JP2000077166A - 螺旋状の加熱エレメント、並びに螺旋状の加熱エレメントを製造するための方法および装置、並びに螺旋状の加熱エレメントを使用して製造される赤外線放射機 - Google Patents
螺旋状の加熱エレメント、並びに螺旋状の加熱エレメントを製造するための方法および装置、並びに螺旋状の加熱エレメントを使用して製造される赤外線放射機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カーボン繊維を含有する材料から螺旋状の加
熱エレメントを製造するための方法および装置を提供す
る。さらに、一方では僅かな熱的な不活性を、他方では
比較的低い温度での高い放射出力を特徴とする加熱エレ
メントを提供し、かつこのような加熱エレメントを使用
して製造される赤外線放射機を提供する。 【解決手段】 熱可塑性の埋め込み材料内に埋め込まれ
た炭素繊維を有した出発材料を、前記埋め込み材料が軟
化する温度にまで加熱し、この加熱された出発材料を螺
旋を形成しながら前記軸に巻き付け、埋め込み材料を取
り除くことにより螺旋形状を固定させる。
熱エレメントを製造するための方法および装置を提供す
る。さらに、一方では僅かな熱的な不活性を、他方では
比較的低い温度での高い放射出力を特徴とする加熱エレ
メントを提供し、かつこのような加熱エレメントを使用
して製造される赤外線放射機を提供する。 【解決手段】 熱可塑性の埋め込み材料内に埋め込まれ
た炭素繊維を有した出発材料を、前記埋め込み材料が軟
化する温度にまで加熱し、この加熱された出発材料を螺
旋を形成しながら前記軸に巻き付け、埋め込み材料を取
り除くことにより螺旋形状を固定させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、螺旋状の加熱エレ
メントを製造するための方法であって、縦長の出発材料
を、この出発材料から螺旋を形成しながら軸に巻き付
け、螺旋の端部に、電気的な接続部のためのコンタクト
手段を設ける形式のものに関する。さらに本発明は、螺
旋状の加熱エレメントを製造するための装置であって、
軸が設けられており、該軸に縦長の出発材料を供給する
ための供給装置がが設けられており、前記軸の周表面に
出発材料が螺旋状に巻き付けられる形式のものに関す
る。さらに本発明は、赤外線放射機のための加熱エレメ
ントであって、螺旋の形状に形成されていて、前記螺旋
の端部には、電気的な接続のためのコンタクト手段が設
けられている形式のものに関する。さらに本発明は、電
気的な接続部が設けられた螺旋状の加熱エレメントを取
り囲むケーシングを備えた赤外線放射機に関する。
メントを製造するための方法であって、縦長の出発材料
を、この出発材料から螺旋を形成しながら軸に巻き付
け、螺旋の端部に、電気的な接続部のためのコンタクト
手段を設ける形式のものに関する。さらに本発明は、螺
旋状の加熱エレメントを製造するための装置であって、
軸が設けられており、該軸に縦長の出発材料を供給する
ための供給装置がが設けられており、前記軸の周表面に
出発材料が螺旋状に巻き付けられる形式のものに関す
る。さらに本発明は、赤外線放射機のための加熱エレメ
ントであって、螺旋の形状に形成されていて、前記螺旋
の端部には、電気的な接続のためのコンタクト手段が設
けられている形式のものに関する。さらに本発明は、電
気的な接続部が設けられた螺旋状の加熱エレメントを取
り囲むケーシングを備えた赤外線放射機に関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線放射機は通常、電気抵抗の高い金
属製の加熱ワイヤから成る螺旋状加熱部材を有してい
る。螺旋状加熱部材は、金属製のワイヤの可塑的な変形
により、このワイヤが軸上に螺旋として巻き付けられ、
次いで軸が取り去られることにより製造される。このよ
うに製造された螺旋の端部には次いで、螺旋状加熱部材
の電気的な接続のための金属的なコンタクト部分が設け
られる。
属製の加熱ワイヤから成る螺旋状加熱部材を有してい
る。螺旋状加熱部材は、金属製のワイヤの可塑的な変形
により、このワイヤが軸上に螺旋として巻き付けられ、
次いで軸が取り去られることにより製造される。このよ
うに製造された螺旋の端部には次いで、螺旋状加熱部材
の電気的な接続のための金属的なコンタクト部分が設け
られる。
【０００３】このような金属製の螺旋状加熱部材を製造
するための公知の装置では軸が設けられていて、この軸
には加熱ワイヤが貯えロールから連続的に供給され、そ
の軸の周面に螺旋状に巻き付けられる。巻き付け中には
軸は長手方向軸線の方向に運動されるかまたはワイヤの
供給装置が軸の長手方向軸線に沿って移動される。
するための公知の装置では軸が設けられていて、この軸
には加熱ワイヤが貯えロールから連続的に供給され、そ
の軸の周面に螺旋状に巻き付けられる。巻き付け中には
軸は長手方向軸線の方向に運動されるかまたはワイヤの
供給装置が軸の長手方向軸線に沿って移動される。
【０００４】冒頭で述べた形式の加熱エレメントおよび
赤外線放射機はドイツ連邦共和国実用新案第９００３１
８１号明細書により公知である。この明細書に記載の赤
外線放射機では、囲繞管の内側に、支持管に螺旋状に巻
き付けられた螺旋状加熱部材が設けられていて、この加
熱部材は電気的な接続のために接続導線に接続されてい
る。
赤外線放射機はドイツ連邦共和国実用新案第９００３１
８１号明細書により公知である。この明細書に記載の赤
外線放射機では、囲繞管の内側に、支持管に螺旋状に巻
き付けられた螺旋状加熱部材が設けられていて、この加
熱部材は電気的な接続のために接続導線に接続されてい
る。
【０００５】英国特許第２２３３１５０号明細書により
公知の赤外線放射機では、加熱エレメントがカーボンバ
ンドとして形成されていて、このカーボンバンドは両側
で閉鎖された石英ガラス管の内側に配置されている。こ
のカーボンバンドは、互いに平行にバンドとして配置さ
れた多数の黒鉛ファイバから成っている。電気的な接続
のためにカーボンバンドには両側で金属的な端部キャッ
プが設けられている。通常はカーボンバンドの端面側の
端部が、この端部キャップに緊締されている。このキャ
