專利名稱：紅外射線燈及采用它的加熱裝置、加熱元件制造方法及紅外射線燈制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于諸如取暖器或烹調(diào)爐這樣的加熱裝置的紅外射線燈、采用它的加熱裝置、包含它的加熱元件制造方法、及紅外射線燈制造方法，特別是涉及采用含碳物質(zhì)作為加熱元件并具有優(yōu)越的熱源功能的紅外射線燈、采用該紅外射線燈的加熱裝置、加熱元件制造方法及紅外射線燈制造方法。
背景技術(shù)：
通常紅外射線燈結(jié)構(gòu)為在石英玻璃管里置入加熱元件，其中加熱元件為將具有電阻的鎳鉻類(Ni、Cr、Fe)金屬絲或鎢(W)絲繞成螺旋形，在空氣或大氣中加熱金屬絲，它就直接發(fā)射熱量，也可加一個反射板。這類螺旋形加熱元件具有均勻的輻射強(qiáng)度分布，故而不能適合對特定方向的加熱。而且因為加工成螺旋形的加熱元件內(nèi)部的窟窿，在螺旋間的空隙，其中熱量白白輻射掉，從而螺旋形加熱元件為這種額外加熱浪費(fèi)了能量。
有鑒于此，為了替換常規(guī)加工成螺旋形的加熱元件，在國際公開專利WO 01/041507中披露了一種采用含碳物質(zhì)的加熱元件的紅外射線燈，其中將含碳物質(zhì)制成片狀。因為含碳物質(zhì)的紅外射線發(fā)射率高達(dá)78-84％，采用含碳物質(zhì)來做加熱元件使得紅外射線燈的紅外射線發(fā)射率提高了。而片狀的加熱元件還有不必浪費(fèi)能量于上述的額外加熱的重要特點。
將含碳物質(zhì)的燒結(jié)體制成片狀作為加熱元件置入圓柱形石英玻璃管，這樣制成的紅外射線燈具有很高輻射強(qiáng)度，當(dāng)含碳物質(zhì)片形加熱元件的不同截面大小按1比5或更懸殊時，紅外射線燈可進(jìn)行有方向性的加熱。
此外，在上述玻璃管上蒸發(fā)形成一層反射膜，或在其旁設(shè)置一半圓柱形的反射板且使其內(nèi)表面有鏡面拋光的反射面，就能得到所需的輻射強(qiáng)度分布。反射膜或反射板將加熱元件發(fā)出的紅外射線輻射加以反射，就能局部增強(qiáng)輻射強(qiáng)度。
因為國際公開專利WO 01/041507中描述的常規(guī)紅外射線燈由一線形加熱元件和一線形石英玻璃管構(gòu)成，該紅外射線燈的縱向輻射范圍由該加熱元件的長度所決定。因此，即使可用反射膜或反射板將輻射強(qiáng)度在與加熱元件的縱向垂直的方向局部增強(qiáng)或者加以彌散，常規(guī)的紅外射線燈在沿加熱元件的縱向的方向既不能擴(kuò)大輻射的范圍，也不能局部增強(qiáng)輻射的強(qiáng)度。
本發(fā)明就是為了解決上述問題而設(shè)計的，其目標(biāo)在于提供一種在加熱元件的縱向具有寬的輻射范圍的紅外射線燈。本發(fā)明目標(biāo)在于提供一種在加熱元件的縱向的一個窄的輻射范圍內(nèi)具有強(qiáng)的局部輻射強(qiáng)度的紅外射線燈、采用它的加熱裝置、加熱元件制造方法、及紅外射線燈制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的問題，本發(fā)明的各部分?jǐn)⑹鋈缦隆?br> 按照本發(fā)明的紅外射線燈包含一個彎曲的或弧形的、沿其縱向或沿該弧伸展的玻璃管，其二端處沿該處縱向的或沿該弧的切線的夾角為2度或以上；以及密封在上述玻璃管里的單個或多個加熱元件，它們有順著上述玻璃管的弧形彎曲的易彎性。
將加熱元件彎曲成凸形，本發(fā)明的紅外射線燈可實現(xiàn)比其加熱元件的長度更寬的、在其縱向或沿該加熱元件的弧形的輻射范圍。
將加熱元件彎曲成凹形，本發(fā)明的紅外射線燈可實現(xiàn)在比其加熱元件的弧形的長度較窄的輻射范圍內(nèi)具有強(qiáng)的局部輻射強(qiáng)度。
按照本發(fā)明的另一方面的紅外射線燈，上述其玻璃管彎曲成凸形。由于這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的紅外射線燈可實現(xiàn)比其加熱元件的長度更寬的、沿該加熱元件的弧形或在其縱向的輻射范圍。
按照本發(fā)明的另一方面的紅外射線燈，上述其玻璃管彎曲成凹形。由于這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的紅外射線燈可實現(xiàn)在比其加熱元件的長度較窄的輻射范圍內(nèi)具有局部強(qiáng)的或集中的、在該加熱元件縱向的輻射強(qiáng)度。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，上述玻璃管彎曲得使其二端處沿該處的弧或在其縱向的切線的夾角為90度或以下。例如在一加熱裝置里安裝了本發(fā)明的紅外射線燈，其一端(低端)垂直于地板，其另一端(上端)向上對著天花板，就能在預(yù)定的方向加熱地板到天花板。
設(shè)置了凹形的反射板或反射膜，熱量就不會向后逃散。而且，讓紅外射線燈繞垂直于地板的軸轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度，此加熱裝置就能加熱房間里該預(yù)定范圍的寬的面積從地板到天花板。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，上述加熱元件做成片狀，所述加熱元件的最大線度(例如其寬度)的表面部分彎曲成凸面或凹面的。于是，在垂直于其縱向的空間里，該加熱元件在垂直于其最大線度部分的方向具有強(qiáng)的輻射強(qiáng)度分布特征(強(qiáng)的方向性)。
