CN100442944C - 高能量全波段红外辐射加热器 - Google Patents

Abstract

一种高能量全波段红外辐射加热器，其特征是铝合金框架(1)呈方形，其内壁开有左右对称的凹槽(1a)，红外辐射反射体(3)采用陶瓷纤维板，布置在铝合金框架(1)内部，红外辐射源(2)采用近红外石英加热管(2a)和中远红外波纹电阻带(2b)，分别安装在红外辐射反射体(3)的下端面上，在铝合金框架(1)上装有不锈钢保护网(4)和网状防护板(5)，分别安装在框架的下部和上部。同现有技术比较，本发明具有以下优点：1)本红外辐射加热器其波长覆盖近中远三个波段，实现了波长与能量的相互匹配，加热启动时间短，升温与降温时间≤0.5分钟；2)采用红外反射率高的陶瓷纤维作为反射板，反射率达到90%以上；3)表面经黑色陶瓷阳极氧化的铝合金框架，具有不变形，耐磨，耐高温，以及表面反射具有聚能的效果。

Description

高能量全波段红外辐射加热器

技术领域

本发明涉及一种红外辐射加热装置，特别涉及一种高能量全波段红外辐射加热器。

背景技术

众所周知，红外辐射按其辐射波长可分为三个波段，近红外波段其波长为0.75～2.5μm，辐射体温度为2000～2200℃，热元件启动时间为1～2秒，辐射源呈光亮色；中红外波段其波长为2.5～4μm，辐射体温度为800～900℃，热元件启动时间为60～90秒，辐射源呈暗红色；远红外波段其波长为4～50μm，辐射体温度400～600℃，热元件启动时间为15分钟，辐射源呈暗色。应用在工业上的红外辐射加热器，对不同的被加热工件，其加热及吸收红外辐射波长各不相同，于是红外辐射加热器提供的波长必须与工件加热及吸收所需的波长相互匹配，才能达到预期的效果，其性能指标包含节能效果，升温及降温快速，红外辐射加热器使用寿命等。

二十世纪九十年代，美国BGK公司将太空技术的红外辐射加热技术引用到工业粉末涂装上，将近红外石英加热管的辐射热源置于抽真空石英管内，外表温度衰减至800℃，辐射波长转化为中波红外线，背衬定向反射屏后，温度又转化为500～600℃，此时辐射波为远红外线，这样各波段红外线成份占有比例不均等，具有快速响应特性。德国HERAEUS公司专业研制了各种类型的高红外石英辐射加热管，中国专利CN 972122900.7进一步阐述了高红外石英加热器改进的特性。可见高红外石英加热管具有加热时间快的特点，但由于存在石英加热管辐射表面积小，能量衰减大，反射屏的金属材料易氧化，反射效果差，与物体干燥吸收波长相互匹配调整困难，高红外石英加热管连续工作寿命不大于5000小时，运行成本较高。这些问题均有待进一步解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高能量全波段红外辐射加热器，配置能覆盖红外全波段0.75～50μm的红外辐射加热源，近红外辐射加热源特别适用于对工件实施预热，中红外和远红外辐射则针对工件吸收干燥，通过红外辐射加热器与工件之间波长、温度、能量的供需匹配，达到节能、高效、产品性能稳定的目的。

一种高能量全波段红外辐射加热器，包括铝合金框架1，红外辐射源2，红外辐射反射体3，其特征在于：铝合金框架1呈方形，其内壁开有左右对称的凹槽1a，红外辐射反射体3采用陶瓷纤维板，布置在铝合金框架1内部，红外辐射源2采用近红外石英加热管2a和中远红外波纹电阻带2b，分别安装在红外辐射反射体3的下端面上，在铝合金框架1上装有不锈钢保护网4和网状防护板5，不锈钢保护网4位于红外辐射源2的下方，固定在铝合金框架1上，网状防护板5位于红外辐射反射体3上方，固定在铝合金框架1上；铝合金框架1表面经过黑色陶瓷阳极氧化处理，氧化膜电绝缘性能为2000～2500V/100μm，热导率小于0.67KW/cm.k，表面硬度不小于1000HV，耐温不小于2050℃。

同现有技术比较，本发明具有以下优点：1)本红外辐射加热器其波长为0.75～50μm，覆盖近中远三个波段，可以根据加热物体吸收波长，实现了波长与能量的相互匹配，加热启动时间短，升温与降温时间≤0.5分钟；2)采用红外反射率高的陶瓷纤维作为反射板，反射率达到90％以上，克服了金属材料作为反射屏易氧化，反射率下降的缺点；3)表面经黑色陶瓷阳极氧化的铝合金框架，应用于高温干燥设备中具有不变形，耐磨，耐高温，以及表面反射具有聚能的效果，绝缘安全可靠。

附图说明

图1为本高能量全波段红外辐射加热器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1所示的本高能量全波段红外辐射加热器用在金属小工件无触点涂装涂层固化炉上。金属装饰小扣件表面尼龙涂覆后染色，应用本高能量全波段红外辐射加热器实现涂层加热塑化，小工件为镀锌冲压件，板材厚度0.6mm，工件规格为8字形，工件尺寸为200×100×100mm(max)，工件重量为300mg/只。粉末涂料为尼龙11，熔点187±4℃，粒度为200目，呈白色。采用本发明加热器配置电功率为6KW，炉体长度为1.0米，固化时间为0.5分钟；而使用原有的远红外乳白石英加热管，配置电功率为24KW，炉体长度为6米，固化时间为6分钟。

积极效果：加热功率从24KW下降到6KW，固化时间从6分钟缩短为1分钟。

实施例2：

将本加热器应用于汽车制动盘有机硅富锌涂料涂装烘道上。汽车制动盘(铸件)表面喷涂有机硅富锌涂层，达到耐高温、防锈要求。应用本加热器实现涂层固化。

工件：汽车制动盘，直径350mm，涂料为有机硅富锌涂料，涂层厚度为20～30微米(可分两次涂装)，

涂装工艺：工件表面抛丸处理后经磷化处理脱水干燥，洁净压缩空气(P0.4～0.5MPa)喷涂，固化温度为160～180℃，工艺要求固化时间为30～40min。

测试结果：

采用高能量全波段红外辐射加热器的固化炉，配置功率为50KW，辅助循环风，炉长U字型10米，炉膛温度为180℃，保温时间15分钟固化；原有的加热器采用柴油燃烧机换热器热风循环炉，相当于配置电功率90KW，炉长U字型，长度20米，炉膛温度为200℃，保温30分钟固化。

积极效果：加热功率减少至30KW，固化时间缩短了50％，场地缩短了10米。

Claims (2)

1.一种高能量全波段红外辐射加热器，包括铝合金框架(1)，红外辐射源(2)，红外辐射反射体(3)，其特征在于：铝合金框架(1)呈方形，其内壁开有左右对称的凹槽(1a)，红外辐射反射体(3)采用陶瓷纤维板，布置在铝合金框架(1)内部，红外辐射源(2)采用近红外石英加热管(2a)和中远红外波纹电阻带(2b)，分别安装在红外辐射反射体(3)的下端面上，在铝合金框架(1)上装有不锈钢保护网(4)和网状防护板(5)，不锈钢保护网(4)位于红外辐射源(2)的下方，固定在铝合金框架(1)上，网状防护板(5)位于红外辐射反射体(3)上方，固定在铝合金框架(1)上。

2.根据权利要求1所述的高能量全波段红外辐射加热器，其特征在于：铝合金框架(1)表面经过黑色陶瓷阳极氧化处理，氧化膜电绝缘性能为2000～2500V/100μm，热导率小于0.67KW/cm.k，表面硬度不小于1000HV，耐温不小于2050℃。

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