ップは螺旋状に湾曲された金属ワイヤに接続されてい
る。この金属ワイヤはさらに、囲繞管の閉鎖端面を貫通
して突出する電気的な貫通案内部に係合している。
公知の赤外線放射機では、加熱エレメントがカーボンバ
ンドとして形成されていて、このカーボンバンドは両側
で閉鎖された石英ガラス管の内側に配置されている。こ
のカーボンバンドは、互いに平行にバンドとして配置さ
れた多数の黒鉛ファイバから成っている。電気的な接続
のためにカーボンバンドには両側で金属的な端部キャッ
プが設けられている。通常はカーボンバンドの端面側の
端部が、この端部キャップに緊締されている。このキャ
ップは螺旋状に湾曲された金属ワイヤに接続されてい
る。この金属ワイヤはさらに、囲繞管の閉鎖端面を貫通
して突出する電気的な貫通案内部に係合している。
【０００６】同様の赤外線放射機はドイツ連邦共和国特
許出願公開第４４１９２８５号明細書に記載されてい
る。この赤外線放射機では、加熱エレメントがメアンダ
状に配置されたカーボンバンドから成っていて、このカ
ーボンバンドは、つながった複数の部分区分から成って
いる。この場合、各部分区分の端部が載置部に保持され
ている。
許出願公開第４４１９２８５号明細書に記載されてい
る。この赤外線放射機では、加熱エレメントがメアンダ
状に配置されたカーボンバンドから成っていて、このカ
ーボンバンドは、つながった複数の部分区分から成って
いる。この場合、各部分区分の端部が載置部に保持され
ている。
【０００７】カーボンバンドは温度変化が迅速であるの
で、公知の赤外線・カーボン放射機は高い反応速度を特
徴としている。しかしシュテファン・ボルツマンの法則
によれば、放射する部材の放射出力は、温度が下がるに
つれ顕著に低下する。従って、加熱部材の温度が比較的
低い場合、即ちほぼ１０００℃よりも低い場合には、公
知のカーボンバンドの放射出力は僅かである。
で、公知の赤外線・カーボン放射機は高い反応速度を特
徴としている。しかしシュテファン・ボルツマンの法則
によれば、放射する部材の放射出力は、温度が下がるに
つれ顕著に低下する。従って、加熱部材の温度が比較的
低い場合、即ちほぼ１０００℃よりも低い場合には、公
知のカーボンバンドの放射出力は僅かである。
【０００８】カーボンバンドは出発状態では複合材料か
ら成っている。微細な多数のカーボン繊維が、例えば樹
脂のような熱可塑性の埋め込み材料内で機械的に固着さ
れている。このカーボンバンドはこのような状態では制
限されてしか可塑的に変形することはできないので、公
知の方法および公知の装置は、このような材料から螺旋
状の加熱エレメントを製造するのには適していない。
ら成っている。微細な多数のカーボン繊維が、例えば樹
脂のような熱可塑性の埋め込み材料内で機械的に固着さ
れている。このカーボンバンドはこのような状態では制
限されてしか可塑的に変形することはできないので、公
知の方法および公知の装置は、このような材料から螺旋
状の加熱エレメントを製造するのには適していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、カー
ボン繊維を含有する材料から螺旋状の加熱エレメントを
製造するための方法および装置を提供することにある。
さらに本発明の課題は、一方では僅かな熱的な不活性
を、他方では比較的低い温度での高い放射出力を特徴と
する加熱エレメントを提供し、かつこのような加熱エレ
メントを使用して製造される赤外線放射機を提供するこ
とにある。
ボン繊維を含有する材料から螺旋状の加熱エレメントを
製造するための方法および装置を提供することにある。
さらに本発明の課題は、一方では僅かな熱的な不活性
を、他方では比較的低い温度での高い放射出力を特徴と
する加熱エレメントを提供し、かつこのような加熱エレ
メントを使用して製造される赤外線放射機を提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、熱可塑性の埋め込み材料内に埋め
込まれた炭素繊維を有した出発材料を、前記埋め込み材
料が軟化する温度にまで加熱し、この加熱された出発材
料を螺旋を形成しながら前記軸に巻き付け、埋め込み材
料を取り除くことにより螺旋形状を固定させるようにし
た。
に本発明の方法では、熱可塑性の埋め込み材料内に埋め
込まれた炭素繊維を有した出発材料を、前記埋め込み材
料が軟化する温度にまで加熱し、この加熱された出発材
料を螺旋を形成しながら前記軸に巻き付け、埋め込み材
料を取り除くことにより螺旋形状を固定させるようにし
た。
【００１１】
【発明の効果】本発明の方法により、炭素繊維を含有す
る出発材料から螺旋状の加熱エレメントを製造すること
ができる。螺旋形状に基づき、このように製造された加
熱エレメントの表面積は、円筒状にまっすぐ伸びた同じ
長さの加熱エレメントの表面積よりも著しく大きい。さ
らに表面積が大きいことにより、所定の温度で、この加
熱エレメントはより高い放射出力を有している。
る出発材料から螺旋状の加熱エレメントを製造すること
ができる。螺旋形状に基づき、このように製造された加
熱エレメントの表面積は、円筒状にまっすぐ伸びた同じ
長さの加熱エレメントの表面積よりも著しく大きい。さ
らに表面積が大きいことにより、所定の温度で、この加
熱エレメントはより高い放射出力を有している。
【００１２】出発材料は最初は、例えば繊維又は帯とし
ての縦長の形状を有している。この出発材料を、埋め込
み材料が軟化する所定の温度に加熱することにより、出
発材料の熱可塑性の変形可能性が得られる。加熱された
状態で出発材料は、軸上に螺旋状に巻き付けられること
により変形される。このように形成された螺旋形状は次
いで固定される。このような固定は埋め込み材料を完全
にまたは部分的に取り除くことにより行われ、これによ
り赤外線放射機で所定のように使用する際に加熱エレメ
ントが後から可塑的に変形することが回避されるまたは
減じられる。埋め込み材料を完全に又は部分的に取り除
く際に螺旋形状は維持されたままである。このような取
り除きは、例えば溶剤による化学的な反応または気化ま
たは熱的な分解のような化学反応により行われる。
ての縦長の形状を有している。この出発材料を、埋め込
み材料が軟化する所定の温度に加熱することにより、出
