DE19581852B4

DE19581852B4 - Strahlungsprojektor und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19581852B4
Application number: DE19581852T
Authority: DE
Inventors: Christian Ullrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: DE19581852D2; AU4258996A; WO1996018280A1

Abstract

Strahlungsprojektor (5), bestehend aus wenigstens einer Strahlungsquelle (6) in lang gestreckter Form, einer reflektierenden Oberfläche (10) hinter der Strahlungsquelle (6), und einer Frontfläche, die in Bezug auf die Strahlung transparent ist, wobei die Frontfläche (2) eben oder konvex ausgeführt ist, ihre Ränder geradlinig ausgeführt sind und das transparente Material, aus welchem die Frontfläche besteht, sich bis zu den Rändern erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Halogenlampe ist, bei welcher die mit elektrischen und mechanischen Anschlüssen versehenen Enden von der Frontfläche weg nach hinten gebogen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungsprojektor, bestehend aus wenigstens einer Strahlungsquelle in langgestreckter Form, einer reflektierenden Oberfläche hinter der Strahlungsquelle und einer Frontfläche, die in Bezug auf die Strahlung transparent ist, wobei die Frontfläche eben oder konvex ausgeführt ist, ihre Ränder geradlinig ausgeführt sind und das transparente Material, aus welchem die Frontfläche besteht, sich bis zu den Rändern erstreckt.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Strahlungsprojektoren und die Verwendung entsprechender Strahlungsprojektoren.

Ein Strahlungsprojektor, wie er vorstehend definiert wurde, ist aus der US-3,052,789 bekannt. Dabei bestehen die Strahlungsprojektoren aus einem zylindrischen Stab aus Quarzglas mit einer aufgewickelten Heizspule und einem die Heizspule umgebenden, im Querschnitt dreieckigen strahlungsdurchlässigen Gehäuse. Dabei ist vorgesehen, daß das Gehäuse bzw. die Hülse, welches die dreieckige Querschnittsform hat, insbesondere an den Enden der entsprechenden Strahlungsheizkörper eine reflektierende Abschirmung auf den der Frontfläche abgewandten Flächen des dreieckigen Gehäuses aufweist. Dies soll zu einer gleichmäßigeren und effektiveren Strahlungsverteilung beitragen. In der US-3,052,789 wird weiterhin beschrieben, daß Strahlungsverluste vor allem in den Endabschnitten der jeweiligen Strahlungskörper dazu führen, daß die Temperatur unterhalb des Strahlungskörpers entsprechend absinkt. Dies hängt damit zusammen, daß eine gleichmäßige Heizung nicht über die gesamte Länge des Strahlungskörpers hinweg sichergestellt werden kann, weil im Endabschnitt der Strahlungskörper jeweils noch Halterungen, elektrische Anschlüsse und dergleichen vorgesehen sind, so daß insbesondere dann, wenn mehrere derartige Strahlungskörper entlang einer Linie hintereinander angeordnet sind, dazwischen immer wieder Übergangsbereiche mit niedrigerer Temperatur auftreten. Im Stand der Technik soll dem dadurch abgeholfen werden, daß im wesentlichen nur die Endbereich der jeweiligen Strahlungskörper auf ihrer Rückseite abgeschirmt werden und dort zusätzliche Strahlung reflektieren, während dies im mittleren Bereich der Strahlungskörper nicht geschieht.

Dabei nimmt man jedoch erhebliche Strahlungsverluste in Kauf. Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungsprojektor mit den eingangs genannten Merkmalen und ein entsprechendes Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen sowie entsprechende Verwendungen vorzusehen, welche mit einer höheren Effizienz arbeiten und geringere Strahlungsverluste haben.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Strahlungsprojektors dadurch gelöst, daß die Strahlungsquelle eine Halogenlampe ist, bei welcher die mit elektrischen und mechanischen Anschlüssen versehenen Enden von der Frontfläche weg nach hinten gebogen sind.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst ein rohrförmiges Element aus transparentem Material hergestellt wird, welches im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Halbovals hat, der gewölbte Teil des rohrförmigen Elements mit einer reflektierenden Schicht beschichtet wird, die rohrförmigen Elemente in Abschnitte abgelängt werden und als Strahlungsquelle eine Halogenlampe vorgesehen ist, bei welcher die mit elektrischen und mechanischen Anschlüssen versehenen Enden von der Frontfläche weg nach hinten gebogen sind.

