DE20118726U1

DE20118726U1 - Strahlungselement

Info

Publication number: DE20118726U1
Application number: DE20118726U
Authority: DE
Original assignee: BLAFFERT DENIS
Current assignee: BLAFFERT DENIS
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2011-11-17

Description

Patentanwalt und Rechtsanwalt Günter LeÜlUng

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IdNr.: DE 139 274

Strahlungselement

Die Erfindung betrifft ein Strahlungselement für Heizungseinrichtungen, welches mit anderen Strahlungselementen verbindbar ist und so als flächige Heizeinheiten zum Einsatz kommen.

In den zurückliegenden Jahren sind zur Beheizung von Räumlichkeiten, insbesondere von Tierstallungen in der Landwirtschaft, sogenannte Dunkelstrahler mit Infrarot-Wärmestrahlung zum Einsatz gekommen und haben breite Anwendung gefunden.

Diese Dunkelstrahler sind als Strahlungsplatten ausgebildet, welche zueinander gefugt werden können, um großflächige Heizeinrichtungen zu erhalten. Diese Heizeinrichtungen sind fest oder auch verstellbar im Wand- und Deckenbereich der Tierstallungen angeordnet, dies in der Art und Weise, dass eine effektive Beheizung der Tierstallungen bzw. der Tierliegeplätze erfolgen kann. Damit wird auch den Sicherheitsbestimmungen in derartigen Räumlichkeiten entsprochen, da die Heizeinrichtungen auf der Grundlage des Wärmetauschprinzips arbeiten und so ausgebildet sind, dass eine Infrarot-Wärmeabstrahlung erfolgt und somit ein ausreichender Sicherheitsstandard gewährleistet wird.

Mit der DE 92 03 466.7 Ul wurde bereits eine Heizeinrichtung der beschriebenen Gattung vorgeschlagen, die aus einer Vielzahl von vorzugsweise geraden Heizrohren, die mit geringen Abständen im Wesentlichen über die gesamte Länge und Breite einer Platte verteilt angeordnet sind, besteht. Dabei sind die Eintrittsenden der Heizungsrohre mit einem Vorlauf, die Austrittsenden der Heizungsrohre mit einem Rücklaufrohr strömungsmäßig verbunden, wobei die Rohre aus an sich beliebigen, vorzugsweise gut wärmeleitenden Materialien bestehen können. Das Vorlaufrohr ist dabei aus strömungstechnischen Gründen vorzugsweise auf der Strahlungsfläche der Heizeinrichtung vorgesehen, um die höhere Wärmeab Strahlung aus dem Vorlaufrohr wirksam werden zu lassen.

Bekannt sind ferner Strahlungsprofilrohre, welche im Strangpressverfahren hergestellt werden und eine vergrößerte Austauschfläche gegenüber den bekannten Lösungen besitzen sollen.

So beschreibt die DE 28 923 617.6 Ul ein Strahlungsprofilrohr, welches aus einem metallischen Werkstoff besteht, dass im Strangpressverfahren hergestellt wird.

Das beschriebene Strahlungsprofilrohr besteht dabei aus einem mediumführenden Rohr, dem am äußeren Umfang Flächenteile zugeordnet sind. Die als Strahlungsflächen ausgebildeten Flächenteile sind dabei einseitig und unter einem bestimmten Winkel am äußeren Umfang des Rohres vorgesehen, deren Übergänge mit Radien ausgebildet sind.

Neben der Zuordnung der umfangsseitig angeordneten Flächenteile sind dem Rohr in seiner X-Achse sogenannte Stegbleche zugeordnet, die einmal als Strahlungsfläche dienen

und zum anderen als Befestigungseinrichtungen ausgebildet sind. Zur Erhöhung der Abstrahlung des vorgestellten Strahlungsprofilrohres wurde ferner vorgeschlagen, die der Strahlungsfläche entgegengesetzt gerichteten Oberfläche des Strahlungsprofilrohres mit einer Isolierschicht zu versehen, um einen Strahlungseffekt möglichst im vollen Umfange auf der jeweiligen Strahlungsfläche zu erreichen.