于是，由于本發(fā)明的紅外射線燈能夠在垂直于其縱向的表面以及在其縱向都給出方向性，就能實現(xiàn)在大體垂直于其縱向或弧形方向的狹窄空間內(nèi)具有強(qiáng)的局部輻射強(qiáng)度的紅外射線燈，或者能實現(xiàn)在大體垂直于其縱向或弧形方向的空間內(nèi)具有強(qiáng)的方向性并且在其縱向具有彌散的輻射強(qiáng)度分布特征的紅外射線燈。
優(yōu)選地使用含碳物質(zhì)做成加熱元件，其最大線度的表面的寬度比其厚度大5倍或以上。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，上述加熱元件的截面具有長方環(huán)形，上述加熱元件具有最大寬度的表面處在垂直于該環(huán)的中軸線的平面內(nèi)。換言之，上述加熱元件為片狀，彎曲得使其具有最大面積的表面差不多位于相同表面上。例如將平面形的加熱元件彎成具有預(yù)定中心角的弧形；并固定在玻璃管內(nèi)來構(gòu)成紅外射線燈。
因此，在平行于環(huán)中心軸C的方向中能夠得到紅外線的有效高方向性。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，上述加熱元件的截面具有長方環(huán)形，上述加熱元件具有圓錐臺側(cè)面的形狀。換言之，上述加熱元件為片狀，它的包含其彎曲的外圓周邊的表面，和它的包含其彎曲的內(nèi)圓周邊的表面，彼此高度不同。
舉例說，在加熱元件形成了具有第一中心角(小于360度)的平面弧形后，將加熱元件彎曲得具有大于其第一中心角(小于360度)的第二中心角，并固定到玻璃管中以構(gòu)成一紅外射線燈。
這樣，該加熱元件的包含其彎曲的外圓周邊的表面和該加熱元件的包含其彎曲的內(nèi)圓周邊的表面，彼此高度不同(即在組裝時，包含其內(nèi)圓周邊的表面較高于(或較低于)包含其外圓周邊的表面)。
這種構(gòu)造的紅外射線燈的加熱元件發(fā)出的紅外射線在“e”點輻射強(qiáng)度最強(qiáng)，“e”是穿過它的弧的中心的“c”直線與垂直于它的斜面的“d”直線的交點。
本發(fā)明實現(xiàn)了一種易于制造的、將熱量集中發(fā)射到特定區(qū)域的紅外射線燈。本發(fā)明對于要求加熱局部面積的加熱裝置有用，例如，在美容院等處波浪式燙髮所用的加熱裝置。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈還具有一反射膜，設(shè)置在上述玻璃管的外圓周并沿其縱向彎曲。由于此反射膜，該紅外射線燈的加熱元件在垂直于其縱向的表面內(nèi)具有強(qiáng)的輻射強(qiáng)度分布特征(強(qiáng)方向性)。
由于本發(fā)明的紅外射線燈能夠在垂直于其縱向的表面以及在其縱向都給出方向性，就能實現(xiàn)具有強(qiáng)的局部輻射強(qiáng)度的紅外射線燈，或者能實現(xiàn)在垂直于其縱向的表面內(nèi)具有強(qiáng)的方向性并且在其縱向具有彌散的輻射強(qiáng)度分布特征的紅外射線燈。
因為反射膜以相同半徑繞加熱元件彎曲，本發(fā)明可比安置與玻璃管分別制造的反射板的辦法以更高的精確性實現(xiàn)預(yù)定的方向性。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈還具有一反射板緊貼者上述玻璃管，或以預(yù)定距離設(shè)置在上述玻璃管外并沿其縱向彎曲。由于此反射板，加熱元件在垂直于其縱向的表面內(nèi)具有強(qiáng)的輻射強(qiáng)度分布特征(強(qiáng)方向性)。
由于本發(fā)明的紅外射線燈能夠在垂直于其縱向的表面以及在其縱向都給出方向性，就能實現(xiàn)具有強(qiáng)的局部輻射強(qiáng)度的紅外射線燈，或者能實現(xiàn)在垂直于其縱向的表面內(nèi)具有強(qiáng)的方向性并且在其縱向具有彌散的輻射強(qiáng)度分布特征的紅外射線燈。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，其中上述玻璃管的兩端具有固定構(gòu)件以固定上述加熱元件，上述玻璃管至少在上述固定構(gòu)件附近是直線延伸的。
由于上述玻璃管在上述固定構(gòu)件附近是直線延伸的，在固定構(gòu)件固定加熱元件的部位，或在固定構(gòu)件與玻璃管之間，可避免不合理的應(yīng)力作用。所以本發(fā)明的紅外射線燈易于組裝而且有高可靠性。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，上述加熱元件是將多個加熱元件通過連接構(gòu)件的中介串連形成的。本發(fā)明實現(xiàn)了比單個加熱元件長度更長的紅外射線燈。
本發(fā)明可實現(xiàn)具有任意長度并在其縱向具有比加熱元件的長度更寬的輻射范圍的紅外射線燈，或者能實現(xiàn)具有任意長度并比單個加熱元件長度更長、還具有局部強(qiáng)的(即集中的)輻射強(qiáng)度的紅外射線燈。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈的特點是，上述加熱元件是含碳物質(zhì)的。用含碳物質(zhì)做成的加熱元件的各種特性敘述如下。因為這種加熱元件具有高的紅外射線發(fā)射率，用來加熱食品所需時間短，烹調(diào)口味好。
因為這種加熱元件有高的輻射效率，它也適合于輻射型加熱裝置。由于通電時的沖擊電流小，控制電路可較簡單。由于沖擊電流小，就不會因噪聲影響周圍設(shè)備。電源一加上，這類加熱元件在極短時間內(nèi)就能達(dá)到預(yù)定的溫度。
