DE10336982A1 - Heater device for warming up air in a convection/fan operation has a spiral or Greek key pattern made up of an electrical resistance heating wire - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung mit wenigstens einer Wendel oder einem Mäander aus einem elektrischen Widerstandsheizdraht.The The invention relates to an electrical device with at least one Spiral or a meander from an electrical resistance heating wire.
Derartige
Heizeinrichtungen sind bekannt, wobei der Widerstandsheizdraht als
Rund- oder Flachdraht ausgebildet ist. Zusätzlich kann der Heizdraht noch
gewellt sein. So ist eine Heizeinrichtung bekannt, bei der um einen
ebenen, länglichen
Träger aus
Isoliermetall ein gewellter Heizdraht wendelartig gewickelt ist
(
Aus diesem Grund werden für diese höheren Leistungsanforderungen Heidrähte in Flachbandausführung verwendet, die hochkant mit ihrer Schmalseite um einen eben länglichen Träger wendelartig gewickelt werden, wobei sie wiederum den Träger nur im Bereich der Seitenkanten berühren. Durch die sehr viel größere Drahtoberfläche eines Flachdrahtes lässt sich hierdurch die Oberflächenbelastung des Heizdrahtes erheblich reduzieren.Out for this reason these higher performance requirements Heidrähte in flat band design uses the upright with its narrow side around an even elongated carrier be wound helically, whereby in turn they are only in the carrier Touch the area of the side edges. Due to the much larger wire surface one Flat wire leaves the surface load of the Reduce heating wire considerably.
Nachteilig bei einer Lösung mit einem hochkant gewickelten Flachband ist allerdings zum einen die schwierige Hochkantverarbeitung eines Flachbandes und zum anderen der größere Materialbedarf, der die Materialkosten und das Gewicht erhöht. Darüber hinaus ist ein Flachbandheizdraht auch teurer als ein Runddraht.adversely with a solution with an upright flat ribbon, however, is the one difficult upright processing of a flat belt and the other the greater material requirement, which increases material costs and weight. In addition, there is a flat ribbon heating wire also more expensive than a round wire.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Heizvorrichtung mit einem elektrischen Widerstandsheizdraht zu schaffen, die eine Leistungsaufnahme von mehreren Kilowatt ermöglicht, dabei kompakt und leicht im Aufbau ist, die kostengünstig und einfach herstellbar ist, eine gute Wärmeabfuhr hat und eine eigenstabile Heizdrahtanordnung ermöglicht.task The invention is therefore a heating device with an electric Resistance heating wire to create a power consumption of allows several kilowatts it is compact and lightweight in construction, which is inexpensive and is easy to manufacture, has good heat dissipation and is inherently stable Heating wire arrangement allows.
Die Aufgabe wird durch eine elektrische Heizeinrichtung gelöst, bei der der Widerstandsdraht der Heizeinrichtung ein eigenstabiles Heizdrahtseil ist, wobei das Heizdrahtseil aus mehreren einzelnen miteinander verdrillten Heizdrähten besteht und das Heizdrahtseil überwiegend beabstandet von dem oder den Träger(n) oder ganz ohne Träger geführt ist.The Task is solved by an electric heater, at the resistance wire of the heating device is an inherently stable heating wire rope is, the heating wire rope from several individual with each other twisted heating wires exists and the heating wire rope predominantly spaced from the carrier (s) or without a carrier guided is.
Die Verwendung eines Heizdrahtseiles mit mehreren einzelnen miteinander verdrillten Heizdrähten hat gleich mehrere Vorteile.The Use of a heating wire rope with several individual together twisted heating wires has several advantages.
Im Vergleich zu einem einfachen Runddraht hat ein Heizdrahtseil bezogen auf die gleiche Querschnittsfläche eine um ein vielfaches größere Heizdrahtoberfläche. Dadurch reduziert sich erheblich die Oberflächenbelastung, wodurch der Heizdraht bei gleicher Länge mit wesentlich mehr Leistung beaufschlagt werden kann ohne durchzubrennen.in the In comparison to a simple round wire, a heating wire rope was covered to the same cross-sectional area a much larger heating wire surface. Thereby significantly reduces the surface load, which makes the Heating wire with the same length can be loaded with much more power without blowing.
