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Dokumentenidentifikation DE10213624A1 16.10.2003
Titel Infrarot-Heißluftstrahler zur berührungslosen Erwärmung von Material
Anmelder ATN Automatisierungstechnik Niemeier GmbH, 12489 Berlin, DE
Erfinder Niemeier, Jörg, Dr.-Ing., 10713 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 27.03.2002
DE-Aktenzeichen 10213624
Offenlegungstag 16.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.10.2003
IPC-Hauptklasse F24C 7/04
IPC-Nebenklasse H05B 6/00   F21V 7/20   F21V 29/02   
Zusammenfassung Die Erfindung zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung, wobei ein Teil der Wärmeenergie durch das gebündelte Licht einer Lichtquelle erzeugt wird. Der andere Teil wird über einen Gasstrom, der mit der Verlustwärme der Lichtquelle erhitzt wird, auf die Bearbeitungsstelle übertragen. Diese Erfindung ermöglicht eine kompakte Wärmequelle mit einem hohen Wirkungsgrad.

Beschreibung[de]

In der industriellen Fertigung gibt es zahlreiche Bearbeitungsprozesse, bei denen Material berührungslos erwärmt werden muß. Ein Möglichkeit zur Erwärmung sind Heißluftgebläse, bei denen ein Luftstrom durch die Verlustleistung eines elektrischen Widerstandes gewonnen wird. Da der Wärmeübergang vergleichsweise gering ist, wird eine hohe Ausgangstemperatur oder ein hoher Luftstrom benötigt, was jedoch die Prozeßführung maßgeblich beeinträchtigt. Weiterhin steht die erforderliche Wärme erst nach einer längeren Anlaufverzögerung zur Verfügung.

Eine andere Art der Erwärmung ist die Bestrahlung mit gebündeltem Licht. Bei größeren Leistungen wird entweder der Strahler vom Bauraum zu groß oder die Verlustwärme kann nicht ausreichend abgeführt werden, so daß der Strahler überhitzt.

Die Erfindung zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung ein Teil der Wärmeenergie durch das gebündelte Licht einer Lichtquelle erzeugt wird. Der andere Teil wird über einen Gasstrom, der mit der Verlustwärme der Lichtquelle erhitzt wird auf die Bearbeitungstelle übertragen. Diese Erfindung ermöglicht eine kompakte Wärmequelle mit einem hohen Wirkungsgrad.

Fig. 1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum punktuellen Erwärmung von Material. Das Licht einer Lichtquelle (4) wird mit einem konkaven Reflektor (6) auf die Bearbeitungsstelle (8) gebündelt. Ein in das System eingeleiteter Gasstrom (1) nimmt die Verlustleistung der Lichtquelle auf und wird so durch das System geleitet, daß er auf die Bearbeitungsstelle trifft. Durch Formgebung der Außenkontur des Reflektors (6) und der Innenkontur des Gehäuses (7) wird eine möglichst große Fläche erzeugt, um den Wärmeübergang von Reflektor (6) zum durchgeleiteten Gasstrom (1) zu erhöhen.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 wird der Gastrom dadurch erzeugt, das das umgebende Medium, insbesondere Luft, von einem Ventilator angesaugt und durch das System gedrückt wird.

Die Ausführung gemäß Fig. 3 zeigt eine Erweiterung von Fig. 2. Der Wärmeübergang der Verlustwärme vom Reflektor (6) aus den zu erhitzenden Gasstrom (1) wird über ein zusätzliches Medium (hier eine Wasserkühlung) übertragen. Durch den Hohlraum zwischen Reflektor (6) und Gehäuse (7) wird das Kühlmedium geleitet. Es nimmt die Verlustwärme auf und leitet sie zum Wärmetauscher (3), durch den der Gastrom (1) geleitet wird. Dadurch wird die Wärmeenergie vom Kühlungsmedium auf die Gasstrom übertragen. Da nun ein Kühlungsmedium mit einer hohen Dichte gewählt werden kann, kann der Wärmeübergang vom Reflektor wesentlich gesteigert werden. Der Wärmetauscher (3) hingegen ermöglicht eine größere Übergangsfläche zum Gasstrom, so daß auch hier der Wärmeübergang gesteigert werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum berührungslosen Erwärmen von Material, gekennzeichnet dadurch, dass die Verlustwärme einer Lichtquelle auf ein durch das System geleiteten Gasstrom übertragen wird, und damit die Heizleistung der Lichtquelle unterstützt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der Wärmeübergang vom Reflektor zum Gasstrom über ein drittes Medium mittels Wärmetauscher (3) erfolgt.
  3. 3. Vorrichtung zum berührungslosen Erwärmen von Material, gekennzeichnet dadurch, dass die Verlustwärme einer Lichtquelle auf ein durch das System geleiteten Gasstrom übertragen wird, und damit die Heizleistung der Lichtquelle unterstützt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, der Wärmeübergang vom Reflektor zum Gasstrom über ein drittes Medium mittels Wärmetauscher (3) erfolgt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom durch einen integrierten Ventilator erzeugt wird.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang der Lichtquelle eine Optik zur Strahlformung oder zum Schutz des Reflektors angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zur besseren Montage geteilt ausgeführt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Gasstroms über einen Sensor ermittelt und zur Regelung des Gasstroms genutzt wird.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Gasstroms über einen Sensor ermittelt und zur Regelung der Lichtleistung genutzt wird.






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