EP1897410A1 - Wärmestrahler - Google Patents

Wärmestrahler

Info

Publication number
EP1897410A1
EP1897410A1 EP06722810A EP06722810A EP1897410A1 EP 1897410 A1 EP1897410 A1 EP 1897410A1 EP 06722810 A EP06722810 A EP 06722810A EP 06722810 A EP06722810 A EP 06722810A EP 1897410 A1 EP1897410 A1 EP 1897410A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reflector
radiator
light source
housing
heat radiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06722810A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1897410B1 (de
Inventor
Wilbert Effmert
Markus Dumon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Mechatronics GmbH
Original Assignee
Deutsche Mechatronics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Mechatronics GmbH filed Critical Deutsche Mechatronics GmbH
Publication of EP1897410A1 publication Critical patent/EP1897410A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1897410B1 publication Critical patent/EP1897410B1/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H05B3/009—Heating devices using lamps heating devices not specially adapted for a particular application
    • 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 heat radiator in rod form, consisting of a light source, a housing and a reflector, and a multi-zone radiator.
  • Rod-shaped heat radiators are known as so-called round tube or as a double tube with reflector.
  • DE 4438870 (Heraeus Noblelight) discloses an infrared radiator with an elongated radiation source in which a quartz glass capillary tube is used which contains a carbon fiber band as the resistance body.
  • the quartz glass tube is designed as a double-tube radiator, the rear side being provided with a reflection layer.
  • radiators used for heating products with circular or elliptical cross sections emit the radiation in a large emission cone. Only a small part of the technically usable radiation is used to heat the products. The achievable with the known radiators area performance for heating products is therefore not optimal.
  • multi-zone radiators which consist of several, arranged in a direction parallel to the heating material heat radiators, it is not yet possible to provide heating energy for heating products within a sharply delimited temperature zone. Also, it is very difficult to comply with the known multi-zone radiators accurate temperature profiles, since the radiation angle of the individual heat radiators are very large and therefore overlaps the radiated heat energy of each heat radiator with the adjacent heat radiator.
  • Object of the present invention is to produce a heat radiator of the type mentioned in rod form of vitreous material, which does not have the disadvantages mentioned and allows a small Abstrahlkegel and thus increasing the yield of technically usable radiation.
  • the area performance should be precisely adjustable and a variable temperature profile on the surface of the heat-up material should be made possible.
  • FIG. 1 An inventively designed heat radiator with a straight front surface is shown in FIG. This already allows a narrow beam angle through the parabolic curved reflection wall.
  • FIG. 1 An inventive heat radiator with an integrated, spherically formed or convex lens on the front side is shown in FIG.
  • the radiation angle decreases in accordance with the lens curvature, so that a zone with very strong radiation and the focusing of the emitted beams is achieved.
  • Fig. 9 emitter according to the prior art
  • the radiator is equipped with a light source 2, a housing 3 and a reflector 4 on the back.
  • the housing is made of quartz glass, which closes like a shell completely around the light source, wherein a radiation exit surface 5 is located on the front and the reflector surface on the back.
  • parabolic-shaped reflector In the case of a parabolic-shaped reflector, the radiation intensities shown in FIG. 1 result, with a higher heat intensity being achieved in the overlapping area of many beams than in the outer area.
  • parabolic shape of the reflector prevents radiation in the glass body dead by reflections and thereby accounts in the energy balance as usable radiation.
  • FIG. 2 shows an alternative form of the heat radiator with a luminous source 2.1 arranged in the cavity of the housing 3.1 according to the present invention.
  • the quartz glass envelope has a reflector 4.1 at the rear and at the front a lenticular thickening 6-1, so that the radiation angle ⁇ is considerably reduced compared to the example of Figure 1.
  • the radiation angle ⁇ is in the range of 50 ° to 60 °, wherein the focal length F of the lenticular thickening 6.1 results according to the following equation:
  • R 2 inner radius of curvature of the lenticular thickening
  • FIG. 3 shows a heat radiator according to the invention with a light source 2.2 arranged in the cavity in the housing 3.2 and with a front and a back lens-shaped thickening 6.2, 7 and a reflector 8 in an application (bonding a spine) represented.
  • the beam path is shown with a dashed line, it can be seen that a maximum of surface power for heating the product 9 is achieved by the narrow focus.
  • a high uniformity of the bond is provided by the zonal limitation of the radiation field.
  • the housing may have instead of the thickening 7 on its back an outwardly curved, patch body, on which the reflector rests flush.
  • the heat radiator from the prior art according to FIG. 4 records a high heat loss due to the large reflector wrap angle ⁇ of 340 ° to 355 ° and as a result the missing front / rear lenses.
  • the reflector 8.1 is pulled around the housing surface of the radiator far, so that only a small opening angle for the exiting heat ray, which is directed to a spine 9.1 remains. The rest of the non-emergent rays is consumed as heat within the radiator, which is why it must be additionally cooled.
  • FIG. 5 shows in section A a multi-zone radiator consisting of six individual heat radiators 10 to 15 whose heat outlet surfaces are arranged parallel to the material to be heated 16. A arranged at the upper portion of the Auffilgutes 16 thread 17 is outside the radiation field of the heat radiator 10 to 15.
  • a multi-zone radiator according to the prior art with associated overall temperature profile is shown in section A of Figure 6. Since the radiation fields of the heat radiators 20 to 25 strongly overlap, so-called bulkhead plates, which are water-cooled, are needed in order to limit the heat-affected zone. For example, a partition plate 26 for shielding the thread 27 in the upper region of the Auffilgutes 16 is arranged. With this device, a precisely adjustable temperature profile can not be realized, so that a wavy surface as shown in section C of FIG. 6 results after the deformation of the heating material 16. Due to the scale change to 1: 5, the undeformed thread 27 decreases in the representation "C".
  • the temperature profiles of the multi-zone radiator according to the invention are compared as a curve 28 with the curve 29 obtained according to the prior art. It turns out that due to the elevated temperature 30 in the areas large deformation and the lower temperatures 31 in the areas of low deformation, the potential of the heat-up can be better utilized by adjusting the favorable for each deformation temperature profile, so that the inventive arrangement is superior to the prior art in the control of the heating process and the deformation process. Very sharp-edged contours can be imaged on the surface of the heat-up material.
  • the beam paths of a conventional round tube radiator with reflector 41 and a conventional double-tube radiator with reflector 42, 43 are shown in FIGS. 6 and 7.
  • the radiation angle in a conventional round tube emitter is approximately 180 ° with a uniform radiation distribution.
  • the conventional double-tube reflector with the reflector of the beam angle is also about 165 °, but it results from reflected radiation, an area with increased radiation power, due to the reflector shape, a portion of the radiation is reflected back and forth in the radiator so long that the radiation energy completely converted into waste heat.
  • Another disadvantage is that a large part of the emitted power is scattered over the entire emission angle and therefore can not contribute to increasing the maximum Einstrahl amongsêt.
  • Another advantage is that due to the sharp delimitation of the radiation cone, it is possible to specifically heat only certain zones of the product and thus, for example, to produce a temperature profile in the product.
  • the lens creates a focal point in which the power density increases extremely. This focusing has advantages for certain applications, for example in the welding wire preheating.
  • the focal point extends as a line or rectangle whose width to the radiator diameter is in a ratio of 0.05 to 0.5, for special applications up to 1, 0.
  • the housing is thickened like a lens in the area of the exit surface. But it can also be placed patch body on the housing, which is particularly advantageous on the back of the heat radiator according to the invention.
  • the reflection layer is integrated with the rear side of the heat radiator. This means that the beam path is not scattered or broken by intermediate layers, for example by air gaps or by other materials, but is held with high power output within the effective reflection range of the heat radiator.

