DE29511796U1 - Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper - Google Patents
Beschichtung für Aluminium-StrahlungsheizkörperInfo
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Description
GEBRAUCHSMUSTER
ANMELDUNG
Aktenzeichen: 21/95
Kennwort: Beschichtung für Aluminium-
Strahlungsheizkörper
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer hochtemperaturbeständigen,
anorganischen und !ösungsmittelfreien Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper
mit einem Emissionsfaktor von > 0,9 im Temperaturbereich von 0 - 6000C.
Eine unbehandelte Aluminium-Oberfläche hat bei der Verwendung als Strahlungsheizkörper einen Emissionsfaktor von 0,038 in der Skala von
0-1 im Vergleich zum idealen Strahler, dem schwarzen Körper. Ein schwarzer Körper hat somit die größtmögliche Strahlungsemission. Das
Strahlungsvermögen E ist die gesamte in einer Stunde von einem Quadratmeter der Körperoberfläche abgestrahlte Energie (Kcal).
Sämtliche Entwicklungen und Versuche bei Strahlungsheizkörpern haben
aus diesem Grund immer wieder die Aufgabe, durch die Veränderung der Oberfläche, möglichst viel der vorhandenen Energie als Strahlungsenergie
zu emittieren.
Da Aluminium sich besonders als guter Wärmeleiter eignet, jedoch mit
einem Emissionsfaktor von 0,038 als Strahlungskörper fast ungeeignet ist, ist es naheliegend, die Oberfläche so weit zu bearbeiten bzw. herzustellen,
um letztendlich einen hohen Emissionsfaktor zu erreichen.
Denkbar wäre hierbei, die Flächen des Aluminiumkühlkörpers in einem
chemischen Prozeß, der unter dem Begriff des "Eloxierens" dem Fachmann
bekannt ist, so weit zu bearbeiten, daß ein hoher Strahlungswert erzielt werden könnte.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß durch den chemischen
Vorgang beim Eloxieren negative, umweltbeeinflussende Faktoren auftreten. Des weiteren könnte bei einem gattungsgemäß hergestellten Aluminium-Strahlungsheizkörper
ein chemisches Verfahren zur Verbesserung des Emissionsfaktors nur mit großem Aufwand und Schutzmaßnahmen
bei dem dabei vorhandenen elektrischen Rohrheizkörper durchgeführt werden. In der Regel ist bei dem gattungsgemäßen Aluminium-Strahlungsheizkörper
auf der Rückseite einer relativ große Strahlungsfläche aus Aluminium ein elektrischer Rohrheizkörper befestigt. Die vom
elektrischen Rohrheizkörper ausgehende Wärmeenergie wird von der für die Emission vorbehandelten Fläche abgestrahlt.
Die nicht für die Strahlungsemission vorbehandelte Rückseite bleibt "kühl"
und ist in der Praxis vorteilhafterweise einer nicht zu erwärmenden, z.B. Gehäuseaußenwand des Strahlungsgerätes zugewendet. Diese vorteilhafte
Ausführungsform bei einem Aluminium-Strahlungsheizkörper ist beim bekannten Eloxierverfahren nur unter zusätzlichem Aufwand zum
Schutz des Rohrheizkörpers und eventueller Abdeckung der nicht zur Strahlungsverbesserung vorgesehenen Oberflächen machbar.
Es ist ein weiteres Verfahren zur Verbesserung des Emissionsfaktors bei
Strahlungsheizkörpern bekannt, in dem die wärmeabstrahlenden Oberflächen mit einem Silikonlack abgedeckt werden. Dieses Verfahren hat
den Nachteil, daß die Temperaturbeständigkeit des Silikonlackes bei maximal 2500C endet und somit die vom Rohrheizkörper ausgehenden
Wärmemengen begrenzt werden müssen. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß das für die Herstellung des Lackes verwendete Silikon sehr
teuer ist. Beim Ausdampfen dieses Farbauftrages, insbesondere beim erstmaligen Gebrauch des Gerätes, entstehen auch für die Anwender
unangenehme Dämpfe.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hochtemperaturbeständige Beschichtung
für einen Aluminium-Strahiungsheizkörper herzustellen, die nachträglich
auf das mit einem Aluminium-Rohrheizkörper abstrahlenden Aluminiumblech auf Vorder- bzw. Rückseite in einfacher und bekannter
Weise, wie Streichen oder im Spritzverfahren, aufgetragen werden kann und einen hohen Emissionsfaktor (>
0,9) hat.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß die Temperaturbeständigkeit
im Dauerbetrieb bis zu einem Schmelzpunkt von Aluminium (ca. 6000C) reicht und dabei keine Geruchsbelästigungen sowie den
Emissionsfaktor negativ beeinträchtigende Farbveränderungen auftreten.
