AT12731U1 - Infrarotstrahler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Infrarotstrahler für die Beheizung einer beheizten Wellnesseinrichtung, welcher eine in einem Gehäuse (4) angeordnete Infrarotstrahlungsquelle (1) aufweist und wobei an der Abstrahlungsseite des Gehäuses (4) zwischen der Infrarotstrahlungsquelle (1) und dem den Infrarotstrahler umgebenden Raum eine Abdeckung (2) aus opak lichtdurlässigem Material angeordnet ist, deren Fläche mindestens zweifach größer ist als die Infrarotlicht abstrahlende Oberfläche der Infrarotstrahlungsquelle (1). Die Strahlungsquelle sendet am stärksten im Wellenlängenbereich von 0,78 bis 1,4 µm, die Abdeckung (2) besteht aus Glaskeramik und der im Gehäuse (4) befindliche Raum zwischen Abdeckung (2) und Strahlungsquelle ist mit der Umgebung des Gehäuses (4) durch Belüftungsöffnungen (5) verbunden.

Description

österreichisches Patentamt AT 12 731 U1 2012-10-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen als Beheizung in einer beheizten Wellnesseinrichtung anzuwendenden Infrarotstrahler, sowie eine dementsprechend ausgestattete beheizte Wellnesseinrichtung. Unter dem Begriff "Beheizte Wellnesseinrichtung" ist in dieser Schrift eine Infrarotkammer oder eine Saunakammer zu verstehen, in welcher bestimmungsgemäß Menschen Platz nehmen und dort an Luft einer gegenüber äußerer Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur ausgesetzt werden.

[0002] Sehr ungefährliche aber doch oftmals wohltuende Infrarotstrahlung im ausschließlich "fernen IR-Spektralbereich" (langwelliger, vom sichtbaren Spektralbereich weit entfernter Spektralbereich) kann durch Erwärmung sehr großer Flächen auf relativ niedrige Temperaturen (beispielsweise 60°C) hervorgerufen werden. Gegenüber Infrarotstrahlung, welche auch deutlich kurzwelligere Anteile in nennenswerter Intensität enthält ist nachteilig, dass die Wirkung nur langsam fühlbar wird, dass die Eindringtiefe in bzw. unter die Haut sehr niedrig ist und dass wegen der erforderlichen Großflächigkeit Platzprobleme entstehen können.

[0003] Intensivere, schnellere und gesundheitlich breitere Wirkung wird mit Infrarotstrahlern erzielt, welche auch im mittleren und nahen IR-Spektralbereich strahlen. Dafür geeignete Strahler operieren mit kleinflächigeren dafür aber sehr heißen Strahlungsquellen, welche pro Oberfläche relativ hohe Strahlungsleistung emittieren. Neben IR-Strahlung emittieren diese Strahler auch Strahlung im sichtbaren Spektralbereich (vorwiegend mit überwiegend rotem Farbeindruck) und oft auch nennenswert Strahlung im nahen UV-Spektralbereich. Diese zusätzlichen Spektralbereiche sind zumeist erwünscht, typischerweise weil damit Farbe und Wirkung des Lichtes den diesbezüglich vorteilhaften Ausprägungen des Sonnenlichtes ähnlicher werden. Dabei kommt es allerdings auch zu Gefahren. Vor allem Licht im nahen Infrarotbereich kann in den Augen zu Schäden führen, da es zwar wie sichtbares Licht in durch die Linse des Auges fokussiertem Zustand an die Netzhaut des Auges geleitet wird, aber nicht wie sichtbares Licht im Fall von zu hoher Intensität einen Schutzreflex des Auges (Blinzeln) auslöst.

