DE10029244A1 - Elektrische Heizvorrichtung - Google Patents
Elektrische HeizvorrichtungInfo
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Abstract
Eine elektrische Heizvorrichtung (10), insbesondere für Fluide wie z. B. flüssigen Brennstoff (48), weist ein einen elektrischen Widerstand (32) umfassendes Heizelement (32) auf. Dieses ist an eine elektrische Leistungsquelle (44) anschließbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Heizelement ein Trägerelement (12) umfaßt, auf das eine elektrisch leitende Heizschicht (32) aus einem PTC-Material mit positivem Temperatur-Widerstandskoeffizienten aufgebracht ist. Die Heizschicht (32) ist an mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen an die elektrische Leistungsquelle (44) anschließbar.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische
Heizvorrichtung, insbesondere für Fluide wie z. B. flüssigen
Brennstoff, mit einem einen elektrischen Widerstand
umfassenden Heizelement, welcher an eine elektrische
Leistungsquelle anschließbar ist.
Eine solche Vorrichtung ist vom Markt her bekannt. Bei ihr ist
in einer Brennstoffleitung, z. B. einem Öl-Zuführrohr zu einem
Ölheizungsbrenner, eine sog. "Heizpatrone" angeordnet, welche
eine Heizwendel mit Thermoelement umfasst, die in den in der
Brennstoffleitung transportierten Brennstoffstrom hineinragt.
Das Thermoelement wird zur Temperaturerfassung und
Temperaturregelung verwendet. Wird an die Heizpatrone eine
elektrische Spannung angelegt, erwärmt sich die Heizwendel und
der an ihr vorbeiströmende Brennstoff. Der Vorteil einer
solchen Erwärmung liegt darin, dass der erwärmte Brennstoff
eine geringe Viskosität aufweist und daher auf der Wand der
üblichen Hohlkegeldüse einen sehr dünnen Brennstofffilm
bildet. Dies wiederum verringert den Durchfluss auch bei
relativ großer Düsenöffnung. Eine relativ große Düsenöffnung
ist wegen der sonst vorhandenen Verstopfungsgefahr gewünscht.
Auf diese Weise können Zerstäubungsbrenner mit kleiner
Leistung bei relativ großem Düsenquerschnitt betrieben werden.
Darüber hinaus wird der Brennstoff durch die Düse aufgrund der
geringen Viskosität gleichmäßiger und in einen feineren Spray
vernebelt und zündet daher besser. Insgesamt wird also durch
die Erwärmung des Brennstoffes auch der Brennstoffverbrauch
reduziert.
Die vom Markt her bekannte Vorrichtung hat jedoch den
Nachteil, dass sie im Bezug auf ihre Bauweise kompliziert und
schwierig in das Öl-Zuführrohr zu integrieren ist. Außerdem
ist die Regelung mit einem Thermoelement und einer
elektronischen Regelungs- und Steuerungseinheit relativ
aufwändig, was die Kosten erhöht. Schließlich muss die
Heizwendel zur Erwärmung des Brennstoffs in vielen Fällen
ziemlich heiß werden muss, so dass der Brennstoff, welcher in
direktem Kontakt mit der Heizwendel ist, verdampft und ein
isolierendes Dampfpolster zwischen dem restlichen flüssigen
Brennstoff und der Heizwendel bildet. Durch dieses thermisch
isolierende Polster wird der Wärmeübergang zwischen der
Heizwendel und dem Brennstoff reduziert, wodurch zur Erwärmung
des Brennstoffs mehr Energie erforderlich ist und der
Brennstoff nicht gleichmäßig erwärmt wird.
Eine andere vom Markt her bekannte elektrische Heizeinrichtung
der eingangs genannten Art wird z. B. als Kochplatte verwendet.
Auch bei dieser wird die Temperatur der Heizplatte durch ein
Thermoelement erfaßt und über eine separate Regelungs- und
Steuerungseinheit eingestellt. Auch dies ist aufwändig und
dazuhin noch in der Reaktion träge.
Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, eine
Heizvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu
bilden, dass sie einfach baut, leicht integrierbar ist, der
Aufwand zur Temperaturregelung vermindert wird, eine
gleichmäßige Erhitzung des zu erwärmenden Stoffes möglich ist
und eine schnelle Reaktionszeit bei der Regelung der
Temperatur erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das
Heizelement ein Trägerelement umfaßt, auf das eine elektrisch
leitende Heizschicht aus einem PTC-Material mit positivem
Temperatur-Widerstandskoeffizienten aufgebracht ist, und die
Schicht an mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen
an die elektrische Leistungsquelle anschließbar ist.
Bei der Verwendung von PTC-Material kann u. U. auf eine externe
Regelung vorllständig verzichtet werden, da dieses Material
den spezifischen Widerstand mit der Temperatur in
entsprechender Weise verändert: Mit sinkender Temperatur wird
sein spezifischer elektrischer Widerstand geringer, wodurch
der durch ihn hindurchgeleitete Strom, konstante Spannung
vorausgesetzt, steigt. Dies führt wiederum zu einem Anstieg
der Heizleistung und zu einem Anstieg der Temperatur mit
umgekehrter Wirkung auf den Widerstand. Ein solches Material
regelt sich also selbst. Um eine bestimmte Temperatur
einzustellen, ist also nur eine konstante Spannungsvorgabe
erforderlich, eine Regelung oder gar ein Thermoelement kann
entfallen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
Unteransprüchen angegeben:
Eine automatische Begrenzung der mit der Heizvorrichtung
maximal erreichbaren Temperatur kann gemäß einer ersten
Weiterbildung der Erfindung dadurch ereicht werden, dass ein
PTC-Material verwendet wird, dessen Temperatur-Widerstands-
Kennlinie ab einer bestimmten Temperatur in der Art eines
"Knicks" seine Steigung verändert.
Vorteilhafterweise wird die Heizschicht durch ein thermisches
Verfahren, insbesondere durch Plasmabeschichten, Aufdampfen,
o. ä., aufgebracht. Dies ist bei einer Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen. Ein solches thermisches Verfahren ist
auf der einen Seite preiswert und ermöglicht auf der anderen
Seite eine optimale Haftung der Schichten einerseits an dem
Trägerelement und andererseits untereinander.
Eine andere Weiterbildung zecihnet sich dadurch aus, dass die
Heizschicht ein Keramikpulver umfaßt. Hierdurch wird sie
besonders thermostabil und ist gut herstellbar.
Die Heizschicht kann auch ein Metallpulver umfassen, was ihre
Aufbringbarkeit auf das Trägerelement verbessert.
Bei der anderen Weiterbildung der Erfindung ist die das
Trägerelement aus einem elektrisch leitenden Material
hergestellt und zwischen Heizschicht und Trägerelement ist
eine elektrisch isolierende Schicht vorhanden. Oft bieten sich
wegen der einfachen Herstellbarkeit Trägerelemente aus Metall
an; Metalle sind jedoch elektrisch leitend. Daher muss in
diesem Fall die Heizschicht gegenüber dem Trägerelement durch
eine Schicht elektrisch isoliert werden. Durch diese
Weiterbildung kann also die erfindungsgemäße Heizeinrichtung
bei üblichen metallischen Trägerelementen eingesetzt werden.
Dabei kann die bei dieser Weiterbildung vorgesehene elektrisch
leitende Eigenschaft des Trägerelements dazu genutzt werden,
die elektrische Leistung der Heizschicht zuzuführen oder sie
von der Heizschicht abzuführen. Dies ist dann möglich, wenn es
sich, wie eine andere Weiterbildung der Erfindung vorsieht,
bei der elektrischen Leistungsquelle um eine
Niederspannungsquelle handelt und die Heizschicht an einer
Stelle mit dem Trägerelement elektrisch verbunden ist.
