EP0895032A1 - Radiant heater - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahlungsheizgerät mit einem Gehäuse, mit mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Reflektor, mit einer Auslaßöffnung und mit einem dem Reflektor zugeordneten Hochtemperatur-Heizstrahler.The invention relates to a radiant heater with a housing with at least one reflector arranged in the housing, with an outlet opening and with a high-temperature radiant heater assigned to the reflector.
Hochtemperatur-Heizstrahler werden wegen ihrer hohen Temperaturen von
ca. 2000°K bis 2800°K in einem geschlossenen Hüllrohr betrieben, da sie in
normaler Atmosphäre nicht mehr verzunderungsfrei brennen können, wie z.B.
Kanthalstrahler bis ca. 1500°K. Derartige Hüllrohre bestehen in der Regel aus
Quarz. Ein übliches Strahlermaterial ist z.B. Wolfram mit Temperaturen von
ca. 2000°K bis 2800°K. Ein Vorteil derartiger Hochtemperatur-Heizstrahler ist, daß
die gleiche Heizleistung mit zunehmender Temperatur aus einer kleineren
Brennergröße zu erzielen ist (kleine Abmessungen des Heizsystems). Ein weiterer
Vorteil zunehmend kompakterer Strahlungsquellen ist die bessere Fokussierbarkeit
und damit effizientere gezielte Strahlungsverteilung (lokal begrenzte
Strahlungsheizung). Hand in Hand damit geht jedoch der Nachteil, daß mit
zunehmender Temperatur ab ca. 2000°K der Lichteindruck verstärkt wird, die
Blendung unangenehm zunimmt und auch der Eindruck der Gefährlichkeit vermittelt
wird, z.B. Brandgefahr. Ab dieser Temperatur von ca. 2000°K sind daher
Maßnahmen zur Reduktion des Lichtanteils in der Regel unerläßlich. In diesen
nachfolgend beschriebenen Maßnahmen unterscheiden sich im wesentlichen die
derzeit bekannten Systeme:
Alle diese Lösungen sind technisch erprobt und Stand der Technik, leiden aber in der Regel entweder an einer Begrenzung der Leistungsdichte nach oben, weil ein lichtabsorbierendes Bauteil seine Temperatur-Belastungsgrenze erreicht, und an erhöhten Zusatzkosten für die Maßnahme der Lichtdämpfung. Ein Zusatzproblem ist die erhöhte Leuchtdichte des Strahlers selber, die der Betrachter in der Regel direkt sieht, auch wenn der gesamte Lichteindruck durch die Lichtdämpfungsmaßnahmen akzeptabel niedrig sein kann. Dieser Eindruck laßt sich nur durch bekannte Zusatzmaßnahmen zur Verringerung der Leuchtdichte verbessern (frosted lamps, brechende Strukturen in der Abdeckung oder spezielle hoxagonale Reflexionsgitter-Strukturen). Schließlich vermitteln alle Hochtemperaturstrahler ohne eine solide Abdeckung den Eindruck einer mechanischen Verletzbarkeit des Strahlers selber, z.B. durch mechanische Einwirkung oder durch thermischen Schock (Spritzwasser).All of these solutions are technically proven and state of the art, but suffer in usually either because of an upward limitation of the power density light-absorbing component reaches its temperature load limit, and on increased additional costs for the measure of light attenuation. An additional problem is the increased luminance of the spotlight itself, which the viewer usually directly sees, even if the entire light impression through the light attenuation measures can be acceptably low. This impression can only be obtained through known ones Improve additional measures to reduce luminance (frosted lamps, refractive structures in the cover or special hoxagonal Reflection grating structures). After all, all high-temperature lamps transmit without a solid cover gives the impression of mechanical vulnerability of the spotlight yourself, e.g. by mechanical action or by thermal shock (Water splash).
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit wenig Aufwand ein gegen mechanische Beschädigungen geschütztes Strahlungsheizgerät zu schaffen, bei dem die Lichtdämpfung verbessert und damit die Blendung verringert ist. The present invention is therefore based on the task with little effort to create a radiation heater protected against mechanical damage, in which the light attenuation is improved and the glare is reduced.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Strahlungsheizgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Hochtemperatur-Heizstrahler, der Reflektor und die Auslaßöffnung so angeordnet sind, daß alle von dem Hochtemperatur-Heizstrahler ausgehenden Strahlen mindestens einmal reflektiert werden, bevor sie die Auslaßöffnung verlassen. Damit wird jegliche Direktsicht auf den Hochtemperatur-Heizstrahler und somit eine direkte Blendung verhindert. Alle Strahlen erreichen die Auslaßöffnung über mindestens eine Reflexion. Eine derartige Anordnung des Hochtemperatur-Heizstrahlers bedeutet, daß dieser außerdem gegen direkte mechanische Beschädigungen oder Berührungen geschützt ist, z.B. nicht direkt mittels irgendwelcher Gegenstände, z.B. Stricknadeln, erreichbar ist.This object is achieved according to the invention in a radiant heater type mentioned solved in that the high-temperature radiant heater, the Reflector and the outlet opening are arranged so that all of the High temperature radiant heaters reflecting outgoing rays at least once before leaving the outlet. This will open up any direct view the high-temperature radiant heater and thus prevents direct glare. All Rays reach the outlet opening via at least one reflection. Such Arrangement of the high temperature radiant heater means that this also against direct mechanical damage or contact is protected, e.g. Not directly by means of any objects, e.g. Knitting needles, is attainable.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 2. Bei dieser Ausgestaltung ist der Hochtemperatur-Heizstrahler optimal geschützt gegen das Hineinfallen von brennbaren Gegenständen. Spritzende Flüssigkeiten können den Hochtemperatur-Heizstrahler nur schwer erreichen.An advantageous embodiment of the object results from the features of claim 2. In this embodiment, the high-temperature radiant heater optimally protected against the falling of flammable objects. Splashing Liquids can hardly reach the high-temperature radiant heater.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 kann eine Optimierung der Strahlen im Hinblick auf die Auslaßöffnung erreicht werden.Due to the features of claim 3, an optimization of the rays in With regard to the outlet opening can be achieved.
Durch die Merkmale des Anspruches 4 erreicht man für Heizlampen mit ihrer maximalen Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 1 µm und mindestens 2,5 µm Reflexionsgrade von über 90%. Mit Reinaluminium wird aber auch der sichtbare Lichtanteil zu ca. 90% reflektiert, womit in einem solchen System eine unangenehme Blendung verbunden wäre.Due to the features of claim 4 for heating lamps with their maximum radiation in the wavelength range between 1 µm and at least 2.5 µm Reflectivities of over 90%. With pure aluminum, however, the visible becomes Approx. 90% of the light reflects, which is one in such a system unpleasant glare.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 kann die Blendung drastisch reduziert werden, ohne daß auch die Infrarot-Reflexion für die Heizstrahlung oberhalb von 1 µm Wellenlänge nennenswert reduziert wird. Eine derartige schwarze Eloxalschicht hat hochselektive Eigenschaften. Dies bedeutet, daß das Licht hochgradig gedämpft wird, während die Absorption im nahen Infrarot-Bereich sehr gering ist. Damit bleibt die Erwärmung des Reflektormaterials in beherrschbaren Grenzen.Due to the features of claim 5, glare can be drastically reduced be without the infrared reflection for the heating radiation above 1 µm wavelength is significantly reduced. Such a black anodized layer has highly selective properties. This means that the light is extremely dim becomes, while the absorption in the near infrared range is very low. In order to the heating of the reflector material remains within manageable limits.
Durch die Merkmale des Anspruch 6 wird eine Eloxalschicht beschrieben, die besonders hochselektive Eigenschaften besitzt. Das so beschriebene Eloxal hat ein hohes Reflexionsvermögen im Hauptstrahlungsbereich des Hochtemperatur-Heizstrahlers (Wellenlänge 1 µm bis 2,5 µm) und einem geringen Reflexionsgrad (typisch 7% bei einem Schwarzeloxal) im sichtbaren Wellenlängenbereich (0,4 µm bis 0,7 µm). Dabei erhält man bei einmaliger Reflexion eine ca. 15-fache Lichtdämpfüng, während die Wärmestrahlung nahezu ungehindert reflektiert wird. Ein sogenanntes Schwarz-Eloxal ist hervorragend geeignet für die Ausgestaltung des Reflektors, um die Lichtmenge erheblich zu reduzieren und um die Wärmestrahlung dennoch austreten zu lassen.The features of claim 6 describe an anodized layer that has particularly highly selective properties. The anodising described in this way has one high reflectivity in the main radiation area of the High temperature radiant heater (wavelength 1 µm to 2.5 µm) and a low one Reflectance (typically 7% for a black anodized) in the visible Wavelength range (0.4 µm to 0.7 µm). You get one reflection an approx. 15-fold light attenuation, while the heat radiation is almost unhindered is reflected. A so-called black anodized is ideally suited for the Design of the reflector to significantly reduce the amount of light and around to let the heat radiation escape.
In der Feinoptimierung der Reflektorgestaltung kommt es darauf an, die Erwärmung des Reflektors zu minimieren. Reinaluminium widersteht dabei Temperaturen bis ca. 400°C, hochselektive Eloxalschichten nur Temperaturen bis ca. 200°C. Mit den Merkmalen des Unteranspruchs 8 in Kombination mit dem Unteranspruch 7 erreicht man trotz ausreichender Lichtdämpfung eine geringere thermische Maximalbelastung des Reflektors, weil das relativ stärker absorbierende schwarze Eloxal in Bereichen geringerer Energiedichte eingesetzt wird.When it comes to fine-tuning the reflector design, it depends on the heating to minimize the reflector. Pure aluminum withstands temperatures up to approx. 400 ° C, highly selective anodized layers only temperatures up to approx. 200 ° C. With the Features of subclaim 8 in combination with subclaim 7 are achieved a lower maximum thermal load despite sufficient light attenuation of the reflector, because the relatively more absorbent black anodized in areas lower energy density is used.
Durch die Merkmale des Anspruches 9 erhält das Aluminium eine relativ dicke mechanische Schutzschicht. Selbst diese relativ dicke Schicht hat noch die oben genannten guten Reflexionseigenschaften im Bereich bis ca. 2,5 µm. Kräftigere Absorptionen gibt es bei diesen Eloxalschichtdicken von über 10 µm nur bei der Wellenlänge von ca. 2,8 µm (Wasserbande) und oberhalb von 7 µm (Eigenabsorption des Aluminiumoxyds). Due to the features of claim 9, the aluminum gets a relatively thick mechanical protective layer. Even this relatively thick layer still has the one above mentioned good reflection properties in the range up to about 2.5 microns. More powerful With this anodized layer thickness of more than 10 µm there is only absorption at the Wavelength of approx. 2.8 µm (water band) and above 7 µm (self-absorption of aluminum oxide).
Wenn man jedoch keine mechanische Schutzfunktion durch das Eloxal benötigt,
kann man bei Schichtdicken unter 10µm bleiben, wie dies im Anspruch 10
beschrieben ist. Damit bekommt man eine Verringerung der Absorption in den
beiden genannten Bereichen. Derartige dünne Eloxalschichten von weniger als 10 µm
können z.B. dann benutzt werden, wenn bei einem durch ein Öffnungsgitter
geschützten Strahlungsheizer keine mechanische Oberflächenhärtung des
Reflektormaterials benötigt wird. Derartige Schichten mit einer Dicke von unter
10 µm können sogar noch schneller aufgebracht werden als die üblichen Dicken von
10 µm bis 20 µm. Damit werden die Absorptionen bei 2,8 µm und oberhalb von 7 µm
verringert, was zu einer verringerten Erwärmung des Reflektormaterials führt.However, if you do not need a mechanical protective function due to the anodizing,
one can remain with layer thicknesses below 10 µm, as is the case in
Zur weiteren Begrenzung der Temperatur eignen sich z.B. die Merkmale der
Ansprüche 11 und 12. Die im Anspruch 12 genannten Öffnungsschlitze lassen die
warme Luft aus der Umgebung des Hochtemperatur-Heizstrahlers nach oben
entweichen, ohne daß dadurch die Strahlungsreflexion ungünstig beeinflußt wird.To further limit the temperature, e.g. the characteristics of
Außerdem kann die Temperatur begrenzt werden durch Erhöhung des rückwärtigen Emissionsgrades des Reflektors. Das unterstützt die Abstrahlung in Richtung der anderen inwendigen Gehäuseteile und ergänzt eine zusätzliche konvektive Kühlung.In addition, the temperature can be limited by increasing the rear Emissivity of the reflector. This supports the radiation in the direction of the other internal housing parts and complements additional convective cooling.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt ein Diagramm.In the drawing, an embodiment of the object according to the Invention shown schematically. Fig. 2 shows a diagram.
Das dargestellte Heizgerät besitzt ein Gehäuse 10 und einen in dem Gehäuse
angeordneten Reflektor 11, der aus zwei durch Schlitze 12 voneinander getrennte
Reflektorteile 13 und 14 besteht. In der Nähe des oberen Reflektorteiles 13 befindet
sich ein Hochtemperatur-Heizstrahler 15. Der Reflektor 11 mit seinen beiden Teilen
13 und 14 ist im Querschnitt etwa halbkreisförmig ausgebildet und besitzt im
unteren Bereich einen nach außen vorspringenden Trichter 16 mit einer
Auslaßöffnung 17, die durch ein Gitter 18 abgedeckt ist. Mit 19 ist ein
Bedienungspaneel bezeichnet.The heater shown has a
Je nach der gewünschten Strahlungsverteilung sind die Reflektorteile 13, 14 mit
Knickkanten 13a, 14a versehen. Die von dem Hochtemperatur-Heizstrahler
ausgehenden Strahlen 20a, b werden mindestens einmal reflektiert, bevor sie die
Auslaßöffnung 17 verlassen. Dazu ist die obenliegende innere Begrenzungskante 16a
des Trichters 16 wie folgt angeordnet: Die Verbindungslinie zwischen dem
Hochtemperatur-Heizstrahler 15 und der Begrenzungskante 16a trifft in ihrer
Verlängerung den Trichter 16 innerhalb oder an der außenliegenden unteren
Begrenzungskante 16b. Der Reflektor 11 besteht aus Reinaluminium. Das obere
Reflektorteil 13, in dessen Nähe sich der Hochtemperatur-Heizstrahler 15 befindet,
kann entweder blank oder eloxiert ausgeführt sein, während das untere Reflektorteil
14 zur Vermeidung der Blendung immer mit einer Eloxalschicht 14b versehen ist.
Für den Fall, daß das obere Reflektorteil 13 nicht eloxiert ist, werden im sichtbaren
Bereich die Strahlen 20a ebenfalls reflektiert, was jedoch wegen der mehrfachen
Reflexion nicht so stark ins Gewicht fällt. Dagegen werden die von dem
Reflektorteil 14 reflektierten Strahlen 20b in der Regel nur einmal reflektiert, so daß
zur Vermeidung der Blendung dieses Reflektorteil immer mit einer Eloxalschicht
14b versehen ist.Depending on the desired radiation distribution, the
Grundsätzlich läßt die dünne Eloxalschicht auf dem Reinaluminium des Reflektormaterials im sichtbaren Bereich noch Freiheiten für eine ansprechende Farbgebung zu, d.h. sie braucht nicht nur schwarz, sondern kann auch z.B. dunkelrot ausgeführt werden. Außerdem können die von außen sichtbaren Reflektorteile eine Hammerschlagstruktur aufweisen, durch welche der Leuchtdichteeindruck des verbleibenden sichtbaren Lichtanteils beim Anblick der Strahleröffnung weiter verringert wird. Basically, the thin anodized layer on the pure aluminum of the Reflector material in the visible area still freedom for an appealing Coloring too, i.e. it not only needs black, but can also e.g. run dark red. In addition, those visible from the outside Reflector parts have a hammer structure, through which the Luminance impression of the remaining visible light component when looking at the Radiator opening is further reduced.
Der erfindungsgemäße Reflektor 11 bietet eine günstige Verteilung des
Reflektormaterials, da bei der höchsten Leistungsdichte in der Umgebung des
Hochtemperatur-Heizstrahlers 15 Reinaluminium verwendet werden kann, während
das Eloxalmaterial überwiegend in den Bereichen mit geringer Leistungsdichte
eingesetzt wird.The reflector 11 according to the invention offers a favorable distribution of the
Reflector material, because at the highest power density in the vicinity of the
High temperature
Die Erfindung ermöglicht eine kostengünstige Herstellung eines Strahlungsheizgerätes, da einfache Standard-Bauteile, z.B. Standard-Heizstrahler, eingesetzt werden können und da dünne Eloxalschichten einfacher aufzubringen sind als dicke Standard-Eloxalschichten.The invention enables an inexpensive manufacture of a Radiant heater, since simple standard components, e.g. Standard radiant heater, can be used and because thin anodized layers are easier to apply as thick standard anodized layers.
Fig. 2 zeigt den Reflexionsverlauf R/% über der Wellenlänge λ/µm eines schwarzen Eloxals, das gemäß der Erfindung teilweise oder ganz auf dem Aluminiumreflektor eingesetzt wird. Es hat im Hauptstrahlungsbereich eines Hochtemperatur-Heizstrahlers (Wellenlänge etwa 1 µm bis 2,5 µm) ein hohes Reflexionsvermögen und im sichtbaren Wellenlängenbereich (etwa 0,4 µm bis 0,7 µm) ein geringes Reflexionsvermögen (unter 10%) und damit eine gute Lichtdämpfung.Fig. 2 shows the reflection curve R /% over the wavelength λ / µm of a black Eloxals, which according to the invention partially or entirely on the aluminum reflector is used. It has one in the main radiation area High temperature radiant heater (wavelength about 1 µm to 2.5 µm) a high Reflectivity and in the visible wavelength range (about 0.4 µm to 0.7 µm) a low reflectivity (below 10%) and therefore a good one Light attenuation.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19733523 | 1997-08-02 | ||
DE1997133523 DE19733523A1 (en) | 1997-08-02 | 1997-08-02 | Radiant heater |
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DE (1) | DE19733523A1 (en) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19733523A1 (en) | 1999-02-04 |
JPH11135232A (en) | 1999-05-21 |
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