DE1515216A1

DE1515216A1 - Heizelement

Info

Publication number: DE1515216A1
Application number: DE19641515216
Authority: DE
Inventors: Howorth George Matthew; Allan Kirton Wright
Original assignee: Thermal Syndicate Ltd
Current assignee: Thermal Syndicate Ltd
Priority date: 1963-01-21
Filing date: 1964-01-20
Publication date: 1969-12-18
Also published as: FR1380190A

Description

"Heizelement" Die Erfindung betrifft ein Heizelement mit einem durchsichtigen oder durchscheinenden Quarzglasrohr und einem innerhalb des Rohres verschiebbaren Trennwandstreifen aus elektrisch isolierendem feuerfesten Material, der das Rohr über den größten Teil seiner in Länge zwei Kammern unterteilt, in denen jeweils ein Widerstandsdraht untergebracht ist.
Aus der französischen Patentschrift 1 143 605 ist ein Heizelement bekannt, bei dem in einem Quarzaußenrohr ein weiteres Quarzrohr untergebracht ist, In dem Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Quarzrohr ist eine Heizwendel verlegt. Im Innenraum des inneren Quarzrohres ist ebenfalls eine Heizwendel verlegt. Beide Heizwendeln sind in Reihe geschaltet.
Diese Konstruktion ist zweifellos aufwendig und schließt die Gefahr in sich, daß es. zu einem Wärmestau ii:@ inneren Quarzrohr kommt.
Bekannt ist ferner ein elektrischer Tauchsieder (britische Patentschrift 714 436) aus einem hitzebeständig£:;i Glas, beispielsweise Pyrex, bei dem in einem Außenrohr ein glatter Trennwandstreifen untergebracht ist und die Rohrwendel in der einen durch diesen Trennwandstreifen im Rohr gebildeten Kammer nach unten läuft, über die untere Kante des Trenawandstreifens umkehrt und in der anderen Kammer wieder zurückgeführt ist.
Bei dieser Konstruktion besteht die Gefahr, daß die Heizwendeln beim Heißwerden nach unten durchsack-n, sich dadurch einige Windungen berühren und es zum Kurzschluß und Durchbrennen der Heizwendel kommen kann. Aufgabe der Erfindung ist es, die zuletzt genannte Konstruktion so auszugestalten, daß die angedeuteten Gefahren vermieden sind. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Trennwand-streifen unter Bildung wendelförmiger Kammern mehrmals um die Längsachse des Rohres verdrillt ist.
Durch diese Verdrillung legen sich die Heizdrähte auf die unter ihnen liegende Wendelfläche auf und können so nicht wie bei der bekannten Konstruktion über die gesamte Rohrlänge durchsacken und Kurzschlüsse verursachen.
Die wendelförmige Anordnung von Heizdrähten in einem elektrischen Heizelement ist zwar bereits bekannt (USA-Patentschrift 2 824 199). Aus dieser Patentschrift läßt sich jedoch nichts in Richtung der Erfindung ent-nehmen. Die Heizdrähte sind hier auf einen verdrillten Stützkörper gelagert, der einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist. Außerdem sind die der abgebildeten Kammern mit einem körpigen Isolator gefüllt, der durch Vibrieren oder Einstampfen vollständig eingefüllt wird. Beim Gehäuse handelt es sich darüberhinaus nicht um ein Quarzglasgehäuse, sondern um ein Metallgehäuse.
Im Gegensatz dazu wird bei der Kon- struktion das Heizelement lediglich auf dem verdrillten Streifen gelagert. Dieser Streifen ist leicht herzuetellen, wodurch sich unter mindestens gleichguter Lagerung eine wesentlich einfachere Konstruktion ergibt. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Konstruktion tion dann, wenn das Heizelement der Gefahr ausgesetzt ist, daB Schwingungen in Längsrichtung auf das Heizelement ,wirken. Hierfür ist die Konstruktion, die lediglich durch einen glatten Streifen das Rohr in zwei Kammern unterteilt, praktisch völlig ungeeignet, weil die Heizwendeln dabei so zusammengestaucht werden können, daß Kurzschlüsse unvermeidlich sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung weist der Widerstandsdraht in jeder Kammer unabhängig vom Widerstandsdraht in der anderen Kammer einen gesonderten elektrischen Endanschluß auf.
Das erfindungsgemäße Heizelement kann noch dadurch weiter verbessert werden, daß die Drähte Zuführungs- und Rückleitungsteil einer einzigen Heizwendel sind und an einem Ende des Rohres an Netzanschlüsse anschließen.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Heizelement; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 und in Fig. 3 einen Schnitt durch ein vollständiges Heizelement gemäß der Erfindung. Nach den Figuren 1 und 2 besteht das Strahlungsheizele -ment aus einem Quarzglasrohr 1 mit einer Quarzglastrennwand 5, die in das Rohr zur Aufteilung des Rohres über seine Länge in zwei Kammern eingeführt ist. Die Trennwand besteht aus einem Quarzglasstreifen, der um die Achse des Rohres verdrillt ist, so daß zwei verdrillte Kammern entstehen, wie man aus Fig. 3 erkennen kann.