Ein weiterer Vorteil gegenüber einem einfachen Ruddraht ist eine bessere Stabilität. So ist es im Gegensatz zu einer Wendel aus Runddraht bei einer Wendel aus einem Heizdrahtseil eher möglich, auf einen Träger ganz zu verzichten und die Wendel lediglich an ihren Enden festzulegen, ohne dass sich die Wendel bei Erwärmung zu stark durchbiegt. Weiterhin vorteilhaft erzeugt ein Heizdrahtseil im Gegensatz zu einem einfachen Runddraht bei einem durchströmenden Medium eine turbulente Strömung. Dadurch ist die Wärmeübertragung zwischen Heizdrahtseil und Medium gegenüber einem einfachen runden Heizdraht verbessert.On another advantage over a simple rudder wire is better stability. So is it in contrast to a spiral made of round wire with a spiral rather possible with a heating wire rope, on a carrier to do without entirely and to fix the helix only at its ends, without the coil bending too much when heated. A heating wire rope also advantageously produces in contrast to a simple round wire with a medium flowing through it is a turbulent one Flow. This is the heat transfer between heating wire rope and medium compared to a simple round heating wire improved.
Auch im Vergleich mit einer Wendel aus Flachbanddraht ergeben sich mehrere Vorteile.Also compared to a coil of ribbon wire, there are several Benefits.
Ein Vorteil ist dabei die einfache Verarbeitung des Heizdrahtseiles gegenüber einem hochkant gewickelten Flachbanddraht. Ein Heizdrahtseil kann hier ohne Probleme auf einer herkömmlichen Wickelmaschine wendelartig beabstandet um eine längliche Trägerplatte gewickelt werden. Darüber hinaus ist die Stabilität des gewickelten Heizdrahtseiles besser als bei einem hochkant gewickelten Flachbanddraht.On The advantage here is the easy processing of the heating wire rope across from an upright wound flat ribbon wire. A heating wire rope can be found here without problems on a conventional Winding machine can be wound in a helically spaced manner around an elongated support plate. About that beyond that is stability of the wound heating wire rope better than an upright wound Ribbon wire.
Ein weiterer Vorteil ist eine Gewichtseinsparung. Durch die auch im Vergleich zu einem Flachbanddraht vergrößerte Oberfläche eines Heizdrahtseiles kann bei etwa gleicher Oberflächenbelastung ein gegenüber dem Flachbanddraht kürzeres Heizdrahtseil verwendet werden bei gleichzeitig noch vermindertem Heizleiterquerschnitt. Beides zusammen bewirkt eine Gewichtsersparnis. Durch die verminderte Heizleiterlänge ist es darüber hinaus auch möglich, die Vorrichtung kompakter bei gleicher Heizleistung zu bauen. Die Gewichtsersparnis führt zusammen mit den geringeren Kosten für Runddraht gegenüber Flachbanddraht zu einer wesentlichen Kostenersparnis, die je nach Heizvorrichtung durchaus 50 betragen kann.On another advantage is a weight saving. By also in Compared to a flat wire enlarged surface of a Heating wire rope can have an approximately the same surface load compared to the Ribbon wire shorter Heating wire rope can be used while still being reduced Heizleiterquerschnitt. Both together save weight. It is moreover due to the reduced length of the heating conductor also possible, to build the device more compact with the same heating power. The Weight saving leads along with the lower cost of round wire compared to ribbon wire at a significant cost saving depending on the heater may well be 50.
Weiterhin vorteilhaft ist die bessere Wärmeübertragung vom Heizdrahtseil an das zu erwärmende Fluid, insbesondere Luft. Dies ist mit einer größeren Verwirbelung des Fluids im Bereich der Heizvorrichtung zu erklären. Während bei einem Flachbanddraht das mittig zwischen den Windungen durchströmende Fluid laminar ungehindert hindurchströmt, ohne wesentlich Wärme aufzunehmen, und nur die Bereiche Wärme aufnehmen, die unmittelbar am Flachbanddraht vorbeiströmen, erzeugt das Heizdrahtseil eine turbulente Strömung, so dass das gesamte hindurchströmende Fluid gleichmäßig Wärme aufnimmt. Dadurch kann mit weniger Leistung und kompakterer Bauweise die gleiche Menge Fluid auf eine bestimmte Austrittstemperatur erwärmt werden.Another advantage is the better heat transfer from the heating wire rope to the fluid to be heated, in particular air. This is with a larger swirl of the fluid in the area of the heating device to explain. While in the case of a flat ribbon wire, the fluid flowing through the middle between the windings flows through in a laminar manner without absorbing any significant amount of heat and only absorb the areas that flow directly past the ribbon wire, the heating wire rope generates a turbulent flow so that the entire fluid flowing through absorbs heat evenly. This means that the same amount of fluid can be heated to a certain outlet temperature with less power and a more compact design.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist ein doppelt verdrilltes Heizdrahtseil. Hierbei sind mehrere Heizdrahtseile wiederum zu einem Heizdrahtseil verdrillt. Dadurch kann man die aufgeführten Vorteile in Bezug auf Oberflächenvergrößerung, Stabilität und turbulente Strömung nochmals verstärken. Als besonders bevorzugte Ausführung ist dabei die Variante zu nennen, bei der drei Einzel- Drahtseile aus jeweils sieben Einzeldrähten nochmals gegenseitig verdrillt sind.A particularly advantageous execution The invention is a double twisted heating wire rope. in this connection If several heating wire ropes are twisted into a heating wire rope. This allows you to see the listed Advantages in terms of surface enlargement, stability and turbulent flow reinforce again. As a particularly preferred version the variant is to be mentioned, in which three individual wire ropes each seven individual wires again are twisted together.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Heizdrahtseil vorgeglüht ist. Damit ist also das Heizdrahtseil als Ganzes vorgeglüht, vorzugsweise nach dem es in die endgültige Kontur gebracht wurde.In A preferred embodiment provides that the heating wire rope preheated is. The heating wire rope is thus preheated as a whole, preferably after it is in the final Contour was brought.
