DE1029957B

DE1029957B - Electric resistance heater

Info

Publication number: DE1029957B
Application number: DES39706A
Authority: DE
Inventors: Theodore William Glynn; Jack Samuel Storm
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA; Manufactures des Glaces et Produits Chimiques de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1953-06-23
Filing date: 1954-06-22
Publication date: 1958-05-14
Also published as: US2780708A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Widerstandsheizgeräte derjenigen Art, bei welchen das Widerstandselement den größten Teil einer Seite einer Glasplatte bedeckt.The invention relates to electrical resistance heaters of the type in which the Resistance element covers most of one side of a sheet of glass.

Bei derartigen Heizgeräten wird Aluminium oder eine Aluminiumlegierung auf die Oberfläche einer Glasplatte nach einem bestimmten Muster aufgespritzt, um ein elektrisches Widerstandselement zu bilden. Aluminium und Aluminiumlegierungen bieten einen den Durchfluß von Elektrizität stark vergrößernden Widerstand, wenn sie heiß sind. Wird also ein Teil des Heizelementes von einem benachbarten Gegenstand erwärmt, so steigt der Widerstand jenes Teiles beträchtlich. Auch führen Schwierigkeiten, das Widerstandsmaterial mit absoluter Gleichmäßigkeit aufzubringen, dazu, :daß der Widerstand des Leiters in seiner ganzen Länge nicht gleichmäßig ist. In einem Stromkreis wird eine Stelle des Leiters, der einen höheren Widerstand hat, heißer als die benachbarten Stellen des Leiters, wodurch sich schließlich der Widerstand jener Stelle um so mehr verstärkt, je heißer die Stelle wird. Durch die Entstehung derartiger heißer Stellen wird die Lebensdauer des Heizgerätes verkürzt, entweder dadurch, daß der Leiter durchbrennt oder daß die Glasplatte zufolge Entspannens des- gehärteten Glases oder durch Überhitzen bricht. Wenn das Heizgerät in stehender Lage verwendet wird, so kommen die heißen Stellen meistens im oberen Teil der Platte vor, weil dieser Teil durch das Aufsteigen der Hitze vom unteren Teil des Gerätes heißer wird.In such heaters, aluminum or an aluminum alloy is applied to the surface of a Glass plate sprayed on according to a certain pattern, in order to have an electrical resistance element form. Aluminum and aluminum alloys provide greatly increasing the flow of electricity Resistance when they are hot. So becomes part of the heating element from an adjacent one If the object is heated, the resistance of that part increases considerably. Difficulties also lead to apply the resistance material with absolute uniformity, in addition: that the resistance of the conductor is not uniform over its entire length. In a circuit, one point of the conductor is which has a higher resistance, hotter than the neighboring points of the conductor, which makes itself finally, the resistance at that point is all the more increased the hotter the point becomes. Through the creation Such hot spots shorten the life of the heater, either by that the conductor burns through or that the glass plate as a result of relaxation of the tempered glass or through Overheating breaks. If the heater is used in a standing position, the hot spots come mostly in the upper part of the plate, because this part is caused by the rising of the heat from the lower Part of the device becomes hotter.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Widerstandsheizgerät, bestehend aus einer Glasplatte und einem auf dieser durch einen metallischen Niederschlag, vornehmlich aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gebildeten Heizwiderstand, bei dem jede Erhöhung des elektrischen Widerstandes irgendeines Teiles des Widerstandselementes eine Ablenkung des Stromes aus diesem Teil in und durch einen anderen Teil bewirkt, um einen übermäßigen Temperaturanstieg des erstgenannten Teiles zu verhindern, so daß praktisch heiße Stellen nicht mehr vorkommen können.The invention relates to an electrical resistance heater consisting of a glass plate and one on this by a metallic deposit, primarily made of aluminum or an aluminum alloy, formed heating resistor, in which any increase in electrical resistance any Part of the resistance element deflects the current from this part into and through one causes the other part to prevent an excessive rise in temperature of the first-mentioned part, so that practically hot spots can no longer occur.

Gemäß der Erfindung ist der Heizwiderstand in Form einer Mehrzahl von mit Zwischenabständen über die Plattenfläche verteilten, geschlossenen und parallel zueinander verlaufenden Schleifen angebracht, die etwa in ihren Längsmitten miteinander verbunden und dadurch je in zwei Abschnitte unterteilt sind. Jede gleich aus welcher Ursache entstehende Erhöhung des Widerstandes in einem Abschnitt einer der Heizschleifen wird Strom aus diesem Abschnitt in einen anderen Abschnitt der Schleife ablenken und dadurch den im erstgenannten Abschnitt Elektrisches WiderstandsheizgerätAccording to the invention, the heating resistor is in the form of a plurality of spaced apart closed and parallel loops distributed over the surface of the plate, which are connected to each other approximately in their longitudinal centers and thereby each divided into two sections are. Any increase in resistance in a section, regardless of the cause one of the heating loops will transfer electricity from that section to another section of the loop distract and thereby the electrical resistance heater mentioned in the first section

Anmelder:Applicant:

Societe Anonyme des ManufacturesSociete Anonyme des Manufactures

des Glaces et Produits Chimiques
de Saint-Gobain, Chauny & Cirey, Parisdes Glaces et Produits Chimiques
de Saint-Gobain, Chauny & Cirey, Paris

Vertreter: J. Schmetz, Patentanwalt,
Aachen, Wilhelmstr. 80Representative: J. Schmetz, patent attorney,
Aachen, Wilhelmstrasse 80

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Juni 1953Claimed priority:
V. St. v. America June 23, 1953

Theodore William Glynn und Jack Samuel Storm,Theodore William Glynn and Jack Samuel Storm,

Kingsport, Tenn. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt wordenKingsport, Tenn. (V. St. A.),
have been named as inventors

aufgewandten Strom herabsetzen, um daselbst einen übermäßigen Temperaturanstieg zu vermeiden.Reduce the applied current in order to avoid an excessive rise in temperature there.

Abb. 1 zeigt eine beispielsweise Ausführung eines stehenden elektrischen Widerstandsheizgerätes undFig. 1 shows an example of an embodiment of an upright electrical resistance heater and

Abb. 2 eine Unteransicht eines liegenden Heizgerätes. Fig. 2 is a bottom view of a lying heater.

Bei dem Gerät der Abb. 1 kann eine senkrechte rechtwinklige Glasplatte 1 von der Art, wie sie bei elektrischen Widerstandsraumerhitzern gebräuchlich ist, in einen geeigneten Rahmen oder eine Stütze eingesetzt und auf dem Boden aufgestellt oder an der Wand aufgehängt werden. Der Rahmen bildet keinen Teil der Erfindung, weshalb er auch nicht dargestellt ist. Auf einer Seite der Platte, die gewöhnlich aus gehärtetem Glas besteht, ist ein elektrisches Heizelement angebracht. Es besteht aus einem elektrischen Leitband 2, welches an Klemmen 3 und 4 angeschlossen ist, die sich nahe dem unteren Rande der Platte zweckmäßig an einer Ecke befinden. An den Klemmen befinden sich Anschlußleitungen 5, durch die das Heizgerät an eine Stromquelle, z. B. an das Haushaltsnetz, angeschlossen wird.In the device of Fig. 1, a vertical rectangular glass plate 1 of the type shown in electrical resistance space heaters is commonly used in a suitable frame or support and placed on the floor or hung on the wall. The frame does not form Part of the invention, which is why it is not shown. On one side of the plate, usually made of hardened Glass, an electrical heating element is attached. It consists of an electrical conduction band 2, which is connected to terminals 3 and 4, which are located near the lower edge of the plate conveniently located in a corner. There are connecting lines 5 on the terminals through which the Heater to a power source, e.g. B. is connected to the household network.

Der Leiter besteht aus elektrischem Widerstandsmaterial, dessen Widerstand beim Erhitzen des Materials stark ansteigt. Aluminium und Aluminiumlegierungen haben diese Eigenschaft. Das Widerstandsmaterial wird nach einem nachstehend beschriebenen Muster auf die Oberfläche der Glasplatte aufgespritzt. In der Hauptsache besteht das Muster aus einer Reihe geschlossener Schleifen 7. Jede SchleifeThe conductor is made of electrical resistance material, its resistance when the material is heated increases sharply. Aluminum and aluminum alloys have this property. The resistance material is sprayed onto the surface of the glass plate according to a pattern described below. In the main the pattern consists of a series of closed loops 7. Each loop

809 510/413809 510/413

erstreckt sich auf der Platte von oben bis unten und besitzt im wesentlichen parallel laufende Seiten. Zwischen jedem Paar benachbarter Schleifen ist ein kurzes waagerechtes Leitungsstück 8 vorgesehen, welches die Seiten der beiden Schleifen etwa in der Mitte zwischen dem oberen und unteren Rand der Platte verbindet. Die äußeren Seiten der äußeren Schleifen sind in der Mitte an einem Teil 9 des Leiters angeschlossen, der zu den Klemmen 3 und 4 führt. Bei dieser Anordnung sind die Schleifen hintereinandergeschaltet, und jede ist in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt, durch welche der Strom von dem kurzen Leiterstück an der einen Seite zu dem kurzen Leiterstück an der entgegengesetzten Seite der Schleife fließt.extends on the plate from top to bottom and has substantially parallel sides. Between each pair of adjacent loops there is a short horizontal line piece 8, which is the sides of the two loops roughly midway between the top and bottom of the Plate connects. The outer sides of the outer loops are in the middle on part 9 of the Conductor connected that leads to terminals 3 and 4. With this arrangement the loops are connected in series, and each is divided into an upper and a lower section, by which the current from the short section of conductor on one side to the short section of conductor on the opposite Side of the loop flows.

Wenn das Heizgerät an das Netz angeschlossen ist, tritt infolge von Konvektion das Bestreben auf, daß die obere Hälfte der Platte heißer als die untere Hälfte wird. Die höhere Temperatur im oberen Plattenteil erhöht den Widerstand des oberen Abschnittes jeder Schleife im Vergleich zu dem Widerstand seines unteren Abschnittes. Demgemäß folgt der Strom der Linie geringeren Widerstandes, und deshalb fließt mehr Strom durch die unteren Abschnitte der Schleifen. Dadurch wird die Hitze im oberen Teil der Platte verringert und wirkt dem Konvektionseffekt entgegen, der sonst die Ursache für das Heißerwerden des oberen Teiles ist. Mit anderen Worten: Da der Strom in jede Schleife und aus jeder Schleife in der Mitte ihrer Seiten tritt, teilt er sich an dem betreffenden Punkt, und der Strom fließt in jeder Schleifenhälfte umgekehrt proportional zu dem in den Hälften herrschenden Widerstand. Dasselbe tritt auch in noch größerem Maße ein, wenn eine der Schleifen infolge ungleichmäßigen Auftretens des Widerstandsmaterials ζ. B. in ihrer oberen Hälfte eine Fläche größeren Widerstandes hat. Eine derartige Stelle hohen Widerstandes verursacht eine Stromablenkung von der oberen Hälfte jener Schleife zu der unteren Hälfte und verhütet dadurch einen übermäßigen Temperaturanstieg in der oberen Hälfte. In jedem Fall wird durch diese besondere Stromkreisanordnung, die in Wirklichkeit eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Stromkreisen ist, das Entstehen heißer Stellen, die zum Verbrennen des Leiters oder zum Entspannen und Brechen des Glases führen, vermieden.When the heater is connected to the mains, the tendency occurs as a result of convection, that the upper half of the plate becomes hotter than the lower half. The higher temperature in the upper Plate portion increases the resistance of the top portion of each loop compared to the resistance its lower section. Accordingly, the current follows the line of lower resistance, and therefore, more current flows through the lower sections of the loops. This will keep the heat in the The upper part of the plate reduces and counteracts the convection effect that is otherwise the cause for the upper part getting hotter. In other words, because the current goes into each loop and emerges from each loop in the middle of its sides, it splits at the point in question, and the Current flows in each half of the loop in inverse proportion to the resistance prevailing in the halves. The same thing occurs to an even greater extent if one of the loops is uneven as a result Occurrence of the resistance material ζ. B. has an area of greater resistance in its upper half. Such a high resistance point causes current to be deflected from the top half of it Loop to the lower half, thereby preventing an excessive rise in temperature in the upper half Half. In any case, this particular circuit arrangement actually creates a multitude of circuits connected in series is the creation of hot spots that can burn the Lead or lead to relaxation and breaking of the glass.

