DE202006011267U1

DE202006011267U1 - Infrarotheizer

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Publication number: DE202006011267U1
Application number: DE200620011267
Authority: DE
Original assignee: LIANG HSIN LIEN; Liang Hsin-Lien Chung Li
Current assignee: LIANG HSIN LIEN; Liang Hsin-Lien Chung Li
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2016-07-22

Abstract

Infrarotheizer, aufweisend:
eine Abstützung (20), die mit einem Sockel (21) und einem Stützrohr (23) versehen ist, wobei ein Netzanschlusskabel (22) durch das Stützrohr (23) hindurchführbar ist, und wobei sich auf der Oberseite des Stützrohrs (23) ein Verbindungssitz (24) befindet;
ein Wärmestrahlgerät (30), das an seiner Rückseite einen Positionieransatz (40) aufweist, mit dem sich das Wärmestrahlgerät (30) an einem Verbindungssitz (24) anbringen lässt, wobei das Netzanschlusskabel (22) elektrisch an das Wärmestrahlgerät (30) angeschlossen ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wärmestrahlgerät (30) aufweist:
eine Reflexionskappe (31), die aus Aluminium im Extrusionsverfahren hergestellt und beidseitig mit symmetrisch angeordneten Bogenabschnitten (311) versehen ist, die beide in einen umgekehrt U-förmigen Abschnitt (312) übergehen, und wobei der umgekehrt U-förmige Abschnitt (312) oben zwei nichtplanare gewölbte Abschnitte (313) aufweist, die in Bezug auf eine Mittellinie (AA') der Reflexionskappe (31) symmetrisch angeordnet sind, und zwar derart, dass der U-förmige Abschnitt (312) oben in der...

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarotheizer, insbesondere eine einer Strahlungseinheit angepasste Reflexionskappe, durch die die Strahlungswärme bei ihrer Reflexion einem Infrarotlampenrohr ausweichen kann, damit die Reflexionseffizienz der Wärmeenergie erhöht sowie die Lebensdauer des Lampenrohrs verlängert werden kann. Des Weiteren wird ein vergrößerter Strahlungsbereich sowie eine gleichmäßige Wärmeverteilung gewährleistet.
Elektrischer Heizer ist ein elektrisches Gerät, das die elektrische Energie in thermische Energie umwandelt. Um die thermische Effizienz des elektrischen Heizers zu erhöhen, ist ein Lampenrohr als Wärmequelle in das Hochleistungsinfrarotlampenrohr entwickelt worden. Obwohl zur Erzeugung der thermischen Energie des elektrischen Heizers sowie der Lichtenergie des Beleuchtungsgerätes ein Lampenrohr als Wärmequelle bzw. Lichtquelle eingesetzt wird, unterscheiden sich ihre Funktionen und Anforderungen vollständig. Beispielsweise wird ein Teil des ausgestrahlten Lichtes des Leuchtgerätes durch das Lampenrohr direkt ausgestrahlt, während sich der andere Teil von Licht hauptsächlich in bestimmtem Winkel nach Reflexion durch die reflektierende Kappe konzentriert, um die erforderliche Fokussierungshelligkeit zu erreichen.
Neben der höheren Leistung geht der Trend bei Lampenrohren als Wärmequelle des elektrischen Heizers zu vergrößerten wirkungsvollen Strahlungsbereichen der thermischen Energie, damit die thermische Energie gleichmäßig verteilt wird. Wird die gleiche Methode wie bei einem Beleuchtungsgerät verwendet, dass sich die Hitze in bestimmtem schmalem Bereich konzentriert, dann kann der Erwärmungszweck des umgebenen Raumes nicht erzieht werden. Außerdem findet die Konzentration der thermischen Energie leicht im belichteten Bereich statt, weil die thermische Energie wie der Lichtstrahl fokussiert. So kann die bestrahlte Person unangenehm gemacht werden.
