CH309023A - Elektrischer Infrarotstrahler. - Google Patents

Description

  



  Elektrischer Infrarotstrahler.



   Gegenstand vorliegender Erfindung- ist ein elektriseher Infrarotstrahler.   Derartiss'e    Strahler kommen heute in den verschiedensten Gebieten der Technik und Wissensehaft zur Anwendung. Beispielsweise benutzt man Infrarotstrahler an Stelle von Öfen oder Lufterhitzern, die ihre Wärme zuerst durch Konvektion an die Luft abgeben und daher recht   unwirtsehaftlich    sind, weil die erwärmte Luft nach oben steigt und die untern, für den Aufenthalt von Personen wichtigsten Zonen kalt bleiben. Im Gegensatz dazu   durch-    quert die elektromagnetische Strahlung des   IR-Bereiehes    (IR = infrarot) die Luft praktisch widerstandslos und verwandelt sich erst beim Auftreffen auf einen   Wörper    in   Wärme-    energie.

   In der Medizin finden IR-Strahler Anwendung für die Diagnose und die Therapie.



   Man unterscheidet grundsätzlich zwischen IR-Kurzwellen und IR-Langwellen. Erstere werden mit sogenannten   Hellstrahlern    und letztere mit sogenannten Dunkelstrahlern erzeugt. Die Grenze   z visehen beiden Bereiehen      Hegt ungefähr    bei 1.,   4 γ.   Bis heute verwendete man als Hellstrahler für diesen Zweck speziell ausgebildete Glühlampen, während man als   Dunkelstrahler    von   Elektrizität durchflos-    sene StÏbe aus einem Halbleitermaterial oder    längliche keramische Korper mit darin einge-    betteten Heizdrähten   benutzte.

   Eine Möglich-    keit, die zuletzt erwähnten   Strahlerelemente    für die Erzeugung von kurzwelligen IR Strahlen heranzuziehen, kannte man nicht, und   man wa. r daher für    den kurzwelligen Bereich auf die glühlampenartigen Strahler angewiesen, die teuer sind und infolge ihrer Farm und verhältnismässig geringen Leistung im wesentlichen nur für die Strahlenbehandlung des   menschliehen    Körpers und in teehnischen Anlagen Verwendung finden, wo Nn  schaffungspreis    und Form hinter andere Erfordernisse   zurüektreten,    wie in   Laektrock-      nungsanlagen    für Automobile usw.

   Für Heizung von Wohn- -und andern RÏumen und viele ähnliche Zwecke war man   n vornehmlich    auf die IR-Dunkelstrahler angewiesen, obschon den   langwelligen    Strahlen Besonderheiten anhaften, die zum Teil unerwünscht sind.



   Dies wird   begreiflich    bei Berücksichtigung folgender Tatsachen :
Bei der Bestrahlung des menschlichen K¯rpers mit IR-Strahlen zeigt sich ein ausgesprochener   Resonanzeffekt.    Die   Durchläs-    sigkeit des Gewebes ist für   kurzwelliges    Licht sehr klein, steigt gegen das rote Licht an, erreicht bei einer Wellenlänge von etwa.   1,    u das Maximum und sinkt hierauf wieder rasch   ab.    Bei etwa. 1, 4   u    Wellenlänge ist-das Gewebe schon   fast undurchlässig.

   IR-Strahlen    mit einer Wellenlänge oberhalb 1, 4,   ce    werden infolge ihrer geringen Eindringtiefe in den äussern Schichten der Haut in Wärme   um-    gewandelt, was sieh als unangenehme Belastung bemerkbar macht, ohne dass der Körper viel Wärmeenergie   a. ufnehmen liann.    Diese Strahlen ha. ben also im Gegensatz zu den  Strahlen der sogenannten ¸Therapeutischen   Wärmeoktave (Wellenlänge    = 0,   7-1,      ;.)    einen geringen Tiefeneffekt.



   Die Erfindung zeigt nun einen Weg zur   Sehaffung    eines einfachen und praktisch un  verwüstlichen    IR-Strahlers, der sich besonders f r die Erwärmung des menschlichen   Sörpers    eignet (Heizung oder Therapie) und bei dem die kurzwelligen IR-Strahlen im Gegensatz zu bekannten Strahlern nicht unterdr ckt oder in langwellige, hautbelastende Strahlen umgewandelt werden, sondern zur Wirkung kommen f r die Erzeugung von die Gewebefunktionen anregenden, angenehm   empfun-    denen Reizen.