Dadurch, daß die nicht oder nur wenig zur Strahlung beitragenden Enden der Strahlungsquelle, die die elektrischen und mechanischen Anschlüsse aufweisen, nach hinten abgebogen sind, ist es möglich, mehrere derartige Strahlungsquellen nebeneinander oder in Reihe hintereinander in engen Abständen anzuordnen, ohne daß dazwischen Platz für die mit elektrischen und mechanischen Anschlüssen versehenen Enden in Anspruch genommen wird. Dadurch erzielt man eine über eine größere Fläche gleichmäßiger verteilte Strahlungsabgabe. Die Ausbeute wird dabei dadurch verbessert, daß alle Projektoren mit reflektierenden Oberflächen hinter der Strahlungsquelle versehen sind. Demnach wird die Strahlungsleistung effizient genutzt.

Die Strahlungsprojektoren sollen den Hauptteil der von der Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung auf eine dem Strahler gegenüberliegende Oberfläche verteilen. Meist sind sie einem Reflektor mit der Strahlungsquelle zugeordnet.

Entsprechende Strahlungsschirme kombinieren mehrere Projektoren, sie sollen im allgemeinen große Oberflächen von im allgemeinen häufig mehreren Quadratmetern bestrahlen, um sie zu erwärmen, zu trocknen, eine Polymerisation auszulösen usw.

Die Funktion der erfindungsgemäß ausgeführten Strahlerschirme ist es, eine gleichmäßige Verteilung der ausgestrahlten Energie in dem charakteristischen Wellenlängenbereich der gewählten Strahlungsquelle zu erhalten.

Die erfindungsgemäßen Projektoren verwenden besonders Strahlungsquellen in länglicher Form mit elektrischen Anschlüssen an beiden Enden.

Eine einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Frontfläche, der Träger der reflektierenden Fläche und die Stützen für die elektrische Versorgung eine dichte, geschlossene bzw. gegossene Einheit bilden, in welcher eine blanke bzw. nicht gekapselte Heizwendel im Inneren als Strahlungsquelle dient.

Erfindungsgemäß wird als Strahlungsquelle eine Halogenlampe verwendet, die ebenso wie der rohrförmige Körper aus Quarzglas besteht. Vorzugsweise wird die rückwärtige, reflektierende Fläche als auf dem transparenten Material aufgebrachte Goldschicht ausgeführt.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung die Strahlungsquelle an ihren Enden winkelig in gleicher Richtung abgebogen. Der Hauptbereich der Strahlungsquelle bleibt wie vorstehend beschrieben, die Enden mit den elektrischen und mechanischen Anschlüssen sind jedoch unter etwa 90°, beide in derselben Ebene, nach hinten in diejenige Ebene weggebogen, welche zur Frontfläche etwa senkrecht steht. Jedenfalls ist diese Stellung bevorzugt, weil dann für die Anschlußteile und die Montage genügend Platz vorhanden ist.

Günstig ist es auch, wenn die Quetschstelle mit dem elektrischen Anschluß winkelig und vorzugsweise nach rückwärts von der Frontfläche weggebogen ist. Der die Heizwendel umschließende Glaskörper kann im Bereich der erwähnten Enden und nahe der Quetschstelle in der vorstehend beschriebenen Weise U-förmig nach hinten weggebogen sein.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn jeweils zwei parallel angeordnete Halogenlampen durch eine gemeinsame Querverbindung an jeweils einem Ende in einer Einheit ausgeführt sind und wenn in dieser Querverbindung die elektrische Verbindung der beiden Heizwendeln untergebracht ist. Während das jeweils eine Ende der beiden Halogenlampen in der beschriebenen Weise miteinander verbunden ist, ist das jeweils andere Ende (also die beiden verbleibenden anderen Enden) in der üblichen Weise gestreckt angeordnet; oder auch diese beiden Enden können L-förmig von der Frontebene her nach hinten weggebogen sein.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Querverbindung, welche den gleichen Querschnitt wie die beiden Projektoren aufweist, eine Heizwendel untergebracht.

Durch Abwinkeln der langgestreckten Strahlungsquelle, z.B. einer Halogenlampe, an ihren Enden lassen sich mehrere Vorteile verwirklichen:

1. Die Kontaktierung d.h. die thermisch belastete Verbindung zwischen Heizwendel und elektrischem Anschluß kann aus der unmittelbaren heißen Nahe der Heizwendel verlegt werden. In vorteilhafter Weise ist die hitzeempfindliche Abdichtung der Strahlungsquelle von der Heizebene in eine andere Ebene verlagert, wodurch der wichtige Überhitzungsschutz durch eine entsprechend geformte Fassung leicht möglich wird.
2. Bei abgedichteten Strahlungsquellen, wie z.B. Halogenlampen oder bei abgedichteten Projektionsstrahlern nach 7 oder 8 kann die thermisch noch empfindlichere Abdichtungsstelle ebenfalls aus dem Einwirkungsbereich der Heizwendel verlegt werden. Dadurch ist diese Stelle nicht nur vor der Strahlung und dem Aufheizen durch die eigene Heizwendel leicht zu schützen, sondern ebenso vor dem Aufheizen durch direkt benachbarte oder in größerem seitlichen Abstand angebrachten andere Projektionsstrahler.
3. Durch den Wegfall bzw. das starke Verringern der kalten Zone am Strahlerende ist eine in Längsrichtung ununterbrochene Strahlungsabgabe in Strahlenschirmen und ähnlichen Konstruktionen leicht zu verwirklichen.

