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Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung für Wechselstrombetrieb mit in zwei Gruppen parallelgeschalteten, durch Drähte gebildeten Heizwiderständen und mit einer elektronischen Schalteinrichtung zur Steuerung der Speisung dieser Heizwiderstände, welche mit jeder Gruppe der Heizwiderstände in Serie geschaltete Ventile umfasst.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1239417 ist eine Heizeinrichtung mit zwei Heizwiderständen bekannt, die in Serie mit je einer Diode geschaltet sind ; diese Dioden sind bezüglich der Netzanschlussklemmen parallel angeordnet und können mit einem Schalter überbrückt werden. Diese Anordnung dient zum Einstellen der
Leistungszufuhr im Verhältnis 1 : 2, da bei offenem Schalter nur die positiven Halbwellen, bei geschlossenem
Schalter jedoch die volle angelegte Wechselspannung zur Wirkung kommt. Bei offenem Schalter ist die Belastung des Netzes nicht ausgeglichen, da die negativen Halbwellen nicht fliessen können. Da der Betrieb grundsätzlich mit beiden Halbwellen möglich ist, müssen die Heizdrähte für die volle Belastung (geschlossener Schalter) dimensioniert sein.
Ein Einfluss der Ventile besteht nur hinsichtlich der Halbierung der Heizleistung und der
Funkentstörung, nicht aber bezüglich der Heizleiterdimensionierung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung zu schaffen, die bei vorgegebener Leistung bestimmte Bedingungen erfüllt. Einerseits muss gewährleistet sein, dass die Temperatur der Heizdrähte einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreitet, da ansonsten die Gefahr des Durchbrennens dieser Drähte besteht. Dieser Bedingung genügen konventionelle Drähte. Eine erfindungsgemässe Heizeinrichtung soll jedoch anderseits gegenüber einer konventionellen Heizeinrichtung eine Materialersparnis ermöglichen sowie eine bessere
Wärmeabgabe und eine höhere Ansprechgeschwindigkeit gewährleisten. Ausserdem soll eine ausgeglichene
Belastung des Netzes erzielt werden.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass die Drähte einen Durchmesser von höchstens 0, 381 mm, insbesondere von 0, 152 mm, bzw. bei einer von der Kreisform abweichenden Form einen diesem Durchmesser entsprechenden Querschnitt aufweisen, und dass die Ventile so geschaltet sind, dass die den ersten Halbwellen entsprechenden Impulse durch eine erste Gruppe der Drähte und die den zweiten Halbwellen entsprechenden Impulse durch die zweite Gruppe der Drähte geleitet werden.
Die vorstehend angeführten Ziele werden somit grundsätzlich dadurch verwirklicht, dass der Querschnitt und die Länge der Heizdrähte verringert werden, dass also das Volumen der Heizdrähte bei gleichbleibendem Widerstand herabgesetzt wird. Dies könnte jedoch zu einer unerwünschten Erhöhung der Temperatur der Heizdrähte fahren, wodurch diese durchbrennen könnten.
Diese Gefahr des Durchbrennens wird dadurch vermieden, dass zwei Gruppen zueinander parallelgeschalteter Heizdrähte vorgesehen werden, wobei die eine Gruppe mit von der einen Halbwelle des Wechselstromes abgeleiteten Impulsen und die andere Gruppe mit von der andern Halbwelle des Wechselstromes abgeleiteten Impulsen gespeist wird.
Der Unterschied zwischen der Möglichkeit, eine Mehrzahl von parallelgeschalteten Heizdrähten mit beispielsweise beiden Halbwellen zu speisen bzw. wie dies erfindungsgemäss vorgeschlagen wird, von zwei Gruppen je eine mit jeweils beispielsweise einer Halbwelle zu speisen, liegt darin, dass die Temperatur, die die Heizdrähte annehmen, dem Spitzenwert des Stromes proportional ist, wogegen die Leistung dem Quadrat der mittleren Stromstärke proportional ist, so dass bei gleichbleibender Leistung bei einem Draht, der mit jeweils beispielsweise einer Halbwelle gespeist wird, gegenüber einem Draht, der mit beiden Halbwellen gespeist wird, eine bessere Wärmeabgabe erfolgt. Dies wird noch dadurch verbessert, dass ein Draht mit geringem Querschnitt durch einen Luftstrom wirksamer gekühlt wird, als ein solcher mit einem grösseren Querschnitt.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l schematisch einen Lufterhitzer im Aufriss, Fig. 2 ein Heizelement der Heizeinrichtung nach Fig. l, in axionometrischer Darstellung, wobei der Mittelteil nicht dargestellt ist, Fig. 3 eine alternative Verdrahtung des Heizelementes nach Fig. 2, Fig. 4 eine geänderte Ausführung eines Details des Heizelementes nach Fig. 2, Fig. 5 ein Prinzipschema der erfindungsgemässen Heizeinrichtung, Fig. 6 ein Prinzipschema einer geänderten Ausführungsform, Fig. 7 eine geänderte Ausführung der Schaltung nach Fig. 5 und die Fig. 8 und 9 weitere Prinzipschemata einer erfindungsgemässen Heizeinrichtung.
Fig. l zeigt einen elektrischen Lufterhitzer mit einem Kanal--10--, in welchem zwei oder mehr Heizelemente --12-- angeordnet sind, die je eine Mehrzahl von länglichen Heizleitern umfassen. Oberhalb der Heizelemente ist ein Ventilator--14--angeordnet, der Luft durch den Kanal--10--nach abwärts fördert. Ein Motor--16--treibt den Ventilator mit einer solchen Geschwindigkeit an, dass sich die Heizelemente im Betrieb nicht auf Rotglut erhitzen. Zwischen dem Ventilator und den Heizelementen ist ein Thermostatschalter --18-- vorgesehen, der bei einem Stillstand des Ventilators--14--auf die durch natürliche Konvektion aufsteigende Luft anspricht und einen Steuerschalter--20--zur Unterbrechung der Stromzufuhr an die Heizelemente betätigt.
Der Steuerschalter ist nachfolgend näher beschrieben.
In Fig. 2 ist ein Heizelement perspektivisch dargestellt. Dieses Heizelement --12-- umfasst eine Mehrzahl
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Enden an entsprechende Anschlüsse--30 und 32--an einer Endplatte --34-- geführt sind. Die Stangen - sind beispielsweise an ihren Enden mit einem Schraubengewinde versehen und mittels Muttern --36-- an der Endplatte --34-- befestigt. Aus Fig. 2 ist weiters ersichtlich, dass die Leiter --22-- nahe einander angeordnet, jedoch durch die Scheiben --26-- voneinander distanziert sind, wobei jeder Leiterteil von den benachbarten Leiterteilen distanziert ist, um einerseits das Kurzschliessen von einzelnen Leiterteilen zu vermeiden und anderseits den Durchgang von Luft zwischen den Leitern hindurch zu gestatten.
Es ist selbstverständlich auch möglich, falls die Elemente eine entsprechende Grösse aufweisen, mit einer Stange und den zugehörigen Scheiben--26--mehrere Leiter abzustützen.
Die Leiter--22--sind zueinander parallelgeschaltet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind alle Anschlüsse
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beschriebene Steuerschaltung--20--.
Die Leiter --22-- besitzen einen vergleichsweise kleinen Querschnitt, u. zw. einen Durchmesser von 0, 381 mm oder weniger, im Vergleich zu den Querschnitten, wie sie von üblichen Heizelementen mit ähnlicher Anschlussleistung verwendet werden (beispielsweise 0, 61 bis 3, 251 mm). So können die Leiter--22beispielsweise einen Durchmesser von 0, 254 mm, vorzugsweise einen Durchmesser von 0, 193 mm oder weniger aufweisen. Tatsächlich ist es bei geeigneter Abstützung der Leiter-22--, z. B. durch Glasfasern oder andere mineralische Fasern oder Fäden, möglich, Leiterdrähte mit einem Durchmesser von 0, 102 mm oder weniger zu verwenden. Es werden insbesondere Drähte von weniger als 0, 0254 mm als Leiter angestrebt. Selbstverständlich kann jeder Durchmesser unter 0, 381 mm verwendet werden.