Zweitens hat der französische Wissenschaftler Fermat auf ein Prinzip für den Lichtübertragungsweg hingewiesen. Dies ist das weithin bekannte fermatsche Theorem, bei dem es sich darum handelt, dass der Übertragungsvorgang des Lichtes dem Prinzip von der kürzesten Zeitdauer erfüllen muss. So ist gefolgerte Grundregel, der das Licht nach der Reflexion entsprechen sollte, als das Gesetz der Reflexion bezeichnet. Unter Bezug auf 1 wird das Gesetz der Reflexion beschrieben. Wird das Licht von einem Mittel n zu einem anderen Mittel n' ausgestrahlt, kehren einige Lichtstrahlen an der Oberfläche der Schnittstelle MN' zurück zum Mittel n. Dieses Phänomen ist als Reflexion bekannt. Die von S, B, P gebildete Fläche wird Einfallsebene genannt, während der Lichtstrahl SB und der Lichtstrahl BP als Einfallslicht bzw. Ausfallslicht bezeichnet werden. Außerdem wird die Linie MN' Normale genannt. Der Winkel zwischen dem Einfallslicht und der Normale wird als Einfallswinkel betrachtet, der mit θi bezeichnet ist, und der Winkel zwischen dem Ausfallslicht und der Normale wird Ausfallslicht genannt, der mit θr bezeichnet ist. Das Gesetz der Reflexion kann in folgenden drei Punkten zusammengefasst werden:

1 Das Einfallslicht, Ausfallslicht und die Normale befinden sich alle in einer gemeinsamen Fläche.
2 Das Einfallslicht und das Ausfallslicht befinden sich auf beiden Seiten der Normale
3 Der Einfallswinkel θi entspricht dem Ausfallswinkel θr. So ergibt sich θi = θr.

In den 2 und 3 ist eine Reflexionskappe eines bekannten, elektrischen Heizers dargestellt. Ganz egal, ob es sich um eine in 2 dargestellte, bogenförmige Reflexionskappe 11 oder um eine in 3 dargestellte, doppel abgewinkelte Reflexionskappe 12, kann aus dem oben beschriebenen fermatschen Theorem gefolgert werden, dass die aufwärts gerichtete Strahlungswärme im Bereich der oberen Hälfte oberhalb des Mittelpunkts S der Wärmequellenmitte des Infrarotlampenrohrs 10 ein Einfallslicht SB und ein Ausfallslicht BP oder BB'P ergibt, nachdem das Licht von der Reflexionskappe 11, 12 reflektiert wird. Das Ausfallslicht Wärme konzentriert sich im mittleren Bereich, wie in 8 gezeigt. Außerdem konzentriert das Einfallslicht SA oberhalb der Wärmequelle S auf dem Lampenrohr 10, nachdem es reflektiert wird. Außer der Vergeudung der Wärmequelle hat die reflektierte Wärme in diesem Bereich extrem hohe Temperatur, die zu einer nachteiligen Auswirkung auf die Lebensdauer des Infrarotlampenrohrs 10 führt. Außerdem sind die meisten Reflexionskappen der herkömmlichen elektrischen Heizer durch Verbiegen von Metallplatten hergestellt. Wenn der Heizeffekt des Einfallslichtes und des Ausfallslichtes fortsetzt, kann die angesammelte Hitze nicht leicht abgeführt werden. Nach längerem Einsatz werden die Reflexionskappen 11, 12 leicht verformt oder sogar verbogen. Folglich ist die Anwendung nicht noch sehr ideal.
Durch die Erfindung wird ein Infrarotheizer geschaffen, der ein Wärmestrahlgerät aufweist, durch dessen Reflexionskappe die Strahlungswärme bei ihrer Reflexion einem Infrarotlampenrohr ausweicht, um die thermische Reflexionseffizienz zu erhöhen, die Lebensdauer des Lampenrohrs zu verlängern, den Strahlungsbereich zu vergrößern und die Wärmeenergie besser zu verteilen.
