DE7206777U - Elektrisch betriebenes keramisches heiz- und strahlungselement - Google Patents

Description

Elstein-Werk M. Steinmetz KG, 3410 Northeim, Stettiner Str. Λ Elektrisch betriebenes keramisches Heiz- und Strahlungselement

Die Neuerung betrifft ein elektrisch betriebenes keramisches Heiz- und Strahlungselement, insbesondere einen Infrarotstrahler. Derartige Heiz- und Strahlungselemente dienen dazu, Wäreme in Form von Strahlung auf das zu erwärmende Gut zu übertragen, wobei das Strahlungselement immer in einem gewissen Bestrahlungsabstand von dem Gut angeordnet ist.

Für den angegebenen Verwendungszweck sind Strahler mit gewölbter Strahlungsfläche bekannt. Diese Strahler bestehen aus einem Keramikkörper, in welchem die Windungen eines elektrischen Widerstandsdrahtes eingebettet sind. Infolge dieser besonderen Ausbildung erfordern derartige Strahler meist einen relativ großen Bestrahlungsabstand zu dem zu behandelnden Gut. Insbesondere bei Anwendungsfällen, bei denen die Gleichmäßigkeit des Strahlungsfeldes bzw. die örtliche Konstanz der übertragenen Strahlungsleistung gewährleistet sein muß, kommen nur relativ große Bestrah lungsabstände in Betracht. Dies kann

aber in manchen Füllen ein Nachteil sein oder sich sogar so auswirken, daß die betreffenden Strahler aus PlatzgrUrden überhaupt nicht verwendet werden können.

Die im Stand der Technik bekannten Strahler weisen darüber hinaus eine relativ große Masse auf und besitzen demzufolge eine niedrige Aufheizgeschwindigkeit.

Es ist die Aufgabe der Neuerung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Heiz- und Strahlungselement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen ,welches sich durch eine besonders hohe Aufheizgeschwindigkeit einerseits und die Verwendungsmöglichkeil in einem geringen Bestrahlungsabstand auszeichnet. Darüber hinaus soll das Heiz- und Srrahlungselement zur Bildung lückenloser Strahlungsflächen zusammensetzbar Sein.

Das elektrisch betriebene keramische Heiz- und Strahlungselement ist dadurch gekennzeichnet, daß der auf seiner Rückseite die Halterungen und die Stromzuführungen tragende Keramikkörper eine, zumindest auf der Strahlungsseite im wesentlichen ebene kachelartige Platte mit nach Art eines Quadrates, Rechtecks oder polygonal begrenzter Umrißform ist, die mit weiteren gleichen oder ähnlichen Platten zu einer in sich geschlossenen Strahlungsfläche zusammensetzbar ist. Dabei I.. der elektrische Widerstandsdraht in Spiralform auf der flachen Strahlungsseite der Kachel derart angeordnet, daß die die Spiralwindungen im gleichen Abstand voneinander und parallel zum Kachelumriß verlaufen. In einer anderen Ausbildungsform ist der Abstand der Windungen zwecks Kompensation von Randverlusten im Rand bereich enger gewählt, als im Mittelbereich der Kachel.

Mit besonderem Vorteil ist die Kachel als Hohlkörper ausgebildet, dessen ebene Vorderseite die Widerstandsspirale trägt, während die Rückseite

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gewölbt und mit einer Fassung zum Einsetzer, der StrozufUhrung und der Kachel halterung versehen ist. Durch die Ausbildung als Hohlkörper erhält die eigentliche Strahlungsfläche eine besonders kleine Masse, die sich in einer großen Aufheizgeschwindigkeit bemerkbar macht. Die gegenüber der im wesentlichen ebenen Kacheifläche vorstehend angeordneten Widerstandswindungen bewirken eine Vergrößerung der

strahlenden Elementfläche.

Es ist auch möglich, daß der Widerstandsdraht in Form mehrerer, sich zu einer Gesamtstrahlt'ngsflache ergänzender Spiralen angeordnet ist, deren Windungen parallel zum Kachelumriß verlaufen.

Die Kacheln sind zur Bildung eines Bausatzes in verschiedener Größe ausgeführt, wobei, ausgehend von einer kleinen quadratischen Kachel,

„ die folgenJe Kachel die Größe zweier solcher Quadrate und eine wei

tere Kachel die Größe von vier Grundquadraten hat» Die kleine quadratisches Kachel besitzt vorzugsweise t r>e Abmessung von 60 mm κ 60 mm, während die rechteckige Kachel eine Abmessung von 60 mm χ 122 mm besitzt. Die große Kachel ist 122 mm lang und ebenso breit.