通過很好利用本發(fā)明的紅外射線燈的這些特點，包括它在加熱元件的縱向具有比加熱元件的長度更寬或更窄的輻射范圍，本發(fā)明的紅外射線燈可用于各種目的的加熱裝置。
按照本發(fā)明的另外一方面的紅外射線燈，上述加熱元件被安置于上述玻璃管內(nèi)設(shè)置的突出部分。按照本發(fā)明在該玻璃管內(nèi)設(shè)置突出部分，可使加熱元件直接接觸該玻璃管壁的地方的線度最小，從而避免玻璃管表面溫度的升高。這樣就延長了紅外射線燈的使用壽命。
較佳情況，突出部分設(shè)置在與加熱元件彎曲表面的曲率中心較接近的一邊，并將加熱元件安置在接近該玻璃管中心處。這樣，加熱元件可固定得較穩(wěn)，也可避免玻璃管表面溫度的升高。因為加熱元件的曲率半徑可保持在預(yù)定值，也因熱量不太容易逃散到玻璃管，加熱元件的輻射效率也就有所改進(jìn)。
按照本發(fā)明的另外一方面的加熱裝置具有如上述的紅外射線燈。本發(fā)明實現(xiàn)了具有上述性能的加熱裝置。
按照本發(fā)明的另外一方面的加熱裝置，上述紅外射線燈繞一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)一預(yù)定角度(可為360度)。
例如，在一加熱裝置里安裝了本發(fā)明的紅外射線燈，其加熱元件為凸形彎曲的，將該燈安置成使其一端垂直于地板，其另一端向上對著天花板，就可在預(yù)定的方向加熱地板到天花板。熱量不會逃逸到背后。
讓紅外射線燈繞垂直于地板的軸在預(yù)定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，本發(fā)明的加熱裝置就能加熱房間里預(yù)定寬度范圍從地板到天花板。
例如烹調(diào)爐的加熱，將本發(fā)明的具有凹形加熱元件的紅外射線燈固定成能在水平方向轉(zhuǎn)動并使其凹面向上，將待加熱物放在接近加熱元件縱向中心的正上方以集中紅外射線發(fā)射于其上，待加熱物可放在靠近轉(zhuǎn)動的中心軸，該軸連接加熱元件的兩端。
因為待加熱物不僅受到直接從下面的加熱，而且受紅外射線燈在預(yù)定角度范圍繞其轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的輻射范圍的加熱，待加熱物受到徹底加熱，可被烤炙得很香。
按照本發(fā)明的另外一方面的加熱裝置，是將多個凸形彎曲的上述紅外射線燈沿其縱向以預(yù)定間隔安置。換言之，將各紅外射線燈安置得一般具有相同的切線。在將多個常規(guī)直線紅外射線燈彼此按預(yù)定間隔沿縱向安置的加熱裝置中，在兩個鄰接的紅外射線燈之間的紅外射線輻射強(qiáng)度會下降。
對于本發(fā)明的加熱裝置，在紅外射線燈中心部位的紅外射線輻射強(qiáng)度，和在兩個鄰接的紅外射線燈之間的紅外射線輻射強(qiáng)度，二者可做得相同。本發(fā)明可以實現(xiàn)沿其縱向具有均勻的紅外射線輻射強(qiáng)度分布特性的加熱裝置。
按照本發(fā)明的另外一方面的加熱裝置，是將多個凸形或凹形彎曲的上述紅外射線燈以預(yù)定間隔平行安置。
將多個凸形彎曲的上述紅外射線燈以預(yù)定間隔平行安置，本發(fā)明可以實現(xiàn)對比一個紅外射線燈的長度更寬的寬度、和以平行安置的紅外射線燈的兩端間距為長度的面積或空間均勻加熱的加熱裝置。
將多個凹形彎曲的上述紅外射線燈以預(yù)定間隔平行安置，本發(fā)明可以實現(xiàn)對比一個紅外射線燈的長度較窄的寬度、和以平行安置的紅外射線燈的兩端間距為長度的面積或空間以高輻射強(qiáng)度均勻加熱的加熱裝置。
按照本發(fā)明的另外一方面的加熱裝置，是將多個凸形或凹形彎曲的上述紅外射線燈安置在近似單個圓周上。
將多個凸形彎曲的上述紅外射線燈安置在近似單個圓周上，本發(fā)明可以實現(xiàn)在近似360度的外邊具有均勻的紅外射線輻射強(qiáng)度的加熱裝置。
將多個凹形彎曲的上述紅外射線燈安置在近似單個圓周上，本發(fā)明可以實現(xiàn)在近似360度的內(nèi)邊具有均勻的紅外射線輻射強(qiáng)度的加熱裝置。
按照本發(fā)明的另外一方面的加熱裝置，是取暖器或烹調(diào)爐。本發(fā)明采用彎曲的紅外射線燈可以實現(xiàn)執(zhí)行局部加熱或者寬范圍加熱的取暖器或烹調(diào)爐。
按照本發(fā)明的另外一方面的制造加熱元件的方法包括擠壓含碳物質(zhì)的坯材、然后彎曲擠壓成的構(gòu)件的擠壓成型步驟，及焙烤所述彎曲構(gòu)件的焙烤步驟。將擠壓成型再彎曲了的構(gòu)件加以焙烤，可以便宜地制造任意形狀的彎曲了的加熱元件。
按照本發(fā)明的另外一方面的制造紅外射線燈的方法包括制造直線玻璃管的玻璃管制造步驟，將單個或多個具有易彎性的加熱元件封入所述玻璃管的密封步驟，及將已封入所述加熱元件的所述玻璃管加熱并彎曲的彎曲步驟。本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)的加熱元件而無須單獨(dú)地建立彎曲加熱元件的工序，就可以便宜地制造在預(yù)定范圍內(nèi)彎曲的紅外射線燈。
按照本發(fā)明的另外一方面的制造紅外射線燈的方法包括制造直線玻璃管的玻璃管制造步驟，將所述玻璃管加熱并彎曲以生產(chǎn)彎曲玻璃管的彎曲步驟，及將單個或多個具有易彎性的加熱元件封入所述彎曲玻璃管的密封步驟。本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)的加熱元件而無須單獨(dú)地建立彎曲加熱元件的工序，就可以便宜地制造在預(yù)定范圍內(nèi)彎曲的紅外射線燈。