Die Anordnung einer Isolierschicht auf der Rückseite eines derartigen Strahlungsprofilrohres bewirkt sicher eine wirksamere Wärmeabstrahlung auf der Strahlungsseite dieser Strahlungsprofilrohre, allerdings ist auch deren Effektivität begrenzt, womit sich der Nachteil ergibt, dass eine Vielzahl von Strahlungsprofilrohren eingesetzt werden muss, um die erforderlichen Temperaturen in den landwirtschaftlichen Einrichtungen, speziell in Tierställen 201 erreichen, was mit erheblichem technischen und energiemäßigen Mehraufwand verbunden ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Strahlungselement zu entwickeln, welches als Strahlungsheizelement vorzugsweise in landwirtschaftlichen Einrichtungen angewendet werden kann, mit dem die Wärmestrahlung erhöht und die Nachteile der bekannten Strahlungsprofilrohre weitestgehend beseitigt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

So wurde ein Strahlungselement geschaffen, welches als flächiges Element ausgebildet und nach dem Strangpressverfahren hergestellt ist. Das Strahlungselement besteht aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung und ist gemäß ihrer Ausbildung, ihres Einsatzes bzw. ihres Verwendungszweckes als Strahlungsplatte ausgebildet. Der jeweilige Vor- und Rücklauf für das Heizmedium ist frontseitig auf dem Strahlungselement vorgesehen die unmittelbar mit der Herstellung des gesamten Strahlungselementes herausgebildet werden. Die Frontseite des Strahlungselementes, die Strahlungsseite, ist mit einer flächenhaften Profilierung in Form einer Mikrostrukturierung

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ausgebildet, wodurch die Abstrahlungsfläche des Strahlungselementes wesentlich vergrößert wird, was eine höhere Heizleistung bedingt und gleichzeitig bewirkt, dass die Betreibungskosten von Heizeinrichtungen in Tierställen, welche mit den erfindungsgemäßen Strahlungselementen ausgerüstet sind, verringert werden.

Die auf der Strahlungsseite vorgesehene Mikrostrukturierung wird herausgebildet durch eine strukturierte Oberflächengestaltung der Strahlungsfläche, die unmittelbar beim Herstellungsprozess mit herausgebildet wird.

Die Mikrostrukturierung besteht dabei vorzugsweise aus einer Riffelung, so als längsverlaufende Vertiefungen und Erhebungen, die unter einem Winkel von 90° ausgebildet sind und Tiefen von 0,3 mm besitzen.

Diese Mikrostrukturierung ist vorzugsweise auf den flächigen Teilen der Strahlungsseite vom Strahlungselement angeordnet, da dies für eine kostengünstige Herstellung günstig

Selbstverständlich kann die Mikrostrukturierung auch auf den gewölbten Oberflächen des Strahlungselementes, den Oberflächen des Vor- und Rücklaufes vorgesehen sein, sodass diese Ausfuhrungsform gleichfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Neben der Ausbildung der Mikrostrukturierung als Riffelung in Form von Vertiefungen und Erhebungen, kann die Mikrostrukturierung in ihrer Ausbildung, speziell in der Ausbildung der Vertiefungen und Erhebungen, verschiedene Querschnittsformen besitzen, so eine Wellenform, Trapezform oder Rechteckform. Gleichfalls können die Riffelungen sowohl längs als auch quer oder auch schräg unter einem bestimmten Winkel verlaufend, auf den Strahlungsflächen von einem Strahlungselement ausgebildet sein.

Durch die Mikrostrukturierung ergibt sich eine Flächenvergrößerung bis auf 140 %, was eine Erhöhung der Strahlungsleistung von annähernd 40 % entspricht.
Gleichzeitig wird der Materialaufwand je Strahlungselement um ca. 5 % verringert, was sich nicht nur positiv hinsichtlich der Herstellungskosten auswirkt, sondern auch auf das

Gewicht eines Strahlungselementes, somit das Handling bei der Montage und Demontage von Strahlungselementen günstig beeinflusst wird.

Die Anordnung der Mikrostrukturierung auf der Strahlungsfläche eines Strahlungsprofilrohres bzw. eines Strahlungselementes ist nicht beschränkt auf die Ausbildung der Strahlungsfläche als ein flächiges Element, vielmehr können auch sternförmig gestaltete Strahlungsprofilrohre oder Strahlungsprofilrohre mit anderen Querschnittsformen mit dieser Mikrostrukturierung ausgebildet sein.