Durch die die Ausführung von Projektionsstrahlern mit einer zusätzlichen Querverbindung an jeweils einem Ende von zwei parallel angeordneten langgestreckten Strahlungsquellen läßt sich die Anzahl der für einen Strahlungsschirm benötigten Projektionsstrahler halbieren. Ebenso läßt sich der Verdrahtungsaufwand, d.h. die Anzahl der elektrischen Anschlußstellen und natürlich damit auch der zeitliche Aufwand beim Verdrahten selbst ungefähr halbieren. Diese Ausführung wird man vorteilhafterweise natürlich nur in solchen Fällen einsetzen, in welchen eine Regelung jedes einzelnen Strahlers nicht erforderlich ist.

In einer Ausführungsvariante, bei welcher die Enden der Strahlungsquellen mit Tragbuchsen ausgestattet sind, wobei man zwei Strahlungsquellen in Verlängerung zueinander anordnet, wird die Tragbuchse der einen Strahlungsquelle der Tragbuchse der anderen Strahlungsquelle zugeordnet.

Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, den Strahlungsprojektor in verschiedenen Anordnungen miteinander zu kombinieren, insbesondere mit gleichen Projektoren, um Strahlungsschirme zu bilden, bei welchen die transparente, im wesentlichen ebene oder leicht konvexe Frontfläche eines Projektors mit der Frontfläche der benachbarten Struktur oder Strukturen eine glatte Fläche ohne Höhenunterschied bildet.

Vorzugsweise weisen die Projektoren Tragbuchsen auf, welche die Strahlungsquellen stützen und elektrisch versorgen, und diese dienen dazu, benachbarte Projektoren zumindest teilweise mechanisch zu kombinieren, um den Strahlungsschirm zu bilden.

In vorteilhafter Weise besitzen zwei oder mehr in Verlängerung zueinander angeordnete Projektoren eine aus einem einzigen Stück bestehende Frontfläche.

Die erfindungsgemäß ausgeführten Strahlerschirme sind sehr leicht zu reinigen, weil sie eine zusammenhängende Frontfläche aufweisen, die keinen oder nur einen geringen Höhenunterschied hat. Sie sind ebenfalls dank der Verwendung von Tragbuchsen mit ihren mechanischen und elektrischen Mehrfachfunktionen leicht zu montieren.

