Elektrische Heizvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine mit elektrischen Heizstäben ausgestattete, nach dem Konvektionsprinzip wirksame Heizvorrichtung, die insbesondere zum Aufheizen bewohnter Räume vorgesehen ist.
Es ist bekannt, elektrische Heizvorrichtungen als Strahlöfen auszubilden, deren Heizdrähte bzw. Heizstäbe auf derart hohe Temperaturen aufgeheizt werden, dass wesentliche Wärmeteile als Strahlung angegeben werden. Derartige Heizgeräte eignen sich weniger für die gleichmässigeDurchheizung eines Raumes als für die Aufheizung von in Strahlungsbereichen befindlichen Medien. Um grössere Heizleistungen bei geringen Abmessungen der Heizvorrichtungen zu erzielen, werden Heizlüfter benutzt, deren Heizwiderstände in durch Ventilatoren oder Tangential-Lüfter bewirkten Luftströmungen angeordnet sind.
Die Luftströmung intensiviert den Wärmeübergang von den Heizwiderständen zur durchströmenden Luft und bewirkt gleichzeitig eine Luftumwälzung innerhalb des zu beheizenden Raumes, so dass auch bei kleinen und damit hoch belasteten Widerständen geringe Oberflächentemperaturen derselben sowie eine schnelle Abführung der Wärme und Verteilung derselben innerhalb des zu beheizenden Raumes erzielt werden. Als nachteilig hat es sich erwiesen, dass derartige Heizgeräte nicht geräuschlos arbeiten und das erzeugte Geräusch in vielen Fällen als störend empfunden wird.
Im Gebrauch sind weiterhin elektrische Heizvorrichtungen, welche mit einer die Wärme übertragenden Flüssigkeit gefüllten Radiatoren aufweisen. Innerhalb der Flüssigkeit sind Heizstäbe vorgesehen, so dass die in diesen induzierte Wärme über deren im allgemeinen nur kleine Oberfläche unter Überwindung eines nur geringen Widerstandes an die Flüssigkeit abgegeben wird, die ihrerseits innerhalb der Radiatoren umläuft und die Wärme über deren grosse Flächen der umgebenden Luft mitzuteilen vermag. Derartige Öfen sind wie auch solche, die im wesentlichen keramischer Bauteile, beispielsweise Kacheln, aufgebaut sind, nicht nur schwer, sie weisen wie auch Speicheröfen einen nicht zu vernachlässigenden Raumbedarf auf.
Für geringe Leistungen, insbesondere für die Erwärmung kleiner Räume über den Gefrierpunkt des Wassers hinaus sind Öfen bekannt, deren nur gering belastete Widerstände in einem flachen, an der Wand zu befestigenden Kasten angeordnet sind. Der Raumbedarf solcher Öfen ist verhältnismässig gering, grössere, leistungsfähigere Einheiten aber lassen sich nicht wirtschaftlich erstellen, da mit steigender Leistung, insbesondere die Länge, anwächst und Heizgeräte sperrig werden, deren Unterbringung oft schwierig ist. Die Anpassung an den jeweiligen Heizleistungsbedarf unterschiedlicher Räume würde eine grosse Anzahl unterschiedlicher Typen erfordern, die wirtschaftlich weder herstellbar noch lagerbar sind.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine elektrische Heizvorrichtung zu schaffen, die einen verhältnismässig geringen Raumbedarf aufweist, und sich in bewohnten Räumen leicht unterbringen lässt. Insbesondere aber soll eine individuelle Anpassung der Heizleistung an den Heizleistungsbedarf des jeweiligen Raumes möglich sein, wie sie beispielsweise bei Warmwasserheizungen durch Wahl der Anzahl der Rippen durchführbar ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine elektrische Heizvorrichtung, deren Maximalleistung dem jeweiligen Bedarf anpassbar ist und die bei eventuell auftretenden Schäden nicht völlig oder mit einem grossen Teil ihrer Leistung, sondern immer nur mit verhältnismässig geringen Teilleistungen auszufallen vermag.
Gelöst wird diese Aufgabe, indem eine Stromzuführungen aufweisende und abdeckende Grundplatte mit lösbaren elektrischen Verbindungselementen vertikal gestellte, nach oben und unten offene Rohre trägt, welche Rohre axial angeordnete Heizstäbe aufweisen und sich beidseitig über die Enden der Heizstäbe hinaus erstrecken.
Im einzelnen ist die Erfindung im folgenden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit dieses erläuternden Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen hierbei:
Fig. 1 die Ansicht einer mit einem Schaltelemente aufweisenden Rohr sowie Heizrohren ausgestatteten Grundplatte sowie einer zweiten, mit diesen zu verbindenden, nur für Heizrohre vorgesehenen Grundplatte;
Fig. 2 die Rückansicht dreier miteinander verbundener, mit einem Schaltelemente aufweisenden Rohr und Heizrohren ausgestatteten Grundplatten;
Fig. 3 den Aufbau eines Heizrohres;
Fig. 4 zeigt ein Heizrohr im Längsschnitt mit Vorrichtungen zum Sichern der Lage durch Einrasten bzw.
