CH112354A - Electrical heating resistor. - Google Patents

Electrical heating resistor.

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CH112354A
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  Elektrischer Heizwiderstand.    Für elektrische     Heizwiderstände    werden       vielfach    Widerstandselemente benutzt, die  auf keramischem Wege hergestellt sind:     Silit,          Ocelit    und dergleichen. Meist sind es Röh  ren oder Stäbchen, die in den betreffenden  Apparat eingebaut werden. Sie besitzen vor  allem den Vorzug eines hohen spezifischen  Widerstandes, so dass es möglich ist, auf  kleinem Raum durch Einleiten des elektri  schen Stromes beträchtliche Wärmemengen  zu     entwickeln.        Sie    eignen sich ferner sehr  gut zum Anschluss an Wechselstromnetze,  da sie nahezu induktionsfrei sind.

   Diesen  Vorzügen stehen aber wesentliche Mängel  gegenüber, deren Beseitigung schon lange das  erstrebenswerte Ziel der Technik darstellt.  Zunächst sind diese Stäbe oder Röhren  äusserst zerbrechlich; ferner treten im Be  trieb häufig infolge     Inhomogenität    der Masse  und der dadurch verursachten ungleichen Be  lastung Risse und Sprünge auf, die dem  Brenner ein vorzeitiges Ende bereiten. Über  haupt ist die Lebensdauer begrenzt. Weiter  ist bekannt, dass derartige Widerstandsstäbe  ihren elektrischen Widerstand wesentlich än-    der n, und es sind bei Vorausberechnung der  Widerstände aus irgend einer bestimmten  Masse mancherlei Umstände und Erfahrungs  sätze zu berücksichtigen, um die gewollten       Ohmziffern    einigermassen zu erreichen.  



  Die bekannten Metallwiderstände sind von  den erwähnten Übelständen frei. Es ist in  dessen 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 klei  nen Raum unterbringen, und die Schwierig  keit nimmt in dem Masse zu, als die Ohm  werte anwachsen; es sei     denn,.dass    man dem  Leiter sehr geringe Dimensionen erteilt.  Dadurch aber wird die Masse gering, und die  geringste Überlastung führt zur Zerstörung,  einer Erscheinung, die nur zu oft bei     Heiz-          und    Kochapparaten eintritt.  



  Den Gegenstand der Erfindung bildet  nun ein elektrischer Heizapparat, bei wel  chem die Vorteile der keramischen und der  metallenen Widerstände vereinigt, deren Nach  teile jedoch vermieden sind.           Fig.    1 der Zeichnung     veranschaulicht    ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes in Form eines Heizrohres im Längs  schnitt. Der eigentliche Heizkörper H be  steht aus elektrischem Widerstandsband, das  im Verhältnis zur Breite sehr dünn ist. und  das hochkant schraubenlinienförmig gewickelt  ist. Das aus Metall bestehende Widerstands  band ist durch Glühen oberflächlich oxydiert;  die einzelnen Windungen liegen unter leich  tem Druck aneinander, so dass sie einen  röhrenförmigen Körper bilden.

   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 ein  geleitete Strom den Widerstand der ganzen  Rohrlänge überwinden, so dass ein     Strom     von geringerer Stärke hinreicht, das Metall  band gleichmässig zu erhitzen. Dieses so er  haltene metallische Glührohr besitzt daher  im Gegensatz zum gewöhnlichen Metallrohr  einen beträchtlichen elektrischen Widerstand;  es kann deshalb ohne weiteres so bemessen  werden, dass es sich zum direkten Anschluss  an die gebräuchliche Netzspannung eignet.  



  Das     Metallbandrohr    ist zur Erzielung  eines festen Haltes in eine umschliessende  Hülle T, zum Beispiel aus     Steinzeug        (Fig.    1)  eingeschoben und durch in die Enden des  selben gesteckte Metallbüchsen R, wie in der  Zeichnung angedeutet, so gehalten, dass die  Windungen dicht aneinander liegen. Die  Metallbüchsen     1i!    dienen zur Stromzuführung.       3I    bezeichnet eine das Isolier- und Schutz  rohr T umschliessende Wärmeschutzhülle.  



  Ein elektrischer Widerstandskörper der  beschriebenen     Form    aus     Chrom-Nickel-Stahl,     mit. einer Bandstärke von 0,1 X 1,5 mm und  einer lichten Weite von 10 mm, besitzt bei  10 cm Länge einen Widerstandsdraht von  etwa 220 Ohm; er würde also beim Anschluss  an die 220 Volt Lichtleitung mit einem Strom  von 1     Amp.    belastet. Dies lässt sich bei  gleichem Drahtquerschnitt und sonst gleichen  Abmessungen mit gewöhnlichen Metallwider  ständen nicht erreichen.    Elektrische Heizröhren werden bekannt  lich in     Laboratorien,    in Versuchsanstalten,  kurz überall dort benutzt, wo in einem be  schränkten Raum bestimmte Temperaturen  erzielt werden sollen.

   Anders liegen die Ver  hältnisse, wenn die erzeugte Wärme möglichst  ergiebig nach aussen     abgeführt    werden soll,  wie bei Heizplatten, Kochapparaten     ete.     Hier wird offenbar derjenige Heizkörper am  besten arbeiten, der sich durch hohes Strah  lungsvermögen auszeichnet.  



  Der nachstehend anhand der     Fig.    2 bei  spielsweise beschriebene     Heizstab    ist den  heute meist gebräuchlichen Heizstäben aus  keramischem Material unbedingt überlegen.  Das hochkant zu einem Rohr     II    gewundene  Metallband bildet ähnlich wie zum Beispiel  der Rippenkörper eines     Rippenheizrohres     eine grosse Zahl von Rippen, die ein be  trächtliches Strahlungsvermögen aufweisen.  Durch das Rohr     II    hindurch ist ein Dorn<I>D</I>  aus Steinzeug gesteckt. Der Dorn besitzt  an den Enden Metallhülsen<B>S</B>, an die einer  seits die Enden des Metallbandes angeschlos  sen sind, und die anderseits in Stifte     r    aus  laufen, die zur Stromzuführung dienen.  



  Das     Metallbandrohr    kann auch in einem  muldenförmigen Trog aus feuerfestem, elek  trisch nichtleitendem Material eingebettet  werden,     wobei    die     halbzy        linderförmige    kon  kave Oberfläche als Reflektor dient. Ein       Chrom-Nickel-Stahl-Widerstandsband    mit  dem Querschnitt 1 X 0,1 mm, von beispiels  weise 4 mm lichter Weite, hat bei 10 cm  Rohrlänge einen Widerstand von zirka. 100  Ohm, die Belastung kann daher dauernd  2,2     Amp.    betragen; der     Heizwiderstand    kann  also direkt an     22-20    Volt Netzspannung an  geschlossen werden.

   Das für das Heizrohr  Gesagte gilt auch hier, bei gleichen Abmes  sungen lässt sich dies mit Metallwiderständen  auf keine andere Weise erreichen.  



  Es bleibt noch die Tatsache zu erwähnen,  dass an Stelle der einfachen Wicklung induk  tionsfreie     Wicklungen    angebracht werden  können.



  Electrical heating resistor. For electrical heating resistors, resistance elements are often used, which are manufactured in a ceramic way: Silit, Ocelit and the like. Usually it is tubes or rods that are built into the apparatus in question. Above all, they have the advantage of a high specific resistance, so that it is possible to develop considerable amounts of heat in a small space by introducing the electrical current. They are also very suitable for connection to AC networks, as they are almost induction-free.

   However, these advantages are offset by significant deficiencies, the elimination of which has long been the desirable goal of technology. First of all, these rods or tubes are extremely fragile; Furthermore, cracks and fissures often occur during operation due to the inhomogeneity of the mass and the resulting uneven loading, which cause the burner to end prematurely. In general, the service life is limited. It is also known that resistance bars of this type change their electrical resistance significantly, and when calculating the resistances from any given mass, various circumstances and empirical principles must be taken into account in order to achieve the desired ohmic values.



  The well-known metal resistors are free from the drawbacks mentioned. It has not yet been possible to train them in such a way that they also combine the advantages of ceramic resistors. Because of their relatively good conductivity, they cannot easily be accommodated in a small space, and the difficulty increases as the ohmic values increase; unless .that the leader is given very small dimensions. As a result, however, the mass becomes small, and the slightest overload leads to destruction, a phenomenon that occurs only too often in heating and cooking appliances.



  The object of the invention now forms an electric heater, in wel chem the advantages of the ceramic and metal resistors combined, but their after parts are avoided. Fig. 1 of the drawing illustrates an embodiment of the subject invention in the form of a heating pipe in longitudinal section. The actual radiator H be is made of electrical resistance tape, which is very thin in relation to the width. and which is wound upright in a helical shape. The metal resistance band is superficially oxidized by annealing; the individual turns lie against each other under slight pressure so that they form a tubular body.

   Since there is only a small voltage difference between the individual windings because of their large number, the oxidation is completely sufficient to prevent the direct current transfer from winding to winding. The current conducted must overcome the resistance of the entire length of the pipe, so that a current of less strength is sufficient to heat the metal strip evenly. This so he kept metallic glow tube therefore has a considerable electrical resistance in contrast to the ordinary metal tube; it can therefore easily be dimensioned so that it is suitable for direct connection to the usual mains voltage.



  To achieve a firm hold, the metal band pipe is pushed into an enclosing sheath T, for example made of stoneware (Fig. 1) and held by metal bushings R inserted into the ends of the same, as indicated in the drawing, so that the windings are close together . The metal cans 1i! serve for power supply. 3I denotes a thermal protective sleeve surrounding the insulating and protective tube T.



  An electrical resistance body of the form described made of chrome-nickel steel, with. a tape thickness of 0.1 X 1.5 mm and a clear width of 10 mm, has a resistance wire of about 220 ohms at 10 cm length; when connected to the 220 volt light line, it would be loaded with a current of 1 amp. This cannot be achieved with the same wire cross-section and otherwise the same dimensions with ordinary metal resistors. Electric heating tubes are known Lich in laboratories, in research institutes, used briefly everywhere where certain temperatures are to be achieved in a limited space.

   The situation is different if the heat generated is to be dissipated to the outside as efficiently as possible, as is the case with hot plates, cooking appliances, etc. Obviously, the radiator that is characterized by its high radiation capacity will work best here.



  The heating rod described below with reference to FIG. 2, for example, is absolutely superior to the heating rods made of ceramic material that are most commonly used today. The metal band wound on edge to form a tube II forms a large number of ribs, similar to the rib body of a rib heating tube, for example, which have a considerable radiation capacity. A mandrel <I> D </I> made of stoneware is inserted through the pipe II. The mandrel has metal sleeves <B> S </B> at the ends, to which on the one hand the ends of the metal strip are ruled out, and which on the other hand run into pins r that serve to supply power.



  The metal tape tube can also be embedded in a trough-shaped trough made of refractory, elec trically non-conductive material, with the Halbzy cylinder-shaped concave surface serving as a reflector. A chrome-nickel-steel resistance strip with a cross section of 1 X 0.1 mm, for example 4 mm inside width, has a resistance of approximately 10 cm tube length. 100 ohms, the load can therefore be 2.2 amps continuously; the heating resistor can therefore be connected directly to 22-20 volts mains voltage.

   What has been said for the heating pipe also applies here; with the same dimensions, this cannot be achieved in any other way with metal resistors.



  The fact remains to be mentioned that induction-free windings can be used instead of the simple winding.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Elektrischer Heizwiderstand, gekennzeich net durch ein Metallband, das hochkant schraubenlinienförmig gewickelt ist und ein Metallbandrohr bildet, bei dem die Windun gen voneinander isoliert sind. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbandrohr durch eine umschlie ssende Hülse aus hitzebeständigem und elektrisch nichtleitendem Material gehalten und geschützt ist. 2. PATENT CLAIM: Electrical heating resistor, characterized by a metal strip that is wound upright in a helical shape and forms a metal strip tube in which the windings are isolated from each other. <B> SUBClaims: </B> 1. Electrical heating resistor according to patent claim, characterized in that the metal strip tube is held and protected by an enclosing sleeve made of heat-resistant and electrically non-conductive material. 2. Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Enden der Hülse aus nichtleitendem Material Metall büchsen eingesetzt sind, welche die Win dungen des Metallrohres zusammenhalten. 3. Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, dass die in die Enden der Isolier- und Schutzhülse ein gesetzten Metallbüchsen zugleich als Strom führungen ausgebildet sind. 4. Electrical heating resistor according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that metal sleeves are inserted into the ends of the sleeve made of non-conductive material, which hold the windings of the metal pipe together. 3. Electrical heating resistor according to claim and dependent claims 1 and 2. characterized in that the metal bushings set in the ends of the insulating and protective sleeve are also designed as current guides. 4th Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Metallbandrohr einschliessende Isolier- und Schutzhülse mit einem Mantel aus wärme . isolierendem Material umgeben ist. 5. Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Metallbandrohr ein elektrisch isolierender, feuerbeständiger Stab hin durchgesteckt ist. Electrical heating resistor according to patent claim and dependent claims 1 to 3, characterized in that the insulating and protective sleeve enclosing the metal strip tube with a jacket of heat. insulating material is surrounded. 5. Electrical heating resistor according to patent claim, characterized in that an electrically insulating, fire-resistant rod is pushed through the metal strip tube. 6. Elektrischer Heizwiderstand- nach Patent- anspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Metall bandrohr hindurchgehende Stab aus kera mischem Material besteht. 7. 6. Electrical heating resistor- according to claim and dependent claim 5, characterized in that the rod passing through the metal strip tube consists of ceramic material. 7th Elektrischer Heizwiderstand nach Patent- anspruch und Unteransprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Metallbandrohr hindurchgehende Stab an beiden Enden Metallbüchsen trägt, die mit den entsprechenden Enden des Metall bandrohres verbunden sind und in Stiften enden, die zur Stromzuführung dienen. B. Electrical heating resistor according to patent claim and dependent claims 5 and 6, characterized in that the rod passing through the metal band tube carries metal bushings at both ends, which are connected to the corresponding ends of the metal band tube and end in pins which are used for power supply. B. Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallbandrohr in einer halbzylinderförmigen Unterlage aus hitzebeständigem, nichtleitendem Ma terial liegt, deren konkave Innenseite als Strahlungsfläche dient. 9. Elektrischer Heizwiderstand nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Windungen des Metallband rohres durch Oxydation der Oberfläche des Metallbandes gegeneinander isoliert sind. Electrical heating resistor according to patent claim and dependent claim 5, characterized in that the metal strip tube lies in a semi-cylindrical base made of heat-resistant, non-conductive material, the concave inside of which serves as a radiation surface. 9. Electrical heating resistor according to claim, characterized in that the individual turns of the metal strip tube are insulated from one another by oxidation of the surface of the metal strip.
CH112354D 1923-12-24 1924-10-22 Electrical heating resistor. CH112354A (en)

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