DE102005025207B4 - Thermal insulation for a radiant heater, radiant heater and household electrical appliance - Google Patents
Thermal insulation for a radiant heater, radiant heater and household electrical appliance Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005025207B4 DE102005025207B4 DE102005025207.9A DE102005025207A DE102005025207B4 DE 102005025207 B4 DE102005025207 B4 DE 102005025207B4 DE 102005025207 A DE102005025207 A DE 102005025207A DE 102005025207 B4 DE102005025207 B4 DE 102005025207B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiant heater
- thermal insulation
- layer
- photonic crystals
- heating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 238000000025 interference lithography Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000003605 opacifier Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
- H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/22—Reflectors for radiation heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electric Stoves And Ranges (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Mehrschichtige Wärmedämmung für eine Strahlungsheizeinrichtung (6), die zumindest teilweise im IR-Wellenlängenbereich arbeitet, mit einer Trägerschicht (13) als oberster Schicht zur Festlegung eines Heizleiters (5) als Heizelement, einer Schicht (11) unterhalb der Trägerschicht (13) mit photonischen Kristallen und einer Wärmedämmschicht (2) unterhalb der Schicht (11) mit photonischen Kristallen.Multi-layered thermal insulation for a radiant heater (6), which operates at least partially in the IR wavelength range, with a carrier layer (13) as the uppermost layer for fixing a heat conductor (5) as a heating element, a layer (11) below the carrier layer (13) with photonic Crystals and a thermal barrier coating (2) below the layer (11) with photonic crystals.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmedämmung für eine Strahlungsheizeinrichtung, eine Strahlungsheizeinrichtung mit solch einer Wärmedämmung sowie ein Elektro-Haushaltsgerät mit einer derartigen Strahlungsheizeinrichtung.The invention relates to a thermal insulation for a radiant heater, a radiant heater with such a thermal insulation and an electric household appliance with such a radiant heater.
Strahlungsheizeinrichtungen, wie sie beispielsweise gemäß der
Die
Die
Die
Aufgabe und LosungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Wärmedämmung, eine eingangs genannte Strahlungsheizeinrichtung sowie ein eingangs genanntes Elektro-Haushaltsgerät zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere die Wirkung der Wärmedämmung gesteigert werden kann bzw. eine Erwärmung unterhalb der Wärmedämmung bei Betrieb der Strahlungsheizeinrichtung verringert werden kann.The invention has for its object to provide an aforementioned heat insulation, a radiation heater mentioned above and an aforementioned household electrical appliance with which problems of the prior art can be avoided and in particular the effect of heat insulation can be increased or a heating below the heat insulation during operation of the radiant heater can be reduced.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Wärmedämmung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Strahlungsheizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Elektro-Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert.This object is achieved by a thermal insulation with the features of claim 1, a radiant heater with the features of claim 8 and an electric household appliance with the features of
Es ist vorgesehen, dass die Strahlungsheizeinrichtung zumindest teilweise im IR-Wellenlängenbereich arbeitet, also zumindest teilweise IR-Strahlung erzeugt und abgibt, vorteilhaft zu einem großen Teil. Dies weist auch den Vorteil auf, dass dieser Wellenlängenbereich für Wärmeübertragung durch Strahlung besonders geeignet ist. Erfindungsgemäß weist das Material, aus welchem die Wärmedämmung besteht, bzw. die Wärmedämmung selber Teilchen oder Strukturen auf, die derart regelmäßig angeordnet sind, dass die Teilchen oder Strukturen photonische Kristalle bilden. Der Vorteil derartiger photonischer Kristalle bzw. einer Anordnung als photonische Kristalle liegt darin, dass