DE4233676A1 - Elektrischer Heizkörper für Medien, insbesondere Durchflußerhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heizkörper für Medien, wie Flüssigkeiten, insbesondere auf einen Durch­ lauferhitzer, mit einem vorzugsweise rohrförmigen Hohlkörper mit einer Wandung, auf dessen Außenseite elektrische Heizele­ mente aufgebracht sind.

Derartige Heizkörper sind in Geschirrspülmaschinen, Kaffee­ maschinen und anderen Geräten, in denen Flüssigkeiten erhitzt werden, vielfach im Einsatz. Sie werden meist von Rohrheiz­ körpern beheizt, die wendelförmig auf ihre Außenseite aufge­ lötet sind (DE-32 21 348 C2). Es ist auch schon versucht worden, mit rechteckförmigen Heizwiderständen zu arbeiten, deren Isolierung gegenüber der Heizkörperwandung durch eine Metalloxydschicht auf ihnen selbst oder auf der Behälterwan­ dung erzeugt wird (DE-16 90 677 A1).

Ferner ist versucht worden, bei einem Durchlauferhitzer den Heizleiter mit rechteckigem Querschnitt im Inneren des durch­ flossenen Rohres auf einem Kunststoffinnenrohr anzubringen (DE-22 33 503 A1). In diesem Falle steht die Flüssigkeit unter Betriebsspannung, was meist unzulässig ist.

Aus allen diesen früheren Bemühungen ist abzulesen, daß ein Hauptproblem die Zwischenschaltung einer elektrischen Isolie­ rung zwischen dem Heizleiter und der Heizkörperwandung ist. Man versuchte, diese durch die jedoch relativ unzuverlässige Metalloxydisolierung gering zu halten oder, bei der Innenan­ ordnung des Heizleiters, sogar ganz weg zu lassen. Bei den Rohrheizkörpern ist dieses Problem zwar geringer, weil die hochverdichtete Einbettmasse der Rohrheizkörper relativ gut wärmeleitend ist, aber die Rohrheizkörper und ihre Auflötung bedingen einen relativ hohen Herstellungsaufwand. Außerdem ist bei allen früheren Durchlauferhitzern die Anbringung einer Übertemperatur-Schutzeinrichtung problematisch und ihr Ansprechverhalten nicht gut, wenn nicht besonderer Aufwand getrieben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Heiz­ körper zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere einfach und kostengünstig her­ stellbar ist sowie bezüglich des Wärmeüberganges und der Anbringbarkeit von Temperaturschaltern verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen der Hohlkörperwandung und dem Heizelement eine folien­ artige elektrische Isolierung vorgesehen ist.

Diese Isolierung kann aus einer Kunststoff-Folie bestehen, vorzugsweise auch hochtemperaturfestem Polyimid. Sie kann in einer oder ggf. wenigen Lagen um die Wandung gelegt und insbesondere darum überlappend gewickelt sein. Obwohl eine solche Isolierung auch aus einem wendelförmig um den Hohlkör­ per gewickelten Folienstreifen bestehen könnte, hat es sich gezeigt, daß insbesondere bezüglich der elektrischen Durch­ schlagfestigkeit eine blattförmige Folie besser war, die die Gesamtlänge des beheizten Bereiches einnahm und sich in einem axialen Längsbereich des Hohlkörpers überlappte. Trotz der dadurch entstehenden Unsymmetrie über den Umfang und eines im Bereich der Überlappung erhöhten Wärmeübergangswiderstandes zwischen Heizelement und Hohlkörper konnten bezüglich der Eigenschaften und der Standfestigkeit keine Nachteile festge­ stellt werden. Im Gegenteil, der Überlappungsbereich eignet sich besonders zur Anbringung eines Temperaturschutzschal­ ters, weil in diesem Bereich mit Sicherheit (an der Außensei­ te des Heizkörpers abgenommen) die höchsten Temperaturen auftreten und eine direkt wirkende Ankopplung eines Tempera­ turschutzschalters an die Beheizung möglich ist als den anderen Bereichen.

