DE3927264A1

DE3927264A1 - Heizstrahler fuer den infrarot-b-bereich

Info

Publication number: DE3927264A1
Application number: DE19893927264
Authority: DE
Inventors: Heinrich Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1990-03-29

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von Trocknungseinrichtungen zum Trocknen von insbesondere lackierten Flächen mittels Infrarot-Strahlern. In derartigen Trocknungs einrichtungen werden Infrarotstrahler verwendet, die im als Infrarot-B-Bereich bezeichneten Wellenlängen bereich von 1400-3000 nm abstrahlen.

Der Verwendung von Infrarot-B-Strahlung zum Trocknen von lackierten Flächen liegt folgende physikalische Erkenntnis zugrunde. Setzt man die Oberfläche eines zu trocknenden Gutes einer Temperatur aus, die von einem im Bereich des Infrarot-C abstrahlenden Strah lers erzeugt wird, beispielsweise von einer Dunkel feld-Heizspirale, so erwärmt sich das zu trocknende Gut aufgrund seines eigenen Wärmeleitvermögens von außen nach innen. Es bildet sich im Gut ein Temperaturgefälle, so daß die inneren Schichten erst allmählich oder, wegen ihrer schlechten Wärmeleit fähigkeit, kaum eine höhere Temperatur annehmen.

Die zur Verdampfung von zum Beispiel Wasser nötige Mindesttemperatur von 100°C ist dann in Frage ge stellt. Kommt es aber zur Verdampfung, so wirkt dem austretenden Dampf die durch Oberflächentrocknung bereits erhärtete oberste Lackschicht entgegen. Es kommt zu dem gefürchteten Einschluß von Lösungsmittel in den tieferliegenden Lackschichten. Auftreibungen und damit Lackablösungen vom tragenden Untergrund, Blasenbildung und folgende Unterrostungen sind zu erwarten.

Bei Verwendung einer Strahlung im Infrarot-B-Bereich dringt dagegen die Strahlung durch eine zu trocknende Lackschicht bis auf deren tragenden Untergrund durch, so daß die Erwärmung auch in diesem Bereich von Anfang an auftritt. Die Trocknung des durch eine Infrarot-B-Strahlung erfaßten Gebietes wird durch Untergrunderwärmung eingeleitet. Dadurch trocknet eine so behandelte Lackschicht von innen nach außen.

Die flüssigen Anteile des Lackes treiben dabei an die Oberfläche. Nachdem sie diese erreicht haben füllen sie die mikroporige Lackoberfläche mit mitgeschwemm ten Farbpigmentteilchen und trocknen so anschließend sofort ab. Dadurch entstehen Lackoberflächen mit einem ebenmäßigen Finish von höchster Qualität, die in dieser Güte mit anderen Trocknungsverfahren (Warm lufttrocknung) nicht erreicht werden können.

Infrarotstrahlung wird durch Luftbewegung, die bei spielsweise beim Absaugen von Dämpfen oder bei Be handlung im Freien auftritt, nicht beeinflußt.

Um Infrarot-B-Strahlung zu erzeugen, werden Quarzgut röhren verwendet, in denen Heizspiralen angeordnet sind. Beim Anschluß einer Spannungsquelle wird von der Quarzgutröhre eine intensive Strahlung im Bereich von 1400-3000 nm abgegeben.

Die Quarzgutröhren sind an ihren beiden Enden offen, im Gegensatz zu Infrarot-A-Strahlern, die verschlos sene und evakuierte Röhren aus reinem Quarz aufwei en. Infrarot-A-Strahlung, die eine Wellenlänge von 780-1400 nm aufweist, wäre zur Trocknung von lackierten Flächen ebenfalls nicht geeignet, da ein Großteil der Strahlung tief in den die Lackschicht tragenden Untergrund eindringen würde. Ein Großteil der Energie bleibt dadurch ungenutzt.

