JP2002510429A - らせん形状の加熱素子を有する赤外線源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気加熱フィラメントと反射器とを有する赤外線放射電灯。本発明は、前記フィラメント１が、らせん体形状２に巻かれた高温素子から成り、それによってらせん体が使用温度で自立しており、またらせん体２がセラミック材料製の開放反射器３内に配置されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 らせん形状の加熱素子を有する赤外線源 本発明は、赤外線放射電灯に関するものである。 種々の型式の赤外線放射電灯が技術的に周知である。それらの電灯は、ライト バルブ内に囲い込まれたタングステンフィラメントまたはタングステン線材に基 づいている。このフィラメントは、電流により加熱されると多量の赤外線を放射 する。しかし、この種の電灯の発する放射電力は比較的低く、例えば約１．５〜 ２Ｗ／ｃｍ²である。 電力のより高い集中を、特に、小さい表面に生じさせる必要がある。例えば、 僅か数平方センチメートルの面積の表面に８０〜９０Ｗ／ｍ²の電力集中を得る 必要がある。このような電力集中を実現することは、これまで不可能であった。 また、例えば円形の表面や細長い長方形表面などの異なる形状の大きな表面に そのような高い電力集中を得ることも必要である。高い電力集中を得ることに加 えて、当該表面の、電力集中を変化させ得ることも必要である。 高い集中がしばしば必要とされる理由は、製造中に製品を急速に加熱すること が望まれるからである。小さい表面の急速加熱が必要となる一例は、包装ユニッ ト上にプラスチック製の蓋を取付ける場合である。その場合、蓋の表面だけが融 解温度、例えば３００〜４００℃まで急速加熱される。より大きな表面の一例は 、電子装置の製造過程でウェーハを加熱する場合である。その場合、より高い電 力が、ウェーハの中心部ではなく周縁部に加えられる。 本発明は、赤外線放射電灯に対する高い電力集中の要求を満足する。 本発明は、特定の用途に限定されるものではなく、多くの異なる分野に適用可 能である。 本発明は、したがって、反射器および電気加熱フィラメントを有する赤外線放 射電灯に係わり、この電灯の特徴は、フィラメントがらせん体形状に巻かれた高 温素子から成り、それによってらせん体が使用温度で自立している点にあり、か つ、らせん体がセラミック材料製の開放反射器内に配置されている点にある。 以下で、本発明をその具体例および添付図面を参照して、更に詳しく説明する 。 図１は、Ａ−Ａ線の下側区域に示される電灯の図。 図２は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図３は、図１同様の図だが、３つの電灯が相互に組合わされて形成された１つ のユニットを示す図。 図示の赤外線放射電灯は、反射器と電気加熱フィラメントとを含んでいる。 本発明によれば、フィラメント１は、らせん体形状２に巻かれた高温素子から 成り、らせん体が使用温度で自立(free-standing)している。らせん体２は、セ ラミック材料製の開放反射器３内に配置されている。反射器が開放されていると は、反射器の開口に壁部が存在しないという意味である。らせん体は、したがっ て空気に取囲まれている。 高温素子は、周知の抵抗素子である。この種の素子は、例えばカンタル（Ｋａ ｎｔｈａｌ）ＡＢによりカンタル・スーパー１８００およびカンタル・スーパー ・エクセルの商品名で市販されている。 前記電気抵抗素子は、珪化モリブデン型のものであり、既に以前から知られて いる。それらの抵抗素子は、いわゆる高温の用途に主として使用され、主として 約１７００℃で温度で炉やオーブンに使用される。 スエーデン特許第４５８６４６号明細書には、抵抗素子のカンタル・スーパー １９００が記載されている。この材料は、Ｍｏ_xＷ_1-xＳｉ₂の化学式を有する均 質の材料である。モリブデンとタングステンは、この化学式で同形であり、した がって互いに同じ構造で置換できる。 フィラメントまたは線材は、珪化モリブデンＭｏＳｉ₂または化学式Ｍｏ_xＷ_{1- x} Ｓｉ₂を有する材料から成る抵抗素子の形式を有するのが好ましい。 既述のように、本発明の重要な特徴は、らせん体２が自立式である点にある。 これによって、電灯は、どの所望方向へも向けることができる。らせん体を自立 とするためには、らせん体が過重に、例えば頭部の比重が過剰になり過ぎないよ うに、らせん体の巻数を制限せねばならない。らせん体が過重な場合は、特定温 度に達すると、電灯を下向きにしなければ、フィラメントの直線部分４，５が曲 がってしまうことになる。 一好適実施例の場合、らせん体２は多くて３．５巻きを有することになろう。 一好適実施例の場合、抵抗素子は１〜３ｍｍの直径を有している。 抵抗素子は、約１７００〜１８００℃の使用温度で使用し得るのが好ましいだ ろう。この温度は、例えば、５〜１０ボルトで３００〜６００Ｗの電力を供給す る周知の電力ユニットによって達せられる。 導入線材６，７は、前記抵抗素子の直径の３倍の直径を有する珪化モリブデン 型製でよい。導入線材は、また抵抗素子１上に直接に成形されたアルミニウム・ ロッドの形式を有していてもよい。 図１の符号１２は、デュラテック（Ｄｕｒａｔｅｃ）の名称で市販されている 材料製の支持部材である。符号１３，１４はケーブル・グリップである。 一好適実施例の場合、反射器は、例えばＡｌ₂Ｏ₃等のセラミック繊維材料製で ある。しかし、反射器は、また当該温度に耐え得る適当などのような材料で造ら れていてもよい。反射器の外表面１５は、反射性材料で被覆して、電灯からの放 射損失を低減させるのが好ましいだろう。 図１および図２に示した実施例の場合、反射器内にはらせん体２が１個だけ配 置されている。しかし、図３に示したように、同一の反射器内に２個以上のらせ ん体８，９，１０を配置することもできる。反射器は、言うまでもなく、異なる 電灯用途に適するように異なる設計にすることができる。らせん体の数も、電灯 用途に応じて変更できる。 始めに述べたような、小さい表面を高温に加熱するための電灯は、開口直径が ３０ｍｍの反射器を有することができる。反射器は、加えて２０ｍｍ厚の壁部を 有することができる。反射器は、言うまでもなく、他の用途の場合には、より大 型にすることができる。 本発明の電灯が、始めに述べた高い電力集中の要求を満足させるものであるこ とは明らかだろう。 本発明を若干の実施例によって説明したが、当業者には、電灯の使用範囲に応 じて既述の実施例の変更が可能であることが理解されよう。 本発明は、したがって既述の実施例に限定されるものではない。なぜなら、修 正および変更が請求の範囲の枠内で可能だからである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年９月２日（１９９９．９．２） 【補正内容】 請求の範囲 1. 電気加熱フィラメントと反射器とを有する赤外線放射電灯において、 前記フィラメント（１）がらせん体形状（２）に巻かれた高温素子から成り、 それによって前記らせん体が使用温度で自立しており、またらせん体（２）が多 くて３．５巻きを有し、さらにらせん体（２）がセラミック材料製の開放反射器 （３）内に配置されていることを特徴とする赤外線放射電灯。 2. 前記素子（１，２）が、珪化モリブデン型（ＭｏＳｉ₂）製であることを 特徴とする請求項１に記載された赤外線放射電灯。 3. 前記素子（１，２）が、化学式Ｍｏ_xＷ_1-xＳｉ₂を有する材料製であるこ とを特徴とする請求項１に記載された赤外線放射電灯。 4. 前記反射器（３）が、例えばＡｌ₂Ｏ₃等のセラミック繊維材料製であるこ とを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された赤外線放 射電灯。 5. 前記素子が、１ｍｍから３ｍｍまでの直径を有することを特徴とする請求 項１から請求項４までのいずれか１項に記載された赤外線放射電灯。 6. 前記素子（１，２）が、約１７００℃から約１８００℃までの使用温度を 有するようにされていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか １項に記載された赤外線放射電灯。 7. 前記反射器の外表面（１５）が、反射性材料によって被覆されていること によって、電灯の放射損失が低減されていることを特徴とする請求項１から請求 項６までのいずれか１項に記載された赤外線放射電灯。 8. ２個以上のらせん体（８，９，１０）が同一の反射器内に配置されている ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された赤外線 放射電灯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 電気加熱フィラメントと反射器とを有する赤外線放射電灯において、 前記フィラメント（１）がらせん体形状（２）に巻かれた高温素子から成り、 それによって前記らせん体が使用温度で自立しており、またらせん体（２）がセ ラミック材料製の開放反射器（３）内に配置されていることを特徴とする赤外線 放射電灯。 2. 前記素子（１，２）が、珪化モリブデン型（ＭｏＳｉ₂）製であることを 特徴とする請求項１に記載された赤外線放射電灯。 3. 前記素子（１，２）が、化学式Ｍｏ_xＷ_1-xＳｉ₂を有する材料製であるこ とを特徴とする請求項１に記載された赤外線放射電灯。 4. 前記らせん体（２）が、多くて３．５巻きであることを特徴とする請求項 １から請求項３までのいずれか１項に記載された赤外線放射電灯。 5. 前記反射器（３）が、例えばＡｌ₂Ｏ₃等のセラミック繊維材料製であるこ とを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された赤外線放 射電灯。 6. 前記素子が、１ｍｍから３ｍｍまでの直径を有することを特徴とする請求 項１から請求項５までのいずれか１項に記載された赤外線放射電灯。 7. 前記素子（１，２）が、約１７００℃から約１８００℃までの使用温度を 有するようにされていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか １項に記載された赤外線放射電灯。 8. 前記反射器の外表面（１５）が、反射性材料によって被覆されていること によって、電灯の放射損失が低減されていることを特徴とする請求項１から請求 項７までのいずれか１項に記載された赤外線放射電灯。 9. ２個以上のらせん体（８，９，１０）が同一の反射器内に配置されている ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された赤外線 放射電灯。