[0004] In der DE 10 2004 029 195 AI ist ein in einer beheizten Wellnesseinrichtung einzusetzender Infrarotstrahler beschrieben, welcher eine stabförmige Strahlungsquelle aufweist, welche sich entlang der Brennlinie eines Reflektors erstreckt, welcher als Profil mit parabolischer Querschnittsfläche ausgebildet ist. Reflektor und Strahlungsquelle sind in einem wannenförmigen Gehäuse angeordnet, dessen offene Seite die Abstrahlungsseite des Infrarotstrahler ist und durch eine Quarzglasscheibe abgedeckt ist, welche klar oder opak (also als Milchglas) ausgeführt sein kann. In der stabförmigen Strahlungsquelle sind ein elektrischer Wärmestab als IR-Strahlungsquelle und Strahlungsquellen für sichtbares Licht hintereinander angeordnet. In dem Gerät sind damit zwei getrennte Strahlungsquellen, eine für Infrarotstrahlung und eine für sichtbares Licht enthalten. Damit gelingt es gut sowohl komfortabel sichtbares Licht als auch komfortabel IR-Strahlung zu liefern, ohne in gefährlichem Ausmaß IR-Strahlung im nahen IR-Bereich zu liefern. Nachteilig ist der etwas komplizierte innere Aufbau des Strahlers und dass auf Grund der Gefahr der inneren Überhitzung die Leistung pro Abstrahlungsfläche des Infrarotstrahlers nicht all zu groß sein darf.

[0005] Auch die Schriften DE 2313103 A1, DE 10254277 A1, DE 196 28 494 A1, DE 199 42 632 A1 und EP 2 168 632 A2 zeigen Infrarotstrahler für beheizte Wellnesseinrichtungen. Sofern konzentrierte und damit sehr heiße Infrarotstrahlungsquellen verwendet werden, sind die Strahlungsquellen durch Schutzgitter abgedeckt, damit sie nicht berührt werden können. Abgesehen davon, dass diese Gitter optisch unschön aussehen, können als Strahler nur solche eingesetzt werden, welche maximal sehr wenig in dem relativ gefährlichen nahen IR-Spektrum strahlen (sofern die Strahler im Sichtbereich von Menschen eingesetzt werden), da das Schutzgitter gegen dieses Spektrum keinen Schutz bietet. Da in der Strahlungsquelle das Vermeiden des besagten gefährlichen Strahlenspektrums nicht ausreichend gut selektiv gelingt, werden zwangsweise auch Strahlungsspektren vermieden, welche an sich wünschenswert wären.

[0006] Von diesem Stand der Technik ausgehend besteht die der Erfindung zu Grunde liegen- 1 /5 österreichisches Patentamt AT 12 731 U1 2012-10-15 de Aufgabe darin, einen als Beheizung einer Wellnesseinrichtung verwendbaren Infrarotstrahler bereitzustellen, welcher neben seiner allgemeinen Heizfunktion Strahlung in einer für die Wellnesseinrichtung vorteilhaften Spektralmischung aus Infrarotstrahlung und sichtbarer Strahlung abgibt, wobei Infrarotlicht im nahen Infrarotbereich maximal in einem ungefährlichen Ausmaß abgegeben werden darf. Gegenüber bekannten Infrarotstrahlern, welche diese Aufgaben schon erfüllen, soll der zu schaffende Infrarotstrahler einfacher aufgebaut sein und eine größere Strahlungsintensität pro Abstrahlungsfläche ermöglichen.

[0007] Zum Lösen der Aufgabe wird vorgeschlagen, für den Infrarotstrahler eine Strahlungsquelle und eine dazu passende Abdeckung zu kombinieren, wobei die Strahlungsquelle am stärksten im Spektralbereich des nahen Infrarot (auch "Infrarot A" genannt, Wellenlängen von 0,78 bis 1,4 pm) sendet, wobei die Abdeckung durch eine opak lichtdurchlässige Glaskeramik gebildet ist, wobei die Abdeckungsfläche mehrfach größer ist als die Abstrahlungsfläche der Strahlungsquelle und wobei der Raum zwischen Abdeckung und Strahlungsquelle mit der Umgebung des Infrarotstrahlers durch Belüftungsöffnungen verbunden ist.