Das Heizelement kann ein unisoliertes metallisches Heizlei­ terband sein, das wendelförmig auf die Isolierung gewickelt wird. Dies erfolgt unmittelbar, jedoch ggf. unter Zwischen­ schaltung des Klebers, falls dieser notwendig ist.

An sich wäre zu erwarten, daß durch die zwischen Hohlkörper und Heizelement auftretenden Temperaturunterschiede sowie ggf. durch Materialunterschiede eine gute Andrückung des Heizelementes an die Isolierung, und damit ein guter Wärme­ übergang, nicht dauerhaft aufrechterhalten werden kann. Bei der Erfindung können jedoch Mittel vorgesehen sein, die eine solche temperaturbedingte Dehnungsdifferenz im Betrieb zwi­ schen Wandung und Heizelement vermeiden und ein Anliegen des Heizelementes an der Wandung aufrechterhalten. Besonders bevorzugt ist dabei ein Aufwickeln des Heizelementes auf die auf dem Hohlkörper liegende Isolierung unter einer solchen Vorspannung, daß eine Elastizitätsreserve besteht, die in dem Betriebstemperaturbereich für eine stetige Anlage sorgt. Statt dessen oder unterstützend kann dies auch durch eine entsprechende Materialauswahl geschehen, indem beispielsweise das Heizelement mit einer geringeren spezifischen Temperatur­ ausdehnung gewählt wird als der Heizkörper, so daß auch eine Übertemperatur des Heizelementes gegenüber dem Hohlkörper keine wesentliche Ausdehnungsdifferenz zwischen beiden er­ gibt.

Das Heizelement kann aus einem flachen Band aus metallischem Widerstandsmaterial bestehen, das mit einer seiner Flachsei­ ten an der Isolierung anliegt. Die Dicke des Bandes sollte kleiner als ein Sechstel und vorzugsweise kleiner als ein Zwanzigstel der Breite sein. Die Dicke kann vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,05 bis 0,15 mm liegen, während die Breite bevorzugt 1 bis 5 mm beträgt. Als Widerstandsmaterial eignen sich die üblichen Widerstandsmaterialien auf Eisenba­ sis, beispielsweise eine Chrom-Aluminium-Eisen-Legierung, wie sie unter dem Handelsnamen Kanthal AF im Handel ist oder eine Nickel-Chrom-Eisen-Legierung (im Handel unter Kanthal Nicrothal).

Um das Heizelement kann eine Außenisolierung angebracht werden, die aus einer Kunststoff-Folie besteht, wie sie auch für die Isolierung zwischen Heizelement und Hohlkörper ver­ wendet wird. Diese Kunststoff-Folie für die Innen- und Außen­ isolierung kann vorzugsweise aus einem hochtemperaturfesten Polyimid bestehen, das unter dem Namen Kapton bekannt ist. Es sollte eine Folie verwendet werden, deren Wärmeleitfähigkeit kleiner als 0,5 W / m K ist. Die Hochspannungsfestigkeit sollte mehr als 1250 Volt betragen, was bei einer Dicke im Bereich zwischen 20 und 100 µm erreicht werden kann. Über der Außenisolierung kann dann ein metallischer, beispielsweise aus Blech bestehender Außenmantel liegen, der auch als wen­ delförmiges Band gewickelt sein kann.

Um das Heizelement in seinen Anschlußbereichen vor Übertempe­ ratur zu schützen, kann es dort mehrfach gedoppelt sein, indem beispielsweise ein überstehender Bereich des Endes zurückgebogen und dann durch entsprechende Verformung mit dem Endbereich fest verbunden wird.

Besonders für diesen Heizkörper, jedoch auch für andere Anwendungen eignet sich eine Temperaturschalt- oder Regelein­ richtung, die an zwei z. B. in Reihe geschaltete Abschnitte des den Heizkörper beheizenden Heizelementes angeschlossen ist, die unterschiedliche Temperaturcharakteristika des Widerstandes aufweisen. Dabei kann eine Kombination von PTC und NTC (positive und negative Temperaturcharakteristik) verwendet werden oder Materialien mit unterschiedlich großen PTC- oder NTC-Werten. Die Schaltung erfolgt in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Abschnitten bei Erwärmung entste­ henden Leitfähigkeitsunterschieden. Sie erzeugen Spannungs- oder Stromdifferenzen, die weitgehend ohne besondere Aufbe­ reitung entsprechenden Schaltelementen, wie z. B. einem Über­ temperaturrelais, zugeleitet werden können.

Es ist auch möglich, das Heizelement in zwei Abschnitte zu unterteilen, die aus gleichem Material bestehen können und die mit einem entsprechend der vorgegebenen Abschalt-Übertem­ peratur schmelzenden Lot miteinander verbunden sind. Hier wird bei einer Übertemperatur das Lot schmelzen und das Heizelement außer Betrieb setzen. Da eine derartige Übertem­ peratur meist einen ernsthaften Fehler am Gerät signalisiert, ist es erwünscht, daß eine Wiedereinschaltung nur nach Durch­ sicht und Reparatur des Gerätes erfolgen kann.

Auch eine Temperaturschalteinrichtung, die mit der Wärmeaus­ dehnung des Heizkörpers selbst gegenüber einem Referenzstab arbeitet, ist vorteilhaft einsetzbar.

Ferner ist es möglich, das Heizelement aus einem Hohlkörper, beispielsweise einem dünnen metallischen Kapillarrohr aus zu­ bilden, das eine Ausdehnungsflüssigkeit enthält und mit einem entsprechenden Schalt- oder Regelgerät zusammenarbeitet, das z. B. von einer Ausdehnungsdose betätigt wird, die mit dem Kapillarrohr in Verbindung steht. In diesem Falle ist also der Meßfühler, nämlich das Kapillarrohr, gleichzeitig auch das Heizelement, so daß ein besonders direkter Zugriff auf die Temperatur gewährleistet ist.

Durch die Erfindung wird ein Heizkörper geschaffen, der einen einfachen und kompakten Aufbau hat. Durch entsprechende Anordnung des Heizelementes, insbesondere in Form eines Flachbandes, kann eine fast lückenlose Beheizung des das Medium führenden Rohres gewährleistet werden, so daß sich auf der Innenseite keine wärmeren oder kälteren Zonen bilden, die insbesondere wegen des Ansetzens von Materialien an der Innenseite zu vermeiden sind. Die Herstellung ist weitgehend automatisierbar. Durch die Einbettung in eine Kunststoff- Folie ist der Heizkörper weitgehend unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit.

Es ist festgestellt worden, daß bei der möglichen geringen Dicke der Isolierfolienschicht die Bedenken, die wegen ihrer Temperaturbeständigkeit im Zusammenhang mit der zu großen Wärmeisolierung vorlagen, unberechtigt sind. Auch im Überlap­ pungsbereich, wo die Isolierfolie teilweise doppelt so dick ist wie in den anderen Bereichen, bestand keine Gefahr der Überhitzung des Heizelementes. Dies kann teilweise daran liegen, daß auch innerhalb des Heizbandes eine Wärmeableitung zu den stärker angekoppelten Seiten hin erfolgt.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre­ ren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen dar­ stellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeich­ nungen zeigt

Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen Durchflußerhitzer,

Fig. 3 einen zur besseren Anschaulichkeit nicht maßstäb­ lich gezeichneten Detailschnitt, z. B. nach Linie III in Fig. 1,

Fig. 4 ein etwa maßstäblich, jedoch in erheblicher Ver­ größerung gezeigter, entsprechender Schnitt durch eine andere Ausführungsform,

