DE10163087A1 - Infrarotstrahler zur thermischen Behandlung von Gütern - Google Patents

Infrarotstrahler zur thermischen Behandlung von Gütern

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DE10163087A1 DE2001163087 DE10163087A DE10163087A1 DE 10163087 A1 DE10163087 A1 DE 10163087A1 DE 2001163087 DE2001163087 DE 2001163087 DE 10163087 A DE10163087 A DE 10163087A DE 10163087 A1 DE10163087 A1 DE 10163087A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft Infrarotstrahler für die thermische Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln. DOLLAR A Vorgestellt wird ein Stabstrahler der im Wesentlichen aus einem Keramikträger mit einem innen liegenden Kern, wobei dieser Kapillaren für die Aufnahme von mindestens einer Heizeinrichtung aufweist, besteht. Auf den Keramikträger ist eine Keramikschicht als Funktionkeramik befindlich. Der Stabstrahler ist mit einem Reflektor komplettiert. Je nach Einsatzaufgabe und Verwendungszweck sind bestimmte Werte für Emitterdurchmesser, Reflektoröffnung, Reflektorhöhe, Emitterlänge, Emitterleistung im Verhältnis zur Emitterlänge und Emitterleistung im Verhältnis zur Fläche eingehalten. DOLLAR A Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen Flachstrahler mit folgendem Aufbau: Ein aus Seitenflächen und einen Boden bestehendes Gehäuse ist von der Bodenseite her mit einer thermischen Isolierung, einem Energiesystem, einem Keramikträger und einer Funktionskeramik schichtweise ausgefüllt. Die Infrarotstrahlen treten an der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden Seite aus. DOLLAR A Wie bei Stabstrahlern sind auch hier je nach Einsatzaufgabe und Verwendungszweck bestimmte Richtwerte einzuhalten. DOLLAR A Schließlich sind unterschiedliche ausgestaltete Energiesysteme für den Einsatz verschiedener Energieträger angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft Infrarotstrahler für die thermische Behandlung von Gütern, insbesondere Lebensmitteln.
  • Bekanntermaßen sind Infrarotstrahler in Modulbauweise ausgeführt, und zwar als Stabstrahler mit Reflektor oder Flachstrahler ohne Reflektor.
  • Die Strahlermodule sind direkt in Anlagen einbaufähige Baugruppen, die im Kern aus einem oder mehreren Strahlern bestehen sowie aus Infrarotsensoren zur Messung der Guttemperatur und zur Regelung technisch/technologischer Parameter, wie beispielsweise Energiezufuhr, Be- und Entlüftung und dgl.. Die energetische Basis für die Strahler ist entweder Elektroenergie, Öl, Rauchgas oder andere geeignete Energieträger.
  • Die verwendeten Legierungen sind nach Rustam Rakhimov bekannt, EP 0994827 und EP 01017647, und daher nicht Gegenstand der Erfindung.
  • Durch eine Reihe von Merkmalen sind die bekannten Strahlermodule technisch weiterzuentwickeln, und zwar in der Weise, dass der Einsatz in Maschinen, Geräten und Anlagen der Lebensmitteltechnik möglich ist.
  • Zu den besonderen Eignungsmerkmalen hierfür zählen insbesondere:
    • - Verwendbarkeit beim Garen, Backen, Rösten, Trocknen u. a. Behandlungsverfahren für Lebensmittel;
    • - Schnelle und energiesparende Bearbeitbarkeit bei niedrigen Temperaturen;
    • - Schonende und wertstofferhaltende Bearbeitung;
    • - Entkeimende Wirkung;
    • - Ausschluss bzw. extrem herabgesetzte Bruchgefahr der Strahler;
    • - Waschbarkeit der Module entsprechend den hygienischen Anforderungen bei der Lebensmittelbe- und -verarbeitung.
  • Durch Messung der Guttemperatur unmittelbar in der Nähe der Energiequelle mit einem Infrarotsensor, durch den Vergleich der gemessenen Temperatur mit dem Temperatursollwert für das Gut und einer damit verbundenen Regelung der Energiezufuhr, der Bandgeschwindigkeit, der Be- und Entlüftung sowie ggf. der Durchmischung des Gutes und der Belüftungsfeuchte kann eine perfekte Qualitätssichung des Gutes gewährleistet werden.
