DE10310742B4

DE10310742B4 - Device for protecting lamps and reflectors from gases, vapors or particles inside ventilated electrically operated lighting devices for the use of halogen radiation, IR heat radiation or UV radiation

Info

Publication number: DE10310742B4
Application number: DE10310742A
Authority: DE
Inventors: Frank WÖLFLE; Urban Stricker
Original assignee: 42 INV S GmbH; 42 INVENTIONS GmbH
Current assignee: 42 INV S GmbH; 42 INVENTIONS GmbH
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: DE10310742A1

Abstract

Vorrichtung zum Schutz von Lampen und Reflektoren vor Gasen, Dämpfen oder Partikeln innerhalb von belüfteten elektrisch betriebenen Leuchtvorrichtungen zur Nutzung von Halogenstrahlung, IR-Wärmestrahlung oder von UV-Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewebematte, eine perforierte Platte oder eine flächige Konstruktion aus einem strahlungsdurchlässigen oder reflexiven Material mit gas- und strahlungsdurchlässigen Öffnungen in den Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem zu bestrahlenden Objekt als Schutzvorrichtung positioniert wird, die einerseits durchlässig für Strahlung und Gas in Richtung der sich ausbreitenden Strahlung ist und andererseits aufgrund einer in der Richtung der sich ausbreitenden Strahlung angelegten Gasströmung undurchlässig für Gase, Dämpfe und Partikel aus der der Strahlung entgegengesetzten Richtung ist und wobei die angelegte Gasströmung in ihrem Durchflussvolumen und in Abstimmung zur Größe der offenen Fläche der Schutzvorrichtung so groß ist, dass sich in Folge eines Staus der Gasströmung auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite der Schutzvorrichtung eine Vergleichmäßigung der Gasströmung auf der der Strahlungsquelle abgewandten...contraption to protect lamps and reflectors from gases, vapors or Particles within ventilated electrically operated lighting devices for the use of halogen radiation, IR thermal radiation or of UV radiation, characterized in that a fabric mat, a perforated plate or a flat construction of one radiolucent or reflective material with gas- and radiation-permeable openings in the beam path between the radiation source and to be irradiated Object is positioned as a protective device, on the one hand permeable to radiation and gas in the direction of the propagating radiation and on the other hand due to a propagation in the direction of propagating radiation applied gas flow impermeable for gases, fumes and particles from the direction opposite to the radiation and wherein the applied gas flow in their flow volume and in agreement with the size of the open area the fender is so big that due to a congestion of the gas flow on the radiation source facing side of the protective device equalization of gas flow on the opposite of the radiation source ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Lampen und Reflektoren vor Gasen, Dämpfen oder Partikeln innerhalb von belüfteten elektrisch betriebenen Leuchtvorrichtungen zur Nutzung von Halogenstrahlung, IR-Wärmestrahlung oder von UV-Strahlung. Solche Leuchtvorrichtungen werden vielfältig in der Industrie eingesetzt um Materialien zu trocknen, zu sterilisieren oder einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Da bei diesen Prozessen häufig Dampf, Gas oder auch Staub entsteht, müssen besondere Maßnahmen zum Schutz der Leuchtvorrichtungen vor nachteiliger Verschmutzung oder auch zur Vermeidung von möglichen Explosionen getroffen werden.The The invention relates to a device for the protection of lamps and reflectors before gases, vapors or particles within ventilated electrically operated lighting devices for the use of halogen radiation, IR heat radiation or of UV radiation. Such lighting devices are versatile in used in the industry to dry, sterilize, and sterilize materials or a heat treatment to undergo. Because in these processes often steam, gas or dust arises, must special measures to protect the lighting devices from adverse pollution or also to avoid possible Explosions are hit.

Es ist bekannt, dass Leuchtvorrichtungen zum Schutz von Lampen und Reflektoren mit Gasen, wie beispielsweise Luft gekühlt werden. In einfachen Leuchtvorrichtungen werden die Reflektoren und/oder die Lampen mit der Kühlluft umströmt, wobei die Kühlluft die Leuchtvorrichtung in den bestrahlten Raum verlässt. Dadurch kann aber nicht ausgeschlossen werden, das aufgrund von Turbolenzen dennoch unerwünschte Stoffe in die Leuchte gelangen. Aufgrund der Wärmeentwicklungen der Lampen wird häufig sogar ein thermischer Aufwind zur heißen Lampe generiert, mit dem die unerwünschten Stoffe an den Lampenkörper und an den Reflektor transportiert werden.It It is known that lighting devices for the protection of lamps and Reflectors with gases, such as air to be cooled. In simple lighting devices, the reflectors and / or the lamps with the cooling air flows around, the cooling air leaves the lighting device in the irradiated room. Thereby but can not be excluded, due to turbulence nevertheless undesirable Substances get into the lamp. Due to the heat development of the lamps will often even a thermal updraft generated by the hot lamp, with the the unwanted ones Fabrics to the lamp body and transported to the reflector.