Die folgenden Zeichnungen und die Beschreibung erlauben die Erfindung zu verstehen und ihre Vorteile zu schätzen.
1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgeführten Strahlerschirm in der Frontansicht,
2 zeigt einen Querschnitt durch die Achse eines Strahlungsprojektors,
3 zeigt die Verbindung von zwei Strahlungsprojektoren,
4 und 5 zeigen zwei andere Beispiele der Zuordnung von Strahlungsprojektoren,
6 zeigt den Schnitt einer Tragbuchse für die Versorgung einer Strahlungsquelle,
7 zeigt zwei Projektoren, welche abgedichtete bzw. vergossene Aufbauten mit blanker bzw. nicht gekapselter Wendel bilden,
8 zeigt einen Schnitt durch einen der Projektoren nach 7,
9 zeigt den Querschnitt einer Tragbuchse 11 mit einer abgewinkelten Strahlungsquelle 6,
10 zeigt zwei Projektionsstrahler in abgedichteter Ausführung mit abgewinkelten Enden,
11 zeigt in Draufsicht zwei parallele Projektionsstrahler, die durch eine Querverbindung in einem Stück ausgeführt sind, mit jeweils einem abgewinkelten freien Ende,
12 zeigt eine Querschnittsansicht eines Projektors ähnlich 2, wobei jedoch zusätzlich ein zur Reflexion beschichtetes Blech, eine Folie oder dergleichen mit abgebogenen Längsrändern darunter (b) und Haltewinkeln (c) im Abstand darunter gezeigt sind, und
13 zeigt den Querschnitt, wenn die Teile der 12a bis 12c zusammengebaut sind.
In Bezug auf die 3, 6, 7 und 9 ist darauf hinzuweisen, daß diese keine Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Man benötigt häufig Strahlungsquellen, die eine Oberfläche gleichmäßig bestrahlen können. Dies trifft am häufigsten für Trocknungsvorgänge zu, z.B. in der Papierindustrie. Je nach Anwendung, nach zu liefernder Energie pro Oberflächeneinheit und pro Zeiteinheit, je nach Materialbeschaffenheit (spektrale Eigenschaften) verwendet man für die Trocknung unterschiedliche Infrarotstrahlungsquellen.
Für die größten Wellenlängen oberhalb 1,5 μm (mittelwelliges Infrarot) verwendet man Quarzrohre mit nicht gekapselten bzw. freien Wendeln im Inneren. Diese Strahlungsquellen haben im allgemeinen ihr Energiemaximum bei 2,7 Mm. In dem Dokument US 3,627,989 schlägt die Anmelderin eine Technik zum Vergrößern des Bereichs zu den größeren Wellenlängen hin dank der Verwendung von Passivstrahlern vor, die indirekt von den aktiven Rohren und also bei niedrigeren Temperaturen aufgeheizt werden. Die Erfindung betrifft u.a. Strahlerschirme, bei denen Rohre mit einer Emission im mittleren Infrarot eingesetzt werden.
Für die kürzeren Wellenlängen mit einem Spektralmaximum um 1,2 μm und also mit einem Teil der Energie im sichtbaren Bereich (8% unterhalb von 0,7 μm) verwendet man Lampen mit Heizwendel, und mit einer Halogenatmosphäre in einer Quarzglasumhüllung. Diese Lampen haben hohe Leistungen und ermöglichen infolgedessen sehr schnelle Trocknungs- und Heizvorgänge. Die Erfindung ist auf Strahlungsquellen anwendbar, die als Halogenlampen in langgestreckter Form vorliegen, welche im allgemeinen einen elektrischen Anschluß an jedem Ende aufweisen. Aber die Erfindung bezieht sich auch auf abgedichtete Lampen mit integrierten Reflektoren und wobei die nicht gekapselte Wendel deren Strahlungsquelle ist.
Zusätzlich zu den erwähnten Infrarot- oder sichtbaren Strahlungsquellen erstreckt sich die Erfindung ebenso auf alle Strahlungsquellen in langgestreckter Form, wie z.B. Rohre, die UV emittieren. UV-Quellen werden in zahlreichen Anwendungen verwendet, insbesondere um chemische Reaktionen zu erzeugen, wie z.B. die Polymerisation. Für eine schnelle Polymerisation auf einer großen Fläche, wie z.B. eine Filmbeschichtung auf einem Gewebe, ist eine gleichmäßige Strahlungsverteilung wichtig.
Die erfindungsgemäße Technik ist in allen den Fällen anwendbar, in denen man zusätzlich zur gleichmäßigen Strahlungsverteilung auch eine leichte Reinigungsmöglichkeit der Oberfläche des Projektors oder Strahlerschirms verlangt.
In 1 sieht man bei 1 einen solchen Schirm. Seine Frontfläche besteht aus ebenen oder leicht gewölbten Platten 2, deren Ränder 3, 4 aneinandergrenzen. Diese Platten 2 sind die Frontflächen der einzelnen Projektoren 5, dargestellt in 2, welche jeweils mindestens eine Strahlungsquelle 6 aufweisen. In der Figur ist ein Halogenquarzrohr mit dem Rohr 7 aus Quarzglas und der Wendel 8 dargestellt. Den wesentlichen Teil des Projektors 5 stellt die Umhüllung aus Quarzglas dar. Diese ist rohrförmig und hat, wie man sehen kann, eine Frontfläche 2, plan bzw. eben oder leicht gewölbt, und eine Rückwand 9, in Form einer Rinne, mit einem halbovalen Querschnitt und einer im allgemeinen außen aufgebrachten Beschichtung 10, welche die von der Quelle 6 ausgehenden Strahlungen reflektiert. In diesem Beispiel handelt es sich um eine Goldbeschichtung, welche die von einer Halogenlampe ausgehenden Strahlungen gut reflektiert.
