EP0959645A2 - Kurzwelliger Infrarot-Flächenstrahler - Google Patents

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EP0959645A2
EP0959645A2 EP99108494A EP99108494A EP0959645A2 EP 0959645 A2 EP0959645 A2 EP 0959645A2 EP 99108494 A EP99108494 A EP 99108494A EP 99108494 A EP99108494 A EP 99108494A EP 0959645 A2 EP0959645 A2 EP 0959645A2
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EP
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infrared radiator
radiator according
cladding
tubes
angled
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EP99108494A
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Joachim Scherzer
Werner Kreuter
Frank Brehm
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Heraeus Noblelight GmbH
Original Assignee
Heraeus Noblelight GmbH
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K7/00—Lamps for purposes other than general lighting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00—Details
    • H01K1/42—Means forming part of the lamp for the purpose of providing electrical connection, or support for, the lamp
    • H01K1/44—Means forming part of the lamp for the purpose of providing electrical connection, or support for, the lamp directly applied to, or forming part of, the vessel
    • 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
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Definitions

  • the invention relates to a short-wave infrared radiator with at least one infrared radiator, which has a cladding tube which encloses a heating coil in a vacuum-tight manner electrical connection is provided via a pinch formed on the end face of the cladding tube, in which a molybdenum foil is melted, on the connection side from the cladding tube is brought out.
  • Infrared radiators of this type are used, among other things, for polymerizing plastics or used for curing paints or drying paints. They are floodlights known, with a cladding tube that meanders or spirals in a radiation plane is bent. The cladding tube surrounds a heating coil with connections for an electrical Power supply is connected. The connections are usually on the front of the Cladding tube over flat bruises, in which a molybdenum film is melted is led out of the cladding tube.
  • twin tubes are also known, in which a cladding tube has a longitudinal axis dividing central web divided into two parallel subspaces is, wherein a heating coil is usually arranged in both sub-rooms.
  • the two Heating coils are in the area of one end of the twin tube with a contact pin connected, which protrudes through the central web.
  • the electrical connections for the Heating coils are usually on one and the same end face of the twin tube Bruises brought out.
  • the production of the known short-wave infrared radiators is relatively complex.
  • the Areas around the electrical connections are unheated, which results in a flat arrangement several surface emitters leads to a reduction in the power density and in particular for applications of the floodlights in difficult to access or confined spaces can be disadvantageous, in particular the bulky electrical connection can be a hindrance can.
  • the invention is therefore based on the object of a short-wave infrared radiator specify with high power density, which is easy to manufacture and easy to handle.
  • the task is based on the short-wave infrared radiator described above solved according to the invention in that several interconnected infrared radiators forming a common radiation plane adjacent and parallel to each other are arranged, the connection-side end of the cladding tubes each with respect to the radiation plane is angled.
  • a plurality of cladding tubes are arranged parallel to one another and next to one another.
  • the cladding tubes lie directly next to one another without any space.
  • Heating coils are roughly on a common level that defines the radiation level.
  • the main radiation direction of the surface radiator runs perpendicular to the radiation plane.
  • connection-side end of the cladding tube is in relation to the radiation plane angled. At least one becomes from the connection-side end of the cladding tube of the electrical connections for the heating coil.
  • the cladding tubes are usually straight, at least in the radiation plane. However, they can also be curved in the radiation plane. The only essential thing is that several cladding tubes are arranged parallel to each other.
  • the arrangement and shape of the cladding tubes according to the invention results in an infrared surface radiator in the form of an angle, one leg of the angle parallel to the radiation plane runs, and over the other leg, the electrical connections for the heating coils are led.
  • By bending the ends of the cladding tubes on the connection side on the one hand short unheated partial lengths (of the cladding tubes) are realized in the radiation level, because the heating coils can each be brought close to the bend. This leads to a small unirradiated area and high power densities. And secondly become the bulky and rigid connecting wires for the electrical connection from the radiation level taken out what they are handling in particular the area heater difficult to reach places.
  • the area heater shown in Figure 1 comprises two quartz glass twin tubes 1, which are lined up side by side, without spacing, parallel to each other.
