DE2546191A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents
BeleuchtungsvorrichtungInfo
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER
DtPU-ING.
H. KlNKELDEY L Ό H Ο I CJ I
DR-INGl · AeE ICAUHCHI
K. SCHUMANN
Dft RER NAT ■ CiPU-PHYS
P. H. JAKOB
D(PU-ING
G. BEZOLD
DR RER NAT · DtPU-CHEM.
MÜNCHEN
E. K. WEIL
DR RER OEClNG
LINDAU
MÜNCHEN 22
15. Oktober 1975
P
USHIO EIECTRIC INC.
Asahi Tokai Building, No. 6-1, Ohtemachi 2-Chome,
Chiyoda-Ku, Tokyo, Japan
Beleuchtungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit
einer Lichtquelle mit hoher Leistungsaufnahme und insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer röhrenförmigen,
länglichen Hochdruckquecks ilbsr dampf lampe, die hohe Leistungsaufnahme hat und starker Wärmebelastung
ausgesetzt ist.
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Röhrenförmige, längliche Hochdrucklampen, die als
leistungsstarke Lichtquellen wie beispielsweise als Lichtquellen für Diazo-Naßkopiergeräte benutzt werden,
sind bisher auf vielen Gebieten eingesetzt worden, da sie aufgrund ihres breiten Spektralbereichs, der vom
Ultraviolettbereich bis zum sichtbaren Bereich geht, zahlreiche Vorteile haben. Dementsprechend ist versucht
worden, Hochdruckquecks über dampf lampen als typische Kunstlichquelle bei Herstellungsverfahren oder zur Verhinderung
von Verunreinigungen anzuwenden.
Eine solche Lichtquelle wird jedoch nicht so, wie sie
ist, sondern in ein Lampengehäuse eingesetzt benutzt.
Bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer leistungsstarken Lichtquelle steht im Inneren der Beleuchtungsvorrichtung
wenig Raum zur Verfügung, da darin ein Kühlgebläse, ein Reflektor, ein Verschluß und weitere notwendige
Teile untergebracht sind. Darüber hinaus werden kleinere Beleuchtungsvorrichtungen mit leistungsstarker
Lichtquelle benötigt, und es wird gewünscht, das Herstellungsverfahren für industriell einsetzbare Gegenstände zu beschleunigen.
Beispielsweise ist eine kleinere Beleuchtungsvorrichtung zum Trocknen UV-gehärteter Druckfarbe entwickelt
worden, bei der eine leistungsstarke Lichtquelle benutzt werden soll.
Bisher ist es aus verschiedenen Gründen noch nicht gelungen, eine günstigere Beleuchtungsvorrichtung zum Trochnen
UV-gehärteter Druckfarbe zu schaffen. Es ist festgestellt worden, daß bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer
röhrenförmigen, länglichen Lichtquelle mit hoher Leistungsaufnahme, insbesondere mit einer röhrenförmigen, länglichen
Hochdruckquecksilberdampflampe, die unter hoher Wärme-
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belastung steht und die eine elektrische Leistungsaufnahme von mehr als 90 Watt je cm Bogenlänge hat, die
Temperaturverteilung auf der Glaskörperwand sehr ungleichmäßig ist und daß die Gefahr besteht, daß die
Glaskörperwand aufgrund hoher Wärmespannungen an bestimmten Stellen bricht.
In den Fig. 1 und 2 ist eine herkömmliche Beleuchtungsvorrichtung dargestellt. Eine solche Beleuchtungsvorrichtung
umfaßt normalerweise ein Gehäuse 1, ein Gebläse auf der Rückwand des Gehäuses 1, einen wannenförmigen
Reflektor, der in zwei Segmente 2a und 2b unterteilt ist, sowie eine Lichtquelle 3 im Gehäuse 1, beispielsweise
eine röhrenförmige, längliche Hochdruckquecksilberdampflampe.