dadurch Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich vollständig reflektiert und somit zurückgeworfen wird. Dadurch wird zumindest die Ausbreitung von Wärme über Wärmestrahlung von der Strahlungsheizeinrichtung in ungewünschter Richtung weg effizient verringert bzw. eine ungewünschte Erwärmung außerhalb der Strahlungsheizeinrichtung vermieden. Durch den Vorgang der Reflektion der Wärmestrahlung erfolgt also auch keine Erwärmung in der Wärmedämmung selber, sondern die Wärmestrahlung wird eben möglichst vollständig reflektiert. Photonische Kristalle sind Kristalle für Photonen, daher kommt ihre gute Reflektorwirkung für Photonen.It is envisaged that the radiant heater operates at least partially in the IR wavelength range, ie at least partially generates and emits IR radiation, advantageously to a large extent. This also has the advantage that this wavelength range is particularly suitable for heat transfer by radiation. According to the invention, the material of which the thermal insulation consists or the thermal insulation itself has particles or structures which are arranged so regularly that the particles or structures form photonic crystals. The advantage of such photonic crystals or an arrangement as photonic crystals is that radiation in a certain wavelength range is thereby completely reflected and thus reflected. As a result, at least the propagation of heat via thermal radiation from the radiant heater in an undesired direction away is efficiently reduced or an undesired heating outside of the radiant heater avoided. By the process of reflection of the heat radiation so no warming takes place in the insulation itself, but the heat radiation is just as completely reflected. Photonic crystals are crystals for photons, hence their good reflector effect for photons.
Die Wirkung der photonischen Kristalle liegt darin, dass Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich großteils oder vollständig reflektiert wird.The effect of the photonic crystals is that radiation in a certain wavelength range is largely or completely reflected.
Zusätzlich zu den Teilchen oder Strukturen nach Art von photonischen Kristallen kann das Material der Wärmedämmung u. a. pyrogene Kieselsaure und/oder anorganischen Füllstoff aufweisen. Ebenso kann Fasermaterial enthalten sein, welches der Wärmedämmung vor allem zusätzliche Stabilität verleihen kann. Vorteilhaft macht pyrogene Kieselsäure den größten Anteil an der Wärmedämmung aus. Ein derartiges Wärmedämm-Material unterbricht vor allem Wärmetransport durch direkte Übertragung, also Wärmefluss.In addition to the particles or structures in the nature of photonic crystals, the material of the thermal insulation u. a. have fumed silica and / or inorganic filler. Likewise, fiber material can be included, which can give the thermal insulation above all additional stability. Advantageously, fumed silica makes up the largest part of the thermal insulation. Such a thermal insulation material interrupts especially heat transfer by direct transfer, so heat flow.
Bei der Erfindung sind die photonischen Kristalle zumindest in einer Schicht oder Lage der Wärmedämmung vorgesehen. Diese nimmt dabei die Fläche der Wärmedämmung bzw. der Strahlungsheizeinrichtung ein bzw. erstreckt sich über die gesamte Fläche, welche von der Wärmedämmung bedeckt ist. Erfindungsgemäß ist auf dieser Schicht von photonischen Kristallen mindestens eine weitere Schicht aus konventionellem Wärmedämm-Material vorgesehen, vorteilhaft sowohl darüber als auch darunter. Auch zur Seite hin kann eine Art schmale, seitliche Abdeckung vorgesehen sein, insbesondere als mechanischer Schutz nach außen.In the invention, the photonic crystals are provided at least in a layer or layer of thermal insulation. This takes in the area of the thermal insulation or the radiant heater or extends over the entire surface, which is covered by the thermal insulation. According to the invention, on this layer of photonic crystals at least one further layer of conventional thermal insulation Material provided, advantageously both above and below. To the side, a kind of narrow, lateral cover can be provided, in particular as a mechanical protection to the outside.