Auf eine die Heizschicht von dem Trägerelement elektrisch
isolierende Schicht kann dann verzichtet werden, wenn das
Trägerelement selbst aus einem elektrisch isolierenden
Material hergestellt ist. Hierzu zählen insbesondere viele
temperaturbeständige Kunststoffe, aber auch
Keramikmaterialien. In diesem Fall können auch höhere
Spannungen zur elektrischen Leistungsversorgung der
Heizschicht verwendet werden, ohne dass eine elektrisch
isolierende Schicht erforderlich ist.
Die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch
Personen wird durch eine Weiterbildung erleichtert, bei der
auf der dem Trägerelement entgegengesetzten Seite der
Heizschicht eine elektrisch isolierende Schicht vorhanden ist.
Diese Schicht schützt den Benutzer davor, mit der
stromführenden Heizschicht in direkten Kontakt zu kommen.
Ein Beispiel für ein bevorzugtes Material für die elektrisch
isolierenden Schichten ist Aluminiumoxid (Al2O3), aber auch
Zirkonoxid. Grundsätzlich gilt, dass zumindest die zwischen
Heizschicht und Trägerelement vorgesehene Isolierschicht zwar
elektrisch ein guter Isolator, thermisch jedoch ein schlechter
Isolator sein sollte. Ferner sollte das Material
temperaturstabil sein und die Wärmedehnungen des
Trägerelements mitmachen. Dies ist bei Aluminiumoxid als auch
bei Zirkonoxid der Fall.
Eine gute Haftung der Isolierschichten wird dann erreicht,
wenn sie durch ein thermisches Verfahren, insbesondere
Plasmabeschichten oder Aufdampfen, aufgebracht sind.
Eine Weiterbildung der Heizvorrichtung zeichnet sich dadurch
aus, dass die Dicke der Heizschicht über die Erstreckung des
Trägerelements variiert, vorzugsweise so, dass im Betrieb eine
über die Länge konstante Temperaturdifferenz zwischen dem
Trägerelement und dem zu erhitzenden Material bzw. Stoff
erreicht wird. Hierdurch wird der Tatsache Rechnung getragen,
dass sich die Temperatur des zu erhitzenden Materials über die
Ersteckung des Trägerelements verändern kann (z. B. kältere
Temperatur am Rand). Durch eine Veränderung der Temperatur der
Heizschicht über die Länge kann die Aufwärmung optimiert
werden und ggf. die Erstreckung der für das Erwärmen
notwendigen Heizschicht reduziert werden.
Als optimal haben sich die in einem Unteranspruch angegebenen
Schichtstärken herausgestellt. Danach liegt die Schichtstärke
mindestens einer der Schichten im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm,
vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,1 mm. Die genannten
Dicken bilden, was die Heizschicht betrifft, einen Widerstand,
welcher für die Erzielung der notwendigen Temperaturen im
Bereich bis zu 4000°C erforderlich ist. Im Hinblick auf die
elektrisch isolierenden Schichten wiederum sorgen die
angegeben Schichtstärken für eine möglichst geringe thermisch
isolierende Wirkung.
In Weiterbildung der Erfindung werden ferner verschiedene
bsonders bevorzugte Anwendungen genannt. So kann die
Heizvorrichtung vorzugsweise zum Erwärmen von einem Brenner
zuzuführendem Heizöl, als Durchlauferhitzer für Wasser, als
Kochplatte, zur Erwärmung des Kühlwassers in Kfz, zur
Scheibenheizung, zur Tragflächenenteisung bei Flugzeugen oder
als Warmhalteplatte verwendet werden.
