[发明专利]红外辐射器

说明书

已知的红外辐射器具有支承件、由导电电阻材料构成并且施加到支承件上的发热导体的导体线路、以及发热导体的导体线路的电接触部件。为了在此基础上给出具有高辐射效率的红外辐射器，其发热导体的导体线路包括结构简单且具有成本效益的电接触部件，根据本发明提出：支承件包括复合材料，该复合材料包括无定形的基质组分以及呈半导体材料形式的附加组分，并且电接触部件作为接触导体线路被施加到支承件上，其中，接触导体线路的横截面为发热导体的导体线路的横截面的至少三倍。

技术领域

本发明涉及一种红外辐射器，该红外辐射器具有支承件、由导电电阻材料构成并且施加在支承件上的发热导体/加热导体的导体线路、以及发热导体的导体线路的电接触部件/电接通部件。

根据本发明的红外辐射器具有三维支承件，其可以借助于电阻器加热元件加热，该电阻器加热元件以发热导体的导体线路的形式施加到支承件上。因此，发热导体的导体线路与支承件直接接触，使得从发热导体的导体线路到支承件的热传递主要通过热传导和/或对流发生。

根据本发明的红外辐射器由于其设计而具有良好的性能效率并且尤其是用于加热过程、例如用于半导体或光伏工业中半导体盘片的热处理，用于印刷工业中或者用于塑料处理工艺中。例如，根据本发明的红外辐射器用于塑料聚合、清漆硬化或涂料干燥。它们还可用于多种干燥过程，例如薄膜或线丝的生产或者模型、样品、原型、工具或最终产品的制造(添加式制造)。

背景技术

对于加热过程，使用包含不同设计的红外辐射器。例如，已知这样的红外辐射器，在该红外辐射器的情况下，加热元件布置在筒形发射管内，其中发射管和加热元件彼此间隔开。这些红外辐射器的加热元件主要由钨或碳构成，发射管主要由熔融二氧化硅制成。在这些辐射器中，从加热元件到发射管的热传递主要通过热辐射进行。

此外，已知这样的红外辐射器，在该红外辐射器的情况下，金属发热导体被施加在支承件上或掺入支承层中。在这些红外辐射器中，通过给发热导体施加电压致使发热导体发热，其中由导体产生的热量传递到支承件。由于发热导体与支承件直接接触，因此主要通过热传导和对流来传热。已经发现，包括施加在支承件上的发热导体的红外辐射器具有良好的性能效率。

例如由DE 43 38 539 A1已知一种红外辐射器，在该红外辐射器的情况下，金属发热导体包埋在陶瓷绝缘层之间。在生产方面，提供陶瓷绝缘层作为生膜，其形式例如为氧化铝膜、氮化铝膜、氧化锆膜、二氧化硅膜或氮化钛膜，随后在其上施加金属化膏剂/导电浆料。最后，将多个膜彼此堆叠，进行压制和烧结。为了实现在膜的表面上设置发热导体的电接触部件，外部膜设置有通孔触点(贯穿孔)，所述通孔触点又与施加在膜的外侧上的接触表面电接触。

然而，这种红外辐射器的缺点在于，其电接触部件一般只能通过外部触点和通孔触点实现。它们具有复杂的设置并且因此其生产过程冗长。

此外，这种设计的红外辐射器通常仅设计用于大约80kW/m²的功率密度。对此，以Elstein-Werk M.Steinmetz GmbH&Co.KG的SHTS/100型红外辐射器为例，在该红外辐射器的情况下，单独的部件附接到支承件上，该支承件设有导体线路以便提供支承件的电接触部件。

如果红外辐射器用于加热过程，原则上需要具有高功率密度、优选功率密度在180kW/m²以上的辐射器。一方面，具有高功率密度的红外辐射器提供快速加热过程，因此对于需要辐照的待加热产品的辐射时间具有显著影响。另一方面，如果使用具有高功率密度的红外辐射器，可以减少用于辐照待加热产品的红外辐射器的数量，而不会影响辐照结果。原则上，红外辐射器数量越少，则维护工作越少，生产成本越低。

技术目标

因此，本发明基于提出一种具有高辐射效率的红外辐射器的技术目标，该红外辐射器的发热导体的导体线路设有结构简单且成本效益高的电接触部件。

发明内容