DE1042785B

DE1042785B - Infrared ray generator

Info

Publication number: DE1042785B
Application number: DEG15164A
Authority: DE
Inventors: Alton Grant Foote; William Franklin Hodge
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1953-08-24
Filing date: 1954-08-20
Publication date: 1958-11-06
Also published as: GB754616A; ES215229A1; BE531354A; NL104658C; NL190219A; FR1111556A

Description

Die Erfindung betrifft Infrarotstrahlenerzeuger, bei welchen durch einen in einem abgeschlossenen Gefäß enthaltenen Glühdraht elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird.The invention relates to infrared radiation generator, in which by an in a closed vessel The glow wire contained in it converts electrical energy into thermal energy.

Es ist bereits bekannt, elektrische Wärmeenergieerzeuger in Form einer dünnen Glas- oder Quarzröhre herzustellen, in deren Achse sich ein gewendelter Wolframdraht befindet. Die Glühwendel ist an Einführungsleitern befestigt, die ebenfalls aus Wolfram bestehen; da sich Wolfram mit Quarz nicht verschmelzen läßt, ist dabei zwischen den Enden des Quarzrohres und den Einführungsdrähten eine Stufeneinschmelzung (»Schachtelhalm«) vorgesehen. Eine derartige Stufeneinschmelzung besteht aus mehreren Zwischengläsern, deren Ausdehnungskoeffizient stufenweise zwischen dem der Quarzröhre und dem des Wolframdrahtes variiert. Die langgestreckten Glühdrähte solcher Wärmestrahlenerzeuger werden gewöhnlich an einigen Zwischenstellen innerhalb der Röhre abgestützt, wobei als Stützen vorzugsweise Drahtspiralen verwendet werden, die sich an die Innenseite der Quarzröhre anlegen. Bisher sind diese Spiraldrähte aus Wolfram hergestellt worden.It is already known to generate electrical heat energy in the form of a thin glass or quartz tube manufacture, in the axis of which there is a coiled tungsten wire. The filament is attached to lead-in conductors, which are also made of tungsten; since tungsten cannot be fused with quartz, there is between the ends of the quartz tube and A stepped seal (»horsetail«) is provided for the insertion wires. Such a step seal consists of several intermediate glasses, its coefficient of expansion gradually between that of the quartz tube and that of the tungsten wire varies. The elongated filaments of such radiant heaters are usually attached to some Intermediate points supported within the tube, wire spirals preferably used as supports that lie against the inside of the quartz tube. So far, these spiral wires have been made from tungsten been.

Stuifenemschmelzttngen der obenerwähnten Art besitzen den Nachteil, daß sie schwierig herzustellen und gegenüber plötzlichen Temperaturänderungen sehr empfindlich sind. Durch diese geringe Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturänderungen ist man gezwungen, bestimmte Temperaturen nicht zu überschreiten und daher die zulässige aufgenommene Leistung der Röhre zu begrenzen.Stuifenemschmelztngen possess the above-mentioned type the disadvantage that they are difficult to manufacture and very resistant to sudden changes in temperature are sensitive. Due to this low resistance to temperature changes, one is forced to not to exceed certain temperatures and therefore the permissible power consumption limit the tube.

Bei Ouecksilberhochdrucklampen, die mit Ouarzkolben versehen sind, ist eine andere Einführungsart bekannt, diese besteht aus einem Einführungsleiter, der als Mittelteil eine sehr dünne Metallfolie besitzt, welche vakuumdicht in das Quarzglas eingebettet ist.In the case of high-pressure mercury lamps, which are provided with Ouarz bulbs, a different type of introduction is possible known, this consists of an entry ladder, which has a very thin metal foil as the middle part, which is embedded in the quartz glass in a vacuum-tight manner.