Landscapes

  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle (2), einem Gehäuse (3) und einem Reflektor (4), wobei das Gehäuse für die Leuchtquelle aus einer die gesamte Länge der Leuchtquelle überdeckenden und die Leuchtquelle allseitig umgebenden Glashülle gebildet wird, die eine Strahlungsaustrittsfläche auf der Vorderseite, eine Reflektorfläche an der Rückseite und an der Vorder- und/oder Hinterseite eine linsenförmige nach aussen gewölbte Verdickung (6,7) aufweist. Die Verdickung besteht aus einer konvexen Linse, wobei die reflektierten Strahlen in einem linienförmigen Fokus gebündelt sind und zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und dem Reflektor ein Hohlraum existiert, in dem die Leuchtquelle in Stabform, Bandform oder als Wendel ausgebildet ist, wobei die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Mehrzonenstrahler bestehend aus mindestens drei Wärmestrahlern, wobei sich die Abstrahlungsfelder teilweise überdecken.

Description

Wärmestrahler
Die Erfindung betrifft einen Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle, einem Gehäuse und einem Reflektor, sowie einen Mehrzonenstrahler.
Stabförmig ausgebildete Wärmestrahler sind als sogenannte Rundrohrstrahler oder auch als Doppelrohrstrahler mit Reflektor bekannt. So ist aus der DE 4438870 (Heraeus Noblelight) ein Infrarotstrahler mit langgestreckter Strahlungsquelle bekannt, bei dem ein Quarzglas-Kapillarrohr verwendet wird, das als Widerstandskörper ein Kohlefaser- Band enthält. In dem Infrarotstrahler nach DE 10029437 wird das Quarzglasrohr als Doppelrohrstrahler ausgebildet, wobei die Rückseite mit einer Reflektionsschicht versehen ist.
Die zum Erwärmen von Produkten eingesetzten Strahler mit kreisförmigen oder elliptischen Querschnitten (Doppelrohrstrahler) emittieren die Strahlung in einem großen Abstrahlkegel. Dabei wird nur ein geringer Teil der technisch nutzbaren Strahlung zur Erwärmung der Produkte genutzt. Die mit den bekannten Strahlern erreichbare Flächenleistung zum Erwärmen von Produkten ist daher nicht optimal.
Bei Mehrzonenstrahlern, die aus mehreren, in einer parallel zur Ebene des Aufheizgutes angeordneten Wärmestrahlern bestehen, ist es bisher nicht möglich, Heizenergie zum Erwärmen von Produkten innerhalb einer scharf begrenzten Temperaturzone bereitstellen. Auch ist es sehr schwierig mit den bekannten Mehrzonenstrahlern genaue Temperaturprofile einzuhalten, da die Abstrahlwinkel der einzelnen Wärmestrahler sehr groß sind und sich deshalb die abgestrahlte Wärmeenergie jedes einzelnen Wärmestrahlers mit dem benachbarten Wärmestrahler überlappt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmestrahler der eingangs genannten Art in Stabform aus glasartigem Material herzustellen, der die genannten Nachteile nicht aufweist und einen geringen Abstrahlkegel und damit eine Erhöhung der Ausbeute der technisch nutzbaren Strahlung ermöglicht. Bei Mehrzonenstrahlern soll die Flächenleistung genau einstellbar sein und ein variables Temperaturprofil auf der Oberfläche des Aufheizgutes ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Wärmestrahler mit gerader Frontfläche ist in Figur 1 dargestellt. Dieser ermöglicht schon einen engen Abstrahlwinkel durch die parabelförmig gebogene Reflektionswand.
Ein erfindungsgemäßer Wärmestrahler mit einer integrierten, sphärisch ausgebildeten oder konvexen Linse an der Frontseite ist in Figur 2 dargestellt. Hier verringert sich der Abstrahlwinkel entsprechend der Linsenkrümmung, so dass eine Zone mit sehr starker Einstrahlung und die Fokussierung der emittierten Strahlen erreicht wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 erfindungsgemäßer Strahler mit parabolförmiger Reflektorgeometrie