Die Infrarot-B-Strahler einer bekannten Trocknungs einrichtung (DE-PS 34 46 187) sind mit einer Vielzahl von langgestreckten, neben- und übereinander angeord neten Quarzgutröhren ausgerüstet, wobei ein großer Aufwand erforderlich ist, um die Strahler in einer gleichbleibenden Distanz von der zu behandelnden Oberfläche, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, anzuordnen. Auch eine Beschränkung auf Teilflächen ist bei der bekannten Anlage aufwendig, da die gesam te Anlage in Abschnitte unterteilt werden muß, wobei jeder Teilbereich einzeln ansteuerbar sein muß. Dies alles führt zu erheblichen Kosten, so daß derartige Anlagen nur bei großem Durchsatz rentabel einsetzbar sind.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Heizstrahler mit den kennzeich nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er bei optimaler Ausnutzung der be kannten Vorteile von Infrarot-B-Strahlung individuell einsetzbar ist, daß auf einfache Weise Teilflächen behandelbar sind, und daß der Kostenaufwand im Ver gleich zu den bekannten Einrichtungen äußerst gering ist. Aufgrund der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Quarzgutröhre hinsichtlich Form und Größe ist diese in Verbindung mit einem Reflektor einsetzbar, der auch bei handelsüblichen Badezimmerheizstrahlern ein gesetzt wird. Da es sich dabei um ein Massenprodukt handelt, werden dadurch die Kosten für den Reflektor erheblich gesenkt. Der Reflektor mit der erfindungs gemäßen Quarzgutröhre kann vorteilhafterweise an einem Stativ befestigt sein, wodurch die Behandlung von Teilflächen besonders einfach möglich ist. Durch die Verwendung mehrerer solcher, auf Stativen be festigter Strahler ist es aber auch möglich, größere zusammenhängende Flächen zu behandeln, wobei eine Anpassung der Strahleranordnung unter Beibehaltung eines gleichbleibenden Abstandes an die äußere Raum form des zu behandelnden Objektes mit Hilfe der Stative sehr leicht möglich ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Enden der Quarzgutröhre und die beiden Enden der darin angeordneten Heizspirale mit der Anschlußeinheit in der Mitte einer Längsseite des Ovals angeordnet. Dadurch können die Anschluß leitungen auf kürzestem Wege durch die in den handelsüblichen Reflektoren vorhandenen Ausnehmungen geführt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt der Quarzgutröhre kreisförmig und weist einen Durchmesser zwischen 8 und 20 mm auf. Dadurch wird einerseits ein einfacher Einbau in den Reflektor und andererseits eine gute Heizleistung gewährleistet.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Quarzgutröhre einen elliptischen bis ovalen Quer schnitt auf, dessen Maße sich durch Stauchen eines Kreisquerschnitts von 8-20 mm ergeben. Auch mit dieser Form werden gute Heizleistungen erzielt bei gleichzeitig guter Einbaumöglichkeit in den Reflek tor.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Wandstärke der Quarzgutröhre 1,0-2,5 mm. Dieser Bereich hat sich als besonders vorteilhaft für die Optimierung hinsichtlich Strah lendurchgang, Sekundärerwärmung der behandelten Ober fläche und Stabilität der Quarzgutröhre herausge stellt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in den beiden Endbereichen der Quarzgutröhre ein Quarzgutsteg geringerer äußerer Abmessungen als die lichte Innenweite der Quarzgutröhre vorgesehen, der fest, insbesondere durch Schweißen, mit der Quarzgut röhre verbunden ist. Der Quarzgutsteg dient einer seits als Stabilisierungselement für die Quarzgut röhre und andererseits als Anschlag für die Heiz spirale.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Merk mals weist der Quarzgutsteg die Form eines langge streckten Quaders auf mit einer Grundfläche von ca. 4-5 mm und einer Länge von ca. 40 mm. Dadurch wird einerseits eine gute Stabilisierung erzielt und andererseits eine geeignete Anschlagfläche für die Heizspirale zur Verfügung gestellt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Merk mals verlaufen die Anschlußdrähte der Heizspirale durch den zwischen Quader und Röhre verbleibenden Zwischenraum. Dabei können die Drähte mittels Klemm hülsen gegen ein Verrutschen gesichert sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Heizstrahler mit Reflektor auf einem Stativ angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß der Strahler vor der zu behandelnden Oberfläche auf einfache Weise positionierbar ist.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Merk mals ist der Heizstrahler mit Reflektor auf dem Stativ sowohl in der Höhe verstellbar als auch um eine horizontale und um eine vertikale Achse schwenk bar. Dies hat den Vorteil, daß auch schräge und gekrümmte Flächen unter Beibehaltung eines gleich mäßigen Abstandes und gegebenenfalls Verwendung mehrerer, auf Stativen angeordneter Heizstrahler behandelbar sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfin dung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schema tischer Darstellung

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine teilweise geschnit tene Quarzgutröhre mit darin angeordneter Heizspirale und

Fig. 2 eine Anordnung aus zwei erfindungsgemäßen Heizstrahlern mit je einem Reflektor und mit Stativ.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in Fig. 1 dargestellte Heizstrahler weist eine zu einem Oval gebogene Quarzgutröhre 1 auf, deren offene Enden 2 in der Mitte einer der beiden Längsseiten des Ovals angeordnet sind. Die gestreckte Länge der Quarzgutröhre beträgt 900 mm ±10%, der Krümmungs radius des Ovals beiderseits ca. 45 mm. Innerhalb der Quarzgutröhre 1 ist eine Heizspirale 3 angeordnet, deren Enden 4 im Bereich der Enden 2 der Quarzgut röhre 1 liegen. Ein Quarzgutsteg 5 überbrückt die zwischen den beiden Enden 2 der Quarzgutröhre 1 vor handene Lücke und reicht in beide Endbereiche der Quarzgutröhre 1 hinein, wo er, vorzugsweise durch Schweißen, mit der Quarzgutröhre 1 fest verbunden ist. Der Quarzgutsteg 5 ist bevorzugt als Quader ausgebildet, dessen Ausmaße etwas geringer sind als die Innenmaße der Quarzgutröhre 1, so daß zwischen Quarzgutsteg 5 und Quarzgutröhre 1 Zwischenräume 6 vorhanden sind, durch welche Anschlußdrähte 7 verlau fen. Die Anschlußdrähte 7 sind im Anschlußbereich an die Heizspirale 3 mit Isolierperlen 8 bestückt.

