EP0372166A2 - Infrarotstrahler - Google Patents

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EP0372166A2
EP0372166A2 EP89115092A EP89115092A EP0372166A2 EP 0372166 A2 EP0372166 A2 EP 0372166A2 EP 89115092 A EP89115092 A EP 89115092A EP 89115092 A EP89115092 A EP 89115092A EP 0372166 A2 EP0372166 A2 EP 0372166A2
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EP
European Patent Office
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cladding tube
webs
wires
infrared radiator
infrared
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89115092A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0372166A3 (de
Inventor
Walter Dieudonné
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Original Assignee
Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Heraeus Quarzschmelze GmbH
Heraeus Schott Quarzschmelze GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG, Heraeus Quarzschmelze GmbH, Heraeus Schott Quarzschmelze GmbH filed Critical Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/009—Heating devices using lamps heating devices not specially adapted for a particular application

Definitions

  • the invention relates to an infrared radiator with a cladding tube made of quartz glass or quartz material, the length of which is a multiple of the cross-section and the interior of which is seen in cross-section divided into two areas, in each area a heating wire or electrical connecting wire extending in the direction of the tube axis, which on one end of the cladding tube is connected to one another in an electrically conductive manner and at the other end is led to the outside via connecting parts.
  • an electric infrared radiator is known with at least two radiator elements running essentially parallel to one another, the cladding tubes of which consist of opaque quartz material, quartz glass or glass with a high melting point; the cladding tubes each contain a heating conductor and are fused together along their contact edge and at one end, so that an infrared radiator with a one-sided electrical connection is formed, the heating conductors of which are connected to one another.
  • Infrared emitters of the type described above are also described in the product information "Short-wave infrared emitters made from Hanau quartz glass", PIR 20 (2C 4.88 / VN Ku) from Heraeus Quarzschmelze GmbH.
  • connection between the infrared radiators, whose cladding tube is divided into two areas by a central web proves to be problematic the heat conductors passed through in the two areas in those versions in which the two electrical connections are at the same end of the cladding tube.
  • the central web of the cladding tube must be separated, for example by a saw cut, which is then melted again after the heat conductor connection has been passed through.
  • the material is subjected to excessive mechanical processing.
  • the present invention is based on the object of specifying an infrared radiator of the type described in the introduction, in which a simple connection of the wires or heating conductors guided in the two areas is possible without the cladding tube having to be mechanically processed for this purpose.
  • the object is achieved in that to form the two areas from the inner tube wall protrude two mutually facing and extending in the axial direction of the cladding webs that form a gap.
  • the gap between the webs, which delimit the two areas from one another, makes it possible to establish an electrical connection between the wires leading through the two areas.
  • Such profile tubes are drawn endlessly and cut to the required length of the infrared radiator.
  • An electrical connection is then inserted into one end of this cladding tube, which can be formed directly by the heating conductor which is passed through the two regions.
  • the heating conductor is connected to the opposite end of the cladding tube.
  • the cladding tube in the region of the opposing webs is pressed together in such a way that these webs touch and the wire or the electrical connecting part has an attachment. There is therefore no need for any mechanical processing operations in order to introduce such a connecting part into the cladding tube.
  • the webs also achieve a high stability of the cladding tube, although there is no connection between the webs.
  • the webs can be compressed and / or fused together in the area of the electrical connection over a larger area, so that the electrical connection is embedded between the webs and therefore cannot shift.
  • Another possibility to form a system for an electrical connection between the two heating conductors is provided with a holding element which is inserted and anchored into the cladding tube from the open end of the cladding tube, e.g. made of quartz glass.
  • the wire or the heating conductor is then guided over this holding element before the holding element is embedded or melted in the cladding tube.
  • Such embedding can take place simultaneously with the closing of the cladding tube.
  • the gap formed between the webs should have a width of 1 mm to 5 mm, with a preferred wall thickness of the webs between 1 mm and 5 mm.
  • the inside diameter of the two areas separated from the webs is usually between 5 mm and 15 mm.
  • the electrical connection between the wires passed through the two regions can be formed by a connecting part made of electrically conductive material, to which the wires are attached.
  • a connecting part can be embedded in the pinch of the cladding tube with which the cladding tube is closed.
  • the thickness of such an electrical connection part should be made slightly thinner than the diameter of the wires passed through the regions.
  • the gap between the two webs can also be made smaller than the wires, so that there is no possibility that the wires can pass through the gap if the infrared radiator is in an unfavorable position.
  • Such a connecting part can be made resilient (spring clip), which then jams on the walls of the cladding tube.
  • the infrared radiator has a cladding tube 1 made of quartz glass, which is drawn as an extruded profile.
  • the inner cross-section of the cladding tube 1 is divided into two areas 2, 3 by two webs 4, 5 lying opposite one another in the middle.
  • the webs 4, 5 have a wall thickness 6 of 1.7 mm, while the distance between the end faces of the webs 4, 5 or the gap 7 formed between these webs 4, 5 has a width of 4 mm.
  • Each of these heating conductors 8, 9 is centered in the middle of the areas 2, 3 by means of spacers 10 in the form of metal platelets or support spirals attached to the heating conductors. While at one end of the cladding tube the connection of the two heating conductors 8, 9 takes place via two connecting contacts 11, 12, the heating conductors 8, 9 are electrically connected to one another at the other end of the cladding tube 1.
  • the cladding tube 1 is closed at both ends by means of a pinch 13, which are carried out while the cladding tube 1 is heated.
  • connection contacts 11, 12 are connected to one another via metal connecting parts 14 in order to adapt this electrical bushing in terms of its thermal expansion to the thermal expansion of the cladding tube 1 made of quartz glass.
  • the two heating conductors 8, 9 are direct electrically connected to one another via a wire connecting part 15, this wire connecting part 15 being in contact with an indented region of the cladding tube 1 at which the webs 4, 5 touch.
  • This contact point is identified in FIG. 1 by reference number 16.
  • an electrical connecting part in the form of a metal plate 17 or wire bracket can be used, which is U-shaped between the webs 4, 5 from one area 2 to the other area 3 of the cladding tube 1 extends.
  • the heating conductors 8, 9 are attached to the ends 18 of the metal plate 17.
  • This metal plate 17 can also bear against a contact point 16, which is formed by compressing the cladding tube 1 in the region of the webs 4, 5, or can be completely embedded in the pinch 13, which is then extended in accordance with the hatched areas 19.
  • the metal plate 17 should likewise consist of molybdenum in order to obtain a thermal expansion corresponding to the envelope tube 1 made of quartz glass.
  • the inner diameter 20 of the areas 2, 3 of the cladding tube 1 in the direction of the webs 4, 5 is 10 mm; the inner diameter 21 transverse to the webs 4, 5 is approximately 20 mm.
  • Such cladding tubes 1 usually have a reflective layer 22, for example made of gold, on the outside to improve the radiation intensity.