  • Insgesamt ist der Stand der Technik bei Stab- und Flachstrahern der in Rede stehenden Art mit Blick auf die Herstellbarkeit eines qualitativ hochwertigen Endprodukts weiter zu entwickeln.
  • Die Aufgabe ist nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 13 gelöst worden. In den jeweils untergeordneten Ansprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist ein Stabstrahler mit Reflektor, wie nachfolgend beschrieben, aufgebaut.
  • Ein Keramikträger ist mit einem innen liegenden Kern, der Kapillaren für die Aufnahme mindestens einer Heizeinrichtung aufweist, versehen.
  • Auf den Keramikträger ist eine Keramikschicht als Funktionskeramik befindlich. Der Stabstrahler ist mit einem Reflektor komplettiert.
  • Je nach Einsatzaufgabe und Verwendungszweck sind bestimmte Werte für Emitterdurchmesser, Reflektoröffnung, Reflektorhöhe, Emitterlänge, Emitterleistung im Verhältnis zur Emitterlänge und Emitterleistung im Verhältnis zur Fläche realisierbar. Als Richtwerte gelten:
    Emitterdurchmesser 6 bis 14 mm;
    Reflektoröffnung 40 bis 100 mm;
    Reflektorhöhe 40 bis 100 mm;
    Emitterlänge 250 bis 1.600 mm;
    Emitterleistung pro Emitterlänge 0,1 bis 2 kW/m;
    Emitterleistung pro Emitterfläche 1,25 bis 25 kW/m2.
  • Die Vorteile dieses Strahlertyps liegen darin, dass die genannten Hauptparameter gezielt gestaltet und eingestellt werden können und darin, dass Selbige darüber hinaus flexibel einsetzbar sind. Es können relativ einfache und billige Stabstrahler verwendet werden. Die Strahlungsenergie kann gestreut, parallel gebündelt, fokusiert oder in Mischformen auf das Gut gebracht werden. Weiterhin sind Güter unterschiedlicher Höhe und Größe gut bearbeitbar.
  • Nachfolgend werden Details dieses Strahlertyps beschrieben.
  • Der Kern mit den Kapillaren besteht aus keramischen Werkstoff, üblicherweise aus Al2O3. In den Kern sind n Kapillaren eingebracht, wobei n einen Wert = bzw. > 1 annimmt. Der Widerstand ist vorteilhafterweise in Form eines gestreckten NiCr-Widerstandsdrahtes eingebracht. Alternative Lösungen sind denkbar. Bei einer angelegten definierten Spannung wird eine dementsprechende Leistung mit der beabsichtigten Temperatur erzeugt. Die beschriebene Anordnung des Widerstandsdrahtes im Kern garantiert eine minimale Temperaturabweichung von < 5% auf der gesamten Länge des Emitters. Damit ist eine gleichmäßige Strahlungsintensität, zum Beispiel über die gesamte Breite eines Trocknerbandes, gewährleistet.
  • Weiterhin ermöglicht diese Konstruktion einen problemlosen Transport und Einsatz der Emitter in senkrechter Position.
  • In der Regel wird der mit dem Widerstand komplettierte Kern in den rohrförmigen Keramikträger eingesetzt.
  • Der Keramikträger erfüllt im Wesentlichen drei Funktionen, nämlich die Aufnahme des Kerns, wie beschrieben, mit dem elektrischem Heizwiderstand in seinem Inneren, die Emission eines definierten Basispektrums an elektromagnetischen Wellen entsprechend des eingesetzten Trägermaterials und die Aufnahme einer Keramikschicht als Funktionskeramik auf seiner Oberfläche.
  • Als Grundmaterial für den Keramikträger sind alternativ verschiedene Trägermaterialien verwendbar, nämlich:
    • - Quarzgut, beispielsweise SiO2; Dadurch ist gesichert, dass gleichzeitig das werkstoffspezifische Emissionsspektrum dieses Materials ausgenutzt werden kann. Der Kern unterstützt zusätzlich die Biege- und Bruchfestigkeit des Trägers.
    • - Edelstahl; Durch diese Materialwahl ist absolute Bruchsicherheit gewährleistet. Der Kern dient hierbei gleichzeitig als elektrischer Isolator und als thermischer Speicher.