発材料の熱可塑性の変形可能性が得られる。加熱された
状態で出発材料は、軸上に螺旋状に巻き付けられること
により変形される。このように形成された螺旋形状は次
いで固定される。このような固定は埋め込み材料を完全
にまたは部分的に取り除くことにより行われ、これによ
り赤外線放射機で所定のように使用する際に加熱エレメ
ントが後から可塑的に変形することが回避されるまたは
減じられる。埋め込み材料を完全に又は部分的に取り除
く際に螺旋形状は維持されたままである。このような取
り除きは、例えば溶剤による化学的な反応または気化ま
たは熱的な分解のような化学反応により行われる。
【００１３】有利な方法では、埋め込み材料の取り除き
を、この埋め込み材料が揮発性の構成成分に変化する温
度および雰囲気のもとで螺旋をグロー発光処理すること
により行う。このような揮発性の構成成分への移行は、
埋め込み材料の気化又は分解または周囲の雰囲気の構成
成分との反応により起こる。揮発性の構成成分は簡単に
取り除くことができる。
を、この埋め込み材料が揮発性の構成成分に変化する温
度および雰囲気のもとで螺旋をグロー発光処理すること
により行う。このような揮発性の構成成分への移行は、
埋め込み材料の気化又は分解または周囲の雰囲気の構成
成分との反応により起こる。揮発性の構成成分は簡単に
取り除くことができる。
【００１４】有利には、グロー発光処理を、酸素を排除
した状態で、例えば閉鎖された反応器内で不活性ガスの
下または真空内で行う。これにより炭素繊維の酸化は防
止される。
した状態で、例えば閉鎖された反応器内で不活性ガスの
下または真空内で行う。これにより炭素繊維の酸化は防
止される。
【００１５】出発材料をその全長にわたってまたは所定
の区分で加熱することができる。有利には、出発材料
を、その長さにわたって所定の領域で連続的に加熱す
る。この場合、それぞれ加熱された長さ領域が軸に巻き
付けられる。出発材料の巻付けは、軸がその間に長手方
向軸線を中心に回転するならば特に簡単に行われる。
の区分で加熱することができる。有利には、出発材料
を、その長さにわたって所定の領域で連続的に加熱す
る。この場合、それぞれ加熱された長さ領域が軸に巻き
付けられる。出発材料の巻付けは、軸がその間に長手方
向軸線を中心に回転するならば特に簡単に行われる。
【００１６】この場合、軸をその全長にわたってまたは
所定の区分で、埋め込み材料の軟化温度よりも高い温度
に加熱することができる。
所定の区分で、埋め込み材料の軟化温度よりも高い温度
に加熱することができる。
【００１７】有利には帯形状の出発材料を使用する。帯
状の出発材料から製造された螺旋状加熱部材は、特に大
きな表面積、ひいてはこれに伴う高い放射出力を特徴と
している。
状の出発材料から製造された螺旋状加熱部材は、特に大
きな表面積、ひいてはこれに伴う高い放射出力を特徴と
している。
【００１８】これに関しては、０．１〜０．５ｍｍの範
囲の厚さを有しており、２〜２０ｍｍの範囲の幅を有し
ているバンド（帯）材料を使用するのが特に有利であ
る。
囲の厚さを有しており、２〜２０ｍｍの範囲の幅を有し
ているバンド（帯）材料を使用するのが特に有利であ
る。
【００１９】この方法を実施するための装置に関して
は、上記課題を解決するために本発明の構成では、熱可
塑性の埋め込み材料内に埋め込まれた炭素繊維を有する
出発材料から、螺旋状の加熱エレメントを製造するため
に、軸の周表面の領域で出発材料に作用する加熱装置が
設けられており、該加熱装置が、前記埋め込み材料の軟
化温度よりも高い温度にまで調節可能であるようにし
た。
は、上記課題を解決するために本発明の構成では、熱可
塑性の埋め込み材料内に埋め込まれた炭素繊維を有する
出発材料から、螺旋状の加熱エレメントを製造するため
に、軸の周表面の領域で出発材料に作用する加熱装置が
設けられており、該加熱装置が、前記埋め込み材料の軟
化温度よりも高い温度にまで調節可能であるようにし
た。
【００２０】この加熱装置によって、出発材料を、埋め
込み材料の軟化温度よりも高い温度に加熱することがで
きる。加熱装置が出発材料に軸の周表面の領域で作用す
ることにより、出発材料はそれぞれ、軸に供給される長
手方向領域で、可塑的に変形可能であって、軸の周面に
螺旋状に巻き付けることができるようになるまで軟化さ
れる。出発材料への加熱装置の熱の伝達は、コンタク
ト、放射、熱の流れ、熱の対流によって行うことができ
る。加熱エレメントは出発材料に直接に作用することが
できる。または伝達部材を介在させることにより間接的
に作用することができる。加熱装置が出発材料に軸の周
表面の領域で作用することが重要である。
込み材料の軟化温度よりも高い温度に加熱することがで
きる。加熱装置が出発材料に軸の周表面の領域で作用す
ることにより、出発材料はそれぞれ、軸に供給される長
手方向領域で、可塑的に変形可能であって、軸の周面に
螺旋状に巻き付けることができるようになるまで軟化さ
れる。出発材料への加熱装置の熱の伝達は、コンタク
ト、放射、熱の流れ、熱の対流によって行うことができ
る。加熱エレメントは出発材料に直接に作用することが
できる。または伝達部材を介在させることにより間接的
に作用することができる。加熱装置が出発材料に軸の周
表面の領域で作用することが重要である。
【００２１】有利には、軸が長手方向軸線を中心に回転
可能であって、加熱装置が軸に対して相対的に可動であ
る装置が記載されている。出発材料を回転する軸上で螺
旋状に巻き付けるためには、軸自体が長手方向軸線の方
向で移動されるか又は出発材料が供給装置によって連続
的に軸周表面に沿って案内される。前者の場合は、加熱
装置と供給装置とは場所的に定置に形成されていてよ
い。後者の場合には、加熱装置と供給装置とが軸の長手
方向軸線に沿って可動に形成されている。軸と加熱装置
との相対的な可動性により場所的に制限して出発材料を
加熱することができる。
可能であって、加熱装置が軸に対して相対的に可動であ
る装置が記載されている。出発材料を回転する軸上で螺
旋状に巻き付けるためには、軸自体が長手方向軸線の方
向で移動されるか又は出発材料が供給装置によって連続
的に軸周表面に沿って案内される。前者の場合は、加熱
