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Elektlischer Heizkörper.
Für elektrische Heizapparate werden vielfach Widerstandselemente benutzt, die auf keramischem Wege hergestellt sind : Silit, Ocelit u. dgl. Meist sind es Röhren oder Stäbchen, die als Brenner in den betreffenden Apparat eingebaut werden. Sie besitzen vor allem den Vorzug eines hohen spezifischen Widerstandes, so dass es möglich ist, bei verhältnismässig starker Dimensionierung auf kleinem Raum durch Einleiten des elektrischen Stromes beträchtliche Wärmemengen zu entwickeln. Sie eignen sich ferner sehr gut zum Anschluss an Wechselstromnetze, da sie nahezu induktionsfrei sind. Diesen Vorzügen
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häufig infolge Inhomogenität der Masse und der dadurch verursachten ungleichen Belastung Risse und Sprünge caf, die dem Brenner ein vorzeitiges Ende bereiten. Überhaupt ist die Lebensdauer begrenzt.
Weiter ist bekannt, dass derartige Widerstandsstäbe ihren elektrischen Widerstand nach Belastung wesentlich ändern, und es sind bei Vorausberechnung der Widerstände aus irgendeiner bestimmten Masse mancherlei Umstände und Erfahrungssätze zu berücksichtigen, um die gewollten Ohmziffern einiger- massen zu erreichen.
Die Metallwiderstände sind von den erwähnten Übelständen frei. Es ist indessen bisher noch nicht gelungen, sie so auszubilden, dass sie auch die Vorzüge der keramischen Widerstände in sich vereinigen.
Wegen ihres relativ guten Leitvermögens lassen sie sich nicht ohne weiteres auf kleinem Raum unter- bringen, und die Schwierigkeit nimmt in dem Masse zu, als die Ohmwerte anwachsen, es sei denn, dass man dem Leiter sehr geringe Dimensionen erteilt. Dadurch aber wird die Masse gering und die geringste Cberlastu. ng führt zur Zerstörung, eine Erscheinung, die nur zu oft bei Heiz-und Kochapparaten eintritt.
Im nachfolgenden wird ein Verfahren beschrieben, das zur Konstruktion von Metallwiderständen führt, die ganz ähnliche Eigenschaften besitzen, wie die keramischen Widerstände, ohne deren Nachteile auf zuweisen.
Fig. 1 veranschaulicht ein nach diesem Verfahren hergestelltes Heizrohr im Längsschnitt. Der eigentliche Heizkörper H besteht aus Widerstandsband von hitzebeständigem Material, das im Verhältnis zur Breite sehr dünn ist und das hochkant zur Spirale gewickelt ist. Das Band wird durch Glühen ober- flächlich oxydiert ; die einzelnen Windungen liegen unter leichtem Druck aufeinander, so dass ein röhren- förmiger Körper entsteht. Da zwischen den einzelnen Windungen wegen ihrer grossen Zahl nur geringe
Spannungsdifferenz besteht, so genügt die Oxydation vollkommen, den direkten Stromübergang von Windung zu Windung zu verhüten. Es muss also der eingeleitete Strom den Widerstand der ganzen
Spirale überwinden, so dass ein Strom von geringerer Stärke hinreicht, das Spulenrohr gleichmässig zu erhitzen.
Dieses so erhaltene metallische Glührohr besitzt daher im Gegensatz zum gewöhnlichen Metall- rohr einen beträchtlichen elektrischen Widerstand, es kann deshalb ohne weiteres so bemessen werden, dass es sich zum direkten Anschluss an die gebräuchliche Netzspannung eignet.
Die Spiralröhre erhält dadurch festen Halt, dass sie in eine umschliessende Hülle aus Steinzeug T,
Fig. 1, eingeschoben und durch die Metallringe R, wie in der Zeichnung angedeutet, zusammengehalten wird ; die Ringe können zur Stromzuführung benutzt werden, Das Ganze erhält, wie üblich, die Wärme-
Schutzhülle M.
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von etwa 220 Ohm ; sie würde also beim Anschluss an die 220 Volt Lichtleitung mit einem Strom von
1 Amp. belastet werden. Dies lässt sich bei gleichem Drahtquerschnitt und sonst gleichen Abmessungen mit Metallwiderständen auf keine andere Weise erreichen.
Elektrische Heizröhren werden bekanntlich in Laboratorien, in Versuchsanstalten, kurz überall dort benutzt, wo in einem beschränkten Raum bestimmte Temperaturen erzielt werden sollen. Anders liegen die Verhältnisse, wenn die erzeugte Wärme möglichst ergiebig nach aussen abgeführt werden soll, wie bei Heizplatten, Kóchapparaten usw. Hier wird offenbar derjenige Heizkörper am besten arbeiten, der sich durch hohes Strahltmgsvermögen auszeichnet. Die analog dem oben gekennzeichneten Verfahren hergestellten Heizstäben sind den heute meist gebräuchlichen Stäben aus keramischem Material unbedingt überlegen.
Fig. 2 veranschaulicht ein derartiges Heizstäbchen, das etwa wie der Rippenkörper einer
Heizungsanlage in seinen Hochkantwindungen eine grosse Zahl von Rippen besitzt, die ein beträchtliches
Strahlungsvermögen aufweisen. Das Spiralrohr R wird durch den Dorn D, bestehend aus Steinzeug, gehalten. Der Dorn besitzt an den Enden die Metallhülse S, an die einerseits die Enden der Spulen ange- schlossen sind und die anderseits in Stifte z auslaufen, die zur Montage und Stromzuführung dienen. Der
Heizkörper kann auch in einem-muldenf rmigen Trog ausfeuerfestem, nicht leitendem Material eingebettet werden, wobei die halbzylinderförmige konkave Oberfläche als Reflektor dient.
Aus Chrom-Nickel-
Stahl-Widerstandsband 1x0-1 mm hochkant gewickelt, lässt sich eine Röhre formen von beispielsweise 4 mm lichter Weite und 1 mm Wandstärke. Bei 10 cm Rohrlänge beträgt der Widerstand zirka 100 Ohm, die Belastung kann dauernd 2-2 Amp. betragen, der Widerstand kann also direkt an 220 Volt Netzspannung angeschlossen werden. Das für das Heizrohr Gesagte gilt auch hier ; bei gleichen Abmessungen lässt sich dies mit Metallwiderständen auf keine andere Weise erreichen.
Es bleibt noch die Tatsache zu erwähnen, dass an Stelle der einfachen Wicklung induktionsfreie Wicklungen angewandt werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrisches Heizrohr, dadurch gekennzeichnet, dass hochkant gewickeltes Widerstandsband von geringer Dicke zu einer Spirale mit vielen Windungen derartig angeordnet wird, dass ein dickwandige
Metallrohr entsteht, welches dem elektrischen Strom zwischen den beiden Rohrenden infolge der zu durchfliessenden vielen Windungen einen grossen spezifischen Widerstand entgegensetzt und das durch ein umschliessendes Rohr aus bitzbeständigem, nicht leitendem Material gehalten und geschützt wird.