Eine Bandlücke der photonischen Kristalle wird vorteilhaft so gewählt, dass sie dem Haupt-Wellenlängenbereich der Strahlung des Heizelementes bzw. der Strahlungsheizeinrichtung entspricht. So wird ihre größte Wirksamkeit bzw. die maximale Reflektion auf den Wellenlängenbereich ausgelegt, in dem die Strahlungsheizeinrichtung am meisten Strahlung und somit auch am meisten Wärme erzeugt. Da die Bandlücke der photonischen Kristalle eine gewisse wenngleich geringe Breite aufweist, kann auch ein gewisser Wellenlängenbereich der Wärmestrahlung der Strahlungsheizeinrichtung ausgeschaltet bzw. eben reflektiert werden.A band gap of the photonic crystals is advantageously chosen so that it corresponds to the main wavelength range of the radiation of the heating element or the radiant heater. Thus, their greatest effectiveness or maximum reflection is designed for the wavelength range in which the radiant heater generates the most radiation and thus also the most heat. Since the band gap of the photonic crystals has a certain, albeit small, width, a certain wavelength range of the thermal radiation of the radiant heater can also be switched off or even reflected.
Eine Ausbildungsmöglichkeit der Wärmedämmung vor allem für eine genannte Strahlungsheizeinrichtung, wie sie in einem Elektro-Kochgerät wie einem Backofen oder vor allem einem Kochfeld eingesetzt werden kann, kann tellerförmig oder plattenförmig sein. An ihrer Oberseite bzw. der Seite, an der die Strahlungsheizeinrichtung angeordnet ist, ist sie vorteilhaft im wesentlichen eben. Ein Randbereich kann etwas hochgezogen werden, um so beispielsweise beim Anlegen an die Unterseite einer Kochfeldplatte auch eine Wärmedämmung zur Seite hin ebenso wie eine stabile Anlagemöglichkeit zu bilden. Dieser Randbereich kann integral an der Wärmedämmung ausgebildet sein oder auch ein separates Bauteil sein, wie es dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist.A training option of thermal insulation especially for a said radiant heater, as it can be used in an electric cooking appliance such as an oven or especially a hob, may be plate-shaped or plate-shaped. On its upper side or the side on which the radiant heater is arranged, it is advantageously substantially planar. An edge area can be pulled up a bit, so as to form a thermal insulation to the side as well as a stable investment opportunity, for example when applying to the underside of a hob plate. This edge region can be formed integrally on the thermal insulation or can also be a separate component, as is known to the person skilled in the art.
Eine weitere Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften bzw. thermischen Isoliereigenschaften der Wärmedämmung kann dadurch erreicht werden, dass mindestens eine weitere Reflektorschicht vorgesehen ist. Diese kann entweder ebenfalls nach Art einer Anordnung oder Struktur gemäß photonischer Kristalle ausgebildet sein, allerdings ausgerichtet für einen etwas anderen Wellenlängenbereich, um insgesamt eine breitbandigere Reflektionswirkung zu erreichen. Alternativ kann sie konventionell aufgebaut sein, beispielsweise in Form einer Metallschicht oder dergleichen, insbesondere aus poliertem oder hochreflektierendem Metall. Grundsätzlich ist es auch möglich, in dem Material der Wärmedämmung, insbesondere unterhalb der photonischen Kristalle, an sich bekannte Trübungsmittel odgl. zu verwenden.A further improvement of the thermal insulation properties or thermal insulating properties of the thermal insulation can be achieved by providing at least one further reflector layer. This can either also be designed in the manner of an arrangement or structure according to photonic crystals, but aligned for a slightly different wavelength range in order to achieve a broader overall reflection effect. Alternatively, it may be conventionally constructed, for example in the form of a metal layer or the like, in particular of polished or highly reflective metal. In principle, it is also possible in the material of the thermal insulation, in particular below the photonic crystals, known per se opacifiers or the like. to use.