按照本發(fā)明的另外一方面的制造紅外射線燈的方法還包括將已經(jīng)封入單個或多個具有易彎性加熱元件的所述彎曲的玻璃管加熱，并在該玻璃管的內(nèi)邊形成一個突出部分的突出部分形成步驟。通過在其玻璃管內(nèi)設(shè)置突出部分，本發(fā)明可以將加熱元件固定在玻璃管的中心。
對本發(fā)明的新奇特征特別在后面的權(quán)利要求書里做闡述的同時，對于發(fā)明的組織及內(nèi)容，及其別的目標(biāo)和特征，可以從下面結(jié)合附圖的實施方案詳述得到更好理解和認(rèn)識。


圖1為按照本發(fā)明第一實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2為按照本發(fā)明第二實施例的加熱裝置的大致結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為按照本發(fā)明第三實施例的取暖器的大致結(jié)構(gòu)截面圖。
圖4為按照本發(fā)明第四實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5為按照本發(fā)明第五實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖6為按照本發(fā)明第六實施例的紅外射線燈具有的加熱元件的結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖。
圖7為按照本發(fā)明第七實施例的紅外射線燈具有的加熱元件的結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖。
圖8為按照本發(fā)明第八實施例的加熱裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖9為按照本發(fā)明第九實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖10為按照本發(fā)明第十實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖11為按照本發(fā)明第十一實施例的加熱裝置的大致結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為本發(fā)明的紅外射線燈與常規(guī)的紅外射線燈的圖示。
上述各圖示部分或全體為大致的示意圖，故而應(yīng)認(rèn)為它們未必反映其中所示各部件的相對大小和位置。
具體實施例方式
下面對照各圖敘述本發(fā)明最佳實施方案的各具體實施例。
《第一實施例》
以下參照圖1和圖12描述按照本發(fā)明的第一實施例的紅外射線燈、加熱元件制造方法、及紅外射線燈制造方法。圖1為按照本發(fā)明第一實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)的截面圖。
按照本發(fā)明第一實施例的紅外射線燈11含有一個玻璃管1；一加熱元件2；在機(jī)械和熱工上連接到加熱元件2上的輻射塊3；內(nèi)引線4，其中每一個都包括一個線圈形狀的部分5及一個彈簧形狀的部分6，與加熱元件2電氣連接；鉬箔7，其中每一個封在玻璃管1的一個密封端柱1001內(nèi)，并且連接到彈簧形狀部分6及外引線8；和在玻璃管1的外壁上形成的反射膜9。
本發(fā)明的紅外射線燈與常規(guī)的紅外射線燈的差別示于圖12。在常規(guī)的紅外射線燈12中，片形加熱元件密封在直線玻璃管內(nèi)，然而在本發(fā)明的紅外射線燈11中，具有易彎性的加熱元件是密封在凹形或凸形彎曲的玻璃管內(nèi)。
玻璃管1為非晶態(tài)玻璃，例如石英玻璃或抗熱玻璃。玻璃管1含有加熱元件2、輻射塊3、和內(nèi)引線4。對于本實施例，玻璃管的直徑為10.5mm。
封在玻璃管1內(nèi)的片形加熱元件2是用含碳物質(zhì)作成，為含有晶體碳如石墨、電阻值調(diào)節(jié)物質(zhì)和非晶態(tài)碳的混合物。加熱元件2做成片狀，例如，寬T＝6mm，厚t＝0.5mm，長L＝300mm。安排T≥5t，就能在垂直于寬度Tmm部分的方向上得到具有強(qiáng)的方向性的輻射強(qiáng)度分布特征。加熱元件2的最大線度的表面(具有寬度T＝6mm的表面)是凹形彎曲的。替代辦法，采用多邊形的片狀，也是可以的。因為含碳物質(zhì)的紅外射線發(fā)射率高達(dá)78-84％，采用含碳物質(zhì)做加熱元件就使得紅外射線燈的紅外射線發(fā)射率得到提高。而且片狀的加熱元件的重要特點在于沒有窟窿所須額外加熱的能量消耗。因為含碳物質(zhì)的溫度-電阻特性，即溫度與電阻的變化關(guān)系，為輕微的負(fù)性或正性，通電加熱時的沖擊電流很小，控制電路可以很簡單。也因沖擊電流小，其噪聲對周圍設(shè)備沒有什么影響。
輻射塊3由電和熱的傳導(dǎo)材料做成，電氣連接到加熱元件2的一端。附帶說一下，如果加熱元件的發(fā)熱量為低功率的，可以省去輻射塊3。
對于內(nèi)引線4，在其一端形成線圈形狀部分5，接著形成彈簧形狀部分5。如圖1所示，內(nèi)引線4的線圈形狀部分5緊緊貼繞在輻射塊3的外周面，彼此電氣連接。內(nèi)引線4的彈簧形狀部分6布置得與輻射塊3的外周邊相隔預(yù)定距離，它的構(gòu)形使得由于加熱元件2的膨脹引起的其線度的變化能得到調(diào)節(jié)。
圖1中彈簧形狀部分6被裝置在管內(nèi)任一端，但在紅外射線燈垂直安置情況，彈簧形狀部分只設(shè)在一端，將具有彈簧形狀部分6的那一端安置在下端。