Die bekannten Infrarotstrahlenerzeuger weisen außerdem eine verhältnismäßig geringe Betriebssicherheit auf. Ein großer Prozentsatz, und zwar bis zu 90 °/o, zeigen nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer, nämlich schon bei etwa 1 % der erstrebten Lebensdauer, eine derartige Schwärzung des Kolbens, daß sie praktisch unverwendbar werden. Dies rührt nicht nur von der verstärkten Wärmeabsorption her, die zum Schmelzen des Kolbens führen kann, sondern auch von der Tatsache, daß sich ein erheblicher Teil der ausgestrahlten Energie zu unerwünscht langen Wellenlängen verschiebt.The known infrared radiation generators also have a relatively low operational reliability on. A large percentage, namely up to 90%, show, after a relatively short period of operation, namely already at about 1% of the desired service life, such a blackening of the piston, that they are practically unusable. This is not only due to the increased heat absorption, which can lead to melting of the piston, but also from the fact that there is a significant part shifts the emitted energy to undesirably long wavelengths.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll ein Infrarotstrahlenerzeuger angegeben werden, der einfach herzustellen ist und gefahrlos mit höherer Belastung als die bisher bekannten Röhren betrieben werden kann. Weiterhin InfrarotstrahlenerzeugerThe invention is intended to avoid these disadvantages. In particular, an infrared radiation generator is intended be specified, which is easy to manufacture and safe with higher loads than before known tubes can be operated. Furthermore infrared radiation generator

Anmelder:Applicant:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)General Electric Company,
Schenectady, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 23, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. August 1953Claimed priority:
V. St. v. America August 24, 1953

Alton Grant Foote, Wickliffe, Ohio,
und William Franklin Hodge, Lydnhurst, OhioAlton Grant Foote, Wickliffe, Ohio,
and William Franklin Hodge, Lydnhurst, Ohio

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
have been named as inventors

soll die Schwärzung der Röhre während des Betriebs vermieden werden.the blackening of the tube should be avoided during operation.

Die Erfindung betrifft einen Infrarotstrahlenerzeuger mit einer abgeschmolzenen Röhre verhältnismäßig kleinen Durchmessers aus Quarz od. dgl., einem gewendelten Glühdraht, der etwa in der Röhrenlängsachse verläuft und zwischen seinen beiden Enden abgestützt ist, und mit in die Röhre eingeschmolzenen Stromzuführungsdrähten. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Drähte mittels einer an sich bekannten, ins Innere der Röhre führenden Folienoder Bandabdichtung eingeführt sind, daß andererseits in der Röhre in der Nähe der Glühdrahtwendel an sich bekannte, betriebsmäßig durch den Glühdraht erhitzte, zur Absorption der in der Röhre entwickelten schädlichen Gase dienende Getterkörper aus Tantal angebracht sind und daß die Wendel in der Röhre derart erhitzt ist, daß die Röhre an ihrer Außenoberfläche eine Wärmeabstrahlung von 7 bis 30 Watt je cm² besitzt. Vorzugsweise werden die Getterkörper als Abstützelemente für den Glühdraht ausgebildet.The invention relates to an infrared radiation generator with a melted tube of relatively small diameter made of quartz od. It is characterized in that, on the one hand, the wires are inserted by means of a film or tape seal known per se, leading into the interior of the tube, and on the other hand, in the tube near the filament filament, known per se and operationally heated by the filament, to absorb the in the Tube developed harmful gases serving getter bodies made of tantalum are attached and that the coil in the tube is heated in such a way that the tube has a heat radiation of 7 to 30 watts per cm ² on its outer surface. The getter bodies are preferably designed as support elements for the glow wire.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Infrarotröhre;Fig. 1 shows an infrared tube according to the invention;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das eine Röhrenende in vergrößertem Maßstab;Fig. 2 shows a cross-section through one end of the tube on an enlarged scale;

.809 677/321.809 677/321

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Ebene 3-3 in Fig. 1 und zeigt auch im einzelnen den Glühdraht und einen Abstützdraht;Fig. 3 is a cross section taken along the 3-3 in Fig. 1 and also shows in detail the glow wire and a support wire;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer anderen Form des Einführungsdrahtes für die Einschmelzstelle ;Figure 4 is a perspective view of an alternate form of the insertion wire for the meltdown site ;

Fig. 5 zeigt wiederum eine andere Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 shows yet another embodiment of the invention.