Für photonische Kristalle ist es wichtig, dass sich Bereiche hoher Transparenz bzw. Lichtdurchlässigkeit mit Bereichen niedriger Transparenz abwechseln. Nun ist aber die Transparenz physikalisch mit der Dielektrizitätskonstanten ∊r und formal auch mit der magnetischen Induktivität μr eines Materials verknüpft. Um diese Bereiche hoher und niedriger Transparenz zu erhalten, muss man also möglichst eine Materialkombination suchen, welche sich hinsichtlich der Dielektrizitätskonstanten gut unterscheidet bzw. diese weit auseinander liegen.For photonic crystals, it is important that areas of high transparency or translucency alternate with areas of low transparency. However, the transparency is physically linked to the dielectric constant ε r and formally also to the magnetic inductance μ r of a material. In order to obtain these regions of high and low transparency, it is therefore necessary to search as far as possible for a combination of materials which differs well with regard to the dielectric constants or which are far apart from one another.
Als Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten kann man die erwähnte pyrogene Kieselsäure nehmen. Materialien mit sehr hoher Dielektrizitätskonstanten sind in der Regel die Ferroelektrika. Ideal wäre das Einbringen von Ferroelektrika in die Struktur der pyrogenen Kieselsäure. Dies versucht man bei der Herstellung solcher photonischer Kristalle bzw. Materialien mit deren Eigenschaften möglichst.As the material having a low dielectric constant, the mentioned fumed silica can be used. Materials with very high dielectric constants are usually the ferroelectrics. Ideally, the incorporation of ferroelectrics in the structure of fumed silica. This is attempted in the production of such photonic crystals or materials with their properties as possible.
Dabei ist auch noch zu beachten, dass die Dielektrizitätskonstante temperaturabhängig ist. Diese Temperaturabhängigkeit sollte dann optimal gewählt werden, wobei die Zusammenhänge dem Fachmann bekannt sind. Insbesondere wird die Temperaturabhängigkeit auf maximale Wirksamkeit für eine Wärmedämmung bei im Betrieb einer Strahlungsheizeinrichtung üblicherweise entstehenden Temperaturen ausgelegt.It should also be noted that the dielectric constant is temperature-dependent. This temperature dependence should then be optimally selected, the relationships being known to the person skilled in the art. In particular, the temperature dependence is designed for maximum effectiveness for thermal insulation in the case of the operation of a radiation heater usually resulting temperatures.
Des weiteren kann auch die Wärmedämmung Material mit ferroelektrischen Eigenschaften aufweisen. Auch deren Dielektrizitätskonstante kann in einem gewünschten Bereich eingestellt werden.Furthermore, the thermal insulation may also have material with ferroelectric properties. Also their dielectric constant can be adjusted in a desired range.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch eine Schicht mit photonischen Kristallen Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung weitgehend reduziert oder vermieden. Wärmeübertragung durch direkte Wärmeleitung, also innerhalb eines festen Materials, kann durch eine thermisch dämmende Entkoppelung unterbunden werden. Eine derartige Entkoppelung ist einerseits vorteilhaft zwischen einer Schicht mit photonischen Kristallen und dem Heizelement vorgesehen. So ist hier zum einen eine mechanische Befestigung der Heizelemente an der Wärmedämmung möglich und zum anderen liegt bereits eine gewisse Temperaturabsenkung an der Schicht mit den photonischen Kristallen vor. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche thermisch dämmende Entkoppelung unterhalb einer Schicht mit photonischen Kristallen vorgesehen sein, da dann eine restliche Wärmeleitung nach unten noch einmal stärker gedämmt wird. Des weiteren ist, wenn oberhalb der Photonischen Kristalle nur eine geringe Wärmedämmung angeordnet ist, die Rückstrahlung bzw. Reflektion von Wärmestrahlung besser möglich. Eine solche thermisch dämmende Entkoppelung kann sich vom Aufbau und der Struktur her von der sonstigen Wärmedämmung unterscheiden, beispielsweise anderes Material aufweisen oder anders ausgebildet sein. Es ist auch möglich, hier größere Lufteinschlüsse odgl. vorzusehen, da diese eine sehr gute Dämmwirkung aufweisen.In a further advantageous embodiment of the invention, heat transfer by thermal radiation is largely reduced or avoided by a layer of photonic crystals. Heat transfer by direct heat conduction, ie within a solid material, can be prevented by a thermally insulating decoupling. On the one hand, such decoupling is advantageously provided between a layer of photonic crystals and the heating element. Thus, on the one hand, a mechanical attachment of the heating elements to the thermal insulation is possible and, on the other hand, there is already a certain temperature reduction at the layer with the photonic crystals. Alternatively or additionally, such a thermally insulating decoupling may be provided below a layer of photonic crystals, since then a residual heat conduction is again more strongly attenuated downwards. Furthermore, if above the photonic crystals only a small thermal insulation is arranged, the reflection or reflection of heat radiation is better possible. Such a thermally insulating decoupling may differ from the structure and structure of the other heat insulation, for example, have different material or be designed differently. It is also possible here larger air pockets or the like. provide, as they have a very good insulation effect.