Wird ein einzelner Heizdraht vorgeglüht, so wird er weicher und unelastischer und damit instabiler. Man spricht auch von Weichglühen. Überraschend hat sich gezeigt, dass ein geglühtes verdrilltes Drahtseil federnd elastisch und formstabil ist. Damit wird die gesamte Heizdrahtwendel stabil, was gerade bei der eigenstabilen Heizdrahtanordnung von großem Vorteil ist. Durch diese Stabilität ist es ggf. möglich auf einen Träger zu verzichten, da sich die Heizdrahtwendel durch die größere Formstabilität nicht durchbiegt. Eine erfindungsgemäß vorgeglühte Drahtseilwendel zieht sich nach Auseinanderziehen wieder auf ihre ursprüngliche Länge zusammen, während eine vorgeglühte Runddrahtwendel aus einem einzelnen Draht ihre gezogene Länge beibehalten würde.Becomes a single heating wire preheated, this makes it softer and less elastic and therefore more unstable. One speaks also from soft annealing. Surprised has been shown to be an annealed twisted wire rope is resilient and dimensionally stable. In order to the entire filament becomes stable, which is particularly the case with the inherently stable Large wire filament array Advantage is. This stability may make it possible to a carrier to be omitted, because the heating wire coil does not change due to the greater dimensional stability sags. A wire rope coil preheated according to the invention pulls back to its original after pulling apart Length together during one pre-annealed Round wire helix from a single wire maintain their drawn length would.
Die Erfindung sieht daher weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Heizvorrichtung vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Heizdrahtseil zunächst in seine Gebrauchskontur gebracht und anschließend in dieser Kontur vorgeglüht wird. Der Heizdraht wird also beispielsweise in Schrauben- oder Wendelformen gebracht und in dieser Kontur vorgeglüht. In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Vorglühen bei einer Temperatur zwischen 600°C und 1200°C erfolgt, bevorzugt zwischen 800°C und 1000°C.The The invention therefore further provides a method for producing a Heating device, which is characterized in that a Heating wire rope first brought into its usage contour and then preheated in this contour. The heating wire is therefore, for example, in screw or spiral shapes brought and preheated in this contour. In a preferred embodiment of the inventive method it is intended that the preheating at a temperature between 600 ° C and 1200 ° C takes place, preferably between 800 ° C. and 1000 ° C.
Ein erfindungsgemäß vorgeglühtes Heizdrahtseil kann mit Vorteil auch als Heizung in Glüh- oder Brennöfen eingesetzt werden. Ein erfindungsgemäßes Heizdrahtseil kann so beispielsweise in eine Keramikform eingelegt oder eingeschoben oder aber um ein Keramikträger gewickelt werden. Auch hier ergibt sich der erfindungsgemäße Vorteil einer Oberflächenvergrößerung gegenüber einem einfachen einstöckigen Runddraht.On Heating wire rope preheated according to the invention can also be used advantageously as a heater in annealing or kilns. A heating wire rope according to the invention can, for example, be inserted or inserted into a ceramic mold or a ceramic support be wrapped. The advantage according to the invention also results here a surface enlargement compared to one simple one-story Round wire.
Weitere Vorteile und Merkmale sind den Unteransprüchen und den beispielhaften Ausführungen entsprechend den Zeichnungen zu entnehmen. Dabei zeigt:Further Advantages and features are the subclaims and the exemplary ones Executions accordingly the drawings. It shows:
Auch
die Ausführung
nach
Die
Während beim
Vorbeiströmen
des Fluids gemäß
Claims (17)
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