   Der elektrische IR-Strahler nach der   Er-    findung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein mit elektrischen Anschlüssen verbundener Heizdraht in einen wenigstens f r einen Teil der Strahlen des   kürzerwelligen      IR-Bereiches durchlässigen Trägerkörper    eingebettet ist, dessen Oberfläche auf der Seite, gegen welche keine Ausstrahlung von IR Energie erfolgen soll, mit einer reflektieren  den Metallsehieht versehen ist.   



   Ein solcher Strahler ist nicht nur billig in der Herstellung, sondern er vereinigt eine Reihe von Vorteilen im Gebrauch, namentlich wenn er   fläehenhaft gestaltet    wird. Obwohl   in gewissen Fällen Strahlerelemente    in Form von   innenverspiegelten    Rohren, in deren Material die Heizdrähte eingebettet sind, vorz gliche   Dienste    leisten können, wird man den ebenen oder gewölbt flächigen Strahlern in den meisten FÏllen den Vorzug geben. Mittels solchen, im Verhältnis zu Länge und Breite dünnen Elementen, lassen sich beispielsweise Strahler von der Grosse einer Glühlampe bauen. Derartige Strahler können dazu noch mit einem   Glühlampensockel    ausgerüstet sein.



  Aber auch andere Möglichkeiten sind gegeben, z. B. längliche Formen usw. Die Heizdrähte e sind den äussern Einflüssen entzogen. Der Strahler nach der Erfindung hat bei sach  gemässer    Behandlung eine unbeschränkte Lebensdauer. Zudem ist es noch möglieh, den IR-Strahler in einfachster Weise mit einer ungleichartigen Strahlenquelle, wie einer UV
Strahlenquelle (UV   =    ultraviolett), einer 'Lichtquelle oder   dergleiehen    zu vereinigen.



   Als Materialien für den   Trägerkorper    der
Heizdrähte eignen sich alle hitzebeständigen
Substanzen, welche die kürzerwelligen IR
Strahlen wenigstens zum Teil nicht aufhalten.



   Mit Vorzug ist auch   eine gewisse Durchlässig-       keit fiir langwellige IR-Strahlen und für    sichtbares Licht vorhanden. Es ergibt sieh dann bei geeigneter Temperatur der   Heiz-    drÏhte ein   Strahlengemisch,    das auf der Haut oberfläche eine vielfaeh erw nschte, leichte
Temperaturerhöhung verursacht und in den darunterliegenden Geweben gewisse physiolo    gische    Vorgänge auslöst, was ein Optimum an   
Behagliehkeit und gesundheitsfördernder Wir-    kung   gewährleistet.

   Solehen Anforderungen    entsprechen vor allem gewisse wärmebestän dige   Spezialgläser oder glasähnliche Materia-    lien des sogenannten   Glasrandgebietes,    die
Lava-Bestandteile, Bestandteile der   Hoehofen-    schlacke oder auch   Glasursubstanzen      enthal-    ten. Bei den f r das Glasieren von Porzellan oder andern   keramisehen      Materialien ge-    brÏuehlichen Stoffen ist es bekannt, dass durch einen höheren   Magnesit-oder    Marmor anteil glasklare Werkstücke erzeugt werden können.



   Die auf der Rückseite des Strahlerelemen tes   liegende Metallschicht besteht aus Alumi-    nium, Silber oder dergleichen und kann    zweckmässigerweise aufgedampft oder auf-    gespritzt sein. Ein   soleher    Reflektor setzt die
Verluste des Strahlers herab und verhindert die unn¯tige Bestrahlung von Teilen, denen keine WÏrmeenergie zugef hrt werden soll.



   Die Primärstrahlung wird dadurch bei gege bener Leistungsaufnahme des Strahlers er h¯ht, und es wird nur ein kleiner Anteil der kurzwelligen Strahlen in   langwellige    Strahlen    umgewa. ndelt.    Die reflektierende Metallsehieht hat ihre besonderen Vorteile in Verbindung mit dünnen und flÏchenhaft ausgestalteten
Strahlern.



   Zweeks Unterdrüekung der Reflexion der von den Heizdrähten ausgehenden oder von der   Metallschicht reflektierten Strahlen    an der nicht mit einem Metallbelag versehenen  Oberfläche des Trägerkörpers wird noch vorgesehlagen, diese Oberfläche zu Ïtzen. Dies bringt zudem noch den Vorteil mit sich, da¯ die HeizdrÏht von aussen weniger gu. t ersichtlich sind.



   Es seien nun an Hand der Zeichnung mehrere beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.



   Die Fig.   1    zeigt im Schnitt und in Perspektive einen mit einer   Luftkonvektions-    kammer kombinierten IR-Strahler.



   Die Fig. 2 veranschaulicht im Schnitt einen grundsätzlich gleich ausgebildeten Strahler, der im Gegensatz zum Strahler nach Fig.   1    noch mit einer Lichtquelle vereinigt ist.



   Die Fig. 3 stellt einen als Deckenpendel ausgebildeten, mit einer Lichtquelle vereinigten Strahler dar.



   Die Fig. 4 betrifft ein weiteres Beispiel des Strahlers nach der   Erfindung, lmd    die Fig. 5 zeigt ein Gerät für IR-und UV Strahlung.



   Der IR-Strahler nach Fig.   1    ist für Raum  heizungszweeke    gedacht. Er ist länglich und lässt sieh beispielsweise in einem Zimmer   ähnlieh    einer Zierleiste, in einer gewissen Hohe, eventuell in Deckennähe oder an dem gegen das Innere des Raumes gerichteten Teil einer   Gardinenstange,    horizontal befestigen.



  Ein dermassen   geformter lmd    angeordneter Strahler   fiigt    sich organisch in die   Archi-      tektur    des Zimmers ein und wird nicht mehr als Fremdkörper empfunden. Man kann auch, wenn in einem Zimmer zuwenig Strahler benötigt werden, um einen günstigen   ästheti-      schen    Eindruek hervorzurufen, diese Strahler durch technisch unwirksame Zierelemente vervollständigen, die analog ausgebildet sind wie die   Strahlerelemente,    im Gegensatz zu diesen aber keine HeizdrÏhte enthalten.

   Ein   Blechgehäuse      4    ist mit zwei längslaufenden   U-formigen Rinnen 5 nnd    6 f r das Ein  sehieben    eines gestreckten, fläehigen Strahlerelementes mit einer gewölbten   Querschnitts-    form ausgestattet. In einem   Trägerkorper l,    dessen Dieke etwa 0, 7 cm betragen kann, sind Heizdrähte 2 eingelegt, die  ber nicht   zeich-      nerisch    dargestellte elektrische Anschlüsse und Schaltmittel an eine Stromquelle anschliessbar sind.

   Der   Trägerkorper l    ist wie bereits erwähnt f r wenigstens einen Teil der durch die HeizdrÏhte beim Gl hen   emittier-    ten IR-Strahlen mit einer Wellenlänge unterhalb   1,4 γ durehlÏssig.    Die äussere Seite des Trägerkörpers 1 ist geätzt. Auf der Rilekseite ist das   Strahlerelement    verspiegelt. Die zu diesem Zweek vorgesehene Metallsehicht 3 ist natürlich kein idealer Reflektor, und es wird daher ein kleiner Anteil der   elektromagneti-      schen    Strahlen den Reflektor beim Auftreffen durch   Energieumwandlung    erwärmen.

   Damit nun diese Wärme leicht abgegeben und nutzbringend verwertet wird, ist   die Metall-    schicht auf der Rückseite aufgerauht oder dunkel und matt gefärbt, und es ist hinter dem   Strahlerelement    eine Luftkonvektionskammer angeordnet, die einerseits durch die   Metallschieht    3 bzw. den auf deren Rüekseite   aufgebrauchten    dunklen Belag und anderseits durch eine wärmeisolierende Asbestwand 9 mit rüekseitigem   Metallbelag 10    begrenzt ist.



  Die in dieser Kammer erwärmte Luft dehnt sich aus und tritt in Richtung des Pfeils B durch die Öffnungen 8 aus. Kühle Luft kann bei   A      dureh    die Offnungen 7   nachstromen.   



  Dergestalt ist die verbrauchte Energie optimal ausgenützt, und es wird kurze Zeit nach dem Einschalten des Strahlers eine   behagliche    Wärme   empfnnden.    Bei dieser Luftbewegung werden übrigens keine Staubteilchen mitgerissen wie bei einer Luftumwälzung mit Hilfe von mechanisch arbeitenden Ventilatoren.



   Praktisch gleich aufgebaut ist der Strahler nach Fig. 2. Das Strahlerelement und die    Konvektionskammer unterscheiden sich über-    haupt nicht von den entsprechenden Teilen des Beispiels nach Fig.   1,    und es sind zweekentsprechend gleiche Bestandteile auch mit gleichen Hinweiszeichen versehen. Zusätzlich zur IRStrahlenquelle ist hier noch am ¼bern Teil des Gehäuses 4 eine Leuchtstoffrohre 13 in einer Fassung 14 gelagert. Ein Bleebstreifen 12 dient als Reflektor.

   Des weiteren reflektiert auch die Innenseite eines   Abdeck-    bleches 11 das von der Röhre 13 ausgehende  Licht, und es dient so der Strahler,   voraus-    gesetzt, dass er in genügender Höhe an einer Wand befestigt ist, gleichzeitig als   Beleuch-      tungskörper für    indirektes Licht.



   Ebenfalls f r ErwÏrmung und Beleuchtung ist das in Fig. 3   dargestellte Decken-    pendel vorgesehen. Ein Heizdrähte 2 a. ufnehmender Trägerkörper   1    ist auf der naeh oben gerichteten Seite mit einem   refleLtieren-    den, Metallbelag 3 überzogen, der zugleich als R ckstrahler für das Licht einer Gas  entladungsrohre    15 mit einer   Leuchtstoff-    schicht wirkt. Das Ganze ist durch den   Trä-    ger 16 zusammengehalten und wird mittels des Pendelarmes 17 an einer Decke aufgehängt.



   Wie die Fig.   4    zeigt, kann der Strahler auch etwa die Form einer Glühlampe besitzen und mit einem Glühlampensockel 18 a. usger stet sein. Ein   soleher    Strahler ist vorwiegend für Geflügelzucht und   IR-Therapie    gedacht. Der TrÏger   1    mit den eingebetteten Heizdrähten 2 ist kelchartig geformt. Mit Vorteil ist die Masse des Trägerkorpers   1    mit dem Sockel 18 fest verbunden und die Metall  sehicht    3 auf diese Masse aufgespritzt oder aufgedampft. Es empfiehlt sich, das Glas des Trägerkörpers   1    zwecks Förderung des Wachstums von   Kleintieren rot    zu färben.



  Der Strahler emittiert dann in erster Linie   langwelliges Licht    und   kurzwellige    IR Strahlen.



   Schliesslich ist in Fig. 5 eine Variante eines IR-Strahlers ersichtlich, bei dem im Innern eines als Reflektor eines ringartigen   Hartglastragers 1    mit Heizdrähten 2 dienenden   Metallkelches    3 ein UV-Quarzbrenner 19 angeordnet ist. Zwischen diesem und einem Ansehlusssockel 18 liegt ein die   UV-Strahlen    gegen die   Öffnung    des Kelches 3 werfender Bleehreflektor 20. Mit diesem Strahler lassen sich   Hautsehäden    und Schäden des unter der Haut liegenden Gewebes behandeln. Die kom  binierte    Bestrahlung mit UV-und   kurzwelli-    gen IR-Strahlen hat sich bereits bewährt. Die bis heute dazu üblichen   VTittel    waren aber viel komplizierter.



   Am Kelch 3 sind noch Federn 21 mittels Nieten 22 befestigt.   Es    lassen sich dermassen leicht und raseh irgendwelche   Strahlenfilter    am Rand des Kelehes 3 fixieren. Ein solches ist auf der Zeichnung mit 23 angedeutet. Die Nieten halten auch noch vier   kleine AIetall-    winkel   24    fest, auf die man n zwecks Ausschei  dung bestimmter Bereiche    des vom Brenner 19 erzeugten UV-Spektrums Filter mit entsprechenden Eigenschaften auflegen kann.