鉬箔7熔焊連接到每根內(nèi)引線4的另一端。作為外引線8的鉬絲用點焊法焊在每個鉬箔7上。通過鉬箔7將內(nèi)引線4和外引線8連接起來。
當(dāng)外引線8加上電壓，電流經(jīng)過加熱元件2，由于其電阻而生成熱量，加熱元件2從而輻射出紅外射線。當(dāng)加熱元件2的加熱溫度在1500度或以下，紅外射線燈設(shè)計成用于靜止?fàn)顟B(tài)。
反射膜9可將高反射率的金箔轉(zhuǎn)移到玻璃管1的外表面，然后烘烤該箔而制成。反射膜9加到玻璃管1外壁的方向與加熱元件2的寬度表面相反(在加熱元件2的中心彎曲線的方向)。反射膜9的寬度近似為玻璃管1直徑的一半，而其長度約為能覆蓋加熱元件2光發(fā)射的長度。反射膜能反射加熱元件輻射出的紅外射線的近似70％，雖然與膜的厚度有關(guān)。從加熱元件2來的紅外射線實際上不會穿透反射膜。
順便提一下，雖然所述本發(fā)明的實施例采用金膜作為反射膜，但并不只限于金子，具有高的紅外反射率的金屬材料，例如銀、鋁、不銹鋼和鎳，或者具有相當(dāng)高的紅外反射率的材料，例如氮化鈦或氧化鋁也是可用的，后者至少得形成一層反射面或用漿糊狀材料來形成反射面。紅外射線反射率的改進(jìn)依賴于膜厚；反射膜越厚，反射率越好。
具有如上所述的結(jié)構(gòu)的紅外射線燈11的制造方法敘述如下。
從含碳物質(zhì)的燒結(jié)體形成的片狀含碳物質(zhì)加熱元件2具有易彎性。本發(fā)明利用這一點來制造彎曲特征的紅外射線燈。開始先制造直線玻璃管1(玻璃管制造步驟)。在透明的直線玻璃管1里置入加熱元件2，充入惰性氣體最好是氬氣，然后將玻璃管1的包含鉬箔7的一端熔化壓扁以密封(密封步驟)。密封玻璃管的壓制方向可以平行于加熱元件的寬度較寬的那個面。替代辦法為，壓制方向垂直于所述的面。封入加熱元件2后加熱玻璃管1并使之彎曲(彎曲步驟)。
由于是在上述常規(guī)的制造工序(玻璃管制造步驟和密封步驟)之后才彎曲玻璃管1，本發(fā)明的紅外射線燈的制造成本低廉。
還可用下列方法取代上述制造紅外射線燈的方法?？蓪⒑嘉镔|(zhì)的坯片直接擠壓來生產(chǎn)平直的加熱元件(擠壓成形步驟)。然后烘烤該平直的加熱元件(烘烤步驟)。這樣制得的加熱元件具有易彎性。同時制造直線玻璃管1(玻璃管制造步驟)。然后加熱玻璃管并把它彎成弧形(彎曲步驟)。最后將具有易彎性的一個或多個加熱元件封入彎曲了的玻璃管(密封步驟)。
也可用下列方法取代上述制造紅外射線燈的方法?？蓪⒑嘉镔|(zhì)的坯片擠壓成形(擠壓成形步驟)，再加以彎曲。然后烘烤彎曲了的加熱元件(烘烤步驟)。同時制造直線玻璃管1(玻璃管制造步驟)。然后加熱玻璃管并把它彎成弧形(彎曲步驟)。最后將一個或多個彎曲了的加熱元件封入彎曲了的玻璃管(密封步驟)。這個制造方法適合于，例如按照第六或第七實施例，制造具有高彎曲度的紅外射線燈。
紅外射線燈11從輻射塊3外邊直線延伸到終端(x)，而在有加熱元件2的部分彎曲。對此彎曲線，其二端處沿紅外射線燈的縱向的切線的夾角θ1為2度或以上及90度或以下。因為玻璃管1在輻射塊3的近旁直線延伸，在輻射塊3固定加熱元件2的部位，或在輻射塊3與玻璃管1之間，可避免不合理的應(yīng)力作用。
圖1中，紅外射線燈11彎成凹形，在其背面設(shè)置反射膜9(在凹形彎曲的外側(cè))。這樣，加熱元件2發(fā)射的紅外射線是輻射到向內(nèi)集中的方向。
《第二實施例》以下參照圖2敘述按照本發(fā)明第二實施例的加熱裝置。圖2顯示按照第二實施例的加熱裝置的結(jié)構(gòu)。本實施例中，多個如圖1的凹形彎曲的紅外射線燈一般地以預(yù)定間隔平行安置。紅外射線燈11安置在加熱裝置的上部，待加熱物放置在下部。因為紅外射線燈11輻射的紅外射線局限在加熱元件2的縱向的窄范圍，放在加熱裝置下部的待加熱物可在短時間里有效加熱。
順便提一下，還可以這樣安置紅外射線燈，讓每個紅外射線燈的裝置角度連續(xù)地改變。
替換第二實施例的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還可實現(xiàn)將多個凸形彎曲的紅外射線燈(例如圖3所示)一般地以預(yù)定間隔平行安置的加熱裝置。采用這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以實現(xiàn)，對寬度比紅外射線燈長度更寬、長度等于平行安置的紅外射線燈兩頭距離的面積，均勻加熱的加熱裝置。
《第三實施例》以下參照圖3敘述按照本發(fā)明第三實施例的加熱裝置。按照第三實施例的加熱裝置是一電爐。圖3顯示按照本發(fā)明第三實施例的電爐的大致結(jié)構(gòu)，它利用一個凸形彎曲的紅外射線燈。對圖3的紅外射線燈31，其反射膜9的設(shè)置位置不同于圖1所示凹形彎曲的紅外射線燈11的情形。圖3中，紅外射線燈31凸形彎曲，反射膜9設(shè)置在其背面。玻璃管彎曲得使其二端處沿該處縱向的切線的夾角為90度或以下。對于加熱元件，其線度最大的表面是凸形彎曲的，于是，加熱元件2發(fā)射的紅外射線是輻射到向外擴(kuò)展的方向。對于按照第三實施例的電爐，紅外射線燈31安置得使其一端垂直于地板，其另一端向上朝著天花板。熱量不會向后逃散。本發(fā)明的紅外射線燈31，與常規(guī)的直線紅外射線燈相比，可以加熱從平行于地板的方向到面對天花板的方向的寬范圍(比垂直于紅外射線燈31的另端的切線的直線的仰角(相對水平方向的角)θ2更寬的朝上方向的范圍)。
而且，將紅外射線燈31繞轉(zhuǎn)軸32轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度(在本實施例為360度)，本發(fā)明加熱的范圍可以更寬。