Fig. 5 bis 7 Ausführungsformen eines Anschlußbereiches im Teil- Querschnitt (stark vergrößert) und

Fig. 8 und 9 zwei Schaltbilder von Ausführungsformen einer Temperaturschalteinrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Durchflußerhitzer 11, der zum Einbau in Waschmaschinen, Wassererhitzer, ggf. auch Dampferzeuger für Getränkebereitungsmaschinen etc., einsetzbar ist. Allgemein kann er als ein elektrischer Heizkörper für Medien, insbeson­ dere flüssige Medien, verwendet werden. Er weist einen rohr­ förmigen Körper 12 auf, im dargestellten Beispiel ein kreis­ zylindrisches Rohr aus rostfreiem Stahl, das an seinen beiden offenen Enden an eine Wasserzuführung und Ableitung an­ schließbar ist und von dem zu beheizenden Medium, also Wasser oder einer anderen Flüssigkeit, unter Thermosyphon- oder erzwungener Strömung durchflossen werden kann. Innen- und Außenwandung sind glatt und ohne irgendeine Rippung oder Riffelung. Das ist wichtig sowohl für den Durchflußwiderstand als auch für die Tatsache, daß eventuell aus den zu behei­ zenden Flüssigkeiten ausgefällte Stoffen keinen Belag auf der Innenseite bilden. Das Rohr kann relativ dünnwandig, bei­ spielsweise mit 1 mm Wandstärke, ausgeführt werden. Aufgrund der noch zu beschreibenden erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Rohrdurchmesser weder nach oben noch nach unten begrenzt, wie sie dies beispielsweise bei der Verwendung von Rohrheizkörpern als Heizelement infolge der möglichsten kleinsten Biegeradien wären.

Um die Außenseite der Wandung 30 des Körpers (Hohlkörpers) 12 ist eine Isolierung 13 aufgebracht, und zwar dadurch, daß eine blättchenförmige Kunststoff-Folie 14 um den Hohlkörper gelegt ist, die sich in einem Überlappungsbereich 15 über­ lappt, der zwischen 3 und 30 mm breit sein kann. Das Folien­ blättchen hat eine Breite, die etwas größer ist als der beheizte Bereich 16 (Fig. 1), so daß in Längsrichtung keine Stöße oder Überlappungen der Folie vorhanden sind.

Die Folie besteht aus einem Polyimid, beispielsweise aus einer unter dem Handelsnamen "KAPTON" erhältlichen Folie. Dieses Material hat eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,1 W / m und K und erreicht bei einer Dicke von 20 bis 100 µm eine Hochspannungsfestigkeit von mehr als 1250 V über wenigstens eine Minute, und zwar auch unter höheren Tempera­ turen. Die Temperaturfestigkeit liegt bei 200°C (ungefähr 470 K) im Dauerbetrieb und 400°C (ca. 670 K) kurzzeitig.

Auf diese Isolierung 13 ist ein Heizelement 17 gewickelt, das aus einem Band von beispielsweise 1 bis 5 mm Breite und 5 bis 150 µm Dicke besteht. Es kann aus üblichen eisenhaltigen Heizleitermaterialien bestehen, beispielsweise einer Chrom- Aluminium-Eisen-Legierung, die unter dem Namen KANTHAL AF im Handel ist oder einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung (NICROTHAL 40 +; 60+ oder 80+; je nach Nickelanteil).

Dieses sehr dünne und im Vergleich dazu breite bandförmige Heizelement wird unter einer solchen Vorspannung auf die Folien-Isolierung 13 gewickelt, daß eine sehr innige Andrüc­ kung erfolgt und auch eine solche Elastizitätsreserve ver­ bleibt, daß im Betriebszustand diese Andrückung auch unter Berücksichtigung der Dehnungsunterschiede erhalten bleibt. Nach Möglichkeit sollte dies auch bei einer möglichen Über­ hitzung noch gegeben sein.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, wird dieses Heizelement 10 wendelförmig um den Hohlkörper gewickelt, und zwar mit Abständen, die wesentlich geringer sind als die Heizelement­ breite, so daß die Hohlkörperwandung nahezu lückenlos beheizt wird und selbst unter Berücksichtigung der geringen Wärme- Querleitfähigkeit von rostfreiem Stahl auf der Innenseite kaum Temperaturunterschiede in Durchflußrichtung auftreten.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Isolierung im Überlap­ pungsbereich 15 dicker ist als in den übrigen Bereichen. Dies ist, wie noch erläutert wird, teilweise sogar erwünscht. Es kann jedoch, falls erforderlich, dadurch abgemildert werden, daß, wie Fig. 4 zeigt, eine entsprechend dünnere Kunststoff- Folie 14 verwendet wird und diese mehrlagig gewickelt wird. Der Überlappungsbereich 15 ist bei der gezeigten doppelten Umwicklung nur 50% dicker als der übrige Isolationsbereich. Außerdem wird bei dieser Ausführungsform ein Kleber 18 ver­ wendet, der die Folie einerseits auf der Hohlkörperwandung 12 fixiert und andererseits mögliche Zwischenräume füllt. Bei der Elastizität der Kunststoff-Folie sind allerdings auch ohne Kleber den Wärmedurchgang störende Zwischenräume nicht zu beobachten. Bei dem Kleber handelt es sich um einen hoch­ temperaturfesten Silicon-Kleber.

Bei Fig. 3 und 4 wird die Außenseite des Heizbandes, im Gegensatz zu Fig. 1 und 2, zusätzlich mit einer Außenisolie­ rung 19 versehen, die in gleicher Weise und mit den gleichen Materialien, d. h. der Kunststoff-Folie 14, aufgebaut ist wie die Innenisolierung 13. Es wird darauf geachtet, daß die Überlappungszone der Außenisolierung nicht mit der Überlap­ pungszone 15 der Innenisolierung zusammenfällt, um Über­ hitzungen des Heizbandes an dieser Stelle nicht auftreten zu lassen. In Fig. 4 ist zusätzlich eine Kleberschicht 20, die im Material der Kleberschicht 18 ähnelt, zwischen Heizelement 10 und Außenisolierung 19 vorgesehen.

Fig. 3 und 4 zeigen, daß bei dieser Ausführungsform um die Außenisolierung herum ein metallischer Außenmantel 21 gelegt ist. Bei ihm kann es sich entweder um ein wendelförmig gewic­ keltes Band oder einen manschettenförmigen Blechmantel han­ deln, dessen Wandstärke etwa in der Größenordnung der Hohl­ körperwandungsdicke liegt (ca. 1 mm) und der zur Wärmevertei­ lung, auch bezüglich der Überlappungsbereiche sowie zu einer evtl. erwünschten Erhöhung der Wärmekapazität, beiträgt. Der Außenmantel kann geerdet sein. Wenn die Bedingungen es jedoch möglich machen, kann das Heizelement auch, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ohne Außenisolierung und Außenmantel verwendet werden.

In Fig. 1 und 2 sind die Anschlüsse 22 dargestellt, die an beiden Enden des wendelförmigen Heizelementes vorgesehen sind. Mittels einer am Hohlkörper 12 angepunkteten Haltela­ sche 23 ist ein T-förmiger Anschlußstein 24 festgehalten, der aus wärmebeständigem Isoliermaterial besteht. Durch seinen Mittelschenkel ragt eine Flachsteckzunge 25 hindurch (s. Fig. 5 bis 7), auf deren aus dem Isolierstein herausragendes freies Ende ein elektrischer Anschlußstecker gesteckt werden kann. Der Balken des umgekehrt T-förmigen Anschlußsteins ist in seiner Außenform der Hohlkörperkrümmung angepaßt und hat einen Kanal 26, in dem die Verbindung mit dem bandförmigen Heizelement 17 liegt. Dieser Verbindungsbereich 27 ist bei Fig. 5 so ausgebildet, daß, um den Anschlußbereich möglichst kühl zu halten, das Heizband an seinem Ende zurück umgelegt ist und mit einem entsprechend abgewinkelten Ende 28 der Flachsteckzunge verschweißt ist. Durch die Umlegung vermin­ dert sich der Widerstand und dementsprechend die thermische Belastung der Anschlußstelle (Fig. 5).

In Fig. 6 ist eine Ausführung dargestellt, bei der in dem Übergang zwischen dem geraden Abschnitt und dem abgebogenen Ende 28 des Flachsteckers 25 ein Schlitz 29 vorgesehen ist, durch den das zurückgebogene Heizelementende steckt und dann mit dem Ende 28 verschweißt wird.

Fig. 7 zeigt schließlich eine Anschlußausführung, bei der die Verschweißung des Heizelementendes mit dem abgebogenen Ende 23 ohne Doppelung des Heizelementes erfolgt, jedoch das Heizband nach außen abgebogen und auch mit einem Teil des radial nach außen gerichteten Abschnitts des Flachsteckers 25 verbunden ist. Je nach Belastung des Heizbandes kann auch diese Ausführung ausreichen, da der Flachstecker selbst für eine gute Wärmeableitung sorgt.

Ein so aufgebauter Heizkörper stellt eine ideale vollflächige und gleichmäßige Beheizung der die Wärme auf das Medium übertragenden Hohlkörperinnenwandung dar. Bei einer Flächen­ leistungsdichte von 20 W / cm² tritt ein Temperatursprung zwischen der Heizelement- und Hohlkörperwandungstemperatur von höchstens 70 K auf. Das Heizelement wird durch seine Befestigung in den Anschlüssen 22 straff und vorgespannt gehalten. Die ihm vermittelte Vorspannung liegt im elasti­ schen Dehnungsbereich, so daß auch bei den zu erwartenden Temperaturen kein Abbau der Elastizitätsreserve zu erwarten ist, zumindest bei Betriebstemperatur zuzüglich eines Sicher­ heitszuschlages.

Wichtig ist, wie bei allen Durchflußerhitzern, eine Übertem­ peratursicherung, insbesondere als Trockengehschutz. Dies kann nach der Erfindung durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden. Fig. 8 zeigt ein Schaltbild einer Ausführung, bei der das Heizelement 10 in zwei miteinander verbundene Abschnitte 17a, 17b unterteilt ist. Sie bestehen aus Widerstandsma­ terialien, die eine unterschiedliche Temperaturcharakteristik des Widerstandes haben. Sie können beide ein positives oder negatives Verhalten des Widerstandskoeffizienten haben (PTC oder NTC), wobei diese dann aber verschieden groß sind oder es kann eine Kombination von PTC mit NTC oder mit einem weitgehend temperaturneutralen Material sein.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Widerstandswert des Heizele­ mentabschnittes 17a bei Raumtemperatur gleich dem des Ab­ schnittes 17b. Die beiden äußeren Enden der Heizelementab­ schnitte 17a, 17b sind über eine Relaisspule 31 einer als Relais ausgeführten Temperaturschalteinrichtung 32 an eine Netzzuleitung L1 gelegt, während eine als Mittelanzapfung zwischen die beiden Heizelementabschnitte 17a, 17b gelegte Leitung 33 mit dem Netzpol N in Verbindung steht. Bei Erwär­ mung verändern sich die beiden Widerstandswerte so, daß bei entsprechender gegensinniger Wicklung der den Abschnitten 17a und 17b zugeordneten Teile der Relaisspule ein kräftiger Abschaltimpuls entsteht, der in einem niedrigeren Temperatur­ bereich durch die entgegengesetzte Wirkung der beiden Erre­ gerspulenhälften nicht auftritt. Es wird somit eine unkompli­ zierte, betriebssichere und wenig aufwendige Möglichkeit zur Schaffung einer Übertemperatursicherung, insbesondere gegen Trockengehen (Fehlen des zu beheizenden Mediums) geschaffen. Das Relais sollte vorzugsweise mit Selbsthaltung ausgebildet sein, um nach der Abschaltung nicht selbsttätig wieder einzu­ schalten. Es sollte dann erst manuell wieder in Betrieb gesetzt werden, nachdem die Auslöseursache beseitigt ist.

Fig. 9 zeigt ein Schaltbild einer Ausführung, bei der bei im übrigen gleichen Voraussetzungen für die beiden Heizelement­ abschnitte 17a, 17b das Relais, ebenfalls mit gegensinnig gewickelten Erregerspulen 31 und Selbsthaltung, nicht vom Gesamtstrom des Heizelementes durchflossen, sondern span­ nungsbetätigt ist. In diesem Falle liegen die beiden Netzzu­ leitungen L1 und N (L1 über den Schaltkontakt 33 des Relais) direkt an den Anschlüssen 22, von denen eine jeweils über einen Widerstand 34 geführte Leitung 35 an je eine Erreger­ spulen-Hälfte geführt wird, während die anderen Enden der beiden Erregerspulenhälften mit der Mittelanzapfung 35 ver­ bunden sind. Diese Ausführung erfordert zwar zusätzliche Leitungen, ermöglicht aber ein kleines, mit geringen Strömen betätigtes Relais.

Diese Ausführung einer Temperaturschalteinrichtung benutzt das Heizelement selbst als Fühler und ist daher in idealer Weise an seine Temperatur angekoppelt. Es bestehen gemäß der Erfindung jedoch auch weitere Möglichkeiten einer guten Ankopplung eines Temperaturschutzschalters, bei dem die Ankupplung an die Temperatur der Beheizung bevorzugt ist, um ein schnelles und trägheitsarmes Ansprechen zu gewährleisten. So kann beispielsweise auch ein einfacher Temperaturschutz­ schalter, der als Fühler eine Bimetallsprungscheibe enthält (KLIXON) verwendet werden, indem dieser, insbesondere in dem Überlappungsbereich 15 der inneren Isolierung 13. In diesem Bereich wird jeweils "heiße Punkt" der Beheizung liegen und somit ein schnelles Ansprechen sichergestellt sein. Der Temperaturschutzschalter kann beispielsweise in diesem Be­ reich an den Außenmantel 21 direkt angepreßt angebracht sein. Eine Anbringung ist aber auch auf der Außenisolierung 19 direkt möglich.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, einen Temperaturschutz zu schaffen, ist die Verwendung eines Temperaturschalters 36 (in Fig. 2 strichliert angedeutet), der einen Schnappschalter besitzt, der von einem Referenzstab 37 aus Material ohne wesentliche Wärmeausdehnung (z. B. Keramik) betätigt wird, der parallel zur Heizkörperachse 38 außen geführt wird und an seinem dem Temperaturschalter 36 entgegengesetzten Ende an diesem angebracht ist. Hier wird die Ausdehnung des Heizkör­ pers, d. h. des Hohlkörpers 12, selbst benutzt, um die Aus­ schaltbewegung zu erzeugen.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Schaffung einer Temperaturschalt- oder Regeleinrichtung besteht darin, daß statt eines Heizbandes ein Kapillarrohr aus rostfreiem Stahl als Heizelement verwendet wird. Dieses wird entsprechend dem Heizelement 17 auf die Isolierfolie gewickelt und enthält eine Ausdehnungsflüssigkeit, die sich bei der Erwärmung durch Stromdurchleitung durch das Kapillarrohr mit erwärmt und auf eine Ausdehnungsdose einwirkt, die zur Abschaltung, jedoch auch zu Regelfunktionen eingesetzt werden kann.