Die Drähte bestehen aus einem Material, welches üblicherweise für Heizleiter verwendet wird, wobei deren Längen so abgestimmt sind, dass eine Mehrzahl von Leitern --22-- in Parallelschaltung je kW-Anschlussleistung vorgesehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mindestens vier Heizelemente je kW-Anschlussleistung vorgesehen. Vorzugsweise werden aber sechs, acht oder mehr Elemente je kW-Anschlussleistung verwendet.
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Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung von Leiter und Abstützung eignet sich besonders gut im Zusammenhang mit einer, eine gedruckte Schaltung aufweisenden Endplatte gemäss Fig. 3. Der schraubenförmig gewundene Leiter --22-- ist lose auf einem Glasfaserstab-52-abgestützt. Die Windungen können auch enger gehalten sein. Statt eines Glasfaserstabes können, falls die Leiter sehr dünn sind, auch Glasfäden verwendet werden.
Das eine Endendes Leiters ist mit einer Schaltbahn--42 oder 44--verlötet. Der Leiter --22-- erstreckt sich über die Länge des Stabes--52--und ist entweder mit einer gedruckten Schaltung an einer entgegengesetzten Endplatte verbunden oder in entsprechender Weise entlang einem andern Glasfaserstab oder Faden parallel zum Stab-52-zurückgeführt. Das andere Ende des Leiters ist mit der andern Schaltbahn-42 oder 44-verbunden. Selbstverständlich können an Stelle von Glasfasern auch andere Isoliermaterialien verwendet werden, welche die notwendige Wärmebeständigkeit aufweisen.
Falls Leiter mit nicht kreisförmigem Querschnitt verwendet werden, muss dieser Durchmesser demjenigen eines Runddrahtes entsprechen, der im angegebenen Durchmesserbereich liegt.
In Fig. 5 ist eine Steuerschaltung --20-- dargestellt.
Die Steuerschaltung--20--besitzt Anschlüsse--54 und 56--, um die Verbindung der Heizeinrichtung mit einer elektrischen Stromquelle zu gestatten. Die Stromquelle ist im vorliegenden Fall durch die Leiter des elektrischen Netzes gebildet, das zwischen dem stromführenden Leiter--55--und dem neutralen Leiter --57-- eine Wechselspannung abgibt. Der Thermostatschalter--18--ist im stromführenden Leiter unmittelbar dem Anschluss --54-- benachbart angeordnet, um die Stromzufuhr zu den Heizelementen --12, 12a--auszuschalten, wenn der Ventilator --16-- ausfällt.
In Fig. 5 sind zwei identische Heizelemente--12 und 12a--dargestellt, von denen jedes eine Mehrzahl von Heizleitern--22 bzw. 22a--aufweist. Eines der beiden Heizelemente-12--ist mit einem Thyristor - zwischen den Leitungen-55 und 57-in Serie geschaltet. Das Heizelement --12a-- ist
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der stromführenden Leitung --55-- verbunden sind.
Der Thyristor--64--wird durch ein über einen Kontakt --68-- zugeführtes Signal gesteuert, das von einer temperaturempfindlichen Schaltung erzeugt wird, welche auf die Temperatur der von der Heizeinrichtung abströmenden Luft anspricht.
