NL1005321C2 - Verwarmingselement voor een waterbed. - Google Patents

Description

Korte Titel: Verwarmingselement voor een waterbed

De uitvinding heeft betrekking op een verwarmingselement die dient om met behulp van regelmiddelen de temperatuur van een waterbed binnen bepaalde gewenste temperatuurgren-zen te houden, welk verwarmingselement bestaat uit een 5 metalen plaat met een grote warmtegeleidingscoëfficient en waarop een warmtebron is bevestigd, welke warmtebron bestaat uit een weerstanddraad, welke warmte afgeeft bij doorgang van elektriciteit, waarbij de weerstanddraad elektrisch is geïsoleerd van de metalen plaat en van de 10 rest van de omgeving, alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen van een verwarmingselement voor het verwarmen van een waterbed.

Van groot belang bij de elektrische verwarming van water-15 bedden is dat de verwarmingselementen zeer goed elektrisch zijn geïsoleerd, opdat uitgesloten dient te zijn dat op een of andere manier het bed onder stroom kan komen te staan.

Uit de Europese octrooiaanvrage EP-A 0 731 624 is een ver-20 warmingselement voor een waterbed bekend bestaande uit een buigstijve metalen dragerplaat waarop met behulp van een warmtegeleidende kleefstof een aantal keramische verhit-tingsplaatjes is aangebracht. In deze keramische plaatjes zijn elektrische geleiders ingebrand, die dienst doen als 25 elektrische weerstanddraad voor het opwekken van warmte.

Het vlak van de dragerplaat waarop de keramische plaatjes zijn bevestigd, is afgedekt met een isolatieplaat van ongeveer gelijke afmetingen als de dragerplaat en beide platen zijn nabij de omtrek zodanig met elkaar verbonden, 30 dat tussen de dragerplaat en de isolatieplaat een ruimte overblijft waarin de keramische plaatjes zich bevinden. De ingebrande elektrische geleiders zijn bij dit bekende verwarmingselement aangebracht door middel van het inbranden van een pasta-achtig mengsel van deeltjes van edele 35 metalen, zoals goud en zilver.

Dit bekende verwarmingselement heeft diverse nadelen.

1005321 2

Keramische plaatjes kunnen gemakkelijk breken onder buigbe-lasting. Indien een keramisch plaatje toch breekt, dan wordt de elektrische geleider op het plaatje onderbroken en zal het plaatje geen warmte meer kunnen afgeven. Om dus te 5 voorkomen dat de kwetsbare keramische plaatjes breken dient de metalen dragerplaat waarop deze keramische plaatjes zijn bevestigd, een hoge buigstijfheid te bezitten en om dit te bereiken dient de dragerplaat relatief dik te zijn. Hoe dikker de dragerplaat hoe langzamer echter de warmte wordt 10 overgedragen van de keramische plaatjes via de dragerplaat naar het water van het waterbed. Een ander bezwaar is dat de uitzettingscoëfficiënt van de metalen plaat en de keramische plaatjes niet hetzelfde zijn. Hierdoor zal de metalen plaat bij verwarming niet evenveel uitzetten als de 15 keramische plaatjes. Omdat in verband met het verschil in uitzetting van de metalen plaat en de keramische platen voorkomen dient te worden dat er al te grote spanningen op de breekbare keramische plaatjes komt te staan, dienen de afmetingen van de keramische plaatjes niet te groot te zijn 20 en om toch de verwarming binnen redelijke grenzen te kunnen regelen dienen daarom meer dan een keramische plaatje te worden toegepast, bijvoorbeeld zes of meer plaatjes. Bij gebruik van meerdere keramische plaatjes, dient elk keramisch verhittingsplaatje apart te worden aangesloten op de 25 voedingsbron. Dit is hier gedaan met behulp van een print-plaat die de stroom regelt naar de verschillende keramische plaatjes. Dit bekende verwarmingselement omvat dus een zeer groot aantal onderdelen, zodat de vervaardigingskosten relatief hoog liggen.

30

Andere bekende verwarmingssystemen maken gebruik van flexibele metalen draden die met behulp van een kunststof elektrisch geïsoleerd zijn van de omgeving. Doordat er altijd vocht en lucht binnen de bekabeling kan optreden is geble-35 ken, dat hierdoor storingen op kunnen treden, doordat plaatselijk oververhitting kan ontstaan.