Außerdem wird durch die Erfindung ein Infrarotheizer geschaffen, dessen Reflexionskappe aus Aluminium im Extrusionsverfahren integral geformt ist und eine bessere mechanische Festigkeit aufweist. Die am Außenrand angeordneten Kühlrippen können die Wärme sowie Temperatur innerhalb der Reflexionskappe nach außen abführen, um eine erhöhte Lebensdauer des Produktes sicherzustellen.
Die Erfindung weist insbesondere die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Infrarotheizer geschaffen, der aufweist:
eine Abstützung, die mit einem Sockel und einem Stützrohr versehen ist, wobei ein Netzanschlusskabel durch das Stützrohr hindurchführbar ist, und wobei sich auf der Oberseite des Stützrohrs ein Verbindungssitz befindet;
ein Wärmestrahlgerät, das an seiner Rückseite einen Positionieransatz aufweist, mit dem sich das Wärmestrahlgerät an einem Verbindungssitz anbringen lässt, wobei das Netzanschlusskabel elektrisch an das Wärmestrahlgerät angeschlossen ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wärmestrahlgerät aufweist:
eine Reflexionskappe, die aus Aluminium im Extrusionsverfahren hergestellt und beidseitig mit symmetrisch angeordneten Bogenabschnitten versehen ist, die beide in einen umgekehrt U-förmigen Abschnitt übergehen, und wobei der umgekehrt U-förmige Abschnitt oben zwei nichtplanare gewölbte Abschnitte aufweist, die in Bezug auf eine Mittellinie AA' der Reflexionskappe symmetrisch angeordnet sind, und zwar derart, dass der U-förmige Abschnitt oben in der Form eines Doppelbogens ausgeführt ist, und wobei einem Kreismittelpunkt N1, N2 jeder der gewölbten Abschnitte zugeordnet ist;
ein Gehäuse, das zur Aufnahme und Fixierung der Reflexionskappe bestimmt ist; und
ein Infrarotlampenrohr, das auf der Mittellinie AA' der Reflexionskappe angeordnet ist und dessen Einbauhöhe zwischen dem umgekehrt U-förmigen Abschnitt und den Bogenabschnitten liegt, und zwar derart, dass sich der Mittelpunkt S des Infrarotlampenrohrs in der Mitte der beiden Kreismittelpunkte N1, N2 der symmetrisch zueinander angeordneten, gewölbten Abschnitte befindet, damit die Strahlungswärme der oberen Hälfte des Infrarotlampenrohrs nach der Reflexion von den beiden gewölbten Abschnitten durch eine von den Bogenabschnitten begrenzte Öffnung in einem Winkel θ von 60° bis 80° ausgestrahlt werden kann.
Ausführungsbeispiel
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines bekannten Reflexionsgesetzes;
2 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Reflexionskappe;
3 eine schematische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Reflexionskappe;
4 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Wärmestrahlgerät;
6A und 6B schematische Darstellungen der Reflexion einer erfindungsgemäßen Reflexionskappe;
7 eine schematische Darstellung der thermischen Strahlungszone beim Einsatz des erfindungsgemäßen Infrarotheizers;
8 eine schematische Darstellung der thermischen Strahlungszone beim Einsatz eines herkömmlichen elektrischen Heizers;
9 ein Foto beim Gebrauch des erfindungsgemäßen Infrarotheizers; und
10 ein Foto beim Gebrauch des herkömmlichen elektrischen Heizers.
Bezugnehmend auf 4 weist der erfindungsgemäße Infrarotheizer eine Abstützung 20 und ein Wärmestrahlgerät 30 auf.
Die Abstützung 20 ist mit einem Sockel 21 und einem Stützrohr 23 versehen, wobei das Stützrohr 23 teleskopisch ausgeführt, aber nicht nur auf diese Bauart beschränkt ist. Außerdem ist ein Netzanschlusskabel 22 durch das Stützrohr 23 durchgezogen, wobei sich auf der Oberseite des Rohrs 23 ein Verbindungssitz 24 befindet.