Verriegeln;
Fig. 5 einen Blindstecker zum Abdecken von Buchsen und
Fig. 6 die Seitenansicht einer Heizvorrichtung mit der Andeutung fester Standfüsse sowie von Rollenfüssen.
In Fig. 1 ist die Aufsicht auf eine Grundplatte 1 gezeigt, die in Form eines Kastens geringer Seitenhöhe ausgebildet ist, und die mit zwei Heizröhren 2 sowie einem Schaltelemente aufweisenden Rohr 3 ausgestattet ist. Die Stromzuführungen erfolgen jeweils über im Ausführungsbeispiel als Buchsen 4 ausgebildete Verbindungselemente, welche sowohl die Stromzuführung zu dem Rohr 3 sowie den Heizrohren 2 bewirken als auch diese mechanisch mit der Grundplatte 1 verbinden. Die Stromzuführung zum Rohr 3 erfolgt über die Buchse 5.
Innerhalb dieses Rohres ist das Sicherungselement 6 angeschlossen, von dem der Stromkreis über den Thermostat 7 zu den Schaltern 8 führt. Die Heizvorrichtung ist für zwei getrennte Stromkreise eingerichtet, die jeweils über einen eigenen Schalter 8 verfügen. Zur Veranschaulichung des jeweiligen Schaltzustandes sind die Schalter 8 jeweils mit Kontrolleuchten ausgestattet. An die freien Kanten der Grundplatte 1 schliessen sich oben und unten mit Befestigungslöchern ausgestattete Randleisten 9 an, mittels deren die Grundplatte durch Schrauben an Trägern, an einer Wand oder dergl. befestigt werden kann. Die Heizvorrichtung lässt sich beliebig enveitern; sie ist seitlich mit Buchsen 10 ausgestattet, die den Buchsen 4 parallel geschaltet sind und zur Aufnahme von Steckern 11 einer weiteren Grundplatte 12 dienen.
Die Grundplatte 12 ist ausschliesslich zur Aufnahme von Heizrohren vorgesehen, so dass besondere Vorrichtungen zur Stromzuführung sowie die Buchse 5 nicht vorgesehen sind. Eine Sicherung des gegenseitigen Abstandes sowie eine elektrische Verbindung der beiden Grundplatten wird durch Laschen 13 bewirkt, die entweder mit den Befestigungsschrauben gehalten oder durch besondere Verbindungsmittel mit den Grundplatten 1 und 12 verbunden werden.
In Fig. 2 ist die Rückansicht einer Heizvorrichtung gezeigt, die aus einer Grundplatte 1 sowie zwei Grundplatten 12 zusammengestellt ist. Das Schaltelemente aufweisende Rohr 3 ist in Fig. 2 rechts dargestellt, und die übrigen Rohre der Grundplatte 1 sowie sämtliche Rohre der Grundplatten 12 sind durch Heizrohre 2 gebildet. Die Stromzuführung erfolgt über ein Kabel 14 oder eine entsprechende fest installierte Leitung, die im Ausführungsbeispiel über eine Klemmleiste 15 angeschlossen ist. Die Schutzerde ist direkt mit der Grundplatte 1 und über die Verbindungslaschen 13 mit den Grundplatten 12 verbunden. Der Null-Leiter führt zur Leitschiene 16, während der Phasenleiter mit der Buchse 5 verbunden ist. Gespeist werden die beiden im Ausführungsbeispiel gebildeten Heizstromkreise über die Buchsen 4 des Rohres 3, an die sich die Stromschienen 17 bzw. 18 anschliessen.
Diese Stromschienen sind mäanderfönnig gebogen und formgleich ausgeführt, so dass sich eine rationelle Erstellung ergibt. Durch das wechselweise Auslenken wird erreicht, dass die Stromschienen sich überkreuzen und jeweils wechselweise mit den nebeneinander liegenden Buchsen 4 verbunden sind.
So führt die Stromschiene 17 von der mittleren der Buchsen 4 des Schaltelemente aufweisenden Rohres zur Buchse 4 des ersten, dem Rohr 3 folgenden Heizrohres 2, überspringt das folgende sowie das erste der Grundplatten 12 und vermag erst wieder das zweite Heizrohr 2 der ersten Grundplatte 12 zu speisen. Die Verbindung lässt sich über eine beliebige Folge von Grundplatten fortführen, und stets sind die mit der Leitschiene 17 der Grundplatte 1 verbundenen weiteren Leitschienen ausschliesslich mit dem mittleren der Heizrohre der Grundplatte verbunden. Die Leitschiene 18 dagegen speist das zweite der Heizrohre 2 der Grundplatte 1 sowie jeweils die beiden äusseren Heizrohre der folgenden Grundplatten 12.
