DE3911761A1 - Strahlungsheizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsheizeinrichtung, insbesondere für eine Herdplatte, mit einem Heizkörper aus Heizdraht, der auf einem Isolierträger verlegt ist und der eine stromführende Querschnittsfläche und eine wärmeabstrahlende Oberfläche bildet.

Eine derartige Strahlungsheizeinrichtung ist beispielsweise in der DE-OS 36 23 130 beschrieben. Bei den bekannten Strahlungsheizeinrichtungen ist der Heizdraht als Heizwendel geformt und die Heizwendel ist spiralförmig auf dem Isolierträger unterhalb einer Glaskeramik-Platte verlegt. Der Heizdraht, aus dem die Heizwendel gewickelt wird, ist nach dem Stand der Technik ein Draht mit kreisförmiger Querschnittsfläche.

Soll die Lebensdauer des Heizkörpers verlängert werden, dann wird nach dem Stand der Technik die Heizwendel aus einem Heizdraht größerer - kreisförmiger - Querschnittsfläche gewickelt. Dadurch vergrößert sich die Oberfläche entsprechend, so daß die spezifische Temperaturbelastung der Oberfläche herabgesetzt wird. Dies hat allerdings zur Folge, daß die Heizwendel steifer wird, so daß sie sich der spiralförmigen Verlegung auf dem Isolierträger widersetzt. Außerdem kommt der Heizdraht weniger schnell zum Glühen und glüht weniger intensiv. Dies ist unerwünscht, da für den Benutzer die glühende Heizwendel durch die Glaskeramikplatte hindurch sichtbar sein soll.

Um ein schnelles und intensives Glühen der Heizwendel zu erreichen, könnte sie aus einem Heizdraht vergleichsweise kleinerer Querschnittsfläche hergestellt sein. Damit wäre jedoch eine Herabsetzung der Lebensdauer verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlungsheizeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der die Oberfläche des Heizdrahtes entsprechend den gewünschten Wärmeabstrahlungsbedingungen gestaltet ist.

Nach einer Ausführung der Erfindung ist obige Aufgabe bei einer Strahlungsheizeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die stromführende Querschnittsfläche auf wenigstens zwei Einzeldrähte aufgeteilt ist, die miteinander verdrillt sind. Dieser aus verdrillten Einzeldrähten kreisförmiger Querschnittsfläche bestehende Heizkörper weist eine größere wärmeabstrahlende Oberfläche auf als ein Heizkörper, der nur aus einem Heizdraht gleicher stromführender Querschnittsfläche besteht. Dadurch ist die Lebensdauer des aus mehreren verdrillten Einzeldrähten bestehenden Heizkörpers erhöht, weil die Wärmeabstrahlung auf eine größere Fläche verteilt ist. Außerdem ist erreicht, daß sich der Heizkörper leichter spiralförmig auf dem Isolierträger verlegen läßt, da er weniger steif ist als ein Heizkörper aus nur einem Heizdraht gleicher stromführender Querschnittsfläche.

Die verdrillten Einzeldrähte liegen durch die Verdrillung zwangsläufig in gewissen Bereichen aneinander an, so daß in diesen Bereichen ein gewünschtes, schnelles Glühen entsteht, das für den Benutzer durch die Glaskeramik- Platte hindurch sichtbar ist. Dies läßt sich darauf zurückführen, daß die Einzeldrähte sich in den genannten Bereichen gegenseitig aufheizen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß dann, wenn in der Fertigung Heizkörper unterschiedlicher stromführender Querschnittsflächen hergestellt werden sollen, immer der gleiche Einzeldrahtquerschnitt bzw. die gleichen Einzeldrahtquerschnitte verwendet werden können. Sind größere stromführende Querschnittsflächen erwünscht, dann werden entsprechend mehr Einzeldrähte miteinander verdrillt als dann, wenn kleinere stromführende Querschnittsflächen vorgesehen sein sollen.

Durch die Erfindung ist auch folgendes Problem gelöst:
Der Heizdraht besteht üblicherweise aus einer Eisen- Chrom-Aluminium-Legierung, die ferromagnetisch ist und damit gewendelt ein beträchtliches magnetisches Feld erzeugt. Dadurch ergeben sich während des Aufheizens Schwingungen des Heizdrahtes, die zu einem Brummgeräusch führen, das etwa 12 s bis 20 s andauert. Dieses Brummgeräusch verschwindet, wenn der temperaturabhängige Curie-Punkt überschritten ist. Beim Überschreiten des Curie-Punktes wird der Heizdraht diamagnetisch, wodurch sich das magnetische Feld schwächt. Je größer die stromführende Querschnittsfläche bei einem Heizkörper aus nur einem Heizdraht nach dem Stand der Technik zur Verlängerung der Lebensdauer gewählt wird, desto stärker wird das Brummgeräusch beim Aufheizen. Durch die Erfindung ist dieses Brummgeräusch beträchtlich reduziert und kaum hörbar, da in den verdrillten Einzeldrähten der Curie-Punkt schnell überschritten wird und auch wegen der elektrisch parallelbetriebenen, vergleichsweise dünnen Einzeldrähte das Magnetfeld weniger stark ist.