Das Wärmestrahlgerät 30 weist an seiner Rückseite einen Positionieransatz 40 auf, mit dem sich das Wärmestrahlgerät 30 an einem Verbindungssitz 24 anbringen lässt, wobei das Netzanschlusskabel 22 elektrisch an das Wärmestrahlgerät 30 zur Einspeisung von Strom angeschlossen ist.
Der erfindungsgemäße Infrarotheizer zeichnet sich durch das Wärmestrahlgerät 30 aus, dessen Aufbau unter Bezug auf 4 bis 6 beschrieben wird. Das Wärmestrahlgerät 30 umfasst eine Reflexionskappe 31, ein Gehäuse 32 und ein Infrarotlampenrohr 33.
Die Reflexionskappe 31 ist aus Aluminium im Extrusionsverfahren hergestellt und beidseitig mit symmetrisch angeordneten Bogenabschnitten 311 versehen, die beide in einen umgekehrt U-förmigen Abschnitt 312 übergehen. Der umgekehrt U-förmige Abschnitt 312 weist oben zwei nichtplanare gewölbte Abschnitte 313 auf, die in Bezug auf eine Mittellinie AA' der Reflexionskappe 31 symmetrisch angeordnet sind, und zwar derart, dass der U-förmige Abschnitt 312 oben in der Form eines Doppelbogens ausgeführt ist. Außerdem ist einem Kreismittelpunkt N1, N2 jeder der gewölbten Abschnitte 313 zugeordnet. Ferner verlaufen die beiden Seiten des umgekehrt U-förmigen Abschnitts 312 parallel zueinander oder neigen sich nach außen.
Das Gehäuse 32 ist zur Aufnahme und Fixierung der oben beschriebenen Reflexionskappe 31 bestimmt.
Ein Infrarotlampenrohr 33 ist auf der Mittellinie AA' der Reflexionskappe 31 angeordnet und dessen Einbauhöhe zwischen dem umgekehrt U-förmigen Abschnitt 312 und den Bogenabschnitten 311 liegt, und zwar derart, dass sich der Mittelpunkt S des Infrarotlampenrohrs 33 in der Mitte der beiden Kreismittelpunkte N1, N2 der symmetrisch zueinander angeordneten, gewölbten Abschnitte 313 befindet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung soll der Mittelpunkt S gleich hoch wie die sich aus den Kreismittelpunkten N1, N2 ergebene Strecke N1 N2 oder geringfügig höher als diese. Auf diese Weise kann die Strahlungswärme der oberen Hälfte des Infrarotlampenrohrs 33 nach der Reflexion von den beiden gewölbten Abschnitten 313 durch eine von den Bogenabschnitten 311 begrenzte Öffnung in einem Winkel θ von 60° bis 80° ausgestrahlt werden.
Wie aus 5 ersichtlich, ist auf beiden Seiten des umgekehrt U-förmigen Abschnitts 312 der Reflexionskappe 31 eine Vielzahl von Kühlrippen 314 angeordnet, welche gemeinsam mit der Reflexionskappe 31 aus Aluminium im Extrusionsverfahren integral geformt sind. Neben einer besseren mechanischen Festigkeit können sie außerdem die Wärme und Temperatur innerhalb der Reflexionskappe 31 nach außen abführen, um eine erhöhte Lebensdauer des Produktes zu erreichen. Selbstverständlich lassen sich die Kühlrippen 314 auf beiden Seiten des umgekehrt U-förmigen Abschnitts 312 anordnen. Als Alternative dazu ist ihre Anordnung an beiden Seiten der Bogenabschnitte 311 aber auch möglich.
Darüber hinaus ist jeder der Bogenabschnitte 311 der Reflexionskappe 31 mit einer aufwärts gerichteten ersten Einlegenut 315 und einer abwärts gerichteten zweiten Einlegenut 316 versehen, die beide zur Einpassung eines Flansches 321 an den beiden Seiten des Gehäuses 32 bzw. eines Vorsprungs 351 an beiden Enden eines Schutzgitters 35 dienen. Dieser Aufbau ist nicht zwingend und kann je nach Bedarf variieren. Außerdem kann eine Abdeckplatte 36 bei Bedarf am Gehäuse 32 angebracht sein. Das Infrarotlampenrohr 33 ist an seinen beiden Seiten mit je einer Polklemme 331 versehen, die von jeweiligen flexiblen Klemmen 34 an beiden Enden der Reflexionskappe 31 in der Lage gehalten wird, um eine elektrische Verbindung herzustellen. So kann das Infrarotlampenrohr 33 über das Netzanschlusskabel 22 mit Strom versorgt werden.