Die die Rückführung des Stromes bewirkende Leiterschiene 16 ist gestreckt ausgeführt und jeweils mit den unteren Buchsen 4 aller Heizrohre 2 sowie des Rohres 3 verbunden, bei dem das Null-Potential für die Beleuchtung der Schalter benötigt wird. Die Leiterschienen 17 und 18 sind an den Überkreuzungsstellen gegenseitig durch Isolierdistanzstücke 20 abgestützt und isoliert; im übrigen werden alle Leiterschienen ausschliesslich von den Buchsen 4, 10 sowie den Steckern 11 getragen.
Die Rohre 2 bzw. 3 können beliebig geformt sein; ihr Querschnitt kann rund, oval, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein. Die Grundplatten wie die Rohre können aus thermisch resistenten Kunststoffen bestehen, die entweder bei hohen Temperaturen verformbar oder aber aushärtbar sind. So können die Grundplatten beispielsweise aus kunststoffbeschichtetem Asbest-Zement gefertigt sein, die Rohre und/oder die Grundplatte können aus aushärtendem, vorzugsweise glasfaserverstärktem Kunststoff erstellt sein, es lassen sich aber auch bei hohen Temperaturen thermisch verformbare Kunststoffe verwenden.
Im Ausführungsbeispiel sind sowohl die Grundplatten als auch die Rohre aus kunststoffbeschichtetem Blech erstellt. Es lassen sich auch lackierte oder anderweitig oberflächenbehandelte Bleche verwenden, und gegen Korrosion beständige Bleche, wie beispielsweise Edelstahlbleche, Aluminiumbleche oder dergl., lassen sich unbeschichtet verwenden; es hat sich jedoch gezeigt, dass eine dauerhafte, ansprechende Farbgebung am leichtesten mit einer Kunststoffbeschichtung erreicht werden kann, und die durch eine Kunststoffbeschichtung erreichte Erhöhung des dem Wärmeübergang gebotenen Widerstandes hält die Aussentemperatur so niedrig, dass jedwede Gefährdung, insbesondere bei kurzzeitigen Berührungen, ausgeschlossen ist.
Bewährt hat es sich, die den Verbindungslaschen 13 gebotenen Auflageflächen metallisch freizulassen und gegebenenfalls mit einem die Korrosion unterbindenden Überzug zu überziehen, und die Verbindungslaschen 13 können in ihren Befestigungsbereichen mit angebogenen und/ oder angepressten Oberflächenschichten der Grundplatten durchdringenden Spitzen ausgestattet sein.
Der Aufbau der Rohre ist am Beispiel von in Fig. 3 und 4 gezeigten Heizrohren erläutert. Aus Gründen der vereinfachten Herstellung ist das einen quadratischen Querschnitt aufweisende, anhand der Fig. 3 veranschaulichte Rohr nicht einstückig, sondern aus einer Basis 31 sowie einem mit dieser verbindbaren Mantel 22 erstellt.
Zur übersichtlichen Darstellung der Teile sind diese in Fig. 3 auseinandergezogen dargestellt. Auf der Basis 21 sind Haltewinkel 25 zur Aufnahme des Heizstabes 24 vorgesehen. Im einfachsten Falle kann ein keramischer, eine offene Widerstandswicklung tragender Hohlstab verwendet werden; da seine thermische Belastung verhältnismässig gering ist und hohe Temperaturen bestimmungsgemäss nicht erreicht werden sollen, ist nicht zu befürchten, dass sich eine zu kurze Lebensdauer ergibt. Es ist aber auch möglich, Quarzstäbe oder metallummantelte Heizstäbe zu verwenden; in jedem Falle sind Widerstand, die Anschlussspannung sowie die Oberflächengrösse des Heizstabes so einander anzupassen, dass bei dem durch das kaminartig wirkende Rohr sich ergebenden Zug eine nur geringe thermische Belastung gesichert bleiben und insbesondere das Erreichen der Glühtemperatur vermieden wird.
Durch Verwendung der gesonderten Haltewinkel werden die elektrischen Zuleitungen des Heizstabes, die mit der Rückseite der Stecker 26 zu verbinden sind, von mechanischen Spannungen entlastet, die beim Erwärmen und Abkühlen des Heizrohres entstehen könnten. Bei höherer thermischer Belastung empfiehlt es sich, den Heizstab 24 in Abstand mit einem Schirmblech 27 zu empfangen. Nach oben und unten wird das Rohr durch Abdeckkappen 23 abgeschlossen, die als Berührungsschutz vorgesehen sind und mit ihren siebartigen Grundflächen der Luft freien Durchtritt gewähren. Es ist auch möglich, die Abdeckflächen mit schräggestellten zwischen sich Spalte einschliessenden Teilflächen auszustatten und gegebenenfalls diese nochmals zu unterfangen.
