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Wärmestrahler hoher Leistung, insbesondere für Trockenzwecke und therapeutische
Anwendungen
In neuerer Zeit. verwendet man als Wärmestrahler für TrockenzweckeHeizwendeln,
die in keramischen Massen angeordnet oder isoliert in Metallrohre eingeführt sind.
Daneben sind auch die schon seit langem für die Herstellung von Tauchsiedern bekannten
Bakkerrohre als Strahler für Trockenzwecke benutzt worden. Diese Anordnungen haben
den Nachteil, daß sie über eine bestimmte Temperatur hinaus nicht verwendet werden
können, da die Lel>ensdauer von dem Abrand des Werkstoffs der metallischen Hülse
abhängt. Diese Nachteile zeigen aber die neuerdings hergestellten Wärmestrahler
besonders hoher Intensität mit einer Siliciumdioxydhülle nicht; sie können, ohne
daß Veränderungen oder Zerstörungen zu befürchten sind, auf Temperaturen von über
10000 C erhitzt werden, wobei die Siliciumdioxydhülle zur Eigenemission angeregt
wird.
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Bei den jetzt gebräuchlichen Wärmestrahlern mit einer Siliciumdioxydhülle
wird als Werkstoff für die Hülle undurchsichtiges Quarzgut verwendet.
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Die Durchlässigkeit der Strahlung des Heizleiters ist bei diesem undurchsichtigen
Quarzglas im kurzwelligen infraroten Gebiet, beispielsweise zwischen 1 und 41u,
verhältnismäßig gering, obwohl die Eigenemission dieser Quarzhülle im Spektralgebiet
zwischen I und 12 lt erheblich ist. Dies liegt daran, daß die eigentliche Heizleiterstrahlung,
deren
Intensitätsmaximum bei einer Heizleitertemperatur von I000°
C bei etwa 2,2 lot liegt, in geringerem Maß zur Wirkung kommt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, sowohl
die Heizleiterstrahlung als auch die Eigenemission des Siliciumdioxyds auszunutzen.
Es wurde gefunden, daß sich dieser Gedanke in überraschend einfacher Weise ohne
weiteres sofort verwirklichen läßt.
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Zur Durchführung des Erfindungsgedankens benutzt man für den Heizleiter
ein Hüllrohr, das mit in der Längsrichtung verlaufenden Trennungslinien zum Teil,
im allgemeinen zur Hälfte, aus durchsichtigem Quarzglas und zum anderen Teil aus
undurchsichtigem Quarzgut besteht. Als Quarzgut wird hierbei der seit langer Zeit
unter diesem Namen bekannte Werkstoff benutzt oder der seit einer Reihe von Jahren
unter der Warenbezeichnung Rotosil nach dem Schleuderverfàhren hergestellte ebenfalls
durchsichtige Werkstoff aus Siliciumdioxyd. Diese Hüllrohre aus zwei verschiedenen
Werkstoffen, nämlich durchsichtigem und undurchsichtigem Siliciumdioxyd, lassen
sich in einfacher Weise wie die Rohre aus einem Werkstoff herstellen. Der Heizleiter
erhält die Abmessungen, welche die geforderten Temperaturen und Strahlungsintensitäten
gewährleisten, im allgemeinen bei einer Leistung, bei der von dem Quadratzentimeter
der Oberfläche des Wärmestrahlers mindestens I Watt, vorzugsweise 3 bis 4 Watt,
abgestrahlt werden. Der Heizleiter besteht hierbei in an sich bekannter Weise aus
hochschmelzenden Metallen oder Legierungen oder auch aus Siliciumkarbid.
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Die Emission des Heizleiters geht praktisch ungeschwächt durch die
durchsichtige Quarzglashälfte hindurch, während infolge der hohen Temperaturen die
undurchsichtige Gegenseite ihrerseits sehr stark strahlt und ihre Energie ebenfalls
durch die durchsichtige Rohrhälfte aussendet. Es wird so also die hohe Durchlässigkeit
des durchsichtigen Quarzglases für das Spektralgebiet zwischen I und 4,a voll ausgenutzt
und gleichzeitig die Eigenemission des hocherhitzten undurchsichtigen Quarzglashalbrohres
ausgewertet. Hinzu tritt eine Reflektorwirkung der undurchsichtigen Rohrhälfte,
die durch Annäherung an eine Parabolform noch gesteigert werden kann.
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Die meßtechnisch erfaßbare, gerichtete, von einem solchen zweiteiligen
Strahler abgegebene Energie ist etwa 2,3mal so groß wie die eines völlig aus opakem
Quarzgut hergestellten Strahler bei im übrigen gleichen Bedingungen. Der Grõßenunterschied
ergibt sich aus der bedeutend erhöhten Emission zwischen I und. 4etc, wo die Spitze
der Strahlungsintensität liegt. Selbst bei Erfassung der diffusen Strahlung des
einfachen Rotosilstrahlers liegt der Birohrstrahler immer noch bis zu 20 0/o günstiger
als der Rotosilstrahler.
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Wenn man den inneren Raum des Hüllrohres mit einem inerten Gas füllt,
läßt sich die Heizleitertemperatur erheblich steigern.
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Die Überlegenheit des neuen Strahlers wird dann durch eine Steigerung
der Strahlungsintensität bei etwa 2,2 lt gegenüber dem Quarzgutstrahler bei gleicher
Leistungsaufnahme besonders groß.
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Wenn der innere Raum des Hüllrohres mit einem inerten Gas gefüllt
ist, läßt sich mit Vorteil als Heizleiter auch ein Stab aus Graphit verwenden.
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Das Hüllrohr, das zur Hälfte aus durchsichtigem und zur Hälfte aus
undurchsichtigem Siliciumdioxyd besteht, läßt sich vorteilhaft auch in der Weise
zur Herstellung eines Strahlers benutzen, daß in ihm eine Gasentladung betriel>en
wird.
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Der neue Wärmestrahler findet vorteilhafte Anwendung für therapeutische
Zwecke, insbesondere für Lampen zur Erzeugung von Hyperämie und zur Schmerzlinderung.
Von technischen Anwendungen seien beispielsweise erwähnt die Verwendung zum Trocknen
von Lacken, Farben und Anstrichen, zum Polymerisieren und Kondensieren von Kunstharzen
und als Wärmequelle zum Einleiten von Reaktionen in aggressiven Stoffen. Schließlich
sei noch als Anwendungsgebiet des neuen Wärmestrahlers das Eindampfen und Trocknen
von Materialien aller Art, z. B. von chemisch stark wirksamen Lösungen und Nahrungsmitteln,
genannt.
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PATi:NTANSPRt,CHE: 1. Wärmestrahler hoher Leistung, insbesondere
für Trockenzwecke und therapeutische Anwendungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Heizleiter, dessen Abmessungen die erforderlichen Temperaturen und Strahlungsintensitäten
gewährleisten, von einem Hüllrohr umschlossen ist, das mit in d'er Längsrichtung
verlaufenden Trennungslinien zum Teil, im allgemeinen zur Hälfte, aus durchsichtigem
und zum anderen Teil aus undurchsichtigem Quarzglas besteht, so daß die gesamte
Strahlung aus der durch den durchsichtigen Teil ungeschwächt hindurchgehenden zu
Heizleiterstrahlung und aus der Eigenstrahlung vorzugsweise des hocherhitzten undurchsichtigen
Teiles besteht.