PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202005020431U1 03.05.2007
Titel Anordnung zur Bestrahlung von Innenwänden langgestreckter Hohlräume mit einer eine UV-Licht erzeugende Metall-Halogenidlampe umfassenden Strahlungsquelle
Anmelder Brandenburger Patentverwertung GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Herr Joachim Brandenburger, 82467 Garmisch-Partenkirchen;
Herr Ludwig Allmann, 76857 Silz;
Herr Wilhelm Leo Betz, 76887 Bad Bergzabern), 76829 Landau, DE
Vertreter Rechts- und Patentanwälte Reble & Klose, 68165 Mannheim
DE-Aktenzeichen 202005020431
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 03.05.2007
Registration date 29.03.2007
Application date from patent application 30.12.2005
IPC-Hauptklasse G21K 5/02(2006.01)A, F, I, 20051230, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestrahlung von Innenwänden Lang gestreckter Hohlräume mit einer eine UV-Licht erzeugende Metall-Halogenidlampe umfassenden Strahlungsquelle gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Zur Sanierung von im Erdreich verlegten Kanälen wird in das Innere des Kanals ein Liner aus einem durch UV-Licht härtbaren harzgetränkten Fasermaterial eingezogen, der anschließend mittels Druckluft an die Innenwand des Kanals angepresst und durch Hindurchführen einer UV-Strahlungsquelle ausgehärtet wird, wie dies z. B. aus der DE 198 17 413 C2 bekannt geworden ist. Das UV-Licht wird hierbei in der Regel durch Lampen erzeugt, die ein Metallhalogenid enthalten und mittels geeigneter Netzteile betrieben werden. Je nach Kanaldurchmesser werden Lampen unterschiedlicher Leistung eingesetzt. Für Kanäle mit geringem Durchmesser können z. B. 400 W-Lampen und für Kanäle mit größerem Durchmesser Lampen mit einer höheren elektrischen Anschlussleistung von z. B. 1000 Watt eingesetzt werden.

Dabei ist jeder Lampe ein Netzteil zugeordnet, so dass je nach Leistung der in der Strahlungsquelle eingesetzten Lampen Netzteile mit unterschiedlichen elektrischen Ausgangsleistungen zum Einsatz gelangen. Da für unterschiedliche Kanaldurchmesser unterschiedliche Lampenleistungen und damit unterschiedliche Netzteile erforderlich sind, z. B. 400 W-, 600 W- oder 1000 W-Netzteile, ist mit dem Betrieb der Strahlungsquellen nach dem Stand der Technik in der Regel ein hoher Vorrichtungs-, Steuerungs- und Serviceaufwand verbunden. Hinzu kommt, dass es sich bei den eingesetzten Lampen um Sonderanfertigungen handelt, die hinsichtlich ihres Strahlungsspektrums speziell auf den jeweiligen Typ des eingesetzten Harzes abgestimmt sind, wodurch die Kosten für die Fertigung der Lampen oder Birnen insbesondere im Falle von Metall-Halogenidlampen aufgrund der vergleichsweise geringen Stückzahlen hoch sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit welcher sich der Vorrichtungs-, Steuerungs-, und Serviceaufwand verringern lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Nach der Erfindung umfasst eine Anordnung zur Bestrahlung der Innenwände von lang gestreckten Hohlräumen eine Strahlungsquelle, welche wenigstens eine UV-Licht erzeugende Metall-Halogenidlampe enthält, die über eine Stromversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Stromversorgungseinrichtung weist erfindungsgemäß ein erstes Netzteil geringerer elektrischer Ausgangsleistung und ein zweites Netzteil höherer elektrischer Ausgangsleistung auf, die wahlweise einzeln mit der Metall-Halogenidlampe elektrisch verbindbar sind.

Dabei bedeutet der Begriff „Lampe", dass eine einzige Lampe oder Birne angesteuert wird und der Begriff „Lampenanordnung", dass wenigstens zwei Lampen/Birnen aufeinander abgestimmt einander zugehörig sind. Wenn daher im folgenden von „Lampe" die Rede ist, so ist darunter auch eine Lampenanordnung zu verstehen.

Wie die Anmelderin überraschenderweise gefunden hat, ist es möglich, bei einer Strahlungsquelle der Eingangs genannten Art eine Metallhalogenid-Lampe höherer elektrischer Leistung, – z. B. einer Lampe mit einer Nennleistung von 1000 W- mit einem für niedrigere Leistung ausgelegten Netzteil zu betreiben, ohne dass die Lampe in der Praxis während des Bestrahlungsvorgangs im Kanal infolge des die Lampe ständig überstreichenden Luftstroms, der durch die Druckluft zum Anpressen des Liners an die Innenwand des Kanals hervorgerufen wird, erlischt.

Wie die Anmelderin hierbei weiterhin gefunden hat, kann insbesondere eine Metall-Halogenid-Lampe mit einer elektrischen Leistung von 1000 W zuverlässig und mit im Wesentlichen unverändertem Strahlungsspektrum mit einem Netzgerät betrieben werden, welches lediglich eine Leistung von 400 W besitzt, wobei die Lampe in diesem Falle nur eine Leistung von 400 W abgibt.

Betreibt man die 1000-W-Lampe hingegen mit einem zweiten Netzgerät mit einer höheren elektrischen Ausgangsleitung von z. B. 600 W, so hat sich ebenfalls gezeigt, dass die 1000-W-Lampe mit unverändertem Strahlungsspektrum betrieben werden kann und eine Leistung von im Wesentlichen 600 W abstrahlt.

Schaltet man nun gemäß einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken beide Netzgeräte parallel, so addieren sich die elektrischen Leistungen und die 1000-W-Lampe wird mit der vollen Leistung von 1000 W betrieben.

Allgemein wurde somit von der Anmelderin gefunden, dass eine UV-Lampe mit einer vorgegebenen Nennleistung bei Strahlungsquellen der Eingangs genannten Art auch mit Netzgeräten betrieben werden kann, die eine geringere elektrische Ausgangsleistung besitzen.

Bei den zuvor genannten Beispielen liefert das 400-W-Netzteil einen Strom von ca. 4,5 A und das 600-W-Netzteil einen Strom von ca. 6,5 A, wobei die Spannung 220 V und die Frequenz 50 Hz betragen. Schaltet man beide Netzteile elektrisch parallel zueinander, so ist es möglich, die Lampe mit einer Leistung von 1000 W zu betreiben, wobei sich die beiden einzelnen Ströme der Netzteile addieren und der Gesamtstrom in etwa 11 A beträgt.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung können insbesondere die Servicekosten erheblich reduziert werden.

In besonders vorteilhafter Weise lässt sich die Umschaltung vom einen Netzteil auf das andere oder auf beide über Schütze oder Relais bewerkstelligen, so dass auf aufwendige elektronische Steuerungseinrichtungen verzichtet werden kann, obgleich solche gewünschten Falls auch zum Einsatz gelangen können. Ebenso ist eine aufwändige Anpassung der Phasenlage der Netzteile nicht erforderlich, wenn die Netzteile in der nachfolgend noch näher beschriebenen Weise geschaltet sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass diese sowohl für reine Lampenketten (Lichterketten) zur Bestrahlung von Kanälen mit kleinem Durchmesser als auch für Strahlungsquellen mit jeweils einer Vielzahl von Lampen, bzw. Lampenanordnungen pro Modul einer Strahlungsquelle eingesetzt werden kann, wenn die Strahlungsquelle aus mehreren starr oder gelenkig miteinander gekoppelten Lampenmodulen zusammengesetzt ist.

Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise nicht erforderlich, unterschiedliche Vorschaltgeräte zum Zünden der Lampen vorzuhalten, wie dies bei den bekannten Einrichtungen der Fall ist, bei denen für die Lampen mit unterschiedlichen Leistungen unterschiedliche Zündspannungen und Zündströme bereit gestellt werden müssen. Wenn erfindungsgemäß nur eine einzige Lampe oder Birne mit einer vorgegebenen elektrischen Leistung bei allen Strahlungsquellen zum Einsatz gelangt, können unterschiedliche Zusatzgeräte entfallen, wodurch sich der Vorrichtungs- und Wartungsaufwand – und damit die Kosten – aufgrund der erhaltenen Vereinheitlichung der Bauteile auch bei unterschiedlichen Grundtypen von Strahlungsquellen erheblich reduzieren lässt.

Zudem wird durch die Erfindung bei Schaltschränken, die auf den Betrieb mit mehreren unterschiedlichen Typen von insbesondere modularen Strahlungsquellen ausgelegt sind, die Möglichkeit eröffnet, alle Lampen einer modularen oder kettenförmigen Strahlungsquelle gleichzeitig zu zünden. Hierdurch ergibt sich gegenüber den bekannten kettenartigen, bzw. modularen Strahlungsquellen des Standes der Technik, bei denen die Lampen nacheinander gezündet werden der Vorteil, dass der Liner durch den zeitlichen Verzug beim Zünden der Lampen nicht bereits an einer ersten Stelle frühzeitig aushärtet, während an einer zweiten Stelle überhaupt noch kein UV-Licht abgestrahlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, näher erläutert und beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht durch einen Kanal mit eingesetzter erfindungsgemäßer Strahlungsquelle,

2 eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Lampe und

3 eine Schalttafel in schematischer Darstellung zum Ansteuern der Schalter.

Ein im Erdreich verlegter Kanal 10, zu dem ein Eingangsschacht 11 führt, soll durch Einziehen eines Liners 12 saniert werden, der aus einem mit Harz getränken Fasermaterial besteht, das unter Einwirkung von ultraviolettem Licht aushärtbar ist.

Zu diesem Zweck wird der Liner 12 in bekannter Weise als zusammengelegter Schlauch in das Innere des Kanals 10 eingezogen und mit Hilfe von Druckluft expandiert und an die Innenwand des Kanals 10 angepresst, die über den Eingangsschacht 11 und eine nicht näher dargestellte Schleuse zugeführt wird. Zum Aushärten wird eine Strahlungsquelle 13 durch den Kanal 10 gezogen, an der wenigstens eine UV-Licht abstrahlende Lampe oder Birne 14, aufgenommen ist.

Wie 1 entnommen werden kann, umfasst die Strahlungsquelle 13 bevorzugt mehrere insbesondere gelenkig miteinander gekoppelte Module 13a, von denen ein jedes Modul 13a an federnd aufgehängten Armen 15 aufgenommene Räder 16 besitzt, die zur Führung der Strahlungsquelle 13 innerhalb des Kanals 10 dienen und eine Anpassung an unterschiedliche Kanaldurchmesser erlauben.

An jedem Modul 13a ist gemäß der Darstellung von 1 wenigstens eine Lampe 14 aufgenommen, wobei jedoch bei Kanälen mit einem großen Innendurchmesser durchaus auch mehrere Lampen 14, z. B. drei Lampen, bevorzugt gleichmäßig über den Umfang verteilt an einem Modul 13a befestigt sein können.

Die UV-Licht abstrahlenden Lampen 14 sind bevorzugt bekannte Metall-Halogenidlampen mit einer bevorzugt hohen elektrischen Nennleistung von z. B. 1000 W oder mehr. Im Falle von Strahlungsquellen, die ausschließlich zur Bestrahlung von Kanälen 10 mit einem sehr kleinen Durchmesser, z. B. mit einem Durchmesser von weniger als 100 mm, eingesetzt werden, kann es jedoch auch ausreichend sein, eine Lampe mit der halben elektrischen Nennleistung, von z. B. 500 W einzusetzen, die erfindungsgemäß mit Netzteilen betrieben wird, die entsprechend nur die halbe elektrische Ausgangsleistung bereitstellen. Gleiches gilt entsprechend für Kanäle mit sehr großen Durchmessern von z. B. mehr als 1500 mm, bei denen unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens z. B. auch Lampen mit 1500 W, 2000 W oder gar mit einer noch größeren elektrischen Anschlussleistung zum Einsatz gelangen können.

Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 20 zum Betrieb einer der Lampen 14 der Strahlungsquelle 13 von 1, die sich außerhalb des Kanals 10 befindet, und mit der die Lampe 14 über eine entsprechende elektrische Zuleitung 18a, 18b verbunden ist, die bevorzugt durch den Eingangsschacht 11 zur Strahlungsquelle 13 geführt ist.

Gemäß der Erfindung sind der Lampe 14, die eine vorgegebene maximale elektrische Nennleistung von insbesondere 1000 W besitzt, zwei Netzteile 21 und 22 zugeordnet, die bevorzugt zueinander parallel geschaltet sind, um die Lampe 14 mit der maximalen Nennleistung von 1000 Watt zu betreiben. In der Zuführungsleitung 23 zum ersten Netzteil 21 befindet sich ein erster Schalter 25 und in der Zuführungsleitung 24 zum zweiten Netzteil 22 ein zweiter Schalter 26, die getrennt oder gemeinsam betätigt werden können. Die Leistungen der Netzteile 21 und 22 – von denen das erste Netzteil 21 eine gegenüber dem zweiten Netzteil 22 geringere elektrische Ausgangsleitung besitzt – sind so aufeinander abgestimmt, dass dann, wenn beide Schalter 25 und 26 geschlossen und die Netzteile 21, 22 parallel geschaltet sind die Lampe 14 mit ihrer maximalen Leistung betrieben wird.

Um die Lampe 14 mit einer geringen elektrischen Leistung, z. B. 400 W, zu betreiben, wird der erste Schalter 25 geschlossen und der zweite Schalter 26 geöffnet, wodurch die Lampe 14 ausschließlich durch das erste Netzteil 21 geringer elektrischer Leistung versorgt wird.

Wenn die Lampe 14 hingegen mit einer mittleren elektrischen Leistung von z. B. 600 W betrieben werden soll, die größer als die Leistung des ersten Netzteiles 21 und geringer als die maximale Nennleistung der Lampe 14 ist, wird der zweite Schalter 26 geschlossen und der erste Schalter 25 geöffnet, wodurch die Lampe 14 ihren Strom ausschließlich vom zweiten Netzteil 22 erhält.

Werden schließlich beide Schalter 25, 26 geschlossen, dann wird die Lampe 14 von beiden Netzteilen 21 und 22 mit dem maximalen Strom, d. h. mit der maximalen Leistung versorgt, die bevorzugt der maximalen Nennleistung der Lampe 14 entspricht und im vorliegenden Beispiel 1000 W beträgt.

Die Leistungen der Netzteile 21, 22 werden erfindungsgemäß ausschließlich durch eine geeignete Strombegrenzung eingestellt, wohingegen die den UV-Lampen 14 zugeführte elektrische Spannung im Wesentlichen gleich bleibt.

Im zuvor genannten Beispiel liefert das erste Netzteil 21 einen Strom von ca. 4,5 A, wohingegen das zweite Netzteil 22 einen Strom von 6,75 A bereitstellt, wenn die Spannung und die Frequenz beider Netzteile bei 220 V und 50 Hz liegen. Die Anpassung der Netzteile an die erforderliche Lampenleistung erfolgt dabei bevorzugt lediglich durch eine Begrenzung des jeweiligen Ausgangsstromes.

Die Zahlenangaben sind nur beispielhaft. Selbstverständlich kann jede andere Leistung oder jedes andere gewünschte Leistungsverhältnis vorgesehen bzw. eingestellt werden, ohne den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken zu verlassen.