Kern der vorliegenden Erfindung ist es somit, dass auf der Strahlungsfläche von Strahlungselementen, welche als Strahlungsplatten ausgebildet sind, eine Mikrostrukturierung vorgesehen ist, welche in seiner Form und Anordnung auf der Strahlungsfläche eine Vergrößerung derselben erreicht und somit höhere Heizleistungen gesichert werden.

Es werden wesentliche Vorteile erreicht, da durch die Herstellung und Verwendung derart ausgebildeter Strahlungselemente die Heizkosten verringert werden.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Ansprüche untereinander.

Mit nachfolgendem Ausfuhrungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt in

Figur 1 ein Strahlungselement in einer Schnittansicht

Figur 2 ein Strahlungselement in einer Schnittansicht mit Isolierschicht

Figur 3 eine vergrößerte Teilansicht eines Strahlungselementes

Figur 4 eine Einzelheit X nach Figur 3

Figur 5 eine weitere Ausfuhrungsform eines Strahlungselementes

Das als Strahlungsplatte ausgebildete Strahlungselement 1, in einer Ansicht in der Figur 1 gezeigt, aus der sich unmittelbar das Querschnittsprofil des Strahlungselementes 1 ergibt, besteht aus dem Flächenteil 2, welches seitlich mit Stützflächen 3 ausgebildet ist, die im oberen Bereich mit Abwinkelungen 4 ausgebildet sind.

Unterhalb der Flächenteile 2 ist das Strahlungselement 1 mit dem Vorlauf 5 und dem Rücklauf 6 für das durchströmende Heizmedium ausgebildet und ferner sind im unteren Bereich der Flächenteile 2 Stege 7 vorgesehen, die zum einen die Abstrahlungsfläche des Strahlungselementes 1 vergrößern und zum anderen dem Strahlungselement 1 eine höhere Steifigkeit verleihen.

Der untere Bereich des Flächenteiles 2 sowie die seitlichen Flächen der Stege 7 und die Innenseiten der Stützflächen 3 dienen als Strahlungsflächen 9, welche mit einer Mikrostrukturierung 10 versehen sind.

Die Mikrostrukturierung 10 ist in einer bevorzugten Ausführungsform nur auf den ebenen Strahlungsflächen 9 vorgesehen, was rein aus fertigungstechnischen Erwägungen heraus von Vorteil ist. Selbstverständlich können auch die gekrümmten Oberflächen des Vorlaufes 5 und des Rücklaufes 6 mit einer Mikrostrukturierung 10 ausgebildet sein.

Die Mikrostrukturierung 10 bewirkt eine Vergrößerung der Oberfläche des Flächenteiles 2, sodass gleichfalls die Strahlungsfläche 9 des Strahlungselementes 1 insgesamt vergrößert wird. Dieser Effekt wird dadurch unterstützt, dass oberhalb des Flächenteiles 2 das Strahlungselement 1 mit einer Isolierschicht 8 ausgebildet ist, die zwischen den seitlichen Stützflächen 3 angeordnet und durch die Abwinkelungen 4 der seitlichen Stützflächen 3 positioniert ist, wie in Figur 2 gezeigt.

In einer vergrößerten Darstellung des Strahlungselementes 1, gemäß Figur 3, wird gezeigt, dass auch die gekrümmten Oberflächen des Vorlaufes 5 mit der Mikrostrukturierung 10 ausgebildet sind, die gleichfalls flächenhaft auf der Oberfläche des

Vorlaufes 5 vorgesehen ist. Bei dieser Ausfuhrungsform des Strahlungselementes 1 besitzt selbstverständlich auch der Rücklauf 6 die Mikrostrukturierung 10.

Eine Ausfuhrungsform der Mikrostrukturierung 10 ergibt sich aus der vergrößerten Einzelheit X in der Figur 4, die hier durch eine Riffelung in Form von Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 herausgebildet ist. Das Tiefenmaß 13 der Mikrostrukturierung 10 liegt im Bereich bis zu 0,3 mm. Denkbar ist auch, das Tiefenmaß 13 zu vergrößern, allerdings ist dies abhängig von der Ausbildung des Strahlungselementes 1 insgesamt, wobei auch hier fertigungstechnische und Stabilitätsprobleme, wie Steifigkeit und Festigkeit, Berücksichtigung finden müssen. Sinnvoll erscheint die Ausbildung der Mikrostrukturierung 10 mit Tiefenmaßen bis zu 0,3 mm, wobei die Ausbildung der Mikrostrukturierung 10 nicht an die beschriebene und dargestellte Riffelung, durch das Vorhandensein von Erhebungen 11 und Vertiefungen 12, gebunden ist. Diese Erhebungen

11 und Vertiefungen 12 sind dreieckförmig ausgebildet und besitzen jeweils ein Winkelmaß von 90°.