Zur Erwärmung von Fluiden eignet sich die Weiterbildung der
Erfindung, bei der das Trägerelement ein röhrförmiges Element
umfaßt.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
mit rohrförmigem Trägerelement umfaßt dieses eine
Brennstoffleitung mit einem Einlaß und einem Auslaß, wobei dei
Heizschicht zumindest bereichsweise auf eine Wand der
Brennstoffleitung aufgebracht ist. Bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird also auf eine Heizwendel und die mit ihr
zusammenhängende geringe Kontaktfläche zum Brennstoff
vollkommen verzichtet. Stattdessen wird zumindest ein Bereich
der Wand der Brennstoffleitung durch die Heizschicht erwärmt.
Die auf diese Weise geschaffene Kontaktfläche zwischen der
erwärmten Wand der Brennstoffleitung und dem Brennstoff selbst
ist erheblich größer als die Kontaktfläche zwischen dem
Brennstoff und einer Heizwendel, so dass die Temperatur der
Wand selbst geringer sein kann, was die Gefahr der
Brennstoffdampfbildung verringert. Natürlich ist dieser
Vorteil um so spürbarer, je größer die von der Heizschicht
erwärmte Wandfläche der Brennstoffleitung ist. Es ist daher am
besten, wenn die Stellen, an denen die Pole der elektrischen
Leistungsquelle mit der Heizschicht verbunden sind, möglichst
weit voneinander beabstandet, z. B. einerseits am Einlass und
andererseits am Auslass angeordnet sind.
Bei einer Weiterbildung weist die Brennstoff leitung an einem
Ende eine Einspritzdüse auf. Dies hat den Vorteil, dass der
Weg von dem erwärmten Bereich bis zur Einspritzdüse relativ
kurz ist. Ggf. kann auch die Einspritzdüse durch eine
entsprechende Beschichtung mit aufgeheizt werden, was die
Bildung eines optimalen Brennstoff-Sprays zusätzlich fördert.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung ist in einem anderen
Unteranspruch angegeben: Danach umfasst die Brennstoffleitung
mindestens im Bereich der Heizschicht einen Ringraum, durch
den der Brennstoff geleitet wird. Auf diese Weise wird das
tatsächlich zu erwärmende Brennstoffvolumen reduziert, was
einerseits die einzubringende Heizleistung reduziert und
andererseits die Temperaturverteilung im durch die
Brennstoffleitung fließenden Brennstoff verbessert sowie die
Regelungs-Reaktionszeit verkürzt.
Ferner ist noch eine besonders leicht handzuhabende
elektrische Kontakteinrichtung für die Heizschicht genannt:
Danach weist die Vorrichtung mindestens einen auf die
Brennstoffleitung aufschiebbaren Kontaktring auf, der die
Heizschicht elektrisch kontaktiert. Ein derartiger Kontakt
kann z. B. über eine Schneide erfolgen, die beim Aufschieben
eine ggf. auf der Heizschicht vorhandene elektrische
Isolierschicht aufritzt und sich in die Heizschicht eingräbt,
so dass ein sicherer Kontakt gewährleistet ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die einzige Figur im Detail erläutert.
In der Figur trägt eine Vorrichtung zum Erwärmen von
Brennstoff insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie ist teilsweise
gebrochen dargestellt und umfasst ein Rohr 12, welches an
seinem in der Figur linken Ende einen Auslass 13 aufweist und
durch ein Düsenstück 14 verschlossen ist. Das Düsenstück 14
ist im Rohr 12 verschweißt. An seinem in der Figur rechten
Ende ist das Rohr 12 offen, so dass ein Einlass 11 gebildet
wird. Es kann an diesem offenen Ende mit einem nicht
dargestellten Gewinde versehen sein, mit dem es an eine
Brennstoff zufuhr anschließbar ist. Im Düsenstück 14 befindet
sich eine mittige Düsenöffnung 16 mit sich nach außen hin
verjüngendem Querschnitt, durch die im Betrieb der Brennstoff
aus dem Rohr 12 austritt und ein Brennstoff-Spray erzeugt
wird.