Der Infrarotstrahlenerzeuger in Fig. 1 enthält eine Röhre 1, die entweder aus geschmolzenem Kristallquarz oder aus geschmolzenem Sandquarz oder aus einem quarzähnlichen Stoff bestehenkann, der etwa 96 %Quarz enthält. Das Quarzrohrl besitzt einen verhältnismäßig geringen Durchmesser, nämlich einen Innendurchmesser von etwa 7 bis 8 mm und einen Außendurchmesser von etwa 9 bis 10 mm, und enthält eine Edelgasfüllung beispielsweise aus Argon, Krypton oder Xenon unter einem Druck von beispielsweise einer Atmosphäre.The infrared ray generator in Fig. 1 includes a tube 1 made of either fused crystal quartz or made of fused sand quartz or a quartz-like material which is about 96% quartz contains. The quartz tube has a relatively small diameter, namely an inner diameter from about 7 to 8 mm and an outside diameter of about 9 to 10 mm, and contains a noble gas filling for example from argon, krypton or xenon under a pressure of, for example, one atmosphere.

Innerhalb der Röhre 1 befindet sich der einfach gewendelte Draht 2 aus Wolfram od. dgl. für einen Betrieb zwischen 2400 bis 3000° K. Der Draht 2 ist an beiden Enden an Einführungsleiter 3 angeschlossen, welche durch flache Einschmelzstellen 4 am Ende der Röhre 1 gasdicht hindurchgeführt sind. Der Glühdraht 2 kann an dem Einführungsdraht 3 in beliebiger Weise befestigt werden. Wenn jedoch der Innendurchmesser des gewendelten Glühdrahtes 2 erheblich größer ist als der Durchmesser des Drahtes 3, so wird der Glühdraht mit dem Einführungsdraht 3 vorzugsweise mittels einer an sich bekannten kurzen Zwischenwendel 5 (vgl. Fig. 2) verbunden, die auf dem Draht 3 federnd aufsitzt und in das Ende des gewendelten Glühdrahtes 2 eingeschraubt wird.Inside the tube 1 is the single-coiled one Wire 2 made of tungsten or the like for operation between 2400 and 3000 ° K. The wire 2 is on both ends connected to lead-in conductors 3, which by flat melting points 4 at the end of the Tube 1 are passed through in a gas-tight manner. The glow wire 2 can be attached to the insertion wire 3 in any desired way Way to be attached. However, if the inside diameter of the coiled filament 2 is considerably larger is than the diameter of the wire 3, the filament with the lead-in wire 3 becomes preferable connected by means of a short intermediate helix 5 known per se (cf. FIG. 2), which on the wire 3 sits resiliently and is screwed into the end of the coiled filament 2.

Wenn der innere Wendeldurchmesser des Glühdrahtes 2 etwa gleich oder nur wenig größer als der Durchmesser des Einführungsdrahtes 3 ist, so kann man die Verbindung zwischen dem Einführungsdraht und dem Glühdraht einfach dadurch vornehmen, daß man den Einführungsdraht in den Glühdraht hineinpreßt. Zu diesem Zweck kann es notwendig sein, das Ende des Drahtes 3 abzuflachen, so daß er etwas breiter wird als der Innendurchmesser der Glühdrahtwendel. Der Glühdraht 2 wird beim Einbau in die Röhre gespannt, um seine thermische Expansion zu kompensieren und einen geradlinigen Verlauf der Wendel im Betrieb sicherzustellen.If the inner coil diameter of the filament 2 is approximately the same or only slightly larger than that The diameter of the insertion wire is 3, so you can make the connection between the insertion wire and the filament simply by pressing the lead-in wire into the filament. For this purpose it may be necessary to flatten the end of the wire 3 so that it is somewhat wider is called the inside diameter of the filament filament. The filament 2 is installed in the The tube is stretched to compensate for its thermal expansion and maintain a straight course of the Ensure helix in operation.

Der Glühdraht 2 wird in der Röhre 1 an mehreren Punkten durch eine Mehrzahl von Trägern, vorzugsweise in Form von elastischen Spiralen 6 aus Draht, abgestützt, die auf die ganze Drahtlänge verteilt sind und beispielsweise auf den Glühdraht aufgeschraubt werden. Das äußere Ende des Spiraldrahtes 6 kann einen etwas kleineren Durchmesser besitzen als der Innendurchmesser der Röhre 1, so daß sich die Stützdrähte 6 leicht in das Rohr einschieben lassen und den Glühdraht gleichzeitig elastisch gegen die Röhrenwand abstützen.The filament 2 is in the tube 1 at several points by a plurality of supports, preferably in the form of elastic spirals 6 made of wire, supported, which are distributed over the entire length of the wire and screwed onto the filament, for example. The outer end of the spiral wire 6 can have a slightly smaller diameter than the inner diameter of the tube 1, so that the support wires 6 let it slide gently into the tube while keeping the filament elastic against the tube wall prop up.

