DE1107871B - Infrarotstrahlen aussendendes Heizelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Infrarotstrahlen aussendendes Heizelement, bei dem der Strahler von einer dünnen Trennwand oder Hülle aus gesintertem, Metalloxyde enthaltendem Material umgeben ist.

Die Hülle ist dazu bestimmt, die Wärmeverluste durch Konvektion zu verringern, indem sie den Strahler gegen die Strömungen der Umgebungsluft isoliert, und sie muß daher die hindurchgehende Infrarotstrahlung so wenig wie möglich absorbieren. Sie besteht im allgemeinen aus Siliciumoxyd oder einem anderen keramischen Material bekannter Art, beispielsweise Cordierit.

Diese üblicherweise für die Trennwand oder Hülle verwendeten keramischen Stoffe absorbieren einen großen Teil der von dem Strahler ausgesendeten Wärme, so daß sie sich beträchtlich erhitzen. Diese Erscheinung hat einen beträchtlichen Wärmeverlust durch Konvektion zur Folge, so daß die Strahlungswärme vermindert wird. Dadurch wird der Strahlungswirkungsgrad des Heizelements herabgesetzt.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß der Durchmesser der Körner des Materials unter ¹Ao Mikron liegt.

Es wurde festgestellt, daß das Heizelement bei der erfindungsgemäß angewendeten Korngröße im Diffusionsbereich ohne Lord-Rayleigh-Absorption arbeitet. Daher geht praktisch die gesamte Strahlungsenergie durch die Hülle bzw. Trennwand hindurch. Die üblicherweise angewendeten keramischen Stoffe, beispielsweise auf Cordieritbasis, werden nach üblichen Herstellungsverfahren gesintert und sind daher wesentlich grobkörniger, so daß bei ihnen dieser Vorteil nicht eintritt.

Wenn das Material der Trennwand oder Hülle Aluminiumoxyd ist, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die angegebene Korngröße dadurch erhalten werden, daß das Material aus Aluminiumoxydpulver der ^-Modifikation zur Vermeidung eines übermäßigen Kornwachstums bei einer Temperatur von unter 1200° C gesintert ist.

Die Erfindung wird durch die beiden im folgenden angegebenen Beispiele erläutert, die sich auf ein Rohr bzw. eine Platte aus feinkörnigem Aluminiumoxyd gemäß der Erfindung beziehen.

Beispiel 1

Es wird eine Hülle in Form eines Rohres gebildet, das zur Aufnahme eines metallischen Heizwiderstandes bestimmt ist, dessen Betriebstemperatur in der Größenordnung von 1000⁰C liegt. Das Rohr wird aus Aluminiumoxydpulver der ^-Modifikation

Anmelder:

Compagnie Generale de Telegraphie
sans FiI, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat.
G. Hauser, Patentanwälte, München-Pasing,
Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
ι« Frankreich vom 18. Oktober 1957

Pierre Aigrain, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

hergestellt, dessen mittlere Korngröße in der Größen-Ordnung von ²/ioo bis ³/ioo Mikron liegt.

Aus diesem Pulver wird nach Mischung mit einem geeigneten Bindemittel, beispielsweise einer Mischung aus Terpentinextrakt und Ceresin, durch Strangpressung ein Rohr hergestellt. Im Verlauf der Sinterung, die bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1200° C durchgeführt wird, wandelt sich das y-Aluminiumoxyd in a-Aluminiumoxyd um. Das gebrannte Rohr hat einen Durchmesser in der Größenordnung von 15 mm, eine Dicke in der Größenordnung von 1 mm und eine Länge in der Größenordnung von 500 mm. Der Heizwiderstand wird in einer in der Technik üblichen Weise im Inneren des Keramikrohrs angeordnet und befestigt.

Beispiel 2

In diesem Beispiel besteht die Trennwand aus einer Platte, die vor einem Infrarotstrahler angeordnet werden soll, der seinerseits aus einer feuerfesten porösen Keramikplatte besteht, die durchlöchert ist und an deren Oberfläche die Verbrennung eines Gases stattfindet, so daß sie als Infrarotstrahlerscheibe wirkt. Durch das Vorhandensein der Trennwand wird die Flamme der Strahlerscheibe gegen die Umgebungsluft isoliert, wodurch die Sicherheit der Anordnung erhöht und das Herausschleudern von Teilchen verhindert wird.

109 60W222

Die Trennwand wird dadurch erhalten, daß das zuvor beschriebene v-Aluminiumoxydpulver mit einem geeigneten Bindemittel verpreßt wird, beispielsweise mit einem Polyvinylalkohol. Nach dem Sintern, das bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1200⁰C geschieht, erhält man eine rechteckige Platte von 10 bis 20 cm Seitenlänge und einer Dicke von einigen Millimetern. Diese Platte wird in üblicher Weise vor der Strahlerscheibe befestigt.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen den Grundgedanken der Erfindung. Es lassen sich danach natürlich Aluminiumoxydhüllen in beliebigen Formen und Abmessungen herstellen. Es können auch andere Herstellungsverfahren angewendet werden, soweit sie die erforderliche Feinkörnigkeit des gesinterten Materials ergeben.

Es ist zu erkennen, daß sich die zuvor geschilderten Verfahren sehr wesentlich von den allgemein angewendeten industriellen Verfahren unterscheiden, bei denen die Sinterung bei sehr viel höheren Temperaturen durchgeführt wird und die daher ein sehr viel gröberkörniges Aluminiumoxyd ergeben.

Anstatt des in den Beispielen angegebenen feinkörnigen Aluminiumoxyds können als Ausgangsstoffe auch andere Arten von anorganischen Pulvern in Betracht gezogen werden, soweit sie sich bei entsprechender Behandlung unter Erzielung von Korngrößen von weniger als 0,1 μ Durchmesser sintern lassen. Dies ist insbesondere bei Titanoxyd der Fall.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Infrarotstrahlen aussendendes Heizelement, bei dem der Strahler von einer dünnen Trennwand oder Hülle aus gesintertem, Metalloxyde enthaltendem Material umgeben ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Durchmesser der Körner des Materials unter Vio Mikron liegt.

2. Heizelement gemäß Anspruch 1, bei dem das Material der Trennwand oder Hülle Aluminiumoxyd ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus Aluminiumoxydpulver der ^-Modifikation zur Vermeidung eines übermäßigen Kornwachstums bei einer Temperatur von unter

ao 1200⁰C gesintert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 21663 VIII d/ 21 h (bekanntgemacht am 24.1.1952).

© 109 609/222 5.61