[0008] Obwohl die verwendete Infrarotstrahlungsquelle bisher für rein technische Anwendungen bekannt war, stellt die nach der Transmission durch die Abdeckung aus opaker Glaskeramik letztendlich an die Umgebung abgegebene Strahlung eine angenehme und wohltuende Spektralmischung dar, welche breite gesundheitsfördernde Wirkung hat, sofort angenehm spürbar ist und auch ein angenehmes sichtbares, rötliches Licht beinhaltet, ohne dass in ihr in gefährlich hoher Intensität bzw. in gefährlich hoher Kollimation (Parallelität) Strahlung im nahen Infrarotspektralbereich vorkommt. Das Material Glaskeramik ist für Strahlung im nahen Infrarotspektralbereich mit deutlich niedrigerer Transmission (Durchlässigkeit) ausführbar, als übliche Gläser oder Quarzglas, sodass also schon durch das Transmissionsverhalten des Materials Glaskeramik spürbar Strahlung aus dem nahen Infrarotspektralbereich weggefiltert werden. Während übliche Gläser im nahen Infrarotbereich etwa 90% Transmission aufweisen, kann Glaskeramik für diesen Bereich gemittelt mit weniger als 20% Transmission ausgebildet sein.

[0009] Ein weiterer positiver Effekt wird durch die Opazität ("Milchigkeit") der Abdeckung in Kombination mit der Größe der Abdeckung erreicht. Indem die Abdeckungsfläche vielfach größer ist als die Abstrahlungsfläche der tatsächlichen Strahlungsquelle und indem von der relativ großen Abdeckungsfläche Strahlung diffus abgestrahlt wird, kann auf dem Abbild dieser Fläche auf der Netzhaut eines Auges immer nur eine sehr viel kleinere Lichtintensität auftreten, als dies der Fall sein könnte, wenn von der Abdeckung fokussiert abgestrahlt werden würde, oder wenn bei gleicher Gesamtstrahlungsleistung die Abstrahlungsfläche kleiner wäre.

[0010] Indem der Raum zwischen Strahlungsquelle und Abdeckung durch Umgebungsluft durchflutbar ist, wird der den Infrarotstrahler umgebende Raum zusätzlich zur Wirkung durch die Infrarotstrahlung auch durch Wärmekonvektion erwärmt. Bei üblichen Beleuchtungskörpern ist es im Allgemeinen ein Nachteil, wenn ein hoher Anteil der zugeführten (elektrischen) Energie nicht durch elektromagnetische Strahlung sondern durch Konvektionswärme abgeführt wird. Im vorliegenden Anwendungsfall in einer beheizten Wellnesseinrichtung ist dieser Effekt aber durchaus vorteilhaft nutzbar, weil damit eine weitere Beheizung eingespart werden kann.

[0011] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Strahlungsquelle eine Infrarot-Halogen-Lampe. Derartige Lampen sind bekanntermaßen problemlos darauf einstellbar, Strahlung im erwünschten Spektrum zu liefern. Zudem sind sie sehr rasch auf Betriebstemperatur bringbar, gut steuerbar (zu dimmen), und bei konstant guter Funktion sehr langlebig.

[0012] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Opazität der Abdeckung aus Glaskeramik herbeigeführt, indem der an sich klaren Schmelze des zu Grunde liegenden Glasmaterials ein weißlich trübendes Mittel beigemischt ist. Gegenüber Herbeiführung der Opazität durch oberflächliches Aufrauen oder Beschichten mit einer Folie ist damit eine bessere Spektralfiltereigenschaft und viel bessere Robustheit erreichbar. Als trübende Mittel sind die gleichen Mittel verwendbar, welche für das Trüben von herkömmlichen Gläsern durch Beimischung verwendet werden. 2/5