An ihren Enden werden die Einführungsdrähte 3 um die Kante 7 des flachgedrückten Röhrenendes 4 herumgebogen und sind in geeigneter Weise mit flachen Metallhülsen 9 verbunden, welche um die flachen Abschmelzstellen 4 herumgebogen sind.At their ends, the insertion wires 3 are bent around the edge 7 of the flattened tube end 4 and are suitably connected to flat metal sleeves 9, which around the flat melting points 4 are bent around.

Für die Zwecke der Erfindung sind die Abdichtungen zwischen der Röhre 1 und dem Einführungsdraht 3 nicht nur sehr einfach und leicht herstellbar, sondern besitzen auch eine hohe Festigkeit bei plötzlichen Temperaturänderungen. Zu diesem Zweck sind die Abschmelzungen sogenannte Band- oder Folienabschmelzungen, wobei jeder Einführungsdraht 3 mit einem sehr dünnen folienförmigen oder bandförmigen Zwischenteil versehen wird, um den das betreffende Ende der Quarzröhre herumgeschmolzen und in einer inerten Atmosphäre flach herumgepreßt wird, wie in Fig. 2 durch den flachen Teil 10 dargestellt. Die Einführungsdrähte 3 bestehen aus gut hitzebeständigem Metall, z. B. aus Molybdän, Wolfram oder Tantal, und werden vorzugsweise aus einem einzigen Stück eines solchen Drahtes durch Abflachung eines mittleren Teils auf eine Dicke von 12 bis 25 μ hergestellt. Dies geschiehtFor the purposes of the invention, the seals between the tube 1 and the insertion wire 3 are not only very simple and easy to produce, but also have a high strength in the event of sudden temperature changes. For this purpose, the meltings are so-called tape or foil meltdowns, each insertion wire 3 being provided with a very thin foil-shaped or band-shaped intermediate part around which the relevant end of the quartz tube is melted and pressed flat in an inert atmosphere, as in FIG the flat part 10 is shown. The lead-in wires 3 are made of good heat-resistant metal, for. B. made of molybdenum, tungsten or tantalum, and are preferably made from a single piece of such a wire by flattening a central part to a thickness of 12 to 25 μ . this happens

ίο durch Walzen in der Längsrichtung, wobei eine longitudinale Kristallorientierung in dem flachgewalzten Drahtteil hergestellt wird. Statt dessen läßt sich der bandförmige Einführungsleiter auch nach Fig. 4 herstellen, in welcher ein dünnes Band oder eine Folie 12 aus Molybdän, Wolfram oder Tantal, die dem Teil 10 in Fig. 2 entspricht, an beiden Enden mit dickeren Molybdän-, Wolfram- oder Tantaldrähten 13, 14 verschweißt wird, so daß ein dreiteiliger Einführungsleiter 11 entsteht. ίο by rolling in the longitudinal direction, with a longitudinal Crystal orientation is established in the flat-rolled wire part. Instead, the 4, in which a thin band or foil 12 made of molybdenum, tungsten or tantalum, which corresponds to part 10 in FIG. 2, with thicker ones at both ends Molybdenum, tungsten or tantalum wires 13, 14 is welded, so that a three-part lead-in conductor 11 is formed.