    • - Keramik, insbesondere Al2O3 mit 99,95 Reinheit; Keramikwerkstoff gewährleistet hohe Bruchsicherheit und ermöglicht gleichzeitig die Ausnutzung des werkstoffspezifischen Emissionsspektrums. Hier kann die Funktionskeramik direkt auf den Kern aufgebracht werden. Ein zusätzlicher Rohrkörper ist nicht erforderlich. Der Kern und der Keramikträger sind zu einem Bauteil vereint.
  • Die erwähnte Funktionskeramik besteht je nach Einsatzzweck für die jeweilige thermische Bearbeitung von Gütern aus einer Legierung mit 5 bis 10 Komponenten verschiedener hochreiner Oxyde. Die Legierungen sind nach EP 0994827 und EP 01017647 bekannt und nicht Gegenstand dieser Erfindung.
  • Die Funktionskeramik haftet als gesinterte Dünnschicht mit 15 bis 50 µm Dicke auf der Oberfläche des Keramikträgers.
  • Je nach der eingesetzter Legierung und in Abhängigkeit von der gewählten Oberflächentemperatur in der Keramikschicht wird ein definiertes Infrarotspektrum elektromagnetischer Wellen in einer höheren Konzentration im engen Bereich der beabsichtigten Wellenlängen erzeugt.
  • Die Beschichtung des Keramikträgers mit der Funktionskeramik erfolgt durch atmosphärisches Plamaspritzen (APS).
  • Damit ist eine sehr dünne Schicht realisierbar, die folgende Eigenschaften aufweist:
    • - 15 bis 50 µm Schichtdicke;
    • - Überdurchschnittlich hohe Temperaturwechselbeständigkeit;
    • - Sehr gute Haftung auf Edelstahl, aber auch auf Quarzgut und Keramikmaterialien;
    • - Überdurchschnittlich hohe mechanische Verschleißfestigkeit;
    • - Sehr gute Ausprägung des beabsichtigten selektiven transformierten InfraRot (STIR);
    • - Abwaschbar sowie beständig gegenüber sauren oder alkalischen Waschmitteln.
  • Der Emitter ist auf beiden Seiten mit je einem Isolator zur thermischen und elektrischen Isolierung gegenüber seinen Aufnahmen im Metallrahmen abgeschlossen. Die elektrischen Kontakte sind durch den bzw. die Isolatoren nach außen geführt. Die Kontaktierung ist mittels Klemmverbindungen, Schraubverbindungen oder schnell lösbaren und axialdruckfreien Steckverbindungen realisiert. Alle Verbindungsstellen sind mit Silikon, Gummidichtungen oder auf andere geeignete fachübliche Weise gegenüber Wasser geschützt.
  • Durch Auswahl der Größe des Widerstandes und der angelegten Spannung kommt es zu einer definierten Wärmeübertragung vom Widerstandsdraht zur Funktionskeramik. Letztere erzeugt somit in Abhängigkeit von der anliegenden Temperatur, vorzugsweise 100 bis 1.000°C, und der verwendeten Legierung eine Gesamtmenge an Strahlungsintensität pro Fläche, die sich innerhalb des erzeugten Spektralbereiches auf beabsichtigte Bereiche elektromagnetischer Wellen besonders konzentriert. Diese relevanten Konzentrationen an Wellenbereichen liegen je nach der beabsichtigten Anwendung zwischen 1,5 und 9,5 µm.
  • Der Nachteil bei Verwendung von stabförmigen Emittern besteht in der radialen Ausstrahlung des Infrarot in alle Richtungen. Zur effektiven Nutzung möglichst der gesamten erzeugten Strahlungsenergie zur thermischen Bearbeitung des Gutes ist der Einsatz wirkungsvoller Reflektoren unbedingt erforderlich.
  • Die verwendeten Reflektoren sind unter Maßgabe der maximaler Ausnutzung der Strahlungsenergie und unter Beachtung der beabsichtigten Strahlungsausrichtung bei Anwendung der Reflexionsgesetze optimal berechnet und gefertigt. Die mathematische Funktion der Oberfläche ist rein parabolisch bzw. aus fertigungstechnologischen Gründen annähernd parabolisch.