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Abstract

Es sind Infrarotstrahler mit einem Hüllrohr aus Quarzglas oder Quarzgut, dessen Länge ein Vielfaches des Querschnitts beträgt und dessen Innenraum im Querschnitt gesehen in zwei Bereiche unterteilt ist, bekannt, wobei in jedem Bereich sich ein Heizdraht oder elektrischer Verbindungsdraht in Richtung der Rohrachse ertreckt, die am einen Ende des Hüllrohres elektrisch leitend miteinander verbunden und am anderen Ende über Anschlußteile nach außen geführt sind. Um einen Infrarotstrahler der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem eine einfache Verbindung der in den beiden Bereichen geführten Drähte bzw. Heizleiter möglich ist, ohne daß hierzu das Hüllrohr mechanisch bearbeitet werden muß, stehen zur Bildung der zwei Bereiche von der Hüllrohr-Innenwand zwei einander zugekehrte und in Achsrichtung des Hüllrohres verlaufende Stege ab, die einen Spalt bilden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Infrarotstrahler mit einem Hüllrohr aus Quarzglas oder Quarzgut, dessen Länge ein Vielfaches des Querschnitts beträgt und dessen Innenraum im Querschnitt gesehen in zwei Bereiche unterteilt ist, wobei in jedem Bereich sich ein Heizdraht oder elektrischer Verbindungsdraht in Rich­tung der Rohrachse ertreckt, die am einen Ende des Hüllrohres elektrisch leitend miteinander verbunden und am anderen Ende über Anschlußteile nach außen geführt sind.
  • Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 879 140 ist ein elektrischer Infrarot­strahler mit mindestens zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Strahlerelementen bekannt, deren Hüllrohre aus opakem Quarzgut, aus Quarzglas oder aus Glas mit hohem Schmelzpunkt bestehen; die Hüllrohre enthalten jeweils einen Heizleiter und sind entlang ihrer Berührungskante und an einem Ende mit­einander verschmolzen, so daß ein Infrarotstrahler mit einseitigem elektri­schen Anschluß entsteht, dessen Heizleiter miteinander verbunden sind.
  • Infrarotstrahler der vorstehend beschriebenen Art sind weiterhin in der Produktinformation "Kurzwellige Infrarotstrahler aus Hanauer Quarzglas", PIR 20 (2C 4.88/VN Ku) der Heraeus Quarzschmelze GmbH beschrieben.
  • Als problematisch erweist sich bei solchen Infrarotstrahlern, deren Hüllrohr durch einen Mittelsteg in zwei Bereiche unterteil ist, die Verbindung zwischen den in den beiden Bereichen hindurchgeführten Heizleitern in denjenigen Aus­führungen, in denen die beiden elektrischen Anschlüsse an demselben Ende des Hüllrohres liegen. Für diese Durchführung bzw. Verbindung muß der Mittelsteg des Hüllrohres aufgetrennt werden, beispielsweise durch einen Sägeschnitt, der dann nach Hindurchführung der Heizleiterverbindung wieder verschmolzen wird. Neben dem hohen Arbeitsaufwand wird das Material durch die mechanische Bear­beitung übermäßig beansprucht.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Infrarot­strahler der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem eine einfache Ver­bindung der in den beiden Bereichen geführten Drähte bzw. Heizleiter möglich ist, ohne daß hierzu das Hüllrohr mechanisch bearbeitet werden muß.