  • the twin tubes 1 are divided by a central web 2 into two sub-rooms each for receiving a heating coil 3.
  • the connection-side end 4 of the surface radiator can be clearly seen from the front view according to FIG. This is angled upwards with respect to the radiation plane 14.
  • the electrical connection for the heating coils 3 is made via the same end face (see also Figures 2 and 3) of the twin-tube radiator 1 via a pinch 5 into which a molybdenum film 6 is melted down. Therefore all electrical connection wires are also led out through one (connection-side) side of the panel radiator.
  • the terminal-side bruises 5 each open into a cavity, which follows is referred to as tulip 7.
  • the molybdenum film 6 with electrical is on both sides of the Qucheschung 5 Connection wires 8, 9 connected.
  • the lead wire 8 is inside the tulip 7 out and covered by a strand 10 above the tulip.
  • the two heating coils 3 within a twin tube 1 are in the area of the connection side End 4 facing away from end 11 of the surface radiator by a contact pin 12, which projects through the central web 2, is electrically connected to one another. Also the end 11 of each Twin tube radiator 1 is closed in a vacuum-tight manner by means of a pinch 13. Are there the adjacent bruises 11 in the form of a continuous web 13, the connects the two twin tubes 1 together.
  • All (four) heating coils 3 are electrically connected in series in the exemplary embodiment.
  • the radiation level of the surface radiator is indicated by a dashed line 14; it extends perpendicular to the leaf plane.
  • the main emission direction is shown by the direction arrow 15.
  • the top of the quartz glass twin tubes 1 is - except in the area of the bruises - covered with a gold reflector 16, which is shown in FIGS is symbolized by a dotted line.
  • connection-side end 4 of the respective twin tubes 1 or of the surface radiator is bent upward by an angle of 90 ° with respect to the radiation plane 14 and opposite to the main emission light 15.
  • the bend is carried out in the area of the film melting, as a result of which the melted-in molybdenum film 6 is bent upwards by 90 °.
  • the bend is not drawn to scale, but rather is shown enlarged. Due to the bend, the heating coils 3 extend almost over the entire radiation level 14, so that only narrow unheated surfaces result in the area of the connection-side end 4 of the surface radiator. At least about half of the pinch 5 is omitted on an unheated surface.
  • the fact that the electrical connections are bent upwards makes the heater easier to handle. Even small and angled rooms are easily accessible for the surface radiator according to the invention.
  • the lateral dimensions of the surface radiator according to the invention in the radiation plane, which in this illustration runs parallel to the leaf plane, can be seen from the plan view according to FIG. 3 .
  • the heatable area is 45 mm x 45 mm.
  • Such a surface radiator is designed for a consumption of 500 W of electrical power, which corresponds to a power density of approximately 250 kW / m 2 , taking into account the external dimensions mentioned.
  • short-wave infrared emitters can be used. These are parallel to each other arranged, fused together in the area of the web 13 and then in the area the melted film is angled by 90 °.

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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Um ausgehend von einem bekannten kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahler, mit mindestens einem Infrarot-Strahler, der ein Hüllrohr aufweist, das vakuumdicht eine Heizwendel umschließt, die mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, der über eine stirnseitig ausgebildete Quetschung des Hüllrohres, in der eine Molybdän-Folie eingeschmolzen ist, anschlußseitig aus dem Hüllrohr herausgeführt ist, einen kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahler anzugeben, der eine hohe Leistungsdichte aufweist und der einfach herstellbar und leicht handhabbar ist, wird erflndungsgemäß vorgeschlagen, daß mehrere miteinander verbundene Infrarot-Strahler unter Bildung einer gemeinsamen Abstrahlebene benachbart und parallel zueinander angeordnet sind, wobei das anschlußseitige Ende der Hüllrohre jeweils in bezug auf die Abstrahlebene abgewinkelt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahler mit mindestens einem Infrarot-Strahler, der ein Hüllrohr aufweist, das vakuumdicht eine Heizwendel umschließt, die mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, der über eine stirnseitig ausgebildete Quetschung des Hüllrohres, in der eine Molybdän-Folie eingeschmolzen ist, anschlußseitig aus dem Hüllrohr herausgeführt ist.
Derartige Infrarot-Flächenstrahler werden unter anderem zum Polymerisieren von Kunststoffen oder zum Aushärten von Lacken oder Trocknen von Farben eingesetzt. Es sind Flächenstrahler bekannt, mit einem Hüllrohr, das in einer Abstrahlebene mäanderförmig oder spiralförmig gebogen ist. Das Hüllrohr umgibt eine Heizwendel, die mit Anschlüssen für eine elektrische Stromversorgung verbunden ist. Die Anschlüsse werden üblicherweise an den Stirnseiten des Hüllrohres über flächig ausgebildete Quetschungen, in denen eine Molybdän-Folie eingeschmolzen ist, aus dem Hüllrohr herausgeführt.
Es sind auch sogenannte Zwillingsrohre bekannt, bei denen ein Hüllrohr durch einen in Längsachsenrichtung veraufenden Mittelsteg in zwei parallel zueinander verlaufende Teilräume unterteilt ist, wobei üblicherweise in beiden Teilräumen eine Heizwendel angeordnet ist. Die beiden Heizwendeln sind im Bereich der einen Stirnseite des Zwillingsrohres mit einem Kontaktstift verbunden, der durch den Mittelsteg hindurchragt. Die elektrischen Anschlüsse für die Heizwendeln sind üblicherweise an ein und derselben Stirnseite des Zwillingsrohres über Quetschungen herausgeführt.
Die Herstellung der bekannten kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahler ist relativ aufwendig. Die Bereiche um die elektrischen Anschlüsse sind unbeheizt, was in einer flächigen Aneinanderreihung mehrerer Flächenstrahler zu einer Verringerung der Leistungsdichte führt und insbesondere bei Anwendungen der Flächenstrahler in schwer zugänglichen oder beengten Räumen nachteilig sein kann, wobei insbesondere der sperrige elektrische Anschluß hinderlich sein kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahler mit hoher Leistungsdichte anzugeben, der einfach herstellbar und leicht handhabbar ist.
Die Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs beschriebenen kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahler erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere miteinander verbundene Infrarot-Strahler unter Bildung einer gemeinsamen Abstrahlebene benachbart und parallel zueinander angeordnet sind, wobei das anschlußseitige Ende der Hüllrohre jeweils in bezug auf die Abstrahlebene abgewinkelt ist.
Erfindungsgemäß sind mehrere Hüllrohre parallel zueinander und nebeneindander angeordnet. Im Idealfall liegen die Hüllrohre ohne Abstand direkt aneinander. Üblicherweise liegen die Heizwendeln dabei in etwa in einer gemeinsamen Ebene, die die Abstrahlebene definiert. Senkrecht zur Abstrahlebene verläuft die Hauptabstrahlrichtung des Flächenstrahlers.
Gemäß der Erfindung ist jeweils das anschlußseitige Ende der Hüllrohres in bezug auf die Abstrahlebene abgewinkelt. Aus dem anschlußseitigen Ende des Hüllrohres wird mindestens einer der elektrischen Anschlüsse für die Heizwendel herausgeführt.
