AT9617U1

AT9617U1 - RADIATION REDUCTION AND ENERGY SAVINGS OF ELECTROMAGNETIC CHARACTERISTICS IN ELECTRICALLY OPERATED DEVICES AND EQUIPMENT

Info

Publication number: AT9617U1
Application number: AT0030307U
Authority: AT
Inventors: Werner Ing Auer; Ludwig Dkfm Fiala
Original assignee: Werner Ing Auer; Ludwig Dkfm Fiala
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2007-12-15

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.The pattern protection relates to the reduction of radiation of low frequency alternating electromagnetic fields and an increase in the efficiency of electrically operated equipment and systems, mainly those of electric hotplates, irons, hair dryers and other electric radiant heaters by their partial self-compensation, wherein the heating wires or resistors of heat or light Generators or consumers are now arranged so that the current via a parallel running Hin- (1) and return (2) heating coil, ie in countercurrent over a reverse loop (3) flows and so the radiation of predominantly magnetic fields to to a certain extent by compensation, but also the radiation electric fields, is reduced. By reducing the electromagnetic radiation to the environment, the efficiency of the electrical energy used increases and increases the yield in the desired heat or light energy and reduces the potentially harmful effects of magnetic and the electric fields on the human organism.

Description

2 AT 009 617U12 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.The subject of the application relates to a measure for reducing the electromagnetic radiation of heat and light emitters and thus an increase in the efficiency. The invention is characterized in that the devices already known from the prior art, the laying of the heating wires of heat generators are now arranged so that the current flows through a respective parallel outgoing and return heating coil, ie in countercurrent and so the Radiation of predominantly magnetic fields by compensation, but also the electric fields can be reduced. At the same time, the efficiency in the conversion of electrical energy into the desired heat or light energy improves.

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.It is an object of the present invention to further improve the devices already known from the prior art, and in particular by this invention to enable a device and method for reducing the emission of electromagnetic alternating fields by a self-compensation and thereby to increase the efficiency. Current-carrying conductors emit magnetic fields concentrically with their conductor to the environment depending on the current flow. Although in the known designs of hotplates, the heating coils are also executed in part as outward and parallel executed return conductor, the feeding of the phases, however, takes place at a local distance. The same applies to the arrangement of the heating wires from the hair dryer, whereby, in addition to very high magnetic fields, very high electric fields still occur in the conventional arrangement. In the known patent (US 3 255 375 A from 1963), a bifilar arrangement of the heating coils is also shown, but this arrangement is carried out only with parallel laid heating coils, while also in the indicated in Fig. 1 arrangement of the invention, both the magnetic as well as the electrical radiation can be reduced and the efficiency can be increased. In the patent (EP 0 906 000 A2), the arrangement of the heating coils in a right and left half, with this arrangement, only a small reduction of the magnetic fields is enabled and the electric field is even increased, since the two poles a long distance exhibit.

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.The design and construction of conventional electrical appliances such as radiant heaters, hotplates, hair dryer, irons or incandescent lamps and similar devices is normally carried out according to their function and mechanical conditions and are usually not optimized for minimal electromagnetic radiation and optimized with the highest possible efficiency. When using these electrically operated household appliances are therefore in their use considerable magnetic and electric radiation fields and the efficiency in energy consumption is not optimal, since the radiated electromagnetic fields cause a reduction in efficiency.

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 U1Housewives and professional groups in particular are unnecessarily burdened by the magnetic radiation emanating from the devices as well as by electric fields, since they often spend hours working on the electric range (1,000 to 50,000 nt) and iron (8,000 to 30,000 nt). exercise. Above all, the thoracic and abdominal area with the sensitive gonads is in the vicinity of such radiation sources. According to scientific studies, magnetic fields of more than 200 nT already occur and leukemia is more frequent in children who are more frequently fond of leukemia than in comparison children. Because the hair blown is connected to the conventional devices with the irradiation of high electromagnetic fields (2,000 - 50,000nT and up to 5,000 V / m). While the electrical field in the aforementioned electrical appliances can be significantly reduced by grounding the appliances, the radiated magnetic fields penetrate most of the materials with virtually no attenuation, with only the distance to the radiation source effectively contributing to a reduction. These magnetic fields induce so-called eddy currents in the body, which could have a significant influence on health and well-being. 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.Therefore, with the present invention, a circuit or heating coil (also incandescent filament) is presented, which allows a reduction of magnetic fields by a self-compensation. At the same time, the electric field (for example, in the case of ungrounded hair dryer of importance) is also reduced and thus the efficiency is increased by saving energy.

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.The object is achieved in that the already known from the prior art devices of heat generators, the laying of the heating wires are now arranged so that the current flows through a respective parallel outgoing and return heating coil, ie in countercurrent and so the Radiation of predominantly magnetic fields by compensation, but also the electric fields can be reduced. At the same time, the efficiency in the conversion of electrical energy into the desired heat or light energy improves. Due to the improved Heizdrahtführung a uniform heating of the heating surface takes place.

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.In the drawings, the subject invention is illustrated, for example. Fig. 1 shows the principle of the compensation of magnetic radiation by the opposite direction of the current flow by this parallel conductor 1 and 2 spirally or circularly and in pairs as close as possible to each other and connects with a reverse loop 3, so that a reduction of the remaining emitted magnetic fields. The arrangement of the double heating coils as a principle example should be designed as far as possible in such a way that as many pair pairs as possible arise. In this arrangement, the neutral (Mp or neutral) should be switched as the outermost spiral. This further reduces the electrically radiated field.

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.Fig. 2 shows the embodiment of a hair dryer the same principle with the parallel guided return line, 1 and 2, which are guided with the smallest possible distance from each other on the reversing loop 3 of the heating coil. This aforementioned forward and return line is additionally arranged helically and / or spirally as closely as possible.

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.The closer the two heating coils are arranged to each other, the greater the reduction in electromagnetic radiation achieved. As a result, the magnetic fields largely cancel each other out in an ideal winding. The radiated electric fields are thus reduced. In addition, the heating wires can still be provided with an electrical shield 4 and 5.

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:Further advantages and inventive features will become apparent from the following non-limiting description of exemplary embodiments of the invention, reference being made to the attached FIGS. 1 to 2, which show the following:

Fig. 1: Anordnung einer parallelen- entgegengesetzt gewickelten Heizspirale für ein strahlungsarme Heizfläche (Bügeleisen, Elektroherd, Heizstrahler etc.)1: arrangement of a parallel-oppositely wound heating coil for a low-radiation heating surface (iron, electric stove, radiant heater, etc.)

Fig. 2: Anordnung der Heizspirale in einem Haarfön als parallel und schraubenförmiger gewickelter Heizspirale mit einer Umkehrschleife und elektrischer Abschirmung.Fig. 2: Arrangement of the heating coil in a hair dryer as parallel and helical coiled heating coil with a reverse loop and electrical shielding.

Figurenbeschreibungfigure description

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-This radiation-reducing arrangement shown in Fig. 1 using the example of a stovetop or an iron is shown here by the flat spiral parallel arrangement of heating coils 1, in the center of the spiral, the reversing loop 3 (reversal point) to the parallel return spiral 2. This arrangement of the heating resistors is the subject of the claims of 1 to 5 and ensures a reduction of the magnetic and electrical radiation. By reducing the radiated electromagnetic fields, the efficiency in the energy yield is increased and the heating surface is evenly distributed.

Claims

4 AT 009 617 U1 heated. Claims: 1. A method for radiation reduction and energy saving of low frequency electromagnetic alternating fields in electrically operated equipment and systems, preferably characterized by electric hot plates, hair driers, irons and other electric heat radiators characterized in that the arrangement of the heating coils, the current via a parallel running Hin - And return heating coil, that flows countercurrently and so the radiation of predominantly magnetic fields by compensation, but also the radiated electric field is reduced.

2. Device for reducing radiation, characterized in that the forward and return conductors of a current loop as parallel as possible and at a small distance from each other to reduce the radiation of electromagnetic fields is arranged.

3. A device according to claim 2, characterized in that said parallel return and return conductor is arranged in a spiral, circular or meandering again in parallel and in pairs and so further reduces the magnetic radiation field.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the filament of an incandescent lamp is also arranged to run in parallel spiral, so that the forward and return conductor leads over the reversal point.

5. Device according to claim 2 to 4, characterized in that additionally a MU-metal shield is provided. For this purpose 1 sheet of drawings