NO328736B1 - Device at a grating for shielding a radiator - Google Patents

Abstract

En anordning ved et gitter (2) for skjerming av en stråleovn (1) innbefatter en stråleflate (3), med en første, innvendig side av gitteret (2) vendt mot stråleflaten (3), eller en første innvendig side av et separat gitter festet til innsiden av gitteret (2) og som i det vesentlige dekker nevnte første side av gitteret (2). Den første innvendige siden oppviser en vesentlig lavere emisjonsfaktor enn en andre, utvendig side av gitteret (2) for å redusere den utvendige overflatetemperaturen, og således berøringstemperaturen, til gitteret (2).A device at a grating (2) for shielding a beam furnace (1) includes a beam surface (3), with a first inner side of the grid (2) facing the beam surface (3), or a first interior side of a separate grid attached to the inside of the grid (2) and substantially covering said first side of the grid (2). The first inner side exhibits a substantially lower emission factor than a second outer side of the grating (2) to reduce the external surface temperature, and thus the touch temperature, of the grating (2).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved et gitter for skjerming av en stråleovn, hvilken stråleovn hovedsakelig er beregnet til bruk i kirker eller rom med stor takhøyde. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en anordning ved et gitter for skjerming av en stråleovn, som angitt i ingressen til krav 1. The present invention relates to a device for a grid for shielding a radiant furnace, which radiant furnace is mainly intended for use in churches or rooms with high ceilings. More specifically, the invention relates to a device for a grid for shielding a radiant furnace, as stated in the preamble to claim 1.

Det er kjent at gammel og ømtålig kirkekunst og kirkeinteriør ikke bør utsettes for høye temperaturer og lav luftfuktighet, samtidig som brukere av kirken skal ha et tilfredsstillende oppholdsmiljø. Dette, samt at det er lite energiøkonomisk å varme opp hele kirkerom fra gulv til tak, også når kirken ikke er i bruk, har ført til bruk av stråleovner anordnet under benkeradene for oppvarming av menighet/publikum samt en nyere type i det vesentlige flate stråleovner med stor strålingsoverflate og høy stråleflatetemperatur (ref. blant annet søkerens norske patent nr. 308146) for oppvarming av kor/alter- og organistområdet. It is known that old and delicate church art and church interiors should not be exposed to high temperatures and low humidity, while users of the church must have a satisfactory living environment. This, as well as the fact that it is not energy efficient to heat entire church rooms from floor to ceiling, even when the church is not in use, has led to the use of radiant heaters arranged under the rows of pews for heating the congregation/audience as well as a newer type of essentially flat radiant heaters with large radiation surface and high radiation surface temperature (ref. among others the applicant's Norwegian patent no. 308146) for heating the choir/altar and organist area.

Sistnevnte ovn, her også kalt stråleflateovn, plasseres av komfortmessige og energiøkonomiske årsaker fordelaktig så nær brukeren som mulig uten at brukeren blir sjenert av ovnen. Med en organist som eksempel vil stråleovnen således fordelaktig være anordnet nær en side av denne og ragende vertikalt over i det vesentlige hele høyden av organisten når denne sitter ved orgelet, eventuelt med unntak av organistens hode som av komfortmessige årsaker bør holdes kjøligere enn resten av kroppen. En stråleflateovn vil nødvendigvis måtte plasseres synlig i kirken, og en tilleggsutfordring er således å gi dem en estetisk utforming som passer best mulig sammen med kirkens øvrige interiør, samtidig som de brukermessige hensyn blir ivaretatt. The latter oven, here also called a radiant surface oven, is advantageously placed as close to the user as possible for reasons of comfort and energy economy without the user being embarrassed by the oven. With an organist as an example, the radiant heater will thus advantageously be arranged close to one side of this and projecting vertically over essentially the entire height of the organist when he is sitting at the organ, possibly with the exception of the organist's head, which for reasons of comfort should be kept cooler than the rest of the body . A radiant surface oven will necessarily have to be placed visibly in the church, and an additional challenge is thus to give them an aesthetic design that fits as well as possible with the rest of the church's interior, while at the same time taking care of user considerations.