Zur Vermeidung dieser Nachteile finden sich in der Patentliteratur zahlreiche Vorschläge, die die Nutzung von Quarzglasscheiben im Strahlengang zwischen Lampe und Reflektor einerseits und dem bestrahlten Bereich andererseits beschreiben. Da dann die durch die heißen Lampen entstehende Luft diese schädigen könnte, werden solche Leuchtvorrichtungen in den meisten Fällen zusätzlich mit Luft gekühlt. In der US 5,092,059 und auch in der US 5,440,821 wird beschrieben, wie die dann aufgeheizte Kühlluft seitlich an den Quarzglasscheiben vorbei in den bestrahlten Bereich geführt wird, wo sie unter anderem für Trocknungsprozesse weiter genutzt werden kann. Hier bleibt es allerdings nachteilig, dass die Scheibe selbst relativ heiß bleibt und dass die erhitzte Kühlluft nicht die Scheiben prozessseitig vor Staub oder Dampf schützen kann. Die Scheibe wird bei vielen Prozessen zunehmend verschmutzen und muss regelmäßig gereinigt werden. In der DE 10055877 C1 wird ein kontinuierliches Reinigungssystem für solchermaßen verschmutzte Quarzscheiben beschrieben. Neben dem konstruktivem Aufwand ist bei vielerlei Arten von Verschmutzung auch ein nachteiliges Verkratzen der Glasoberfläche zu erwarten.To avoid these disadvantages, there are numerous proposals in the patent literature which describe the use of quartz glass panes in the beam path between the lamp and reflector on the one hand and the irradiated region on the other hand. Since then the air generated by the hot lamps could damage them, such lighting devices are cooled in addition in most cases with air. In the US 5,092,059 and also in the US 5,440,821 describes how the then heated cooling air is guided laterally past the quartz glass panes in the irradiated area, where it can be used, inter alia, for drying processes. Here, however, it remains disadvantageous that the disc itself remains relatively hot and that the heated cooling air can not protect the discs process side from dust or vapor. The disc will become increasingly dirty in many processes and must be cleaned regularly. In the DE 10055877 C1 a continuous cleaning system for such soiled quartz disks is described. In addition to the design effort is also a disadvantageous scratching of the glass surface to be expected in many types of contamination.

US 4019054 beschreibt eine weitere Schutzvorrichtung, welche aber im Wesentlichen absorbierende Eingeschaften aufweist. US 4,019,054 describes another protective device, but which has substantially absorbent properties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtvorrichtung für Halogen-, IR- oder UV-Licht so zu gestalten, dass sie in vielen Staub- Dampf und Gashaltigen Prozessräumen sicher eingesetzt werden kann, ohne dass ein großer Reinigungsaufwand für die Schutzvorrichtung oder eine erhöhte Wartungsanfälligkeit der Komponenten entsteht. Gleichzeitig sollte die Energieeffizienz gegenüber solchen Vorrichtungen die herkömmlich mit Quarzglas geschützt sind, deutlich erhöht werden.Of the Invention is based on the object, a lighting device for halogen, IR or UV light to be designed so that it is in many dust vapor and gas-containing process spaces Can be safely used without a great cleaning effort for the protection device or an increased one maintenance requirements the components are created. At the same time, the energy efficiency across from such devices conventional protected with quartz glass are significantly increased become.