Koaxial zum Rohr 12 ist in seinem Inneren ein hohler
Verdrängungskörper 18 vorhanden. Er stützt sich an seinem in
der Figur linken Ende mit Füßen 20 in entsprechenden
Ausnehmungen 22 im Düsenstück 16 ab. An seinem in der Figur
rechten Ende ist er durch einen Distanzring 24 gegenüber der
Innenwand des Rohrs 12 gehaltert. In dem Distanzring 24 sind
über den ganzen Umfang verteilt Durchbrüche 26, durch die im
Betrieb der Brennstoff in einen zwischen dem
Verdrängungskörper 18 und dem Rohr 12 gebildeten Ringraum 28
strömen kann.
Bei dem Rohr 12 handelt es sich um ein übliches Stahlrohr, wie
es für Brennstoffleitungen, z. B. Zuleitungen von Heizöl zu
Heizölbrennern, verwendet wird.
Auf seine radial außen liegende Mantelfläche ist eine
elektrisch isolierende Schicht 30 aus Aluminumoxid durch
Plasmaschweißen aufgebracht. Die Dicke der elektrisch
isolierenden Schicht beträgt ca. 0,1 mm. Auf die elektrisch
isolierende Schicht 30 ist wiederum eine Heizschicht 32 durch
Pulver-Plasmaschweißen aufgebracht, welche sich jedoch, im
Gegensatz zur isolierenden Schicht 30, nicht über die gesamte
Länge des Rohres 12 erstreckt, sondern in einer Distanz a vor
den jeweiligen Enden des Rohres 12 endet.
Vom einlassseitigen Ende 11 zum auslassseitigen Ende 13 hin
verringert sich die Schichtstärke der Heizschicht 32 von
anfangs ca. 0,1 mm bis auf ca. 0,05 mm. Bei dem Material der
Heizschicht 32 handelt es sich um eine Nickel-Chrom-Eisen-
Legierung, welche einen positiven Widerstands-
Temperaturkoeffizienten (PTC) aufweist. Die Nickel-Chrom-
Legierung ist in eine Basis aus einem pulverförmigen
Keramikmaterial eingebunden. Auf die Heizschicht 32 wiederum
ist eine äußere elektrisch isolierende Schicht 34 ebenfalss
durch Plasmaschweißen aufgebracht, welche ebenfalls aus
Aluminiumoxid besteht und von den jeweiligen Enden des Rohres
12 um eine Distanz b beabstandet ist. Diese Distanz b ist
etwas größer als die Distanz a, so dass die jeweiligen Enden
der Heizschicht 32 frei liegen.
Auf das Rohr 12 mit den Schichten 30, 32 und 34 ist an seinen
beiden Enden, also an voneinander beabstandeten Stellen,
jeweils ein Kontaktring 36 bzw. 38 aufgeschoben. Die beiden
Kontaktringe 36 und 38 sind aus einem elektrisch isolierenden
Material, z. B. einem Kunststoff, hergestellt. Ihre dem Rohr 12
zugewandte, also radial innenliegende, Ringfläche ist leicht
gestuft ausgebildet, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass
die äußere elektrisch isolierende Schicht 34 um eine Distanz b
und die Heizschicht 32 um eine Distanz a vor dem jeweiligen
Ende des Rohres 12 endet. In die Kontaktringe 36 und 38 ist
jeweils ein Kontaktstift 40 bzw. 42 eingesetzt, welcher aus
einem elektrisch leitenden Material ist und einerseits die
Heizschicht 32 kontaktiert und andererseits über eine
elektrische Leitung 45 und eine Steuereinheit 46 mit einer
Spannungsquelle 44 verbindbar ist.
Die Vorrichtung 10 funktioniert folgendermaßen:
Über eine in der Figur nicht dargestellte Pumpe und eine
ebenfalls nicht dargestellte Zuführleitung wird Brennstoff,
z. B. Heizöl, entsprechend den Pfeilen 48 in der Figur vom
Einlass 11 zum Auslass 13 durch das Rohr 12 hindurchgeleitet.
Im Rohr 12 steht dabei im Bereich der Längserstreckung der
Heizschicht 32 nur der Ringraum 28 zwischen dem
Verdrängungskörper 18 und der radial innen liegenden
Mantelfläche des Rohres 12 zur Verfügung. Es sei an dieser
Stelle darauf hingewiesen, dass weder der Verdrängungskörper
28 noch die Heizschicht 32 bzw. die Isolierschichten 30, 34
sich unbedingt über die gesamte Länge des Rohres 12 erstrecken
müssen. Je größer allerdings die Kontaktfläche zwischen
beheizter Wand und Brennstoff ist, umso besser gestaltet sich
das Erwärmen des Brennstoffs.
Wenn durch die Steuereinheit 46 bewirkt wird, dass der aus der
Spannungsquelle 44, der Leitung 45, den Kontaktstiften 40 und
42 und der Heizschicht 32 gebildete Stromkreis geschlossen
wird, führt dies zu einer Erwärmung der Heizschicht 32
zwischen den Kontaktringen 36 und 38, also im wesentlichen
über die gesamte Länge des Rohres 12. Diese Erwärmung ist
aufgrund der größeren Schichtstärke der Heizschicht 32 im
Bereich des einlassseitigen Endes 11 geringer als am
auslassseitigen Ende 13, an dem die Heizschicht 32 eine
geringere Schichtstärke aufweist. Die Erwärmung der
Heizschicht 32 wird durch die elektrisch isolierende Schicht
30 hindurch an das Rohr 12 übertragen, so dass sich das Rohr
12 im wesentlichen über seine gesamte Länge und seine gesamte
Umfangserstreckung in der gewünschten Weise erwärmt. Durch
eine geeignete Materialwahl für das Düsenstück 14 wird darüber
hinaus dafür gesorgt, dass durch Wärmeleitung auch das
Düsenstück 14 und die Düsenöffnung 16 entsprechend erwärmt
werden.
Auf dem Weg vom einlassseitigen Ende 11 zum auslassseitigen
Ende 13 strömt der Brennstoff (Pfeile 48) an der erwärmten
Innenwand des Rohres 12 vorbei und wird hierdurch im Verlauf
des Strömungsweges ebenfalls erwärmt. Aufgrund der Veränderung
der Schichtdicke der Heizschicht 32 steigt auch die Temperatur
des Rohres 12 vom einlassseitigen Ende 11 zum auslassseitigen
Ende 13 hin, so dass die für den Wärmeübergang zwischen Rohr
12 und Brennstoff 48 maßgebliche Temperaturdifferenz über den
Strömungsweg des Brennstoffs 48 hinweg im wesentlichen
konstant gehalten werden kann. Auf diese Weise kann über eine
relativ kurze Strömungsdistanz eine große thermische Energie
in den Brennstoff 48 eingekoppelt werden.
Durch die Isolierschichten 30 und 34 werden die die
Vorrichtung 10 handhabende Personen zuverlässig vor einem
Kontakt mit stromführenden Elementen geschützt. Darüber hinaus
kann das Material und die Dicke der Schicht für die äußere
Isolierschicht 34 so gewählt werden, dass sie auch eine
thermische Isolierung bewirkt, wodurch der Energieeinsatz
nochmals verringert wird. Es versteht sich ferner, dass
anstelle einer Gleichstromquelle auch eine Wechselstromquelle
mit höherer Spannung verwendet werden kann.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner
auch auf der radial außen liegenden Mantelfläche des
Verdrängungskörpers 18 ein aus isolierenden Schichten und
einer Heizschicht bestehender Aufbau vorhanden, so dass die
beiden Begrenzungswände des gebildeten Ringraumes geheizt und
eine noch bessere Erwärmung des Brennstoffes erzielt werden
kann.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird
auf den Kontaktring an einem Ende des Rohres verzichtet.