Av tidligere kjent teknikk beskriver JP 63294424 en stråleovn utstyrt med gitter som bidrar til varmeavgivelse gjennom sekundær stråling. From prior art, JP 63294424 describes a radiant furnace equipped with grids that contribute to heat release through secondary radiation.

Målinger utført av søkeren viser at varmepåvirkningen fra en stråleflateovn med 1500 watts effekt i en avstand på 100 cm tilsvarer varmepåvirkningen fra en tilsvarende ovn med 1000 watts effekt i en avstand på 75 cm. Dette viser energibesparelsespotensialet av ha en ovn som kan stå nærmest mulig brukeren eller brukerene. Et vesentlig moment i denne forbindelse er at berøringstemperaturen på alle ovnens flater ikke må være høyere enn at man kan berøre ovnen uten å bli skadet på noen som helst måte. Det kan her nevnes at NEK 400 BA-2 og CE normen EN 60335-2-30 krav til berørings-temperatur for gittere på elektriske ovner er maks. 150 °C (130+20), mens søkeren for sine produkter tilstreber en berøringstemperatur på 60 - 70 °C, slik at man kan legge hånden inntil uten å bli skadet. Measurements carried out by the applicant show that the heat effect from a radiant surface oven with an output of 1500 watts at a distance of 100 cm corresponds to the heat effect from a similar oven with an output of 1000 watts at a distance of 75 cm. This shows the energy saving potential of having an oven that can be as close as possible to the user or users. An important point in this regard is that the contact temperature on all surfaces of the oven must not be higher than one can touch the oven without being damaged in any way. It can be mentioned here that the NEK 400 BA-2 and CE standard EN 60335-2-30 requirements for contact temperature for grates on electric ovens are max. 150 °C (130+20), while the applicant strives for a contact temperature of 60 - 70 °C for its products, so that you can put your hand close without being injured.

En ovn med tilstrekkelig effekt må ikke være større enn at den kan plasseres i tilstrekkelig nærhet til brukeren. For å oppnå dette viser forsøk at man må ha en spesifikk effekt på 6000 - 7000 watt/m<2> stråleflate. Dette gir en temperatur på stråleflaten på 320 - 360°C, som brukeren må avskjermes fra for å unngå skade som nevnt ovenfor. (En stråleflate med denne temperatur gir en behagelig langbølget strålevarme og er den mest energieffektive temperatur for oppvarming av organiske materialer, eller et menneske). For avskjerming er det tidligere kjent å benytte et beskyttelsesgitter påmontert ovnen utenfor stråleflaten, dvs. mellom stråleflaten og brukeren, og en metallplate med 10x10 mm kvadratiske hull og 2mm stamme mellom hullene blir i dag benyttet av søkeren. Dette gitter tilfredsstiller CE's krav til berøringssikkerhet. Disse målene gir et åpent areal på 68 % og et tett areal på 38 % for gitteret. Det er videre kjent å anordne beskyttelsesgitteret svakt buet utover for at det ikke skal slå seg og skape forstyrrende ulyder grunnet temperaturutvidelse. An oven with sufficient power must not be larger than it can be placed in sufficient proximity to the user. To achieve this, experiments show that you must have a specific effect of 6000 - 7000 watts/m<2> radiation surface. This gives a temperature on the beam surface of 320 - 360°C, from which the user must be shielded to avoid damage as mentioned above. (A radiant surface with this temperature provides a pleasant long-wave radiant heat and is the most energy-efficient temperature for heating organic materials, or a person). For shielding, it was previously known to use a protective grid mounted on the oven outside the radiation surface, i.e. between the radiation surface and the user, and a metal plate with 10x10 mm square holes and a 2 mm stem between the holes is currently used by the applicant. This grating satisfies CE's requirements for contact safety. These measurements give an open area of 68% and a dense area of 38% for the grating. It is also known to arrange the protective grid slightly curved outwards so that it does not collapse and create disturbing noises due to temperature expansion.

Skjermingsmessig er det den strålingsavgivende fronten av ovnen som utgjør en utfordring da de øvrige sider av ovnen kan isoleres eller avskjermes på egnet, kjent vis for således å oppnå tilstrekkelig lave overflatetemperaturer på disse sidene. In terms of shielding, it is the radiation-emitting front of the oven that poses a challenge, as the other sides of the oven can be insulated or shielded in a suitable, known manner in order to achieve sufficiently low surface temperatures on these sides.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er således å kunne plassere en stråleflateovn nærmere en bruker enn det som er mulig med den kjente teknikk samtidig som berøringstemperaturen på frontoverflaten holdes tilstrekkelig lav. One purpose of the present invention is thus to be able to place a radiant surface oven closer to a user than is possible with the known technique while keeping the contact temperature on the front surface sufficiently low.

Ovennevnte hensikt søkes i henhold til oppfinnelsen løst med en anordning som angitt i karakteristikken til krav 1. According to the invention, the above purpose is sought to be solved with a device as stated in the characteristic of claim 1.

Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de uselvstendige krav. Advantageous embodiments appear from the independent claims.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende, med henvisning til den medfølgende tegning, der The invention is described in more detail below, with reference to the accompanying drawing, there

Fig. 1 viser en stråleflateovn i henhold til kjent teknikk, utviklet av søkeren, og som oppfinnelsen bygger på. Fig. 1 shows a radiant surface oven according to known technology, developed by the applicant, and on which the invention is based.

I den etterfølgende beskrivelse og i kravene viser uttrykk slik som "innvendig", "indre", "innover", etc. til en retning inn mot stråleovnens stråleflate utgjørende eller tilknyttet ovnens varmegenererende element(er), mens uttrykk slik som "utvendig", "ytre", "utover", etc. viser til en retning mot en bruker eller ovnens øvrige omgivelser. In the following description and in the requirements, expressions such as "inside", "inner", "inwards", etc. refer to a direction towards the radiation surface of the radiant furnace constituting or associated with the furnace's heat-generating element(s), while expressions such as "external", "outer", "beyond", etc. refer to a direction towards a user or the oven's other surroundings.

Figur 1 viser en tidligere kjent stråleflateovn 1 spesielt utviklet for bruk i kirker. Stråleflateovnen 1 har et gitter 2 i form av en perforert metallplate med 10x10 mm hull og 2 mm stamme mellom hullene. En stråleflate 3 er anordnet bak og i avstand fra gitteret 2. Metallplaten som utgjør gitteret 2 er, på samme måte som de øvrige flater som utgjør overflaten av ovnen 1, belagt med et epoksy- eller emaljebelegg. Figure 1 shows a previously known radiant surface oven 1 specially developed for use in churches. The radiant surface oven 1 has a grid 2 in the form of a perforated metal plate with 10x10 mm holes and a 2 mm stem between the holes. A radiation surface 3 is arranged behind and at a distance from the grid 2. The metal plate that makes up the grid 2 is, in the same way as the other surfaces that make up the surface of the oven 1, coated with an epoxy or enamel coating.

Det er det tette arealet til gitteret 2, som med de ovennevnte hull- og stammedimensjoner utgjør 38 % av gitterets 2 totalareal, som er hovedproblemet med hensyn til berøringstemperaturen til gitteret 2 ved at varmestrålene fra stråleflaten 3 treffer gitteret 2 og varmer det opp til en temperatur som er høyere enn man kan akseptere dersom en velger en varmeeffekten til ovnen 1 som er for høy. It is the dense area of the grid 2, which with the above-mentioned hole and stem dimensions constitutes 38% of the grid 2's total area, which is the main problem with regard to the contact temperature of the grid 2 in that the heat rays from the beam surface 3 hit the grid 2 and heat it up to a temperature that is higher than can be accepted if one chooses a heating effect for oven 1 that is too high.

På den annen side ønskes det at en stråleflateovn skal ha en høy avgitt effekt i forhold til den fysiske størrelse og innenfor max berøringstemperaturer en har som max. grense, slik at en god løsning av problemet med å lage et gitter som slipper max strålevarme gjennom, uten at berøringstemperaturen stiger over valgte grenser, er meget sentralt i konstruksjon av direktevirkende stråleflateovner. On the other hand, it is desired that a radiant surface oven should have a high emitted effect in relation to the physical size and within the maximum contact temperatures one has as max. limit, so that a good solution to the problem of creating a grid that lets maximum radiant heat through, without the contact temperature rising above selected limits, is very central in the construction of direct-acting radiant surface ovens.

Med hensyn til ovennevnte problem bør således stammene mellom hullene ideelt sett være så tynne og/eller få som mulig, og dermed utgjøre minst mulig av gitterets totalareal. Imidlertid må gitteret 2 inneha en tilstrekkelig mekanisk styrke til å forhindre deformasjon av gitteret 2 slik at brukeren ikke risikerer å komme i kontakt med selve stråleflaten 3 samt at hullene må være tilstrekkelig små til at brukeren ikke kan få for eksempel en finger gjennom gitteret 2 og i kontakt med strålingsflaten 3. With regard to the above-mentioned problem, the stems between the holes should ideally be as thin and/or as few as possible, and thus make up as little as possible of the grid's total area. However, the grating 2 must have sufficient mechanical strength to prevent deformation of the grating 2 so that the user does not risk coming into contact with the beam surface 3 itself and the holes must be sufficiently small that the user cannot, for example, get a finger through the grating 2 and in contact with the radiation surface 3.

Søkeren har gjort en rekke forsøk på å løse de ovennevnte problemer. The applicant has made a number of attempts to solve the above problems.

Ved bruk av et ubelagt metallgitter 2 med lav emisjonsfaktor, vil mye av den tilførte strålevarme reflekteres tilbake til stråleflaten 3, men samtidig vil også en mindre del av varmen stråle ut fra gitteret 2, samtidig som den følbare berøringsvarme er høy på grunn av at metalloverflaten til gitteret 2 har en stor varmeledningsevne. When using an uncoated metal grid 2 with a low emission factor, much of the supplied radiant heat will be reflected back to the radiant surface 3, but at the same time a smaller part of the heat will also radiate out from the grid 2, while the sensible contact heat is high due to the metal surface until the grid 2 has a high thermal conductivity.

Ved bruk av et metallgitter 2 som har et organisk belegg (epoksybelegg) som har en høy emisjonsfaktor, reflekteres lite varme tilbake til stråleflaten 2, men det vil også stråle mer varme ut fra gitteret 2, samtidig som den følbare varme er lavere på grunn av at belegget har en dårlig varmeledningsevne. When using a metal grid 2 which has an organic coating (epoxy coating) which has a high emission factor, little heat is reflected back to the radiation surface 2, but more heat will also radiate from the grid 2, while the sensible heat is lower due to that the coating has a poor thermal conductivity.

Det beste gitter 2 vil være et gitter som har en første side inn mot stråleflaten 3 som har lavest mulig emisjonsfaktor (god reflektor) og andre side ut mot brukeren som har størst mulig emisjonsfaktor, for å stråle mest mulig av den tilførte varme ut. The best grid 2 will be a grid that has a first side facing the radiation surface 3 that has the lowest possible emission factor (good reflector) and the other side facing the user that has the highest possible emission factor, in order to radiate out as much of the added heat as possible.

Søkeren har gjort mange forsøk på å lage et slikt gitter 2 med to ulikt reflekterende overflater, for å måle varmevirkninger, samt vurdere produksjonsmetoder og kostnader. The applicant has made many attempts to make such a grid 2 with two different reflective surfaces, in order to measure heat effects, as well as assess production methods and costs.