本發(fā)明也可實現(xiàn)按照第一實施例用凹形彎曲的加熱元件的紅外射線燈裝成的加熱烹調(diào)爐，讓紅外射線燈凹面朝上在水平方向轉(zhuǎn)動。對這種烹調(diào)爐，紅外射線集中發(fā)射到加熱元件縱向的中心正上方，該處設(shè)置聯(lián)系加熱元件兩端的轉(zhuǎn)動的中心軸，待加熱物就放在那附近。因為待加熱物不僅受到直接從下面的加熱，而且受紅外射線燈在預(yù)定角度范圍繞其轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的輻射范圍的加熱，待加熱物受到徹底加熱，可被烤炙得很香。
《第四實施例》以下參照圖4描述按照本發(fā)明的第四實施例的紅外射線燈。圖4的(a)部分為按照第四實施例的紅外射線燈的、含沿其縱向的中心線的截面圖，圖4的(b)部分為垂直于該紅外射線燈的縱向的中心部分的截面圖。圖4的紅外射線燈41不同于圖1的紅外射線燈11之點在于，紅外射線燈41具有反射板42，而不是反射膜9。紅外射線燈41裝置了在凹形彎曲的紅外射線燈的背面的反射板42。別的方面紅外射線燈41與紅外射線燈11相同。反射板42形成為拋物面。反射板42可設(shè)置得緊貼玻璃管，或者與玻璃管隔預(yù)定距離裝置。
采用紅外射線反射率高的材料做反射板42，最好是鋁。除了鋁，還可用金、氮化鈦、銀、或不銹鋼，形成拋物面，將其反射的內(nèi)表面拋光成鏡面。反射板的紅外射線反射率近似為80％到90％。
對于垂直于玻璃管1中心軸的橫截面，反射板42的截面形狀很像一拋物線，玻璃管的中心軸處于它的焦點。根據(jù)拋物線定義，在其焦點的點源發(fā)出的光，將被拋物面反射而進(jìn)入平行光束。在反射板42縱向伸展的中心線，與加熱元件寬度最大的表面是垂直的，近似通過沿縱向伸展的中心線通過的面。反射板42的長度覆蓋了加熱元件2發(fā)射光的范圍。
采用圖4的反射板的紅外射線燈41具有與采用圖1的反射膜的紅外射線燈11相同效果。
《第五實施例》以下參照圖5描述按照本發(fā)明的第五實施例的紅外射線燈。圖5的(a)部分為包含沿著按照第五實施例的紅外射線燈的縱向的中心線的截面圖，圖5的(b)部分為垂直于該紅外射線燈的縱向的橫截面圖。對于圖5的紅外射線燈51，其反射板52的裝置位置不同于圖4的情況。圖5的紅外射線燈51是凸形彎曲，反射板52裝在紅外射線燈的背面，加熱寬的范圍。
采用紅外射線反射率高的材料做反射板52，最好是鋁。除了鋁，還可用金、氮化鈦、銀、或不銹鋼，形成拋物面，將其反射的內(nèi)表面拋光成鏡面。反射板的紅外射線反射率近似為80％到90％。
對于垂直于玻璃管1中心軸的橫截面，反射板52的截面形狀很像一拋物線，玻璃管的中心軸處于它的焦點。伸展到反射板52縱向的中心線，與加熱元件寬度最大的表面是垂直的，近似通過沿縱向伸展的中心線通過的面。反射板52的長度覆蓋了加熱元件2發(fā)射光的范圍。
采用圖5的反射板的紅外射線燈51具有與采用圖3的反射膜的紅外射線燈31相同的技術(shù)效果。
《第六實施例》以下參照圖6描述按照本發(fā)明的第六實施例的紅外射線燈。圖6的(a)部分顯示按照本發(fā)明第六實施例的紅外射線燈含有的加熱元件的主要視圖，該加熱元件近似為環(huán)形，圖6的(b)部分為其截面圖。圖6的加熱元件61為片狀，其線度最大的表面(寬度最寬的表面)近似存在于相同的平面表面上。紅外射線燈在其環(huán)狀開口處固定到輻射塊上，進(jìn)而封入玻璃管內(nèi)。加熱元件61的線度最大的整個表面，與直線加熱元件的長度相比，是形成在一較窄的面積內(nèi)(在第六實施例中，該較窄面積大部分為加熱元件所包圍)。由此，在與加熱元件線度最大的表面所形成的窄面積垂直的方向，可以有效地得到紅外射線發(fā)射的高方向性(強(qiáng)的輻射強(qiáng)度分布特征)。按照第六實施例的紅外射線燈適合于，例如，波浪式燙髮器。
《第七實施例》
以下參照圖7描述按照本發(fā)明的第七實施例的紅外射線燈。圖7的(a)部分顯示按照本發(fā)明第七實施例的紅外射線燈含有的加熱元件的主要視圖，該加熱元件近似為環(huán)形，圖7的(b)部分為其截面圖。圖7的加熱元件71為片狀，其包含加熱元件彎曲的外圓周邊的表面，與包含加熱元件彎曲的內(nèi)圓周邊的表面，具有不同的高度。例如，在將加熱元件形成為具有第一中心角(小于360度)的平面弧形后，再將加熱元件彎曲到比第一中心角(小于360度)來得大的第二中心角，并固定到玻璃管內(nèi)構(gòu)成紅外射線燈。在組裝時，包含內(nèi)圓周邊的表面成為高于(或低于)包含外圓周邊的表面。這樣構(gòu)成的紅外射線燈的加熱元件，在通過其圓弧中心的直線與與其傾斜平面垂直的直線的交點處，具有強(qiáng)的紅外射線輻射強(qiáng)度。本發(fā)明實現(xiàn)了一種易于制造的、將熱量集中到特定面積以實行加熱的紅外射線燈。按照第七實施例的紅外射線燈更加適合于，例如，波浪式燙髮器。
《第八實施例》以下參照圖8描述按照本發(fā)明的第八實施例的紅外射線燈。圖8顯示按照本發(fā)明的第八實施例的加熱裝置的結(jié)構(gòu)。按照第八實施例的加熱裝置81的結(jié)構(gòu)為將多個如圖1所示的凹形彎曲的紅外射線燈安置在近似為單個圓周上。這樣，本發(fā)明可以實現(xiàn)的加熱裝置在其內(nèi)側(cè)近似360度具有均勻的紅外射線輻射強(qiáng)度。通過改變形成反射膜的方向，本發(fā)明還可做成具有發(fā)射方向性的加熱裝置，其方向與按照第六實施例或第七實施例的紅外射線燈的方向相同。因為按照第八實施例的加熱裝置81采用圖1的中心角小的紅外射線燈11，如果對比采用圖6和圖7的加熱元件中心角大的紅外射線燈，則制造加熱裝置81要比較容易。加熱裝置81適合于，例如，波浪式燙髮器。