Eine Ausführungsfonn der Erfindung sieht vor, daß der Reflektor angesetzt sein kann. Ein Blech umgibt also den rückwärtigen Teil des Projektors 5. Entweder ist das Blech selbst poliert und reflektiert die Strahlung, oder es ist auf der Oberfläche mit einer reflektierenden Schicht, wie z.B. Gold, überzogen. Die rohrförmige Umhüllung aus Quarz wird in sehr großen Längen hergestellt und anschließend in entsprechende Längen für die jeweilige Projektorgröße abgeteilt.
In 1 sind die den Strahlerschirm bildenden Elemente alle benachbarte Projektoren. Die Schirme nach der Erfindung weisen allgemein Projektoren auf, die zu anderen Elementen des Aufbaus, Umrandungen, Fülloberflächen zwischen den Projektoren usw. benachbart sind, deren Merkmal es ist, eine mit denen der Projektoren oder der benachbarten Aufbauten kontinuierlich bzw. glatte Frontfläche zu haben.
In 3 sieht man ein Beispiel eines schrägen Schnittes, um den Rand 3 der Frontfläche 2 der beiden in Linie angeordneten Projektoren zu schaffen. Für die Anschlüsse der Rohre ist quer über zwei Rohre eine Tragbuchse 11, die ein Stück mit mehreren Funktionen ist, angeordnet.
Eine solche Tragbuchse 11 wird im Schnitt in 6 gezeigt. Dieses Werkstück baut mechanisch die verschiedenen Elemente zusammen, die Frontfläche 2 und den Träger 9 der reflektierenden Oberfläche 10, sofern diese nicht aus einem Stück geformt sind. Diese Tragbuchse 11 trägt im allgemeinen auch ein hinteres Schutzgehäuse 12, vorzugsweise aus Metall. Dieses weist im allgemeinen hier nicht dargestellte Befestigungsteile auf, um den Projektor und den Schirmaufbau festzuhalten.
Die Verwendung einer rohrförmigen Umhüllung und einer Tragbuchse, welche die Position der verschiedenen vorhandenen Elemente fixiert, gewährleistet, daß der Strahlungsprojektor genau das gewünschte Strahlungsbündel liefert. Um die Qualität eines reflektierten Bündels zu gewährleisten, müssen zwei Dinge kontrolliert sein: die Form der reflektierenden Oberfläche und die Position der Strahlungsquelle. Heute liefern die Herstellungstechniken von Rohren, auch aus feuerfesten Materialien, wie Quarz, sehr präzise Formen. Durch die wählbare Form der Oberfläche 10 (2) läßt sich die Reflexion der von der Wendel 8 abgegebenen Strahlung in die gewünschte Richtung reflektieren. In der Tat wird die genaue Position der Wendel 8 in Bezug auf den Reflektor durch die Form der Tragbuchse 11 gewährleistet, eine dank der Materialauswahl, vorzugsweise Keramik, stabile Form.
Die Tragbuchse 11 stellt ebenso die elektrische Versorgung der Strahlungsquelle 6 sicher. Man sieht in der Zeichnung eine Feder 13, verbunden mit einem Kontakt 14, welcher den Anschluß der elektrischen Stromversorgung ermöglicht. Die in 6 dargestellte Tragbuchse ist an dem freien Ende eines Projektors 5 angebracht. Wenn die Tragbuchse zwischen zwei Elementen 5 angeordnet ist, wie in 3 gezeigt, ist sie doppelt ausgebildet. Meistens endet die Tragbuchse 11 hinten in einem Teil 15 in Form eines Drehzylinders, was die Verwendung der Quarzrohre vereinfacht, weil eine einfache kreisrunde Bohrung genügt. Wenn es ein Abkühlungsproblem an den Enden der Strahlungsquellen gibt, ist auch vorgesehen, daß sich ein gleiches rohrförmiges Element an zwei Projektoren erstrecken kann, die Ende zu Ende angeordnet sind (was heute im Fall von Quarz-Halogenrohren leider nicht der Fall ist). Die Frontfläche ist also – im Gegensatz zu 3 - kontinuierlich bzw. durchgehend und durch die rückwärtige Bohrung kann eine doppelte Tragbuchse eingeführt werden, welche beispielsweise durch Klemmung an der Rückwand des rohrförmigen Elementes starr fixiert wird und damit den Strahlungsquellen 6 eine genaue Positionierung in Bezug auf den Reflektor 10 vorgibt.
In den 4 und 5 sind in Vorderansicht andere Techniken des Zusammenbaus von Projektoren 5 dargestellt, um Elemente der Strahlerschirme 1 zu bilden. In den zwei dargestellten Fällen sind keine aneinander angrenzenden Frontflächen der Quarzrohre vorgesehen. Es ist hier also möglich, den Strahlerschirm 1 von der Frontfläche aus mit Hilfe der Tragbuchsen 11 zu befestigen, welche Bohrungen aufweisen, um hier Schrauben, Rohrhaken oder Nieten einzuführen.