Mithilfe der oben erläuterten Technik, wie aus den 6A, 6B ersichtlich, ist die aufwärts gestrahlte Wärme des Infrarotlampenrohrs 33 in 6A dargestellt. Weil die Oberseite des umgekehrt U-förmigen Abschnitts 312 zwei symmetrische gewölbte Abschnitte 313 aufweist, befindet sich gemäß dem oben genannten Fermatschen Theorem das einfallende Licht SB, das reflektierte Licht BP und die Normale
zusammen auf der Einfallsebene SBP, und zwar jeweils auf beiden Seiten der Normale. Außerdem entspricht der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel θi = θr. Auf diese Weise werden das aufwärts gestrahlte Licht und das aufwärts gestrahlte Licht mittels der beiden symmetrisch zueinander angeordneten, gewölbten Abschnitte 313 nach der Reflexion nicht direkt auf das Infrarotlampenrohr 33 reflektiert, sondern durch die von den beiden Bogenabschnitten 311 begrenzte Öffnung in einem Winkel θ von 60° bis 80° ausgestrahlt. Dementsprechend strahlt die Strahlungswärme auf beiden Seiten der Oberhälfte sowie der Unterhälfte des Infrarotlampenrohrs nicht nur direkt in die Richtung von SA, sondern auch in die in 6B dargestellte Einfalls- und Ausfallsrichtung. Deswegen kann die Strahlungswärme auf allen Seiten des Infrarotlampenrohrs 33 nach der Reflexion in einem Winkel θ von 60° bis 80° gleichmäßig verteilt werden. Im Vergleich mit der in 8 dargestellten, mit einer herkömmlichen Reflexionskappe erzeugten thermischen Strahlungszone A2, ist die in 7 dargestellte thermische Strahlungszone A1 viel umfangreicher und gleichmäßiger. Die in 7 und 8 dargestellten thermischen Strahlungszonen A1, A2 sind aus Experimentierfotos erstellt. Die 7 ist die schematische Darstellung der thermischen Strahlung beim Einsatz des erfindungsgemäßen Infrarotheizers, deren Strahlungswinkel größer und gleichmäßiger verteilt ist. Die 8 ist die schematische Darstellung der thermischen Strahlung beim Einsatz des herkömmlichen Infrarotheizers. Durch den Vergleich von 7 mit 8 ist festzustellen, dass der erfindungsgemäße Infrarotheizer den thermischen Reflexionsgrad erhöhen und die Lebensdauer des Lampenrohrs verlängern kann, indem die Wärmequelle mittels einer besonders gestalteten Reflexionskappe 31 dem Infrarotlampenrohr 33 bei der Reflexion ausweicht. Des Weiteren bildet die Einfallsebene einen optimalen Winkel, um ihren Strahlungsbereich weiter zu vergrößern und die Wärmeenergie gleichmäßiger zu verteilen, statt im bestimmten Bereich zu fokussieren. Deswegen zeichnet sich die Erfindung im Vergleich zu dem herkömmlichen elektrischen Heizer durch viele Vorteile aus.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf ein Beispiel beschrieben wurde, welches derzeit als praktikabelste und bevorzugteste Ausführungsform betrachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Im Gegenteil sollen verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abgedeckt werden, die sich im Umfang der beigefügten Ansprüche befinden, die mit der breitesten Interpretation übereinstimmen, um alle derartigen Modifikationen und ähnliche Anordnung zu umfassen.