Die Lichtquelle 3 wird gekühlt, indem um das Zentrum der Lichtquelle 3 herum ein Kühlstrom geführt
wird, der nur unter rechtem Winkel zur Achse der Lichtquelle 3 auf trifft. Wie Fig. 3 zeigt, ist dementsprechend
die Kühlwirkung in einem bezüglich des Kühlstromes stromauf gelegenen Bereich 3a der Glaskörperwand hoch, wogegen sie
in einem bezüglich des Kühlstromes stromab gelegenen Bereich 3b niedrig ist. Dies liegt daran, daß der Winkel Θ,
der erfaßt, wie weit sich der Kühlstrom um die Glaskörperwand herumlegt, unabhängig von der Kühlstromgeschwindigkeit
ungefähr 20 beträgt und daß daher im Bereich des Abschnitts 3b Wirbel 10 erzeugt werden. Von den Erfindern
durchgeführt Untersuchungen haben gezeigt, daß die Temperaturverteilung auf der Glaskörp^rwand einer Lichtquelle
3, bei der es sich um eine röhrenförmige, längliche Hochdruckquecks über dampf lampe handelt, der über 90 Watt
je cm Bogenlänge zugeführt werden, in der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung sehr
ungleichmäßig ist, wie dies Fig. 4 zeigt.
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Wenn eine leistungsstarke Lichtquelle kleiner ausgeführt wird, nimmt in der Regel die Belastung der Glaskörperwand
der Lichtquelle zu, so daß die Wärmebelastung der Glaskörperwand hoch wird und ein stärkerer Kühlstrom
benötigt wird. Wenn der Kühlstrora stärker ist, wird jedoch der Bereich 3a zu stark gekühlt, so daß dann
die gewünschte hohe Lichtausbeute nicht erreicht werden
kann, da das Quecksilber in der Lichtquelle nicht mehr vollständig verdampft wird. Andererseits wird der Abschnitt
3b wegen des geringen Umströmungswinkels nicht vollständig gekühlt, so daß die Gefahr besteht, daß die
Glaskörperwand aufgrund starker Wärmespannungen an bestimmten Stellen bricht. Aus diesen Gründen ist es
bisher nicht gelungen,eine günstige Beleuchtungsvorrichtung
zum Trocknen UV-gehärteter Druckfarbe zu schaffen. Dies heißt mit anderen Worten, daß es nicht ausreicht,
die Glaskörperwand kräftig zu kühlen, wenn die Wärmebelastung
des Glaskörpers hoch ist, sondern daß es erforderlich
ist, den Kühlstrom für die Lichtquelle entsprechend
anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kleinere Beleuchtungsvorrichtung mit einer leistungsstarken Lichtquelle,
beispdd.sweise einer röhrenförmigen, länglichen Lichtquelle,
zu schaffen, bei der die Glaskörperwand der Lichtquelle gleichmäßig gekühlt wird, damit örtliche Beschädigungen
der Glaskörperwand verhindert werden und damit es möglich wird, daß die Lichtquelle Licht der gewünschten
hohen Intensität abgibt.
Ein weiteies Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer
kleineren Beleuchtungsvorrichtung mit einer röhrenförmigen,
länglichen Hochdruckquecksilberdampflampe, bei der die Lampe
eine elektrische Eingangsleistung bzw. Leistungsaufnahme
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von mehr als 90 Watt je cm Bogenlänge hat, so daß sie
zum Trocknen UV-gehärteter Druckfarbe eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtungen sind in den
Patentansprüchen gekennzeichnet.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung
;
Fig. 2 einen Schnitt gemäß H-II in Fig. 1;
Fig. 2 einen Schnitt gemäß H-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kühlstromes
in der herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung ;
Fig. 4 eine Darstellung der Temperaturverteilung auf
der Glaskörperwand einer Lichtquelle in der herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung;
Fig. 5 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvonichtung,
wobei die Schnittführung Fig. 2 entspricht;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Kühlstromes
in der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Temperatur eines bezüglich des Kühlstroms stromab gelegenen Abschnitts der
Glaskörperwand in Abhängigkeit von t/R zeigt;
Fig. 8 eine Darstellung der Temperaturverteilung auf der Glaskörperwand einer Lichtquelle in der erfindungsgemäßen
Beleuchtungsvorrichtung;
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Fig. 9 eine Schnxttdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfxndungsgemaßen Beleuchtungsvorrichtung,
wobei die Schnittführung Fig. entspricht; und
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die den Reflektor
und den Luftkanal der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 8 zeigt.
