專利名稱：高能量全波段紅外輻射加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外輻射加熱裝置，特別涉及一種高能量全波段紅外輻射加熱器。
背景技術(shù)：
眾所周知，紅外輻射按其輻射波長可分為三個波段，近紅外波段其波長為0.75～2.5μm，輻射體溫度為2000～2200℃，熱元件啟動時間為1～2秒，輻射源呈光亮色；中紅外波段其波長為2.5～4μm，輻射體溫度為800～900℃，熱元件啟動時間為60～90秒，輻射源呈暗紅色；遠(yuǎn)紅外波段其波長為4～50μm，輻射體溫度400～600℃，熱元件啟動時間為15分鐘，輻射源呈暗色。應(yīng)用在工業(yè)上的紅外輻射加熱器，對不同的被加熱工件，其加熱及吸收紅外輻射波長各不相同，于是紅外輻射加熱器提供的波長必須與工件加熱及吸收所需的波長相互匹配，才能達(dá)到預(yù)期的效果，其性能指標(biāo)包含節(jié)能效果，升溫及降溫快速，紅外輻射加熱器使用壽命等。
二十世紀(jì)九十年代，美國BGK公司將太空技術(shù)的紅外輻射加熱技術(shù)引用到工業(yè)粉末涂裝上，將近紅外石英加熱管的輻射熱源置于抽真空石英管內(nèi)，外表溫度衰減至800℃，輻射波長轉(zhuǎn)化為中波紅外線，背襯定向反射屏后，溫度又轉(zhuǎn)化為500～600℃，此時輻射波為遠(yuǎn)紅外線，這樣各波段紅外線成份占有比例不均等，具有快速響應(yīng)特性。德國HERAEUS公司專業(yè)研制了各種類型的高紅外石英輻射加熱管，中國專利CN 972122900.7進(jìn)一步闡述了高紅外石英加熱器改進(jìn)的特性?？梢姼呒t外石英加熱管具有加熱時間快的特點(diǎn)，但由于存在石英加熱管輻射表面積小，能量衰減大，反射屏的金屬材料易氧化，反射效果差，與物體干燥吸收波長相互匹配調(diào)整困難，高紅外石英加熱管連續(xù)工作壽命不大于5000小時，運(yùn)行成本較高。這些問題均有待進(jìn)一步解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高能量全波段紅外輻射加熱器，配置能覆蓋紅外全波段0.75～50μm的紅外輻射加熱源，近紅外輻射加熱源特別適用于對工件實(shí)施預(yù)熱，中紅外和遠(yuǎn)紅外輻射則針對工件吸收干燥，通過紅外輻射加熱器與工件之間波長、溫度、能量的供需匹配，達(dá)到節(jié)能、高效、產(chǎn)品性能穩(wěn)定的目的。
一種高能量全波段紅外輻射加熱器，包括鋁合金框架1，紅外輻射源2，紅外輻射反射體3，其特征在于鋁合金框架1呈方形，其內(nèi)壁開有左右對稱的凹槽1a，紅外輻射反射體3采用陶瓷纖維板，布置在鋁合金框架1內(nèi)部，紅外輻射源2采用近紅外石英加熱管2a和中遠(yuǎn)紅外波紋電阻帶2b，分別安裝在紅外輻射反射體3的下端面上，設(shè)有不銹鋼保護(hù)網(wǎng)4和孔狀防護(hù)板5，不銹鋼保護(hù)網(wǎng)4位于紅外輻射源2的下方，固定在鋁合金框架1上，網(wǎng)狀防護(hù)板5位于紅外輻射反射體3上方，固定在鋁合金框架1上；鋁合金框架1表面經(jīng)過黑色陶瓷陽極氧化處理，氧化膜電絕緣性能為2000～2500V/100μm，熱導(dǎo)率小于0.67KW/cm.k，表面硬度不小于1000HV，耐溫不小于2050℃。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本紅外輻射加熱器其波長為0.75～50μm，覆蓋近中遠(yuǎn)三個波段，可以根據(jù)加熱物體吸收波長，實(shí)現(xiàn)了波長與能量的相互匹配，加熱啟動時間短，升溫與降溫時間≤0.5分鐘；2)采用紅外反射率高的陶瓷纖維作為反射板，反射率達(dá)到90％以上，克服了金屬材料作為反射屏易氧化，反射率下降的缺點(diǎn)；3)表面經(jīng)黑色陶瓷陽極氧化的鋁合金框架，應(yīng)用于高溫干燥設(shè)備中具有不變形，耐磨，耐高溫，以及表面反射具有聚能的效果，絕緣安全可靠。


圖1為本高能量全波段紅外輻射加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖1所示的本高能量全波段紅外輻射加熱器用在金屬小工件無觸點(diǎn)涂裝涂層固化爐上。金屬裝飾小扣件表面尼龍涂覆后染色，應(yīng)用本高能量全波段紅外輻射加熱器實(shí)現(xiàn)涂層加熱塑化，小工件為鍍鋅沖壓件，板材厚度0.6mm，工件規(guī)格為8字形，工件尺寸為200×100×100mm(max)，工件重量為300mg/只。粉末涂料為尼龍11，熔點(diǎn)187±4℃，粒度為200目，呈白色。采用本發(fā)明加熱器配置電功率為6KW，爐體長度為1.0米，固化時間為0.5分鐘；而使用原有的遠(yuǎn)紅外乳白石英加熱管，配置電功率為24KW，爐體長度為6米，固化時間為6分鐘。
積極效果加熱功率從24KW下降到6KW，固化時間從6分鐘縮短為1分鐘。
實(shí)施例2將本加熱器應(yīng)用于汽車制動盤有機(jī)硅富鋅涂料涂裝烘道上。汽車制動盤(鑄件)表面噴涂有機(jī)硅富鋅涂層，達(dá)到耐高溫、防銹要求。應(yīng)用本加熱器實(shí)現(xiàn)涂層固化。
工件汽車制動盤，直徑350mm，涂料為有機(jī)硅富鋅涂料，涂層厚度為20～30微米(可分兩次涂裝)，涂裝工藝工件表面拋丸處理后經(jīng)磷化處理脫水干燥，潔凈壓縮空氣(P0.4～0.5MPa)噴涂，固化溫度為160～180℃，工藝要求固化時間為30～40min。
測試結(jié)果采用高能量全波段紅外輻射加熱器的固化爐，配置功率為50KW，輔助循環(huán)風(fēng)，爐長U字型10米，爐膛溫度為180℃，保溫時間15分鐘固化；原有的加熱器采用柴油燃燒機(jī)換熱器熱風(fēng)循環(huán)爐，相當(dāng)于配置電功率90KW，爐長U字型，長度20米，爐膛溫度為200℃，保溫30分鐘固化。
積極效果加熱功率減少至30KW，固化時間縮短了50％，場地縮短了10米。
權(quán)利要求
1.一種高能量全波段紅外輻射加熱器，包括鋁合金框架(1)，紅外輻射源(2)，紅外輻射反射體(3)，其特征在于鋁合金框架(1)呈方形，其內(nèi)壁開有左右對稱的凹槽(1a)，紅外輻射反射體(3)采用陶瓷纖維板，布置在鋁合金框架(1)內(nèi)部，紅外輻射源(2)采用近紅外石英加熱管(2a)和中遠(yuǎn)紅外波紋電阻帶(2b)，分別安裝在紅外輻射反射體(3)的下端面上，設(shè)有不銹鋼保護(hù)網(wǎng)(4)和孔狀防護(hù)板(5)，不銹鋼保護(hù)網(wǎng)(4)位于紅外輻射源(2)的下方，固定在鋁合金框架(1)上，網(wǎng)狀防護(hù)板(5)位于紅外輻射反射體(3)上方，固定在鋁合金框架(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量全波段紅外輻射加熱器，其特征在于鋁合金框架(1)表面經(jīng)過黑色陶瓷陽極氧化處理，氧化膜電絕緣性能為2000～2500V/100μm，熱導(dǎo)率小于0.67KW/cm.k，表面硬度不小于1000HV，耐溫不小于2050℃。
全文摘要
一種高能量全波段紅外輻射加熱器，其特征是鋁合金框架(1)呈方形，其內(nèi)壁開有左右對稱的凹槽(1a)，紅外輻射反射體(3)采用陶瓷纖維板，布置在鋁合金框架(1)內(nèi)部，紅外輻射源(2)采用近紅外石英加熱管(2a)和中遠(yuǎn)紅外波紋電阻帶(2b)，分別安裝在紅外輻射反射體(3)的下端面上，設(shè)有不銹鋼保護(hù)網(wǎng)(4)和孔狀防護(hù)板(5)，分別安裝在框架的下部和上部。同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本紅外輻射加熱器其波長覆蓋近中遠(yuǎn)三個波段，實(shí)現(xiàn)了波長與能量的相互匹配，加熱啟動時間短，升溫與降溫時間≤0.5分鐘；2)采用紅外反射率高的陶瓷纖維作為反射板，反射率達(dá)到90％以上；3)表面經(jīng)黑色陶瓷陽極氧化的鋁合金框架，具有不變形，耐磨，耐高溫，以及表面反射具有聚能的效果。
文檔編號H05B3/10GK1829397SQ20061004950
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者王一建, 托馬斯·尤爾 申請人:杭州五源科技實(shí)業(yè)有限公司, 美國開源節(jié)能工程集團(tuán)有限公司