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung der zwei Bereiche von der Hüllrohr-Innenwand zwei einander zugekehrte und in Achs­richtung des Hüllrohres verlaufende Stege abstehen, die einen Spalt bilden. Durch den Spalt zwischen den Stegen, die die beiden Bereiche voneinander ab­grenzen, ist die Möglichkeit gegeben, eine elektrische Verbindung zwischen den durch die beiden Bereiche führenden Drähten herzustellen. Solche Profilrohre werden endlos gezogen und entsprechend der geforderten Länge des Infrarot­strahlers abgelängt. In das eine Ende dieses Hüllrohres wird dann eine elek­trische Verbindung eingelegt, die direkt durch den durch die beiden Bereiche hindurchgeführten Heizleiter gebildet werden kann. Der Anschluß des Heiz­leiters erfolgt an dem gegenüberliegenden Ende des Hüllrohres. Von diesem Ende mit den elektrischen Anschlüssen aus gesehen, wird beispielsweise das Hüllrohr im Bereich der sich gegenüberliegenden Stege so zusammengedrückt, daß sich diese Stege berühren und der Draht bzw. das elektrische Verbindungsteil eine Anlage hat. Es sind also keine mechanischen Bearbeitungsvorgänge erforderlich, um ein solches Verbindungsteil in das Hüllrohr einzubringen. Durch die Stege wird gleichzeitig eine hohe Stabilität des Hüllrohres erreicht, obwohl keine Verbindung zwischen den Stegen vorhanden ist.
  • Die Stege können im Bereich der elektrischen Verbindung über einen größeren Bereich zusammengedrückt und/oder miteinander verschmolzen werden, so daß die elektrische Verbindung zwischen den Stegen eingebettet ist und sich somit nicht verschieben kann.
  • Eine weitere Möglichkeit eine Anlage für eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Heizleitern zu bilden, ist mit einem Halteelement gegeben, das von dem offenen Ende des Hüllrohres aus in das Hüllrohr eingesetzt und verankert wird, z.B. aus Quarzglas. Über dieses Haltelement wird dann der Draht oder der Heizleiter geführt, bevor das Halteelement in dem Hüllrohr eingebettet bzw. eingeschmolzen wird. Eine solche Einbettung kann gleichzeitig mit dem Ver­schließen des Hüllrohres erfolgen.
  • Der zwischen den Stegen gebildete Spalt sollte eine Breite von 1 mm bis 5 mm besitzen, mit einer bevorzugten Wandstärke der Stege zwischen 1 mm und 5 mm. Üblicherweise beträgt der Innendurchmesser der zwei von den Stegen abgetrenn­ten Bereiche jeweils zwischen 5 mm bis 15 mm.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die elektrische Verbindung zwischen den durch die beiden Bereiche hindurchgeführten Drähte durch ein Ver­bindungsteil aus elektrisch leitendem Material gebildet werden, an dem die Drähte befestigt sind. Ein solches Verbindungsteil kann in die Quetschung des Hüllrohres, mit der das Hüllrohr verschlossen wird, eingebettet werden. Die Dicke eines solchen elektrischen Verbindungsteiles sollte geringfügig dünner ausgebildet sein als der Durchmesser der durch die Bereiche hindurchgeführten Drähte. In einer solchen Dimensionierung kann der Spalt zwischen den beiden Stegen ebenfalls geringer als die Drähte ausgebildet werden, so daß nicht die Möglichkeit gegeben ist, daß die Drähte bei ungünstiger Lage der Infrarot­strahler durch den Spalt hindurchtreten können. Ein solches Verbindungsteil kann federnd ausgeführt sein (Federklammer), das sich dann an den Wänden des Hüllrohres verklemmt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Infrarotstrahler,