装置と供給装置とは場所的に定置に形成されていてよ
い。後者の場合には、加熱装置と供給装置とが軸の長手
方向軸線に沿って可動に形成されている。軸と加熱装置
との相対的な可動性により場所的に制限して出発材料を
加熱することができる。
【００２２】加熱装置が、軸の長手方向軸線に対して平
行に延びる直線ガイド上で摺動可能である本発明による
装置の構成により、出発材料の加熱は特に簡単かつ正確
に行うことができる。
行に延びる直線ガイド上で摺動可能である本発明による
装置の構成により、出発材料の加熱は特に簡単かつ正確
に行うことができる。
【００２３】有利には、供給装置に第１の駆動装置が設
けられていて、この駆動装置によって供給装置が、軸の
長手方向軸線に対して平行に可動であって、加熱装置の
移動のために第２の駆動装置が設けられており、この第
２の駆動装置は第１の駆動装置に電気的または機械的に
連結されている。両駆動装置を連結することにより、加
熱装置と供給装置の運動は同期化可能であり、これによ
り出発材料を正確に局部的に加熱することができる。
けられていて、この駆動装置によって供給装置が、軸の
長手方向軸線に対して平行に可動であって、加熱装置の
移動のために第２の駆動装置が設けられており、この第
２の駆動装置は第１の駆動装置に電気的または機械的に
連結されている。両駆動装置を連結することにより、加
熱装置と供給装置の運動は同期化可能であり、これによ
り出発材料を正確に局部的に加熱することができる。
【００２４】特に有利には、加熱装置が熱風ブロアーを
有している。
有している。
【００２５】螺旋状の加熱エレメントに関して、上記課
題を解決するために本発明の構成では、加熱エレメント
が、互いに結合された炭素繊維の配列から形成されてい
る。
題を解決するために本発明の構成では、加熱エレメント
が、互いに結合された炭素繊維の配列から形成されてい
る。
【００２６】同じ長さでは、螺旋状の加熱エレメントの
表面積は、まっすぐ伸ばされた帯状の公知の加熱エレメ
ントの表面積よりも著しく大きい。比較的大きな表面積
により、所定の温度で比較的高い放射出力が得られる。
本発明による加熱エレメントは、高い放射能力であると
同時に僅かな熱的な不活性を特徴としている。このこと
は比較的低い温度で特に顕著である。
表面積は、まっすぐ伸ばされた帯状の公知の加熱エレメ
ントの表面積よりも著しく大きい。比較的大きな表面積
により、所定の温度で比較的高い放射出力が得られる。
本発明による加熱エレメントは、高い放射能力であると
同時に僅かな熱的な不活性を特徴としている。このこと
は比較的低い温度で特に顕著である。
【００２７】これに関しては、加熱エレメントが、螺旋
状のカーボンバンドとして形成されていると特に有利で
ある。加熱エレメントの螺旋形状により表面積は、まっ
すぐ伸ばされた帯状の公知のカーボンバンドの表面積に
対して約３倍まで拡大される。
状のカーボンバンドとして形成されていると特に有利で
ある。加熱エレメントの螺旋形状により表面積は、まっ
すぐ伸ばされた帯状の公知のカーボンバンドの表面積に
対して約３倍まで拡大される。
【００２８】本発明による加熱エレメントの製造のため
の出発材料が、例えば樹脂のような熱可塑性の埋め込み
材料に機械的に固着された多数の微細の炭素繊維を有す
る複合材料である場合には、この出発材料は有利には、
上記の本発明による方法で螺旋形状に成形され固定され
る。
の出発材料が、例えば樹脂のような熱可塑性の埋め込み
材料に機械的に固着された多数の微細の炭素繊維を有す
る複合材料である場合には、この出発材料は有利には、
上記の本発明による方法で螺旋形状に成形され固定され
る。
【００２９】本発明による赤外線放射装置は上述したよ
うに、電気的な接続部が設けられた螺旋状の加熱エレメ
ントを取り囲むケーシングを有している。螺旋状の加熱
エレメントは、有利には本発明による方法によって、炭
素繊維を含有する出発材料から製造される。このような
形式の赤外線放射装置は、特に１．５〜４．５μｍの波
長範囲の高い放射出力を特徴としている。
うに、電気的な接続部が設けられた螺旋状の加熱エレメ
ントを取り囲むケーシングを有している。螺旋状の加熱
エレメントは、有利には本発明による方法によって、炭
素繊維を含有する出発材料から製造される。このような
形式の赤外線放射装置は、特に１．５〜４．５μｍの波
長範囲の高い放射出力を特徴としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を詳しく説明する。
態を詳しく説明する。
【００３１】図１に示された螺旋状の放射バンドは、厚
さ０．１５ｍｍ、幅５ｍｍのカーボンバンド１から成っ
ている。カーボンバンド１の端部には、電気的な接続の
ための金属製の接続接点２が設けられている。カーボン
バンド１によって成形された螺旋は約１０ｍｍの直径を
有している。互いに隣接する巻き条の間隔は約５ｍｍで
ある。カーボンバンド１は炭素繊維・樹脂複合材料から
製造されている。この場合、樹脂は製造方法の過程にお
いて取り除かれる。
さ０．１５ｍｍ、幅５ｍｍのカーボンバンド１から成っ
ている。カーボンバンド１の端部には、電気的な接続の
ための金属製の接続接点２が設けられている。カーボン
バンド１によって成形された螺旋は約１０ｍｍの直径を
有している。互いに隣接する巻き条の間隔は約５ｍｍで
ある。カーボンバンド１は炭素繊維・樹脂複合材料から
製造されている。この場合、樹脂は製造方法の過程にお
いて取り除かれる。
【００３２】図２には、図１の螺旋状のカーボン放射バ
ンドを製造するためのバンド巻き装置が示されている。
このバンド巻き装置は、その長手方向軸線を中心として
回転可能な直径１０ｍｍの軸４を有している。このバン
ド巻き装置には供給装置（図示せず）によって連続的に
帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３が供給されて、軸４の
周面に螺旋状に巻き付けられる。軸上での扁平な載置を
保証するために、帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３は、
方向矢印８で示したように引張応力をかけられて保持さ