Bei der geschilderten Ausführung lässt sich der Zusammenbau durch einfaches Zusammenstecken und Sichern der Verbindung durch 4 Blechschrauben erreichen, durch die jeweils die Abdeckkappen 23, der Mantel 22 sowie die Basis 21 erfasst werden. Die Basis 21 ist im unteren und oberen Endbereich jeweils mit Durchbrechungen 28 ausgestattet, welche eine Luftzirkulation selbst dann ermöglichen, wenn die Öffnungen der Heizohre abgedeckt werden, und die damit die Heizvorrichtung gefährdende Wärmestauung ausschliessen.
Sowohl der Mantel 22 als auch die Basis 21 weisen seitliche Schlitze 29 auf, die zum Sichern des Sitzes eingesteckter Rohre dienen können: Die Grundplatten werden hierbei jeweils mit kleinen drehbaren Doppelhebeln ausgestattet, die in vertikaler Stellung die Schlitze freigeben, beim Drehen in ihre horizontale Stellung mittels eines Werkzeuges, beispielsweise eines Kreuzschraubenziehers, aber mit ihren Armen in die Schlitze 29 eintreten und sich auf deren keilförmig ansteigenden Grundflächen festsetzen. Im Schnitt ist ein montiertes und auf eine Grundplatte aufgesetztes Heizrohr 2 in Fig.
4 gezeigt. Der Aufbau entspricht im wesentlichen dem der Fig. 3, jedoch werden zwei weitere Alternativen von Arretierungsvorrichtungen erläutert. Im unteren Bereiche ist die Basis 21 des Heizrohres der Fig. 5 mit einer Rastfeder 30 ausgestattet, deren vorderer, keilförmig gebogener oder rund gerollter Kopf beim Aufsetzen des Heizrohres in eine Ausnehmung 31 oder eingeprägte Vertiefung der Grundplatte eindringt und dem Rohr durch Rastung sicheren Sitz verleiht. In Verbindung mit der oberen Verbindungsvorrichtung der Fig. 4 wird eine andere mögliche Art der Verriegelung veranschaulicht. Ein aus Isolierstoff gefertiger Riegel ist in Richtung auf den Stecker 26 federnd vorgespannt vorgesehen. Vor Einführung des Steckers deckt der Riegel die hinter ihm liegende Buchse weitgehend oder völlig ab.
Beim Einführen des Steckers wird der Riegel angehoben und schnappt in eine seitliche Ausnehmung 33 des Steckers 26 ein. Zum Entnehmen des Rohres ist bei schräg ausgebildeten Flanken der Ausnehmung 33 eine erhöhte Längskraft erforderlich, und bei beispielsweise senkrecht ausgebildeten Flanken ist eine Entnahme nur möglich, wenn auf das freie Ende des Riegels mittels eines Werkzeuges eingewirkt wird.
Die verwendeten Buchsen sind verhältnismässig tief hinter den jeweiligen Flächen der Grundplatte angeordnet und durch Stirnteile aus Isolierstoff geschützt.
Ein weiterer Schutz kann dadurch erreicht werden, dass nicht benutzte Buchsen durch Blindestecker abgeschlossen werden, die entsprechend dem in vergrössertem Massstab in Fig. 5 gezeigten ausgebildet sein können.
Nach dem Einführen des Blindsteckers 19 in eine Buchse legt sich dessen flacher Kopf 34 fest an die die Buchse aufweisende Fläche der Grundplatte an, und die wulstförmig verstärkte Spitze 35 sorgt dafür, dass ein Entfernen nur mittels eines Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubenziehers oder eines in eine Gabel auslaufenden Hebels, erfolgen kann.
Bei der Beschreibung wird zunächst davon ausgegangen, dass die Grundplatte bzw. die zu einer Heizvorrichtung zusammengestellten Grundplatten an einer Zimmerwand befestigt werden. Es besteht andererseits auch die Möglichkeit, mittels eines geeigneten Tragelementes, das einseitig oder zweiseitig Grundplatten aufnimmt, eine freistehende bzw. eine transportable Heizvorrichtung zu schaffen. In Fig. 6 sind Tragelemente 36 gezeigt, die mittels einer Kopftraverse 37 eine Platte 38 aufnehmen und mit einer Fusstraverse 39 entweder direkt mit dem Boden verbunden werden können oder aber Füsse, beispielsweise Rollfüsse 40, tragen. Die Grundplatten 1 und 12 der Heizvorrichtung sind beidseitig eines Tragelementes 36 verbindenden Steges 41 vorgesehen.
Andererseits ist es auch möglich, auf ein durchgehendes Tragelement zu verzichten und den Steg mit einer Kopftraverse sowie Fusstraverse zu verbinden.
Die über der Heizvorrichtung vorgesehene Platte 38 verhindert, dass durch Ablage von Gegenständen die Mündungen der Rohre verschlossen und damit Hitzestauungen in der Heizvorrichtung begünstigt werden.
Als wesentlich hat es sich gezeigt, dass als eigentliches Heizelement Heizstäbe verwendet werden, wie sie von Strahlöfen her bekannt sind. Wie bereits erläutert, erfolgt ihre Auslegung aber so, dass bei den gegebenen Kühlverhältnissen im Dauerbetrieb sich Oberflächentemperaturen der Heizstäbe einstellen, die wesentlich unter denen liegen, mit denen Strahlöfen betrieben werden. Die intensive Wärmeabgabe bei niedriger Oberflächentemperatur wird durch starken Luftdurchsatz erreicht: Die innerhalb der Rohre vorhandene Luft wird im Kontakt mit den Heizungsstäben erwärmt. Die Rohre wirken hierbei kaminartig und geben die erwärmte Luft nach oben ab, während sie von unten kalte Luft ansaugen. Die kaminartige Wirkung wird durch Schirmbleche noch unterstützt, die innerhalb der Röhre einen zweiten Kamin mit noch stärker erhitzter Luft bilden.
Die von den Heizstäben abgegebenen Wärmestrahlen, gegebenenfalls durch Schirmbleche erheblich geschwächt, erreichen die umgebende Wandung des Heizrohres und erwärmen diese, so dass als zweite Heizfläche mit geringer Oberflächentemperatur sowohl die Innen- als auch die Aussenwandung eines Heizrohres auftritt. Werden die Rohre länger ausgebildet und insbesondere nach oben über die Heizstäbe weit hinausgezogen, so verstärkt sich die kaminartige Wirkung, die Kühlung der Heizstäbe und die Umwälzung der Luft innerhalb des Raumes wird verstärkt.
Die erfindungsgemässe Heizvorrichtung lässt sich dem jeweiligen Heizleistungsbedarf anpassen. Schon bei der Erstellung kann auf die jeweiligen Raumverhältnisse Rücksicht genommen werden, indem je nach Bedarf nur eine Grundplatte 1 oder aber die erforderliche Anzahl von Grundplatten 12 zusätzlich vorgesehen werden. Die Heizstäbe selbst sind universell verwendbar und lassen sich in Heizvorrichtungen jeder Heizleistung verwenden. Wird für einen Raum beispielsweise eine nur geringe Heizleistung benötigt, so wird man sich mit einer verhältnismässig geringen Zahl von Heizrohren begnügen und beispielsweise nur eine Grundplatte in Verbindung mit einer Grundplatte 12 verwenden.
Werden für grössere Räume grössere Heizleistungen benötigt, so können grössere Grundplatten oder eine vergrösserte Anzahl vonGrundplatten verwendet werden, bei grossen Räumen ist es nicht erforderlich, die gesamte Heizleistung innerhalb einer aus Grundplatten zusammengesetzten Kombination zu erstellen; die Kombination kann aufgeteilt werden, wobei je nach Wunsch die Steuerung von einer einzigen, mit einem Schaltelemente aufweisenden Rohr 3 ausgestatteten Grundplatte 1 aus erfolgen kann oder aber auch weitere Kombinationen mit solchen Rohren ausgerüstet werden können. An die einmal gewählte Heizleistung ist man nicht gebunden. Es ist jederzeit möglich, Heizelemente herauszunehmen, so dass die Zahl der jeweils in Heizkreisen wirksamen Heizelemente und damit die Leistung dieser Heizkreise reduziert werden kann.
In der Übergangszeit, in der eine nur geringe Heizleistung gefordert wird, kann dies dazu benutzt werden, ein häufiges Schalten der Thermostaten zu vermeiden. Auch im Schadensfalle werden die Folgen reduziert, und eine Abhilfe ist leicht möglich.
Sollte ein Schaden an den Heizstäben auftreten, so fällt jeweils nur das betreffende Heizrohr aus, und die Gesamtleistung der Heizvorrichtung wird nur geringfügig reduziert. Das ausgefallene Heizrohr kann auch vom Laien ohne weiteres durch seine geringere Temperatur als schadhaft erkannt werden. Das Auswechseln eines derart als schadhaft erkannten Heizrohres ist ebenso leicht möglich wie das Herausnehmen oder Einführen von Heizrohren zum Zwecke der Änderung der aufgebrachten Heizleistung.
Als wesentlich hat sich gezeigt, dass die Heizrohre eine nur verhältnismässig geringe Tiefe aufweisen und sich daher in Räume günstig einfügen lassen und keinen wesentlichen Platz beanspruchen. Neben den grundsätzlichen Vorteilen elektrischer Heizungen macht sich angenehm bemerkbar, dass eine grosse Heizfläche zur Verfügung steht, deren Oberflächentemperatur demge mäss gewünscht niedrig bleiben kann. Auch die Oberflächentemperatur der Heizstäbe und damit deren thermische Belastung bleiben gering, so dass sich eine hohe Lebensdauer ergibt.
Electric heater
The invention relates to a heating device which is equipped with electric heating rods and operates according to the convection principle and which is intended in particular for heating occupied rooms.
It is known to design electrical heating devices as radiant ovens, the heating wires or heating rods of which are heated to such high temperatures that significant heat components are indicated as radiation. Such heating devices are less suitable for uniform heating of a room than for heating media located in radiation areas. In order to achieve greater heating power with small dimensions of the heating devices, fan heaters are used, the heating resistors of which are arranged in air currents caused by fans or tangential fans.
The air flow intensifies the heat transfer from the heating resistors to the air flowing through and at the same time causes air to circulate within the room to be heated, so that even with small and thus highly stressed resistors, low surface temperatures of the same and rapid dissipation of the heat and distribution of the same within the room to be heated is achieved will. It has proven to be disadvantageous that such heaters do not work silently and the noise generated is perceived as annoying in many cases.
Electrical heating devices are also in use which have radiators filled with a heat-transferring liquid. Heating rods are provided inside the liquid so that the heat induced in them is given off over their generally only small surface, overcoming only a slight resistance to the liquid, which in turn circulates inside the radiators and communicates the heat to the surrounding air over their large areas able. Such ovens, like those which are essentially made up of ceramic components, for example tiles, are not only heavy, they, like storage ovens, require a space that is not to be neglected.
For low power, in particular for heating small rooms above the freezing point of the water, ovens are known whose resistors, which are only lightly loaded, are arranged in a flat box to be fastened to the wall. The space required for such furnaces is relatively small, but larger, more powerful units cannot be built economically, since with increasing output, in particular the length, increases and heating devices become bulky, which are often difficult to accommodate. The adaptation to the respective heating power requirements of different rooms would require a large number of different types that are neither economically producible nor storable.
The invention is based on the object of creating an electrical heating device which has a relatively low space requirement and can easily be accommodated in inhabited rooms. In particular, however, it should be possible to individually adapt the heating output to the heating output requirement of the respective room, as can be done, for example, in hot water heating systems by selecting the number of ribs. Another aim of the invention is an electrical heating device, the maximum output of which can be adapted to the respective requirement and which, in the event of damage, cannot fail completely or with a large part of its output, but always with relatively low partial outputs.
This object is achieved in that a base plate having power leads and covering with detachable electrical connecting elements carries vertically positioned, upwardly and downwardly open tubes, which tubes have axially arranged heating rods and extend on both sides beyond the ends of the heating rods.
The invention is illustrated in detail below with reference to the description of an exemplary embodiment in conjunction with this explanatory drawings.
It shows:
1 shows the view of a base plate equipped with a pipe and heating pipes and a second base plate to be connected to these and provided only for heating pipes;
2 shows the rear view of three interconnected base plates equipped with a tube and heating tubes having switching elements;
3 shows the structure of a heating pipe;
Fig. 4 shows a heating pipe in longitudinal section with devices for securing the position by locking or
Lock;
Fig. 5 shows a dummy plug for covering sockets and
6 shows the side view of a heating device with the suggestion of fixed feet and roller feet.
1 shows a top view of a base plate 1 which is designed in the form of a box with a small side height and which is equipped with two heating tubes 2 and a tube 3 having switching elements. The power supplies are made via connecting elements designed as sockets 4 in the exemplary embodiment, which both supply power to the pipe 3 and the heating pipes 2 and also connect them mechanically to the base plate 1. Power is supplied to the pipe 3 via the socket 5.
The fuse element 6, from which the circuit leads via the thermostat 7 to the switches 8, is connected within this tube. The heating device is set up for two separate circuits, each of which has its own switch 8. To illustrate the respective switching state, the switches 8 are each equipped with control lights. The free edges of the base plate 1 are connected at the top and bottom with edge strips 9 equipped with fastening holes, by means of which the base plate can be fastened to supports, on a wall or the like by means of screws. The heating device can be expanded as required; it is equipped with sockets 10 on the sides, which are connected in parallel to the sockets 4 and serve to accommodate plugs 11 of a further base plate 12.
The base plate 12 is provided exclusively for receiving heating pipes, so that special devices for power supply and the socket 5 are not provided. Securing of the mutual distance and an electrical connection of the two base plates is effected by tabs 13 which are either held with the fastening screws or connected to the base plates 1 and 12 by special connecting means.
In FIG. 2, the rear view of a heating device is shown which is composed of a base plate 1 and two base plates 12. The tube 3 having switching elements is shown on the right in FIG. 2, and the remaining tubes of the base plate 1 and all tubes of the base plates 12 are formed by heating tubes 2. The power is supplied via a cable 14 or a corresponding permanently installed line which, in the exemplary embodiment, is connected via a terminal strip 15. The protective earth is connected directly to the base plate 1 and via the connecting straps 13 to the base plates 12. The neutral conductor leads to the guide rail 16, while the phase conductor is connected to the socket 5. The two heating circuits formed in the exemplary embodiment are fed via the sockets 4 of the tube 3 to which the busbars 17 and 18 are connected.
These busbars are curved in a meandering shape and designed to be of the same shape, so that they can be created efficiently. The alternating deflection ensures that the busbars cross one another and are each alternately connected to the sockets 4 lying next to one another.
The busbar 17 leads from the middle of the sockets 4 of the switching elements to the socket 4 of the first heating tube 2 following the tube 3, skips the following and the first of the base plates 12 and is only able to return the second heating tube 2 to the first base plate 12 Food. The connection can be continued via any sequence of base plates, and the further guide rails connected to the guide rail 17 of the base plate 1 are always connected exclusively to the central one of the heating pipes of the base plate. The guide rail 18, on the other hand, feeds the second of the heating pipes 2 of the base plate 1 as well as the two outer heating pipes of the following base plates 12.
The conductor rail 16 effecting the return of the current is designed to be stretched and is connected to the lower sockets 4 of all heating pipes 2 and to the pipe 3 in which the zero potential is required for lighting the switch. The conductor rails 17 and 18 are mutually supported and insulated at the crossing points by insulating spacers 20; Otherwise, all conductor rails are carried exclusively by the sockets 4, 10 and the plugs 11.
The tubes 2 and 3 can have any shape; their cross-section can be round, oval, square or rectangular. Both the base plates and the tubes can be made of thermally resistant plastics that can either be deformed at high temperatures or hardened. For example, the base plates can be made of plastic-coated asbestos cement, the pipes and / or the base plate can be made of hardening, preferably glass fiber reinforced plastic, but plastics that are thermally deformable at high temperatures can also be used.
In the exemplary embodiment, both the base plates and the tubes are made from plastic-coated sheet metal. It is also possible to use painted or otherwise surface-treated sheets, and sheets which are resistant to corrosion, such as, for example, stainless steel sheets, aluminum sheets or the like, can be used uncoated; However, it has been shown that a permanent, attractive coloring can be achieved most easily with a plastic coating, and the increase in the resistance offered to the heat transfer by a plastic coating keeps the outside temperature so low that any hazard, especially in the case of brief contact, is excluded .
It has proven useful to leave the contact surfaces offered to the connecting straps 13 free of metal and, if necessary, to cover them with a coating that prevents corrosion, and the connecting straps 13 can be equipped in their fastening areas with bent and / or pressed surface layers of the base plates penetrating tips.
The structure of the tubes is explained using the example of heating tubes shown in FIGS. 3 and 4. For reasons of simplified production, the tube, which has a square cross section and is illustrated with reference to FIG. 3, is not made in one piece, but rather is made from a base 31 and a jacket 22 that can be connected to it.
For a clear representation of the parts, these are shown in Fig. 3 exploded. Brackets 25 for receiving the heating rod 24 are provided on the base 21. In the simplest case, a ceramic hollow bar carrying an open resistance winding can be used; Since its thermal load is relatively low and high temperatures are not intended to be reached, there is no reason to fear that the service life will be too short. But it is also possible to use quartz rods or metal-sheathed heating rods; In any case, the resistance, the connection voltage and the surface area of the heating rod must be matched to one another in such a way that only a low thermal load is ensured during the draft caused by the chimney-like tube and, in particular, that the glow temperature is avoided.
By using the separate bracket, the electrical leads of the heating rod, which are to be connected to the rear of the connector 26, are relieved of mechanical stresses that could arise when the heating pipe is heated and cooled. In the case of a higher thermal load, it is advisable to receive the heating rod 24 at a distance with a shield plate 27. The tube is closed at the top and bottom by cover caps 23, which are provided as protection against accidental contact and which, with their sieve-like base areas, allow the air to pass freely. It is also possible to equip the cover surfaces with inclined partial surfaces enclosing gaps between them and, if necessary, to underpin them again.
In the embodiment described, the assembly can be achieved by simply plugging together and securing the connection with 4 self-tapping screws, by means of which the cover caps 23, the jacket 22 and the base 21 are grasped. The base 21 is each equipped with openings 28 in the lower and upper end areas, which allow air to circulate even when the openings of the heating pipes are covered and thus exclude the accumulation of heat which could endanger the heating device.
Both the jacket 22 and the base 21 have lateral slots 29 that can be used to secure the seat of inserted pipes: The base plates are each equipped with small rotatable double levers that release the slots in the vertical position and when turned into their horizontal position by means of a tool, for example a Phillips screwdriver, but enter the slots 29 with their arms and fix themselves on their wedge-shaped rising base surfaces. In section, a heating pipe 2 mounted and placed on a base plate is shown in FIG.