Eine Strahlungsheizeinrichtung mit einer derartigen Wärmedämmung weist vorteilhaft ein Heizelement auf, welches überwiegend im IR-Wellenlängenbereich Heizstrahlung bzw. Strahlung erzeugt. In diesem Wellenlängenbereich ist die Übertragung von Wärmeenergie besonders gut möglich. Derartige Heizelemente sind beispielsweise Halogenheizeinrichtungen, welche nach Art einer länglichen Halogenlampe ausgebildet sein können. Sie können in gerader oder auch runder Form auf der Wärmedämmung verlegt bzw. befestigt sein. Durch den Betrieb von Halogenheizeinrichtungen mit Temperaturen von weit über 2000°C ist hier der Anteil der Wärmestrahlung im IR-Wellenlängenbereich besonders groß. Genauso können auch konventionelle Strahlungsheizer aus Metalldraht verwendet werden, beispielsweise aufrecht stehend verlegtem Metallflachband. A radiant heater with such a thermal insulation advantageously has a heating element which predominantly generates heating radiation or radiation in the IR wavelength range. In this wavelength range, the transfer of heat energy is particularly well possible. Such heating elements are, for example, Halogenheizeinrichtungen, which may be formed in the manner of an elongated halogen lamp. They can be laid or fixed in straight or even round form on the thermal insulation. Through the operation of halogen heaters with temperatures of well over 2000 ° C here is the proportion of heat radiation in the IR wavelength range particularly large. Similarly, conventional radiant heaters made of metal wire can be used, for example, upright laid flat metal strip.
Bevorzugt verläuft der größte Teil des Heizelementes, insbesondere mit dem Bereich, der die Wärmestrahlung bzw. Heizleistung erzeugt, oberhalb und somit auch außerhalb der Wärmedämmung. Lediglich Abstandshalter, Trägerglieder oder Trägerfüße können in die Wärmedämmung eingesteckt sein. Sie sollten jedoch nach Möglichkeit gar nicht oder nur zu einem geringen Teil an der Wärmeerzeugung beteiligt sein. Vorteilhaft reichen keine direkt mit einem Heizelement in Berührung kommenden Teile durch die Schicht mit den photonischen Kristallen hindurch.Preferably, the largest part of the heating element, in particular with the area which generates the heat radiation or heating power, runs above and thus also outside the thermal insulation. Only spacers, support members or support feet can be plugged into the insulation. However, they should, if possible, not participate in the heat generation, or only to a limited extent. Advantageously, no parts coming into direct contact with a heating element will pass through the layer of photonic crystals.