Fig. 2 ist die Anordnung zweier Quarzgutröhren 1 mit je einem zugehörigen Reflektor 9 und mit Rahmen 10 an einem Stativ 11 entnehmbar. Der Rahmen 10 ist über einen Auslegarm 12 mit einer senkrechten Stütze 13 des Stativs 11 verbunden, die in einem Fahrgestell 14 gelagert ist. Der Auslegearm 12 ist längs der Stütze 13 verschiebbar und beispielsweise mittels einer Flügelschraube 15 in beliebiger Höhe arretierbar. Das Gehäuse 10 ist auf seiner Frontseite mit einem Schutzgitter 16 versehen und weist auf seiner Rück seite eine nicht dargestellte Schwenkverbindung zum Auslegearm 12 auf, die ein Verschwenken des Gehäuses 10 sowohl um eine vertikale als auch um eine horizon tale Achse ermöglicht.

Bei Inbetriebnahme des Heizstrahlers durch Zuführung elektrischen Stroms wird wie bereits oben ausgeführt von der Quarzgutröhre eine intensive Infrarot-B- Strahlung abgegeben, die nahezu verlustlos die Luft durchdringt und die zu behandelnde Oberfläche von innen nach außen erwärmt. Beim Durchdringen der Quarzgutröhre wird ein geringer Teil der Strahlung vom Quarzgut absorbiert. Dieses heizt sich dadurch auf und gibt eine seiner Temperatur entsprechende Strahlung im Infrarot-C-Bereich ab, die als Sekundär strahlung zu einer willkommenen Erwärmung der Ober fläche der Lackschicht führt.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprü chen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Quarzgutröhre
2 Ende von 1
3 Heizspirale
4 Ende von 3
5 Quarzgutsteg
6 Zwischenraum
7 Anschlußdraht
8 Isolierperlen
9 Reflektor
10 Rahmen
11 Stativ
12 Auslegearm
13 Stütze
14 Fahrgestell
15 Flügelschraube
16 Schutzgitter

Claims

1. Heizstrahler für den Infrarot-B-Bereich (1400- 3000 nm) zum Trocknen von insbesondere lackierten Oberflächen gekennzeichnet durch

- einen in einer zu einem Oval gebogenen Quarz gutröhre (1) angeordneten, spiralförmig gewunde nen Heizwiderstandsdraht (Heizspirale) (3),
- eine Anschlußeinheit für die Stromversorgung des Heizwiderstandsdrahtes (3) und
- eine gestreckte Länge der Quarzgutröhre (1) von 900 mm ±10% und einen Krümmungsradius des Ovals von beiderseits ca. 45 mm (entsprechend den Maßen eines Reflektors (9) eines handels üblichen Badezimmerheizstrahlers).

2. Heizstrahler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden Enden (2) der Quarzgutröhre (1) und die beiden Enden (4) des Heizwiderstandsdrahtes (3) mit der Anschlußeinheit in der Mitte einer Längsseite des Ovals angeordnet sind.

3. Heizstrahler nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet durch eine Betriebsspan nung von 220 Volt und eine variable Leistung von 800-1500 Watt.

4. Heizstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzgutröhre (1) einen kreisförmigen Quer schnitt und einen Durchmesser zwischen 8 und 20 mm aufweist.

5. Heizstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzgutröhre (1) einen elliptischen bis ovalen Querschnitt aufweist, dessen Abmessungen sich durch Stauchen eines Kreisquerschnitts von 8 bis 20 mm Durchmesser ergeben.

6. Heizstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Quarzgutröhre (1) 1,0-2,5 mm beträgt.

7. Heizstrahler nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der beiden Enden (2) der Quarzgut röhre (1) ein Quarzgutsteg (5) geringerer äußerer Abmessungen als die lichte Innenweite der Quarz gutröhre (1) vorgesehen ist, der, insbesondere durch Schweißen, fest mit der Quarzgutröhre (1) verbunden ist.

8. Heizstrahler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzgutsteg (5) die Form eines langgestreckten Quaders auf weist mit einer Grundfläche von ca. 4 auf 5 mm und einer Länge von ca. 40 mm.

9. Heizstrahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß drähte (7) der Heizspirale (3) durch den zwischen Quader (5) und Röhre (1) verbleibenden Zwischen raum (6) verlaufen.

10. Heizstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstrahler mit zugehörigem Reflektor (9) auf einem Stativ (11) angeordnet ist.

11. Heizstrahler nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Heizstrahler mit Reflektor über ein um eine horizontale und um eine vertikale Achse schwenkbares Drehgelenk mit einem Auslegearm (12) des Stativs verbunden ist, wobei der Auslegearm (12) andererseits an einer senk rechten Stütze (13) des Stativs in der Höhe ver stellbar angeordnet ist.

12. Heizstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erfindungsgemäße Heizstrahler jeweils mit zugehörigem Reflektor (9) in einem gemeinsamen Gehäuse (10) angeordnet sind und das Gehäuse (10) auf der Seite der Abstrahlung ein Schutzgitter (16) aufweist.