All diese Aufgaben und darüber hinausgehende Verbesserung der bei den bekannten und oben genannten Verfahren vorhandenen Nachteile
werden durch die erfindungsgemäße hochtemperaturbeständige, anorganische und lösungsmittelfreie Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper
gelöst.
Durch eine lange Kette von Versuchen wurde eine Beschichtung als Emissionsauftrag für einen Aluminium-Strahlungsheizkörper herausgefunden,
welche die an sie gestellten Anforderungen erfüllt und die bei den bekannten Verfahren zur Verbesserung der Emissionsoberflächen
genannten Nachteile nicht aufweist.
Als Träger für die Bindemittel aus Kaliumsilikat wird Wasser verwendet,
welches gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren einen lösungsmittelfreien Träger darstellt. Als Härter wird Aluminiumhydroxid,
AI(OH)3, beigemischt, der bei Temperatur > 1400C mit dem Kaliumsilikat
zu wasserunlöslichen Aluminiumsilikaten reagiert. Die Farbpigmente werden nach dem gewünschten Emissionsfaktor beigefügt. Der optimale
Emissionsfaktor von E = 0,96 wird durch den Zusatz von Spinell-schwarz
mit einer Schmelztemperatur von > 10000C erreicht. Dieses Farbmittel ist
als unbedenklich für die Herstellung von Bedarfsgegenständen, d.h. Artikeln, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, beurteilt.
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Vy;:on;
Als weitere alternative Pigmente, jedoch mit einer geringeren Temperaturbeständigkeit,
eignen sich sogenannte Mischphasenpigmente, wie z.B. Fe2O3 und Mn2O3. Hierzu zählen auch Beimengungen für gewünschte
sogenannte Grautönungen, die mit der Zugabe von Titandioxid erreicht werden.
Als weitere Zusätze für Netz-, Steil-, Dispergier- und Antischaummittel
werden geringe Mengen handelsüblicher Stoffe wie Tetraethylammoniumperfiuoroktansulfonat-
und Fluoralkylpolyethoxylat-Netzmittei, Schichtsilikat auf der Basis eines organisch modifizierten Smektits-Stellmittel,
wässrige Lösungen von Salzen modifizierter Phosphonsäuren-Dispergiermittel
und eine wässrige Emulsion auf der Basis von Dimethylpolysiloxan als Antischaumemulsion beigemischt.
Als besonders vorteilhafte Mischung hat sich die nachfolgend näher
bezeichnete Zusammensetzung erwiesen, mit der ein maximaler Emissionsfaktor von E = 0,96 als dauerhafte Beschichtung für einen AIuminium-Strahlungsheizkörper
erreicht wird.
1. | Wasser: | 24 - 28 % |
2. | Kaliumsilikat: | 38 - 40 % |
3. | Härter: | 20 - 22 % |
4. | Farbpigmente: | 12-13% |
5. | Netzmittel: | 0,0099 - 0,011 % |
6. | Stellmittel: | 0,175-0,185% |
7. | Dispergiermittel: | 0,23 - 0,25 % |
Die hervorragende Haftung auf Aluminium wird durch die chemische Reaktion des Kaliumsilikates mit dem Aluminium unter Bildung von Aluminiumsilikaten
hervorgerufen. In Verbindung mit dem Aluminiumhydroxid als Härter entstehen wasserunlösliche, zeolithische Aluminiumsilikatverbindungen.