Hergestellt werden kann eine derartige Wärmedämmung dadurch, dass Polymerkügelchen und/oder Quarzglaskügelchen mit einem sehr kleinen Durchmesser, der weniger als 1 μm betragen sollte, aus einer Flüssigkeit heraus sedimentiert werden. Die Flüssigkeit verdunstet dabei derart langsam bzw. wird dadurch entfernt, dass die Kügelchen ein regelmäßiges Gitter bilden. Daraufhin wird ein sogenanntes Infiltrationsmaterial in diese Struktur eingebracht. Abschließend werden die Kügelchen entfernt und es ergibt sich die genannte regelmäßige Struktur. Als Infiltrationsmaterial kann beispielsweise Selen oder InP als Nanopartikel verwendet werden.Such thermal insulation can be produced by sedimenting polymer beads and / or quartz glass beads having a very small diameter, which should be less than 1 μm, out of a liquid. The liquid evaporates so slowly or is removed by the fact that the beads form a regular grid. Subsequently, a so-called infiltration material is introduced into this structure. Finally, the beads are removed and the result is said regular structure. For example, selenium or InP can be used as nanoparticles as infiltration material.
Eine andere Möglichkeit, eine eingangs genannte Wärmedämmung herzustellen, sieht vor, dass ein Templat bzw. ein Ausgangsmaterial für die Wärmedämmung mittels holographischer Lithographie erzeugt wird. Dabei wird von einem lichtempfindlichem Fotolack ausgegangen, auf dem gleichzeitig vier Laserstrahlen unter jeweils bestimmten Winkeln überlagert werden. Dadurch wird die Lichtintensität dreidimensional moduliert bzw. eine dreidimensionale Modulation der Lichtintensität erzeugt. Diese Modulation liegt in etwa nahe bei der Wellenlänge der Laser. Anschließend wird in diesem Bereich der Fotolack belichtet und so diese erzeugte Struktur in den Lack übertragen. Als Ergebnis erhält man ebenfalls eine sehr gleichmäßige und sehr regelmäßige Struktur, wie sie für die Erzeugung der photonischen Kristalle benötigt wird.Another possibility to produce a thermal insulation mentioned above, provides that a template or a starting material for the thermal insulation is produced by means of holographic lithography. This is based on a photosensitive photoresist on which four laser beams are superimposed at specific angles. As a result, the light intensity is modulated three-dimensionally or a three-dimensional modulation of the light intensity is generated. This modulation is approximately close to the wavelength of the lasers. Subsequently, the photoresist is exposed in this area and thus transferred this structure generated in the paint. As a result, one also obtains a very uniform and very regular structure, as required for the production of the photonic crystals.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit von photonischen Kristallen bzw. Anordnungen von Teilchen oder Strukturen als photonische Kristalle sind damit Reflektoren an Strahlungsheizkörpern, insbesondere an sogenannten Halogen-Heizeinrichtungen. Diese können direkt an den Strahlungselementen wie Heizdrähten odgl. angeordnet sein. Somit ist es also beispielsweise möglich, bei einer Halogen-Heizeinrichtung innerhalb des Glasrohres, in dem der Heiz- bzw. Glühdraht verläuft, unterhalb dieses Drahtes einen Reflektor anzuordnen. Dieser schirmt den unter dem Draht liegenden Bereich ab. Der Reflektor weist Teilchen oder Strukturen auf, die als photonische Kristalle ausgebildet sind. Dadurch erreicht er eine sehr gute Reflektorwirkung und reflektiert Wärmestrahlung, die von dem Draht nach unten geht, nach oben. Dadurch wird wiederum sowohl die insgesamt erreichbare Heizleistung erhöht als auch die Wärmeübertragung nach unten, wo sie als störend anzusehen ist, reduziert.Another possible use of photonic crystals or arrangements of particles or structures as photonic crystals are thus reflectors on radiant heaters, in particular on so-called halogen heaters. These can odgl directly to the radiating elements such as heating wires. be arranged. Thus, it is thus possible, for example, to arrange a reflector below a halogen heater within the glass tube in which the heating or glow wire extends, below this wire. This shields the area under the wire. The reflector has particles or structures that are formed as photonic crystals. As a result, it achieves a very good reflector effect and reflects heat radiation, which goes down from the wire, upwards. This in turn increases both the total achievable heating power and the heat transfer down, where it is considered to be disturbing reduced.