  Damit das innere Filter während der Benützung des Strahlers nicht herausfallen kann, sind an vier Stellen des Kelches, ge  genüber    den Federn 21 versetzt, mittels Nie  ten 25 federnde Winkel    26 angeheftet. An Stelle solcher federnder Zurüekhalteelemente könnte man   selbstverständlieh    auch Aus  wechselfilter    mit   Bajonettverschluss      wa, hlen.   



   Als weiteres Beispiel sei nur noch die Möglichkeit angef hrt, in den Bereieh der durch eine   Luftkonvektionskammer    nach Fig. 1 und 2 aufsteigenden   Luft eine. UV-    Strahlenquelle zur   Luftentkeimung zu legen,    was f r KrankenhÏuser, SÏuglingsheime usw. spezifische Vorteile bietet, ohne den Apparat allzusehr zu verteuern. Wesentlich ist aber immer, dass das den bzw. die HeizdrÏhte aufnehmende Trägermaterial nicht   undurchläs-    sig ist fÏr die   IR-Kurzwellen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Elektrischer Infrarotstrahler, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit elektri- schen Anschlüssen verbundener Heizdraht in einen wenigstens für einen Teil der Strahlen des kürzerwelligen Infrarotbereiches durchläs- sigen Trägerkorper eingebettet ist, dessen Oberfläche auf der Seite, gegen welche keine Ausstrahlmg von Infrarotenergie erfolgen soll, mit einer reflektierenden Metallsehicht versehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Sockel zum Einsehrauben in Gliihlampenfassungen aus gerüstet ist.

   2. Strahler nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch einen kelchartigen Metall reflektol, der die Aussenseite des den Heizdraht enthaltenden Trägerkörpers umgibt.

   3. Strahler nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper direkt mit dem Sockel verbunden ist.

   4. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Ultraviolett Strahlenquelle vereinigt ist.

   5. Strahler naeh Unteransprüehen ?. lmd 4, dadureh gekennzeichnet, dass im Innern des Metallreflektors ein Ultraviolett-Brenner angeordnet ist und dass der den Heizdraht aufnehmende Trägerkorper des Infrarot-Strah- lers ringförmig ausgebildet ist und nur den Rand der Öffnung des Metallreflektors be deekt.

   6. Strahler naeh ETnteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind für das Befestigen von Strahlenfiltern.

   7. Strahler nach Patentanspruch, da. durch gekennzeichnet, dass hinter der Metallschieht eine unten und oben offene Luftkonvektions- kammer vorgesehen ist.

   8. Strahler nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkorper des Heizdrahtes und die reflektierende Me tallsehicht in der einen Riehtung gestreekt und in der dazu senkrechten Richtung gewölbt sind und eine Wand der Luftkonvektionskammer bilden und dass ferner auf der Rüekseite des Strahlers eine weitere Wand der Luftkonvektionskammer angeordnet ist aus einem wärmeisolierenden Material.

   9. Strahler nach Unteransprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche der du. eh die Luftkonvektionskammer aufsteigenden Luft eine diese Luft entkeimende Ultraviolett-Strahlenquelle angeordnet ist.

   10. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Licht- quelle vereinigt ist.

   11. Strahler nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite des Infrarot-Strahlers als Reflektor eines Pendel- leuchters für indirekte Beleuchtung dient.

   12. Strahler nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in seinem obern Teil eine von unten nicht direkt sichtbare Leuchtstoffr¯hre vorgesehen ist.

   13. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die der gena. nnten Metallschicht entgegengesetzte Seite des den Heizdraht aufnehmenden Trägers geätzt ist.

   14. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Heizdraht aufnehmende Träger aus einem wärmebestän- -digen Hartglas besteht.

   15. Strahler nach Patentansprtleh, dadurch gekennzeichnet, dass der den Heizdraht aufnehmende Trä. ger wenigstens zum Teil aus Lava besteht.

   16. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Heizdraht aufnehmende Träger wenigstens zum Teil aus einem Bestandteil der Hochofenschlacke besteht.

   17. Strahler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daR der den Heizdraht aufnehmende Träger wenigstens zum Teil aus wenigstens teilweise durchsichtigen Glasursubstanzen besteht.