Mit den im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst. Eine Gewebematte, eine perforierte Platte oder eine flächige Konstruktion mit gas- und strahlungsdurchlässigen Öffnungen wird in den Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem zu bestrahlendem Objekt als Schutzvorrichtung positioniert. Diese Schutzvorrichtung ist einerseits durchlässig für Strahlung und Gas in Richtung der sich ausbreitenden Strahlung und ist andererseits aufgrund einer in der Richtung der sich ausbreitenden Strahlung angelegten Gasströmung undurchlässig für Gase, Dämpfe und Partikel die sich aus der der Strahlung entgegen gesetzten Richtung der Leuchtvorrichtung nähern. Die angelegte Gasströmung ist in ihrem Durchflussvolumen und in Abstimmung zur Größe der offenen Fläche der Vorrichtung so groß, dass sich in Folge eines Staus der Gasströmung auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite der Vorrichtung eine Vergleichmäßigung der Gasströmung auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite der Vorrichtung ergibt. Die sich ausbildende Strömung auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite der Schutzvorrichtung verdrängt kontinuierlich Gase, Dämpfe oder Partikel nach Art eines Luft-Schutzschildes aus dem bestrahlten Bereich. Der die Vorrichtung passierende Gasstrom kühlt die Schutzvorrichtung. Reflektoren sind so den Strahlern zugeordnet, dass sie den Großteil der von der Schutzvorrichtung reflektierten Strahlung erneut in Richtung der Schutzvorrichtung reflektieren, so dass sie dann die Schutzvorrichtung größtenteils passiert.With the features described in claim 1 is the object solved according to the invention. A Fabric mat, a perforated plate or a flat construction with gas- and radiation-permeable openings is in the beam path between the radiation source and the positioned as a protective device irradiating object. This protection device is permeable on the one hand for radiation and gas in the direction of the propagating radiation and, on the other hand due to a propagation in the direction of propagating radiation applied gas flow impermeable for gases, fumes and particles arising from the direction opposite to the radiation approach the light device. The applied gas flow is in their flow volume and in agreement with the size of the open area the device so big that due to a congestion of the gas flow on the radiation source facing side of the device a homogenization of gas flow on the side facing away from the radiation source of the device. The developing stream on the side facing away from the radiation source of the protective device repressed continuously gases, vapors or particles in the manner of an air-shield from the irradiated Area. The gas stream passing through the device cools the Guard. Reflectors are thus assigned to the spotlights, that they are the majority the radiation reflected by the protection device again in Reflect the direction of the protective device, so that they are the Fender mostly happens.

Im Patentanspruch 2 wird aufgezeigt, dass die Vorrichtung durch eine zumindest teilweise strahlungsdurchlässige Glasmatte gebildet wird.in the Claim 2 is shown that the device by a at least partially radiation-permeable glass mat is formed.

Im Patentanspruch 3 wird aufgezeigt, dass die Vorrichtung durch ein Metallsieb oder Metallstreckgitter gebildet wird.in the Claim 3 is shown that the device by a Metal sieve or metal mesh is formed.

Mit der im Patentanspruch 4 aufgezeigten hoch reflektierenden Ausführung der Schutzvorrichtung wird erreicht, so dass nur minimale Anteile von dem Material der Schutzvorrichtung die Strahlung absorbieren. Eine Vergoldung des Metalls erbringt hier den höchsten Nutzen.With indicated in claim 4 highly reflective design of the Protection device is achieved so that only minimal portions of the Material of the protection device to absorb the radiation. A gilding of the metal yields the highest here Use.

Anhand der 1 wird die Erfindung erläutert. Mit dem Bezugszeichen 1 sind die Reflektoren bezeichnet, die hier als elliptische Reflektoren skizziert sind. Wichtig für die Ausgestaltung des Reflektors ist, dass dieser auch die Strahlung reflektiert, die von der Schutzvorrichtung zurückgeworfen wird. Dies kann auch durch andere Formen als die beispielhaft gezeigte erreicht werden. Mit 2 sind die Strahlungsquellen skizziert. Die Schutzvorrichtung 3 befindet sich im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle 2 und dem hier nicht gezeigten zu bestrahlendem Gut. Das von den Reflektoren rückseitig anströmende Kühlgas 4 wird durch die Zwischenräume der Reflektoren gelenkt. Es ist für die Funktion vorteilhaft, wenn die Reflektoren möglichst eng zusammenstehen, so dass sich nur ein kleiner Spalt ergibt. So bleiben die Streuverluste der von der Schutzvorrichtung 3 reflektierten Strahlungsanteile gering. Gleichzeitig wird die Luft so nicht direkt über die Strahlungsquellen 2 gelenkt. Diese würden sonst übermäßig abgekühlt, was den Wirkungsgrad der Strahlungsquellen 2 verringern würde. Das Kühlgas 4 staut sich vor der Schutzvorrichtung 3 entsprechend seines Volumens und der Öffnung der Schutzvorrichtung 3 auf, passiert dann die Schutzvorrichtung 3 und bildet dann einen gleichmäßigen Gasdruck aus, der andere Gase, Dämpfe oder Partikel von der Schutzvorrichtung fernhält.Based on 1 the invention will be explained. With the reference number 1 are referred to the reflectors, which are outlined here as elliptical reflectors. Important for the design of the reflector is that it also reflects the radiation that is reflected by the protection device. This can also be achieved by other forms than those shown by way of example. With 2 the radiation sources are sketched. The protection device 3 is located in the beam path between the radiation source 2 and the material not to be irradiated, not shown here. The back flowing from the reflectors refrigerant gas 4 is guided by the spaces between the reflectors. It is advantageous for the function when the reflectors are as close together as possible, so that there is only a small gap. So the scattering losses remain that of the protection device 3 reflected radiation shares low. At the same time, the air is not directly from the radiation sources 2 directed. These would otherwise be excessively cooled, which reduces the efficiency of the radiation sources 2 would reduce. The cooling gas 4 jams in front of the protective device 3 according to its volume and the opening of the fender 3 on, then happens the protection device 3 and then forms a uniform gas pressure that keeps other gases, vapors or particles away from the protector.