Alternativ kann ein derartiger Reflektor auch außerhalb und unterhalb des Glasrohres vorgesehen sein. Vorteilhaft ist er direkt unter dem Glasrohr angeordnet, insbesondere sogar an der Unterseite des Glasrohres befestigt. Auch damit lässt sich eine sehr gute Reflektorwirkung erreichen.Alternatively, such a reflector may also be provided outside and below the glass tube. Advantageously, it is arranged directly under the glass tube, in particular even attached to the underside of the glass tube. Even so, a very good reflector effect can be achieved.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind den Zeichnungen sehr schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:Embodiments of the invention are shown very schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings shows:
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Detailed description of the embodiments
In
Die Wärmedämmung ist mehrschichtig aufgebaut. Die oberste Schicht
Außen am Rand der Trägerschicht
Die Schicht der Wärmedämmung unterhalb der Trägerschicht
Unterhalb der reflektierenden Schicht
In
Der Reflektor
In
Auch hier sollte, ähnlich wie für
In
Durch die punktierten Linien ist veranschaulicht, wo tatsächlich die Transmission zu Null wird, also um den Bereich von f = 3000 pro cm, was einer Wellenlänge von etwa 3,3 μm entspricht. In diesem Frequenzintervall ist also tatsächlich eine vollständige Bandlücke gegeben, bei der keine entsprechende Strahlung quer zu dem photonischen Kristall durchgelassen wird bzw. quer zu Poren oder röhrenartigen Gebilden, aus denen der photonische Kristall aufgebaut ist durch eine Anordnung einer Vielzahl paralleler röhrenartiger Gebilde nebeneinander bzw. im Verbund. Diese Nichtdurchlässigkeit gilt unabhängig von der Polarisierung. Es ist auch bemerkenswert, dass diese Bandlücke eine gewisse Breite aufweist. Es kann also Strahlung einer gewissen Bandbreite reflektiert werden, was für den vorgenannten Zweck der Wärmedämmung besonders positiv ist, da die Wirksamkeit im Gebrauch gut ist.The dotted lines illustrate where the transmission actually becomes zero, that is to say the range of f = 3000 per cm, which corresponds to a wavelength of approximately 3.3 μm. In this frequency interval, therefore, a complete band gap is actually given, in which no corresponding radiation is transmitted transversely to the photonic crystal or transversely to pores or tubular structures, of which the photonic crystal is constructed by arranging a plurality of parallel tubular structures next to each other or networked. This non-transmission is independent of the polarization. It is also noteworthy that this band gap has a certain width. It can therefore be reflected radiation of a certain bandwidth, which is particularly positive for the aforementioned purpose of thermal insulation, since the effectiveness in use is good.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005025207.9A DE102005025207B4 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Thermal insulation for a radiant heater, radiant heater and household electrical appliance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005025207.9A DE102005025207B4 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Thermal insulation for a radiant heater, radiant heater and household electrical appliance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102005025207A1 DE102005025207A1 (en) | 2006-11-30 |
| DE102005025207B4 true DE102005025207B4 (en) | 2015-07-23 |
Family
ID=37387795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102005025207.9A Expired - Fee Related DE102005025207B4 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Thermal insulation for a radiant heater, radiant heater and household electrical appliance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005025207B4 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0811980D0 (en) | 2008-07-07 | 2008-07-30 | Ceramaspeed Ltd | Radiant electric heater |
| DE102012218198A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Lufthansa Technik Ag | Thermal barrier coating, gas turbine component and method of coating a gas turbine component |
| CN104582024B (en) * | 2014-12-19 | 2016-07-06 | 苏州路路顺机电设备有限公司 | A kind of sub-sectional cooling is with adding heat pipe and using method thereof |
| DE102016225461B4 (en) | 2016-12-19 | 2024-12-24 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Hob and method for operating such a hob |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4229375A1 (en) * | 1992-09-03 | 1994-03-10 | Ego Elektro Blanc & Fischer | Radiant heater |
