专利名称：一种高效远红外辐射加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属远红外辐射加热技术领域。
现有各种灯形辐射加热器，在辐射源周侧设置旋转抛物面或园锥面反射镜，以提高定向辐射能量密度。由于辐射源采用的形状及与之相配合的反射镜的形状和辐射源与反射镜之间的配置关系不尽合理，远未达到应有的高效率。例如中国专利ZL86201531提供的一种辐射源为园柱体、周侧反射镜为旋转抛物面的远红外辐射加热器，本发明人根据美国E.M.Sparrow&R.D.Cess《Radiation Heat Transfer》(Mc Grao－Hill Book Company，1987，)(辐射换热)一书P.145－P.160提供的原理对它进行分析，对于由直径为8cm的园柱状灯芯(辐射源)和开口面直径为26cm的周侧旋转抛物面反射镜构成的加热器，只有约26％的热辐射能可不经反射镜反射而直接通过开口面到达待作业物体，而很大一部分辐射要在辐射源和反射镜之间进行多次反射，才能通过开口面到达待作业物体。由于现有实用反射镜的反射率最高仅为0.85，这种在辐射源与反射镜之间进行的往复反射降低了电能－辐射能转换效率；往复反射次数越多，转换效率越低。
本实用新型的目的是对现有辐射加热器的辐射源形状及与之相配合的周侧反射镜的形状和配置关系进行改进，提供一种电能－辐射能转换效率高的红外辐射加热器。
附
图1是本实用新型高效远红外辐射加热器的形状、结构示意图。
附图2是园台状辐射源的形状结构示意图。
本实用新型高效辐射加热器由辐射源1和固定配置在其周侧的反射镜2构成，其特征在于所述辐射源1是形状为园台或园锥体的灯芯，其锥顶O位于周侧反射镜2的焦点O’上或焦距以内。所述周侧反射镜2可以是各种具有聚焦作用的旋转面，如抛物面，园锥面或球冠面。其中以园台状辐射源与球冠面反射镜相配合为最好。
所述作为辐射源的园台或园锥体状灯芯，其锥顶立体角θ一般应在15度至30度范围内选取。锥顶角太大时，园台的底面积较大，底部热传导损失也随之变大。锥顶角太小时，对于相同的反射镜开口面积，为使加热器具有一定的功率输出，辐射源的表面温度必然要提高，就可能使其辐射波长超出红外而扩展到短波范围。
根据几何光学原理可知，由园台或园锥体状辐射源1表面发出的辐射，除了那些不经反射镜反射就可直接通过开口面的辐射，其余的辐射都只需经反射镜2反射一次即可通过开口面，从而可显著提高辐射加热器的电能－辐射能转换效率。当与球冠面反射镜相配合时，电能－辐射能转换效率最高。
具体实施中，只要球冠面反射镜的球半径O’B等于或大于园台或园锥体辐射源的锥侧母线长度OA，则由辐射源发出的辐射都能至多经球冠面反射镜反射一次即可通过开口面。但球冠面反射镜的半径越大，其定向聚焦能力越差，故其半径不宜太大，一般以不超过锥侧母线长度的0.2倍为宜。
若将现有的以抛物面、园锥面为周侧反射镜的各种辐射加热器之园柱状或倒园台状辐射源改为本实用新型的园台状或园锥状辐射源，都可使电能－辐射能转换效率在原有基础上获得提高。但以园台状辐射源配置球冠面反射镜的辐射加热器的转换效率最高。
本发明人根据上述《辐射换热》一书的理论分析，将本实用新型高效远红外辐射加热器与现有各种灯状远红外辐射加热器的电能－辐射能转换效率作了计算比较，结果如表1所示
表1.几种灯状远红外辐射加热器的效率比较加热器(灯芯，周侧反射镜形状)类型电能－辐射能转换效率％园柱源，抛物面镜77园柱源，球面镜76园柱源，园锥面镜78倒园台源，抛物面镜73园台源，球冠面镜(本实用新型)85上述比较是在大体相同的条件下进行的，即反射镜的反射率均取0.85，反射镜开口直径均为26cm，辐射源功率相同，灯芯表面材料相同，均为微晶玻璃，其表面发射率均取为0.95。
由表1的比较结果可知，本实用新型园台状辐射源配以球冠面周侧反射镜的远红外辐射加热器，其电能－辐射能转换效率高达85％，比现有其他灯状辐射加热器高出很多。采用本实用新型加热器，在不改变现有加热器材料的情况下，只须改变其灯芯的形状，以及调整与之相配合的周侧反射镜的形状和配置关系，就可大大提高其电能－辐射能转换效率，节省了能源，具有十分显著的优越性。
本实用新型高效远红外辐射加热器，在机械、电气、轻纺、食品、化工、建材以及涂饰、塑料等行业的烘烤、干燥作业中，具有广泛的用途，也可用于加热、取暖。
以下结合附图具体说明本实用新型的实施方式。
图1是本实用新型的一种实施方式，辐射源1为园台形灯芯，园台的主轴与球冠面反射镜的主轴(对称轴)重合，它们的底座固定在外壳3上，使园台的锥顶O处于球冠面的球心O’。
图2给出了园台形灯芯的结构，缠绕在电热丝架6上的电热丝7两端通过固定在底板10上的电接头9，与耐高温导线13相连接，灯罩5套在电阻丝架6外面，借助于耐锈蚀金属夹环11，以螺钉、螺母、垫圈12将灯罩连同电阻丝架6一起固定在底板10上。
灯罩5以高发射率微晶玻璃材料制成，其余部件皆采用耐热、耐锈蚀材料制成，外壳3可用塑料或白铁皮做成。反射镜2与外壳3之间、辐射源底部及腔体4内均充填优质隔热材料8，例如硅酸铝纤维。球冠面反射镜可用表面抛光的铝或不锈钢制作。视所需辐射加器的功率选择适当的电热丝，并采用可控硅电路来调节功率大小，一般在250W至1500W之间选取。园台形灯罩5及电阻丝架6的锥顶角θ为20度。
权利要求1.一种远红外辐射加热器，由辐射源1和固定配置在其周侧的反射镜2构成，其特征在于所述辐射源1是形状为圆台或圆锥体的灯芯，其锥顶O位于周侧反射镜2的焦点O′或焦距以内。
2.如权利要求1所述的辐射加热器，特征在于所述园台或园锥体状辐射源灯芯1的锥顶立体角θ可在15度至30度范内选取；
3.如权利要求1所述的辐射加热器，特征在于所述周侧反射镜2可以是抛物面、园锥面或球冠面；
4.如权利要求1所述的辐射加热器，特征在于所述周侧反射镜2为球冠面。
专利摘要本实用新型是一种由圆台或圆锥体状的辐射源和固定配置在其周侧的球冠面反射镜构成的远红外辐射加热器，其电能-辐射能转换效率高，节省能源，使用效果好。可广泛应用于烘烤、干燥作业，也可用于加热或取暖。
文档编号F24C7/04GK2123713SQ9222379
公开日1992年12月2日 申请日期1992年6月1日 优先权日1992年6月1日
发明者葛新石, 张永忠, 许勤堂 申请人:葛新石, 张永忠, 许勤堂