Gemäß der Anordnung nach 4 ist es auch möglich, die Rohre 5 so zu schneiden, daß ihre Frontflächen 2 aneinanderstoßen und hiermit eine sehr leichte Reinigung der Frontfläche des ganzen Schirms 1 ermöglicht wird. Andererseits ist in 4 ersichtlich, daß der Wirkungsgrad des Reflektorsystems hinter dem Rohr weniger groß ist.
Die Anordnung nach 5 vermeidet, daß die weniger ausgeleuchtete Mittelzone in dem Raum, welcher der Verbindung der Modulenden entspricht, nicht zu groß ist.
An jedem Ende einer langgestreckten Strahlungsquelle 6 ist eine gewisse Länge als kalte Zone zu berücksichtigen. Die Gründe hierfür sind ein gewisser Platzbedarf für die Kontaktierung und/oder Abdichtung ebenso wie Vermeidung von Überhitzung des Endteils. Die doppelte Länge einer solchen kalten Zone, gegebenenfalls zuzüglich der doppelten Wandungsdicke einer Tragbuchse ist bei der Aneinanderreihung mehrerer Projektoren 5 in Längsrichtung als eine Unterbrechung der Strahlungsabgabe zu berücksichtigen. Anordnungen nach 3, 4 und 5 verkürzen diese kalten Zonen auf etwas mehr als die Hälfte. Eine gewisse Unterbrechung der Strahlungsabgabe in Längsrichtung verbleibt aber dennoch.
Durch eine entsprechende Krümmung des Reflektors in Längsrichtung ließe sich dieser Effekt verringern bzw. vermeiden. Allerdings würde dies eine genaue Nacharbeit der einzelnen rohrförmigen Abschnitte verlangen. Außerdem wäre dies nur für einen eingeschränkten Bereich von Bestrahlungsabständen möglich.
Durch Abwinkeln der langgestreckten Strahlungsquelle, z.B. einer Halogenlampe, am Ende nach 9 läßt sich hingegen die kalte Zone bei direktem Aneinanderreihen der Projektoren fast vollständig vermeiden. Bei leicht versetzter Anordnung, ähnlich den 4 und 5, ist eine tatsächlich ununterbrochene Strahlungsabgabe in Längsrichtung möglich. Bei einer Ausführung nach 9 ist die Länge des Endteils so kurz gehalten, daß ein Einführen in den halbovalen Querschnitt des rohrförmigen Abschnitts möglich ist. Bei einer Ausführung ähnlich 7 besteht vorteilhafterweise diese Beschränkung nicht.
Zum Verringern der Anzahl von Projektoren nach Ausführung 7 ließen sich auch zwei jeweils parallele Projektoren durch eine rechtwinklig angeordnete Querverbindung an jeweils einem Ende und eines in die dritte Ebene abgewinkelten Endteils am jeweils anderen Ende in einem Stück ausführen. In dieser Querverbindung ist die elektrische Verbindung der beiden damit in Reihe geschalteten Heizwendel geführt. In einer Variante dieser Ausführung ist die elektrische Verbindung ebenfalls als Heizwendel ausgeführt. In diesem Fall ist der Querschnitt des Verbindungsteils ebenso ausgeführt und mit einem Reflektor versehen, wie die beiden parallelen Projektorabschnitte selbst.
Die 7 und 8 betreffen einen Projektortyp, dessen Besonderheit es ist, nur eine einzige Umhüllung zu haben, im Inneren welcher sich die im allgemeinen thermische Strahlungsquelle befindet. In dem Fall einer durch Jouleefekt erhitzten Wendel, beispielsweise aus Wolfram, ist diese, wie bei 30, nicht gekapselt, wobei sie durch übliche, nicht dargestellte Mittel, getragen wird. Die Atmosphäre des Aufbaus ist vorzugsweise auf der Basis von Halogengas gefüllt.
Der Projektor wird als ein einziger, geschlossener Raum ausgeführt. Die Frontfläche 31 stellt vorzugsweise ein Rechteck dar. Sie ist leicht gewölbt, in zylindrischer Form, wie in 8 ersichtlich ist, sie besteht vorzugsweise aus glasartigem, transparentem Quarz.
Die Rückwand 32 ist ebenfalls zylindrisch ausgeführt, wobei der Querschnitt des Zylinders 33 vorzugsweise parabolisch ist.
Man erkennt in 7, daß die Frontfläche 31 über die anderen Teile des Projektors hinausragt. Wenn diese Projektoren zu einem Strahlerschirm zusammengesetzt werden, ergeben ihre Frontflächen eine durchgehende Oberfläche.
An den Enden des Projektors sieht man eine Quetschung 34, die vorzugsweise gleichzeitig für die Abdichtung des den Projektor bildenden Rohres und den elektrischen Anschluß vorgesehen ist.
Diese Quetschung endet in einem metallischen Ring 35, der nicht nur eine elektrische Funktion erfüllt, sondern ebenso die Projektoren mit Hilfe nicht dargestellter Teile mechanisch für den Zusammenbau fixieren soll, welche dieselbe Rolle wie die Buchsen 11 der 3 bis 6 erfüllen. Anstelle eines Ringes 35 kann auch ein Hütchen aufgesetzt werden.
