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Elektrischer Heizkörper.
Gegenstand der Erfindung sind elektrische Heizkörper, die aus einer oder mehreren in an sich bekannter Weise im Vakuum (z. B. durch Kathodenzerstäubung oder Verdampfung) auf nichtleitenden
Trägern niedergeschlagenen Metallschichten in der Grössenordnung von einem Mikron Dicke und darunter bestehen.
Die bisher verwendeten elektrischen Heizkörper bestehen in den meisten Fällen aus spiralförmigen oder anders gestalteten Widerstandsdrähten, Säulen, Stangen u. dgl., welche sich bei Durchgang des
Stromes stark erhitzen. Die hiebei entwickelten hohen Temperaturen sind oft nachteilig, insbesondere dann, wenn es sieh um eine Raumbeheizung handelt. Die stark konzentrierte Wärmeausstrahlung wird oft unangenehm empfunden, wobei überdies die in der Luft enthaltenen Staubteilchen durch die Heizelemente verbrannt werden und die Wärmeverteilung in dem zu heizenden Raum, wegen der geringen Heizoberfläehe, ungünstig ist.
Es wurde nun auf die verschiedenste Art versucht, elektrische Fläehenheizelemente herzustellen, so z. B. indem man auf chemischem Wege Metalle auf einem nichtleitenden Körper niederschlägt. Die auf diese und ähnliche Weise erhaltenen Metallschichten besassen aber keine gleichmässige Stärke und mussten aus diesem Grunde unverhältnismässig dick gehalten werden.
Erfindungsgemäss wird nun ein elektrischer Heizkörper dadurch geschaffen, dass auf einem geeigneten Träger eine oder mehrere den elektirschen Widerstand bildende Metallsehiehten im Vakuum (z. B. mittels Kathodenzerstäubung oder Verdampfung von Metall) aufgebracht werden, u. zw. mit einer Dicke bis zu maximal einem Mikron. Es ist bei Verwendung dieser Verfahren möglich, die ganze Fläche gleichmässig zu überziehen, so dass nicht nur die Wärmeabgabe auf das gleichmässigste und daher günstigste über die
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in Anwendung kommen kann.
Es ist auch anderseits bekannt, mittels Kathodenzerstäubung hergestellte hochohmig Widerstände insbesondere für die drahtlose Telephonie als Gitterableitwiderstände zu verwenden. Die Strombelassung solcher Widerstände ist jedoch immer so gering, dass deren Erwärmung praktisch nicht in Frage kommt.
Wo eine solche doch in Betracht gezogen wurde, galt sie als störende Begleiterscheinung, weil bei den meisten Metallen der Widerstand mit der Temperatur stark schwankt und naturgemäss eine Wärmeentwicklung im Inneren eines Rundfunkapparates vermieden werden musste.
Mit den erfindungsgemässen Heizkörpern können infolge ihrer Belastbarkeit ganz erhebliche Energiemengen (bis in die Grössenordnung von einigen Kilowatt) in Wärme umgesetzt werden. Als besonderer Vorteil ergibt sich, dass die Temperatur solcher Heizkörper niedriger gehalten werden kann als bei einem der bekannten elektrischen Heizkörper entsprechender Leistung, da die Joulesche Wärme auf die ganze m beheizende Oberfläche gleichmässig verteilt ist. Dieser Vorteil der gleichmässigen Wärmeverteilung tritt besonders bei der Raumheizung auf, wo man bei gegebener abzustrahlender Wärmemenge und Fläche zu weit geringerem Leistungsbedarf bei den erfindungsgemässen Heizkörpern gelangt.
Es kann auch aus verschiedenen Gründen zweckmässig sein, die Heizschicht durch dasselbe oder ein anderes Verfahren mit einer oder mehreren andern leitenden Schichten aus demselben oder einem andern Metall zu bedecken, z. B. eine Silberschicht mit einer daraufgalvanisierten Nickelschieht, wobei letztere zum Schutz gegen ehemische Veränderung der Silberschicht dient. Als Metalle
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Oxydation neigen.
Es wurde auch gefunden, dass die Metallschicht so dünn sein kann, dass sie transparent bleibt und dennoch elektrische Energiemengen leiten kann, die eine erhebliche Erwärmung des Trägers bewirken.
Es ist auf diese Weise möglich, heizbare Gläser und überhaupt alle derartigen Gegenstände herzustellen, bei denen es auf gleichzeitige Heizbarkeit und Durchsichtigkeit ankommt. Dies kommt z. B. für Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen in Betracht, um dort den Niederschlag von Nebel, Schnee und Eis zu verhindern. Vorzugsweise verwendet man in diesem Falle eine Metallsehieht zwischen zwei Glasplatten, wodurch die heizende Metallschicht vor Beschädigung bewahrt ist und zugleich die Möglichkeit geschaffen ist, die Windschutzscheibe in bekannter Weise durch Einlegen einer weiteren Schichte splittersicher zu machen oder zum Schutze des Führers gegen Blendung durch Scheinwerfer zu färben.
An einigen Stellen, beispielsweise dort, wo die Zufuhr und Ableitung des Stromes erfolgt, kann die Metallselicht verstärkt werden, indem beispielsweise dort grössere Metallmengen niedergeschlagen werden. Die Verstärkung des Niederschlages kann auch mit einem andern Metall erfolgen und auf eine andere Weise bewirkt werden als der erste Niederschlag, beispielsweise galvanisch.
Im folgenden seien einige Ausführungsbeispiele gegeben :
Beispiel 1 : Eine Glasplatte von ungefähr 2m2 wird durch Kathodenzerstäubung mit Platin bedeckt. Die Glasplatte kann entweder auf einer Seite oder auch auf beiden Seiten mit einem Niederschlag versehen werden. Bei einer Spannung von 230 Volt betragt der aufgenommene Strom 2 Amp. die Leistung also 460 Watt. Diese Energie liefert in der Stunde ungefähr 390 Kali. bei einer Temperatur von 40 C.
Beispiel 2 : Eine Schieferplatte mit einer Oberfläche von 1'3 m2 wird auf einer ihrer Seiten mittels einer Silbersehieht leitend gemacht, die auf thermischem Wege aufgedampft wird. Auf dieser Schicht wird sodann auf galvanischem Wege eine solche Menge eines andern Metalles, z. B. von Nickel,
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Beispiel 3 : Eine Glasplatte von den Abmessungen einer üblichen Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge wird mit einer transparenten Goldschieht versehen und nimmt bei einer Spannung von 12 Volt eine Stromstärke von 10 Amp. auf, was einer Wärmemenge von 100 Kal. pro Stunde entspricht und die Vereisung der Schutzscheibe mit Sicherheit verhindert, ohne ihre Durchsichtigkeit zu beeinträchtigen.
Heizkörper solcher Art können in beliebiger Grösse, auch von mehreren Quadratmetern hergestellt werden. Die Stärke der Metallschicht hängt innerhalb der angegebenen Grössenordnung von der verfügbaren Spannung und der gewünschten Stromaufnahme ab. Es lassen sich auch weit höhere Temperaturen erzielen, als in den obigen Ausführungsbeispielen angegeben, u. zw. bis zu den Temperaturen der üblichen Heizkörper mit Widerstandsdrähten, od. dgl.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Heizkörper kann noch angeführt werden, dass die Erwärmung der MetalIschieht infolge ihrer geringen Wärmekapazität sehr schnell stattfindet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer oder mehreren in an sich bekannter Weise im Vakuum (z. B. durch Kathodenzerstäubung oder Verdampfung) auf nichtleitenden Trägern niedergeschlagenen Metallschichten in der Grössenordnung von einem Mikron Dicke und darunter besteht.