weniger geöffnet wird, obwohl eine solche Lösung im allgemeinen weniger bevorzugt sein wird.Of course, it is within the scope of the invention quite possible to separate the two functions of the
Auch kann die Regeleinheit 29 gleich auch die Ansteuerung für den Motor 32 aufweisen, welche beispielsweise einen Frequenzumwandler oder eine Ansteuerung für einen Gleichstrommotor 32 beinhaltet. Auch könnte zusätzlich oder alternativ die Durchflussmenge des Kühlwasserstromes 23 geregelt werden, insbesondere zur Konstanthaltung der Temperatur.Also, the
Alle Motore 6, 14, gegebenenfalls auch 32, können bevorzugt Synchronmotore oder auch Schrittmotore sein. Ferner wurde oben erwähnt, dass eine Temperaturregelung eine relativ grosse Regelzeitkonstante besitzt; dem kann entgegengewirkt werden, indem man in die Messleitung, z.B. in das Messkabel 28, eine Differenzierstufe, allenfalls mit einer nachfolgenden, einen Schwellwert bestimmenden Stufe einbaut, so dass Regelabweichungen schneller erkannt werden können.All
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Varianten möglich; so kann der Verschluss 12 eine Umfangswand ohne Öffnungen zwischen den Förderflügeln 17 besitzen.In the context of the invention numerous variants are possible; Thus, the
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