In der dargestellten Form der Mikrostrukturierung 10 ist diese so auf den Strahlungsflächen 9 des Strahlungselementes 1 aufgebracht, dass die Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 in Längsrichtung des Strahlungselementes verlaufen. Die Verlaufsrichtung der Mikrostrukturierung 10 kann auch in Querrichtung auf den Strahlungsflächen 9 herausgebildet werden. Gleichfalls ist die Ausbildung der Mikrostrukturierung 10 in wellenförmig ausgebildeten Erhebungen 11 und Vertiefungen

12 möglich. Auch kann das Profil der Mikrostrukturierung 10 durch trapezförmig oder quadratisch bzw. rechteckig ausgebildeten Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 ausgebildet sein.

Auch kann die Mikrostrukturierung 10 so ausgebildet sein, dass ihre Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 sowohl längs als auch quer auf der Strahlungsfläche 9 eines Strahlungselementes 1 angeordnet sind.

Eine weitere Ausführungsform eines Strahlungselementes 1 ist in der Figur 5 gezeigt. Dieses Strahlungselement 1 ist mit geneigt ausgebildeten Flächenteilen 2 ausgebildet und der Vorlauf 5 befindet sich im Zentrum des Strahlungselementes 1. Die Strahlungsflächen

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9 sind auch bei dieser Ausfuhrungsform mit der Mikrostrukturierung 10 ausgebildet, die sich auch auf dem Steg 7 befindet. Oberhalb des Strahlungselementes 1 ist dieses mit einem Steg 15 ausgebildet, welcher vorrangig zur Befestigung des Strahlungselementes 1 dient, aber auch genutzt wird zur Befestigung und Positionierung einer Isolierschicht, die auf den Rückseiten 16 der Flächenteile 2 des Strahlungselementes 1 anordbar sind.
Auch bei dieser Ausfuhrungsvariante des Strahlungselementes 1 ist es möglich, die Mikrostrukturierung 10 gleichfalls auf der gekrümmten Oberfläche des Vorlaufes 5 vorzusehen, wobei die Ausbildung und Anordnung der Mikrostrukturierung 10 auf den Strahlungsflächen 9 in der oben beschriebenen Art und Weise erfolgt.

Claims

1. Strahlungselement in Form einer flächigen Strahlungsprofilplatte, das im Strangpressverfahren hergestellt und mit weiteren Strahlungselementen zur Herausbildung einer flächigen Heizeinrichtung verbindbar ist, einen Vor- und einen Rücklauf besitzt, in denen das Heizmedium geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
die wirksamen Strahlungsflächen (9) des Strahlungselementes (1) mit einer Mikrostrukturierung (10) ausgebildet sind, die durch unterschiedlich gestaltete Profilierungen eine Vergrößerung der Strahlungsfläche (9) begründen und eine Erhöhung der Abstrahlungsleistung des Strahlungselementes (1) erreicht wird.

2. Strahlungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung der Mikrostrukturierung (10) in Form einer Riffelung, gebildet durch Erhebungen (11) und Vertiefungen (12) ausgebildet ist, die längs- und querverlaufend auf den Strahlungsflächen (9) angeordnet sind.

3. Strahlungselement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung der Mikrostrukturierung (10) durch Erhebungen (11) und Vertiefungen (12) ausgebildet ist, die mit wellenförmigen, trapezförmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitten ausgebildet sind.

4. Strahlungselement nach einem der Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturierung (10) mit einem Tiefenmaß (13) von 0,3 mm ausgebildet ist.

5. Strahlungselement nach einem der Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturierung (10) sowohl auf den flächigen als auch auf den gekrümmt verlaufenden Strahlungsflächen (9) eines Strahlungselementes (1) vorgesehen sind.

6. Strahlungselement nach einem der Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung der Mikrostrukturierung (10) eine Flächenvergrößerung auf 140% und eine Erhöhung der Abstrahlungsleistung um 40% erreicht wird.