Het doel van de uitvinding is een verwarmingselement voor een waterbed welk verwarmingselement gemakkelijk in een 1005321 3 waterbed kan worden aangebracht en waarvan de warmteoverdracht van de warmtebron zelf naar het waterbed optimaal is en welk verwarmingselement te zamen met regelmiddelen de temperatuur van het waterbed binnen zeer kleine grenzen kan 5 regelen en kan handhaven.

Het doel van de vinding wordt bereikt met een verwarmingselement van het in de aanhef omschreven type, doordat op'de metalen dragerplaat een dunne tussenlaag met een zeer hoge 10 elektrische weerstand is aangebracht, dat op deze dunne tussenlaag, de elektrische weerstandgeleiders zijn aangebracht .

15 Met deze maatregelen wordt bereikt dat een compact en niet kwetsbaar verwarmingselement wordt verkregen die elektrisch zeer goed is geïsoleerd van de omgeving is en enigszins veerkrachtig, waardoor geen gevaar bestaat dat de bedrading van het verwarmingselement in de tijd door chemische of 20 mechanische invloeden van buitenaf zal worden onderbroken. Een dergelijk elektrisch verwarmingselement volgens de uitvinding is ten opzichte van de bekende verwarmingselementen zeer goedkoop en doordat de warmte slechts een paar zeer dunne lagen en daardoor ook slechts een klein aantal 25 overgangen van materialen behoeft te passeren zal bij het inschakelen en het uitschakelen zeer snel de warmte aan het waterbed worden afgegeven en daardoor heel snel binnen kleine temperatuur grenzen de warmte kunnen worden geregeld. Hierdoor zal ook het energieverbruik kleiner zijn 30 waarbij toch voldoende warmte zal worden gegenereerd. De opbouw van een verwarmingselement volgens de uitvinding is ook aanzienlijk eenvoudiger en gemakkelijker aan te brengen dan met de tot op heden bekende verwarmingselementen.

35 In een voorkeursuitvoering van een verwarmingselement volgens de uitvinding hebben de materialen waaruit respectievelijk de metalen dragerplaat, de dunne tussenlaag, de geleiders en de beschermende dunne laag zijn vervaardigd, in hoofdzaak dezelfde thermische uitzettingscoëfficiënt.

1005321 4

Doordat alle lagen ongeveer dezelfde uitzettingscoëfficiënt hebben kan de tussenlaag met de elektrische weerstandgelei-ders over de gehele breedte van de dragerplaat worden aangebracht zonder dat het gevaar bestaat dat bij wisselen-5 de temperatuur spanningen tussen de verschillende lagen ontstaan, waardoor de lagen van elkaar los zouden kunnen laten. Doordat de tussenlaag bestaat uit een eenvoudig aan te brengen zeer dunne isolatielaag die direct op de dragerplaat hecht, is de warmte-overdracht zeer snel en dus 10 efficiënt.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding toont, nader worden toegelicht. Hierin toont: 15

Figuur 1: In perspectief een verwarmingselement volgens de uitvinding;

Figuur 2: In dwarsdoorsnede een waterbed met een ver warmingselement volgens de uitvinding; 20 Figuur 3: in dwarsdoorsnede het verwarmingselement zoals weergegeven in figuur 1 volgens de lijn III-III.

Figuur 1 toont de onderzijde van een verwarmingselement 1 25 volgens de uitvinding. Het verwarmingselement 1 bestaat uit een dragerplaat 2 van bijvoorbeeld roestvrij staal, waarop door middel van de zeefdruk techniek een glasachtige isolatielaag 3 is aangebracht. Deze isolatielaag 3 heeft goede elektrisch isolerende eigenschappen, terwijl het warmte 30 goed geleidt en dient als een elektrisch isolerende dunne tussenlaag 3. Bovenop de isolatielaag 3 is een elektrische weerstandgeleider 4 aangebracht. Deze elektrische weer-standgeleider 4 bestaat uit een metalen en is door middel van zeefdruk techniek op de isolatielaag 3 aangebracht. De 35 onderzijde van de plaat is afgedekt met een elektrisch isolerende dunne deklaag 5, waardoor de elektrische weerstandgeleider 4 elektrisch aan alle zijde is geïsoleerd van de omgeving (zie figuur 3. Het elektrische verwarmingselement is aan de onderzijde afgesloten door een kunststofbak j00532ï 5 6 en nabij de randen met elkaar verbonden en die dient om de elektrische aansluitpunten van de omgeving te isoleren.

