DE1806723A1

DE1806723A1 - Elektrische Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE1806723A1
Application number: DE19681806723
Authority: DE
Inventors: Gerds Dipl-Ing Hermann
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1968-11-02
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1970-05-27

Description

Elektrische Heizeinrichtung I)ie Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Ileizeinrichtung mit einem auf eine zu erwärmende Fläche unter Zwischenlage einer Isolationsschicht aufgebrachten elektrischen Heizleiter. Derartige Einrichtungen finden als Flächenheizung zur Erwärmung angrenzender Medien beliebigen Aggregatszustandes vielfältige Verwendung.
Als Isolationsmaterial sind Glimmererzeugnisse bekannt. Die Schichtdicke ist so gro bemessen, daß die Isolation des Heizkörpers von der Fläche eine hinreichende elektrische Durchschlagsfestigkeit der Einrichtung ergibt. Bei Betriebsspannungen, die über den Niederspannungsbereich hinausgehen, ist jedoch eine so starke Glimmerschicht erforderlich, daß die Wärmeübertragung vom heizkörper auf die Fläche wesentlich behindert sein kann.
Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, als Isolationsmaterial für die Einrichtung Kunststoff, z.B. Phenol-Formaldehyd-Harz oder Polyvinylchlorid zu verwenden. r)iese Werkstoffe weisen schon bei geringen Schichtdicken eine ausreichende elektrische Isolierfähigkeit auf, sind aber nur in engen Grenzen temperaturfest und dariiberhinaus feuchtigkeitsempfindlich.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, deren Isolationsschicht bei ausreichender Spannungsfestigkeit auch bei höherer elektrischer 13eanspruchung imstande ist, die Wärme vom Heizkörper auf die Fläche ohne naciteiligen Wärmestau zu übertragen und temperaturfest ist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Isolationsschicht aus mindestens zwei lagen besteht, von denen die dem Heizleiter zugewandte Jage aus einem Glimmererzeugnis und die der zu beheizenden Fläche zugewandte Lage aus Kunststoff gebildet ist. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Polytetrafllloraethylen (PTFf ) herausgestellt, weil dieser Kunststoff in Verbindung mit Glimmer eine hervorragende Spannungs- und Temperaturfestigkeit der Isolation ergibt, die bei gleicher Wärmeleitfähigkeit mit einem der Werkstoffe allein nicht zu erzielen ist. Durch ein Glasseidengewebe zwischen der Glimmerlage und dem heizkörper kann die Isolationsschicht mechanisch verfestigt sein.
Für die z.B. in haushaltsgeräten, wie 1)urchlauferhitzer o.dgl.
auftretenden Temperatur- und Spannungsbelastungen ist es zweckmäßig, die Stärke der Isolationsschicnt im Verhältnis von Kunststoff zu Glimmer etwa wie 3:4 aufzubauen. Die absolute Stärke der Isolationsschicht wird so gewählt, daß die erforderliche Spannungsfestigkeit erreicht ist. Das Temperaturgefälle vom Heizleiter zu der zü beheizenden Fläche entspricht der Wärmebeständigkeit der verwendeten Lagenwerkstoffe. Auf der Heizleiterseite ist die Isolationsschicht bis zu 5000C und auf der entgegengesetzten, durch Wärmeabfuhr gekühlten Seite bis zu 2600C temperaturfest.
Anhand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und dessen Aufbau näher erläutrt.
Die Figur zeigt als perspektivische Schnittzeichnung ein Element aus einer beheizten Fläche mit einer metallischen Wandung 2, an deren einer Seite das zu erwärmende .Hedium qY angrenzt.
Die andere Seite der Wandung 2 trägt die Tsolationsschieht 4, die aus einer Lage Kunststoff 5 und einer Lage Glimmer -6 gebildet ist. Die Stärken der Lagen 5 und 6 sind zweckmäßig so gewählt, daß sie sich in den Dicken etwa wie 3:4 verhalten. Für die Isolationsschicht 4 ergi-bt sich dann einerseits die beste Spannungs- und Temperaturfestigkeit, andererseits eine gute Wärmeleitfähigkeit . Die absolute Stärke der PTFE-Schicht 5 wird bei einer Prüfspannung von 1250 V und einer spezifischen lleizleiterbelastung von 30 W"cm2 mit etwa 0,1 mm und die absolute Stärke der Glimmerschicht 6 mit ca. 0,12 mm gewählt. In manchen Anvendungsfällen kann anstelle von PTFE z.B. Polyimid verwendet ein.
Auf der der Wandung 2 abgewandten Seite der Isolationsschicht 4 ist zur mechanischen Verfestigung der Isolationsschicht ein Glasseidengewebe 7 aufgebracht, auf dem sich elektrische Heizbänder 8 als Heizleiter befinden. Mit den Anschlußfahnen 11 und 12 sind die Heizbänder 8 in einen nicht näher dargestellten fleizstromkreis eingeschleift.
Eine besonders einfache Aunenisolation wird durch eine Schicht 9 aus Glasseide o.dgl. erreicht, die auf die Heizbänder 8 aufgelegt ist. Durch die Schicht 9 sind die spannungsführenden Heizbänder 8 vor Berührung geschützt und gleichzeitig ist die Wäroezufuhr nach außen weitgehend unterbunden. Der thermische Wirkungsgrad der Einrichtung kann auch dadurch erhöht werden, daß die Schicht 9 mit einer Aluminiumfolie 10 hinterlegt first.
Die einzelnen Lagen 5 und 6 der Isolationsschicht 4 können zur Erhöhung der mechanischen und elektrischen Festigkeit der Einrichtung miteinander und gegebenenfalls mit den Heizbändern 8 und der die Außenisolation bildenden Schicht 10, z.B. durch Klebung, verbunden sein.
Mit der erfindungsgemälden Einrichtung lassen sich viele Heizungszwecke erfüllen. Der Fläche 2 kann jede erdenkliche Form gegeben werden. b ist es z.B. möglich, die Fläche 2 als Oberfläche eines von Flüssigkeit durchströmten llohres auszubilden, wodurch sich eine besonders einfache und billige Anwendungsmöglichkeit der Einrichtung, z.B. für elektrische urchlauferhitzer hoher Leistung, ergibt.
8 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1) Elektrische Heizeinrichtung mit einem auf eine zu erwärmende Fläche unter Zwischenlage einer Isolationsschicht aufgebrachten elektrischen Heizleiter, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dai3 die Isolationsschicht aus mindestens zwei Lagen besteht, von denen die dem lleizleiter zugewandte Lage aus einem Glimmererzeugnis o.dgl. und die der zu beheizenden Fläche zugewandte Lage aus Kunststoff wie Polytetrafluoraethylen (PTFE) oder polyimid gebildet ist.
2) ileizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenstärke von Kunststoff zu Glimmer sich angenähert wie 3:4 verhält.
3) Heizeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem heizleiter zugewandte Seite der Glimmerlage mit Glasseidengewebe verstärkt ist.
4) lleizeinrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Isolationsschicht elektrische lleizdrähte oder -bänder autgebracht sind.
5) Heizeinrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß aut die Isolationsschicht eine elektrisch leitende Schicht als Heizkörper aufgebracht ist.
6) Heizeinrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Heizkörper eine Auenisolation, z.B. aus Glasseide oder Glimmer, aufgebracht ist.
7) Ileizeinrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dall die Aulsenisolation durch eine Aluminiumfolie o.dgl.

umkleidet ist.
8) Heizeinrichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lagen der Isolationsschichten miteinander und gegebenenfalls mit dem heizleiter und der Umkleidung, z.B. durch Klebung, verbunden sind.