De forsøk som er utført er blant annet følgende: The tests that have been carried out include the following:

Bruke et forniklet gitter 2 som er epoksybelagt på begge sider for så å slipe av epoksybelegget på innsiden. Dette er en fremgangsmåte som ikke er praktisk brukbar, som krever lang produksjonstid og som er meget kostbar. Use a nickel-plated grid 2 that is epoxy-coated on both sides and then sand off the epoxy coating on the inside. This is a method that is not practical, requires a long production time and is very expensive.

Bruke et forniklet gitter 2 og maskere det på innsiden før epoksybelegging, for så å ta av maskeringen. Dette er også en meget kostbar og således lite anvendbar produksjonsmetode. Use a nickel-plated grid 2 and mask it on the inside before epoxy coating, then remove the masking. This is also a very expensive and thus hardly applicable production method.

Bruke et epoksybelagt gitter 2 som en kan belegge med reflekterende metall på innsiden ved pådamping av et belegg, plasmasprøytning eller ved andre fremgangsmåter påføre et reflekterende belegg på innsiden. Egnede metaller egnet for pådamping vil være aluminium og gull, fortrinnsvis i nanosjikttykkelse, og hvor gull i utgangspunktet foretrekkes grunnet dette metallets bestandighet og lave emisjonsfaktor. Use an epoxy-coated grid 2 which can be coated with reflective metal on the inside by vaporizing a coating, plasma spraying or applying a reflective coating on the inside by other methods. Suitable metals suitable for vapor deposition will be aluminum and gold, preferably in nano layer thickness, and where gold is initially preferred due to this metal's durability and low emission factor.

Bruke et epoksybelagt gitter 2 som innvendig får et belegg av blankt aluminiumspulver limt fast på innsiden. Use an epoxy-coated grid 2 which has a coating of shiny aluminum powder glued on the inside.

Bruke et epoksybelagt gitter 2, hvor aluminiumsfolie limes fast på innsiden. Dette er prøvet i liten målestokk og virker helt etter hensikten, men det er per i dag usikkert hvordan denne fremgangsmåten kan la seg nyttiggjøre i større målestokk. Use an epoxy-coated grid 2, where aluminum foil is glued to the inside. This has been tested on a small scale and works exactly as intended, but it is currently uncertain how this method can be used on a larger scale.

En siste utførelsesform som er undersøkt er å kombinere et epoksybelagt gitter 2 med et ikke vist metallgitter, for eksempel et blankt aluminiumsgitter, hektet eller på annen måte festet til innsiden av gitteret 2 inn mot stråleflaten 3. Det ikke viste gitteret vil da fordelaktig ha tilsvarende hull- og stammedimensjoner som gitteret 2, og dekke gitteret 2 mot stråler fra stråleflaten 3. Denne siste utførelsesformen lar seg enkelt produsere og gir et godt varmeteknisk resultat. A final embodiment that has been investigated is to combine an epoxy-coated grid 2 with a metal grid not shown, for example a shiny aluminum grid, hooked or otherwise attached to the inside of the grid 2 towards the beam surface 3. The grid, not shown, will then advantageously have a corresponding hole and stem dimensions like the grid 2, and cover the grid 2 against rays from the radiation surface 3. This last embodiment can be easily produced and gives a good thermal engineering result.

Temperaturmålinger for den siste utførelsesformen viser at utvendig gittertemperatur reduseres fra ca 85 °C til ca 60 °C på et gitter 2 med avstand fra stråleflaten på ca 25 mm og med en temperatur på ca 340 °C. (Tilnærmet samme temperaturreduksjon ble også oppnådd med pålimt aluminiumsfolie på innsiden av gitteret 2). Temperature measurements for the last embodiment show that the outside grid temperature is reduced from about 85 °C to about 60 °C on a grid 2 with a distance from the beam surface of about 25 mm and with a temperature of about 340 °C. (Approximately the same temperature reduction was also achieved with glued aluminum foil on the inside of the grid 2).