れている。軸４に巻き付ける際には、炭素繊維・樹脂複
合材料３は熱風ブロアー５によって所定の領域で加熱さ
れる。このために熱風ブロアー５のノズル６はそれぞ
れ、炭素繊維・樹脂複合材料３の、軸４にちょうど供給
される長手方向区分に向けられている。熱風ブロアー５
は、軸４の長手方向軸線に対して平行に配置されている
レール７上に組み付けられている。レール７上では、熱
風ブロアー５はモータ（図示せず）によって、矢印方向
９で図示したように軸４の周面に対して平行に摺動可能
である。
ンドを製造するためのバンド巻き装置が示されている。
このバンド巻き装置は、その長手方向軸線を中心として
回転可能な直径１０ｍｍの軸４を有している。このバン
ド巻き装置には供給装置（図示せず）によって連続的に
帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３が供給されて、軸４の
周面に螺旋状に巻き付けられる。軸上での扁平な載置を
保証するために、帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３は、
方向矢印８で示したように引張応力をかけられて保持さ
れている。軸４に巻き付ける際には、炭素繊維・樹脂複
合材料３は熱風ブロアー５によって所定の領域で加熱さ
れる。このために熱風ブロアー５のノズル６はそれぞ
れ、炭素繊維・樹脂複合材料３の、軸４にちょうど供給
される長手方向区分に向けられている。熱風ブロアー５
は、軸４の長手方向軸線に対して平行に配置されている
レール７上に組み付けられている。レール７上では、熱
風ブロアー５はモータ（図示せず）によって、矢印方向
９で図示したように軸４の周面に対して平行に摺動可能
である。
【００３３】次に本発明による螺旋状の加熱エレメント
の製造の方法を、図１および図２につき詳しく説明す
る。
の製造の方法を、図１および図２につき詳しく説明す
る。
【００３４】帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３は２ｒｐ
ｍの速度で回転する軸４に供給され、この軸上で螺旋状
に巻き付けられる。螺旋形状は、軸４に沿って巻き付け
領域が連続的に側方に移動することにより形成される。
この場合、移動の速度は、回転速度と、軸４の外周と、
互いに隣接する巻条の間の間隔とから得られる。図２の
実施例では、帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３もしくは
カーボンバンド１の所望の螺旋形状は、軸４の周面を相
応に構成することにより助成される。熱風ブロアー５は
巻き付け領域で、炭素繊維・樹脂複合材料３の樹脂が軟
化する温度を生ぜしめる。これにより炭素繊維・樹脂複
合材料３の可塑的な変形可能性が得られ、これにより初
めて螺旋形状での巻付けが可能となる。このために必要
な温度は使用される埋め込み材料に依存している。この
実施例で使用される樹脂の場合は、約３００℃である。
レール７上の軸４に沿った熱風ブロアー５の運動の方向
および速度は、帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３のため
の巻き付け領域の移動の方向および速度に一致してい
る。従って熱風ブロアー５は常に、帯状の炭素繊維・樹
脂複合材料３の、その直後に軸４に巻き付けられる長手
方向区分しか加熱しない。
ｍの速度で回転する軸４に供給され、この軸上で螺旋状
に巻き付けられる。螺旋形状は、軸４に沿って巻き付け
領域が連続的に側方に移動することにより形成される。
この場合、移動の速度は、回転速度と、軸４の外周と、
互いに隣接する巻条の間の間隔とから得られる。図２の
実施例では、帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３もしくは
カーボンバンド１の所望の螺旋形状は、軸４の周面を相
応に構成することにより助成される。熱風ブロアー５は
巻き付け領域で、炭素繊維・樹脂複合材料３の樹脂が軟
化する温度を生ぜしめる。これにより炭素繊維・樹脂複
合材料３の可塑的な変形可能性が得られ、これにより初
めて螺旋形状での巻付けが可能となる。このために必要
な温度は使用される埋め込み材料に依存している。この
実施例で使用される樹脂の場合は、約３００℃である。
レール７上の軸４に沿った熱風ブロアー５の運動の方向
および速度は、帯状の炭素繊維・樹脂複合材料３のため
の巻き付け領域の移動の方向および速度に一致してい
る。従って熱風ブロアー５は常に、帯状の炭素繊維・樹
脂複合材料３の、その直後に軸４に巻き付けられる長手
方向区分しか加熱しない。
【００３５】炭素繊維・樹脂複合材料３が軸４上で冷却
された後に、炭素繊維・樹脂複合材料３の螺旋状の構造
が得られる。最終的に固定するためにこのように製造さ
れた螺旋は次いで、窒素雰囲気の中で約１０００℃でグ
ロー発光処理される。埋め込み材料、この場合樹脂の大
部分は気化またはガス状の構成成分に分解する。しかし
この場合、炭素繊維の螺旋状の配列は維持され、これに
よりグロー発光処理後には、図１に示されたような螺旋
状のカーボンバンド１が得られる。
された後に、炭素繊維・樹脂複合材料３の螺旋状の構造
が得られる。最終的に固定するためにこのように製造さ
れた螺旋は次いで、窒素雰囲気の中で約１０００℃でグ
ロー発光処理される。埋め込み材料、この場合樹脂の大
部分は気化またはガス状の構成成分に分解する。しかし
この場合、炭素繊維の螺旋状の配列は維持され、これに
よりグロー発光処理後には、図１に示されたような螺旋
状のカーボンバンド１が得られる。
【００３６】図１の螺旋状のカーボンバンド１は、カー
ボンバンドの長く伸びた形状に対して、（同じ長さで）
約３倍に拡大された表面積を特徴としている。これによ
り放射能力は向上され、これは特に１０００℃よりも低
い温度では顕著である。従って螺旋状のカーボンバンド
は、特に波長範囲１．５〜４．５μｍのための本発明に
よる赤外線放射機の製造に適している。
ボンバンドの長く伸びた形状に対して、（同じ長さで）
約３倍に拡大された表面積を特徴としている。これによ
り放射能力は向上され、これは特に１０００℃よりも低
