Beschreibung
Infrarotstrahler
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einseitig gesockelten Infra¬ rotstrahlern oder Halogen-Infrarotstrahlern. Infrarotstrahler weisen ein Strahlergefäß auf, das ein Heizele- ment umschließt. Halogen-Infrarotstrahler sind Infrarot¬ strahler, deren Strahlergefäß zusätzlich eine halogenhal- tige Füllung umschließt, um im Betrieb einen Halogen- kreisprozess aufrecht zu erhalten.
Stand der Technik
Bei einseitig gesockelten Infrarotstrahlern sind Baufor- men mit geraden einstückig gefertigten Doppelrohren aus Quarzglas bekannt, deren Querschnitt der Form einer 8 äh¬ nelt. Der Begriff einseitig gesockelt bedeutet, dass nur an einer Seite des Infrarotstrahlers eine elektrische Au- ßenkontaktierung für die Verbindung mit einer elektri- sehen Leistungsversorgung vorgesehen ist. Die Internetseite www . heraeus-noblelight . com der Firma Heraeus Noble- light offenbart derartige gesockelte Halogen- Infrarotstrahler mit jeweiligen Leucht- bzw. Heizelementen in den beiden Rohren, wobei an einem Ende des Doppel- rohres eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Rohren vorgesehen ist, während an dem anderen Ende des Doppelrohres ein Sockel mit den entsprechenden Anschluss¬ kontakten für eine Fassung vorgesehen ist. Dabei sind verschiedene Varianten mit Heizelementen in beiden Rohren gezeigt. Nachteilig an derartigen Halogen-Infrarot¬ strahlern ist die elektrische Reihenschaltung der beiden
Heizelemente, die zur Folge hat, dass nur beide Heizele¬ mente zusammen betrieben werden können.
Weiterhin sind Varianten von Halogen-Infrarotstrahlern bekannt, bei denen ein Heizelement nur in einem der bei- den Rohre angeordnet ist, während in dem anderen Rohr ei¬ ne Stromrückführung vorgesehen ist. Nachteilig an derartigen Halogen-Infrarotstrahlern ist die geringe Flexibilität bei der Anordnung der Stromrückführung die sich aus dem vorgefertigten Doppelrohr ergibt.
Darstellung der Erfindung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einseitig gesockelten Infrarotstrahler bereit zu stellen, der eine verbesserte Flexibilität bei der Anordnung der Stromrückführung bietet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Infrarotstrahler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße einseitig gesockelte Infra¬ rotstrahler hat zumindest ein Glasrohr, vorzugsweise aus Quarzglas in dem ein Heizelement aufgenommen ist, wobei beabstandet vom Glasrohr zumindest eine isolierte Strom¬ rückführung angeordnet ist. Insbesondere durch den somit frei wählbaren Abstand der Stromrückführung von dem Glasrohr ist eine flexible Anordnung der Stromrückführung er- möglicht.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des Infrarot¬ strahlers hat einen an einem ersten Endabschnitt des Glasrohres - insbesondere über Kitt - befestigten Sockel, der zur Aufnahme in einer Fassung geeignet sein kann oder an den Kabel angeschlossen sein können. An einem zweiten Endabschnitt des Glasrohres ist - ebenfalls insbesondere über Kitt - ein Verbindungselement befestigt, über das das Heizelement mit der Stromrückführung leitend verbunden ist. Dabei wird es bevorzugt, wenn der Sockel und das Verbindungselement aus Keramik bestehen.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Stromrückführung von einem elektrischen Leiter gebildet, der in einem isolierenden Rohr angeordnet ist, wobei dieses isolierende Rohr vorzugsweise parallel zum Glasrohr verläuft. Damit ist diese Weiterbildung des Infrarot¬ strahlers besonders geeignet für einen Einsatz in einer Prozesskammer, in der ein Schutz vor Berührung und vor aggressiven Umgebungsmedien (z. B. Lacken) nötig ist. Der Querschnitt des isolierenden Rohres kann kleiner sein als der Querschnitt des Glasrohres.
Es wird bevorzugt, wenn das isolierende Rohr im Wesentli¬ chen aus Quarz oder Keramik besteht, wobei der darin angeordnete Leiter flüssig oder fest ist.
Dabei wird es bevorzugt, wenn der Leiter aus Draht be- steht, der an einem Endabschnitt zumindest eine Windung aufweist. Damit ist eine einfache und wirkungsvolle Kom¬ pensation von Wärmedehnung des Drahtes ermöglicht.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsge- mäßen Infrarotstrahlers hat einen Reflektor zur Ausrichtung oder Bündelung der Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) . Dabei ist eine optimale Flexibilität der Anordnung und Formgebung des Reflektors an dem erfindungsgemäßen Infrarotstrahler gegeben.
Bei einer besonders bevorzugten Anwendung ist der Reflektor zumindest abschnittsweise zwischen dem Glasrohr und der Stromrückführung angeordnet. Damit ist die Wärmebe- lastung der Stromrückführung minimiert.
Der Reflektor kann zumindest teilweise aus Gold oder Alu¬ minium oder Quarz oder Keramik oder Siliziumdioxid bestehen .
Bei einer ersten Variante ist der Reflektor am Sockel und/oder am Verbindungselement befestigt. Dazu können Einkerbungen des Sockels bzw. des Verbindungselementes dienen, in die der Reflektor (z.B. mit Vorsprüngen) eingesetzt ist.
Bei einer zweiten Variante ist der Reflektor am Glasrohr - vorzugsweise durch Tauchen oder Sprühen oder Einbrennen oder Kleben - befestigt.
Der Sockel oder das Verbindungselement kann der Bauform GX9,5, G12, G16, G22, G38, E27 oder E40 entsprechen.
Das Heizelement kann eine Glühwendel - insbesondere aus Wolfram oder anderer hochschmelzender Werkstoffverbindun-
gen wie Tantal-Carbid - oder ein Heizband - insbesondere aus Karbon - sein.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind der erste und der zweite Endabschnitt des Glasrohres etwa gleich ges- taltet und etwa gleichartig am Verbindungselement oder am Sockel befestigt. Damit ist eine Lampe bzw. ein Strahler verwendbar, die bzw. der für zweiseitige Sockelung vorgesehen oder zumindest einsetzbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer seitli¬ chen Ansicht;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungs¬ gemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung; Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge- schnittenen Darstellung;
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungs¬ gemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung; und
Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer seitli¬ chen Ansicht. Er hat ein Quarz-Glasrohr 1, in dem eine Glühwendel 2 konzentrisch angeordnet ist.
Das Quarz-Glasrohr 1 hat an seinen beiden Endabschnitten jeweils eine Quetschung la, wobei die (in Figur 1) untere Quetschung la in einen Sockel 3 aus Keramik eingesetzt ist, während die (in Figur 1) obere Quetschung la in ein Verbindungselement 4 aus Keramik eingesetzt ist.
Parallel zum Quarz-Glasrohr 1 ist eine Stromrückführung vorgesehen, die sich etwa parallel zum Quarz-Glasrohr 1 erstreckt und am Sockel 3 und am Verbindungselement 4 be¬ festigt ist. Die Stromrückführung weist einen elektrisch leitenden Draht 10 auf, der in einem isolierenden Rohr 8 aus Quarz oder aus Keramik aufgenommen ist.
An einer vom Quarz-Glasrohr 1 und vom isolierenden Rohr 8 abgewandten Seite des Sockels 3 sind zwei elektrisch lei¬ tende Kabel 12 befestigt, von denen das (in Figur) rechte Kabel 12 über den Draht 10 mit einem (in Figur 1) oberen Endabschnitt der Glühwendel 2 verbunden ist.
Das isolierende Rohr 8 ist in den Sockel 3 und in das Verbindungselement 4 eingesetzt und dort fest verkittet. Der untere Teil des Sockels 3 ist mit (nicht gezeigtem) Sand gefüllt, so dass eine Schweißstelle des Drahtes 10
und der entsprechende Endabschnitt des isolierenden Roh¬ res 8 vom Sand umhüllt sind. Ein (in Figur 1) oberer Teil des Sockels 3 ist mit Kitt verschlossen.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines er- findungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung. Dabei sind die Wendel 2, das Quarz-Glasrohr 1, der Draht 10 und das isolierende Rohr 8 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 1) aus¬ gebildet und in Figur 2 quer zu einer Lampenlängsachse geschnitten.
Dabei ist ein Abstand zwischen dem Draht 10 mit dem iso¬ lierenden Rohr 8 einerseits und der Glühwendel 2 mit dem Quarz-Glasrohr 1 andererseits gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel vergrößert. Entsprechend sind ein Sockel 103 und ein (in Figur 2 nicht gezeigtes) Verbindungsele¬ ment vergrößert.
In dem so vergrößertem Abstand ist ein im Querschnitt ge¬ eignet (beispielsweise sphärisch, parabolisch, ellip¬ tisch, etc.) geformter metallischer Reflektor 114 ange- ordnet. Dieser erstreckt sich vom Sockel 103 bis zum Ver¬ bindungselement und reflektiert die von der Glühwendel 2 über ihre gesamte Länge (in Figur 2) nach oben abgegebene Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) (in Figur 2) nach unten. Damit erfolgt eine Bündelung bzw. Fokussierung der Wärmestrahlung des zweiten Ausführungsbeispiels des er¬ findungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers .
Der Reflektor 114 ist an seinen beiden Endabschnitten einerseits am Sockel 103 und andererseits am Verbindungs¬ element befestigt. Diese Befestigung kann durch jeweilige Vorsprünge des Reflektors 114 erfolgen, die in entspre-
chende Vertiefungen des Sockels 103 und des Verbindungs¬ elements eintauchen.
Durch die gezeigte Anordnung wird die aus Draht 10 und isolierendem Rohr 8 bestehende Stromrückführung optimal vor Wärmebelastung geschützt.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung. Das dritte Ausführungsbeispiel hat einen Reflektor 214, dessen Querschnitt und Reflekti- onscharakter gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 geändert sind.
Die Befestigung des Reflektors 214 an einem Sockel 203 und an einem (in Figur 3 nicht gezeigten) Verbindungselement erfolgt jeweils beidseitig des Quarz-Glasrohres 1. Auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem der Draht 10 mit dem isolierenden Rohr 8 seitlich zur Abstrahlrichtung des Halogen-Infrarotstrahlers angeordnet sind, ist die Stromrückführung 8, 10 gegen Wärmebelastung geschützt, da sich der Reflektor 214 in den Abstand zwi- sehen dem isolierenden Rohr 8 und dem Quarz-Glasrohr 1 erstreckt .
Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einer ge¬ schnittenen Darstellung. Der wesentliche Unterschied des vierten Ausführungsbeispiels gegenüber dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel liegt darin, dass ein Re¬ flektor 314 vorgesehen ist, der direkt auf dem Quarz- Glasrohr 1 (z. B. durch Tauchen, Sprühen, Einbrennen oder Kleben) aufgetragen ist. Der Sockel 3 und das Verbin-
dungselement entsprechen denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1.
Der Reflektor 314 wird auf dem Quarz-Glasrohr 1 aufgebracht, bevor dieses zwischen dem Sockel 3 und dem Ver- bindungselement 4 eingesetzt wird.
Figur 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers in einem Querschnitt. Dabei ist abweichend vom ersten Ausführungsbei¬ spiel gemäß Figur 1 ein vergrößerter Sockel 403 und ein entsprechendes (nicht gezeigtes) vergrößertes Verbin¬ dungselement vorgesehen. Weiterhin ist abweichend von der Glühwendel 2 des ersten Ausführungsbeispiels ein Heizband 402 aus Karbon im Quarz-Glasrohr 1 angeordnet.
Figur 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines er- findungsgemäßen Halogen-Infrarotstrahlers im Querschnitt. Dabei sind zwei Glühwendeln 2 und zwei Quarz-Glasrohre 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel direkt nebeneinander angeordnet, wobei sich die beiden Quarz-Glasrohre 1 ent¬ lang der Lampenlängsachse berühren. Dem entsprechend sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ein deutlich vergrößerter Sockel 503 und ein entsprechendes (nicht ge¬ zeigtes) Verbindungselement vorgesehen. Zwischen diesen verlaufen zwei Stromrückführungen die jeweils aus einem Draht 10 und einem isolierendem Rohr 8 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bestehen.
Dies eröffnet die Möglichkeit, durch Zu- bzw. Abschalten oder Dimmen einer oder beider Glühwendeln 2 die Leistung des sechsten Ausführungsbeispiels über einen großen Be¬ reich zu variieren.
Abweichend von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit Sand kann der Sockel 3 auch komplett gekittet werden. Dabei hat der Draht 10 zumindest eine Windung oder Wen¬ del, die eine Wärmeausdehnung des Drahtes 10 kompensieren kann.