  • Als Material für die Reflektoren kommt Edelstahl mit polierter Oberfläche, Reflexionswert ca. 95%, zum Einsatz. Edelstahl ist sehr beständig gegenüber einer alkalischen oder sauren Anlagenatmosphäre bzw. entsprechend reagierenden Reinigungsmitteln.
  • Weiterhin kann Aluminium mit einem Reflexionswert von ca. 99%, als Reflektormaterial verwendet werden.
  • Schließlich sind auch in bestimmten Fällen vergoldete oder versilberte Edelstahloberflächen, Reflexionswert > 99%, sinnvoll verwendbar. Am Reflektor bzw. zu dessen Befestigung am Rahmen werden in Übereinstimmung mit sicherheitstechnischen Anforderungen an moderne Lebensmitteltechniken keine Niete, Stifte oder Schrauben bzw. keine leicht verschmutzbaren Pfalze oder Blechüberlappungen verwendet. Erforderliche Fügemaßnahmen sind durch Kleben, Stecken oder Schweißen zu realisieren.
  • Im Gegensatz zu einem Stabstrahler kommt ein Flachstrahler ohne Reflektor aus. Erfindungsgemäß hat ein Flachstrahler, der speziell für das beschriebene Anwendungsgebiet geeignet ist, folgenden Aufbau:
    Ein aus Seitenflächen und einen Boden bestehendes Gehäuse ist von der Bodenseite aus betrachtet mit einer thermischen Isolierung, einem Energiesystem, einem Keramikträger und einer Funktionskeramik schichtweise ausgefüllt. Die Infrarotstrahlen treten an der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden Seite aus.
  • Wie bei Stabstrahlern sind auch hier je nach Einsatzaufgabe und Verwendungszweck bestimmte Richtwerte einzuhalten, nämlich für:
    • - Emitterbreite: 100 bis 500 mm;
    • - Emitterlänge: 250 bis 1.600 mm;
    • - Emitterhöhe: 40 bis 60 mm;
    • - Emitterleistung pro Emitterfläche: 1,25 bis 25 kW/m2.
  • Die Vorteile dieses Strahlertyps sind folgende:
    • - Minimierung der Einbauhöhe über dem Band bzw. über dem Gut auf 20 bis 100 mm; Damit verbunden sind kleinere Bauhöhen, weniger Strahlungsverluste, kürzere Entfernungen zwischen Emitter und Gut und keine Verluste durch Reflexion.
    • - Größere Gleichmäßigkeit der Strahlung über der Fläche gegenüber Stabstrahlern mit Reflektor;
    • - Geringere Strömungswiderstände bei der Realisierung der Aufgaben der Gasdynamik;
    • - Günstige Reinigungsmöglichkeit.
  • Nachfolgend werden Details dieses Strahlertyps beschrieben.
  • Die vorstehenden Ausführungen zum Stabstrahler in Bezug auf die Funktionskeramik und die Beschichtung mit der Selben gelten analog auch für Flachstrahler.
  • Der Keramikträger ist hier als plattenförmiger Körper ausgebildet. Er erfüllt drei Funktionen, erstens die Aufnahme des Energiesystems, weiterhin die Emission eines definierten Basisspektrums an elektromagnetischen Wellen entsprechend des eingesetzten Trägermaterials und schließlich die Aufnahme der Funktionskeramik auf der Oberfläche.
  • Als Materialien für den Keramikträger sind die nachfolgend aufgeführten alternativ einsetzbar.
    • - ROBAX, ein hochfestes amorphes Siliziumoxid; Bei diesem Material ist gleichzeitig das werkstoffspezifische Emissionsspektrum nutzbar.
    • - Edelstahl; Diese Materialwahl gewährleistet absolute Bruchsicherheit. Bei Verwendung von Elektroenergie als Heizenergie dient das dementsprechende Energiesystem gleichzeitig als elektrischer Isolator und als thermischer Speicher. Bei Einsatz von Thermoöl ist der Träger als hohler Plattenkörper ausgebildet, der in seinem Inneren das heiße Öl aufnimmt.