Üblicherweise sind die Hüllrohre mindestens in der Abstrahlebene gerade gestreckt ausgebildet. Sie können aber auch in der Abstrahlebene gekrümmt vorliegen. Wesentlich ist lediglich, daß mehrere Hüllrohre parallel zueinander angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung und Form der Hüllrohre führt im Ergebnis zu einem Infrarot-Flächenstrahler in Form eines Winkels, wobei der eine Schenkel des Winkels parallel zur Abstrahlebene verläuft, und über den anderen Schenkel die elektrischen Anschlüsse für die Heizwendeln geführt sind. Durch die Abwinkelung der anschlußseitigen Enden der Hüllrohre lassen sich in der Abstrahlebene einerseits kurze unbeheizte Teillängen (der Hüllrohre) realisieren, weil die Heizwendeln jeweils nahe an die Abwinkeleung herangeführt werden können. Dies führt zu einer kleinen unbestrahlten Fläche und hohen Leistungsdichten. Und zum anderen werden die sperrigen und starren Anschlußdrähte für den elektrischen Anschluß aus der Abstrahlebene herausgenommen, was sie Handhabung des Flächenstrahlers insbesondere in schwer zugänglichen Stellen erleichtert.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Hüllrohre im Bereich der Quetschung, insbesondere im Folienbereich der Quetschung, abzuwinkeln. Dadurch lassen sich die Heizwendeln bis nahe an die Abwinkelung heranführen, was zu besonders kurze unbeheizte Teillängen (der Hüllrohre) führt. Unter dem Folienbereich der Quetschung wird dabei derjenige Bereich verstanden, in dem die Molybdänfolie eingeschmolzen ist. Die Abwinkelung der eingeschmolzenen Molybdän-Folie gestaltet sich fertigungstechnisch einfacher als eine - ebenfalls denkbar - Abwinkelung im Bereich der relativ starren Anschlußdrähte.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen kurzwelligen Infrarot-Flächenstrahlers ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Patentzeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Infrarot-Flächenstrahlers in schematischer Darstellung. Im einzelnen
Figur 1:
eine Vorderansicht,
Figur 2:
eine Seitenansicht und
Figur 3:
eine Draufsicht.
Der in Figur 1 dargestellte Flächenstrahler umfaßt zwei Quarzglas-Zwillingsrohre 1, die seitlich aneinandergereiht, ohne Abstand, parallel zueinander verlaufen. Die Zwillingsrohre 1 werden durch einen Mittelsteg 2 jeweils in zwei Teilräume zur Aufnahme je einer Heizwendel 3 unterteilt. Aus der Vorderansicht gemäß Figur 1 ist insbesondere das anschlußseitige Ende 4 des Flächenstrahlers deutlich erkennbar. Dieses ist in Bezug auf die Abstrahlebene 14 nach oben abgewinkelt.
Der elektrische Anschluß für die Heizwendeln 3 erfolgt jeweils über die gleiche Stirnseite (siehe auch Figuren 2 und 3) der Zwillingsrohr-Strahler 1 über eine Quetschung 5, in die eine Molybdän-Folie 6 eingeschmolzen ist. Daher sind auch sämtliche elektrischen Anschlußdrähte über die eine (anschlußseitige) Seite des Flächenstrahlers herausgeführt.
Die anschlußseitigen Quetschungen 5 münden jeweils in einen Hohlraum, der im folgenden als Tulpe 7 bezeichnet wird. Beiderseits der Quteschung 5 ist die Molybdän-Folie 6 mit elektrischen Anschlußdrähten 8, 9 verbunden. Der Anschlußdraht 8 wird jeweils innerhalb der Tulpe 7 geführt und oberhalb der Tulpe von einer Litze 10 umhüllt.
Die beiden Heizwendeln 3 innerhalb eines Zwillingsrohres 1 sind im Bereich des dem anschlußseitigen Ende 4 abgewandten Endes 11 des Flächenstrahlers durch einen Kontaktstift 12, der durch den Mittelsteg 2 ragt, elektrisch miteinander verbunden. Auch das Ende 11 jedes Zwillingsrohr-Strahlers 1 ist mittels einer Quetschung 13 vakuumdicht verschlossen. Dabei sind die benachbarten Quetschungen 11 in Form eines durchlaufenden Steges 13 ausgeführt, der die beiden Zwillingsrohre 1 miteinander verbindet.
Sämtliche (vier) Heizwendeln 3 sind im Ausführungsbeispiel elektrisch in Reihe geschaltet.
In Figur 1 ist die Abstrahlebene des Flächenstrahlers durch eine gestrichelte Linie 14 angedeutet; sie erstreckt sich senkrecht zur Blattebene. Die Hauptabstrahlrichtung zeigt der Richtungspfeil 15.
Im Bereich der Abstrahlebene 14 ist die Oberseite der Quarzglas-Zwillingsrohre 1 ist - außer im Bereich der Quetschungen - mit einem Goldreflektor 16 belegt, der in den Figuren 1 bis 3 durch eine punktierte Linie symbolisiert ist.
Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß das anschlußseitige Ende 4 der jeweiligen Zwillingsrohre 1 bzw. des Flächenstrahlers in bezug auf die Abstrahlebene 14 und entgegengesetzt zur Hauptabstrahlichtung 15 um einen Winkel von 90° nach oben umgebogen ist. Die Biegung ist im Bereich der Folieneinschmelzung ausgeführt, wodurch die eingeschmolzene Molybdän-Folie 6 um 90° nach oben umgebogen ist. Die Biegung ist aus Gründen einer deutlicheren Darstellung in Figur 2 nicht maßstabsgetreu, sondern vergrößert dargestellt. Aufgrund der Biegung erstrecken sich die Heizwendeln 3 fast über die gesamte Abstrahlebene 14, so daß sich im Bereich des anschlußseitigen Endes 4 des Flächenstrahlers nur schmale unbeheizte Flächen ergeben. An unbeheizter Fläche entfällt mindestens etwa die Hälfte der Quetschung 5. Darüberhinaus wird dadurch, daß die elektrischen Anschlüsse nach oben umgebogen sind die Handhabbarkeit des Strahlers erleichtert. Auch kleine und verwinkelte Räume sind für den erfindungsgemäßen Flächenstrahler leicht zugänglich.
Aus der Draufsicht gemäß Figur 3 ist sind die seitlichen Abmessungen des erfindungsgemäßen Flächenstrahlers in der Abstrahlebene, die in dieser Darstellung parallel zur Blattebene verläuft, ersichtlich. Im Ausführungsbeispiel beträgt die beheizbare Fläche 45 mm x 45 mm. Ein derartiger Flächenstrahler ist für eine Aufnahme von 500 W an elektrischer Leistung ausgelegt, was unter Berücksichtigung der genannten Außenmaße umgerechnet einer Leistungsdichte von etwa 250 kW / m2 entspricht.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Infrarot-Flächenstrahlers können die bekannten kurzwelligen Infrarot-Strahler eingesetzt werden. Diese werden parallel zueinander angeordnet, im Bereich des Steges 13 miteinander verschmolzen und anschließend im Bereich der Folieneinschmelzung um 90° abgewinkelt.

Claims (11)

  1. Kurzwelliger Infrarot-Flächenstrahler, mit mindestens einem Infrarot-Strahler, der ein Hüllrohr aufweist, das vakuumdicht eine Heizwendel umschließt, die mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, der über eine stirnseitig ausgebildete Quetschung des Hüllrohres, in der eine Molybdän-Folie eingeschmolzen ist, anschlußseitig aus dem Hüllrohr herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere miteinander verbundene Infrarot-Strahler unter Bildung einer gemeinsamen Abstrahlebene benachbart und parallel zueinander angeordnet sind, wobei das anschlußseitige Ende der Hüllrohre jeweils in bezug auf die Abstrahlebene abgewinkelt ist.
  2. Infrarot-Flächenstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre jeweils im Bereich der Quetschung abgewinkelt sind.
  3. Infrarot-Flächenstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre um einen Winkel im Bereich zwischen 46° und 135° abgewinkelt sind.
  4. Infrarot-Flächenstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre um einen Winkel von 90° in bezug auf die Abstrahlebene abgewinkelt sind.
  5. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre mit einer Reflektorschicht versehen sind, die der Abstrahlebene gegenüberliegt.
  6. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre als Quarzglas-Zwillingsrohre ausgebildet sind.
  7. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß jeweils auf der Seite der Abwinkelung aus dem Hüllrohr herausgeführt ist.
  8. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre im Bereich ihrer, der Abwinkelung gegenüberliegenden Strinseite miteinander verschmolzen sind.
  9. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschung jeweils in eine Tulpe mündet, die einen Anschlußdraht für den elektrischen Anschluß umgibt.
  10. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln in Reihe geschaltet sind.
  11. Infrarot-Flächenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln parallel geschaltet sind.
EP99108494A 1998-05-20 1999-04-30 Kurzwelliger Infrarot-Flächenstrahler Withdrawn EP0959645A3 (de)

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