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT 12 731 U1 2012-10-15 [0013] Glaskeramiken sind bekanntlich Werkstoffe die aus Glasschmelzen hergestellt werden, wobei die Kristallisation so gesteuert wird, dass das Material einen teils polykristallinen, einen teils glasigen und einen teils keramischen Zustand aufweist. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass das entstehende Material einen deutlich niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen kann, als es aufweisen würde, wenn es durchgehend glasig wäre. Für den vorliegenden Anwendungsfall reicht es im Allgemeinen aus, wenn der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient weniger als 1 pm/mK ("Mikrometer pro Meter und Kelvin") beträgt. Durch den relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist die Gefahr von Brüchen durch Wärmespannungen vermieden. Quarzglas hat an sich auch einen derart kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten, ist aber bezüglich des Transmissionsverhaltens für Wärmestrahlung für den vorliegenden Anwendungsfall nicht so vorteilhaft wie Glaskeramik. [0014] Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung veranschaulicht: [0015] Fig. 1: zeigt in perspektivischer Ansicht etwas stilisiert einen beispielhaften erfindungs gemäßen Infrarotstrahler. Aus Sichtbarkeitsgründen ist die Abdeckung 2 nur durch ein kleines Teilstück ihrer Gesamtfläche symbolisiert. [0016] Gemäß Fig. 1 ist die Strahlungsquelle 1 eine stabförmige sehr längliche Infrarot-Halogen-Lampe. Die Strahlungsquelle 1 ist in einem parallel zu ihr verlaufenden, länglich wannenförmigen Gehäuse 4 untergebracht, dessen beiden stirnseitigen Wände durch als Schlitze ausgeführte Belüftungsöffnungen 5 unterbrochen sind. Die Öffnungsfläche des wannenförmigen Gehäuses 4 ist durch die Abdeckung 2 aus opak lichtdurchlässiger Glaskeramik abgedeckt. Zwischen der Mantelfläche der Gehäusewanne und der Strahlungsquelle 1 ist eine Reflektorfläche 3 angeordnet, welche die Form eines flachen U-Profils aufweist zur Strahlungsquelle 2 und zur Längsrichtung des wannenförmigen Gehäuses 3 parallel liegt und die Strahlungsquelle 1 teilweise umfasst ohne an ihr anzuliegen. [0017] Die gestreckte längliche Bauweise ist leicht herstellbar. Indem an zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 4 Belüftungsöffnungen 5 angebracht sind, ist das Gehäuse gut mit Luft durchfließbar, womit auch Wärme gut abführbar ist. Bevorzugt ist der Infrarotstrahler mit vertikal oder zumindest stark geneigter Längsrichtung in einer beheizten Wellnesseinrichtung anzubringen, da dabei die Luftkonvektion durch das Gehäuse 4 besonders stark ist. Ansprüche 1. Infrarotstrahler für die Beheizung einer beheizten Wellnesseinrichtung, welcher eine in einem Gehäuse (4) angeordnete Infrarotstrahlungsquelle (1) aufweist und wobei an der Abstrahlungsseite des Gehäuses (4) zwischen der Infrarotstrahlungsquelle (1) und dem den Infrarotstrahler umgebenden Raum eine Abdeckung (2) aus opak lichtdurlässigem Material angeordnet ist, deren Fläche mindestens zweifach größer ist als die Infrarotlicht abstrahlende Oberfläche der Infrarotstrahlungsquelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle am stärksten im Wellenlängenbereich von 0,78 bis 1,4 pm sendet, dass die Abdeckung (2) durch Glaskeramik gebildet ist und dass der im Gehäuse (4) befindliche Raum zwischen Abdeckung (2) und Strahlungsquelle mit der Umgebung des Gehäuses (4) durch Belüftungsöffnungen (5) verbunden ist.
2. 2. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (2) aus einer Glaskeramikfläche gebildet ist, deren Transmission für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 0,78 bis 1,4 pm gemittelt weniger als 20% beträgt.
3. 3. Infrarotstrahler nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungsquelle (1) eine Infrarot-Halogen-Lampe ist.
4. 4. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) an gegenüberliegenden Seiten Belüftungsöffnungen (5) aufweist. 3/5 österreichisches Patentamt AT 12 731 U1 2012-10-15
5. 5. Infrarotstrahler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungsquelle (1) stabförmig langgestreckt ist, dass das Gehäuse (4) wannenförmig langgestreckt ist und dass die Belüftungsöffnungen (5) an den beiden Stirnseiten des Gehäuses (4) angeordnet sind.
6. 6. Beheizte Wellnesseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.
7. 7. Beheizte Wellnesseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Infrarotstrahler enthaltene Infrarotstrahlungsquelle (1) stabförmig langgestreckt ist, dass das Gehäuse (4) des Infrarotstrahlers wannenförmig langgestreckt ist, dass Belüftungsöffnungen (5) an den beiden Stirnseiten des Gehäuses (4) angeordnet sind und dass der Infrarotstrahler in der Wellnesseinrichtung so angeordnet ist, dass seine Längsrichtung vertikal ausgerichtet ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 4/5