Das neuerungsgemäße Strahlungsalement besitzt insbesondere in seiner strahlenden Fläche eine besonders geringe Masse, so daß eine hohe Aufheizgeschwipdigkeit erzielt wird. Im übrigen ist die Kachel aber im wesentlichen eben ausgebildet, so daß hieraus besonders geringe Bestrahlungsabstände resultieren, Darüber hinaus erlaubt eine neuerungsgemäß ausgebildete Kachel die Zusammensetzung mehrerer gleich oder ähnlicher Kacheln zu einer in sich geschlossenen Strahlungsfläche.

Der an dem im folgenden beschriebenen und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellien Ausführungsbeispiel konkret in Erscheinung tretende

Raumformgedanke läßt an sich mehrere konstruktive Ausführungen zu. Es zeigen:

Fig. Ί eine VorderansienS des Heiz- ynd StrshSur.^elerne ntes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Rückseite des Heiz- und Strahlungselementes,

Fig. 3 ein Schnitt gemäß der Linie IM-III in Fig. 2 und

Fig. 4 die Anordnung mehrerer ähnlich ausgebildeter Strahlungselemente in einer Strahlungsanlage.

Das in Fig. 1 dargestellte Heiz- und Strahlungselement besteht im wesentlichen aus dem Keramikkörper 1, dec eine im wesentlichen ebene Vorderseite 2 und eine gevölbte Rückseite 3 autweist.Auf der Vorderseite des Keramikkörpers 1 ist ein elektrischer Widerstandsdraht 4 in der dargestellten Spiralform angeordnet. Dabei konn die Anordnung so getroffen werden, daß die Spiralwindungen gleichen Abstand voneinander haben. Es ist jedoch zweckmäßig, insbesondere zur Kompensation von Randverlusten, den Abstand der Spiralwindungen im Randbereich enger als in der AAitte zu wählen. Dabei wird der Verlauf der Abstandsänderung so gewählt, daß eine räumlich gleichmäßige Strahlungsintensität in der Gutsebene entsteht. Wie aus Fig. 1 und insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der elektrische Widerstandsdraht 4 vorstehend angeordnet. Er befindet sich damit gewissermaßen vor der Vorderseite 2, so daß der Anteil der in Richtung auf das zu bestrahlende Gut übertragenen Wärme besonders groß ist.

Fig. 2 zeigt die Rückseite 3 des Keramikkörpers 1. Dieser besitzt in seiner Mitte eine mit dem Keramikkörper verbundene Fassung 5. die zum Einsatz und zur Verankerung des Strahlungselementes an einem

Gehäuse oder ei.iec; Pro π 'träger dient. Die Fassung 5 nimmt gleichzeitig die Stromzuführung Hir den Widerstandsdraht 4 auf.

Darüber hinaus sind auf der Rückseite 3 des Keramikkörpers 1 sich etwa diagonal erstreckende Rippen 6 angeordnet. Die Rippen sind besonders dünn ausgebi Idet. Es versteht sich, aa3 an Stelle dieser Rippen auch Nocken oder andersartige Erhöhungen vorgesehen sein können. Diese Rippen 6 dienen dazu, die richtige Lage des Keramikkörpers 1 relativ zu dem zu bestrahlenden GuI sicherzustellen.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das neuerungsgemäße Heiz- und Strahlungselement. Der Keramikkörper 1 ist als Hohlkörper ausgebi Idet und besitzt in seinem Innern den Hohlraum 7, der das Gewicht des Elements vermindert.

In Fig. 4 sind mehrere Heiz- und Strahlungselemente zu einer Strahlungsanlage zusammengesetzt. Je nach den gewünschten Größenordnungen und der erforderlichen Leistung werden dabei verschieden große Keramikkörper 1, 8, 9 eingesetzt. Die Keramikkörper 1 und 8 sind quadratisch ausgebildet, wobei der Keramikkörper 1 etwa die vierfache Fläche des Keramikkörpers 8 aufweist. Der Keramikkörper 9 besitzt rechteckigen Querschnitt und ist etwa halb so breit, jedoch gleich lang wie der Keramikkörper 1. Es versteht sich, daß insbesondere im Mittelbereich einer Strahlungsanlage die großen Keramikkörpei T Verwendung finden, während die kleinen Keramikkörper 8, 9 vorzugsweise in Randbereichen eingesetzt werden, damit hier eine gezielt höhere Leistung installiert werden kann, um Randverluste der gesamten Anlage zu vermeiden bzw. zu kompensieren. Sämtliche Keramikkörper 1, 8, ergeben zusammen eine lückenlose strahlende Flache 10.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, werden die einzelnen Keramikkörper 1, 8, jeweils in Profilträgern 11, 12 verankert, die zu diesem Zweck Durchbrechungen 13 tür den Einsatz der Fassungen 5 und die Anbringung der Halterung 14 aufweisen. Die Profilträger 11, 12 sind über Kupplungsstücke 15 miteinander verbunden. Es sind anders geformte Kupplungsstücke 16 vorgesehen, die zum Ansatz reflektierender Seitenwände 17 an den Profi !trägern 12 dienen. Die Profilträger sind ferner zum Einsatz der Anschlußklemmen 18 ausgerüstet, die der Stromzuführung zu jedem Keramikkörper 1, 8, 9 dienen.

Aus Fig. 4 ist auch der Sinn der Rippen 6 ersichtlich. Die Profilträger 11, 12 besitzen entsprechende Leisten oder Nocken 19, die jedoch so kurz gehalten sind, daß eine Anlage der Rippen 6 an den Nocken 19 nicht stattfindet. Die Nocken 19 begrenzen lediglich in Verbindung mit den Rippen 6 den Winkel, in welchem ein Keramikkörper 1,8,9 bei seinem Einbau in dem jeweiligen Profilträger 11 oder 12 schräg und damit nicht in richtiger Lage gegenüber dem zu be-.trahlenden Gut angeordnet werden kann. Die letztgenannte Maßnahme trägt zur Vergleichmäßigung der strahlenden Fläche 10 bei.

Claims (7)

Schutzansprüche:

1. Elektrisch betriebenes keramisches Heiz- und Strahlungselement, insbesondere Infrarotstrahler, dadurch gekennzeichnet, daß der auf seiner Rückseite die Halterung und die Stromzuführungen tragende Keramikkörper ( 1, 8, 9 ) eine, zumindest auf der Strohlungsseite im wesentlichen ebene kachelartige Platte mit nach Art eines Quadrates, Rechteckes oder polygonal begrenzter Umrißform ist, die mit weiteren gleichen oder ähnlichen Platten zu einer in sich geschlossenen Strahlungsfläche ( 10 ) zusammensetzbar ist.

2. Keramisches Heiz- und Strahlungselement nach An^rjch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstandsdraht (4) in Spiralform auf der flachen Strahlungsseite der Kachel derart angeo.rdnet ist, daß die Spiralwindungen im gleichen Abstand voneinander und parallel zum Kachelumr'ss verlaufen.

3. Keramisches Heiz- und Strahlungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstandsdraht (4 ) in Spiralform auf der flachen Seite der Kachel derart angeordnet ist, daß zwecks Kompensation von Randverlusten d>e Abstände der Windungen im Randbereich enger als im Mittelbereich sird.

4. Keramisches Heiz- und Strahlungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kachel als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen ebene Vorderseite (2 ) die Widerslandsspirale trägt, während die Rückseite ( 3 ) gewölbt und mit einer Fassung ( 5 ) zum Einsetzen der Stromzuführung und der Kache!halterung ( 14) versehen ist.

5. Keramisches Heiz- und StraS lungselement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstands draht (4) in Form mehrerer, sich zu einer Gesamtstrahlungsfläche ergänzender Spiralen angeordnet ist,deren Windungen parallel zum Kachelumriß verlaufen.

6. Kerarrv zhes Heiz- und Strahlungselement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kacheln zur Bildung eines Bausatzes in verschiedener Größe ausgeführt sind, wobei, r jsgehend von einer kleinen quadratischen Kachel, die folgende Kachel die Größe zweier solcher Quadrate und eine weitere Kachel die Größe von vier Grundquadraten hat.

7. Keramisches Heiz- und St ahlungselement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bausatz quadratische Kacheln von z. B. 60 mm χ 6ⁿ mm, rechteckige Kacheln in der Größe 60 mm χ 122 mm und Großkacheln in der Größe 122 mm χ 122 mm umfaßt.