CN208609212U - 一种红外线散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种设置在石英玻璃管中的碳纤维的加热元件的红外线散热器，其端部连接到穿过石英玻璃管壁的接触元件。通过使加热元件远离石英玻璃管的壁，并且间隔元件将加热元件的中心集中在石英玻璃管的轴线上来改善已知的散热器。本实用新型的优势在于间隔元件由钼、钨和/或钽制成，或由其中至少两种金属制成的合金，经过大量试验发现，这种间隔装置一方面具有良好的热稳定性，另一方面又能防止石英玻璃管加热到其再结晶。

Description

一种红外线散热器

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，具体地说是一种红外线散热器，其具有设置在石英玻璃管中的加热元件和含有碳纤维的加热元件，加热元件的末端连接到通过石英玻璃管壁的接触元件上。

背景技术

众所周知，红外线散热器被广泛地应用于各个领域中。在现有技术中公开了所述种类的红外辐射器。它们有螺旋状的碳纤维加热元件。这种碳纤维具有温度变化快、反应速度快的优点。已知的碳散热器由于其螺旋形状和提供的大表面积，辐射输出相对较高，适合在低于1000℃下运行。在其实际形式中，加热元件的最高温度为950℃.可达到的辐射功率受这个最高温度限制。

类似的红外辐射器在文献中也有描述。这里，碳带是由多个相互连接的部分以蛇形方式形成的。另外，带有金属加热元件的红外散热器在文献中也有公开。由于表面积相对较小，这些也只能实现有限的辐射输出。我们知道，特别是从最近披露的两个加热元件与周围的石英管接触，并得到支持。

石英管在1000℃左右重结晶是红外散热器的一个普遍问题。尤其是在接触的情况下，使它们无法使用。

实用新型内容

本实用新型涉及一种改进并适合在高温下运行的红外散热器，特别是辐射输出量大、寿命长的红外散热器。

本实用新型是将加热元件与石英玻璃管壁隔开，加热元件以石英玻璃管轴上的间隔元件为中心，但这些间隔元件是热桥。令人惊讶的是，由于避免了与加热元件(碳纤维)的接触而导致再结晶，因此在不重新结晶石英玻璃管的情况下，加热元件的温度可以大大提高。特别是当加热元件以螺旋或盘绕带状的形式出现时，有利于实现高辐射输出。

石英玻璃管的内径应至少是加热元件螺旋或线圈直径的1.5倍。在1.7的直径比下，加热元件的温度可以增加到超过1000℃.在直径比为2.5的情况下，加热元件的温度可以提高到超过1500℃。所以辐射功率正比于绝对温度的四次方并相应地增加。

本实用新型的优势在于间隔元件由钼和/或钨和/或钽制成，或由其中至少两种金属制成的合金。人们发现，这种间隔装置一方面具有良好的热稳定性，另一方面又能防止石英玻璃管加热到其再结晶。

所述间隔元件至少在其侧面对加热元件特别有利于加热元件的稳定布置，该加热元件的纵向扩展大于在所述加热元件的线圈之间形成的在该纵向方向上形成的距离。因此，即使在振动的情况下，也可以防止间隔物滑入各个螺旋线之间的间隙。

在加热元件和间隔元件之间加入陶瓷，特别是氧化铝或二氧化锆，因为这会增加加热元件的寿命，以防止过早的燃尽。

此外，弹性材料末端的接触元件与加热元件相连接，以确保在接触元件焊接到附加触点之前，可靠地固定住接触元件。钼可以用作特别的弹性材料。

与加热元件相连接的接触元件的末端也可以用套筒的形式握住加热元件的两端;套筒可以用钼做。

在加热元件末端与接触元件之间提供石墨纸，以优化接触元件与加热元件碳纤维之间的电流接触。加热元件基本上或完全由碳纤维构成。

在石墨纸和加热元件之间，可以提供一种贵金属浆料和/或涂在加热元件末端的金属涂层。金属镀层可以由镍或贵金属制成，最好能以电镀的方式。

因此，这种联系得到了进一步的改善。接触部件的焊接可采用电阻焊接或激光焊接。

解决了红外散热器加热元件加热温度大于1000℃，最好大于1500℃。

附图说明

图1是本实用新型的螺旋形碳散热器结构示意简图；

图2-9是用于间隔元件的各种实施图；

图10是接触元件简图；

图11是加热元件上的接触元件的布置简图；

图12是制造触点的示意图；

图13是通过点焊接触的截面图；

图14是与加热元件的接触简图；

图15是触点的横截面示意图。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其它的附图。

具体实施方式

由图1所示，根据本实用新型的红外散热器。在石英玻璃管1中，螺旋缠绕的碳带被设置为加热元件2，由间隔元件3将其与玻璃管壁隔开。在其末端，加热元件连接到接触元件4，做成钼套筒5的形式。一个终端选项卡6从套筒中引出，并从套筒中接触7，通过石英玻璃管1的掐断端9中的钼密封箔8引出外部终端10。