い温度では顕著である。従って螺旋状のカーボンバンド
は、特に波長範囲１．５〜４．５μｍのための本発明に
よる赤外線放射機の製造に適している。
【００３７】次に本発明の赤外線放射機の実施例を詳し
く説明する。赤外線放射機は、２．５μｍ前後の波長の
ための中赤外線放射機である。囲繞管としては、プレス
封止により両側で溶融密封され排気された石英ガラス管
が設けられており、この管が螺旋状のカーボンバンドを
取り囲んでいる。カーボンバンドは図１に示されてお
り、その製造方法は図１および図２につき上に詳しく記
載されている。カーボンバンドには電気的な接続部が設
けられており、これらの接続部は両側でのプレス封止部
を介して外方に案内されている。この赤外線放射機は、
高い放射能力と僅かな熱的な不活性を特徴としている。
く説明する。赤外線放射機は、２．５μｍ前後の波長の
ための中赤外線放射機である。囲繞管としては、プレス
封止により両側で溶融密封され排気された石英ガラス管
が設けられており、この管が螺旋状のカーボンバンドを
取り囲んでいる。カーボンバンドは図１に示されてお
り、その製造方法は図１および図２につき上に詳しく記
載されている。カーボンバンドには電気的な接続部が設
けられており、これらの接続部は両側でのプレス封止部
を介して外方に案内されている。この赤外線放射機は、
高い放射能力と僅かな熱的な不活性を特徴としている。
【図１】赤外線放射機のための本発明による螺旋状のカ
ーボン放射バンドを示す図である。
ーボン放射バンドを示す図である。
【図２】螺旋状のカーボン放射バンドを製造するための
バンド巻き装置を示す図である。
バンド巻き装置を示す図である。
１ カーボンバンド、 ２ 接続接点、 ３ 炭素繊維
・樹脂複合材料、 ４軸、 ５ 熱風ブロアー、 ６
ノズル、 ７ レール、 ８，９ 方向矢印
・樹脂複合材料、 ４軸、 ５ 熱風ブロアー、 ６
ノズル、 ７ レール、 ８，９ 方向矢印
Claims (15)
- 【請求項１】 螺旋状の加熱エレメントを製造するため
の方法であって、縦長の出発材料を、この出発材料から
螺旋を形成しながら軸に巻き付け、螺旋の端部に、電気
的な接続部のためのコンタクト手段を設ける形式のもの
において、 熱可塑性の埋め込み材料内に埋め込まれた炭素繊維を有
した出発材料を、前記埋め込み材料が軟化する温度にま
で加熱し、この加熱された出発材料を螺旋を形成しなが
ら前記軸に巻き付け、埋め込み材料を取り除くことによ
り螺旋形状を固定させることを特徴とする、螺旋状の加
熱エレメントを製造するための方法。 - 【請求項２】 埋め込み材料の取り除きを、この埋め込
み材料が揮発性の構成成分に変化する温度および雰囲気
のもとで螺旋をグロー発光処理することにより行う、請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 グロー発光処理を、酸素を排除した状態
で行う、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 出発材料を、その長さにわたって所定の
領域で連続的に加熱し、それぞれ加熱された長さ領域を
軸に巻き付ける、請求項１から３までのいずれか１項記
載の方法。 - 【請求項５】 軸を、埋め込み材料の軟化温度よりも高
い温度に加熱する、請求項１から４までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項６】 帯形状の出発材料を使用し、軸をその長
手方向軸線を中心に回転させる、請求項１から５までの
いずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 帯が０．１〜０．５ｍｍの範囲の厚さを
有しており、２〜２０ｍｍの範囲の幅を有している、請
求項１から６までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 請求項１から７までのいずれか１項記載
の方法を実施するための装置であって、軸（４）が設け
られており、該軸（４）に縦長の出発材料（３）を供給
するための供給装置がが設けられており、前記軸（４）
の周表面に出発材料（３）が螺旋状に巻き付けられる形
式のものにおいて、 熱可塑性の埋め込み材料内に埋め込まれた炭素繊維を有
する出発材料（３）から、螺旋状の加熱エレメントを製
造するために、軸（４）の周表面の領域で出発材料
（３）に作用する加熱装置（５）が設けられており、該
加熱装置（５）が、前記埋め込み材料の軟化温度よりも
高い温度にまで調節可能であることを特徴とする、請求
項１から７までのいずれか１項記載の方法を実施するた
めの装置。 - 【請求項９】 軸（４）が長手方向軸線を中心に回転可
能であって、加熱装置（５）が軸（４）に対して相対的
に可動である、請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 加熱装置（５）が、軸の長手方向軸線
に対して平行に延びる直線ガイド（７）上で摺動可能で
ある、請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 供給装置に第１の駆動装置が設けられ
ていて、この駆動装置によって供給装置が矢印（９）の
方向で軸の長手方向軸線に対して平行に可動であって、
加熱装置（５）の移動のために第２の駆動装置が設けら
れており、この第２の駆動装置は第１の駆動装置に電気
的または機械的に連結されている、請求項９または１０
記載の装置。 - 【請求項１２】 加熱装置（５）が熱風ブロアーを有し
ている、請求項８から１１までのいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項１３】 赤外線放射機のための加熱エレメント
であって、螺旋の形状に形成されていて、前記螺旋の端
部には、電気的な接続のためのコンタクト手段（２）が
設けられている形式のものにおいて、 加熱エレメントが、互いに結合された炭素繊維の配列か
ら形成されていることを特徴とする加熱エレメント。 - 【請求項１４】 カーボンバンド（１）として形成され
ている、請求項１３記載の加熱エレメント。 - 【請求項１５】 請求項１３又は１４記載の電気的な接
続部が設けられた螺旋状の加熱エレメントを取り囲むケ
ーシングを備えた赤外線放射機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19839457A DE19839457A1 (de) | 1998-08-29 | 1998-08-29 | Spiralförmiges Heizelement, Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben sowie unter Verwendung eines spiralförmigen Heizelementes hergestellter Infrarotstrahler |
| DE19839457.8 | 1998-08-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077166A true JP2000077166A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=7879195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11240111A Pending JP2000077166A (ja) | 1998-08-29 | 1999-08-26 | 螺旋状の加熱エレメント、並びに螺旋状の加熱エレメントを製造するための方法および装置、並びに螺旋状の加熱エレメントを使用して製造される赤外線放射機 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6464918B1 (ja) |
| EP (1) | EP0987923B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000077166A (ja) |
| AT (1) | ATE202258T1 (ja) |
| DE (2) | DE19839457A1 (ja) |
| ES (1) | ES2158717T3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002015707A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電球及び表示用電球 |
| KR100909881B1 (ko) | 2008-07-17 | 2009-07-30 | 제이씨텍(주) | 탄소발열체 및 그 제조 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19839457A1 (de) | 1998-08-29 | 2000-03-09 | Heraeus Noblelight Gmbh | Spiralförmiges Heizelement, Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben sowie unter Verwendung eines spiralförmigen Heizelementes hergestellter Infrarotstrahler |
| DE19912544B4 (de) * | 1999-03-19 | 2007-01-18 | Heraeus Noblelight Gmbh | Infrarotstrahler und Verfahren zur Erwärmung eines Behandlungsgutes |
| DE10024963A1 (de) | 2000-05-22 | 2001-12-13 | Heraeus Noblelight Gmbh | Strahlungsanordnung sowie deren Verwendung und Verfahren zur Behandlung von Oberflächen |
| DE10029437B4 (de) * | 2000-06-21 | 2005-11-17 | Heraeus Noblelight Gmbh | Infrarotstrahler und Verfahren zum Betreiben eines solchen Infrarotstrahlers |
| GB0303150D0 (en) * | 2003-02-12 | 2003-03-19 | 1 Ltd | Method and apparatus for manufacturing ceramic devices |
| WO2006009331A1 (en) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | Nct Co Ltd | Method for production of spiral-shaped carbon coated with nano-crystalline structured carbon layer and infrared emitter comprising spiral-shaped carbon |
| KR100793973B1 (ko) | 2006-06-08 | 2008-01-16 | 쵸이 알렉산드르 | 나노결정 구조의 탄소층으로 코팅된 나선형 탄소의 제조 방법 및 나선형 탄소를 포함하는 적외선 발생기 |
| DE102009014079B3 (de) * | 2009-03-23 | 2010-05-20 | Heraeus Noblelight Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Carbonbandes für einen Carbonstrahler, Verfahren zur Herstellung eines Carbonstrahlers sowie Carbonstrahler |
| DE102012025299A1 (de) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Helmut Haimerl | Heizstrahler mit Heizrohrelement |