Das Heizgerät gemäß Abb. 2 kann als Koch- oder Wärmeplatte verwendet werden. Die Schleifen 11 auf der Glasplatte 12 dieser Schlüssel sind etwa in der gleichen Weise wie in Abb. 1 angeordnet, jedoch können sie in der Längsrichtung der Platte verlaufen. Die Temperatur derartiger üblicher elektrisch geheizter Schüsseln oder Platten wird soweit wie möglich durch einen Thermostat geregelt, welcher in einen der Enddrähte eingeschaltet ist. Der Thermostat liegt unter der Platte und wird von deren Temperatur beeinflußt. Er verhütet ein Überhitzen der Platte und ein Trockenwerden des Kochgutes, jedoch gewährleistet er keine genaue Kontrolle der Temperatur der ganzen Platte, sondern nur derjenigen Stelle, wo der Thermostat angebracht ist. Wenn also eine heiße Schüssel, beispielsweise ein heißer Topf Bohnen, auf das entgegengesetzte Ende der Platte gesetzt wird, so wird der Thermostat von der heißen Stelle unter dem genannten Topf wenig beeinflußt, so daß in der Tat ein beträchtliches Überhitzen an der betreffenden Stelle eintreten kann zufolge der Erhöhung des Widerstandes in dem Heizelement, hervorgerufen durch die zusätzliche Hitze des heißen Bohnentopfes. Wenn ein solches Überhitzen mehrmals hintereinander vorkommt, so besteht die Gefahr, daß die Härte des Glases an der heißen Stelle beeinträchtigt wird und eventuell ein Bruch der Glasplatte eintritt. Im übrigen würde das Überhitzen auch das Abkühlen des Bohnentopfes auf die Eßtemperatur verhindern. Durch die Erfindung wird ein derartiges örtliches Überhitzen vermieden, weil die Erhöhung des Widerstandes in den Enden der Schleifen, die durch den Bohnentopf 13 erhitzt werden, welcher durch einen Ring in Abb. 2 dargestellt ist, ein Ablenken des Stromes durch die entgegengesetzten Enden der Schleifen herbeiführen wird und dadurch den Stromverbrauch in der Stelle unter dem Bohnentopf verringert. Die Gesamttemperatur der Plattü wird nach wie vor durch den Thermostat 14 kontrolliert. The heater according to Fig. 2 can be used as a hotplate or hotplate. The loops 11 on the glass plate 12 of these keys are arranged in much the same way as in Fig. 1, however they can run in the longitudinal direction of the plate. The temperature of such common electrically heated Bowls or plates is regulated as far as possible by a thermostat, which is in one of the end wires is turned on. The thermostat is located under the plate and is controlled by its temperature influenced. It prevents overheating of the plate and drying out of the food, however it does not guarantee precise control of the temperature of the entire plate, only that Place where the thermostat is attached. So if a hot bowl, for example a hot pot Beans, is placed on the opposite end of the plate so the thermostat is off the hot one Place under the mentioned pot little affected, so that in fact a considerable overheating the place concerned can occur due to the increase in resistance in the heating element, caused by the additional heat of the hot bean pot. If such overheating several times occurs one after the other, there is a risk that the hardness of the glass at the hot point will be impaired and the glass plate may break. Incidentally, overheating would do that too Prevent the bean pot from cooling down to eating temperature. The invention is such a local overheating avoided because the increase in resistance in the ends of the loops that be heated by the bean pot 13, which is represented by a ring in Fig. 2, a deflection of the current through the opposite ends of the loops will bring about and thereby reduces power consumption in the area under the bean pot. The total temperature of the plateau is still controlled by the thermostat 14.

Es gibt natürlich Fälle, in denen Hitze von außen in der beschriebenen Weise nicht zur Einwirkung auf das Heizelement kommt. Trotzdem können Überhitzungen vorkommen, weil die Hitze an einer Stelle nicht so schnell entweichen kann wie an den übrigen Stellen. Dieser Zustand kann sich beispielsweise ergeben bei der Verwendung des Heizgerätes in Kleiderschränken od. dgl., um der Bildung von Moderflecken vorzubeugen. Dabei kann ein Teil eines Kleidungsstückes zum Teil ein Stück der Platte abdecken, so daß sich an der betreffenden Stelle Hitze ansammeln kann. Bei dem Gerät gemäß der Erfindung ruft die steigende Temperatur eine Steigung des Widerstandes der Schleifen an der betreffenden Stelle herbei, und der Strom wird deshalb zu den anderen Enden der Schleifen hin stärker abgelenkt, so daß die Temperatur über die ganze Platte im wesentlichen gleich gehalten wird.There are of course cases in which external heat does not act in the manner described the heating element comes. Even so, overheating can occur because the heat is in one place cannot escape as quickly as in the other places. This state can arise, for example Od when using the heater in wardrobes. Like. To prevent the formation of mildew stains to prevent. A part of an item of clothing can partially cover a piece of the plate, see above that heat can accumulate in the affected area. In the device according to the invention, the calls a rise in temperature leads to an increase in the resistance of the loops at the point in question, and the current is therefore deflected more strongly towards the other ends of the loops, so that the temperature is essentially the same over the entire plate is held.

Claims

Patent aNspb Och E.

1. Electrical resistance heater, consisting of a glass plate and one on this through a metallic deposit, primarily made of aluminum or aluminum alloy, is formed Heating resistor, characterized in that the heating resistor is in the form of a plurality of with Intermediate distances distributed over the plate surface, closed and parallel to each other running loops (7, 11) is attached, which Connected to each other roughly in their longitudinal centers and thereby divided into two sections are.

2. Electrical resistance device according to claim 1 with a standing glass plate, characterized characterized in that the parallel loops (2) are approximately perpendicular and their connections (8) lie approximately in the middle of the height of the plate.

Considered publications:
German Patent Nos. 665 799, 656196, 847 784. "

1 sheet of drawings