DE2905760A1

DE2905760A1 - Flaechenheizvorrichtung

Info

Publication number: DE2905760A1
Application number: DE19792905760
Authority: DE
Inventors: Noriyoshi Abe; Nobuo Iwatani; Yukio Tanaka
Original assignee: KOKUSAI ELECTRIC WORKS CO
Current assignee: KOKUSAI ELECTRIC WORKS CO
Priority date: 1978-02-20
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1979-08-30
Also published as: JPS54123438U; GB2014830A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Flächenheizvorrichtung zur lokalen Aufheizung von Materialien mit mehreren Reihen keramischer Blöcke, wobei die Blöcke aufeinanderfolgender Reihen zueinander versetzt sind und Längsbohrungen aufweisen, die von Widerstandsheizdrähten durchgriffen sind, welche die keramischen Blöcke miteinander verbinden_.

Derartige Flächenheitzvorrichtungen «ie sie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind bereits bekannt. Diese bekannten Flächenheizvorrichtungen 1 besitzen eine Mehrzahl von Reihen rechteckförmiger keramischer Blöcke 3, die in einer solchen Weise angeordnet sind, daß die Blöcke aufeinanderfolgender Reihen zueinander versetzt sind. Jeder der Blöcke 3 besitzt zwei im Abstand voneinander angeordneter paralleler Bohrungen 2, die sich im rechten Winkel zur Ausrichtung der keramischen Blockreihen erstrecken, mit Ausnahme der Blöcke, die sich auf der äußerst rechten Seite der ersten Reihe (beispielsweise der obersten Reihe in Fig. 1), auf der äußersten linken Seite der zweiten Reihe (die zweite von oben in Fig. 1) und auf der äußersten rechten Seite der dritten Reihe (untere Reihe in Fig. 1) befinden, wobei diese eine geringere Breite besitzen als die übrigen Blöcke und auch nur eine Bohrung 2 zur Aufnahme des Drahtes aufweisen. Die Anordnung der Bohrungen ist so ausgewählt, daß bei einer Ausrichtung der Blöcke 3 in der in Fig. 1 dargestellten Weise die Bohrungen 2 in den Blöcken 3 aller Reihen aufeinander ausgerichtet sind und miteinander in Verbindung stehen. Ein einzelner Widerstandsheizdraht 4 durchgreift die Bohrungen 2 aller keramischen Blöcke in einer mäandrierenden Weise, um die Blöcke miteinander zu verbinden. Bei dem Widerstandsheizdraht kann es sich beispielsweise um einen ^N*^cke*chromdraht handeln.

Da jedoch bei der herkömmlichen Flächenheizvorrichtung 1 die Hitze des Widerstandsheizdrahtes 4 auf das zu erhitzende

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Material S durch dia keramischen Blöcke 3 Übertragen werden muß, tritt ein Wärmeverlust durch die keramischen Blöcke 3 ein, wodurch das Material 5 häufig nicht auf die gewünschte oder erforderliche Temperatur gebracht werden kann. Auch wenn der Widerstandsheizdraht 4 auf 1 35O°C erhitzt wird, um das Material 5 auf eine Temperatur von 1 200⁰C zu bringen, ist es möglich, daß das Material 5 nur auf eine Temperatur von 1 05O⁰C im äußersten Falle erhitzt wird, da die Wärme durch die keramischen Blöcke 3 verlorengeht· Man kann in Betracht ziehen, die Stromstärke durch den Widerstandsheizdraht 4 zu erhöhen, um den Wäreeverlust auszugleichen. Wenn jedoch der Widerstandsheizdraht 4 diesen erhöhten Belastungen ausgesetzt wird, verringert sich unausweichlich seine Lebensdauer, während andererseits die Betriebskosten beträchtlich erhöht werden·