Fig.2 erfindungsgemäßer Strahler mit integrierter Linse
Fig.3 erfindungsgemäßer Strahler mit linsenförmiger Verdickung an der Vorder- und Hinterseite
Fig. 4 Herkömmlicher Strahler mit großem Reflektorumschlingungswinkel
Fig. 5 Mehrzonenstrahler und zugehöriges Temperaturprofil nach der Erfindung
Fig. 6 Mehrzonenstrahler und zugehöriges Temperaturprofil nach dem Stand der
Technik
Fig. 7 Vergleich der Temperaturprofile der Mehrzonenstrahler
Fig. 8 Strahler nach dem Stand der Technik
Fig. 9 Strahler nach dem Stand der Technik In Figur 1 ist der Strahler mit einer Leuchtquelle 2, einem Gehäuse 3 und einem Reflektor 4 auf der Rückseite ausgestattet. Das Gehäuse besteht aus Quarzglas, das sich wie eine Hülle vollständig um die Leuchtquelle schließt, wobei sich eine Strahlungsaustrittsfläche 5 auf der Vorderseite und die Reflektorfläche auf der Rückseite befindet.
Bei einem parabelförmig ausgebildeten Reflektor ergeben sich die in Figur 1 dargestellten Strahlungsintensitäten, wobei im Überschneidungsbereich vieler Strahlen eine höhere Wärmeintensität erreicht wird als im Außenbereich. Durch die als bevorzugte Ausführungsform angesehene Parabelform des Reflektors wird verhindert, dass sich Strahlung im Glaskörper durch Reflektionen totläuft und dabei in der Energiebilanz als nutzbare Strahlung entfällt.
In Figur 2 ist eine alternative Form des Wärmestrahlers mit einer im Hohlraum des Gehäuses 3.1 angeordneten Leuchtquelle 2.1 gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Hier weist die Quarzglashülle einen Reflektor 4.1 an der Rückseite und an der Vorderseite eine linsenförmige Verdickung 6-1 auf, so dass der Abstrahlwinkel α erheblich reduziert ist im Vergleich zum Beispiel nach Figur 1. Vorzugsweise liegt der Abstrahlwinkel α im Bereich von 50° bis 60°, wobei sich die Brennweite F der linsenförmigen Verdickung 6.1 nach folgender Gleichung ergibt:
(1) 2H - r
F =
Ax3+Bx2+Cx+D (2) R1, R2, R3 χ = f .
H - 2 r
(3) Ri = äußere Krümmungsradius der linsenförmigen Verdickung
(4) R2 = innerer Krümmungsradius der linsenförmigen Verdickung
(5) R3 = Krümmung des Reflektors
(6) H = Höhe des Wärmestrahler-Gehäuses
(7) r = oberer oder unterer Radius des Gehäuses
In Figur 3 wird ein erfindungsgemäßer Wärmestrahler mit einer im Hohlraum im Gehäuse 3.2 angeordneten Leuchtquelle 2.2 und mit einer vorderen und hinteren linsenförmigen Verdickung 6.2, 7 und einem Reflektor 8 in einem Anwendungsfall (Verklebung eines Buchrückens) dargestellt. Der Strahlengang ist mit gestrichelter Linie eingezeichnet, wobei erkennbar ist, dass durch die enge Fokussierung ein Maximum an Flächenleistung zur Erwärmung des Produktes 9 erreicht wird. Außerdem wird für eine hohe Gleichmäßigkeit der Verklebung durch die zonale Begrenzung des Abstrahlungsfeldes gesorgt. Die Brennweite F ergibt sich nach Gleichung (1) mit A=5-6, B=18-20, C=20-22, D=8-9 und nach Gleichung (2) mit R1 χ = f .
H - 2 r sowie den Werten nach Gleichung (6) bis (7) unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse.
Bei bestimmten, besonders kostengünstigen Wärmestrahlern kann das Gehäuse anstelle der Verdickung 7 auf seiner Rückseite einen nach außen gewölbten, aufgesetzten Ausgleichskörper aufweisen, auf dem der Reflektor bündig aufliegt.
Im Gegensatz zu dem beim erfindungsgemäßen Wärmestrahler mit einem Reflektor- Umschlingungswinkel ß von 180° bis 240° erzeugten engen Abstrahlfeld zeichnet den Wärmestrahler aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 4 eine hohe Wärmeverlustleistung infolge des großen Reflektorumschlingungswinkels ß von 340° bis 355° und infolge der fehlenden vorderen/hinteren Linsen aus. Dort ist der Reflektor 8.1 weit um die Gehäusefläche des Strahlers herumgezogen, so dass nur ein kleiner Öffnungswinkel für den austretenden Wärmestrahl, der auf einen Buchrücken 9.1 gerichtet ist, übrig bleibt. Der Rest der nicht austretenden Strahlen wird innerhalb des Strahlers als Wärme verbraucht, weshalb dieser dann zusätzlich gekühlt werden muss.
Der Öffnungswinkel (und damit die Abstrahlfläche 5) des erfindungsgemäßen Strahlers gemäß Fig. 3 mit linsenförmiger Verdickung 6.2 und 7 ist also um das zehnfache größer, wodurch die installierte Leistung bei gleicher erzielter Wirkung auf einen kleinen Bruchteil reduziert werden kann. Dadurch erschließen sich andere, energieintensive Wärmeanwendungen, wie z. B. Löten oder Schweißdrahtvorwärmung. Figur 5 zeigt im Abschnitt A einen Mehrzonenstrahler bestehend aus sechs einzelnen Wärmestrahlern 10 bis 15, deren Wärmeaustrittsflächen parallel zum Aufheizgut 16 angeordnet sind. Ein am oberen Abschnitt des Aufheizgutes 16 angeordnetes Gewinde 17 liegt außerhalb des Abstrahlungsfeldes der Wärmestrahler 10 bis 15. Dieser Bereich bleibt von der Wärmestrahlung unberührt, weil der erfindungsgemäß ausgebildete Wärmestrahler einen geringen Abstrahlkegel aufweist und damit ein scharf begrenztes Temperaturprofil gemäß Fig. 5 B auf der Oberfläche des Aufheizgutes 16 ermöglicht. Im Abschnitt C der Fig. 5 ist das Aufheizgut nach der Verformung im Maßstab 1 :5 dargestellt.
Ferner ist als durchgezogene Linie mit breiter Strichstärke das zum erfindungsgemäß ausgebildeten Mehrzonenstrahler gehörende resultierende Gesamt-Temperaturprofil im Abschnitt B der Figur 5 dargestellt. An diesem Verlauf des Temperaturprofils erkennt man, dass genau begrenzte Temperaturzonen ausgebildet sind, so dass das Gesamt- Temperaturprofil des Mehrzonenstrahlers über die Fokussierung der einzelnen Wärmestrahler einstellbar ist. Dadurch kann die Temperatursteuerung des Aufheizguts gezielt, z.B. für eine Verjüngung (oder Einschnürung) im Griffbereich des flaschenförmig ausgebildeten Aufheizgutes erfolgen.
Im Vergleich dazu ist in Abschnitt A der Figur 6 ein Mehrzonenstrahler nach dem Stand der Technik mit zugehörigem Gesamt-Temperaturprofil dargestellt. Da die Abstrahlfelder der Wärmestrahler 20 bis 25 stark überlappen, benötigt man sogenannte Schottbleche, die wassergekühlt sind, um die Wärmeeinflusszone zu begrenzen. Beispielsweise ist ein Schottblech 26 zur Abschirmung des Gewindes 27 im oberen Bereich des Aufheizgutes 16 angeordnet. Mit dieser Einrichtung lässt sich ein genau einstellbares Temperaturprofil nicht verwirklichen, so dass eine wie im Abschnitt C der Fig. 6 dargestellte wellige Oberfläche nach der Verformung des Aufheizgutes 16 resultiert. Durch die Maßstabsänderung auf 1 :5 verkleinert sich in der Darstellung „C" das unverformte Gewinde 27.
In Figur 7 sind die Temperaturprofile des Mehrzonenstrahlers gemäß der Erfindung als Kurvenverlauf 28 mit dem gemäß dem Stand der Technik erhaltenen Kurvenverlauf 29 verglichen. Es zeigt sich, dass durch die erhöhte Temperatur 30 in den Bereichen großer Verformung und die niedrigeren Temperaturen 31 in den Bereichen niedriger Verformung das Potential des Aufheizgutes durch Einstellung der für die jeweilige Verformung günstigen Temperaturprofils besser genutzt werden kann, so dass die erfindungsgemäße Anordnung dem Stand der Technik in der Kontrolle des Aufheizprozesses und des Verformungsprozesses überlegen ist. Es können sehr scharfkantige Konturen auf der Oberfläche des Aufheizgutes abgebildet werden. Zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Wärmestrahler sind die Strahlengänge eines konventionellen Rundrohrstrahlers mit Reflektor 41 sowie eines konventionellen Doppelrohrstrahlers mit Reflektor 42, 43 in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Man erkennt, dass der Abstrahlwinkel bei einem konventionellen Rundrohrstrahler etwa 180° bei gleichmäßiger Strahlungsverteilung beträgt. Beim konventionellen Doppelrohrstrahler mit Reflektor liegt der Abstrahlwinkel ebenfalls bei etwa 165°, es ergibt sich jedoch durch reflektierte Strahlung ein Bereich mit erhöhter Abstrahlleistung, wobei aufgrund der Reflektorform ein Teil der Strahlung so lange im Strahler hin und her reflektiert wird, so dass bis die Strahlungsenergie komplett in Verlustwärme umgewandelt wurde. Nachteilig ist ferner, dass ein Großteil der emittierten Leistung über den gesamten Abstrahlwinkel gestreut wird und daher nicht zur Erhöhung der maximalen Einstrahlleistungsdichte beitragen kann.
Durch den Strahler mit dem parabelförmigen Reflektor wird in Verbindung mit darauf abgestimmten Linsen erreicht, dass aufgrund des optimierten Strahlenganges weniger Strahlungsleistung durch Hin- und Herreflektieren in Wärme umgewandelt wird, die dann durch erhöhte Kühlleistung abgeführt werden muss, da die Reflektorschicht keine beliebig hohen Temperaturen verträgt.
Durch das Integrieren der Linse in den Strahler wird annähernd die gesamte austretende Strahlung zur Mitte des Strahlers gebrochen. Dadurch entsteht ein langer Abstrahlkegel, der gegenüber den anderen Strahlern aufgrund der Bündelung der Strahlen eine deutlich höhere Einstrahlleistungsdichte erzeugt.
Ein weiterer Vorteil ist es, dass aufgrund der scharfen Abgrenzung des Strahlungskegels es möglich ist nur bestimmte Zonen des Produktes gezielt zu erwärmen und so z.B. ein Temperaturprofil im Produkt zu erzeugen. Die Linse erzeugt einen Brennpunkt, in dem die Leistungsdichte extrem ansteigt. Diese Fokussierung hat für bestimmte Anwendungen Vorteile z.B. bei der Schweißdrahtvorheizung.
Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmestrahler in Stabform verläuft der Brennpunkt als Linie oder Rechteck dessen Breite zu dem Strahlerdurchmesser in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,5 steht, für spezielle Anwendungsfälle bis zu 1 ,0. Bei einer integrierten Linse ist das Gehäuse im Bereich der Austrittsfläche linsenförmig verdickt. Es können aber auch aufgesetzte Ausgleichskörper auf dem Gehäuse angebracht werden, was insbesondere auf der Rückseite des erfindungsgemäßen Wärmestrahlers von Vorteil ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist. Dies bedeutet, dass der Strahlengang nicht durch Zwischenschichten, beispielsweise durch Luftspalte oder durch andere Materialien gestreut oder gebrochen wird, sondern mit hoher Leistungsausbeute innerhalb des wirksamen Reflektionsbereiches des Wärmestrahlers gehalten wird.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle (2), einem Gehäuse (3) und einem Reflektor (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) für die Leuchtquelle (2) aus einer die gesamte Länge der Leuchtquelle überdeckenden und die Leuchtquelle allseitig umgebenden Glashülle gebildet wird, dass die Glashülle eine Strahlungsaustrittsfläche (5) auf der Vorderseite und eine
Reflektorfläche (4) an der Rückseite aufweist, dass die Glashülle an der Vorder- und/oder Hinterseite eine linsenförmige nach außen gewölbte Verdickung (6, 7) aufweist, dass die Verdickung (6, 7) aus einer konvexen Linse besteht, wobei die reflektierten Strahlen in einem linienförmigen Fokus gebündelt sind, dass zwischen der Strahlungsaustrittsfläche (5) und dem Reflektor ein Hohlraum existiert, in dem die Leuchtquelle (2) angeordnet ist, dass die Leuchtquelle (2) in Stabform, Bandform oder als Wendel ausgebildet ist und dass die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist.
2. Wärmestrahler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (4.1) im Querschnitt gesehen parabelförmig ausgebildet ist.
3. Wärmestrahler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor im Querschnitt gesehen elliptisch, kreisförmig oder kreissegmentförmig ausgebildet ist.
4. Wärmestrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3.1) bündig bis zur Strahlungsaustrittsfläche (5) von einer Reflektorfläche (4.1) umschlossen ist, wobei als Zwischenschicht auf die Glashülle eine die kurzwellige Strahlung absorbierende Beschichtung aufgetragen ist.
5. Wärmestrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Querschnitt gesehen oval oder elliptisch ausgebildet ist, wobei sich die Brennweite F nach der Kontur der linsenförmigen Verdickung aus nachfolgender Gleichung ergibt:
(1) 2H - r
F =
Ax3+Bx2+Cx+D
(2) R1, R2, R3 x = f .
H - 2 r
(3) Ri = äußere Krümmungsradius der linsenförmigen Verdickung
(4) R2 = innerer Krümmungsradius der linsenförmigen Verdickung
(5) R3 = Krümmung des Reflektors
(6) H = Höhe des Wärmestrahler-Gehäuses
(7) r = oberer oder unterer Radius des Gehäuses
6. Wärmestrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ovalen Hohlraum das Längen- zu Breitenverhältnis l/b = 1 ,3 - 2,5 beträgt.
7. Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle, einem Gehäuse und einem Reflektor, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse für die Leuchtquelle aus einer die gesamte Länge der Leuchtquelle überdeckenden und die Leuchtquelle allseitig umgebenden Glashülle gebildet wird, dass die Glashülle eine Strahlungsaustrittsfläche auf der Vorderseite und eine
Reflektorfläche an der Rückseite aufweist, dass das Gehäuse bündig bis zur Strahlungsaustrittsfläche von einer
Reflektorfläche umschlossen ist, dass zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und dem Reflektor ein Hohlraum existiert, in dem die Leuchtquelle angeordnet ist, dass die Leuchtquelle in Stabform, Bandform oder als Wendel ausgebildet ist, dass der Reflektor im Querschnitt gesehen parabelförmig ausgebildet ist, dass die Rückseite des Wärmestrahlers mit einer Reflektionsschicht versehen ist und dass die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist.
8. Mehrzonenstrahler bestehend aus mindestens drei Wärmestrahlern nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zum jeweiligen Wärmestrahler gehörenden Abstrahlungsfelder teilweise überdecken.
9. Mehrzonenstrahler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstrahlungsfeld der Wärmestrahler zur Erzeugung eines Temperaturprofils auf der Oberfläche eines Aufheizgutes ein den jeweils eingestellten Strahlungsleistungen der einzelnen Wärmestrahler entsprechendes Intensitätsprofil aufweist.
10. Mehrzonenstrahler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsaustrittsflächen der Wärmestrahler parallel und im Abstand von 2 bis 10 H zur Oberfläche des Aufheizgutes ausgerichtet sind mit H = Höhe des Wärmestrahlers.
EP06722810A 2005-04-20 2006-04-20 Wärmestrahler Expired - Fee Related EP1897410B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510018454 DE102005018454A1 (de) 2005-04-20 2005-04-20 Wärmestrahler
PCT/DE2006/000692 WO2006111151A1 (de) 2005-04-20 2006-04-20 Wärmestrahler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1897410A1 true EP1897410A1 (de) 2008-03-12
EP1897410B1 EP1897410B1 (de) 2008-11-12

Family

ID=36644862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06722810A Expired - Fee Related EP1897410B1 (de) 2005-04-20 2006-04-20 Wärmestrahler

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1897410B1 (de)
DE (3) DE102005018454A1 (de)
WO (1) WO2006111151A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101951705A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 广东格兰仕集团有限公司 发热管

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US606792A (en) * 1898-07-05 Electric radiator
FR777012A (fr) * 1933-10-31 1935-02-09 Perfectionnements aux lampes électriques d'éclairage
FR829585A (fr) * 1937-11-19 1938-06-30 Appareil d'éclairage
DE1817548U (de) * 1960-06-29 1960-09-01 Accumulatoren Fabrik Ag Gluehbirne mit eingebautem reflektor.
DE2413111A1 (de) * 1974-03-19 1975-10-09 Cima International Distributio Lampe fuer bildwurfeinrichtungen
NL7405071A (nl) * 1974-04-16 1975-10-20 Philips Nv Gloeilamp met infrarood filter.
DE3248740C2 (de) * 1982-12-31 1995-04-13 Hans Fritz Heizstrahler
DE4021798A1 (de) * 1990-07-09 1992-02-06 Heraeus Quarzglas Infrarotstrahler mit geschuetzter reflexionsschicht und verfahren zu seiner herstellung
US5276763A (en) * 1990-07-09 1994-01-04 Heraeus Quarzglas Gmbh Infrared radiator with protected reflective coating and method for manufacturing same
DE4438870B4 (de) * 1994-11-03 2004-11-11 Heraeus Noblelight Gmbh Infrarotstrahler mit langgestrecktem Widerstandskörper als Strahlenquelle
FR2732181A1 (fr) * 1995-03-21 1996-09-27 Thermal Quartz Schmelze Projecteur de rayonnement et panneau radiant
DE10029437B4 (de) * 2000-06-21 2005-11-17 Heraeus Noblelight Gmbh Infrarotstrahler und Verfahren zum Betreiben eines solchen Infrarotstrahlers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006111151A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1897410B1 (de) 2008-11-12
DE502006002083D1 (de) 2008-12-24
DE102005018454A1 (de) 2006-11-09
WO2006111151A1 (de) 2006-10-26
DE112006001693A5 (de) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2727907C2 (de)
DE2133719C3 (de) Operationsleuchte
DE60033815T2 (de) Optisches System zum Bündeln und Konzentrieren mit Kaskadenförmig arbeitenden Parabolreflektoren
WO2014094017A1 (de) Leuchteinheit für einen scheinwerfer
DE112007002109T5 (de) Wellenleiter für Kunststoffschweißen unter Verwendung einer inkohärenten Infrarot-Lichtquelle
DE19912544B4 (de) Infrarotstrahler und Verfahren zur Erwärmung eines Behandlungsgutes
DE4202944C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen eines Materials
DE69401164T2 (de) Fahrzeugscheinwerfer mit einem ellipsoid-ähnlichen Reflektor
EP2226180A1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen mit teiltransparentem Strahler
DE10024963A1 (de) Strahlungsanordnung sowie deren Verwendung und Verfahren zur Behandlung von Oberflächen
EP1897410B1 (de) Wärmestrahler
WO2003021173A1 (de) Uv-bestrahlungsvorrichtung
DE3823670A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erwaermen von vorformlingen
DE19909542A1 (de) Lampen- und Reflektoranordnung
EP3406819A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum thermischen verbinden von abdichtungsbahnen und -streifen
EP2987621B1 (de) Vorrichtung mit aufsteckbarem reflektor
DE10011378A1 (de) Hohllichtleiterleuchte mit indirekter Lichtabstrahlung
DE3122726A1 (de) "optische beleuchtungseinheit, insbesondere fuer scheinwerfer von kraftfahrzeugen"
DE3008773C2 (de) Nebelschlußleuchte für Kraftfahrzeuge
EP1902246B1 (de) Erfindung betreffend reflektorsysteme
DE19581852B4 (de) Strahlungsprojektor und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2320129A1 (de) Reflektorleuchte
AT146624B (de) Spiegelform und Spiegelkombination zur Steigerung der Intensität von Licht-, Wärme- und elektromagnetischen Strahlen.
DE19850865A1 (de) Lampen- und Reflektoranordnung
DE10357666B4 (de) Heizeinrichtung mit Strahlungsheizsystem und Verfahren zur Ansteuerung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20071130

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE

REF Corresponds to:

Ref document number: 502006002083

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20081224

Kind code of ref document: P

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20090813

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091103