专利名称：红外辐射板的制作方法
技术领域：
本发明涉及红外辐射板。
背景技术：
红外辐射板先前就是已知的，并且其中已经由瑞典的Kanthal AB所提供。
这种板的构造基本上是这样的电阻线被安排在陶质纤维材料的壁上。所述电阻线被连接到功率源，以使得电线被加热到高温，例如1500-1600℃。电阻线在所述温度放射出红外射线。
一个主要的问题是电阻线的寿命相对于需要的寿命来说不够长。例如，在其中有可能使用红外辐射板以使纸和纸浆干燥的造纸工业中，由于制造加工的连续操作而需要长的寿命。例如，造纸工业希望寿命为16000小时。Kanthal AB所出售的名称为“Kanthal Super 1800”的具有已知电阻元件的已知的板具有6000小时的寿命。
硅化钼类型的电阻元件已经被知道很多年了。它们的主要用途是在所谓的高温应用中，所述高温应用意味着以高达约1700℃的温度进行操作的烤箱。
在瑞典专利458646中描述了电阻元件Kanthal Super 1900。其材料是与分子式MoXW1-XSi2均质的材料。
SiO2在加热元件的表面上以抛物线的增长比率增长，当所述加热元件在高温下被暴露在氧气中时，所述增长比率是相同的而与所述元件的截面尺寸无关。在1850℃下操作几百个小时后，所述层可以有0.1到0.2mm的厚度。当温度朝着室温而被降低时，所述玻璃层将凝固，并且由于基本材料的热膨胀系数与该光滑面(glaze)的热膨胀系数有显著的不同，因此，它将使加热元件的基本材料受到拉力。所述光滑面的热膨胀系数是0.5×10-6，而基本材料的热膨胀系数是7-8×10-6。
明显地，拉力会随着所述光滑面层的厚度增加而增加。当拉力超过基本材料的耐受程度时，基本材料出现损坏，当光滑面增长以致超过某个临界厚度时损坏事件会发生。
比起厚元件的情况，光滑面相对于基本材料的截面构成了薄元件的截面的更大的部分。这意味着，在相同的操作温度下和以相同的操作条件，与厚元件相比，薄元件经过更短的操作时间就会达到光滑面的临界厚度。
上面描述的现象被相信是决定红外辐射板寿命的主要因素。
在瑞典专利508 779中描述了红外辐射板，所述红外辐射板在使用相同的电阻线时有比已知的板更长的寿命。
根据刚才所提到的专利，所提供的红外辐射板包括陶质纤维材料的壁，所述壁上安排有电阻元件，其中所述电阻元件通过钉(staple)被固定到所述壁上。根据所述专利，所述电阻元件被安排距离所述壁的表面有一定的距离。因为电阻元件位于距离所述壁一定距离处，所以所述元件的完整的套表面被允许自由地辐射，这延长了元件的寿命。
发明内容
本发明还延长了红外辐射板的寿命。
因此，本发明涉及一种红外辐射板，该红外辐射板包括陶质纤维材料的壁，在所述壁上安排有电阻元件，所述元件被安排成连接到功率源以便被加热到高温，从而使得所述电阻元件放射红外辐射，其中所述电阻元件通过钉被固定到所述壁上，并且所述电阻元件被安排在距离所述壁的表面一定距离处，并且其特征在于，玻璃片被安排成平行于所述电阻元件并与所述电阻元件分开，其中在所述玻璃片和所述壁的表面之间形成一空间，并且其中风扇布置被安排成通过所述空间从所述板的一个边处的进口向所述板的对边处的出口推动(force)空气。
下面将部分地结合附图中所示的本发明的实施例来更加详细地描述本发明，其中-图1直接从前面显示了红外辐射板；-图2以沿着图1中的线A-A的截面而显示了所述板。
具体实施例方式