    • Figur 2 einen Querschnitt durch das Hüllrohr des Infrarotstrahlers entlang der Schnittlinie II-II und
    • Figur 3 einen Schnitt durch das eine ein elektrisches Verbindungsteil aufwei­sende Ende des Hüllrohres.
  • Der Infrarotstrahler weist ein Hüllrohr 1 aus Quarzglas auf, das als Strang­profil gezogen ist. Der Innen-Querschnitt des Hüllrohres 1 ist in zwei Bereiche 2, 3 durch zwei in der Mitte einander gegenüberliegenden Stegen 4, 5 unterteilt. Die Stege 4, 5 besitzen eine Wandstärke 6 von 1,7 mm, während der Abstand der Stirnseiten der Stege 4, 5 bzw. der zwischen diesen Stegen 4, 5 gebildete Spalt 7 eine Breite von 4 mm aufweist.
  • Durch jeden der Bereiche 2, 3 ist jeweils ein Heizleiter 8, 9 geführt, die sich parallel zur Achse des Hüllrohres 1 erstrecken. Jeder dieser Heiz­leiter 8, 9 ist mittels Abstandshaltern 10 in Form von auf die Heizleiter auf­gesteckten Metallplättchen oder Stützwendel in der Mitte der Bereiche 2, 3 zentriert. Während an dem einen Ende des Hüllrohres der Anschluß der beiden Heizleiter 8, 9 über zwei Anschlußkontakte 11, 12 erfolgt, sind die Heiz­leiter 8, 9 am anderen Ende des Hüllrohres 1 elektrisch miteinander verbunden. Das Hüllrohr 1 ist an beiden Enden mittels einer Quetschnung 13 verschlossen, die unter Erwärmung des Hüllrohres 1 ausgeführt werden. Im Bereich der Quet­schung 13 sind die Anschlußkontakte 11, 12 über Metall-Verbindungsteile 14 miteinander verbunden, um diese elektrische Durchführung in ihrer Wärmeaus­dehnung der Wärmeausdehnung des Hüllrohres 1 aus Quarzglas anzupassen. Am anderen Ende sind die beiden Heizleiter 8, 9, wie die Figur 1 zeigt, direkt über ein Draht-Verbindungsteil 15 elektrisch miteinander verbunden, wobei dieses Draht-Verbindungsteil 15 an einem eingedrückten Bereich des Hüll­rohres 1, an dem sich die Stege 4, 5 berühren, anliegt. Dieser Anlagepunkt ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet. Anstelle des Draht-Verbin­dungsteiles 15 kann, wie Figur 3 zeigt, ein elektrisches Verbindungsteil in Form eines Metall-Plättchens 17 oder Drahtbügels eingesetzt werden, das sich U-förmig zwischen den Stegen 4, 5 hindurch von dem einen Bereich 2 zu dem anderen Bereich 3 des Hüllrohrs 1 erstreckt. An den Enden 18 des Metall-Plätt­chens 17 sind die Heizleiter 8, 9 befestigt. Auch dieses Metall-Plättchen 17 kann gegen einen Anlagepunkt 16, der durch Zusammendrücken des Hüllrohres 1 im Bereich der Stege 4, 5 gebildet wird, anliegen oder aber vollkommen in die Quetschung 13, die dann entsprechend der schraffierten Flächen 19 verlängert ist, eingebettet werden. Im Falle einer solchen Einbettung sollte das Metall-Plättchen 17 ebenfalls aus Molybdän bestehen, um eine dem Hüllrohr 1 aus Quarzglas entsprechende Wärmeausdehnung zu erhalten.
  • Der Innendurchmesser 20 der Bereiche 2, 3 des Hüllrohres 1 in Richtung der Stege 4, 5 gesehen beträgt 10 mm; der Innendurchmesser 21 quer zu den Stegen 4, 5 liegt bei etwa 20 mm. Üblicherweise besitzen solche Hüllrohre 1 zur Verbesserung der Strahlungsintensität auf ihrer Außenseite eine Reflexionsschicht 22, beispielsweise aus Gold.