Claims (15)

1. Elektrischer Heizkörper für Medien, insbesondere Durch­ flußerhitzer, mit einem vorzugsweise rohrförmigen Körper (12) mit einer Wandung (30), auf deren Außenseite elek­ trische Heizelemente (17) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wandung (12) und dem Heiz­ element (17) eine folienartige elektrische Isolierung (13) vorgesehen ist.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (13) aus einer Kunststoff-Folie (14), vorzugsweise aus hochtemperaturfestem Polyimid besteht.

3. Heizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie in einer oder wenigen Lagen, insbe­ sondere überlappend, auf die Wandung (30) gewickelt ist, wobei vorzugsweise die Kunststoff-Folie (14) in Form eines über den beheizten Bereich 16 des Heizkörpers (11) durchgehendes Blatt mit Überlappung (15) längs einer axialen Mantellinie der Wandung (30) ausgebildet ist.

4. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) uniso­ liert und unummantelt im wesentlichen unmittelbar, jedoch ggf. unter Zwischenschaltung eines Klebers (18), wendelförmig auf die Isolierung (13) gewickelt ist.

5. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die trotz einer temperaturbedingten Dehnungsdifferenz im Bereich zwischen Wandung (30) und Heizelement (17) ein Anliegen des Heizelementes (17) an der Wandung aufrecht­ erhalten, insbesondere durch eine eine Elastizitätsre­ serve des Heizelementes (17) relativ zur Wandung (30) schaffende Vorspannung.

6. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) aus wenigstens einem flachen Band aus metallischem Wider­ standsmaterial besteht, das mit einer seiner Flachseiten an der Isolierung (13) anliegt, wobei vorzugsweise die Dicke des Bandes kleiner ist als ein Sechstel, vorzugs­ weise kleiner als ein Zwanzigstel der Bandbreite.

7. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Heizelement (17) eine Außenisolierung (19) liegt, die vorzugsweise aus einer Polyimid-Kunststoff-Folie besteht.

8. Heizkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über der Außenisolierung (19) ein metallischer, ggf. aus Blech bestehender Außenmantel (21) vorgesehen ist.

9. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) in seinen Anschlußbereichen durch ggf. mehrfache Doppelung seines Materials verstärkt ist.

10. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Übertemperatur-Schutzeinrich­ tung.

11. Heizkörper, insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das den Heizkörper (11) beheizende Heizelement (17) in wenigstens zwei Abschnitte (17a, 17b) aufgeteilt ist, die unterschiedliche Temperaturcha­ rakteristika des Widerstandes (PTC oder NTC) aufweisen und daß in Abhängigkeit von den zwischen ihnen bei Erwärmung entstehenden Leitfähigkeitsunterschieden eine Temperatur-Schalt- oder Regel-Einrichtung (32), insbe­ sondere eine Übertemperatur-Schutzeinrichtung, betätig­ bar ist.

12. Heizkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltgerät, insbesondere eine Übertemperaturschutz­ einrichtung, an die Außenisolierung (19) im Bereich einer Überlappung (15) der inneren Isolierung (13) angekoppelt, ggf. an die Außenisolierung oder den Außen­ mantel angedrückt, ist.

13. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt ist, die mit einem bei einer vorgegebenen Übertemperatur schmelzenden Lot miteinander verbunden sind, wobei das Lot vorzugsweise im Überlappungsbereich (15) der Isolierung (13) zwischen Wandung (30) und Heizelement (17) angeordnet ist.

14. Heizkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur-Schalteinrichtung (36) von Wärmedeh­ nungsunterschieden zwischen dem Hohlkörper (12) und einem Referenzteil (37) betätigbar ist.

15. Heizkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (17) aus einem Hohlkörper, insbesondere einem metallischen Kapillarrohr, besteht, das mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist und über ein Ausdeh­ nungsglied eines Temperatur-Schaltgerätes auf einen Schalter einwirkt.