DD257200B1 - Infrarot-hochleistungsstrahlungsquelle - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer intensiven, in einen Vorzugsbereich gerichteten, kurzwelligen Infrarotstrahlung beispielsweise eine Strahlungsquelle zur Erzielung eines tiefenwirksamen Effektes in der medizinischen Therapie die in der Infrarothyperthermie zur Anwendung kommt

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Zur Erzeugung einer intensiven Infrarotstrahlung sind u a stabförmige Infrarotstrahler bestehend aus einem transparenten Rohr und einem koaxial angeordneten Glühwendel bekannt Es ist weiterhin bekannt daß derartige Infrarotstrahler in einem weiteren transparenten Rohr, ζ B Quarzrohr, angeordnet sind, um in dem Zwischenraum ein Kuhlmittel zur Abfuhrung der entstehenden Warme strömen zu lassen (DE-OS 1960875) Zur gerichteten Abstrahlung und Bündelung der Strahlung sind unterschiedliche Reflexions und Spiegelsystem^ im Einsatz, so beispielsweise direkt auf den Mantelrohren aufgebrachte Reflexionsflachen (DE OS 2637338)

Fließendes Wasser als Kuhlmittel und Filtersubstanz zur Gewinnung von kurzwelliger Infrarot A Strahlung mit der Eigenschaft, tief ι η die menschliche Haut einzudringen, wird ι η speziellen Therapiegeraten angewendet So ist eine Hyperthermieei η richtung bekannt, in welcher die Infrarot Strahler so angeordnet sind, daß sie zusätzlich zur von oben wirkenden HF Energie von unten auf den liegenden Patienten gerichtet sind (DD WP A61 N/287796) Die bekannten Infrarotstrahler erfüllen fur den Einsatz in der Medizin nicht die hohen Forderungen wie gute Reinigungs und Desinfektionsmoglichkeit durch einfache kompakte Bauweise, optische Unempfindhchkeit gegen Verschmutzung, keine Korrosion von Reflexionsflachen usw durch herabtropfenden Schweiß

Von entscheidendem Nachteil der bekannten Einrichtungen ist auch daß diese Forderungen gemeinsam nur durch äußerst aufwendige und komplizierte Strahler erfüllt werden können

Bekannte Strahler kompakter Bauweise mit guter Reinigungsmoglichkeit und thermischer Unempfindlichkeit weisen einen ungenügenden energetischen Wirkungsgrad auf

Strahler mit hohem Wirkungsgrad besitzen technisch kompliziert ausgeführte Elemente zur Strahlungsfuhrung und/oder freiliegende Reflektoren mit einer Reihe von Bauteilen, die hohe Temperaturen erreichen

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen kompakten Hochleistungsstrahlungsquefle fur den kurzwelligen Infrarot Spektral bereich, wobei die Mangel der bekannten technischen Losungen vermieden werden Die Energieausbeute soll hoch sein

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Infrarot Hochleistungsstrahlungsquelle zu schaffen deren Strahlungsenergie bevorzugt in ein Zielgebiet gerichtet ist, die so ausgeführt ist, daß eine integrierte, austauschbare Einheit mit kleinem Bauvolumen zur Verfugung steht, daß sie gegen äußere Verschmutzung, wie ζ B herabtropfenden Schweiß, unempfindlich ist und daß deren Ausgangsmatenalien einfache, handelsübliche Bauelemente sind Die Oberflachentemperatur soll so niedrig sein, daß keine thermische Verletzungsgefahr besteht Die Strahlungsenergie bei einer Wellenlange großer als 1,5μηι soll zu vernachlässigen sein

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe mit einem langgestreckten Gluhstrahler hoher optischer Strahlungsleistung dessen Glühwendel axial in einem transparenten Hüllrohr angeordnet ist, welche von einem transparenten Mantelrohr umgeben ist, das außen teilweise mit einer Reflexionsflache versehen ist, und bei dem sich das Hüllrohr in einer Filterflussigkeit, die gleichzeitig

teilweise mit einer Reflexionsflache versehen ist, und bei dem sich das Hüllrohr in einer Filterflussigkeit, die gleichzeitig der Kühlung dient, befindet, dadurch gelost, daß auf dem Hüllrohr mehrere streifenform ige Zylindersegmente als Reflexionsflachen so aufgebracht sind, daß sie in Verbindung mit der Reflexionsflache auf dem Hüllrohr die Strahlungsenergie in ein genau definiertes eng begrenztes Gebiet richten Das Hüllrohr ist mit einer Exzentrizität von 3 bis 15% des Durchmessers des Mantelrohres in der Ebene der Abstrahlungsrichtung im Mantelrohr angeordnet Es ist vorteilhaft, zum Erreichen einer maximalen Strahlungsleistung in Vorwartsnchtung auf kleinstem Bereich drei Zylindersegmente als Reflexionsflachen auf dem Hüllrohr anzuordnen und diese so groß zu wählen, daß der Abstand zwischen zwei Reflexionsflachen gleich der Breite einer Reflexionsflache ist und dabei eine Reflexionsflache symmetrisch zur Reflexionsflache auf dem Hüllrohr zu ihm parallel verlaufend angeordnet ist Die Vorteile des erfindungsgemaßen IR-Strahlers bestehen in seiner integrierten Ausfuhrung, die auch ohne zusätzliche Elemente zur Strahlungsfuhrung eine effektive leistungsstarke Vorwartsabstrahlung ermöglicht Die Temperatur des Mantelrohres und damit aller von außen beruhrbaren Oberflachen bleibt niedrig, so daß eine thermische Verletzungsgefahr ausgeschlossen ist