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Flächenheizvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ein Material, welches auf eine gewünschte oder erforderliche Temperatur gebracht werden soll, in einer wirkungsvollen Weise lokal erhitzt werden kann, wobei der Widerstandsheizdraht seinem üblichen zulässigen Stromstärkenbereich ausgesetzt sein soll.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegegebenen Merkmale. Hierdurch wird erreicht, daß die Wärme in einer unmittelbaren Weise auf das zu erhitzende Material übergeht, ohne daß erhöhte Verluste durch die Blöcke auftreten. Damit läßt sich die Vorrichtung in einer wirtschaftlichen Weise betreibet., während andererseits der Widerstandsheizdraht eine erhöhte Lebensdauer besitzt·

Weitere Vorteile, Merkmale und einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines AusfUhrunge beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Dabei zeigt im einzelnen:

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Fig. 1 Die Draufsicht auf eine FlSehenheiζvorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen keramischen Block, der einen herkömmlichen Aufbau besitzt,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines keramischen Blockes ftlr die Flächenheizvorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Flächenheizvorrichtung gemäß der Erfindung.

In den Fig. 3 und 4 ist eine bevorzugte Ausführungeform der Flächenheizvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Auch die Flächenheizvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform verwendet, wie in Fig. 1 dargestellt ist, eine Anzahl von Reihen rechteckförmiger Keramikblöcke 3, die in einer solchen Weise angeordnet sind, daß die Blöcke aufeinanderfolgender Reihen jeweils zueinander versetzt sind. Jeder der Keramikblöcke 3 besitzt 2 im Abstand voneinander angeordneter paralleler Bohrungen 2, die sich in einem rechten Winkel zur Reihenausrichtung der Keramikblöcke erstrecken, mit Ausnahme derjenigen Blöcke 3, die sich auf der äußersten rechten Seite der ersten Reihe (der obersten Reihe gemäß Fig. 1), auf der äußersten linken Seite der zweiten Reihe (der zweiten von oben in Fig. 1) und auf der äußersten rechten Seite der dritten Reihe (der unteren Reihe in Fig. 1) befinden, von denen jeder nur eine Bohrung 2 aufweist, während die Breite geringer ist als diejenige der übrigen Blöcke. Die Anordnungen der Bohrungen 2 in den Keramikblöcken 3 sind so ausgewählt, daß bei einer Anordnung der Keramikblöcke in der in Fig. 1 dargestellten Weise, die Bohrungen 2 der Keramikblöcke 3 aller Reihen aufeinander ausgerichtet sind und miteinander in Verbindung stehen. Ein einzelner Widerstands-

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heizdraht 4 ist durch die Bohrungen 2 aller Keramikblöcke gelegt in einer mäandernden Form, wie dies die Fig. 1 zeigt, wodurch alle Keramikblöcke miteinander verbunden werden. Um den Draht 4 in einer einfachen Weise durch die Bohrungen 2 zu führen, ist der Durchmesser der Bohrungen 2 größer ausgelegt als derjenige des Drahtes 4.

Die Keramikblöcke 3 gemäß der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfläche des Blockes odar die Fläche, die auf dem zu erhitzenden Material aufliegt, eine Strahlungshelznut 6 aufweist, die mit der Bohrung 2 in Verbindung steht. In der dargestellten AusfUhrungsform ist der Querschnitt der Nut 6 konisch ausgebildet, wobei er sich in Richtung auf das zu erhitzende Material verbreitert. Obwohl dies in der dargestellten Ausführungsform nicht gezeigt ist, kann der Umfang des Drahtes 4 mit einem Überzug versahen sein, der einen hohen Strahlungskoeffizient besitzt, wie z. B. Kalkothar, das auf den Draht mit Hilfe von Wasserglas aufgebracht wird, so daß die Infrarotstrahlung wirkungsvoller Übertragen werden kann.

Durch die Anordnung der offenen Strahlungsheiznut 6 ist der Widerstandsheizdraht 4 unmittelbar der Oberfläche des zu erhitzenden Materials 5 ausgesetzt, wodurch das Material in einer wirkungsvolleren Weise angestrahlt werden kann. Somit kann der WHrmeverlust durch die Keramikblöcke 3 herabgesetzt werden. Wenn beispielsweise der Widerstandsheizdraht 4 auf einer Temperatur von 1 35O°C erhitzt wird, kann beispielsweise das Material 5 leicht auf eine Temperatur von etwa 1 2OO°C gebracht werden.

In Fig. 4 gibt die Dimension a die Strahlungsheizzone, Dimension b die Heizelementbreite, die Dimension c die Spaltbreite zwischen der Bohrunq 2 und der Nut 6, die Dimension (2 χ b) in Fig. 1 die Breite des Keramikblockes 3, die Dimension d die Dicke des Keramikblockes 3 und die Dimension 1

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die Länge das Keramikblock'±s 3 an. B^i der dargestellten AusfUhrungsform besitzen die Dimensionen die folgenden Werte: a ■ 4 mm, b ■ Ic mm, c ■ 2 mm, a/b ■ C, 4, d ■ lü mm und 1-20 mm.

Wie sich deutlich aus der vorangehenden Beschreibung zsigt, kann bei der Flächenheizvorrichtung gemäß der Erfindung durch die Anordnung der offenen Strahlungsheiznut 6 in dem Keramikblock 3, die in Verbindung mit der Bohrung 2 steht, der Widerstandsheizdraht 4 durch Strahlungshitze das Material 5 durch die Nut erhitzen, urn damit den Wärmeverlust durch den Keramikblock 3 herabzusetzen, so daß der Aufheizungvwirkungsgrad bei der Erwärmung des Materials 5 verbessert wird. Somit ist es auch dann, wenn das Material auf eine hohe Temperatur ger bracht werden soll, nicht erford rlich eine übergroße Stromstärke durch den Widerstandsheizdraht 4 Über den normalen Stromstärkebereich hinauszuleiten, womit eine lange Lebensdauer des Heizdrahtes sichergestellt ist. Da es besonders gemäß der Erfindung lediglich erforderlich ist, eine offene Strahlungsheiznut in dem Keramikblock vorzusehen, um das Material mit einem hohen Wirkungsgrad durch Strahlungshitze aufzuheizen, besitzt die Flächenheizvorrichtung einen einfachen Aufbau, während andererseits das Gewicht der Flächenheizvorrichtung durch die Anordnung der offenen Strahlungsheiznut verringert werden kann.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

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Patentanwalt Dipl.-Ing. Gerd Lange 0-4950 Minden/Westf.

Kote us al Electric Works Co., Ltd. Anwaltsakte 530.212

2-6-13 Shinmeidai

Hamaru-machi

Nishitama-gun

Tokyo

Japan 14. Februar 1979

Flächenheizvorrichtung

Ansprüche :

Flüchenheizvorrichtung zur lokalen Aufheizung von Materialien mit mehreren Reihen keramischer Blöcke, wobei die Blöcke aufeinanderfolgender Reihen zueinander versetzt sind und Längsbohrungen aufweisen, die von Widerstandsheizdra'hten durchgriffen sind, welche die kermaischen Blöcke miteinander verbinden, dadurch gekenn·

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zeichnet, daß jeder der Blöcke (3) auf der dem zu er» hitzenden Material (5) zugewandten Seite eine Strahlung*- heiznut (6) besitzt, die mit der Bohrung (2) in dem Jeweiligen Block (3) in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Nut (6) konisch ausgebildet ist, wobei er sich in Richtung auf das zu erhitzende Material (5) verbreitert.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (3) mit Ausnahme Jeweils eines Randblockes einer jeden Reihe eine rechteckige Form besitzen und zwei im Absand voneinander angeordnete Bohrungen (2) aufweisen, die sich im rechten Winkel zur Ausrichtung der Blockreihen erstrecken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Randblock einer jeden Blockreihe lediglich eine Längsbohrung (2) aufweist, die sich im rechten Winkel zur Ausrichtung der Blockreihen erstreckt und eine geringere Breite als die übrigen Blöcke (3) besitzt.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu erhitzenden Materialien (5) Metalle sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, aß die offene Strahlungsheiznut (6) eine Strahlungehelzzone (a) mit einer Breite von etwa 4 mm besitzt.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelementbreite (b) der Flächenheizvorrichtung (IJ eine Breite von etwa 10 mm besitzt.

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8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus der Strahlungsheizzone (a) durch die Heizelementbreite (b) etwa den Wert 0,4 besitzt.

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