| KR20190033228A (ko) | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 주식회사 이노핫 | 접속부위를 개선한 카본히터 |
| DE102019126217A1 (de) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Steinel Gmbh | Heißluftgebläse und Heizmittel für ein Heißluftgebläse |
| CN213604399U (zh) * | 2020-09-22 | 2021-07-06 | 深圳市合元科技有限公司 | 气溶胶生成装置以及红外加热器 |
| CA3230070A1 (en) * | 2021-09-15 | 2023-03-23 | Claudio Subacchi | Prefabricated building structure |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2771386A (en) * | 1952-06-14 | 1956-11-20 | Monsanto Chemicals | Method of forming an electrical winding |
| SE301519B (ja) * | 1966-10-24 | 1968-06-10 | Kanthal Ab | |
| US3659336A (en) * | 1970-01-30 | 1972-05-02 | Electronic Diversified Inc | Method of manufacturing an inductive device |
| US3841920A (en) * | 1971-07-06 | 1974-10-15 | Block Engineering | Method of manufacturing an infrared radiation source |
| US4075273A (en) * | 1976-04-14 | 1978-02-21 | Liautaud James P | Method of making a coil form by injection molding |
| FR2371117A2 (fr) * | 1976-07-06 | 1978-06-09 | Rhone Poulenc Ind | Element radiant pour dispositif de chauffage |
| US4500430A (en) * | 1982-09-22 | 1985-02-19 | Dasgupta Purnendu K | Continuously rejuvenated ion exchanger |
| US4774396A (en) * | 1987-04-13 | 1988-09-27 | Fabaid Incorporated | Infrared generator |
| GB8717668D0 (en) * | 1987-07-25 | 1987-09-03 | Micropore International Ltd | Coiled heating elements |
| GB2233150A (en) * | 1989-06-16 | 1991-01-02 | Electricity Council | Infra-red radiation source |
| DE9003181U1 (de) * | 1989-07-28 | 1990-08-09 | Heraeus Quarzglas GmbH, 6450 Hanau | Infrarot-Strahler mit elektrischer Heizwendel |
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| DE4438871A1 (de) * | 1994-11-03 | 1996-05-09 | Heraeus Noblelight Gmbh | Infrarotstrahler mit einem flächenhaft ausgebildeten Widerstandskörper als Strahlungsquelle |
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| EP0948877A1 (de) * | 1997-10-27 | 1999-10-13 | Heraeus Noblelight GmbH | Sphäroidisch abstrahlender infrarot-strahler |
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-
1998
- 1998-08-29 DE DE19839457A patent/DE19839457A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-08-20 AT AT99116390T patent/ATE202258T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-08-20 ES ES99116390T patent/ES2158717T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-20 EP EP99116390A patent/EP0987923B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-20 DE DE59900118T patent/DE59900118D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1999-08-30 US US09/385,851 patent/US6464918B1/en not_active Expired - Fee Related
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