4 shown. The structure corresponds essentially to that of FIG. 3, but two further alternatives of locking devices are explained. In the lower area, the base 21 of the heating tube of FIG. 5 is equipped with a detent spring 30, the front, wedge-shaped or rounded head of which penetrates into a recess 31 or an embossed depression in the base plate when the heating tube is placed on and gives the tube a secure fit . In connection with the upper connector of Fig. 4, another possible type of locking is illustrated. A latch made of insulating material is provided in a resilient manner in the direction of the plug 26. Before the plug is inserted, the bolt largely or completely covers the socket behind it.
When the plug is inserted, the bolt is lifted and snaps into a lateral recess 33 of the plug 26. To remove the tube, if the flanks of the recess 33 are inclined, an increased longitudinal force is required, and if the flanks are, for example, perpendicular, removal is only possible if a tool is used on the free end of the bolt.
The sockets used are arranged relatively deep behind the respective surfaces of the base plate and protected by end pieces made of insulating material.
A further protection can be achieved in that unused sockets are closed by dummy plugs, which can be designed in accordance with the one shown on an enlarged scale in FIG.
After inserting the dummy plug 19 into a socket, its flat head 34 rests firmly against the surface of the base plate that has the socket, and the bead-shaped, reinforced tip 35 ensures that removal can only be carried out using a tool, for example a screwdriver or a screwdriver Fork leaking lever, can be done.
In the description, it is initially assumed that the base plate or the base plates assembled to form a heating device are attached to a room wall. On the other hand, there is also the possibility of creating a free-standing or a transportable heating device by means of a suitable support element that accepts base plates on one or both sides. In FIG. 6, support elements 36 are shown, which take up a plate 38 by means of a head traverse 37 and can either be connected directly to the ground with a foot traverse 39 or else support feet, for example roller feet 40. The base plates 1 and 12 of the heating device are provided on both sides of a web 41 connecting the support element 36.
On the other hand, it is also possible to dispense with a continuous support element and to connect the web with a head cross member and a foot cross member.
The plate 38 provided above the heating device prevents the mouths of the tubes from being closed by placing objects thereon and thus promoting heat build-up in the heating device.
It has been shown to be essential that heating rods are used as the actual heating element, as they are known from radiant furnaces. As already explained, however, they are designed in such a way that, given the given cooling conditions in continuous operation, surface temperatures of the heating rods are set that are significantly below those with which radiant furnaces are operated. The intense heat dissipation at low surface temperatures is achieved through a strong air flow: The air present inside the pipes is heated in contact with the heating rods. The pipes act like a chimney and release the heated air upwards, while they suck in cold air from below. The chimney-like effect is supported by shields that form a second chimney with even more heated air inside the tube.
The heat rays emitted by the heating rods, possibly considerably weakened by shielding plates, reach the surrounding wall of the heating pipe and heat it up so that both the inner and outer walls of a heating pipe appear as a second heating surface with a low surface temperature. If the pipes are made longer and, in particular, are pulled far upwards over the heating rods, the chimney-like effect is increased, the cooling of the heating rods and the circulation of the air within the room is increased.
The heating device according to the invention can be adapted to the respective heating power requirement. Already during the creation, the respective spatial conditions can be taken into account in that, depending on requirements, only one base plate 1 or the required number of base plates 12 are additionally provided. The heating rods themselves can be used universally and can be used in heating devices of any heating power. If, for example, only a low heating output is required for a room, then one will be satisfied with a relatively small number of heating pipes and, for example, only use one base plate in conjunction with a base plate 12.
If larger heating capacities are required for larger rooms, larger base plates or an increased number of base plates can be used; in large rooms it is not necessary to create the entire heating output within a combination composed of base plates; the combination can be divided up, whereby, as desired, the control can take place from a single base plate 1 equipped with a tube 3 having switching elements, or other combinations can also be equipped with such tubes. You are not bound to the heating output you have chosen. It is possible at any time to remove heating elements so that the number of heating elements that are effective in each heating circuit and thus the output of these heating circuits can be reduced.
In the transition period, when only a low heating output is required, this can be used to avoid frequent switching of the thermostats. Even in the event of damage, the consequences are reduced and a remedy is easy to find.
If the heating rods are damaged, only the respective heating tube fails and the overall output of the heating device is only slightly reduced. The failed heating pipe can easily be recognized as defective even by laypeople due to its lower temperature. The replacement of a heating pipe identified as defective in this way is just as easy as removing or inserting heating pipes for the purpose of changing the heating power applied.
It has been shown to be essential that the heating pipes only have a relatively small depth and can therefore be inserted into rooms at low cost and do not take up any significant space. In addition to the basic advantages of electrical heating, it is pleasantly noticeable that a large heating surface is available, the surface temperature of which can therefore remain low as desired. The surface temperature of the heating rods and thus their thermal load also remain low, resulting in a long service life.