    • - Keramik (Al2O3 mit 99,95 Reinheit); Auch hier wird eine hohe Bruchsicherheit bei gleichzeitiger Ausnutzung des werkstoffspezifischen Emissionsspektrums gewährleistet. Bei dieser Variante wird die Funktionskeramik direkt auf das Energiesystem aufgebracht. Ein zusätzlicher Träger entfällt. Energiesystem und Träger sind ein Bauteil.
  • Vorteilhaft ist das Energiesystem auf der Basis von Elektroenergie, Thermoöl oder Rauchgas realisierbar.
  • Bei einem Energiesystem auf Basis von Elektroenergie kommen plattenförmige Keramiktafeln mit Kapillaren, in die Widerstandsdrähte in gestreckter Form eingebracht sind, zum Einsatz.
  • Bei Verwendung eines Energiesystems auf der Basis von Thermoöl bzw. Rauchgas durchströmt das entsprechende Medium in einer definierten Menge je Zeiteinheit mit einer vorbestimmten Eintritts- und Austrittstemperatur einen flachen plattenförmigen Thermobehälter. Die Temperatur liegt im Bereich von 150 bis 300°C. Träger und Energiesystem sind zu einem Bauteil zusammengefaßt. Die Funktionskeramik ist auf der Seite aufgebracht, die zum Arbeitsraum hin zeigt. Die andere Seite ist thermoisoliert.
  • Die Steuerung der Oberflächentemperatur der Funktionskeramik und damit der Strahlungsintensität erfolgt in Abhängigkeit von IST- und SOLL-Wert des Gutes, gemessen mit Infrarotsensoren. Reicht beispielsweise in einem Messzeitpunkt die Oberflächentemperatur nicht aus, so ist die Durchflußmenge des Thermoöls bzw. des Rauchgases und/oder die Temperatur dieser Medien zu erhöhen.
  • Der Einsatz eines Energiesystems auf Basis von Öl oder Gas ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn diese Medien billiger als Elektroenergie zu beziehen sind. Ein hierfür einzusetzender Plattenthermobehälter ist auf der Rückseite, also der dem Arbeitsraum abgewandten Seite, ausreichend gut gedämmt, so dass möglichst viel der eingebrachten Energie auf der dem Arbeitsraumes zugewandten Seite in Strahlungsenergie umgewandelt wird.
  • Das Gehäuse nimmt alle beschriebenen Baugruppen auf und sichert deren stabile Unterbringung.
  • Als Ausführungsbeispiele sind nachfolgend ein Stabstrahler mit Reflektor in Fig. 1 und ein Flachstrahler in Fig. 2, jeweils in schematischer Darstellung, angegeben. Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel für das Energiesystem des Flachstrahlers auf der Basis von Elektroenergie. In Fig. 4 ist ein Solches auf der Basis von Thermoöl bzw. Rauchgas dargestellt.
  • In den Zeichnungen werden Bezugszeichen mit folgender Bedeutung verwendet: 1 Kern
    2 Keramikträger
    3 Keramikschicht, Funktionskeramik
    4 Reflektor
    5 Infrarotstrahlung
    6 Kapillare
    7 Energiesystem
    8 Thermische Isolierung
    9 Gehäuse
    10 Widerstandsdraht
    11 Keramiktafel
    12 Plattenthermobehälter
    13 Zustrom
    14 Abstrom
    d Emitterdurchmesser
    b Reflektoröffnung
    h Reflektorhöhe

  • Gemäß Fig. 1 besitzt ein Stabstrahler folgenden prinzipiellen Aufbau:
    Ein rohrförmiger Keramikträger 2 ist auf seiner Außenfläche mit einer Keramikschicht 3 versehen. Diese arbeitet als Funktionskeramik 2.
  • In den Innenraum des Keramikträgers 2 ist ein Kern 1 eingesetzt. Dieser besitzt kapillarförmige oder größere Öffnungen in Längsrichtung.
  • In die Öffnungen sind geeignete Heizeinrichtungen, vorzugsweise langgestreckte Widerstandsdrähte 10, eingesetzt. Im definierten Abstand zum Keramikträger 2 ist ein Reflektor 4 angeordnet. Die Formgebung des Reflektors 4, die Reflektorhöhe h und die Reflektoröffnung b sind unter Beachtung des Emitterdurchmessers d so gewählt, dass die Strahlungsenergie mit Blick auf die beabsichtigte Strahlungsausrichtung optimal nutzbar ist.
