Elektrischer Rohrheizkörper Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Rohr heizkörper und hat den Zweck, verschiedene, bisher an Rohrheizkörpern auftretende Mängel zu beseitigen sowie die Anwendungsmöglichkeit von Rohrheizkör pern zu erweitern und auch die Möglichkeit einer bes seren Materialausnützung zu schaffen.
Elektrische Rohrheizkörper müssen häufig in ver schiedene Formen gebogen werden, um bestimmte Heizleistungen auf kleinem Raume unterbringen zu können. Bei zur Flüssigkeitserhitzung bestimmten Rohrheizkörpern ist oft erforderlich, die aus dem Flüssigkeitserhitzer herausgeführten Rohrheizkörper- enden in dem noch beheizten Bereich zu kröpfen, wo durch sich ebenfalls Biegungen des Rohrheizkörpers mit relativ kleinen, oft nur in der Grössenordnung des Rohrheizkörperdurchmessers liegenden Biegeradien ergeben.
Beim Betrieb zeigt sich nun, dass die Heiz körper im Bereich dieser starken Biegestellen am frü hesten durchbrennen. Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, dass bei den Rohrheizkörpern, die bekanntlich aus einem Mantelrohr bestehen, das mit einer stark verdichteten, meist pulverförmigen Isolier masse gefüllt ist, in der ein oder mehrere Heizleiter eingebettet sind, die neutrale Biegefaser nicht in der Mitte liegt, sondern gegen die Innenseite der Biegung zu verschoben ist, so dass der aussenliegende Teil des Rohrheizkörpers im Biegungsbereich stärker gedehnt,
als der innere Teil gestaucht wird und sich somit im Biegungsbereich eine Auflockerung des Isolations materials ergibt. Dadurch wird nun aber die Wärme leitfähigkeit zwischen Heizleiter und Mantelrohr in diesem Bereich herabgesetzt und der Heizleiter nimmt daher dort höhere Temperaturen an als im übrigen, geraden oder nur schwächer gekrümmten Bereich des Rohrheizkörpers.
Um eine Überhitzung von Rohrheizkörpern, ins besondere von solchen, die zur Flüssigkeitserhitzung bestimmt sind und eine verhältnismässig hohe Ober flächenbelastung, das heisst hohe Wärmeabgabe pro Oberflächeneinheit aufweisen, zu verhindern, sind schon verschiedene Schutzeinrichtungen, wie etwa Stabthermostaten, Bimetallthermostaten usw.
vor geschlagen worden, die einen verhältnismässig kompli zierten und daher störungsanfälligen Aufbau besitzen und von denen jene, die einen einigermassen hinrei chenden Schutz der Heizkörper verbürgen, so teuer sind, dass ihre Kosten etwa bei Haushaltgeräten, wie elektrisch beheizten Waschmaschinen, Espresso- maschinen, Boilern usw., in vielen Fällen die An schaffungskosten des verwendeten Rohrheizkörpers übersteigen.
Bei zur Flüssigkeitserhitzung bestimmten Rohrheizkörpern besteht dann die Gefahr einer über hitzung, wenn der Heizkörper in trockenem Zustand eingeschaltet wird sowie, wenn sich beim Betrieb an seiner Oberfläche Kesselstein oder, was insbesondere bei Waschmaschinen der Fall ist, Schmutzteilchen, Fasern und ähnliche wärmeisolierend wirkende Stoffe absetzen.
Der Rohrheizkörper nach der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass der beheizte Teil des Rohrheizkörpers in Zonen verschieden hoher Ober flächenbelastung unterteilt ist. Diese Unterteilungen können entweder im Längs- oder im Umfangsbereich, aber auch in beiden Bereichen vorgesehen sein.
Bei Rohrheizkörpern, die stärkere Krümmungen aufwei sen, ist es zweckmässig, die Oberflächenbelastung des Heizkörpers im Bereich dieser stärkeren Krümmun- gen, Kröpfungen usw. niedriger als im übrigen, ge raden oder nur schwächer gekrümmten Bereich des Heizkörpers zu halten.
Die Oberflächenbelastung im Krümmungsbereich wird dabei vorteilhaft so gewählt, dass die Temperaturdifferenz zwischen Heizleiter und Mantelrohr trotz der geringeren Wärmeübertragung im Krümmungsbereich etwa im Bereich des ganzen beheizten Teiles des Rohrheizkörpers gleich gross bleibt.
Bei der Auslegung des Rohrheizkörpers braucht dann keine Rücksicht mehr auf die sonst stö rungsanfälligen Krümmungsstellen genommen werden und es ist insbesondere bei zur Flüssigkeitserhitzung bestimmten Rohrheizkörpern, bei denen eine hinrei chende Wärmeableitung gewährleistet ist, möglich, die Heizleistung eines Rohrheizkörpers bei gleichen Abmessungen gegenüber den bisherigen Ausführun gen zu erhöhen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand von drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt: Fig. 1 einen Rohrheizkörper im Schaubild, Fig. 2 einen anderen Rohrheizkörper teilweise ge schnitten ebenfalls im Schaubild und Fig. 3 einen weiteren Rohrheizkörper teilweise aufgeschnitten schematisch in Draufsicht.
Gemäss Fig. 1 ist der Rohrheizkörper 1 im we sentlichen U-förmig gebogen und an seinen Enden in üblicher Weise mit Einschraubnippeln 2 und An schlussbolzen 3 versehen. Der im Heizkörper unter gebrachte Heizleiter ist so ausgelegt, dass der Schen kel la des Heizkörpers eine grössere Oberflächen belastung als der Schenkel 1b aufweist.
Dies kann in einfachster Weise dadurch erreicht werden, dass der meist in Form einer Wendel verlegte Heizleiter im Bereich des Schenkels la wenigstens streckenweise einen grösseren Widerstand je m hat als im Bereich des Schenkels 1b: Dies kann durch Wahl verschie dener Heizleiterquerschnitte erreicht werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Heizleiterwen- del im Bereich des Schenkels lb stärker als im Be reich des Schenkels la auseinanderzuziehen, oder den Wendeldurchmesser zu verändern. Bei der Verwen dung dieses Heizkörpers zur Wassererhitzung kann der Heizkörpermantel bei normalen Betriebsbedingungen praktisch keine höheren Temperaturen annehmen, als das umgebende Wasser.
Sobald sich aber am Heiz körper Kesselstein oder sonstige wärmeisolierende Stoffe, wie etwa Schmutzteilchen, Fasern usw., ab lagern, tritt eine Wärmestauung auf, wobei sich der Schenkel la schneller als der Schenkel lb erhitzen wird, da ja die Oberflächenbelastung des Schenkels la höher als die des Schenkels lb liegt.
Der Schenkel la wird daher in grösserem Masse einer Wärmedeh nung als der Schenkel 1 b unterzogen, und der gesamte Heizkörper wird sich, falls seine Enden fest ein gespannt sind, entsprechend der strichlierten Darstel lung in Fig. 1 verkrümmen. Dadurch wird aber der Kesselstein oder die sonstige wärmeisolierende Schicht abgesprengt, womit die Wärmeabgabe wieder ihren Normalwert erreicht. Das Mantelrohr wird sich nun wieder bis fast auf die Wassertemperatur abkühlen und dabei in seine Normallage zurückkehren.
Es ist nun auch möglich, diese oben beschriebene Bewegung des Rohrheizkörpers zur Auslösung von Abschaltvorgängen zu verwenden. Zu diesem Zweck ist beim Rohrheizkörper gemäss Fig. 1 mittels einer Schelle 4 eine Nase 5 befestigt, die beim Verkrüm- men des Heizkörpers über einen Hebel 5a oder der gleichen einen Abschalter für den Heizkörper be tätigt.
Damit kann ein wirksamer Trockengehschutz für den Heizkörper erreicht werden, da sich ein für die Flüssigkeitserhitzung bestimmter Heizkörper ge mäss Fig. 1 auch beim Trockengehen verkrümmt und damit den Abschalter betätigt.
Die Verkrümmung des Heizkörpers zufolge der verschiedenen Oberflächen- belastung kann auch bei zur Raumbeheizung verwen deten Heizkörpern zur Steuerung der Heizkörper- temperatur herangezogen werden, wobei der Heiz körper selbst wieder beim Verkrümmen einen Schalter oder dergleichen betätigt. Bei zur Flüssigkeitserhit zung verwendeten Heizkörpern kann die Oberflächen belastung auch an jenen Stellen herabgesetzt werden, an denen kein Absprengen der Kesselsteinschicht auf tritt. Diese Stellen können empirisch ermittelt werden.
Gemäss Fig. 2 ist der Rohrheizkörper 6 nur für einseitigen Anschluss bestimmt und hat daher inner halb der Isolationsfüllung 7 des Mantelrohres 8 so wohl eine Heizleiterwendel 9 als auch einen Rück leiter 10 angeordnet. Die Heizwendel 9 ist exzentrisch gelagert, so dass sich bei Wärmestauungen der in der Nähe der Heizwendel 9 liegende Teil des Mantel rohres 8 stärker als der übrige Teil erhitzen und da mit dehnen wird und sich der Heizkörper in die strichliert eingezeichnete Lage krümmt. Dieser Krüm- mungsvorgang kann wieder für das Absprengen von Kesselstein bzw. für die Betätigung von Schaltorganen herangezogen werden.
Falls mehrere Heizleiter im Mantelrohr untergebracht sind, so können sie zur Er zielung des gleichen Effektes asymmetrisch verlegt werden.
Der Heizkörper 11 gemäss Fig. 3 besitzt starke Krümmungsstellen 12. Um die Temperaturdifferenz zwischen der Heizwendel 13 und dem Mantelrohr 14 im Bereich des ganzen Heizkörpers etwa konstant zu halten, sind die Abstände zwischen aufeinanderfolgen den Wendelwindungen im Bereich der Krümmungen 12 grösser als im übrigen Heizkörperbereich gehalten, so dass die Oberflächenbelastung des Heizkörpers im Bereich der Krümmungen 12 niedriger als im übri gen Heizkörperbereich ist.
Es ist klar, dass die geschilderten und in der Zeich nung dargestellten Ausführungsformen nur beispiels weise gegeben sind und dass naturgemäss noch eine Vielzahl anderer Biegeformen und Ausführungen möglich sind, die alle unter den Schutzbereich fallen.