图1和2所示的红外辐射板包括陶质纤维材料的壁1，在其上安排有电阻元件2。所述壁的表面6起反射器的作用。陶质纤维材料可以是含有大约50％Al2O3的硅酸铝类型的材料。所述电阻元件被安排成通过导体3、4而被连接到功率源以便被加热到高温以使得电阻线放射红外辐射。所述电阻线被钉5固定到所述壁1上。
所述电阻元件被安排在距离所述壁1的所述表面6一定距离处。
所述陶质壁沿着其侧边至少部分地被框架17所环绕。所述框架在所述元件2所处的板侧上是开着的，但是其装备有向内突出的部分18、19、20、21用于支持玻璃片22。
根据本发明，在所述壁的表面6和所述玻璃片22之间的空间26中，空气流沿着箭头23、24、25所指示的方向被引导。在图1中，空气在空间26中沿着没有示出的位于所述板右边的通道被引导，没有示出的常规的风扇被连接到该通道。在图1中，空气在左边从所述板排出。
根据本发明非常优选的实施例，多个用来输入空气的空气孔29位于沿着与流经元件2的空气流垂直的线上。所述空气孔29沿着所述板的宽被均匀分布。而且，相比经过元件的空气流的进口，所述空气孔位于更靠近出口的位置。在图1中，空气从纸面向上流过空气孔。
在图1中，流动的空气23在流向左边时被不断地加热。所述空气由通过所述空气孔29到达的另外的空气所冷却，这保证了图1中左边的元件部分被冷却，以使得作为一个单元的元件获得更均匀的温度。所述空气孔通过图中没有示出的风扇和通道从壁的背后30被馈入。所述空气孔可以有3-8mm的直径，而所述板的辐射面积大约是200×150mm。
所述空气流将元件冷却到某种程度，但是，它保证，元件温度比其在传统的红外辐射板中的情况更加均匀，因此，可以获得更均匀的热放射。而且，空气流确保避免了元件到面对元件的玻璃片的表面上的凝结。
而且，比起以前来说，在很大程度上避免了被称为热点(hot spot)的情况的出现。热点是温度可以变得高于元件最大允许温度的点，结果元件出现故障。
元件的更均匀的温度和热点的避免保证了元件的寿命延长。所述延长可以被实现，尽管相比已知的红外辐射板，它可能增加元件温度。
根据非常优选的实施例，陶质材料的杆8-13彼此分离地位于所述壁1的所述表面6和所述电阻元件2之间。
如图2所示，所述电阻元件2的各个胫(shank)通过“S”型的钉5被固定到所述壁1上，所述钉5与各自的胫接触，并且所述钉5被固定到所述壁1里的孔中。由于S型的钉仅与胫的一侧接触，因此放射辐射的面积增加，相比弯曲环绕元件的钉，这保证除了其它的效果之外还可以避免热点。
所述导体3、4通过连接件14、15、16被固定到所述壁1上。而且，在电阻元件2的较粗部位28还通过钉27固定所述电阻元件。存在所述较粗的部位以使得它们可以支持电阻元件的长的、直的部分，从而避免在其自身重量的影响下的弯曲和横向变形。
因此，所述电阻元件2被保持在钉5和杆8-13之间的位置。
所述设计防止热点的形成。
所述陶质杆8-13优选地包括所述电阻元件的杆所经过的陶质管。这提供了针对由于陶质杆的断裂而发生的故障的安全性。
然而，陶质杆可以是陶质材料的实心杆。
根据另一个优选实施例，所述钉5、27还包括电阻元件材料的电线组成，其中陶质材料的管至少在与电阻元件2接触的钉5的区域中位于所述电线的外面。这防止所述元件的胫之间的电短路。
根据一个优选实施例，陶质杆的表面和钉的陶质表面是具有高含量Al2O3的材料。所述材料优选地包括大约99％的Al2O3和大约1％的SiO2。也就是出现了这样的情况当使用具有高含量的氧化铝的材料时，所述光滑面和所述支撑陶质材料之间的粘附与含量低时的粘附相比要低得多。