Stattdessen ist die innere elektrisch isolierende Schicht,
also jene, welche die Heizschicht vom Rohr elektrisch
isoliert, an diesem Ende etwas zurückgenommen, so dass die
Heizschicht an dieser Stelle das Rohr elektrisch kontaktiert.
In diesem Fall, der aus Sicherheitsgründen natürlich nur beim
Einsatz einer Niederspannungsquelle möglich ist, kann das Rohr
als eine der beiden Zuführungen für die elektrische Leistung
verwendet werden.
Claims (19)
1. Elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für Fluide wie
z. B. flüssigen Brennstoff (48), mit einem einen
elektrischen Widerstand (32) umfassenden Heizelement,
welches an eine elektrische Leistungsquelle (44)
anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das
Heizelement ein Trägerelement (12) umfaßt, auf das eine
elektrisch leitende Heizschicht (32) aus einem PTC-
Material mit positivem Temperatur-Widerstandsko
effizienten aufgebracht ist, und die Heizschicht (32) an
mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen an die
elektrische Leistungsquelle (44) anschließbar ist.
2. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass ein PTC-Material verwendet wird,
dessen Temperatur-Widerstands-Kennlinie bei einer
bestimmten Temperatur eine Steigungsänderung in der Art
eines "Knicks" aufweist.
3. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (32) durch
ein thermisches Verfahren, insbesondere Plasmabeschichten
oder Aufdampfen, auf das Trägerelement (12) aufgebracht
ist.
4. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht
ein Keramikpulver umfaßt.
5. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht
ein Metallpulver umfaßt.
6. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Trägerelement (12) aus einem elektrisch leitenden
Material hergestellt und zwischen Heizschicht (32) und
Trägerelement (12) eine elektrisch isolierende Schicht
(30) vorhanden ist.
7. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrischen
Leistungsquelle um eine Niederspannungsquelle handelt und
die Heizschicht an einer Stelle mit dem Trägerelement
elektrisch verbunden ist.
8. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass das Trägerelement aus einem
elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem
temperaturbeständigen Kunststoff, hergestellt ist.
9. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem
Trägerelement (12) entgegengesetzten Seite der
Heizschicht (32) eine elektrisch isolierende Schicht (34)
vorhanden ist.
10. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Isolierschichten (30, 34) Aluminiumoxid Al2O3 umfassen.
11. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Isolierschichten (30, 34) durch ein thermisches
Verfahren, insbesondere Plasmaschweißen, aufgebracht
sind.
12. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der
Heizschicht (32) über die Erstreckung des Trägerelements
(12) variiert, vorzugsweise so, dass im Betrieb eine über
die Erstreckung konstante Temperaturdifferenz zwischen
Trägerelement (12) und zu erhitzendem Material (48)
erreicht wird.
13. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtstärke
mindestens einer der Schichten (30, 32, 34) im Bereich
von 0,02 bis 0,2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis
0,1 mm, liegt.
14. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement
zum Erwärmen von einem Brenner zuzuführendem Heizöl, als
Kochplatte oder als Warmhalteplatte verwendet wird.
15. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass das Trägerelement ein rohrförmiges
Element (12) umfaßt.
16. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass das rohrförmige Element eine
Brennstoff leitung (12) mit einem Einlaß (11) und einem
Auslaß (13) umfaßt und die Heizschicht (32) zumindest
bereichsweise auf eine Wand der Brennstoffleitung (12)
aufgebracht ist.
17. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die Brennstoffleitung (12) an einem
Ende eine Einspritzdüse (16) aufweist.
18. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 16
oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
Brennstoffleitung (12) mindestens im Bereich der
Heizschicht (32) einen Ringraum (28) umfaßt, durch den
der Brennstoff (48) geleitet wird.
19. Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 16
bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen
auf die Brennstoffleitung (12) auf schiebbaren Kontaktring
(36, 38) aufweist, der die Heizschicht (32) elektrisch
kontaktiert.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Inventor name: RUSSEGGER, ELIAS, OBERSCHEFFAU, AT |
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