Noen ytterligere testresultater er tabellarisk angitt nedenfor: Some additional test results are tabulated below:

Resultater viser at en direktevirkende stråleflateovn 1, laget etter de ovennevnte prinsipper i henhold til oppfinnelsen, vil kunne avgi ca. tre ganger så mye strålevarme som noen kjente panelovner på markedet. Results show that a direct-acting radiant surface oven 1, made according to the above-mentioned principles according to the invention, will be able to emit approx. three times as much radiant heat as some well-known panel ovens on the market.

Den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til de ovenfor beskrevne utførelsesformer og anvendelserområder, men vil kunne varieres innenfor omfanget av kravene. The present invention is not limited to the embodiments and areas of application described above, but will be able to be varied within the scope of the requirements.

Claims (8)

1. Anordning ved et gitter (2) for skjerming av en stråleovn (1) som innbefatter en stråleflate (3), karakterisert ved at en første, innvendig side av gitteret (2) vendt mot stråleflaten (3), eller en første innvendig side av et separat gitter festet til innsiden av gitteret (2) og som i det vesentlige dekker nevnte første side av gitteret (2), oppviser en vesentlig lavere emisjonsfaktor enn en andre, utvendig side av gitteret (2) for å redusere den utvendige overflatetemperaturen, og således berøringstemperaturen, til gitteret (2).1. Device with a grid (2) for shielding a radiant furnace (1) which includes a radiant surface (3), characterized in that a first, inner side of the lattice (2) faces the radiant surface (3), or a first inner side of a separate grid attached to the inside of the grid (2) and which essentially covers said first side of the grid (2), exhibits a significantly lower emission factor than a second, external side of the grid (2) in order to reduce the external surface temperature, and thus the touch temperature, to the grid (2). 2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den første siden av gitteret (2) er dekket av pålimt aluminiumsfolie og at den andre siden av gitteret (2) er belagt med epoksy.2. Device according to claim 1, characterized in that the first side of the grid (2) is covered by glued aluminum foil and that the second side of the grid (2) is coated with epoxy. 3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den første siden av gitteret (2) er belagt med gull eller aluminium og at den andre siden av gitteret (2) er belagt med epoksy.3. Device according to claim 1, characterized in that the first side of the grid (2) is coated with gold or aluminum and that the second side of the grid (2) is coated with epoxy. 4. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at den første siden av gitteret (2) er belagt med pålimt aluminiumspulver og den andre siden av gitteret (2) er belagt med epoksy.4. Device according to claim 1, characterized in that the first side of the grid (2) is coated with glued-on aluminum powder and the other side of the grid (2) is coated with epoxy. 5. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det separate, innvendige gitteret er av blank aluminium, forniklet stål, gullbelagt stål eller rustfritt stål, og at den andre siden av gitteret (2) er belagt med epoksy.5. Device according to claim 1, characterized in that the separate, internal grid is made of bright aluminium, nickel-plated steel, gold-plated steel or stainless steel, and that the other side of the grid (2) is coated with epoxy. 6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at det separate gitteret er hektet til gitteret (2).6. Device according to claim 5, characterized in that the separate grid is hooked to the grid (2). 7. Anordning i henhold til et hvilket som helst av de ovenstående krav, karakterisert ved at gitteret (2) har en hullstørrelse på 10x10 mm og med 2 mm stamme mellom hullene.7. Device according to any of the above claims, characterized in that the grid (2) has a hole size of 10x10 mm and with a 2 mm stem between the holes. 8. Anordning i henhold til et hvilket som helst av de ovenstående krav, karakterisert ved at den første, innvendige siden av gitteret (2) eller av det separate gitteret festet til gitteret (2) er anordnet i en avstand på ca. 25 mm fra stråleflaten (3).8. Device according to any of the above claims, characterized in that the first, internal side of the grid (2) or of the separate grid attached to the grid (2) is arranged at a distance of approx. 25 mm from the beam surface (3).