根据一个非常优选的实施例，所述电阻元件2包括含有钼和钨的均质的硅化物材料，其分子式为MoXW1-XSi2，其中x在0.5和0.75之间，并且其中总重量的10％到40％被化合物硼化钼或硼化钨中的至少一种所代替，并且其中所述化合物在硅化物材料中以微粒的形式呈现。
所述材料显示出，其可以经受较高的温度，并且相比先前的元件可以引起较低的光滑面的量。通过使用最近提到的电阻元件，由于光滑面附着于所述结构而造成的元件损坏的问题被减少，而效率同时也随着温度的增加而增加。
一个实施例的板已经在上面被描述。然而，本领域技术人员清楚，本发明可以被用在所有种类的红外辐射板中，而与面板的设计无关以及和元件的折叠方式无关。
因此，本发明不限于上面所描述的实施例。本发明可以在所附权利要求的范围内发生变化。
权利要求
1.一种红外辐射板，该红外辐射板包括陶质纤维材料的壁(1)，电阻元件(2)被固定到所述壁上，并且所述元件被安排成连接到功率源以使得其可以被加热到高温，从而使得所述电阻元件放射红外辐射，其中所述电阻元件通过钉(5、27)被固定到所述壁上，并且其中所述电阻元件(2)被安排在距离所述壁(1)的表面(6)一定距离处，其特征在于，玻璃片(22)被安排成平行于所述电阻元件并与所述电阻元件分开，在所述玻璃片(22)和所述壁的表面(6)之间形成一空间(26)，并且风扇布置被安排成通过所述空间从所述板的一个边处的进口将空气推动到所述板的对边处的出口。
2.根据权利要求1所述的红外辐射板，其特征在于，用于供应空气的通风孔(29)通过所述壁(1)，并且开口到所述空间(26)内。
3.根据权利要求2所述的红外辐射板，其特征在于，与到用于所述元件之上的所述空气流的进口的距离相比，所述通风孔到所述出口的距离更近。
4.根据权利要求1、2或3所述的红外辐射板，其特征在于，所述钉(5、27)包括电阻元件材料的电线，并且陶质材料的管至少在与所述电阻元件(2)接触的所述钉的部分中位于所述电线之外。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的红外辐射板，其特征在于，所述钉(5)的自由端有曲线部分，该曲线部分使得仅与所述电阻元件的电线的一侧接触。
6.根据权利要求5所述的红外辐射板，其特征在于，其中所述钉(5)具有“S”的形状，由此远离所述电阻元件的一端被弯曲，以使得其以这种方式被固定在所述陶质材料的壁(1)内的孔中。
7.根据前面权利要求中的任何一个所述的红外辐射板，其特征在于，所述电阻元件(2)包括含有钼和钨的均质的硅化物材料，其分子式为MoXW1-XSi2，其中x在0.5和0.75之间，并且其中总重量的10％到40％被化合物硼化钼或硼化钨中的至少一种所代替，并且所述化合物在硅化物材料中以微粒的形式呈现。
全文摘要
红外辐射板包括陶质纤维材料的壁(1)，其上安排有电阻元件(2)，所述元件被安排成连接到功率源以使得其可以被加热到高温，从而使得所述电阻元件放射红外辐射，其中所述电阻元件通过钉(5、27)被固定到所述壁上，并且其中所述电阻元件(2)被固定在距离所述壁(1)的所述表面(6)一定距离处。本发明的特征在于，玻璃片(22)被固定成平行于所述电阻元件并与之分开，在所述玻璃片(22)和所述壁的表面(6)之间形成一空间(26)，并且风扇布置被安排成通过所述空间从所述板的一个边处的进口将空气推动到所述板的对边处的出口。
文档编号H05B3/64GK1799284SQ200480015414
公开日2006年7月5日 申请日期2004年5月28日 优先权日2003年6月4日
发明者汤·布拉恩斯泰德, 埃米尔·埃里克森 申请人:桑德维克知识产权股份公司