Gasgefüllter Strahler

Abstract

 Bei einem Strahler, bestehend aus einem an beiden Enden verschlossenen Rohr (1) mit einer Gasfüllung, einer darin eingelagerten Heiz- oder Glühwendel (2), deren anschließende Drähte (3) sich durch die Enden des Rohres zu Anschlüssen (4) erstrecken, in die Stromzuführungen (5) münden, soll eine vereinfachte, vorzugsweise einseitige Stromzuführung und mit nur einem oder wenigen Strahlern die Bestrahlung einer größeren Fläche ermöglicht werden, weshalb das Rohr des Strahlers gebogen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Strahler, bestehend aus einem an beiden Enden verschlossenen Rohr mit einer Gasfüllung, einer darin angeordneten Heiz- oder Glühwendel, deren anschließende Drähte sich durch die Enden des Rohres hindurch zu Anschlüssen erstrecken, in die Stromzu­führungen münden.

[0002] Derartige Strahler sind bisher in Form eines geraden Stabes bekannt. Bei dieser Form besteht der Nachteil, daß wegen der von beiden Enden her erfolgenden Stromzufüh­rung die Leitungsführung kompliziert ist. Außerdem braucht man zur Bestrahlung, beispielsweise von Kochfeldern je nach Größe der zu bestrahlenden Fläche mehrere solche Strahler.

[0003] Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, Strahler zu entwickeln, die diese Nachteile nicht aufweisen, also eine vereinfachte, vorzugsweise einseitige Stromzufüh­rung ermöglichen und mit nur einem oder wenigen Strahlern die Bestrahlung einer größeren Fläche ermöglichen.

[0004] Diese Aufgabe wird allgemein dadurch gelöst, daß das Rohr des Strahlers gebogen ist, also eine Ringform aufweist.

[0005] Weitere Merkmale der Erfindung in Ausgestaltung dieses Grundgedankens enthalten die Unteransprüche.

[0006] Solche ringförmigen, z.B. als Infrarotstrahlungsquelle oder als Lichtquelle ausgebildeten bzw. verwendeten Strahler eignen sich besonders für den Einsatz in berüh­rungslosen Erwärmungsprozessen, insbesondere zum Heizen von Kreisflächen und Rohroberflächen sowie in flächenhaften Beleuchtungsgeräten. Es kann bei Kreisflächen durch eine Kombination von Einheiten ein sehr gleichmäßiges Temperaturprofil erzeugt werden. Rohr- bzw. Zylinderoberflä­chen können durch ein Durchschieben und gleichzeitiges Drehen des zu erwärmenden Rohres, Stabes oder anderen länglichen Körpers von dem oder den Strahlern sehr gleich­mäßig erwärmt werden.

[0007] Bei Verwendung einer Reflexionsschicht auf einem Teil der Strahleroberfläche kann auf einen zusätzlichen Reflektor verzichtet werden. Man kann auch durch Aufbringung einer licht- und/oder infrarotreflektierenden Schicht eine symmetrisch runde Strahlungsoberfläche erzeugen bzw. die symmetrische Temperaturverteilung bei runden Heizflächen noch verbessern.

[0008] Der grundsätzliche Aufbau von solchen Strahlern besteht in Glas-, Quarz- oder Quarzgutrohren, die verschiedene Durchmesser bzw. verschiedene Querschnittsform, z.B. rund, oval oder quadratisch haben können. Als Material für die Rohre kommt auch Keramik, z.B. Aluminiumoxyd, in Frage. Die Rohre können auf Ring- oder Schraubenwickel­maschinen für Glas- oder Quarz bzw. Quarzgut oder Keramik gewickelt werden. Die Art der Wicklung ergibt sich aus dem Verwendungszweck. Die Form des Rohres kann beispielswei­se ringförmig, doppelringförmig, spiralförmig oder omegaför­mig sein.

[0009] Als Strahlungsquelle dient die Heiz- oder Glühwendel, die im Rohr durch Stützelemente zentriert ist. Die Gasfül­lung besteht aus einem Inertgas oder Edelgas, z.B. Stick­stoff, Argon, Krypton, Xenon als Trägergas. Die kann Beimengungen von Halogenverbindungen zur Aufrechterhaltung eines Kreisprozesses enthalten, damit der Strahler auf der Innenoberfläche klar bleibt.

[0010] Die Reflexionsschicht auf der Oberfläche des Rohres kann sowohl aus einer dünnen Metallschicht als auch aus einer dünnen Metallkeramikschicht bestehen, wobei die Größe der beschichteten Fläche frei wählbar ist. Der Strahler kann auch teilweise mit einer Reflexionsschicht versehen sein, um die Strahlung in eine bestimmte Richtung zu konzentrieren. Die Schicht kann dabei ebenfalls metal­lisch sein, z.B. Gold oder auf keramischer Basis, z.B. Aluminiumoxyd oder Zirkoniumdioxyd.

[0011] Die Strahlerenden und Stromzuführungen können den erforder­lichen Einsatzzwecken angepaßt werden. Die Stromzuführung liegt in der Ebene der Rohrbiegung oder ist zu dieser Ebene z.B. unter einem Winkel von 90° abgewinkelt. Dabei muß durch geeignete Mittel eine Temperaturbegrenzung an den Enden der Strahler gewährleistet werden.

[0012] Die Montage solcher Strahler kann je nach Verwendungszweck beliebig erfolgen. Bei senkrechter Montage brauchen nur an den Strahlerenden Haltevorrichtungen vorgesehen werden. Bei waagerechter Montage ist zur Unterstützung der Strahlerenden noch eine Haltevorrichtung aus hochtempe­raturbeständigem Werkstoff, wie Keramik, vorzusehen.

[0013] Zum Zwecke der elektrischen Isolation können die Strahler­enden mit einer Keramik oder einem vergleichbaren tempera­turbeständigen Werkstoff versehen werden. Die Strahlungs­quelle, d.h. die Heiz- oder Glühwendel besteht aus hitzebe­ständigem Widerstandsmaterial, z.B. Wolfram. Die Strahlungs­quelle, d.h. die Heiz- oder Glühwendel ist durch Stützele­mente im Rohr zentriert. Diese Stützelemente bestehen aus einem hitzebeständigen Material, z.B. Wolfram, Molybdän, Tantal. Der Strahler, d.h. das gasgefüllte Rohr ist luftdicht abgeschlossen. Der Strahler, d.h. das Rohr kann klar oder mattiert sein, z.B. durch Sandstrahlung.

[0014] In den Fig. 1 bis 16 der Zeichnung sind jeweils in Ansicht von vorn und in Ansicht von der Seite verschiedene Ausfüh­rungsformen der Erfindung dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung im Einzelnen beschrieben.

[0015] Die Figur 1 zeigt einen im wesentlichen ringförmigen Strahler mit einem Rohr 1, das in Kreisform über einen Winkel von weniger als 360° gebogen ist und in seinem Inneren eine Heiz- oder Glühwendel 2 enthält, an die sich Drähte 3 anschließen, die in elektrischen Anschlüssen 4 enden. Von diesen gehen die Stromzuführungen 5 ab. Das Rohr 1 liegt im wesentlichen in einer Ebene und die Stromzuführungen 5 zweigen davon aus dieser Ebene heraus, z.B. senkrecht, ab.

[0016] Die Ausführung nach Figur 2 entspricht im wesentlichen der nach Figur 1 mit dem Unterschied, daß die Stromzuführun­gen sich etwa in der Ebene des Rohres 1 erstrecken.

[0017] Die Figur 3 zeigt bei grundsätzlich gleichem Aufbau wie nach Figur 1 und 2, daß die Enden des Rohres 1a etwa senkrecht aus der Ebene des Rohres herausgebogen sind. Die Stromzuführungen 5 können sich von den Anschlüssen 4 vom Rohr 1 weg und anschließend parallel zu den Rohrenden erstrecken.

[0018] Die Ausführung nach Figur 4 unterscheidet sich von der nach Figur 3 dadurch, daß die Stromzuführungen 5 sich von den Anschlüssen 4 nach der Seite erstrecken.

[0019] Gemäß Figur 5 ist das Rohr 1b schraubenförmig über einen Winkel von etwas mehr als 360° gebogen, was eine dichtere Bestrahlung als nach den vorhergehenden Ausführungen ermöglicht. Die Stromzuführungen 5 erstrecken sich von den Anschlüssen 4 etwa in Richtung der Schraubenhöhe.

[0020] Gemäß Figur 6 ist die letztgenannte Ausführung dadurch abgewandelt, daß sich die Stromzuführungen 5 von den Anschlüssen 4 aus etwa in den durch die Anschlüsse 4 bestimmten Ebenen erstrecken.

[0021] Eine abgeänderte Ausführung mit einem halbringförmigen Strahler zeigt Figur 7. Das Rohr 1c ist dazu etwa halbkreis­förmig gebogen, seine Enden sind etwa senkrecht zur Ebene des Rohres 1c herausgebogen, die Wendel 2a ist verkürzt und die Stromzuführungen 5 erstrecken sich von den Anschlüssen 4 aus entweder auf das Rohr 1c zu oder von diesem weg.

[0022] Gemäß Figur 8 ist die Ausführung nach Figur 7 dadurch abgeändert, daß sich die Stromzuführungen 5 von den Anschlüssen 4 seitlich erstrecken.

[0023] Figur 9 zeigt eine Abwandlung davon, bei der das Rohr 1d etwa sinusförmig gebogen ist und in seinem etwa kreisför­migen Mittelteil die Heiz- oder Glühwendel 2a enthält. Die Stromzuführungen 5 gehen von den Anschlüssen 4 etwa in der Ebene des Rohres 1d weg.

[0024] Diese Ausführungsform ist nach Figur 1o dadurch abgeändert, daß sich die Stromzuführungen 5 von den Anschlüssen 4 aus der Ebene des Rohres 1d etwa senkrecht erstrecken.

[0025] Nach Figur 11 kann ein solcher Strahler sich auch über einen Winkel von weniger als 180° erstrecken. Das Rohr 1e ist entsprechend gebogen. Die Stromzuführungen verlaufen etwa in der Ebene des Rohres 1e. Wie bei den vorstehend dargestellten Ausführungen kann sich nach Figur 12 die Lage der Stromzuführungen 5 auch aus den Ebenen des Rohres 1e herauserstrecken.

[0026] Für die Bestrahlung größerer Flächen eignet sich die Ausführung nach Figur 13 mit einer als geschlossener Kurvenzug ausgebildeten Doppelringanordnung. Das Rohr 1f ist dazu wie nach der Zeichnung vom ersten Anschluß 4 etwa in Halbkreisform gebogen, wird dann nach innen gewendet und erstreckt sich innen in einem engeren Halbkreis in Richtung auf die Anschlüsse, vervollständigt aber die Kreisform, bis es bei der Abbiegung von innen nach außen in einem weiten, zum ersten spiegelbildlich verlaufen­den Halbkreis weiter geführt wird, um schließlich etwa parallel zum Anfangsstück zum zweiten Anschluß 4 zu verlaufen. Die Heiz- oder Glühwendel 2b ist entsprechend geformt und besitzt eine geeignete Länge. Die Stromzuführun­gen 5 verlaufen von den Anschlüssen 4 aus der Ebene des Rohres 1f etwa senkrecht heraus.

[0027] Dieselbe Grundform findet auch Verwendung bei der Ausführung nach Figur 14, wo nur die Stromzuführungen 5 von den Anschlüssen 4 aus etwa in der Ebene des Rohres 1f verlaufen.

[0028] Bei der Ausführungsform nach Figur 15, die grundsätzlich den gleichen Aufbau wie nach Figur 14 aufweist, sind die Enden des Rohres 1f etwa senkrecht aus der Ebene des Rohres herausgebogen, wobei die Stromzuführungen 5 sich von den Anschlüssen 4 vom Rohr 1f weg erstrecken.

[0029] Bei der Ausführung nach Figur 16, die im Aufbau der nach Figur 1 entspricht, ist eine Reflexionsschicht 6 am oder im Rohr 1 angebracht. Diese Reflexionsschicht kann auch bei den übrigen Ausführungen mit Vorteil verwendet werden, denn sie spart einen separaten Reflektor ein.

Ansprüche

1. Strahler, bestehend aus einem an beiden Enden verschlos­senen Rohr mit einer Gasfüllung, einer darin eingelager­ten Heiz- oder Glühwendel, deren anschließende Drähte sich durch die Enden des Rohres zu Anschlüssen er­strecken, in die Stromzuführungen münden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1 bis 1f) des Strahlers gebogen ist.

2. Strahler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1) kreisförmig gebogen ist. (Fig. 1 bis 4)

3. Strahler nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Biegung des Rohres (1) über einen Winkel von weniger als 360° erstreckt. (Fig. 1 bis 4)

4. Strahler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnt,
daß das Rohr (1b) schraubengangförmig, vorzugsweise über einen Winkel von 360° oder mehr, gewunden ist. (Fig. 5 und 6)

5. Strahler nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1c) über einen Winkel von 180° gebogen ist. (Fig. 7 und 8)

6. Strahler nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1d, 1e) über einen Winkel von weniger als 180° gebogen ist. (Fig. 9 bis 12)

7. Strahler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1f) in einem einzigen geschlossenen Linienzug zu zwei oder mehr ineinanderliegenden Kreis­bogen gebogen ist. (Fig. 13, 14, 15)

8. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrenden in der Ebene der Rohrbiegung aus dieser herausgebogen sind. (Fig. 1, 2, 9, 1o, 13, 14 , 15)

9. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrenden etwa senkrecht zur Ebene der Rohrbie­gung aus dieser herausgebogen sind. (Fig. 3, 4, 7, 8)

1o. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromzuführungen (5) annähernd in der Ebene der Rohrbiegung in die Anschlüsse (4) einmünden. (Fig. 2, 9, 11, 14)

11. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromzuführungen (5) außerhalb der Ebene der Rohrbiegung, vorzugsweise senkrecht dazu, in die Anschlüsse (4) einmünden. (Fig. 1, 3, 4, 7, 8, 1o, 12, 13)

12. Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im oder am Rohr (1 bis 1f) angeordnete Reflexionsschicht (6). (Fig. 15)

13. Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Infrarot-Reflexionsschicht.

14. Strahler nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflexionsschicht (6) aus einer dünnenMetall- oder Metallkeramikschicht besteht.

15. Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasfüllung ein Inertgas ist.

16. Strahler nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Inertgas geringe Beimengungen von Halogenverbin­dungen beigegeben sind.

17. Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrenden mit einem isolierenden, temperaturbe­ständigen Werkstoff, wie Keramik, versehen sind.

18. Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (1 bis 1f) aus Glas, Quarz, Quarzgut oder Keramik besteht.

Zeichnung