螺旋加热元件的碳散热器如图1所示，其表面积比直带的碳散热器大2.5到3倍，因此功率密度大2.5到3倍。同时，以碳带作为加热元件的红外散热器与金属加热元件的红外散热器相比，具有更大的功率密度。因此，与由金属形成的加热元件相比，作为加热元件的碳带需要更低的温度，以达到相同的功率密度。在具体情况下，钨卤素散热器的功率密度为900 kW/m2，约为3000开尔文，而相应的螺旋碳带需要提高到2170开尔文，以达到相同的功率密度。

图1所示的红外散热器可在>1000℃温度下运行，为此，必须将石英玻璃管的内径与加热元件线圈外径至少1.5(最好是1.7)的直径比。在直径比大于2.5的情况下，加热元件可以在1500℃以上的温度下工作。

例如，间隔元件3是由钼制成，钨或钽或上述金属的合金也可以使用。间隔元件3轴向的长度大于加热元件2的两个加热线圈节之间的轴向间隙。为了防止加热元件2的损坏和过早失效，在间隔元件3和加热元件之间放置一个绝缘陶瓷插入件11。陶瓷插入是由氧化铝或二氧化锆制成，这取决于预期的操作温度。

图2-9显示了间隔元件3的各种特殊实施图。图2显示了一个非常简单和廉价的实施例。图3显示了该实施图与绝缘陶瓷插入件11。2至8是由较好的金属制成，更复杂的实施例(如在4到8中表示的那些)可以通过单个部件焊接在一起。图4中所示的间隔元件由于其同心圆结构和内环的双侧固定而特别稳定，图7中的间隔元件也是如此，其中环形部分12被一个三角形13包围。在这个实施例中，间隔元件3和石英玻璃管1之间的接触面特别小。5和6中的实施例非常相似，一个支持石英玻璃管1上的内环14被弹簧臂15和15’包围。图8展示了另一个实施例，其中两个环14,14’彼此同心。

在图9中有一个陶瓷材料(氧化铝或二氧化锆)的间隔元件3。在这个实施例中，不需要额外的绝缘陶瓷插入件11的排列。这个间隔元件有开口16，防止在散热器内形成多个相互分离的腔室。这些开口允许对石英玻璃管进行无问题的自由疏散。

图10 - 13中显示了碳螺旋连接的实施图例。图中显示了弹性材料的接触元件4，例如钼。图11所示为接触元件，该接触元件在加热元件2的碳带上滑动，并将其夹在两侧。石墨纸17被放置在两种材料之间以提高接触。这层状组件被压缩在一起，并在焊接18处用电阻焊接或激光焊接标记为“X”，接触元件的两个肢体直接连接在一起，并将加热元件2的碳带和石墨纸17夹在中间。图12显示了该接触组件的示意图，其中标记了两个点焊18。剖视图沿着图13中的A-A线表示。图14和15显示了接触组件的另一个实施例，图15显示了沿着图14中的A-A线的截面，加热元件2的碳螺旋被一个套筒5包围着。石墨纸17被放置在套筒5和加热元件2的碳螺旋之间。套筒5是由钼制成的。在套筒5中有一个内套筒19，该内套筒19打开到外导终端表6。石墨纸17也被放置在内套筒19和加热元件2之间。各层紧挨在一起，图中显示的空间(图11、13和15)只是为了更好地理解。在石墨纸17和17’之间可以提供一种贵金属膏或金属涂层，最好是镍或贵金属，用于加热元件2的末端;金属镀层可以电镀到加热元件上。这种涂层和贵金属膏可以提供在加热元件2的内部和外部，即在加热元件2和内套19之间，加热元件2和外套5之间。为了简单起见，在图中省略了涂层或贵金属膏体。

Claims (7)

1.一种红外线散热器，其具有包含碳纤维的加热元件并且排列在石英玻璃管中，其端部连接到穿过石英玻璃管壁的接触元件，其特征在于：加热元件(2)与石英玻璃管(1)的壁相分离，加热元件（2）通过间隔元件（3）以石英玻璃管（1）的轴为中心；所述加热元件（2）具有螺旋形或盘绕带状的形式，石英玻璃管（1）的内径至少是螺旋形或盘绕带状的加热元件（2）直径的1.5倍。

2.根据权利要求1中所述的红外线散热器，其特征在于：所述间隔元件（3）由钼、钨和/或钽或这些金属的合金形成；间隔元件（3）的长度大于加热元件（2）的线圈之间在纵向方向上形成的空间。

3.根据权利要求1或2中所述的红外线散热器，其特征在于：在加热元件(2)和间隔元件(3)之间设有由氧化铝或二氧化锆制成的绝缘陶瓷插入件（11）。

4.根据权利要求1中所述的红外线散热器，其特征在于，所述接触元件（4）与加热元件(2)相连的端部为由钼弹性材料构成。

5.根据权利要求4中所述的红外线散热器，其特征在于：所述接触元件（4）与所述加热元件（2）以套管(5)的形式夹住加热元件(2)的末端，所述套管（5）由钼形成。

6.根据权利要求4或5中所述的红外线散热器，其特征在于：在加热元件（2）和接触元件（4）之间设置有一层石墨纸；贵金属浆料和/或金属涂层放置在所述石墨纸与所述加热元件（2）之间，所述金属涂层由镍或贵金属电镀而成。

7.根据权利要求6中所述的红外线散热器，其特征在于：接触部件通过电阻焊接或激光焊接彼此连接。