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In den Fig. 1 und 2 ist eine herkömmliche Beleuchtungsvorrichtung
dargestellt. Wie bereits erläutert wurde, umfaßt diese ein längliches, kastenförmiges Gehäuse 1,
zwei Segmente 2a und 2b eines geteilten Reflektors, die an der Innenseite des Gehäuses 1 mit Hilfe von Schrauben
5a, 5b, 5c und 5d befestigt sind. Ferner umfaßt diese Beleuchtungsvorrichtung eine längliche, röhrenförmige
Lichtquelle 3, die von Fassungen 8a und 8b getragen wird, die ihrerseits von den Seitenwänden 1 des Gehäuse getragen
werden. Auf der Rückseite des Gehäuses 1 ist mit Hilfe von Schrauben 6a und 6b ein Gebläse 4 befestigt, mittels
dessen die Lichtquelle 3 gekühlt werden kann.
Die in Fig. 5 dargestellte, erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
umfaßt einen wannenformigen Reflektor, der in zwei Segmente 2a und 2b unterteilt ist, die parallel
zu einer länglichen, rohrförmigen Lichtquelle 3, bei der
sich es beispielsweise um eine Hochdr uckquecks über dampflampe
handelt, in einem länglichen, kastenförmigen Gehäuse 1 in dessen Längsrichtung angeordnet sind. Durch einen
am Boden 2'a, 2'b des Reflektors aus den Segmenten 2a und
2b ausgebildeten Schlitz wird ein Kühlstrom X geführt, der die Wand des Glaskörpers der Lichtquelle 3, der sich
dicht beim Schlitz befindet, kühlt. Somit treffen sich zwei Teile des Kühlstroms, die entlang der Oberfläche
der Glaskörperwand und des Reflektors strömen, in der Nähe eines Abschnitts 3b der Glaskörperwand, so daß es
nicht zur Bildung eines Wirbels 10 kommt (siehe Fig. 6). Auf der Rückseite des Gehäuses 1 befindet sich bei Bedarf
ein Kanal 7, der den Schlitz 9 mit dem Gebläse 4 verbindet.
Fig. 7 zeigt ein Diagramm, in dem die Temperatur des Abschnitts 3b der Glaskörperwand der Hochdruckquecksilber-
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dampflampe in Abhängigkeit von einer Größe t/R dargestellt ist. Mit t wird der Abstand zwischen dem Schlitz
und dem bei Umströmung durch den Kühlstrom stromab gelegenen Abschnitt 3d der Glaskörperwand bezeichnet, und
R ist der Außendurchmesser der Lampe. Die Daten wurden für eine Lampe mit einem Außendurchmesser von 25 mm und
einer Bogenlänge von 1105 mm und für elektrische Eingangsleistungen von 200 Watt oder 160 Watt je cm Bogenlänge
ermittelt, während der Kühlstrom einen Durchsatz von 80 Liter je Minute hatte. Aus den im Diagramm wiedergegebenen
Daten ist erkennbar, daß der Abschnitt 3b der Glaskörperwand auf der stromab gelegenen Seite im
Bereich bis t/R = 2/3 wirksam gekühlt wird und daß beste Kühlwirkung im Bereich bis t/R = 1/3 auftritt. Wie Fig.
zeigt, ist die Temperaturverteilung auf der Glaskörperwand der oben beschriebenen Lampe bei einer Energiezufuhr
von 200 Watt je cm Bogenlänge und für t/R = 1/3 auffallend gleichmäßig.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform weist einen Luftkanal 11 am Boden
2'a, 2'b des Reflektors mit den Segmenten 2a und 2b auf,
und die Mündung 9' des Luftkanals ist so angeordnet, daß sich ein Wert t'/R von bis zu 1/3 ergibt. Dabei ist
t' der Abstand zwischen der Mündung 91 und dem bei Umströmung
durch den Kühlstrom stromab gelegenen Abschnitt 3b der Glaskörperwand. Der Luftkanal 11 ist dann wichtig,
wenn die gewünschte Lichtverteilung auf der Oberfläche eines Gegenstandes nur dann erreicht werden kann, wenn
sich die Lichtquelle 3 in einem Bereich mit t/R größer als 1/3 befindet.
Der Luftkanal 11 wird mit dem Reflektor 2a, 2b vorzugsweise
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in der in Fig. 10 dargestellten Weise zusammengefügt. Ss
ist eine !deine Kehle aus zwei Segmenten 11a und 11b vorgesehen, die die Lichtquelle in der Weise umgibt, daß
der Kühlstrom um die Glaskörperwand der Lichtquelle 3 dadurch einfach geleitet wird.