| DE10152878A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-05-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Method for producing three-dimensional bodies or surfaces of organopolysiloxane-containing starting materials by laser irradiation |
| DE10154887A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-22 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | insulation |
| DE20311942U1 (en) * | 2002-09-07 | 2004-01-15 | Schott Glas | Porous materials for blocking IR radiation |
| DE10332651A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-26 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Holographic lithography in three-dimensional photo lacquer body, employs multi-faced optical entry element, having planar- or curved surfaces |
-
2005
- 2005-05-25 DE DE102005025207.9A patent/DE102005025207B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4229375A1 (en) * | 1992-09-03 | 1994-03-10 | Ego Elektro Blanc & Fischer | Radiant heater |
| DE10152878A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-05-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Method for producing three-dimensional bodies or surfaces of organopolysiloxane-containing starting materials by laser irradiation |
| DE10154887A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-22 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | insulation |
| DE10332651A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-26 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Holographic lithography in three-dimensional photo lacquer body, employs multi-faced optical entry element, having planar- or curved surfaces |
| DE20311942U1 (en) * | 2002-09-07 | 2004-01-15 | Schott Glas | Porous materials for blocking IR radiation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102005025207A1 (en) | 2006-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69011800T2 (en) | Heating pipe. | |
| DE19938808A1 (en) | Method and device for the homogeneous heating of glasses and / or glass ceramics with the aid of IR radiation | |
| DE69830980T2 (en) | Circular layer heating element and cooker made of porcelain enamel | |
| DE102005025207B4 (en) | Thermal insulation for a radiant heater, radiant heater and household electrical appliance | |
| DE19630002B4 (en) | An electronic heat radiating member and a method of manufacturing a heat radiating member | |
| DE1440973A1 (en) | Flushable electric heating device | |
| CH667767A5 (en) | ELECTRIC HEATING DEVICE WITH AN INFRARED RADIATION SOURCE. | |
| DE102007052561A1 (en) | Infrared radiator manufacturing method for heating e.g. surface of building, involves laminating outer form made of carbon fiber woven material with modified high temperature-resistant and heat and infrared radiation-conductive epoxy resin | |
| DE2164162A1 (en) | ELECTRIC COOKER | |
| WO2002033735A2 (en) | Device for thermally treating substrates | |
| DE602004000732T2 (en) | Microwave oven with tanning device | |
| EP3892062A1 (en) | Protected infrared wall panel heating comprising flexible heating fabric | |
| DE9203459U1 (en) | One-handed portable heating device | |
| DE102010063454A1 (en) | Radiant heater for cooking hob, has heating resistor arranged in inner and outer plates, in which the inner side of inner plate is set as reflective surface for infrared rays emitted by heating resistor | |
| DE4221626A1 (en) | Infrared heater with reflector array esp. for ceramic hob - has heatproof first reflector and surrounding secondary reflectors for wall mounting | |
| DE19812188C1 (en) | Electrically powered tubular ceramic IR emitter for heating and drying materials | |
| DE3338766A1 (en) | Electrical heating device, especially for hotplates or the like | |
| DE102007060839A1 (en) | Illuminant and lamp with a one-dimensional photonic crystal | |
| DE20308574U1 (en) | Heater unit for generation of infrared radiation for area heating has radiation element consisting filler and strengthening materials and electrically conductive powder mixture | |
| DE3814354A1 (en) | COOKER | |
| WO2006089726A1 (en) | Infrared heating system and production thereof | |
| DE10344860B4 (en) | Heating device for a cooking appliance | |
| DE102009059295A1 (en) | Living room heater, has upper surface region that is smaller than another upper surface region, and radiation source emitting electromagnetic radiation with wave length in living room in latter upper surface region | |
| DE102014008443B4 (en) | Induction hob | |
| DE102010038005A1 (en) | Method for heating chamber, involves providing endothermic acting component with wall or ceiling of chamber having coating, where endothermic acting component is irradiated with heat radiation emitting heating device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |