AT9617U1 - Strahlungsminderung und energieeinsparung von elektromagnetischen wechselfeldern bei elektrisch betriebenen geräten und anlagen - Google Patents

Abstract

Der Musterschutz betrifft die Reduzierung der Abstrahlung von niederfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldern und eine Erhöhung des Wirkungsgrades bei elektrisch betriebenen Geräten und Anlagen, vorwiegend die von Elektroherdplatten, Bügeleisen, Haarföns und anderen elektrischen Wärmestrahlern durch deren teilweisen Selbstkompensation, wobei die Heizdrähte oder Widerständen von Wärme- oder Licht-Erzeugern bzw. Verbrauchern nunmehr so angeordnet werden, dass der Strom über jeweils einen parallel laufende Hin- (1) und Retour- (2) Heizspirale, also im Gegenstrom über einer Umkehrschleife (3) fließt und so die Abstrahlung von vorwiegend magnetischen Feldern bis zu einem gewissen Grad durch Kompensation, aber auch die Abstrahlung elektrischen Felder, reduziert wird. Durch die Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung an das Umfeld erhöht sich der Wirkungsgrad von der eingesetzten elektrischen Energie und erhöht so die Ausbeute in die gewünschte Wärme- oder Lichtenergie und reduziert die eventuell schädlichen Einwirkungen von magnetischen- und die von elektrischen- Feldern auf den menschlichen Organismus.

Description

2 AT 009 617U1

Der Anmeldungsgegenstand betrifft eine Maßnahme zur Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung von Wärme- und Lichtstrahlern und damit eine Erhöhung des Wirkungsgrades. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Stand der Technik bereits bekannten Einrichtungen, die Verlegung der Heizdrähten von Wärmeerzeugern nunmehr so angeordnet werden, dass der Strom über jeweils einen parallel laufende Hin- und Retour-Heizspirale, also im Gegenstrom fließt und so die Abstrahlung von vorwiegend magnetischen Felder durch Kompensation, aber auch die elektrischen Felder reduziert werden können. Gleichzeitig verbessert sich der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer Energie in die gewünschte Wärmeoder Lichtenergie.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bereits bekannten Einrichtungen weiter zu verbessern und insbesondere durch diese Erfindung einer Einrichtung und Verfahren zur Reduzierung der Abstrahlung elektromagnetischer Wechselfelder durch eine Selbstkompensation zu ermöglichen und dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen. Stromdurchflossene Leiter emittieren in Abhängigkeit des Stromflusses magnetische Felder konzentrisch zu ihrem Leiter an die Umgebung ab. Zwar werden bei den bekannten Ausführungen von Herdplatten die Heizwicklungen auch zum Teil als Hin- und parallel ausgeführten Retourleiter ausgeführt, die Einspeisung der Phasen jedoch erfolgt in einem örtlichen Abstand. Ebenso verhält es sich bei der Anordnung der Heizdrähte vom Haarfön, wobei bei der herkömmlichen Anordnung neben sehr hohen magnetischen Feldern noch sehr hohe elektrische Felder entstehen. Bei dem bekannten Patent (US 3 255 375 A vom 1963) wird ebenfalls eine bifilare Anordnung der Heizspiralen aufgezeigt, aber diese Anordnung ist lediglich mit parallel verlegten Heizspiralen ausgeführt, während darüber hinaus bei der in Fig. 1 aufgezeigten Anordnung der Erfindung sowohl die magnetische- als auch die elektrische Abstrahlung reduziert und der Wirkungsgrad erhöht werden kann. Bei dem Patent (EP 0 906 000 A2) erfolgt die Anordnung der Heizspiralen in eine rechte und linke Hälfte, wobei bei dieser Anordnung nur eine geringe Reduzierung der magnetischen Felder ermöglicht wird und das elektrische Feld sogar erhöht wird, da die beiden Pole einen großen Abstand aufweisen.

Die Auslegung und Konstruktion von herkömmlichen elektrischen Geräten wie Heizstrahler, Kochplatten, Haarfön, Bügeleisen oder Glühlampen und ähnlicher Geräte erfolgt normalenweise nach deren Funktion und mechanischen Gegebenheiten und werden in der Regel nicht auf minimalste elektromagnetische Ausstrahlung und damit mit höchst möglichen Wirkungsgrad hin optimiert hergestellt. Beim Einsatz von diesen elektrisch betriebenen Haushaltsgeräten gehen bei deren Gebrauch daher erhebliche magnetische als auch elektrische Strahlungsfelder aus und der Wirkungsgrad im Energieverbrauch ist nicht optimal, da die abgestrahlten elektromagnetischen Felder eine Verringerung des Wirkungsgrades bewirken.

Besonders Hausfrauen und berufliche Gruppen werden durch die von den Geräten ausgehende magnetische Strahlung als auch durch elektrische Felder unnötig belastet zumal sie oftmals stundenlang eine Tätigkeit am Elektroherd (1.000 bis 50.000 nT) sowie am Bügeleisen (8.000 -30.000 nT) u.a. ausüben. Vor allem befindet sich der Brust- und Bauchbereich mit den empfindlichen Keimdrüsen im Nahbereich solcher Strahlungsquellen. Nach wissenschaftlichen Studien treten bereits bei magnetischen Feldern von mehr als 200 nT und bei Kindern die öfter gefönt werden bis zu 2,8 mal häufiger Leukämie auf als bei Vergleichskinder. Denn das Haar fönen ist mit den herkömmlichen Geräten mit der Bestrahlung von hohen elektromagnetischen Feldern verbunden (2.000 - 50.000nT und bis zu 5.000 V/m). Während das elektrische Feld bei den vorgenannten Elektrogeräten durch eine Erdung der Geräte deutlich reduziert werden kann, durchdringen die abgestrahlten magnetischen Felder die meisten Materialien fast ohne Dämpfung, wobei nur der Abstand zur Strahlungsquelle zu einer Reduzierung wirksam beiträgt. Diese magnetischen Felder induzieren im Körper sogenannte Wirbelströme, die auf die Gesundheit und Wohlbefinden einen erheblichen Einfluß haben könnten. 3 AT 009 617 U1

Daher wird mit der vorliegenden Erfindung eine Schaltung bzw. Anordnung von Heizspiralen (auch Glühlampenwendel) vorgestellt, die eine Reduktion von magnetischen Feldern durch eine Selbstkompensation ermöglicht. Gleichzeitig wird das elektrische Feld (z.B. beim ungeerdeten Haarföhn von Bedeutung) ebenfalls reduziert und damit der Wirkungsgrad durch Einsparung von Energie erhöht.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die aus dem Stand der Technik bereits bekannten Einrichtungen von Wärmeerzeugern, die Verlegung der Heizdrähten nunmehr so angeordnet werden, dass der Strom über jeweils einen parallel laufende Hin- und Retour-Heizspirale, also im Gegenstrom fließt und so die Abstrahlung von vorwiegend magnetischen Felder durch Kompensation, aber auch die elektrischen Felder reduziert werden können. Gleichzeitig verbessert sich der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer Energie in die gewünschte Wärmeoder Lichtenergie. Bedingt durch die verbesserte Heizdrahtführung erfolgt eine gleichmäßige Erwärmung der Heizfläche.

In den Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt das Prinzip der Kompensation von magnetischen Strahlungen durch die gegenläufige Führung des Stromflusses, indem man diesen Parallelleiter 1 und 2 spiral- bzw. kreisförmig und paarweise möglichst nah zueinander anordnet und mit einer Umkehrschleife 3 verbindet, so dass eine Reduktion der noch verbleibenden abgestrahlten magnetischen Felder erfolgt. Die Anordnung der Doppel-Heizspiralen als Prinzip-Beispiel sollte nach Möglichkeit baulich so angelegt werden, dass möglichst viele paarweise Leitungspaare entstehen. Bei dieser Anordnung sollte der Nullleiter (Mp oder Nullleiter) als äußerste Spirale geschaltet werden. Damit wird das elektrisch abgestrahlte Feld weiter reduziert.

Die Fig. 2 zeigt am Ausführungsbeispiel eines Haarföns das gleiche Prinzip mit der parallel geführte Hin- und Retour-Leitung, 1 und 2, die mit möglichst geringen Abstand zueinander geführt werden über die Umkehrschlaufe 3 der Heizwicklung. Diese vorher genannte Hin- und Retourleitung ist noch zusätzlich schrauben- und/oder spiralförmig möglichst eng aneinander angeordnet.

Je enger die beiden Heizspiralen zueinander angeordnet werden umso größer ist die erzielte Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung. Dadurch heben sich bei einer idealen Wicklung weitgehend die magnetischen Felder auf. Auch die abgestrahlten elektrischen Felder werden damit reduziert. Zusätzlich können die Heizdrähte noch mit einer elektrischen Abschirmung 4 und 5 versehen werden.

Weitere Vorteile und erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden, nicht einschränkenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, wobei auf die beiliegenden Figuren 1 bis 2 Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:

Fig. 1: Anordnung einer parallelen- entgegengesetzt gewickelten Heizspirale für ein strahlungsarme Heizfläche (Bügeleisen, Elektroherd, Heizstrahler etc.)

Fig. 2: Anordnung der Heizspirale in einem Haarfön als parallel und schraubenförmiger gewickelter Heizspirale mit einer Umkehrschleife und elektrischer Abschirmung.

Figurenbeschreibung

Diese in Fig. 1 gezeigte strahlungsmindernde Anordnung am Beispiel einer Herdplatte oder auch von einem Bügeleisen wird hier durch die flache spiralförmige parallel geführte Anordnung von Heizspiralen 1, im Zentrum der Spirale die Umkehrschlaufe 3 (Umkehrpunkt) zur parallel verlaufenden Retourspirale 2 dargestellt. Diese Anordnung der Heizwiderstände ist Gegenstand der Patentansprüche von 1 bis 5 und gewährleistet eine Verminderung der magnetischen und elektrischen Abstrahlung. Durch die Verminderung der abgestrahlten elektromagnetischen Felder wird der Wirkungsgrad in der Energieausbeute erhöht und die Heizfläche wird gleichmä-

Claims (5)

1. 4 AT 009 617 U1 ßig erwärmt. Ansprüche: 1. Verfahren zur Strahlungsminderung und Energieeinsparung von niederfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldern bei elektrisch betriebenen Geräten und Anlagen, vorzugsweise die von Elektroherdplatten, Haarföns, Bügeleisen und anderen elektrischen Wärmestrahlern dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung der Heizspiralen, der Strom über jeweils eine parallel laufende Hin- und Retour-Heizspirale, also im Gegenstrom fließt und so die Abstrahlung von vorwiegend magnetischen Felder durch Kompensation, aber auch das abgestrahlte elektrische Feld reduziert ist.
2. 2. Einrichtung zur Strahlungsminderung, dadurch gekennzeichnet, dass der Hin- und Retourleiter einer Stromschleife möglichst parallel und im geringen Abstand zueinander zur Reduzierung der Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern angeordnet wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser parallele Hin- und Retourleiter spiral-, kreis- oder meanderförmig nochmals parallel und paarweise angeordnet ist und so das magnetische Strahlungsfeld weiter reduziert.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühfaden einer Glühlampe ebenfalls parallel laufend spiralförmig angeordnet ist, so daß der Hin- und Retourleiter über den Umkehrpunkt führt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich noch eine MU-Metall Abschirmung vorgesehen ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen