冷却的红外线或UV模块制造技术

本发明专利技术涉及一种IR或UV模块，其包括至少一个发射器、具有窗的模块壳体，该模块壳体包围发射器，其中发射器以这样的方式布置在模块壳体中：即，使得发射的辐射经窗从模块辐射出去，其中模块壳体具有用于将气流供应到模块壳体中的入口开口)和用于从模块壳体排出气流的至少一个出口开口，其中模块壳体具有用于将来自入口开口的气流在窗的内表面上传输到至少一个出口的至少一条管线，其中模块壳体具有将模块壳体内部的气流分流为多股气流的气流分配装置，并且其中模块壳体以这样的方式传输多股气流：即，使得多股气体流分段地冲刷窗的内表面。本发明专利技术还涉及具有这种IR或UV模块的处理系统以及用于操作IR或UV模块或处理系统的方法。统以及用于操作IR或UV模块或处理系统的方法。统以及用于操作IR或UV模块或处理系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
冷却的红外线或UV模块


[0001]本专利技术涉及具有至少一个红外线发射器和具有窗的模块壳体的红外线模块(IR模块)以及具有至少一个紫外线发射器(UV发射器)和具有窗的模块壳体的紫外线模块(UV模块)。本专利技术还涉及具有这种红外线模块的干燥系统、具有这种UV模块的固化系统以及用于操作这种红外线模块、这种UV模块、这种干燥系统或这种固化系统的方法。特别地，红外线模块和干燥系统适合并设置用于在易燃气氛中干燥电极以及干燥阴极生产中的“浆料”。
[0002]因此，本专利技术的主题特别是一种红外线模块，该红外线模块包括形式为至少一个红外线发射器的IR源，其中所述至少一个红外线发射器优选使用金属线圈、金属编织物、金属条、导体轨道、碳带、碳编织物或陶瓷部件来产生红外线辐射。

技术介绍

[0003]在生产锂离子电池的正极时，使用了在低温下运行的干燥装置。除了暖或热气流之外，红外线发射器(IR发射器)也用于照射涂层电极以使其干燥。在这种情况下，可能点燃的易燃溶剂成分会逸出。由于该原因，温度不能太高，并且不能与红外线发射器的可能点燃气体的可燃成分的热表面接触。
[0004]因此，在易燃气氛中的干燥过程或固化过程的情况下，与可燃气体混合物接触的表面的最高温度不得达到该气体混合物的燃点。这需要具有永久性地限定的最高温度的系统与可燃气体接触。当干燥区域或固化区域中已经存在升高的温度(高温)时尤其如此。
[0005]US 10 739 069 B2公开了一种低温干燥设备，其中设置了干燥室，该干燥室借助于可透过红外线辐射(IR透射)的面板与多个长型的红外线发射器在空间上分隔开。为了确保干燥室中的低温，冷却流体经由入口和出口通过干燥室。结果，待干燥的膜和IR透射面板两者都被冷却。
[0006]通过干燥室输送冷却剂有诸多缺点：一方面，如果冷却剂不够清洁，则可能会污染待干燥的膜或待干燥的涂层。另一方面，冷却待干燥的膜或待干燥的涂层会减慢干燥过程。
[0007]另外，US 10 739 069 B2设想红外线发射器本身也被冷却。红外线发射器包括由加热元件和内同心管组成的发射器主体。发射器主体又被具有冷却剂入口和冷却剂出口的外同心管包围。在运行期间，冷却剂经冷却剂入口被引入到内同心管与外同心管之间的中间空间中。然后冷却剂沿着发射器主体通过，然后再经由冷却剂出口被引导出外同心管。冷却外同心管很重要，因为它可能与由于干燥浆料的脱气而产生的易燃气体接触。冷却防止了可燃气体在同心管的表面上点燃。
[0008]这种结构的一个缺点是发射器主体仍具有热区。该问题的一个明显解决方案是通过提供更强的流体流动来增加冷却能力。因此可以提高冷却剂流速。然而，这里设置了关于压力稳定性和结构密封性的物理限制。另外，具有高冷却剂流速的系统通常噪音很大。还可以改进发射器主体的表面与流体流的连接。两者都与生产中相当大的努力有关。另外即使这样也没有实现发射器主体的均匀冷却。在本专利技术的范围内，已经发现在外同心管的一端处引入冷却用冷却剂，但是冷却剂随着它沿着发射器主体流动而不断升温，使得发射器主
体处的冷却性能随着与冷却剂入口距离的增加而变得明显恶化。发射器主体和外同心管的温度因此随着与冷却剂入口的距离增加而稳定升高。这种情况使得以受控方式保持最高温度变得相当困难，并且增加了确保维持最高温度所需的努力。
[0009]此外，从现有技术例如JP 2013
‑
057 438 A中已知借助于热(120℃至150℃)干燥气体执行干燥过程的干燥系统。在这种情况下，涂有待干燥膜的基板幅材在浮动过程中通过烘箱。在烘箱中，气体喷嘴交替布置在基板幅材的上方和下方，并借助于来自上方和下方的连续气流使基板幅材保持悬浮状态。干燥过程通过干燥气体的温度进行。
[0010]这种干燥系统需要大量空间。不可能用更多的热风系统来节省空间地扩展生产线。另外，在这样的干燥系统中，待干燥的膜或待干燥的涂层的干燥通过热传导从外到内发生。这促进了浆料中所含粘合剂的迁移，这种迁移会对最终产品的性能产生负面影响。
[0011](特别是具有适配波长的)红外线发射器改善了待制造的电极的性能，从而提高了待制造的电池的效率。红外线辐射可以渗透到待干燥的膜或待干燥的涂层的体积中。通过在整个膜厚或涂层厚度上更均匀地干燥来抑制粘合剂的迁移。
[0012]例如，UV发射器可用于固化塑料。在这样的固化方法中，保持UV模块表面的低温也是有用的。热斑的出现在这里也是不利的。

技术实现思路

[0013]因此，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点。特别地，将提供一种红外线模块和UV模块及其操作方法，所述模块的用于允许辐射通过的窗面向处理室并且具有尽可能低的温度。在此还应当优选地防止个别热斑的出现。该结构应当尽可能容易实现并且实施起来节省成本且可靠。此外，如果可能的话，也应该可以检测到故障，例如泄漏或缺乏冷却效果。
[0014]在可燃气氛中的干燥过程或固化过程中，红外线模块或UV模块与可燃气体混合物接触的表面的最高温度应不达到该气体混合物的燃点，而是优选以充分的余量低于所述燃点。
[0015]红外线模块和UV模块应当以节省空间的方式构造并且能够安装在已有的生产线中而不需要对生产线进行复杂的转换。
[0016]本专利技术的目的通过一种包括形式为至少一个红外线发射器的至少一个发射器的红外线模块或包括形式为至少一个UV发射器的至少一个发射器的一个UV模块实现，红外线模块或UV模块包括具有窗的模块壳体，其中模块壳体包围至少一个发射器，其中与发射器匹配的窗由针对处于红外光谱中的波长范围内的红外线辐射可穿透/可透光/可透过的材料制成，或者由针对处于紫外光谱中的波长范围内的UV辐射可穿透的材料制成，并且至少一个发射器以这样的方式布置在模块壳体中：即，使得由至少一个红外线发射器发射的红外线辐射经窗从红外线模块辐射出去或由至少一个UV发射器发射的UV辐射经窗从UV模块辐射出去，其中模块壳体具有用于将气流供应到模块壳体中的入口开口和用于将气流从模块壳体中排出的至少一个出口开口，其中模块壳体包括用于将来自入口开口的气流在窗的内表面上传输到至少一个出口开口的至少一条管线，其中窗的内表面向模块壳体中定向，其中模块壳体具有气流分配装置，其中该气流分配装置将来自模块壳体内部的入口开口的气流分成多股气流，并且其中模块壳体以这样的方式传输多股气流或多股气流中的第一部分：即，使得多股气流或多股气流中的第一部分分段地冲刷窗的内表面。
[0017]窗可以被划分为多个子窗；换句话说，它不需要作为一个连续的整体窗存在。相应地，窗的内表面也不必是连续的表面，而是可以被划分为多个子区域，这些子区域也可以在空间上彼此分隔开。然而，窗优选地是一体的。
[0018]窗是模块壳体的一部分。窗优选相对于模块壳体的其余部分被密封，特别优选地以压力封闭方式被密封。
[0019]模块壳体将红外线模块或UV模块与外界隔绝。特别地，可以设想具有窗的模块壳体将红外线模块或UV模块以气密方式与其周围环境或处理室分隔开，在该周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外线模块或UV模块(150)，所述红外线模块包括形式为至少一个红外线发射器的至少一个发射器(1，51，151)，所述UV模块包括形式为至少一个UV发射器的至少一个发射器(1，51，151)，所述红外线模块或UV模块(150)包括具有窗(3，53，103，153)的模块壳体(2，52，102，152)，其中所述模块壳体(2，52，102，152)包围所述至少一个发射器(1，51，151)，其中与所述发射器(1，51，151)匹配的所述窗(3，53，103，153)由能够透过处于红外光谱中的波长范围的红外线辐射的材料组成或由能够透过处于紫外光谱中的波长范围的UV辐射的材料组成，并且所述至少一个发射器(1，51，151)以这