Die Netzteile 21, 22 sind bevorzugt zusammen mit Zündeinrichtungen für die Lampen 14 in einem Schaltschrank angeordnet, über den auch die jeweiligen Schalter 25, 26 zum Umschalten der Leistungen angesteuert werden.

Eine Schalttafel, die bevorzugt in Verbindung mit einem solchen Schaltschrank eingesetzt wird, zeigt 3. Die Schalttafel 30 besitzt eine der Anzahl der anzusteuernden Lampen oder auch Lampenketten 14 entsprechende Anzahl von externen Schaltern, bevorzugt in Form von Drucktasterreihen, von denen in 3 lediglich zwei Drucktasterreihen 31, 32 mit je drei Drucktastern 31a, 31b und 31c sowie 32a, 32b und 32c exemplarisch gezeigt sind. Die Drucktaster mit dem Index a schließen beide Schalter 25 und 26, wohingegen durch die Betätigung der Drucktaster mit dem Index b der Schalter 25 geschlossen und der Schalter 26 geöffnet und durch Betätigung der Drucktaster mit dem Index c der Schalter 25 geöffnet und der Schalter 26 der zugehörigen Lampe 14 geschlossen wird.

Die einzelnen Drucktaster 31, 32 sind über Steuerleitungen 33 und 34 mit den Schaltern 25, 26 zu deren Ansteuerung verbunden.


Anspruch[de]
Anordnung zur Bestrahlung von Innenwänden lang gestreckter Hohlräume (10) mit einer Strahlungsquelle (13), welche eine UV-Licht erzeugende Metall-Halogenidlampe (14) umfasst, die über eine Stromversorgungseinrichtung (21, 22) mit elektrischer Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung (21, 22) ein erstes Netzteil (21) geringerer elektrischer Ausgangsleistung und ein zweites Netzteil (22) höherer elektrischer Ausgangsleistung aufweist, die wahlweise einzeln mit der Metall-Halogenidlampe (14) elektrisch verbindbar sind. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Netzteil (21) ein erster elektrischer Schalter (25) und dem zweiten Netzteil (22) ein zweiter elektrischer Schalter (26) zugeordnet ist, über die das erste und zweite Netzteil (21, 22) wahlweise einzeln oder gemeinsam mit der Metall-Halogenidlampe (14) verbindbar sind. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzteile (21, 22) parallel zueinander geschaltet sind, und dass die dem ersten und zweiten Netzteil (21, 22) zugeordneten ersten und zweiten Schalter (25, 26) in der Zuleitung (23, 24) zu jedem Netzteil (21, 22) angeordnet sind. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (25) und der zweite Schalter (26) über den Schaltern (25, 26) zugeordnete externe Schalter, insbesondere Drucktaster (31a, 31b, 31c; 32a, 32b, 32c) in der Weise ansteuerbar sind, dass bei Betätigung eines ersten Drucktasters (31a, 32a) der erste Schalter (25) geschlossen und der zweite Schalter (26) geöffnet, bei Betätigung eines zweiten Drucktasters (31b, 32b) der erste Schalter (25) geöffnet und der zweite Schalter (26) geschlossen, und bei Betätigung eines dritten Drucktasters (31c, 32c) der erste Schalter (25) und der zweite Schalter (26) geschlossen sind. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (25, 26) als Schütze und/oder Relais ausgebildet sind. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (13) eine Vielzahl von Metall-Halogenidlampen (14) aufweist, und dass jeder Metall-Halogenidlampe (14) jeweils drei externe Schalter (31a, 31b, 31c; 32a, 32b, 32c) zugeordnet sind, die in Reihen (31, 32) auf einer Schalttafel (30) angeordnet sind. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzteil (21) und das zweite Netzteil (22) gemeinsam in einem Schaltschrank angeordnet sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com