In der 8 sind zwei Strahlengänge 36 dargestellt, die von der Wendel 30 abgestrahlt und an der reflektierenden Oberfläche 37, vorzugsweise auf Goldbasis, reflektiert werden. Diese Oberfläche ist auf der Innenseite der Rückwand 33 dargestellt. Sie ist vor Kratzern und jeder Beschädigung geschützt. Aber es ist offensichtlich, daß die optische Wirkung wenig differiert, wenn die reflektierende Schicht sich an der Außenseite der Rückwand 33 des Projektors befindet. Diese Ausführung kann insbesondere aus Herstellungsgründen vorgezogen werden.
Bei Halogenlampen, welche einen Teil ihrer Energie im sichtbaren Bereich abstrahlen, kann es interessant sein, diese Emission zu reduzieren. In diesem Fall sind die Frontflächen 2 und 31 der Modulelemente 5, vorzugsweise innen, mit einer Beschichtung von z.B. Rotglutfarbe bedeckt, die das sichtbare Licht absorbiert. Man kann die gleiche Wirkung bei Verwendung eines in der Masse durchgefärbten Materials für die Frontfläche erreichen.
Die vorangegangene Beschreibung hat sich hauptsächlich mit Strahlungsquellen des nahen Infrarot befaßt, wie Quarzrohre mit Halogenatmosphäre. Hierfür ist es wichtig, daß das Material des Rohres 5 und der Fläche 31 transparent für die abgegebene Strahlung sind, wie dies beispielsweise für Quarzglas gilt. Es ist offensichtlich, daß für andere Strahlungsquellen andere Materialien, wie normales Glas oder bestimmte Kunststoffe (Polycarbonat, schlagfestes Polystyrol) ebenso für die Durchführung der Erfindung verwendet werden können.
Die optischen Eigenschaften der erfindungsgemäß ausgeführten Projektoren: Genauigkeit der Reflektoroberfläche und gute Fokussierung dank der genauen Position der Strahlungsquelle im Abstand zum Reflektor erlauben eine gleichmäßige Teilung der Strahlung auf eine große Fläche mit einer verringerten Anzahl von Projektoren.
Beim Beispiel eines Strahlerschirms nach 1, der eine gegenüberliegende Fläche mäßig erwärmen soll, hat man die Wahl zwischen zwei Lösungsmöglichkeiten: Man kann sowohl alle Projektoren des Schirms mit Infrarotrohren von großer Wellenlänge und mittlerer Energie bestücken als auch eine Reihe von drei Projektoren, 21, 22, 23, mit Halogen-Quarzrohren größerer Leistung bestücken und die Zwischenräume 24, 25, 26, 27 ohne Projektor nur mit einer Platte belassen, um die Kontinuität der Frontfläche sicherzustellen. Die optische Konzeption des Systems Quelle - zylindrischer Spiegel – bestrahlende Oberfläche ist auf eine gleichmäßige Aufhetzung ausgelegt.
Die Konzeption von einheitlichen Projektoren mit geradlinigen Rändern an ihrer Frontfläche, die eine Oberfläche bestimmen, über die kein Bauteil des Projektors hinausragt, gestattet eine einfache Verbindung der Frontfläche des Projektors mit anderen Ebenen oder leicht gewölbten Oberflächen, wie die eines Trägeraufbaus des Projektors oder wie die Oberflächen der Frontflächen anderer Projektoren eines Schirms.
Diese Konzeption gestattet auch, eine Abdichtung, z.B. aus Silikonmasse oder ähnlichem, zwischen zwei geradlinigen Rändern anzubringen. Man erhält damit einen Projektor oder einen Schirm, zusammengesetzt aus mehreren Projektoren, mit einer völlig abgedichteten Frontfläche, die leicht zu reinigen ist. Die Dichtigkeit wird in der Tat nicht nur zwischen der Frontfläche und dem Reflektor in dem Fall sichergestellt, in dem sie aus einem Stück hergestellt sind, sondern ebenso zwischen der Frontfläche und dem benachbarten Aufbau: andere Frontfläche oder Stützelement des Projektors.
Folgende Ausführungsform ist in 12a, 12b, 12c und 13 gezeigt. Ein vorzugsweise mit Gold zur Reflexion beschichtetes Blech 38 wird in Abschnitte geschnitten, die den Projektorabmessungen angepaßt sind, wird an den beiden Längsseiten bei 39 abgebogen/abgewinkelt und beim Einsetzen des Projektors 5 dadurch in die richtige Form gebogen, daß der Projektor mit seiner gewölbten Rückseite das Blech 38 nach unten drückt, bis die gewölbten Längsseiten 39 sich an zwei Haltewinkeln 40 abstützen.
Durch das einigermaßen dichte Anliegen der Oberfläche des Bleches 38 an dem Projektor 5 ist diese Oberfläche gegen Verschmutzung geschützt. Bei Alterung ist ein Austausch nur des Reflektors, also des beschichteten Bleches 38, ohne Projektoraustausch leicht möglich.

1: Strahlerschirm
2: Platte, Frontfläche
3: Rand der Platte 2
4: Rand der Platte 2
5: Projektor
6: Strahlungsquelle
7: Rohr aus Quarzglas
8: Wendel
9: Rückwand
10: Beschichtung
11: Tragbuchse
12: hinteres Schutzgehäuse
13: Feder
14: Kontakt
15: Teil in Form eines Drehzylinders
21, 22, 23: Projektor mit Halogen-Quarzrohr
24, 25, 26, 27: Zwischenraum ohne Projektor
30: Heizwendel (nicht gekapselt)
31: Frontfläche
32: Rückwand
33: Zylinder
34: Quetschung
35: metallischer Ring
36: Strahlengang
37: reflektierende Oberfläche
38: Blech
39: abgebogene Längsseite des Bleches
40: Haltewinkel

Claims

Strahlungsprojektor (5), bestehend aus wenigstens einer Strahlungsquelle (6) in lang gestreckter Form, einer reflektierenden Oberfläche (10) hinter der Strahlungsquelle (6), und einer Frontfläche, die in Bezug auf die Strahlung transparent ist, wobei die Frontfläche (2) eben oder konvex ausgeführt ist, ihre Ränder geradlinig ausgeführt sind und das transparente Material, aus welchem die Frontfläche besteht, sich bis zu den Rändern erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Halogenlampe ist, bei welcher die mit elektrischen und mechanischen Anschlüssen versehenen Enden von der Frontfläche weg nach hinten gebogen sind.
Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontfläche (2) und der rückwärtige Träger (9) der reflektierenden Oberfläche (10) eine dichte Gesamtheit bilden.
Strahlungsprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontfläche Teil eines rohrförmigen Elementes aus transparentem Material vorzugsweise Quarzglas, ist, das im Querschnitt die Form eines Halbovals hat und dessen ovale Seite die reflektierende Oberfläche (10) aufweist.
Projektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontfläche (2) der Träger (9) der reflektierenden Oberfläche (10) sowie die Träger für die Versorgung (34, 35) in einer dichten, vergossenen Gesamtheit ausgeführt sind, daß eine nicht gekapselte Wendel (30) sich im Inneren befindet und daß diese die Strahlungsquelle darstellt.
Projektor nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige reflektierende Oberfläche (10) eine Goldbeschichtung auf dem transparenten Material ist.
Projektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschstelle (34) mit dem elektrischen Anschluß winkelig und vorzugsweise nach rückwärts von der Frontfläche (31) weggebogen ist (10).
Projektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei parallel angeordnete Halogenlampen durch eine gemeinsame Querverbindung an jeweils einem Ende in einer Einheit ausgeführt sind und daß in dieser Querverbindung die elektrische Verbindung der beiden Heizwendeln (30) untergebracht ist (11).
Projektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Querverbindung, die den gleichen Querschnitt wie die beiden Halogenlampen aufweist, eine Heizwendel (30) untergebracht ist.
Verfahren zur Herstellung von Strahlungsprojektoren (5) nach Anspruch 3 oder einem der darauf rückbezogenen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Herstellen eines rohrförmigen Elementes aus transparentem Material, das im Querschnitt im wesentlichen die Form eines Halbovals hat, – Beschichten des gewölbten Teils (9) des rohrförmigen Elements mit einer reflektierenden Schicht (10), – Ablängen des rohrförmigen Elements in Abschnitte
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, wobei Tragbuchsen (11) an den Enden der Abschnitte für die Halterung und elektrische Versorgung der langgestreckten Strahlungsquelle (6) angebracht werden, wobei zwei Strahlungsquellen (6) in Verlängerung einander zugeordnet sind, wobei die Tragbuchse (11) der einen Quelle (6) der Tragbuchse (11) der anderen zugeordnet ist.
Verwendung von Projektoren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 für den Aufbau eines Strahlerschirmes (1), wobei die im wesentlichen ebene oder leicht konvexe transparente Frontfläche (2) eines Projektors mit der angrenzenden Frontfläche (2) des oder der angrenzenden Aufbaut(en) eine zusammenhängende Oberfläche ohne Höhenunterschied bildet.
Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektoren (5) Tragbuchsen (11) aufweisen, welche die Halterung und elektrische Versorgung der Strahlungsquellen (6) bewirken, und daß die Tragbuchsen (11) zur mechanischen Befestigung der benachbarten Projektoren (5) dienen, um den Strahlerschirm (1) zu bilden.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Projektoren (5) in Verlängerung zueinander eine gemeinsame Front aus einem Stück besitzen.