  • Ein Flachstrahler nach Fig. 2 ist im Wesentlichen schichtweise aufgebaut, wobei die einzelnen Schichten in einem Gehäuse 9 untergebracht sind.
  • Das nach einer Seite hin offene Gehäuse 9 ist von der Bodenseite aus betrachtet mit einer thermischen Isolierung 8, einer Energiesystem 7, einem Keramikträger 2 und einer Funktionskeramik 3 schichtweise ausgefüllt. Die Infrarotstrahlen 5 treten an der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden offenen Seite des Gehäuses 9 aus. Das Energiesystem 7 ist auf der Basis von Elektroenergie oder von Thermoöl bzw. Rauchgas, wie auch anderen geeigneten Energieträgern, betreibbar. Hierzu sind zweckmäßige Ausgestaltungen in den Fig. 3 bzw. 4 angegeben.
  • Nach Fig. 4 ist eine Keramiktafel 11 mit Kapillaren 6 versehen. In diese sind Widerstandsdrähte 10 in gestreckter Form eingebracht.
  • Bei Verwendung von gasförmigen oder flüssigen Energieträgern ist gemäß Fig. 4 ein Plattenthermobehälter 12 mit dem entsprechenden Medium gefüllt. Über einen Zu- und Abstrom 13; 14 erfolgt die Regelung des Temperaturniveaus.
  • Die Temperatur liegt im Bereich zwischen 150 und 300°C. Die dem Arbeitsraum zugewandte Seite des Plattenthermobehälters 12 ist mit der Funktionskeramik 3 beschichtet. Die gegenüberliegende Seite ist wärmeisoliert.
  • Zu den übrigen Ausgestaltungen der vorgestellten Stab- bzw. Flachstrahler bzw. deren Einzelteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen in der Beschreibung verwiesen.

Claims (18)

1. Infrarotstrahler zur thermischen Behandlung von Gütern, ausgebildet als Stabstrahler, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite eines rohrförmigen Keramikträgers (2) mit einer Keramikschicht (3) als Funktionskeramik (3) versehen ist, dass im Innenraum des Keramikträgers (2) ein Kern (1) einliegt, der Kapillaren (6) in Längsrichtung aufweist, dass in den Kapillaren (6) Heizeinrichtungen befindlich sind, und dass im definierten Abstand zum Keramikträger (2) ein Reflektor (4) mit entsprechender Geometrie zur Ausrichtung der Infrarotstrahlung (5) auf das zu behandelnde Gut positioniert ist.
2. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter Beachtung der Einsatzaufgabe und des Verwendungszwecks folgende Richtwerte eingehalten sind:
Emitterdurchmesser (d): 6 bis 14 mm;
Reflektoröffnung (b): 40 bis 100 mm;
Reflektorhöhe (h): 40 bis 100 mm;
Emitterlänge: 250 bis 1.600 mm;
Emitterleistung pro Emitterlänge: 0,1 bis 2 kW/m;
Emitterleistung pro Emitterfläche: 1,25 bis 25 kW/m2.
3. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) aus keramischen Werkstoff, vorzugsweise aus Al2O3, besteht und wenigstens eine Kapillare (6) aufweist.
4. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizeinrichtungen lang gestreckte Widerstandsdrähte (10) in die Kapillaren (6) des Kerns (1) eingebracht sind, wobei eine minimale Temperaturabweichung von < 5% auf der gesamten Länge des Emitters durch entsprechende Dimensionierungen von Kern (1), Kapillaren (6) und Widerstandsdrähten (10) garantiert ist.
5. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den Widerstandsdrähten (10) komplettierte Kern (1) in den Keramikträger (2) einsetzbar ist.
6. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikträger (2) aus Quarzgut, beispielsweise SiO2 besteht oder alternativ aus Edelstahl bzw. Keramik, insbesondere Al2O3 mit 99,95 Reinheit, gefertigt ist und bei Verwendung von Keramik oder Quarzgut, der Kern (1) und Keramikträger (2) zu einem Bauteil vereint sind.
7. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionskeramik (3) als gesinterte Dünnschicht mit 15 bis 50 µm Dicke auf der Oberfläche des Keramikträgers (2) haftet.
8. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter, bestehend aus dem Keramikträger (2) einschließlich seinen Ausstattungen und den mit ihm verbundenen Teilen, auf beiden Seiten mit je einem Isolator zur thermischen und elektrischen Isolierung abgeschlossen ist, dass die elektrischen Kontakte durch die Isolatoren nach außen geführt sind und die Kontaktierung ist mittels Klemmverbindungen, Schraubverbindungen oder schnell lösbaren und axialdruckfreien Steckverbindungen realisiert ist sowie dass alle Verbindungsstellen sind mit Silikon oder auf andere geeignete fachübliche Weise gegenüber Wasser geschützt sind.
9. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Funktionskeramik (3) zwischen 100 und 1.000°C liegt und dass diese somit eine Gesamtmenge an Strahlungsintensität pro Fläche, die sich innerhalb des erzeugten Spektralbereiches auf beabsichtigte Bereiche elektromagnetischer Wellen besonders konzentriert, bereitstellt, wobei die Konzentrationen an Wellenbereichen zwischen 1,5 bis 9,5 µm liegen.
10. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Reflektoren (4) sind unter Maßgabe der maximalen Ausnutzung der Strahlungsenergie und unter Beachtung der beabsichtigten Strahlungsausrichtung optimal berechnet und gefertigt sind, wobei die mathematische Funktion der Oberfläche rein parabolisch bzw. aus fertigungstechnologischen Gründen annähernd parabolisch ist.
11. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Reflektoren (4) Edelstahl mit polierter Oberfläche und einem Reflexionswert von ca. 95%, zum Einsatz kommt, dass weiterhin Aluminium mit einem Reflexionswert von ca. 99% verwendbar ist und schließlich auch vergoldete oder versilberte Edelstahloberflächen mit einem Reflexionswert > 99% eingesetzt werden können.
12. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erforderliche Fügemaßnahmen am Reflektor (4) durch Kleben, Stecken oder Schweißen realisiert sind.
13. Infrarotstrahler zur thermischen Behandlung von Gütern, ausgebildet als Flachstrahler, dadurch gekennzeichnet, dass ein nach einer Seite offenes Gehäuse (9) von der Bodenseite aus betrachtet mit einer thermischen Isolierung (8), einem Energiesystem (7), einem Keramikträger (2) und einer Funktionskeramik (3) schichtweise ausgefüllt ist, wobei die Infrarotstrahlung (5) an der offenen Seite des Gehäuses (9) austritt.
14. Infrarotstrahler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass unter Beachtung der Einsatzaufgabe und des Verwendungszwecks folgende Richtwerte eingehalten sind:
Emitterbreite: 100 bis 500 mm;
Emitterlänge: 250 bis 1.600 mm;
Emitterhöhe: 40 bis 60 mm;
Emitterleistung pro Emitterfläche: 1,25 bis 25 kW/m2.
15. Infrarotstrahler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikträger (2) aus ROBAX, einem hochfesten Siliziumoxid, besteht, oder alternativ aus Edelstahl bzw. anderen geeigneten Keramiken, insbesondere Al2O3 mit 99,95 Reinheit, gefertigt ist und dass bei Verwendung von Keramik das Energiesystem (7) die Funktion des Keramikträgers (2) übernimmt.
16. Infrarotstrahler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiesystem (7) auf der Basis von Elektroenergie, Thermoöl, Rauchgas, oder anderer geeigneter Energieträger realisiert ist.
17. Infrarotstrahler nach den Ansprüchen 13 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Energiesystem (7) auf Basis von Elektroenergie eine plattenförmige Keramiktafel (11) ist, in der Kapillaren (6) befindlich sind, in die Widerstandsdrähte (10) in gestreckter Form eingebracht sind.
18. Infrarotstrahler nach den Ansprüchen 13 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Energiesystem (7) auf Basis von flüssigen bzw. gasförmigen Energieträgern ein flacher Plattenthermobehälter (12) mit einem Zustrom (13) und einem Abstrom (14) ist, den das eingesetzte Medium mit einer Temperatur von 150 bis 300°C durchströmt, und auf den die Funktionskeramik (3) ist auf der Seite aufgebracht, die zum Arbeitsraum hin zeigt, während die gegenüberliegende Seite thermoisoliert ist.
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