[發(fā)明專利]紅外輻射器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780058102.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN109844902B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·齊辛;M·霍尼格;L·加布;J·韋伯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賀利氏特種光源有限公司
• 主分類號(hào): H01K1/10
• 分類號(hào): H01K1/10;H01K1/14;H01K1/18;H01K3/02;H05B3/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉丹;吳鵬

本發(fā)明涉及一種紅外輻射器，該紅外輻射器具有由石英玻璃構(gòu)成的套管，該套管包圍作為發(fā)出紅外輻射的元件的熱絲，該熱絲通過電流通路在套管外與電聯(lián)接部連接。為了改善壽命和功率密度，根據(jù)本發(fā)明提出，熱絲包括載體板，該載體板具有由電絕緣材料構(gòu)成的表面，所述表面被敷設(shè)有由在電流流經(jīng)時(shí)發(fā)熱的材料構(gòu)成的導(dǎo)體線路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外輻射器，該紅外輻射器具有由石英玻璃構(gòu)成的套管，該套管包圍作為發(fā)出紅外輻射的元件的熱絲，該熱絲通過電流通路在所述套管外與電聯(lián)接部連接。

在本發(fā)明范疇中的紅外輻射器呈現(xiàn)出二維或三維輻射特性；該紅外輻射器例如用于塑料的聚合或漆的硬化或使被加熱物品上的顏料干燥，還用于在半導(dǎo)體或光伏產(chǎn)業(yè)中的半導(dǎo)體晶片的熱處理。

背景技術(shù)

已知的紅外輻射器在由玻璃構(gòu)成的套管中具有作為熱導(dǎo)體或熱絲的螺旋形的電阻絲或電阻帶。該電阻絲或電阻帶不與套管接觸、或基本上不與套管接觸。從電阻絲至套管的熱傳遞主要通過熱輻射實(shí)現(xiàn)。也被稱為熱絲的熱導(dǎo)體作為被電流流過的燈絲、熱絲或螺旋形絲用在白熾燈、紅外輻射器或爐子中，并且通常以長(zhǎng)形延伸的形狀作為平的或圍繞其縱軸線扭轉(zhuǎn)或螺旋卷曲的帶材存在。基于碳纖維的熱絲在同時(shí)具有較高電阻的情況下呈現(xiàn)出良好的機(jī)械穩(wěn)定性，并且該熱絲允許較快的溫度變化。

在這種類型的紅外輻射器中，由電阻材料構(gòu)成的電阻元件形成輻射器的發(fā)出實(shí)際的紅外輻射的元件。由石英玻璃構(gòu)成的套管對(duì)于紅外輻射來說基本上是可穿透的，使得由電阻元件發(fā)出的輻射在無大的輻射損失的情況下被傳遞到被加熱物品。

在電特性方面應(yīng)當(dāng)特別重視熱絲的電阻。一方面，電阻應(yīng)當(dāng)即使在負(fù)荷下也隨時(shí)間的推移而保持恒定，另一方面，電阻應(yīng)當(dāng)盡可能地高，以便短的熱絲長(zhǎng)度同樣能在常規(guī)電壓(例如230V)下運(yùn)行。

對(duì)于帶狀熱絲，名義電阻原則上可通過橫截面來調(diào)節(jié)，尤其可通過帶材的厚度來調(diào)節(jié)。然而，由于機(jī)械強(qiáng)度和預(yù)定的最低壽命，帶材厚度的減小是有限制的。尤其當(dāng)熱絲在使用中被施加高機(jī)械負(fù)載時(shí)，例如對(duì)于1m或更長(zhǎng)的長(zhǎng)輻射長(zhǎng)度，這種限制便很明顯了。

例如由DE 100 29 437 A1已知具有帶狀的碳熱絲的紅外輻射器。螺旋形的碳帶與由石英玻璃構(gòu)成的套管的壁間隔開并且沿著該套管的中軸線布置。在碳帶的端部處設(shè)置有具有端子接線片的接觸部，其穿過套管的夾緊區(qū)域延伸至外部的電聯(lián)接部。套管的內(nèi)部在裝配時(shí)被抽真空，以避免由于氧化引起的加熱元件電阻變化。由于螺旋形碳帶的表面積大，所以碳輻射器的功率密度比具有金屬加熱元件的紅外輻射器更高。就此而言，該碳輻射器原則上還適合于其中輻射器長(zhǎng)度被限制為小于一米的應(yīng)用。然而問題在于，由于所述帶呈螺旋形而使輻射特性并不是完全均勻的，而是存在有功率密度更高的區(qū)域(所謂的熱點(diǎn))和功率密度更低的區(qū)域(冷點(diǎn))。這一點(diǎn)在其尤其被用于面輻射器時(shí)必須通過以下方式被加以考慮：通過與被輻射物品的更大的間距實(shí)現(xiàn)更高的輻射均勻性。然而，該措施影響到到輻射器的效率成本。

除了具有碳熱絲的紅外輻射器之外，還已知具有所謂的(康泰爾)加熱元件的輻射器。該輻射器顯示出寬帶的紅外光譜并且一般在直至1000℃的溫度下運(yùn)行。輻射特性中缺乏均勻性的缺點(diǎn)類似于針對(duì)具有碳熱絲的輻射器描繪的缺點(diǎn)。

例如，由US3699309已知具有康泰爾絲的紅外加熱器?？堤柦z位于由玻璃構(gòu)成的套管中，并且支撐到由陶瓷纖維材料(Al₂O₃–SiO₂)構(gòu)成的具有半圓形橫截面的柱狀桿上。通過該支撐避免康泰爾絲的“熱點(diǎn)”。其缺點(diǎn)在于，紅外輻射器的輻射區(qū)域不再與套管周向相對(duì)應(yīng)地沿周向延伸360°，而是減少了與支撐桿的康泰爾絲接觸的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種紅外輻射器，該紅外輻射器具有單位面積的高輻射功率，尤其具有高表面比電阻/表面電阻，使得該紅外輻射器還可在1m或更短的短輻射長(zhǎng)度的情況下以工業(yè)上通常的230V的電壓運(yùn)行，并且在此情況下具有長(zhǎng)的壽命。