Ein weiterer Vorteil besteht in der wartungsarmen Ausfuhrung indem keine freien Reflexionsflachen bestehen, die beispielsweise durch herabtropfenden Schweiß standig verschmutzen und korrodieren, wodurch es möglich wird, den Hochleistungsstrahler in Hyperthermieeinnchtungen einzusetzen, in denen sich die Strahlungsquellen unter dem Patienten befinden

Es ist vorteilhaft, zum Erreichen einer maximalen Strahlungsleistung in Vorwartsnchtung auf kleinstem Bereich drei Zylinder segmente als Reflexionsflachen auf dem Hüllrohr anzuordnen und diese so groß zu wählen daß der Abstand zwischen zwei Reflexionsflachen gleich der Breite einer Refelxionsflache ist und dabei eine Reflexionsflache symmetrisch zur Reflexionsflache auf dem Hüllrohr zu ihm parallel verlaufend angeordnet ist Die Vorteile des erfindungsgemaßen IR Strahlers bestehen in seiner integrierten Ausfuhrung, die auch ohne zusätzliche Elemente zur Strahlungsfuhrung eine effektive leistungsstarke Vorwartsabstrahlung ermöglicht Die Temperatur des Mantelrohres und damit aller von außen beruhrbaren Oberflachen bleibt niedrig, so daß eine thermische Verletzungsgefahr ausgeschlossen ist

Ein weiterer Vorteil besteht in der wartungsarmen Ausfuhrung, indem keine freien Reflexionsflachen bestehen, die beispielsweise durch herabtropfenden Schweiß standig verschmutzen und korrodieren wodurch es möglich wird, den Hochleistungsstrahler in Hyperthermieeinnchtungen einzusetzen, in denen sich die Strahlungsquellen unter dem Patienten befinden

Dadurch, daß die Strahlung die kombinierte Kühl- und Filterflussigkeit durchdringt, bevor sie nach außen tritt wird durch den Einsatz von Wasser fur diese Flüssigkeit bei medizin-therapeutischen Anwendungen ein ideal tiefenwirksames Strahlungsspektrum erzeugt

Ausfuhrungsbeispief

Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig 1 einen Schnitt durch eine Infrarot-Hochleistungsstrahlungsquelle, Fig 2 den Strahlungsverlauf der Infrarot Hochleistungsstrahlungsquelle nach Fig 1

Ein Infrarot Hellstrahler 1 mit den Abmessungen 7,5mm 0 χ 300mm ist in einem Mantelrohr 2 von 15mm 0 um 1,5mm zur Mittelachse versetzt angeordnet Auf dem Mantelrohr 2 ist außen eine Reflexionsflache 3 als Zylindersegment mit ca 200° Umschlingung aufgebracht Auf dem Hullrohr4deslR Hellstrahlers 1 sind drei st reifenform ige Reflexionsflachen 5 mit Umschlingung aufgebracht, die symmetrisch zur Reflexionsflache 3 angeordnet sind Zwischen dem Hüllrohr 4 und dem Mantelrohr 2 befindet sich Wasser

In Fig 2 ι st der Strahlen verlauf teil weise dargestellt Ein Teil A der Strahlung tritt direkt im Öffnungswinkel von 60° zwischen den Reflexionsflachen 5 2 und 5 3 heraus Der entgegengesetzte Teil B der Strahlung wird an der Reflexionsflache 5 1 reflektiert und tritt gemeinsam mit dem Teil A aus Ein weitererTeil C der Strahlung wird an der Reflexionsflache 5 2 reflektiert und trifft mit einem Teil D, der direkt abgestrahlt wird, auf die Reflexionsflache 3 und wird dort in zwei Teilen wieder reflektiert Em Teil E gelangt durch das Hüllrohr 2 mit den Strahlenteilen A und B direkt heraus und ein Teil F wird an der Reflexionsflache 5 3 außen reflektiert und tritt danach seitlich heraus

Beim Durchtritt der Strahlen von einem Medium in das andere tritt bekannterweise eine Brechung ein die jedoch den Strahlengang nicht wesentlich beeinflußt

Analog geschieht es mit den Teilen G und H der Strahlung, die der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind Unter diesen Bedingungen werden bei der beschriebenen Anordnung der Reflexionsflachen und einer Exzentrizität von 1,5mm ca 70% der Totalstrahlung in den Zielbereich abgestrahlt

Claims (2)

1. Infrarot-Hochleistungsstrahlungsquelle, bestehend aus einem langgestreckten Gluhstrahler, dessen Glühwendel axial in einem transparenten Hüllrohr angeordnet ist, welches von einem außen teilweise mit einer Reflexionsflache versehenen Mantelrohr umgeben ist, und wobei das Hüllrohr mit einer Flüssigkeit gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hüllrohr (4) mehrere streifenform ige zyl ι ndersegmentformige Reflexionsflachen (5) so aufgebracht sind, daß in Verbindung mit der Reflexionsflache (3) des Mantelrohres (2) der größte Teil der Strahlung auf ein definiertes, eng begrenztes Gebiet gerichtet ist, und daß das Hüllrohr (4) mit einer Exzentrizität von 3 bis 15% zum Mantelrohr (2) in der Ebene der Abstrahlungsrichtung angeordnet ist

2. Infrarot-Hochleistungsstrahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hüllrohr (4) drei Reflexionsflachen (5) angeordnet sind und der Abstand zwischen je zwei Reflexionsflachen (5) gleich der Breite einer Reflexionsflache (5) ist