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.