样的方式布置在所述模块壳体(2，52，102，152)中：即，使得由所述至少一个红外线发射器发射的红外线辐射经由所述窗(3，53，103，153)从所述红外线模块辐射出去，或者由所述至少一个UV发射器发射的UV辐射经由所述窗(3，53，103，153)从所述UV模块辐射出去，其中所述模块壳体(2，52，102，152)具有用于将气流供给到所述模块壳体(2，52，102，152)中的入口开口(4，54，104，154)和用于从所述模块壳体(2，52，102，152)中排出气流的至少一个出口开口(5，55，105，155)，其中所述模块壳体(2，52，102，152)具有用于将来自所述入口开口(4，54，104，154)的气流在所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)上传输到所述至少一个出口开口(5，55，105，155)的至少一条管线(6，56，106)，其中所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)被定向到所述模块壳体(2，52，102，152)中，其中所述模块壳体(2，52，102，152)具有气流分配装置(8，58，64，108)，其中所述气流分配装置(8，58，64，108)将所述模块壳体(2，52，102，152)内的来自所述入口开口(4，54，104，154)的气流分成多股气流，并且其中所述模块壳体(2，52，102，152)以这样的方式引导所述多股气流或所述多股气流中的第一部分：即，使得所述多股气流或所述多股气流中的第一部分分段地冲刷所述窗(3，53，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)。2.根据权利要求1所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于所述多股气流或所述多股气流中的第一部分在所述窗(3，53，103，153)的整个内表面(7，57，107，157)的至少70％中冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)或完全冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)，优选地，所述多股气流或所述多股气流中的所述第一部分在所述窗(3，53，103，153)的整个内表面(7，57，107，157)的至少90％中冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面或完全冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)。3.根据权利要求1或2所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于所述模块壳体(2，52，102，152)以这样的方式将所述多股气流或所述多股气流中的第二部分引导到所述至少一个发射器(1，51，151)上：即，使得所述多股气流或所述多股气流中的所述第二部分分段地冲刷所述至少一个发射器(1，51，151)的外表面。4.根据前述权利要求中任一项所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于所述窗(3，53，103，153)界定所述模块壳体(2，52，102，152)的外壁的一部分，优选地，所述窗(3，53，103，153)在所述模块壳体(2，52，102，152)的一侧上界定所述模块壳体(2，52，102，152)的外壁的一部分，特别优选地，所述窗(3，53，103，153)在所述模块壳体(2，52，102，152)的下侧界定所述模块壳体(2，52，102，152)的外壁的一部分。5.根据前述权利要求中任一项所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于
所述窗(3，53，103，153)具有包括两个彼此相对布置的长边的长型几何形状，其中所述多股气流从所述窗(3，53，103，153)的长边之一到所述窗(3，53，103，153)的相对长边分段地冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)，其中所述窗(3，53，103，153)优选地具有矩形几何形状，和/或所述多股气流横向于所述窗(3，53，103，153)的纵向方向冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)，其中优选地，所述多股气流以与所述窗(3，53，103，153)的纵向方向成20
°
至90
°
角度的方式冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)，特别优选地，所述多股气流以与所述窗(3，53，103，153)的纵向方向成45
°
至90
°
角度的方式冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)，尤其优选地，所述多股气流以与所述窗(3，53，103，153)的纵向方向成80
°
至90
°
角度的方式冲刷所述窗(3，53，103，153)的内表面(7，57，107，157)。6.根据前述权利要求中任一项所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于在所述模块壳体(2，52，102，152)内，布置有至少一个反射器(20，70)，其中借助于所述至少一个反射器(20，70)，由所述至少一个发射器(1，51，151)发射的红外线辐射或UV辐射中的一部分能够经所述窗(3，53，103，153)从所述红外线模块或UV模块(150)反射出去，其中，所述至少一个反射器(20，70)优选地具有用于经所述窗(3，53，103，153)反射由所述至少一个发射器(1，51，151)发射的红外线辐射或UV辐射中的一部分的金属或金属化反射器表面，特别优选涂有SiO2的反射器表面、涂有金的反射器表面和/或金属化反射器表面。7.根据权利要求6所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于在至少一个反射器(20，70)中布置有用于传输所述多股气流或用于传输所述多股气流中的第三部分的开口(22，72)，使得所述多股气流或所述多股气流中的所述第三部分分段地冲刷所述至少一个反射器(20，70)，特别是冲刷所述至少一个反射器(20，70)的反射器表面。8.根据前述权利要求中任一项所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于用于传输来自所述入口开口(4，54，104，154)的气流的所述至少一条管线(6，56，106)中的所述气流分配装置(8，58，64，108)具有至少一个穿孔板(58，64)，所述穿孔板具有用于分流来自所述入口开口(4，54，104，154)的气流的多个孔(60，61，62，65)，其中优选地，对于所述至少一个穿孔板(58，64)中的至少一者，所述孔(60，61，62，65)的自由截面积随着距所述至少一条管线(6，56，106)中的入口开口(4，54，104，154)的距离而变化，和/或优选地，多个穿孔板(58，64)在所述至少一条管线(6，56，106)中布置成在所述多股气流的流动方向上依次排列，其中特别优选地在其间布置有单独的辅助管线，所述辅助管线至少分区域地传输所述多股气流。9.根据前述权利要求中任一项所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于所述气流分配装置(8，58，64，108)在用于传输来自所述入口开口(4，54，104，154)的气流的所述至少一条管线(6，56，106)中具有至少一个分隔壁(9，59，109)，其中所述至少一个分隔壁(9，59，109)将来自所述入口开口(4，54，104，154)的气流分流并将其传输到通向所述窗(3，53，103，153)的不同区段的至少两条辅助管线中，其中所述至少一个分隔壁(9，109)优选地直接在所述入口开口(4，54，104，154)处开始。
10.根据前述权利要求中任一项所述的红外线模块或UV模块(150)，其特征在于在至少一条管线(6，56，106)中布置有用于确定所述至少一条管线(6，56，106)中的气体压力的至少一个压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：贺利氏沈阳特种光源有限公司，
类型：发明
国别省市：