Die Erfindung stellt somit eine kleine Beleuchtungsvorrichtung und insbesondere eine kleine Beleuchtungsvorrichtung
mit einer röhrenförmigen, länglichen Quecksilberdampflampe
dar, die eine elektrische Eingangsleistung von mehr als 90 Watt je cm Bogenlänge aufnehmen
kann und zum Trocknen UV-gehärteter Druckfarbe dienen kann. Die kleineren Abmessungen der erfindungsgemäßen
Beleuchtungsvorrichtung sind möglich, da die Abschnitte der Glaskörperwand auf der bezüglich des Kühlstroms
stromauf gelegenen und stromab gelegenen Seite gleichmäßig und wirksam selbst dann gekühlt werden können,
wenn die Lichtquelle aus einer Richtung stark gekühlt wird, wodurch verhindert wird, daß die Lichtabgabe aufgrund
einer zu starken Kühlung der Glaskörperwand auf der bezüglich des Kühlstroms stromauf gelegenen'Seite vermindert
wird und daß örtliche Beschädigungen auf der bezüglich des Kühlstroras stromab gelegenen Seite der Glaskörperwand
auftreten.
Patentansprüche:
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Claims (3)
- PatentansprücheBeleuchtungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein längliches, kastenförmige Gehäuse (1), eine Kühleinrichtung (4) an der Rückwand des Gehäuses, einen wannenförmigen Reflektor (2a, 2b) mit einem Schlitz (9) an seinem Boden und eine röhrenförmige, längliche Lichtquelle (3), die im Gehäuse in dessen Längsrichtung angeordnet ist, wobei die Lichtquelle eine elektrische Eingangsleistung von mehr als 90 Watt je cm Bogenlänge hat und wobei der Abstand zwischen dem Schlitz und einem bezüglich eines Kühlstromes stromab gelegenen Abschnitt (3b) der Glas— körperwand der Lichtquelle maximal ein Drittel des Außendurchmesser der Lichtquelle beträgt.
- 2. Beleuchtungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein längliches , kastenförmiges Gehäuse (1), eine Kühleinrichtung (4) an der Rückwand des Gehäuses, einen wannenförmigen Reflektor (2a, 2b) mit einem Schlitz (9) an seinem Boden, eine röhrenförmige, längliche Lichtquelle (3), die im Gehäuse in dessen Längsrichtung angeordnet ist, und einen Luftkanal (11) mit einer Mündung (91 ) zwischen dem Schlitz und der Lichtquelle, wobei die Lichtquelle eine elektrische Eingangsleistung von mehr als 90 Watt je cm Bodenlänge hat und wobei der Abstand zwischen der Mündung des Luftkanals und einem bezüglich eines Kühlstroms stromab gelegenen Abschnitt (3b) des Glaskörperwand der Lichtquelle maximal ein Drittel des Außendurchmessers der Lichtquelle beträgt.
- 3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) eine Hochdruckquecksilberdampflampe ist.60 98 1 7/0423
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12353774U JPS5151737U (de) | 1974-10-15 | 1974-10-15 | |
JP12353774 | 1974-10-15 | ||
JP2648175A JPS5516281B2 (de) | 1975-03-06 | 1975-03-06 | |
JP2648175 | 1975-03-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2546191A1 true DE2546191A1 (de) | 1976-04-22 |
DE2546191B2 DE2546191B2 (de) | 1977-05-18 |
DE2546191C3 DE2546191C3 (de) | 1978-01-05 |
Family
ID=
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0709620A1 (de) * | 1994-10-25 | 1996-05-01 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Lichtstrahler |
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CH690031A5 (fr) * | 1994-11-30 | 2000-03-31 | Fast Drying Systems Fds S A | Dispositif pour la production et la réflexion d'un rayonnement. |
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DE102008058056A1 (de) * | 2008-11-18 | 2010-07-08 | Deutsche Mechatronics Gmbh | UV-Bestrahlungsvorrichtung |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2546191B2 (de) | 1977-05-18 |
FR2308863B1 (de) | 1978-05-19 |
CA1050948A (en) | 1979-03-20 |
FR2308863A1 (fr) | 1976-11-19 |
US3986018A (en) | 1976-10-12 |
GB1499770A (en) | 1978-02-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |