专利名称：卤钨灯电热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电热炉，尤其是一种以卤钨灯作为电热元件的电热炉。
卤钨灯管具有辐射强度大，对控制信号应答灵敏度高，抗氧化，耐腐蚀，耐高温等重要特性，因此，用它作为电热元件，对电热炉在能源利用率、工作效率、作业精度等热工主要经济技术指标的提高和改善方面有显著效果。然而，现有技术中，由于卤钨灯管很难适于高温电热炉作业条件对工件和物料以辐射形式加热，而采用了反射的方式，一方面整个炉具的结构复杂，包括需要对反射部件施加必要的冷却附件，另一方面也造成了能源的损耗，所以，其成本高，难以推广使用。
本实用新型的目的是提供一种主要利用辐射形式对工件和物料直接进行加热的卤钨灯电热炉，使其在保留了卤钨灯管作为电热元件所具备的各种优势的前提下，简化结构，降低成本，普及使用。
为达到上述目的，本实用新型的炉具由炉壳、炉衬、炉膛和发热体组成，发热体为卤钨灯，发热体由石英玻壳、电热体、电热体支撑环和端头封接块组成，电热体通过电热体支撑环装在石英玻壳中，石英玻壳两端与端头封接块连接。电热体由冷区部和热区部组成，冷区部位于热区部的两端，热区部全部处于炉膛内，冷区部大部分或全部置于炉衬中，端头封接块全部露于炉衬外。
进一步，在炉衬上开有发热体安装孔和发热体隐蔽槽，使发热体冷区部和热区部分别置于其中。为防止热区部钨丝发光体坠叠，影响正常工作，热区部安装时要基本保持水平；为使炉膛内温度分布均匀，热区部与炉膛壁须保持一定的间距。
为了保护端头封接块免受400℃以上的高温损坏，在端头封接块所处空间采取风冷措施，具体措施为在炉壳上开有风口。
利用卤钨灯色温选择宽的特性，是本实用新型技术方案的基础。卤钨灯色温可高达3300K，而公知且常见的合金类电热元件色温均在1700K以下，根据斯忒藩-玻尔兹曼定律，即黑体辐射力与其绝对温度的4次方成正比[Eb＝σ·T4σ为斯忒藩-玻尔兹曼常数，等于5.669×10-8W/(m2·K4)]，可知本实用新型与公知电热元件辐射力差值是巨大的。根据普朗克光谱能量分布图在一定温度下，单色辐射力Eb随波长λ(单位μm)的变化存有一最大值Ebλmax，其对应波长为λm，随着温度升高，Ebλmax移向短波区域，且黑体的总辐射力大部集于λm附近的波段间，又，金属表面对单色辐射线吸收率α的数学表达式为
(等式右边λ-波长μm，R-金属的单位电阻Ω·cm)，由式可知，金属表面的单色吸收率随波长减短而增加，根据维恩公式即λm·T＝2897.6(μm·K)，电热元件的色温(T)取高数值时，其对金属材料进行辐射加热是有利的；针对其它物质加热，可首先测其吸收光谱，寻找出最大值所对应的波长，如几乎所有有机物和高分子材料，对应3μm或6μm波长射线均存有极强的吸收带，由维恩公式可求得卤钨灯工作色温。根据被加热物光谱吸收特性，进行波长匹配加热，从而提高工作效率与能源使用效率，卤钨灯宽色温选择为之提供了条件。平方反比定律即照度与距离的平方成反比(E＝I/L2I为光强)，则解释了卤钨灯高色温利于炉内温场均匀度改善现象。本实用新型通过将色温调控装置连接在发热体上，使卤钨灯的这些特性在本电热炉中得到了实际应用。
通过以上处理，使卤钨灯电热炉结构简化、成本降低，适于批量生产和大规模推广使用。
以下结合附图和实施例进一步说明
图1是本实用新型实施例的局部剖视图；图2是
图1的I-I剖视图。
本附图仅标示了本实用新型卤钨灯电热炉的组成与结构中与普通电热炉的不同之处，作为电热炉具的其他部分，可参见现有技术，如中国专利实用新型2201644。
在
图1中，卤钨灯电热炉由炉壳1、炉衬2、炉膛3和发热体10组成，发热体10为卤钨灯，发热体10由石英玻壳11、电热体冷区部12、热区部13、电热体支撑环14和端头封接块15组成；电热体冷区部12不发光导电杆两端分别与热区部13钨丝发光体通过电热体支撑环14装在石英玻壳11中，石英玻壳11两端与端头封接块15连接，冷区部12位于热区部13的两端，热区部13全部处于炉膛3内，冷区部12大部分或全部置于炉衬2中，端头封接块15全部露于炉衬2外。
端头封接块15内装封接钼箔16和钼杆灯角17，钼杆灯角17焊接软导线18，软导线18连于接线端子4中；冷区部12两端分别与热区部13和封接钼箔16点焊，采用上述结构，使电路连接可靠合理，使用寿命长。
发热体10与色温调控装置相接，用于控制整个炉具的温升速度和具体温度，其中的色温调控装置可参见公知技术。
炉壳1上有通风口5，当端头封接块15所处环境温度超过400℃时，由通风口5向其中吹风进行强制冷却。
炉衬上开有发热体安装孔6和发热体隐蔽槽7，发热体热区部13可没于发热体隐蔽槽7内，以免遭待加热工件的磕碰损坏；发热体冷区部12通过紧固装置8安在发热体安装孔6中。发热体安装孔6的形状为楔形，紧固装置8为楔形柔性件，此楔形柔性件沿轴截面分为对称的两部分，锥度与发热体楔形安装孔锥度相配合。
冷区部12的长度有一定的范围，最长不能影响电热炉效率，最短不能使炉衬2与炉壳1之间端头封接块15所处环境温度过高。为此，冷区部12每一端的长度应为热区部13长度的15％～50％，最优为30％～36％。
发热体热区部13与水平夹角小于8°，且与炉膛3壁的距离大于4mm，一方面防止钨丝发光体坠叠，另一方面保证炉膛内温度分布均匀。
进一步，用炉衬安装锚件9将炉衬2的单元体固定于电热炉龙骨架19上，并用陶瓷纤维柔性阻热封堵20填于炉衬2的安装锚座孔21中；相邻炉衬2的单元体间存有间隙，应以陶瓷纤维22加以填充。
对金属材料进行加热时，钨丝发光体的色温不应小于2450K；对其他材料进行加热时应首先测其吸收光谱，寻找最大值所对应的波长，然后根据维恩定律确定其色温。
权利要求1.一种卤钨灯电热炉，由炉壳、炉衬、炉膛体和发热体组成，发热体为卤钨灯，发热体由石英玻壳、电热体、电热体支撑环和端头封接块组成，电热体通过电热体支撑环装在石英玻壳中，石英玻壳两端与端头封接块连接，其特征在于电热体由冷区部和热区部组成，冷区部位于热区部的两端，热区部全部处于炉膛内，冷区部大部分或全部置于炉衬中，端头封接块全部露于炉衬外。
2.根据权利要求1所述的卤钨灯电热炉，端头封接块内装封接钼箔和钼杆灯角，钼杆灯角焊接软导线，软导线连于接线端子中。
3.根据权利要求1所述的卤钨灯电热炉，冷区部两端分别与热区部和封接钼箔点焊。
4.根据权利要求1所述的卤钨等电热炉，其特征在于发热体端连接色温调控装置。
5.根据权利要求1所述的卤钨灯电热炉，其特征在于炉壳上有通风口。
6.根据权利要求1所述的卤钨灯电热炉，其特征在于炉衬上开有发热体安装孔和发热体隐蔽槽。
7.根据权利要求6所述的卤钨灯电热炉，其特征在于发热体热区部没于发热体隐蔽槽内，发热体冷区部通过紧固装置安在发热体安装孔中。
8.根据权利要求6所述的卤钨灯电热炉，其特征在于发热体安装孔的形状为楔形，紧固装置为沿中线分为两部分、锥度与发热体楔形安装孔锥度相配合的柔性件。
9.根据权利要求7所述的卤钨等电热炉，其特征在于，两端冷区部长度分别为热区部长度的30％～36％。
10.根据权利要求7所述的卤钨灯发热炉，其特征在于发热体热区部与水平夹角小于8°，且与炉膛壁的距离大于4mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用辐射形式对物体加热的卤钨灯电热炉。现有技术由于高温电热炉作业条件的限制,卤钨灯加热采用反射方式,结构复杂、成本高。本炉具使发热体的热区部全部置于炉膛中,冷区部大部分或全部置于炉衬中,端头封接块全部置于炉衬外并加以通风,并在发热体端连接温控装置,既保留了卤钨灯作为电热元件的优点,又使成本下降,并且结构简单,便于推广。
文档编号F24C7/04GK2300015SQ97220928
公开日1998年12月9日 申请日期1997年7月29日 优先权日1997年7月29日
发明者王冀中, 王熙君 申请人:北京雷迪艾森新技术开发公司