De elektrische weerstandgeleider 4 bestaat uit een vrijwel 5 vlakke baan die zig-zag over de onderzijde van het verwarmingselement 1 loopt zonder zichzelf daarbij te kruisen. De beide uiteinden van de elektrische weerstandgeleider 4 zijn ieder verbonden met een elektrisch contactelementen·7 die dienen om de bedrading aan te bevestigen die de elek-10 trische weerstandgeleider 4 verbindt met een elektrische voedingsbron, welke hier niet is weergegeven. In serie met het verwarmingselement is een thermische zekering 8 opgenomen, die de stroomkring onderbreekt indien het verwarmingselement te heet wordt.

15

Figuur 2 toont in dwarsdoorsnede een waterbed 9, bestaande uit een onderstel 10, waarop een kuipvormig deel of beddenframe 11 is geplaatst met een kuipvormige uitsparing 12, waarin een waterzak of waterkern 13 is gelegd, die bestaat 20 uit een flexibel omhulsel 14 gevuld met water 15. Tussen de waterkern 13 en het beddenframe 11 is een beschermfolie 16 aangebracht. Om het geheel van het bedframe 11 en de waterkern 13 is een afdekking 17 aangebracht. Tussen het bedframe 11 en de beschermfolie 16 is, ongeveer in het midden, 25 een verwarmingselement 1 volgens de uitvinding aangebracht. Dit verwarmingselement 1 kan door middel van een standaard stekker 18 en bedrading 19 worden aangesloten op het elektriciteitsnet. Met behulp van een regelmechanisme 20 kan het verwarmingselement 1 worden ingesteld op een gewenste 30 temperatuur waarna de temperatuur van het waterbed binnen een bepaald temperatuurstraject zal worden geregeld.

1005321

Claims (8)

1. Verwarmingselement die dient om met behulp van regel-middelen de temperatuur van een waterbed binnen bepaalde gewenste temperatuurgrenzen te houden, welk verwarmingselement bestaat uit een metalen plaat met een grote warmtege-5 leidingscoëfficient en waarop een warmtebron is bevestigd, welke warmtebron bestaat uit een weerstand, welke warmte afgeeft bij doorgang van elektriciteit, waarbij de weerstand elektrisch is geïsoleerd van de metalen plaat en van de rest van de omgeving, met het kenmerk, dat op 10 de metalen dragerplaat (2) een dunne tussenlaag (3) met een zeer hoge elektrische weerstand is aangebracht, dat op deze dunne tussenlaag, de elektrische weerstandgeleiders (4) zijn aangebracht.

2. Verwarmingselement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de naar open onderzijde van de elektrische weerstandgeleiders (4) zijn afgedekt door een elektrisch beschermende dunne deklaag (5) met een zeer hoge elektrische weerstand is aangebracht. 20

3. Verwarmingselement volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de materialen waaruit respectievelijk de metalen dragerplaat (2), de dunne tussenlaag (3), de geleiders (4) en de beschermende dunne laag (5) zijn vervaar- 25 digd, in hoofdzaak dezelfde thermische uitzettingscoëfficient hebben.

4. Verwarmingselement volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de elektrische geleider (4) bestaat 30 uit een baan van metaal, die met behulp van zeefdruk techniek op de tussenlaag (3) is geprint.

5. Verwarmingselement volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dragerplaat is 35 vervaardigd van een metaal met dezelfde uitzettingscoëffi-ciënt als de lagen, die daarop zijn aangebracht. 1005321

6. Verwarmingselement volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de dunne tussenlaag bestaat uit een laag van een glasachtig materiaal, met goede elektrische isolerende eigenschappen, welke tussen- 5 laag een dikte heeft die ligt tussen de 0,4 en 1 mm.

7. Verwarmingselement volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de elektrische weer-standgeleiders zijn afgedekt met een elektrisch isolerende 10 coating.

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een verwarmingselement voor het verwarmen van een waterbed, met het kenmerk, dat eerst een plaat van een materiaal met een 15 warmtegeleidingsvermogen wordt vervaardigd, waarop vervolgens door middel van zeefdrukken een elektrisch isolerende tussenlaag van een glasachtig materiaal met een hoog warm-tegeleidend vermogen wordt aangebracht, waarna met behulp van zeefdruktechniek vlakke banen van een elektrische 20 geleidend materiaal, bijvoorbeeld een metaalmengsel, op de tussenlaag wordt aangebracht.