20: Abstützung
21: Sockel
22: Netzanschlusskabel
23: Stützrohr
24: Verbindungssitz
30: Wärmestrahlgerät
31: Reflexionskappe
311: Bogenabschnitt
312: umgekehrt U-förmiger Abschnitt
313: gewölbter Abschnitt
314: Kühlrippe
315: erste Einlegenut
316: zweite Einlegenut
32: Gehäuse
321: Flansch
33: Infrarotlampenrohr
331: Polklemme
34: flexible Klemme
35: Schutzgitter
351: Vorsprung
36: Abdeckplatte
40: Positionieransatz

Claims

Infrarotheizer, aufweisend: eine Abstützung (20), die mit einem Sockel (21) und einem Stützrohr (23) versehen ist, wobei ein Netzanschlusskabel (22) durch das Stützrohr (23) hindurchführbar ist, und wobei sich auf der Oberseite des Stützrohrs (23) ein Verbindungssitz (24) befindet; ein Wärmestrahlgerät (30), das an seiner Rückseite einen Positionieransatz (40) aufweist, mit dem sich das Wärmestrahlgerät (30) an einem Verbindungssitz (24) anbringen lässt, wobei das Netzanschlusskabel (22) elektrisch an das Wärmestrahlgerät (30) angeschlossen ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmestrahlgerät (30) aufweist: eine Reflexionskappe (31), die aus Aluminium im Extrusionsverfahren hergestellt und beidseitig mit symmetrisch angeordneten Bogenabschnitten (311) versehen ist, die beide in einen umgekehrt U-förmigen Abschnitt (312) übergehen, und wobei der umgekehrt U-förmige Abschnitt (312) oben zwei nichtplanare gewölbte Abschnitte (313) aufweist, die in Bezug auf eine Mittellinie (AA') der Reflexionskappe (31) symmetrisch angeordnet sind, und zwar derart, dass der U-förmige Abschnitt (312) oben in der Form eines Doppelbogens ausgeführt ist, und wobei einem Kreismittelpunkt (N1, N2) jeder der gewölbten Abschnitte (313) zugeordnet ist; ein Gehäuse (32), das zur Aufnahme und Fixierung der Reflexionskappe (31) bestimmt ist; und ein Infrarotlampenrohr (33), das auf der Mittellinie (AA') der Reflexionskappe (31) angeordnet ist und dessen Einbauhöhe zwischen dem umgekehrt U-förmigen Abschnitt (312) und den Bogenabschnitten (311) liegt, und zwar derart, dass sich der Mittelpunkt (S) des Infrarotlampenrohrs (33) in der Mitte der beiden Kreismittelpunkte (N1, N2) der symmetrisch zueinander angeordneten, gewölbten Abschnitte (313) befindet, damit die Strahlungswärme der oberen Hälfte des Infrarotlampenrohrs (33) nach der Reflexion von den beiden gewölbten Abschnitten (313) durch eine von den Bogenabschnitten (311) begrenzte Öffnung in einem Winkel θ von 60° bis 80° ausgestrahlt werden kann.
Infrarotheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der gewölbten Abschnitte (313) der Reflexionskappe eine Vielzahl von Kühlrippen (314) vorgesehen ist.
Infrarotheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Bogenabschnitte (311) der Reflexionskappe (31) mit einer aufwärts gerichteten ersten Einlegenut (315) versehen ist, in die ein Flansch (321) an den beiden Seiten des Gehäuses (32) eingreift.
Infrarotheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Bogenabschnitte (311) der Reflexionskappe (31) mit einer abwärts gerichteten zweiten Einlegenut (316) versehen ist, in die ein Vorsprung (351) an beiden Enden eines Schutzgitters (35) eingreift.
Infrarotheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) ferner eine Abdeckplatte (36) aufweist.
Infrarotheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarotlampenrohr (33) an seinen beiden Seiten mit je einer Polklemme (331) versehen ist, die von jeweiligen flexiblen Klemmen (34) an beiden Enden der Reflexionskappe (31) in der Lage gehalten wird, um eine elektrische Verbindung herzustellen.