Gemäß der Erfindung wird die obenerwähnte Schwärzung der Röhre dadurch völlig vermieden, daß in sie ein oder mehrere Getter eingebaut werden, welche schädliche Fremdgase absorbieren, und zwar hauptsächlich Wasserstoff, der in der Röhre vorhanden sein oder sich in ihr bilden kann. Die Getterkörper werden dabei genügend hitzebeständig ausgeführt, um die hohen Betriebstemperaturen in der Röhre auszuhalten. Gemäß der Erfindung werden diese Forderungen durch Getterkörper aus Tantal in hervorragendem Maße erfüllt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Getter aus einem spiralförmigen Draht 6, der den Glühdraht trägt, wobei der Spiraldraht aus Tantal mit einem Durchmesser zwischen 0,1 und 0,25 mm besteht. Die Benutzung einer Anzahl solcher Tantalgetter, die über die Röhrenlänge geeignet verteilt sind, stellt zunächst eine genügende Getterfläche in geigneter Verteilung über das Röhrenvolumen sicher und ferner eine so hohe Gettertemperatur, wie sie nötig ist, um die Schwärzung der Röhre zu vermeiden. According to the invention, the above-mentioned blackening of the tube is completely avoided in that one or more getters are built into them, which absorb harmful foreign gases, mainly Hydrogen that can be present in the tube or form in it. The getter bodies are designed to be sufficiently heat-resistant to withstand the high operating temperatures in the tube. According to the invention, these requirements are met to an excellent extent by getter bodies made of tantalum. In a preferred embodiment of the invention, the getter consists of a spiral Wire 6, which carries the filament, the spiral wire made of tantalum with a diameter between 0.1 and 0.25 mm. The use of a number of such tantalum getters suitable for the length of the tube are distributed, initially provides a sufficient getter area in a suitable distribution over the tube volume safe and also a getter temperature as high as necessary to avoid blackening the tube.

Statt Stutzdrähte 6 in Form von Spiraldrähten nach Fig. 1 und 3 zu verwenden, kann man auch Abstützungen nach Fig. 5 verwenden, die aus Scheiben 15 aus Tantal bestehen, die in geeigneter Weise auf dem Glühdraht 2 in geeigneten Abständen montiert sind. Die Scheiben 15 können z. B. mit einem sogenannten Auge 16 in der Mitte versehen werden, durch welches die Glühdrähte hindurchlaufen. Statt derartige Scheiben aus Tantal an mehreren Punkten längs des ganzen Glühdrahtes zu verwenden, kann man auch Tantalscheiben 17 an den inneren Enden der Einführungsdrähte 3 anbringen. Die Tantalscheiben 17 können mit einer Mittelöffnung versehen werden, durch welche . der betreffende Einführungsdraht hindurch verläuft, und können auf dem Leiter 3 dadurch befestigt werden, daß man sie zwischen dem Glühdrahtende und kurzen, fest auf den Drähten 3 aufgeklemmten Wolframwendeln 18 anbringt.Instead of using support wires 6 in the form of spiral wires according to FIGS. 1 and 3, supports can also be used use according to Fig. 5, which consist of discs 15 made of tantalum, which in a suitable manner on the Glow wire 2 are mounted at suitable intervals. The discs 15 can, for. B. with a so-called Eye 16 are provided in the middle, through which the filaments run. Instead of such discs Tantalum disks made of tantalum can also be used at several points along the entire filament Attach 17 to the inner ends of the insertion wires 3. The tantalum disks 17 can with a central opening are provided through which. the relevant insertion wire runs through it, and can be attached to the conductor 3 by placing them between the filament end and short, firmly clamped on the wires 3 tungsten filaments 18 attaches.

Die erfindungsgemäßen Infrarotstrahlenerzeuger sind gegen plötzliche Temperaturänderungen unempfindlich, so daß man von einer Wärmestoß sicherheit sprechen könnte, und können außergewöhnlich hohe Betriebstemperaturen ertragen. Man kann daher die erfindungsgemäßen Röhren bei so hohen Leistungen je Flächeneinheit der Röhre betreiben, wie es bisher noch nicht möglich gewesen ist. Die neue Röhre kann nämlich mit Belastungen von wenigstens 7 Watt je cm² bis zu 30 Watt je cm² Außenfläche der Röhre betrieben werden. Diese Größen sind viel höher als bei den bisherigen Röhren dieser Art und sind selbstThe infrared radiation generator according to the invention are insensitive to sudden temperature changes, so that one could speak of a thermal shock safety, and can withstand exceptionally high operating temperatures. The tubes according to the invention can therefore be operated at such high powers per unit area of the tube that has not been possible before. The new tube can namely be operated with loads of at least 7 watts per cm ² up to 30 watts per cm ^{2 of} outer surface of the tube. These sizes are much larger than previous tubes of this type and are themselves

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höher als die bei elektrischen Heizelementen nach Art abgeschirmter Widerstände zulässigen Leistungen.higher than the power permissible for electrical heating elements of the type of shielded resistors.