In den Kammern ist ein erstes Drahtstück 3, vorzugsweise eine Drahtwendel, sowie ein zweites Drahtstück 4,.vorzugsweise ebenfalls eine Drahtwendel, untergebracht. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 schließen die beiden Drahtwendeln 3 und 4 aneinander an. Die Wendellängen 3 und 4 können an einem Ende mit einem Anschluß versehen sein, wobei die beiden Anschlüsse an jedem Ende des Rohres voneinander elektrisch isoliert sind. Diese Ausführungsform ermöglicht den Betrieb des Heizelementes mit der einen, der anderen oder mit beiden Widerstandsdrahtlängen. So arbeitet beispielsweise die Länge 3 mit 250 Watt und die Iänge 4 mit 500 Watt, wobei man entweder das Element mit 250 Watt betreibt-, d. h. nur die hänge 3 erregt, oder mit 500 Watt betreibt, d. h. nur die Länge 4 erregt, oder das Gerät unter Erregung beider Längen mit 750 Watt arbeiten läßt. In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform wiedergegeben: Diese Ausführungsform enthält ein Quarzglasrohr mit kreisförmigem Querschnitt, welches an einem Ende verschlossen ist. Die Trennwand besteht wieder aus einem Quarzglasstreifen 7, dessen Breite etwas kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 6 ist. Der Streifen ist um die Achse des Rohres mehrmals um sich selbst verdrillt. Die hänge des verdrillten Streifens ist etwas geringer als die innere Länge des Rohres und ein Ende 8 des Streifens ist mit einer flachen Rille versehen, die mittig bezüglich der Breite des Streifens und senkrecht dazu angeordnet ist. Das Eüe 9 des Streifens ist an einem zylindrischen Verschlußstopfen 10 für das offene Ende des Rohres befestigt. Eine geeignete Länge eines wendelförmig gewickelten Widerstandsdrahtes 11 ist um den ver-drillten Streifen 7 so angeordnet, daß die Mitte der Spulenlänge 11 in der Rille sitzt. Die beiden freien. Enden 12 und 13 der Drahtwendel sind durch geeignete Löcher im Verschlußstopfen nach außen geführt.
Die Spule 11, der Streifen 7 und der Stopfen 10 werden in das offene Ende des Rohres 6 eingesetzt, worauf der Stopfen in geeigneter Weise abgedichtet wird. Die freien Eden 12 und 13 können dann zum Anlegen einer Potential-] different über die Enden der Drahtwendel verwendet wer- den,\so daß letztere aufglüht. Für diesen Zweck kann man jeden geeigneten elektrischen Anschluß verwenden. flenn das Element arbeitet, denn stützt der verdrillte Streifen 7 die hin- und zurücklaufenden Teile der Wendel 11 im Abstand ab und zwingt beide Teile, längs einer wendelförmigen Hahn um die Iäagsachse zu verlaufen, so daß das Element beim Glühen ein attraktives gestreiftes Aussehen erhält.
Diese Ausführungsform eignet sich auch besonders für eine Anordnung mit'senkrecht stehender Rohrachse, so daß der Stopfen 10 unten liegt. Der verdrillte ' Streifen 7 stützt dann die Spule ab u4d setzt ein Durchsacken und Zerstören des heißen Drahtes auf ein Einimum herab, während die elektrischen Anschlüsse bei dieser Anordnung kühl bleiben.
Mm kann das in. Fig. 3 wiedergegebene Element auch als Tauchelement verwenden, vorausgesetzt, daß der Stopfen 10 in geeigneter Weise in das offene Ende des Rohres 6 eingedichtet ist und die elektrischen Anschlüsse in geeigneter Weise geschützt sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Heizelement mit einem durchsichtigen oder durchscheinenden Quarzglasrohr und einem innerhalb des Rohres verschiebbaren T::ennwandstreifen aus elektrisch isolierendem, feuerfesten Material, 4» der das Rohr über den größten Teil seiner hänge in zwei Kammern unterteilt, in denen jeweils ein Widerstandsdraht untergebracht ist, dadurch g e k e n n z e i o h -n e t , daß der Trennwandstreifen (5, ?) unter Bil- dung wendelförmiger Kammern mehrmals um die Iängs- , achse des Rohres (1, 6) verdrillt ist. 2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Widerstandsdraht (3) in jeder Kammer unabhängig vom Widerstandsdraht (4) in der anderen Kammer einen gesonderten elektrischen mdanachluß aufweist (Fig. 2). 3. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ---z e i c h n e t , daß die Drähte (1.1) Zuführungs-und Rückleitungsteil einer einzigen Heizwendel sind und an einem Ende des Rohres an Netzanschlüsse (12, 131) anschließen.