Wärmestrahler Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmestrahler mit einer Vielzahl von Wärmestrahlungsquellen, die mit Abstand voneinander vor einem ebenen Reflektor angeordnet sind.
Sofern keine weiteren Massnahmen zur Ablenkung der Wärmestrahlen getroffen sind, verlassen bei Wärmestrahlern dieser Art die von den Strahlungs quellen ausgehenden Strahlen den Strahler zum Teil direkt und zum Teil nach Reflexion am genannten ebenen Reflektor, wobei sie mit der Ebene dieses Reflektors verschiedene Winkel bilden. Jedes Element einer zu bestrahlenden, beispielsweise ebenen und parallel zur Reflektorebene angeordneten Fläche er hält infolgedessen Strahlen, die von verschiedenen Strahlungsquellen ausgegangen sind, verschieden lange Wege durchlaufen haben und unter verschie denen Winkeln auf dieses Flächenelement treffen.
Am intensivsten ist die Bestrahlung derjenigen Ele mente der genannten ebenen Fläche, die von Geraden getroffen werden, die senkrecht zur Reflektorebene stehen und durch je eine in der Nähe des Schwer punktes aller Strahlungsquellen des Strahlers gelegene Strahlungsquelle gehen. Diese Elemente werden von Strahlen, die von dieser Strahlungsquelle aus direkt oder unter Reflexion am Reflektor die kürzesten Wege durchlaufen haben und senkrecht zu diesen Flächenelementen gerichtet sind, sowie von Strahlen getroffen, die von einer relativ grossen Zahl von andern Strahlungsquellen aus relativ kurze Wege durchlaufen haben und relativ steil auf diese Flächen elemente fallen.
Die Bestrahlung von Flächenelemen ten, die zwischen den vorgenannten liegen, ist etwas weniger intensiv, da die auf sie treffenden, von den gleichen Strahlungsquellen ausgegangenen Strahlen nicht senkrecht zur Reflektorebene und diesen Flä chenelementen gerichtet sind und im Mittel etwas längere Wege durchlaufen haben.
Je weiter jedes be- trachtete Flächenelement von der Normalprojektion des Schwerpunktes aller Strahlungsquellen auf die Fläche, in der diese Elemente liegen, entfernt ist, desto geringer ist die Zahl der Strahlungsquellen, deren am Reflektor zurückgeworfene Strahlen das Flächen element überhaupt treffen, desto flacher ist der Winkel, unter dem die Strahlen auf das Flächen element fallen, und desto längere Wege haben diese Strahlen durchlaufen; die Intensität der auf diese Ele mente fallenden Strahlung ist entsprechend geringer. Schliesslich trifft, wenn die zu bestrahlende Fläche begrenzt ist, ein erheblicher Teil der von allen Strah lungsquellen ausgehenden Strahlen diese Fläche über haupt nicht, sondern geht ausserhalb ihrer Begrenzung vorbei.
Die Verteilung der Intensität der Wärmestrahlung, die die zu bestrahlende Fläche trifft, ist somit un gleichmässig, was in vielen Fällen erhebliche Nachteile mit sich bringt. So können beispielsweise bei einer ebenen Kunstharzplatte, die zwecks nachheriger Ver formung mittels des Wärmestrahlers auf Erweichungs- temperatur erwärmt werden soll, unter Umständen ge wisse Partien nicht auf diese Temperatur gebracht werden, ohne dass gleichzeitig andere Partien so stark erwärmt werden, dass sie zu fliessen beginnen und die Platte dann nicht nach Wunsch verformt werden kann.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu ver mindern.
Der Wärmestrahler gemäss der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass zwischen einzelnen Wärme strahlungsquellen beidseitig reflektierende Wände an geordnet sind, welche senkrecht zum Reflektor ver laufen und sich in Richtung von diesem weg über die letztgenannten Wärmestrahlungsquellen hinaus erstrecken. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigt: Fig.l schematisch die Wärmestrahlungsquellen und den Reflektor eines bekannten Wärmestrahlers sowie eine durch die Wärmestrahlung des letzteren zu erwärmende Kunstharzplatte im Randbereich des Wärmestrahlers, Fig. 2 die Intensität der auf die einzelnen Stellen der Kunstharzplatte vom bekannten Wärmestrahler nach Fig. 1 fallenden Strahlung, Fig.3 analog zur Fig. 1 die Wärmestrahlungs- quellen,
den Reflektor und reflektierende Wände eines erfindungsgemässen Wärmestrahlers und eine zu erwärmende Kunstharzplatte, Fig. 4 die Intensität der auf die einzelnen Stellen der Kunstharzplatte vom Wärmestrahler nach der Erfindung gemäss Fig. 3 fallenden Strahlung, Fig. 5 in perspektivischer Ansicht einen Teil des Wärmestrahlers gemäss Fig. 3, Fig. 6 eine Einzelheit im Schnitt nach der Linie <I>A -A</I> von Fig. 5.
In Fig. 1 bezeichnet a einen ebenen Reflektor eines bekannten Wärmestrahlers, vor dem in einer zur Reflektorebene parallelen Ebene in gleichen Ab ständen voneinander parallele Wärmestrahlungs- quellen b1, <I>b2, b3, b4,</I> b5 ... in Form gespannter, von elektrischem Strom durchflossener Heizwider- standsdrähte angeordnet sind. Unterhalb des Reflek tors<I>a</I> und der Heizdrähte<I>b</I> ist eine gleichmässig zu erwärmende Kunstharzplatte c parallel zur Ebene des Reflektors<I>a</I> angeordnet.
Den Reflektor<I>a,</I> die Reihe der Heizdrähte b und die Platte c hat man sich nach links über die Figur hinaus verlängert zu denken, während<I>d</I> den rechten Rand des Reflektors <I>a</I> und e den rechten Rand der Platte c bezeichnen soll.
Ein beliebiges Flächenelement c der Platte c wird in der Bildebene der Fig. 1 von Wärmestrahlen ge troffen, von denen je einer f l, f2, f3, f4, f5<B>...</B> direkt vom betreffenden Heizdraht b1, <I>b2, b3, b4, b5 ...</I> auf das Flächenelement c' der Platte c fällt und je ein zweiter g1, g2, g3, g4, g5<B>...</B> vom entsprechenden Heizdraht ausgegangen und am Reflektor a gegen das Flächenelement c' reflektiert worden ist. Es sind auch Strahlen<B>f6,</B> f 7 und g6, g 7 eingezeichnet, die von in der Figur 1 nicht mehr sichtbaren Heizdrähten b6, b7 ausgehen.
Die Intensität der Einstrahlung in das Element c' der Platte c hängt für jeden Strahl von der Länge des zurückgelegten Weges und vom Winkel ab, unter dem er auf die Oberfläche der Platte c trifft, und die Ge samtintensität dieser Einstrahlung ist gleich der Summe der für jeden Strahl ermittelten Intensitäten.
In Fig. 2 sind für den in Fig. 1 dargestellten Teil der Platte diese Intensitäten als Ordinaten in Ab hängigkeit von der Lage des jeweils betrachteten Flächenelementes aufgetragen. Die gestrichelten Kur ven hl,<I>h2, h3, h4, h5</I><B>...</B> bezeichnen die Intensität der jeweils von einem der Heizdrähte bl, <I>b2, b3, b4,</I> b5 ... herrührenden Einstrahlung, und zwar der Summe der Einstrahlungen durch die direkten Strah len f und durch die reflektierten Strahlen g. Die aus gezogene Kurve k stellt für jede Stelle der Platte c die Gesamtintensität der Einstrahlung dar.
Wie er sichtlich, hat diese Gesamtintensität relative Maxima für Flächenelemente, die auf durch die Heizdrähte b1 <B>...</B><I>b5</I><B>...</B> gehenden, zur Ebene des Reflektors<I>a</I> senkrechten Geraden liegen. Diese Maxima nehmen ihrerseits vom Bereich des äussersten Heizdrahtes b 1 nach links, das heisst gegen den Schwerpunkt der Ge samtheit der Heizdrähte zu.
Der in Fig.3 schematisch dargestellte Wärme strahler nach der Erfindung unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, dass am Rande des Reflektors a, zwischen dem dritten und vierten Heiz draht<I>b3, b4,</I> zwischen dem sechsten Heizdraht b6 und dem in der Figur nicht dargestellten siebenten Heiz draht b7 und so fort links von jedem dritten Heiz draht sich senkrecht zur Ebene des Reflektors a in Richtung von diesem weg über diese Heizdrähte hin aus nach unten erstreckende beidseitig reflektierende Wände ml,<I>m4, m7</I><B>...</B> angeordnet sind. Der Wärme strahler ist dadurch in Zellen unterteilt, die zwischen zwei reflektierenden Wänden je drei Heizdrähte, z. B. b4, b5 und b6, enthalten.
Der Abstand je zweier Heiz drähte kann wie bei der Anordnung nach Fig. 1 gleich sein, oder die durch eine reflektierende Wand vonein ander getrennten Heizdrähte, z. B. b3 und b4, können, wie in Fig. 3 dargestellt, etwas kleineren Abstand von einander haben als die übrigen.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird jedes Flä chenelement c' der Platte c nur von Strahlen getroffen, die von den drei Heizdrähten,<I>z. B. b4, b5, b6,</I> der über ihm befindlichen Zelle des Wärmestrahlers ausgehen, und zwar von direkt von diesen Heizdrähten kommen den Strahlen<I>f4,<B>f5, f6,</B></I> von Strahlen g4, g5, g6, die am Reflektor a reflektiert worden sind, von Strahlen h4, <I>n5,</I> n6, die an der einen Wand<I>m4</I> der die betreffende Zelle begrenzenden reflektierenden Wände fn4, <I>m7</I> reflektiert worden sind, von Strahlen<I>p4, p5,</I> p6, die an der andern Wand m7 reflektiert worden sind, schliesslich von Strahlen<I>q4, q5, q6</I> und<I>r4, r5</I> und r6,
die zuerst am Reflektor a und an der einen bzw. an der andern dieser Wände<I>m4, m7</I> reflektiert worden sind. Die an der Wand a4 reflektierten Strah len n4, n5, n6 ersetzen die Strahlen, die bei der An ordnung nach Fig. 1 direkt von weiter rechts liegenden Heizdrähten gekommen wären, und die an der Wand <I>m7</I> reflektierten Strahlen<I>p4, p5, p6</I> ersetzen diejeni gen, die direkt von weiter links liegenden Heizdrähten gekommen wären. Ferner ersetzen die doppelt reflek tierten Strahlen<I>q4, q5, q6, r4, r5, r6 die</I> Strahlen, die in Abwesenheit der Wände<I>m4, m7</I> von ausserhalb der Zelle gelegenen Heizdrähten ausgegangen und vom Reflektor a gegen das Element c' reflektiert worden wären.
Fig. 4 zeigt nun analog zur Fig. 2 zunächst die Intensitätskurven h4, h5, h6 der auf jede Stelle der Platte c von jedem der Heizdrähte b4, b5 und b6 her direkt und unter Reflexion am Reflektor a fallenden Strahlung. Mit s4, s5 und s6 sind die entsprechenden Kurven für die Intensität der Einstrahlung von den gleichen Heizdrähten her unter Reflexion an der Wand @m4, einschliesslich der zuerst am Reflektor<I>a</I> gegen diese Wand m4 reflektierten Strahlung bezeich net. Die analogen, spiegelbildlich gleichen Kurven für die an der Wand m7 reflektierte Strahlung sind nicht eingezeichnet. Die Kurve t zeigt die Gesamtintensität für jede Stelle der Platte c im Bereiche zwischen den Wänden m4 und m7 fallenden Strahlung.
Wie sich aus Fig. 4 ergibt, hat beim erfindungs gemässen Wärmestrahler gemäss Fig. 3 die Intensität der auf jedes Element der Oberfläche der Platte c fallenden Strahlung wie beim bekannten Wärmestrah ler gemäss Fig. 1 relative Maxima im Bereich jedes der Heizdrähte b1, <I>b2 ... b5, b6</I><B>...</B> Im Gegensatz zum letztgenannten Wärmestrahler ist jedoch das rela tive Maximum im Bereich des äussersten Heizdrahtes b1, das heisst in der Randpartie der Platte e, nicht ge ringer als im Bereich irgendeines andern, vom Rand des Wärmestrahlers weiter entfernten Heizdrahtes.
Im Bereich jeder der erwünschten Zellen des Wärme strahlers, auch der äussersten, hat vielmehr diese Ge- samtintensitätskurve t den gleichen Verlauf. Durch geeignete Wahl des Abstandes der reflektierenden Wände, z. B. @ml und m4, von den äusseren Heiz drähten b1 bzw. b3 der von diesen Wänden begrenz ten Zelle kann der Wert dieser Gesamtintensität durch das Ausmass der Länge des in Richtung vom Reflektor weg über die Heizdrähte hinausragenden Teiles dieser Wände nach Wunsch bemessen werden.
Gemäss Fig. 3 und 4 ist dieser Wert beispielsweise ungefähr gleich wie unterhalb des mittleren Heizdrahtes b2 .der be trachteten Zelle; unter den Heizdrähten b 1 und b3 ist die Gesamtintensität der auf die Platte c fallenden Strahlung noch etwas grösser. Wäre der Abstand der Wände<I>ml, m4, m7</I><B>...</B> von den nächsten Heizdräh ten b1, b3 bzw.<I>b4,</I> b6 bzw.<I>b7</I> usw. gleich der Hälfte des gegenseitigen Abstandes der Heizdrähte b 1 und <I>b2</I> oder<I>b2</I> und b3, so wären die Einstrahlungsinten- sitäten unter allen Heizdrähten gleich.
Es ist jedoch erwünscht, die Intensität in der Verlängerung der reflektierenden Wände, insbesondere der äussersten Wand ml, durch entsprechende Bemessung der Länge des über die Heizdrähte in Richtung vom Reflektor weg hinausragenden Teiles der einzelnen reflektieren den Wände so gross zu halten, dass die Temperatur der Platte c an ihrem Rande trotz der seitlichen Ab strahlung derselben längs dieses Randes nicht geringer wird als im Bereich der relativen Minima der Ein strahlung.
Damit wird eine sehr gleichmässige Bestrahlung der ganzen Platte c erreicht; die Intensität dieser Bestrahlung liegt überall zwischen dem Wert, den sie zwischen benachbarten Heizdrähten der gleichen Zelle hat, und ihrem Wert unterhalb der äusseren Heiz drähte jeder Zelle, z. B. der Heizdrähte b1 und b3. Fig. 5 und 6 zeigen die konstruktive Ausführung des Wärmestrahlers gemäss Fig. 3. Der Wärmestrah ler besteht aus innen auf Hochglanz polierten rinnen förmigen Elementen 1 aus Blech mit ebenem Boden 2 und mit Seitenwänden 3, die mit dem Boden 2 einen rechten Winkel bilden.
In die Elemente 1 sind in gleichmässigen Abständen reflektierende Querwände 4 aus Blech eingesetzt und am Boden 2 sowie an den Seitenwänden 3 mittels aufgebogener Flanschen 5 und Schrauben 6 befestigt. Jede Querwand 4 weist drei Löcher 7 auf, in weiche kurze Isolierungstüllen 8 aus Porzellan gesteckt sind. Durch die in einer Flucht liegenden Tüllen 8 der verschiedenen Querwände 4 läuft jeweils ein Heizdraht 9.
Die benachbarten Elemente 1 stossen mit ihren gegenüberliegenden Seitenwänden 3 derart aneinander an und sind auf nicht dargestellte Weise so zusam mengehalten, dass ihre Böden 2 in einer Ebene liegen und zusammen den in Fig. 3 mit a bezeichneten Re flektor bilden, während die aneinanderstossenden Sei tenwände 3 die reflektierenden Wände<I>m4, m7 ...</I> bilden; die eine Seitenwand 3 des äussersten Elementes 1 bildet die äusserste reflektierende Wand m1.