Claims (10)

1. Infrarotstrahler mit einem Hüllrohr aus Quarzglas oder Quarzgut, dessen Länge ein Vielfaches des Querschnitts beträgt und dessen Innenraum im Querschnitt gesehen in zwei Bereiche unterteilt ist, wobei in jedem Bereich sich ein Heizdraht oder elektrischer Verbindungsdraht in Richtung der Rohrachse ertreckt, die am einen Ende des Hüllrohres elektrisch leitend miteinander verbunden und am anderen Ende über Anschlußteile nach außen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der zwei Bereiche (2, 3) von der Hüllrohr-Innenwand zwei einander zugekehrte und in Achsrichtung des Hüllrohres (1) verlaufende Stege (4, 5) abstehen, die einen Spalt (7) bilden.
2. Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der elektrischen Verbindung (15, 17) zwischen den Drähten (8, 9) das Hüll­rohr (1) zumindest im Bereich der Stege (4, 5) zusammengequetscht ist.
3. Infrarotstrahler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüll­rohr (1) derart zusammengequetscht ist, daß sich die Stege (4, 5) berühren.
4. Infrarotstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Bereiche (16) der Stege (4, 5) miteinander verschmolzen sind.
5. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Hüllrohr (1) ein Halteelement eingesetzt ist, über dessen Außenseite die elektrische Verbindung (15, 16) der Drähte (8, 9) verläuft.
6. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Stegen (4, 5) gebildete Spalt (7) eine Breite von 1 mm bis 5 mm besitzt.
7. Infrarotstarhler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (6) der Stege (4, 5) zwischen 1 mm und 5 mm beträgt.
8. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung der Drähte durch ein Verbindungsteil (17) aus elektrisch leitendem Material, an dem sie befestigt sind, gebildet wird.
9. Infrarotstahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbin­dungsteil (17) eine Dicke aufweist, die geringfügig geringer ist als der Durchmesser der Drähte (8, 9).
10. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (1) an dem Ende, in dessen Bereich die elektrische Ver­bindung (15, 17) zwischen den Drähten (8, 9) liegt, durch eine Quetschung (13) verschlossen ist, wobei in dieser Quetschung (13) die Ver­bindung (15, 17) zwischen den Drähten (8, 9) eingebettet ist.
EP19890115092 1988-12-09 1989-08-16 Infrarotstrahler Withdrawn EP0372166A3 (de)

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DE3841448A DE3841448C1 (de) 1988-12-09 1988-12-09

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EP0372166A2 true EP0372166A2 (de) 1990-06-13
EP0372166A3 EP0372166A3 (de) 1992-02-05

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