Die von der Strahlungsquelle 2 direkt emittierter Strahlung ist mit 5 bezeichnet. Ein Großteil der emittierten Strahlung 5 wird die Öffnungen der Schutzvorrichtung ohne Verluste passieren. Ein geringer Teil der Strahlung wird auf die Schutzvorrichtung 3 auftreffen und von dieser zurück in Richtung der Reflektoren reflektiert. Mit 6 bezeichnet ist dann diese an den Reflektoren reflektierte Strahlung bezeichnet, die dann die Schutzvorrichtung in die Richtung des nicht dargestellten Gutes zur Bestrahlung lenkt.The of the radiation source 2 directly emitted radiation is with 5 designated. Much of the emitted radiation 5 The openings of the protection device will pass without loss. A small part of the radiation is applied to the protection device 3 hit and reflected from this back towards the reflectors. With 6 is then referred to this reflected at the reflectors radiation, which then directs the protection device in the direction of the material, not shown, for irradiation.

Es wird deutlich, dass die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die aufgezeigten Maßnahmen gelöst wird. Es ist ein wirksamer Schutz der Strahler und Reflektoren vor Einflüssen aus dem Prozessraum erzielt. Gleichzeitig wird der Prozessraum im Sinne eines Explosionsschutzes wirksam gegen Einflüsse aus der Strahlung abgeschirmt. Im Vergleich zu bisher üblichen Quarzglasscheiben, die prinzipiell diese Aufgaben ebenfalls lösen die aber gleichzeitig etwa 3% an Wärmestrahlung absorbieren, ist der durch die Schutzvorrichtung absorbierte Anteil der Strahlung minimal, da die Schutzvorrichtung größtenteils offen und dort vollständig strahlungsdurchlässig ist. Durch den kontinuierlich aufgebauten Gas-Schutzschild vor der Schutzvorrichtung, können keine Gase, Dämpfe oder Partikel aus dem Prozessraum an die kritischen Stellen der Leuchtvorrichtung gelangen. Eine Wartung der Schutzvorrichtung erübrigt sich. Durch die Ausgestaltung und Anordnung von Schutzvorrichtung und Reflektoren werden die Anteile, die vom Material der Schutzvorrichtung zunächst reflektiert werden, dennoch größtenteils prozesswirksam bereitgestellt.It It is clear that the task according to the invention by the indicated measures solved becomes. It is an effective protection of the floodlights and reflectors before influences achieved from the process room. At the same time, the process room is in Meaning of an explosion protection effectively against influences shielded from radiation. Compared to usual Quartz glass panes, which in principle also solve these tasks but at the same time about 3% of thermal radiation absorb is the fraction absorbed by the protector The radiation is minimal, since the protection mostly open and there completely radiolucent is. Due to the continuously built gas shield in front of the protective device, no Gases, vapors or particles from the process space to the critical points of the Reach lighting device. Maintenance of the protection device is unnecessary. Due to the design and arrangement of protective device and Reflectors become the parts of the material of the fender first be reflected, yet mostly provided in a process-effective manner.

Claims

Device for the protection of lamps and reflectors against gases, vapors or particles within ventilated electrically operated lighting devices for the use of halogen radiation, IR heat radiation or UV radiation, characterized in that a fabric mat, a perforated plate or a flat construction of a radiation-transmissive or reflective material with gas- and radiation-permeable openings in the beam path between the radiation source and the object to be irradiated is positioned as a protective device, which is permeable to radiation and gas in the direction of the propagating radiation on the one hand and on the other hand due to a propagating in the direction of radiation applied gas flow is impermeable to gases, vapors and particles from the direction opposite to the radiation and wherein the applied gas flow in their flow volume and in coordination with the size of the open area of the Schutzvorr It is so great that as a result of congestion of the gas flow on the side facing the radiation source of the protective device equalization of gas flow on the side facing away from the radiation source of the protective device results, so that the forming flow on the side facing away from the radiation source gases, vapors or particles continuously displaced from the irradiated area, and wherein the gas flow passing through the protection device cools and reflectors are associated with the radiators such that they reflect most of the radiation reflected by the protection device towards the protection device, thereby largely passing the protection device ,

Device according to claim 1, characterized in that the device is formed by an at least partially radiation-permeable glass mat becomes.

Device according to claim 1, characterized in that that the device through a metal mesh or metal mesh is formed.

Device according to claim 3, characterized in that that the metal of the device for the radiation highly reflective accomplished or coated so that only minimal portions of the material the device absorb the radiation.