對第八實施例進(jìn)行替換，將多個凸形彎曲的紅外射線燈安置在近似為單個圓周上。這樣，本發(fā)明可以實現(xiàn)的加熱裝置在其外側(cè)近似360度具有均勻的紅外射線輻射強(qiáng)度。
《第九實施例》以下參照圖9描述按照本發(fā)明的第九實施例的紅外射線燈。圖9顯示按照本發(fā)明第九實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)。按照第九實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)為將多個加熱元件通過連接構(gòu)件的中介串連形成后密封進(jìn)玻璃管。從含碳物質(zhì)的燒結(jié)體制成的片狀加熱元件92是通過導(dǎo)電材料做成的連接構(gòu)件93的中介而串聯(lián)起來的。通過連接構(gòu)件93的中介將多個加熱元件92串聯(lián)連接，紅外射線燈91就做得比采用單個加熱元件構(gòu)成的紅外射線燈更長，于是可以實現(xiàn)具有更大的彎曲特征的長紅外射線燈。采用長紅外射線燈，可以實現(xiàn)很寬的加熱范圍或者得到強(qiáng)的發(fā)射方向性。
《第十實施例》以下參照圖10描述按照本發(fā)明的第十實施例的紅外射線燈。圖10顯示按照本發(fā)明第十實施例的紅外射線燈的結(jié)構(gòu)。按照第十實施例的紅外射線燈在其玻璃管內(nèi)具有若干突出部分。
以下描述按照本發(fā)明的第十實施例的紅外射線燈101的制造方法。先制造直線玻璃管1(玻璃管制造步驟)。將加熱元件2置入透明直線玻璃管1，充進(jìn)惰性氣體如氬氣后，將包含了鉬箔7的玻璃管1的端口熔化壓扁封口(密封步驟)。玻璃管密封壓扁的方向可以平行于加熱元件寬度較寬的表面，或代之以垂直于該表面。將封入加熱元件2的玻璃管1加熱并彎曲(彎曲步驟)。在玻璃管1上一個或多個部位特別加熱軟化，使之朝玻璃管內(nèi)凸起形成突出部分102(突出部分形成步驟)。對第十實施例，在玻璃管的彎曲表面接近曲率中心的一邊的三處設(shè)置了突出部分102。
因為具有恢復(fù)力的彈簧形狀部分6置于加熱元件2的兩端，會將加熱元件向兩端拉，當(dāng)玻璃管1與加熱元件2之間存在空隙，加熱元件就會朝接近曲率中心的一邊運(yùn)動而靠上玻璃管的內(nèi)壁。本發(fā)明借助于設(shè)置在玻璃管內(nèi)壁上接近曲率中心的一邊的突出部分，加熱元件可以固定在玻璃管內(nèi)大致中心的部分(或沿其軸的部分)。這樣，加熱元件2直接接觸玻璃管1的面積可能最小，玻璃管表面溫度不致上升，就可延長紅外射線燈的使用壽命。因為加熱元件2的曲率半徑可以保持在預(yù)定值，也因熱量較不易于逃散到玻璃管1了，加熱元件2的輻射效率也得到改進(jìn)。
《第十一實施例》以下參照圖11敘述按照本發(fā)明第十一實施例的加熱裝置。圖11顯示按照本發(fā)明第十一實施例的加熱裝置的大致結(jié)構(gòu)。按照第十一實施例的加熱裝置的結(jié)構(gòu)為將多個如圖5所示的凸形彎曲的紅外射線燈沿紅外射線燈的縱向以預(yù)定間隔安置。因為本發(fā)明的紅外射線燈51具有彎曲特征，它可加熱比加熱元件熱輻射的長度更寬的范圍，還可加熱加熱元件之間的間隙。與采用常規(guī)直線紅外射線燈的加熱裝置相比，按照第十一實施例的加熱裝置可用較少個數(shù)的紅外射線燈。圖11的加熱裝置111適合用于保暖器之類，它可均勻加熱或保持待加熱物的熱度。
本發(fā)明的紅外射線燈可用于加熱裝置，目標(biāo)在提供熱源以加熱待加熱物，諸如加熱器(例如電爐、日本式取暖器、空調(diào)器、紅外治療器)，干燥機(jī)(例如衣服干燥機(jī)、被單干燥機(jī)、食品干燥機(jī)、廢物處理裝置、加熱式除臭機(jī)等)，烹調(diào)爐(例如烤箱、烤箱爐灶、土司爐、烘面包機(jī)、烤肉機(jī)、保溫裝置、烤雞箱、烹調(diào)電爐、冰箱除霜器)，髮型設(shè)備(例如烘髮器、波浪式定型器)，或文字或圖像定影機(jī)(例如調(diào)色劑裝置、激光束打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、需要熱量的謄錄設(shè)備)。
按照本發(fā)明，可以得到實現(xiàn)紅外射線燈及采用紅外射線燈的加熱裝置、加熱元件制造方法及紅外射線燈制造方法的有益技術(shù)效果，在紅外燈的縱向的輻射范圍，可拓展得寬于加熱元件的長度并且加熱均勻，或者可收縮得窄于加熱元件的長度并且增大輻射強(qiáng)度以進(jìn)行局部加熱。
雖然此處采用了目前的最佳實施例來描述本發(fā)明，應(yīng)該理解，這些披露不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限定。熟悉本發(fā)明相關(guān)技術(shù)的人們在讀過上面的披露后，無疑會明白它的各種更動和變形。所以，后面的權(quán)利要求書才該解釋為包含了在本發(fā)明真實精神和范圍內(nèi)的所有更動和變形。
本發(fā)明的紅外射線燈有用于作為加熱裝置的熱源。本發(fā)明的加熱裝置可以用于各種目的的加熱裝置。本發(fā)明的加熱元件制造方法和紅外射線燈制造方法可以用作制造本發(fā)明的紅外射線燈的方法。
權(quán)利要求
1.一種紅外射線燈，包含沿縱向伸展的彎曲形狀的玻璃管，其二端處沿該處縱向的切線的夾角為2度或以上；以及密封在該玻璃管里的單個或多個加熱元件，它們有順玻璃管彎曲的易彎性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述的玻璃管是彎曲的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述的玻璃管如此彎曲，使得其二端處沿該處縱向的切線的夾角為90度或以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述的加熱元件為片狀，并被彎曲得使所述加熱元件的具有最大寬度的表面為凸面的或凹面的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述的加熱元件的橫截面為長方環(huán)形且所述加熱元件的具有最大寬度的表面是處在與該環(huán)的中心軸垂直的平面內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述的加熱元件具有圓錐臺側(cè)面的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，還包含了在其所述玻璃管的外圓周上部分設(shè)置的反射膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，還包含反射板，它緊貼在所述玻璃管上或者與該玻璃管以預(yù)定距離設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述玻璃管的兩端具有固定構(gòu)件以固定所述加熱元件，所述玻璃管至少在所述固定構(gòu)件附近是直線延伸的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述加熱元件是將多個加熱元件通過連接構(gòu)件的中介串連形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述加熱元件是含碳物質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的紅外射線燈，其中所述加熱元件置于設(shè)在所述玻璃管內(nèi)的各突出部分上。
13.一種加熱裝置，包含如權(quán)利要求1所述的紅外射線燈。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的加熱裝置，其中所述紅外射線燈繞一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)一預(yù)定角度(可為360度)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的加熱裝置，其中多個凸形彎曲的所述紅外射線燈順著所述紅外射線燈的縱向曲線排列，彼此間相隔預(yù)訂距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的加熱裝置，其中多個凸形或凹形彎曲的所述紅外射線燈一般平行地安置，彼此間相隔預(yù)訂距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的加熱裝置，其中多個凸形或凹形彎曲的所述紅外射線燈沿著單個圓周安置。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的加熱裝置，其中的加熱裝置為房間取暖器或烹調(diào)爐。
19.一種制造加熱元件的方法，包括擠壓含碳物質(zhì)的坯材，然后加以壓彎，以形成彎曲構(gòu)件的擠壓成型步驟；及焙烤所述彎曲構(gòu)件的焙烤步驟。
20.一種制造紅外射線燈的方法，包括制造直線玻璃管的玻璃管制造步驟；將至少一個具有易彎性的加熱元件封入所述玻璃管的密封步驟；及將已封入所述加熱元件的所述玻璃管加熱并彎曲的彎曲步驟。
21.一種制造紅外射線燈的方法，包括制造直線玻璃管的玻璃管制造步驟；將所述玻璃管加熱并彎曲以生產(chǎn)彎曲玻璃管的彎曲步驟；及將至少一個具有易彎性的加熱元件封入所述彎曲玻璃管的密封步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的制造紅外射線燈的方法，還包括將已經(jīng)封入至少一個具有易彎性加熱元件的所述彎曲的玻璃管加熱，并在該玻璃管內(nèi)空間形成至少一個突出部分的突出部分形成步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的制造紅外射線燈的方法，還包括將已經(jīng)含有至少一個具有易彎性加熱元件的所述彎曲的玻璃管加熱，并在該玻璃管內(nèi)空間形成至少一個突出部分的突出部分形成步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紅外射線燈及采用該紅外射線燈的加熱裝置、一種加熱元件制造方法及紅外射線燈制造方法，其中紅外射線燈的縱向的輻射范圍要么比加熱元件的長度寬并且能均勻加熱，要么比加熱元件的長度窄而且為進(jìn)行局部加熱增大了輻射強(qiáng)度。本發(fā)明的紅外射線燈含有沿縱向伸展的彎曲形狀的玻璃管，其二端處沿該處縱向的切線的夾角為2度或以上；以及密封在該玻璃管里的單個或多個加熱元件，它們有順玻璃管彎曲的易彎性。
文檔編號H05B3/44GK1615051SQ20041009055
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者小西政則 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社