Die nach der vorgenannten Rezeptur angesetzte Beschichtung kann mit
den bekannten Farbauftragungsverfahren verarbeitet werden.
Dieser Farbauftrag weist außer dem bereits erwähnten hohen Emissionsfaktor
von E = 0,96 noch weitere Merkmale auf, die durch die bekannten Verfahren zur Verbesserung des Emissionsfaktors beim Aluminiumblech
nicht in einem Verfahren zusammenfassend erreicht werden. Bei der Temperaturbeständigkeit im Dauergebrauch bis maxima! 6000C entstehen
keine störenden Dämpfe oder Gerüche, auch nicht beim erstmaligen Aufheizen und der Inbetriebnahme. Die oben genannte Rezeptur
ist lösungsmittelfrei und hat eine gute Haftung und Kratzfestigkeit auf Aluminium, ohne daß ein weiterer besonderer Schichtüberzug notwendig
ist. Die Beschichtung ist weiterhin gegen Dampf und sich absetzende, kondensierende Feuchtigkeit resistent. Der Auftrag auf den Aluminium-Strahlungsheizkörper
zeichnet sich darüber hinaus durch hohe Temperaturwechselbeständigkeit aus, wobei die einmal eingestellten Farbtöne
auch bei Betriebstemperaturen von annähernd 6000C auch über längere
Zeiträume keine Veränderungen aufzeigen.
Nicht zuletzt ist diese oben genannte Mischung besonders preiswert und
kostengünstiger als die bisher bekannten temperaturbeständigen Farben (maximal 2500C) auf der Basis von Silikon herzustellen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1: Eine perspektivische Gesamtansicht eines Aluminium-Strahlungsheizkörpers
Figur 2: Einen Querschnitt durch den Aluminium-Strahlungsheizkörper
nach der Linie A-A der Figur 1
Der in Figur 1 dargestellte Aiuminium-Strahlungsheizkörper 1 hat zur
Aussteifung der Längsränder je einen Umbug 2. Die Rückseite 3, an der
ein Aluminium-Rohrheizkörper 4 mittels der Befestigungslasche 5 angebracht ist, ist nicht mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen
und bleibt als wenig Energie abstrahlende Seite "kühl" und ist der in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuseaußenwand zugekehrt. Die Vor-
derseite 6 ist mit der erfindungsgemäßen Beschichtung 7 versehen und
der für die Abstrahiung der Energie gedachten Seite in dem nicht dargestellten
Gehäuse zugewandt.
In Figur 2 ist auf der Rückseite 3 des Aluminium-Strahlungsheizkörpers 1
der Aluminium-Rohrheizköiper 4 mittels der Befestigungslasche 5 angebracht,
im Inneren des Rohrheizkörpers 4 ist die Heizspirale 10 in elektrisch isoiierendem und gut wärmeleitendem Magnesiumoxid eingebettet.
Die Vorderseite 6 ist mit der erfindungsgemäßen Beschichtung 7 überzogen. Die abgekanteten Längsränder 2 dienen der Aussteifung des
Aluminium-Strahlungsheizkörpers 1 in der Längsrichtung.
Claims (4)
1. Hersteilung einer hochtemperaturbeständigen, anorganischen und
lösungsmittelfreien Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper mit einem Emissionsfaktor
> 0,9 im Temperaturbereich von 0 - 6000C1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung vornehmlich
aus Wasser, Kaliumsilikat, Aluminiumhydroxid, Pigmenten und kleineren Anteilen Netz-, Stell-, Dispergier- und Antischaummittel
besteht.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischung aus
24 - 28 %
38 - 40 %
20 - 22 %
12-13%
0,0099-0,011 % 0,175-0,185%
0,23 - 0,25 %
Wasser
Kaliumsilikat Aluminiumhydroxid-Härter Farbpigmente Netzmittel Stellmittel
Dispergiermittel
besteht.
3. Beschichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung im Spritzverfahren auf die Oberfläche 6 des Strahlungs-Heizkörpers 1 aufgebracht wird.
4. Beschichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung auf die Oberfläche 6 des Strahlungsheizkörpers 1 aufgewalzt wird.
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Publications (1)
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