Es hat sich gezeigt, dass eine bessere Verteilung der Wärme erreichbar ist, wenn Heizleiter mit kleinem
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Querschnitt verwendet werden. Hiezu wird bemerkt, dass das Volumen eines Heizleiters bestimmter Länge und damit dessen thermische Speicherkapazität sich mit dem Quadrat seines Durchmessers verändert, dass jedoch die Oberfläche des Heizleiters direkt proportional seinem Durchmesser ist. Somit nimmt das Verhältnis der Oberfläche zum Volumen eines Heizleiters mit der Abnahme von dessen Durchmesser zu. Bei gegebener Wärmeabgabe pro Flächeneinheit des Leiters in einem gegebenen Luftstrom sinkt demzufolge die Oberflächentemperatur mit zunehmendem Durchmesser.
Umgekehrt ist die Wärmeabgabe bei gegebener Oberflächentemperatur und Luftströmung pro Flächeneinheit bei Leitern mit kleinem Querschnitt grösser als bei Leitern konventioneller Art.
Dies liegt darin begründet, dass infolge des kleinen Durchmessers eines Leiters bei einem gegebenen Luftstrom, die Rückseite des Leiters wirksamer Wärme abgibt als die Rückseite eines konventionellen Leiters.
Diese verbesserte Wärmeabgabe wird darauf zurückgeführt, dass die Luft, welche den Leiter umströmt, infolge seines kleinen Durchmessers eine geringere Tendenz hat, sich von dessen Rückseite abzulösen. Bei konventionellen Leitern hat es sich gezeigt, dass infolge des Strömungsabrisses an der Rückseite der Leiter rotglühend werden kann. Infolge der kleinen Durchmesser, die erfindungsgemäss für die Leiter verwendet werden, gestattet die Nähe der Vorderseite zur Rückseite des Leiters, selbst beim Abriss der Strömung eine ausreichende Wärmeleitung an die Vorderseite, um eine übermässige Zunahme der Temperatur an der Rückseite zu vermeiden.
Es besteht Grund zur Annahme, dass die aus dünnen Drähten gebildeten Leiter, falls sie zur Erzeugung von Wärme in nutzbarem Ausmass an eine konventionelle Wechselstrom- oder Gleichstromquelle angeschlossen würden, eine kurze Lebensdauer hätten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch bei Erzeugung einer nutzbaren Wärmemenge eine angemessene Lebensdauer erreicht werden kann, falls die Leiter durch Pulsketten erhitzt werden, wie dies beispielsweise in der Schaltung nach Fig. 5 der Fall ist.
Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Stromaufnahme der Heizeinrichtung
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sich näherungsweise proportional zur Spitzenspannung verändert, welche an die Leiter angelegt wird. Infolge der kleinen Durchmesser der Leiter--22--kann die Temperatur derselben sehr rasch zunehmen, wenn eine
Spannung angelegt wird, u. zw. schneller als die erzeugte Wärme an die umgebende Luft abgegeben werden kann.
Demzufolge spricht das Heizelement--12--rascher an, wenn es sich unter Strom befindet. Dies gestattet dessen Temperatur- und Wärmeabgabe durch Zufuhr einer abgeleiteten Spannung, die aus einer Pulskette besteht, aufrecht zu erhalten, statt eine zusammenhängende Wechselspannung oder eine Gleichspannung zuzuführen, welche zur Erzeugung der gleichen Wärmeleistung ein vorzeitiges Durchbrennen der Elemente verursachen würde.
Die Dauer jedes Pulses wird in Abhängigkeit von der Ansprechgeschwindigkeit des Heizelementes ausgewählt, wobei die Ansprechgeschwindigkeit mit zunehmendem Leiterdurchmesser abnimmt. Bei Leitern mit kleinen Durchmessern können die Pulse von den Halbwellen eines Netzwechselstromes abgeleitet werden, der eine Periodendauer von 20 msec hat.
Da der Thyristor--64--mit dem ersten Heizelement --12-- in Serie geschaltet ist, wird dieses Element mit einer ersten, abgeleiteten Spannung, bestehend aus einer Kette von ersten Spannungsimpulsen gespeist, wobei jeder Puls lediglich einem bestimmten Teil einer Periode des Wechselstromes entspricht. Während dieses Teiles der Periode ist das Element mit der Stromquelle verbunden, wogegen am Ende dieses Teiles die Unterbrechung der Verbindung stattfindet. Alle diese Teil-Perioden haben die gleiche Polarität und entsprechen jeweils etwa einer halben Periode.
Die Kathode des Thyristors--64--ist über eine Steuerschaltung, die eine Diode--70--, einen Kondensator--72--und eine weitere Diode --74-- umfasst, mit dem neutralen Leiter--57--verbunden.
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zweite Heizelement--12a--mit der Stromzufuhr während dieses Periodenteiles sowie unterbricht die Verbindung zu derselben am Ende dieses Periodenteiles. Diese weiteren Periodenteile besitzen eine entgegengesetzte Polarität zu den erstgenannten Periodenteilen, welche der Thyristor--64--durchlässt.
Demzufolge wird an das zweite Heizelement--12a--eine zweite, abgeleitete Spannung, bestehend aus einer Kette von Spannungspulsen, angelegt. Die Teilperioden von entgegengesetzter Polarität, also die zweiten Spannungspulse entsprechen ebenfalls etwa der halben Periodendauer. Die ersten und zweiten Pulse treten zeitlich alternierend und um etwa 180 phasenverschoben zueinander auf. Da die Elemente--12 und 12a-vorzugsweise gleiche Widerstandswerte aufweisen, stellt die Heizeinrichtung als Ganzes für die Stromzufuhr eine ausgeglichene Last dar.
Durch Auswahl der Thyristoren--64 und 66--, so dass diese im wesentlichen übereinstimmende Charakteristiken besitzen, und so dass sie zwischen dem Durchlasszustand und dem Sperrzustand kippen, wenn die Wechselspannung ihren Nulldurchgang (oder mindestens einen Wert nahe Null) hat, ist gewährleistet, dass
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jeder erste Puls den nächstfolgenden zweiten Puls zeitlich nicht überlappt, und dass jeder zweite Puls den nächsten ersten Puls ebenfalls nicht zeitlich überlappt.
Dank der Tatsache, dass die Thyristoren annähernd beim Nulldurchgang der Spannung kippen, wird jedes Element--12 bzw. 12a--mit der Stromzufuhr verbunden bzw. von dieser getrennt, währenddessen die momentane Leistung, welche der Stromquelle durch das Element entzogen wird, klein ist (idealerweise Null) im Vergleich zur mittleren Leistung, welche das Element im angeschlossenen Zustand aufnimmt. Hiedurch kann die harmonische Verzerrung in der Stromzufuhr und die Interferenz (beispielsweise im Radiowellenbereich) verringert werden.
Um den ausgeglichenen Verlauf der Last aufrecht zu erhalten, gewährleistet die Steuerung, dass der Thyristor --66-- während eines bestimmten Periodenteiles von entgegengesetzter Polarität nur dann durchlässig ist, um dem Element --12a-- eine zweite abgeleitete Spannung zuzuführen, wenn der Thyristor
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während- -72-- aufgeladen.
Während der nächstfolgenden Teilperiode mit entgegengesetzter Polarität entlädt sich der Kondensator - über die Steuerelektrode des Thyristors-66--, wodurch dieser durchlässig wird. Wird nun das Steuersignal, welches auf dem Leiter--68--liegt, unterbrochen, so sperrt der Thyristor --64-- während der nächsten Teilperiode der ersten Polarität und der Kondensator--72--wird nicht aufgeladen. Somit ist für den Thyristor--66--keine Steuerspannung verfügbar, so dass dieser ebenfalls nicht durchlässig wird.
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erwärmten Mediums an.
Das Steuersignal wird von der Wechselstromquelle abgeleitet und durch eine Widerstands-Kapazitätszeitschaltung--77, 78, 79--verändert, welche gewährleistet, dass der Thyristor --64-- erst leitend wird, wenn die Speisespannung klein und im Zunehmen begriffen ist. Wäre dies nicht der Fall, so würde die Durchlässigkeit des Thyristors harmonische Verzerrungen in der Wechselstromquelle erzeugen, da das Element im Zeitpunkt seiner Verbindung mit der Stromquelle eine hohe Stromaufnahme hätte. Die Zeitsteuerung wird durch geeignete
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--64-- erreicht.57-direkt verbunden sind. Derartige Grundlastelemente sind bei --80-- schematisch dargestellt.
Diese Grundlastelemente können von ähnlicher Konstruktion sein wie diejenigen Heizelemente, die im Zusammenhang mit den Fig. l bis 4 beschrieben wurden. In einem solchen Fall werden sie in einer Schaltung gemäss Fig. 7 eingesetzt.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der logischen Schaltung. Die Teile, welche den Fig. 5 und 6 gemeinsam sind, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht mehr beschrieben.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass die Lage des Thyristors--64--in bezug auf das schematisch dargestellte
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Steuerelektrode des zweiten Thyristors--66--über eine Diode--84--verbunden. Die Wirkungsweise dieser logischen Schaltung ist ähnlich derjenigen gemäss Fig. 5. Wenn der Thyristor-64-während einer Teilperiode leitend ist, lädt er den Kondensator--83--auf und während der nächsten Teilperiode, von entgegengesetzter Polarität, entlädt sich der Kondensator --83-- über die Steuerelektrode des Thyristors--66-, so dass ein Steuersignal auftritt, welches den letzteren leitend macht. Die Diode --84-- gewährleistet, dass am Thyristor
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Tendenz, der Spitzenspannung zu entsprechen.
Es kann deshalb vorteilhaft sein, eine den Spannungsverlauf verändernde Schaltung --86-- zu verwenden, welche die von der Stromquelle gelieferte Spannung aufnimmt und die Spitzenspannung derselben vergrössert, so dass die Amplitude der Spannungsschwingungen der abgeleiteten Spannungen vergrössert wird. Alternativ kann ein Transformator verwendet werden.
In einer andern alternativen Ausführungsform kann die Heizeinrichtung mit einer Gleichstromquelle gespeist werden, indem ein Gleichstrom-Wechselstromumformer an Stelle der Schaltung --86-- oder des Transformators verwendet wird. Der Umformer muss nicht notwendigerweise einen Wechselstrom mit sinusförmigem Spannungsverlauf erzeugen. Je schärfer die Spitzen der Wellenform und je grösser deren Amplitude, umso besser. Selbstverständlich können die Schaltung--86--, der Transformator oder der Umformer in einer Schaltung gemäss Fig. 5 ebenfalls verwendet werden.
Falls er erwünscht wird, während kurzer Zeitabschnitte durch die Heizeinrichtung, ungeachtet der
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Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer der Heizelemente, eine maximale Heizleistung zu erzeugen, müssen die
Thyristoren--64 und 66--überbrückt werden. Um dies zu ermöglichen, sind miteinander gekuppelte Schalter --65, 67--vorgesehen, welche in ihrer geschlossenen Stellung die Elemente--12 und 12a--unmittelbar zwischen die Leiter--55 und 57--legen.
Die Thyristoren--64 und 66--können durch solche ersetzt werden, die mit jedem der Heizleiter --22, 22a--oder mit Gruppen derselben in Serie geschaltet sind. In diesem Fall werden die Steuerelektroden derjenigen Thyristoren, die die Thyristoren--64 und 66--ersetzen, jeweils parallelgeschaltet.
In Fig. 7 ist eine andere Anordnung der Grundlast-Heizelemente zur Verwendung innerhalb der Schaltung nach Fig. 5 im Detail dargestellt.
Der Grundlast-Heizteil besitzt zwei identische Elemente--90 und 92--nach einer Ausführungsform gemäss den Fig. 2 bis 4. Mit jedem der Elemente--90 und 92--ist eine Diode--94 bzw. 96--in Serie geschaltet. Die beiden Dioden sind vom gleichen Typ und jede leitet an das zugehörige Element eine abgeleitete
Spannung, die aus einer Kette von Pulsen besteht. Die relative Phasenlage der Pulse jeder Kette ist um 1800 versetzt, wobei die Pulse der beiden Ketten alternativ auftreten.
Aus dem vorstehenden geht hervor, dass der Grundlast-Heizteil demjenigen nach den Fig. 5 oder 6 entspricht, mit der Ausnahme, dass keine Steuerschaltung und kein temperaturempfindliches Schaltglied vorgesehen sind.
Tatsächlich kann auch eine manuell geschaltete Heizeinrichtung durch Verwendung der Schaltung nach
Fig. 8 eingesetzt werden. Die Komponenten der Heizeinrichtung nach Fig. 7, wo ähnliche Bezugszeichen verwendet werden, werden durch eines oder mehrere manuell schaltbare Paare von Elementen und Dioden --98, 100,102, 104--ergänzt, die vom gleichen Typ wie diejenigen nach Fig. 7 sind. Durch den von Hand betätigbaren Schalter--106--ist eine kleine oder grosse Heizleistung einstellbar.
In Fig. 9 ist eine verbesserte Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 8 dargestellt, wobei wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. In dieser Heizeinrichtung ist die Lage der Dioden--102 und 104-- verändert und sind diese parallel zu einem elektronischen Schalter--108--, beispielsweise einem Triac oder einem Quadrac, geschaltet, der den Schalter--106--ersetzt und der eine Steuerelektrode zur Aufnahme eines
Steuersignals vom Leiter--68--gemäss Fig. 5 aufweist. Ein Widerstand und ein Kondensator--110 bzw.
112-bilden eine Zeitschaltung ähnlich den Teilen-77, 78, 79--.
Es ist somit dargelegt worden, dass in allen Ausführungsbeispielen die Heizelemente mit einer entsprechenden, abgeleiteten Spannung gespeist werden, deren Spannungsverlauf wellenförmig ist und die aus alternativ auftretenden Spitzen von relativ grosser Amplitude und Wellentälern von relativ geringer Amplitude besteht.
Obgleich die Heizeinrichtung im Zusammenhang mit einem Lufterhitzer beschrieben wurde, ist sie auf andere Typen von elektrischen Heizeinrichtungen anwendbar, z. B. auf Bodenheizungen oder Flüssigkeitserhitzer.
Wenngleich die Heizelemente in diesen Anwendungen nicht einem Luftstrom ausgesetzt sind und die oben erwähnten, die Lebendauer verkürzenden Probleme nicht auftreten mögen, kann die beschriebene Einrichtung trotzdem Vorteile in bezug auf die Wirksamkeit bringen, u. zw. als Folge der Verringerung der thermischen Kapazität der Heizelemente infolge der kleinen Querschnitte der Leiter dieser Heizelemente, was die Aufrechterhaltung der Heizleistung mittels abgeleiteter Spannungspulsketten gestattet.
Im Fall von Erhitzern für Wasser oder andere Flüssigkeiten, in welchem die Elemente in feuerfestem oder Mineralfaser-Material oder partikelförmigem Mineralmaterial, wie beispielsweise Kalkerde, die in einer metallischen Hülle enthalten ist, eingebettet sind, können die Abmessungen der Heizeinrichtung verringert werden. Dabei kann das Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Volumen ebenfalls vergrössert werden, was vielleicht die Tendenz der elektrischen Flüssigkeitserhitzer zur Abdrosselung der Leistung mit zunehmendem Alter verringert.
Im Zusammenhang mit den Heizleitern für Flüssigkeitserhitzer kann jeder beliebige Durchmesser (oder der entsprechende äquivalente Querschnitt) für die Heizdrähte verwendet werden, welcher unter 0, 381 mm liegt, jedoch wird die Verwendung von Heizdraht mit einem Durchmesser von höchstens 0, 152 mm bzw. dem entsprechenden äquivalenten Querschnitt vorgezogen.
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