In Ausgestaltung der Erfindung weisen die miteinander verdrillten Einzeldrähte gleichen, kreisförmigen Durchmesser auf. Die verdrillten Einzeldrähte können jedoch auch eine stromführende Querschnittsfläche aufweisen, die von der Kreisform abweicht, so daß schon die Oberfläche jedes Einzeldrahtes größer ist als die Oberfläche eines Einzeldrahts kreisförmigen Querschnitts. Der stromführende Querschnitt der verdrillten Einzeldrähte kann beispielsweise sternförmig oder oval sein.

In einer anderen Ausführung der Erfindung ist obige Aufgabe bei einer Strahlungsheizeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die stromführende Querschnittsfläche aus einem einzigen Draht besteht, der einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt derart aufweist, daß die Oberfläche größer ist als die eines Drahtes gleicher Querschnittsfläche mit kreisförmigem Querschnitt.

Durch die Vergrößerung der Oberfläche bei gleicher Querschnittsfläche ist eine Verlängerung der Lebensdauer erreicht, da die Wärmeabstrahlung auf eine größere Fläche verteilt ist.

Da bei einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt Bereiche an der Oberfläche bestehen, die eine stärkere Krümmung aufweisen, als die übrigen Bereiche, tritt in diesen stärker gekrümmten Randzonen des Querschnitts ein schnelleres und intensiveres Glühen auf als in den schwächer gekrümmten Randbereichen. Dies ist günstig, um dem Benutzer den Betrieb des Heizkörpers kenntlich zu machen.

Vorzugsweise ist der stromführende Querschnitt sternförmig oder oval.

Bei beiden Lösungen der genannten Aufgabe kann der Heizkörper ungewendelt, spiralförmig auf dem Isolierträger verlegt sein. Er kann einen engen Abstand aufweisen. Die Heizdrähte nicht als Heizwendel zu gestalten, erlaubt eine Verringerung der Bauhöhe der Strahlungsheizeinrichtung.

Die Heizdrähte können vor der Verlegung auf dem Isolierträger durch eine Vorbehandlung voroxidiert sein. Die Voroxidierung bildet eine elektrische Isolation der Oberflächen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Strahlungsheizeinrichtung im Schnitt längs der Linie I-I nach Fig. 2,

Fig. 2 eine Aufsicht der Strahlungsheizeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil eines Heizdrahtes für die Strahlungsheizeinrichtung,

Fig. 4 einen Teil eines Heizdrahtes in anderer Ausführung,

Fig. 5 und 6 Heizdrähte nach Fig. 4 mit anderen Querschnittsflächen,

Fig. 7 einen Heizdraht ähnlich dem nach Fig. 3 in gewendelter Ausführung aus drei Einzeldrähten und

Fig. 8 einen Heizdraht aus zwei Einzeldrähten.

Eine Strahlungsheizeinrichtung (1) ist unter einer Glaskeramik-Platte (2) angeordnet. Die Strahlungsheizeinrichtung (1) weist einen Isolierträger (3) mit einem Ringrand (4) auf. Der Isolierträger (3) sitzt in einer Metallschale (5) auf einer Isolierschicht (6).

Auf dem Isolierträger (3) ist spiralförmig ein Heizdraht (7) verlegt, der bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 nicht gewendelt ist. Ein Anschlußende (8) des Heizdrahtes (7) ist durch den Ringrand (4) nach außen geführt. Das andere Anschlußende (9) des Heizdrahtes (7) verläuft von der Mitte der Spirale zwischen dem Isolierträger (3) und der Isolierschicht (6) nach außen.

Der Heizdraht (7) besteht bei den Ausführungen nach den Fig. 3, 7 und 8 aus mehreren Einzeldrähten (10), die miteinander verdrillt sind. Der Heizdraht (7) besteht in der Ausführung nach Fig. 3 aus etwa zwanzig Einzeldrähten, wogegen er bei der Ausführung nach Fig. 7, 8 aus drei bzw. zwei Einzeldrähten (10) hergestellt ist. Der von den Einzeldrähten (10) gebildete Heizkörper nach den Fig. 3, 7 und 8 ist leicht biegbar und läßt sich damit leicht in der engen Spirale (vgl. Fig. 2) ungewendelt verlegen. Seine stromführende Querschnittsfläche ist von der Summe der Querschnittsflächen der Einzeldrähte (10) gebildet. Die wärmeabstrahlende Oberfläche des Heizdrahtes (7) ist größer als dann, wenn der Heizkörper nur aus einem Draht bestünde, der die gleiche Querschnittsfläche wie die Summe der Einzeldrähte (10) hat.

Die Vergrößerung der Oberfläche wirkt sich in den außenliegenden Bereichen (11) der Einzeldrähte (10) in der Weise aus, daß dort die flächenbezogene Abstrahlungsleistung geringer ist als bei einem Draht kreisförmigen Durchmessers gleicher Querschnittsfläche. In den Bereichen (12), in denen sich die litzenartig verdrillten Einzeldrähte (10) berühren, tritt ein Wärmestau auf, der dort zu einem schnelleren und intensiveren Glühen führt als in den Bereichen (11).

Die Einzeldrähte (10) können gleiche Durchmesser, beispielsweise 0,25 mm oder 0,3 mm, aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, Einzeldrähte (10) mit unterschiedlichen Durchmessern zu verdrillen, wobei der eine Einzeldraht (10) beispielsweise einen Durchmesser von 0,25 mm und der andere Einzeldraht (10) beispielsweise einen Durchmesser von 0,3 mm aufweist. Durch Einzeldrähte (10) unterschiedlicher Durchmesser läßt sich das Glühbild und das schnelle Erscheinen des Glühbildes beeinflussen, indem der Einzeldraht (10) kleineren Durchmessers schneller zum Glühen kommt als der andere Einzeldraht (10).

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 7, 8 sind die verdrillten Einzeldrähte (10) zu einer Heizwendel (13) gewickelt. Diese Heizwendel (13) kann spiralförmig oder in anderer Gestalt auf dem Isolierträger (3) verlegt werden.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 bis 6 weist der Heizdraht (7) eine sternförmige Querschnittsfläche auf. Ein so gestalteter Querschnitt kann auch für die Einzeldrähte (10), die in den Fig. 3 und 7 mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt sind, verwendet werden.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 4 bis 6 ist die Oberfläche des Heizdrahts (7) größer als bei einem Heizdraht mit kreisförmiger, gleich großer Querschnittsfläche. In Umfangsbereichen (14), die eine stärkere Krümmung aufweisen, als die übrigen Umfangsbereiche (15), ergibt sich eine höhere spezifische Abstrahlungsdichte, so daß dort ein Glühen schnell und intensiv erfolgt. Durch die Gestaltung der Querschnittsfläche können die Bereiche (14, 15) beeinflußt werden.

Der Heizdraht (7) kann in anderer Ausgestaltung auch einen anderen unrunden, beispielsweise ovalen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Zur Verdeutlichung sind in den Fig. 4 bis 6 die sternförmigen Gestaltungen sehr ausgeprägt dargestellt. In der Praxis muß dies nicht so sein.

Der Heizdraht (7) nach den Fig. 3, 7 und 8 kann auch aus Einzeldrähten (10) mit kreisrundem Querschnitt und Einzeldrähten mit unrundem Querschnitt, beispielsweise nach den Fig. 4 bis 6, durch Verdrillen hergestellt sein. Dadurch können die Wärmeabstrahlungsbedingungen, insbesondere das Glühbild, weiter verbessert werden.

Claims (11)

1. Strahlungsheizeinrichtung, insbesondere für eine Herdplatte, mit einem Heizkörper aus Heizdraht, der auf eine Isolierträgerschale verlegt ist und der eine stromführende Querschnittsfläche und eine wärmeabstrahlende Oberfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführende Querschnittsfläche auf wenigstens zwei Einzeldrähte (10) aufgeteilt ist, die miteinander verdrillt sind (Fig. 1, 2, 3, 7, 8).

2. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte (10) gleichen, kreisförmigen Durchmesser aufweisen.

3. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte (10) unterschiedliche kreisförmige Durchmesser aufweisen.

4. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte (10) eine von der Kreisform abweichende Querschnittsfläche aufweisen.

5. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche sternförmig oder oval ist.

6. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere Einzeldrähte (10) einen kreisförmigen Durchmesser und einer oder mehrere Einzeldrähte (10) eine von der Kreisform abweichende Querschnittsfläche aufweisen.

7. Strahlungsheizeinrichtung, insbesondere für eine Herdplatte, mit einem Heizkörper aus Heizdraht, der auf einem Isolierträger verlegt ist und der eine stromführende Querschnittsfläche und eine wärmeabstrahlende Oberfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der stromführende Querschnitt aus einem einzigen Draht besteht, der eine von der Kreisform abweichende Querschnittsfläche derart aufweist, daß die Oberfläche größer ist als die eines Drahtes gleicher Querschnittsfläche mit kreisförmigem Querschnitt (Fig. 1, 2, 4, 5, 6).

8. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche sternförmig gestaltet ist.

9. Strahlungsheizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche oval gestaltet ist.

10. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper ungewendelt, spiralförmig auf dem Isolierträger verlegt ist (Fig. 1, 2).

11. Strahlungsheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (7, 10) voroxidiert sind.