Bei der Fabrikation eines erfindungsgemäßen Infrarotstrahlenerzeugers wird der Glühdraht 2 schraubenlinienförmig aus Wolframdraht um einen Kern herumgewendelt. Da der Wolframdraht für Glühdrähte gewöhnlich in einer Form verwendet wird, die durch Erhitzung aus einem formbaren in einen nicht formbaren Zustand kommt, so wird der gewendelte Draht auf seinem Kern sodann in eine inerte Atmosphäre, beispielsweise Wasserstoff, gebracht und auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt, um den Wolframdraht in den nicht formbaren Zustand überzuführen. Sodann werden die Tantalspiralen 6 auf dem Wolframdraht angebracht. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß man die Drahtspiralen 6 erst an der gewünschten Stelle des Glühdrahtes 2 formt. Gewünschtenfalls können aber die Drahtspiralen auch vorgeformt und sodann an die gewünschte Stelle des Glühdrahtes verbracht werden, indem man kleine Wendeln aus Draht auf den bereits aufgespulten Glühdraht aufschraubt.In the fabrication of an infrared ray generator according to the invention the filament 2 is helically wound from tungsten wire around a core. Since the tungsten wire for filament is usually used in a form that is through When heating comes from a malleable to a non-malleable state, this is how the coiled wire becomes then placed on its core in an inert atmosphere, for example hydrogen, and brought to a sufficient heated to a high temperature in order to transform the tungsten wire into the non-malleable state. The tantalum spirals 6 are then attached to the tungsten wire. This is preferably done in that the wire spirals 6 are only formed at the desired location on the filament 2. If so desired but the wire spirals can also be preformed and then at the desired location of the Filament can be spent by putting small coils of wire on the already coiled Glow wire unscrewed.

Sodann ist der wärmebehandelte und nicht mehr formbare Wolframdrahtkörper 2 mit seinen Spiraldrahtabstützungen an den endgültig beabsichtigten Stellen zum Einbau in die Röhre verfügbar. Der Einbau kann so bewerkstelligt werden, daß zunächst die Einführungsdrähte 3 an den Enden des gewendelten Glühdrahtes in der oben beschriebenen Weise befestigt werden, d. h. mittels kurzer Wendeln 5, die straff auf den inneren Enden der Leiter 3 aufsitzen und in die Enden des aufgewendelten Glühdrahtes hineingeschraubt werden, oder daß man die Enden der Leiter 3 in die Enden der Glühdrahtwendel hineinpreßt. Sodann wird der Glühdraht mit seinen Zuleitungen in die Glasrohre 1 eingesetzt. Die Einführungsdrähte 3 werden dann an entgegengesetzten Enden der Röhre 1 eingeschmolzen, indem man ein geeignetes reduzierendes oder nicht oxydierendes Gas, z. B. Stickstoff, hindurchleitet, während seine Enden erhitzt werden und sich schließlich allseitig an den band- oder folienförmigen Teil des Leiters 3 anlegen. Dieser um den bandförmigen Teil des Einführungsleiters herumgeschmolzene Glasteil wird sodann noch gepreßt oder flachgedrückt. Um den Glühdraht 2 unter genügender Spannung zu halten, um einen geradlinigen Verlauf in der Röhre 1 selbst im erhitzten Zustand sicherzustellen, wird der Glühdraht anfänglich vor der Einschmelzung genügend gespannt, indem man die Einführungsdrähte 3 voneinander entfernt, bevor die Drähte in die Enden der Röhre eingeschmolzen werden. Die Spiraldrähte 6 dienen auch dazu, die Wirkung mechanischer Stöße auf die Röhre möglichst zu vermeiden.Then there is the heat-treated and no longer malleable tungsten wire body 2 with its spiral wire supports available for installation in the tube at the final intended locations. The installation can be done so that first the insertion wires 3 at the ends of the coiled Glow wire are attached in the manner described above, d. H. by means of short spirals 5, which are taut sit on the inner ends of the conductors 3 and screw them into the ends of the coiled filament or that the ends of the conductors 3 are pressed into the ends of the filament filament. Then the filament with its supply lines is inserted into the glass tubes 1. The insertion wires 3 are then melted down at opposite ends of the tube 1 by using a suitable reducing agent or non-oxidizing gas, e.g. B. nitrogen, while its ends are heated and finally place themselves on all sides of the strip-shaped or foil-shaped part of the conductor 3. This around the ribbon-shaped Part of the lead-in ladder melted around the glass part is then pressed or flattened. In order to keep the filament 2 under sufficient tension to have a straight course in To ensure the tube 1 even in the heated state, the filament is initially before being melted down tensioned enough by pulling the lead-in wires 3 apart before inserting the wires into the Ends of the tube are melted down. The spiral wires 6 also serve to make the action more mechanical Avoid impacts on the tube as much as possible.

Nachdem die Einschmelzungen an den Enden der Rohre fertiggestellt sind, wird die Röhre in üblicher Weise durch ein seitlich angesetztes Entlüftungsröhrchen evakuiert und mit einem inerten Gas, z. B. mit Argon, von etwa 600 bis 700 mm Druck gefüllt. Das Entlüftungsröhrchen wird dann in üblicher Weise abgezogen, so daß nur die kleine Glasspitze 19 zurückbleibt. Dann werden die äußeren Enden der Einführungsdrähte 3 durch Verschweißen oder anderweitig an die flachen Hülsen 9 angeschlossen und diese dann auf den Röhrenenden 4 befestigt.After the seals on the ends of the tubes are completed, the tube becomes more conventional Way evacuated through a vent tube attached to the side and filled with an inert gas, e.g. B. with Argon, filled to about 600 to 700 mm of pressure. The vent tube is then withdrawn in the usual way, so that only the small glass tip 19 remains. Then the outer ends of the insertion wires 3 connected by welding or otherwise to the flat sleeves 9 and then these attached to the tube ends 4.

Bei einer speziellen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röhre betrug die Glühdrahttemperatur etwa 2600° K, die Spannung am Glühdraht 236 Volt und der Leitungsverbrauch 1300 Watt. Der Glühdraht bestand aus Wolfram mit einem Durchmesser von 0,66 mm und besaß 30 Windungen je cm. Die Spiraldrähte 6, von denen sieben Stück in gleichen Abständen über den Glühdraht verteilt waren, bestanden aus Tantaldraht von 0,23 mm Durchmesser. Diese Spiraldrähte besaßen 2% Windungen am inneren Ende, mit denen sie auf der Glühdrahtwendel befestigt waren, und etwa 2 Windungen an der Außenseite mit einem Durchmesser von etwa 7 mm. Das Ouarzrohr 1 besaß einen Außendurchmesser von etwa 10 mm und einen Innendurchmesser von etwa 7,75 mm. Die Gesamtlänge des Innenraums der Röhre 1 zwischen den flachgepreßten Teilen 4 betrug etwa 34 cm. Die Einführungsdrähte 3 bestanden aus Molybdändraht von etwa 0,5 mm Durchmesser, während seine abgeflachten Teile etwa 8 mm lang und 17,5 μ dick waren und durch Walzen in der Drahtlängsrichtung hergestellt waren, so daß sich eine Kristallorientierung in der Längsrichtung ergab. Die Verbindung der Einführungsdrähte 3 mit der Wendel 2 geschah dadurch, daß die inneren Drahtenden etwas abgeflacht wurden und in die Glühdrahtwendel eingesteckt wurden, so daß deren Endwindungen etwas aufgeweitet wurden und der Glühdraht somit elastisch an den Stromeinführungsdrähten festsaß. Die Röhre 1 erhielt eine Argonfüllung von etwa 600 mm Druck bei Zimmertemperatur, was einem Betriebsdruck von etwa 3 Atmosphären entspricht. Die Außentemperatur der Röhre stieg bei ihrem Betrieb im Freien bei 20° C auf etwa 700° C, was einer aufgenommenen Leistung der Röhre je cm² Außenfläche von etwa 12 Watt entsprach.In a special embodiment of a tube according to the invention, the filament temperature was approximately 2600 ° K, the voltage on the filament 236 volts and the power consumption 1300 watts. The filament consisted of tungsten with a diameter of 0.66 mm and had 30 turns per cm. The spiral wires 6, seven of which were evenly spaced over the filament, consisted of tantalum wire with a diameter of 0.23 mm. These spiral wires had 2% turns on the inner end with which they were attached to the filament filament, and about 2 turns on the outside with a diameter of about 7 mm. The quartz tube 1 had an outer diameter of about 10 mm and an inner diameter of about 7.75 mm. The total length of the interior of the tube 1 between the pressed-flat parts 4 was about 34 cm. The lead-in wires 3 were made of molybdenum wire about 0.5 mm in diameter, while its flattened parts were about 8 mm long and 17.5 μm thick, and were made by rolling in the longitudinal direction of the wire so that crystal orientation in the longitudinal direction was obtained. The connection of the lead-in wires 3 with the filament 2 was done by flattening the inner wire ends and inserting them into the filament filament so that its end turns were widened somewhat and the filament was thus elastically attached to the current-entry wires. The tube 1 received an argon filling of about 600 mm pressure at room temperature, which corresponds to an operating pressure of about 3 atmospheres. The outside temperature of the tube rose when it was operated outdoors at 20 ° C. to about 700 ° C., which corresponded to a power consumption of the tube per cm ^{2 of} outside surface of about 12 watts.

Röhren der im vorstehenden beschriebenen Art sind von einfacher Konstruktion, mechanisch sehr widerstandsfähig, besitzen eine hervorragende Wärmestoßsicherheit und zeigen innerhalb ihrer ganzen Garantiedauer keinerlei Schwärzung der Röhrenwand. Wegen ihrer geringen Wärmekapazität erreichen die Röhren ihre Betriebstemperatur nach der Einschaltung sehr schnell, und der größte Teil ihrer Strahlung liegt in demjenigen Infrarotgebiet, das wegen der Eindringtiefe der Strahlen für Heizzwecke am besten geeignet ist. Die beschriebenen Heizrohren arbeiten auch bei Leistungen von mehr als 7 Watt je cm² ihrer äußeren Oberfläche völlig störungsfrei, d. h. bei Leistungen, die viel höher liegen, als sie bei den bisherigen Röhren dieser Form zulässig waren.Tubes of the type described above are of simple construction, mechanically very resistant, have excellent thermal shock resistance and do not show any blackening of the tube wall within their entire guarantee period. Because of their low heat capacity, the tubes reach their operating temperature very quickly after being switched on, and most of their radiation lies in the infrared region that is best suited for heating purposes because of the depth of penetration of the rays. The heating pipes described work completely trouble-free even with powers of more than 7 watts per cm ^{2 of} their outer surface, ie with powers that are much higher than were permitted with the previous tubes of this form.

Claims

Patent claims:

1. Infrared radiation generator with a fused tube of relatively small diameter made of quartz or the like, a coiled filament which runs approximately in the tube's longitudinal axis and is supported between its two ends, and with power supply wires fused into the tube, characterized in that on the one hand the wires are introduced by means of a per se known foil or tape seal leading into the interior of the tube, that on the other hand in the tube near the filament coil known, operationally heated by the filament, serving to absorb the harmful gases developed in the tube Tantalum are attached and that the coil in the tube is heated in such a way that the tube has a heat radiation of 7 to 30 watts per cm ² on its outer surface.

2. Infrared radiation generator according to claim 1, characterized in that the getter body the Support the filament against the tube wall.

3. Infrared radiation generator according to claim 2, characterized in that the getter body

Form of tantalum wire spirals with two to three turns of the same diameter on the inside Have ends that are screwed onto the turns of the glow wire.

4. Infrared radiation generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Tungsten filament attached to the lead-in wires in the cold state to compensate for the thermal expansion occurring in the hot state is biased.

5. Infrared radiation generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Sealing foils have a crystal orientation in their longitudinal direction.

6. Infrared radiation generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Tube with an inert gas, e.g. B. is filled with argon.

Considered publications:
German patent specifications No. 370 292, 440 354,

501508, 540 617, 657 496;
Book by Dr. K. Ruthhardt, »100 Years of Heraeus

Hanau «, Festschrift from W. C. Heraeus GmbH.,

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Book by Martin Littmann, »Getter materials and

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