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Elektrischer Heizkörper kleiner Leistung.
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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heizkörper kleiner Leistung
zum Erhitzen von mittels eines Tangentialgebläses geförderter Luft, z.B. filr Haartrockner,
mit einem zick-zack- oder mäander-förmig, vorzugsweise linear gewickelten Widerstandsheizdraht,
dessen Wendeln in einem Strömungskanal quer zur Strömungsrichtung in mehreren parallelen
Ebenen hintereinander angeordnet und in Bohrungen von mindestens zwei in Abstand
voneinander angeordneten Isolierstoffplatten gehalten sind.
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Heizkörper dieses Aufbaus sind bekannt (z.B. DT~PS'en 1 185 743 und
1 256 335). Sie zeichnen sich durch niedrige Herstellungskosten, strömungsgünstige
Form, hervorragende Eigenstabilität und gute thermische sowie elektrische Eigenschaften
(kein Durchhängen, Windungsschluß etc.) aus. Sie konnten bisher jedoch nur für Heizleistungen
von 750 W und mehr, gegebenenfalls in Zweistufenschaltung, eingesetzt werden. Dieser
Anwendungsbereich machte sie insbesondere für Heizlüfter und ähnliche Geräte geeignet.
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Bei kleineren Leistungen von beispielsweise 100 bis 300 W muß der
Widerstandsheizdraht eine wesentlich geringere Drahtstärke aufweisen. Außerdem muß
eine größere Drahtlänge in einem häufig kleineren Raum, z.B. im Strömungskanal eines
Haartrockners, untergebracht werden. Dabei kommt erschwerend hinzu, daß die Geräte,
in denen solche Heizkörper eingebaut sind, heute zumeist aus Kunststoff bestehen,
der gegen örtliche Überhitzungen sehr empfindlich ist. Um nun auf kleine Heizleistungen
zu kommen, könnten zwar die zuvor geschilderten bekannten Heizkörper miniaturisiert
werden. Dies führt jedoch, wie die Praxis gezeigt hat, zu Schäden an den Xunststoffgehäusen
und unter Umständen auch zu einem frühzeitigen Durchbrennen des Heizdrahtes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörper des eingangs
geschilderten Aufbaus so auszubilden, daß auch bei kleinen Leistungen im 100 W -
Bereich keine Gefahr für das Gerätegehäuse und den Heizdraht auftritt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise
dadurch gelöst, daß die Heizdrahtwendeln bei Rechtsumlauf des Tangentialgebläses
in Strömungsrichtung, bei Linksuntlauf entgegen der Strdmungsrichtung angestellt
sind.
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Die Praxis hat gezeigt, daß bei einfacher Miniaturisierung der bekannten
Heizkörper - der übliche Linksumlauf des Gebläses vorausgesetzt - die im Strömungskanal
oben liegenden Umkehrpunkte der Wendeln aufgldhen, wodurch die nahegelegene Wandung
des Strömungskanals überhitzt und beschädigt wird. Durch das Anstellen der Heizdrahtwendeln
wird dieser Effekt beseitigt. Es ist deshalb davon auszugehen, daß durch die erfindungsgemäße
Anordnung an den Umkehrpunkten der Heizdrahtwendeln die Wärme besser abgeführt wird,
so daß der Heizdraht nicht mehr aufglüht. Als Ursache für diesen Effekt kommen folgende
Vermutungen in Betracht: Die vom Gebläserad abgeschleuderte Luft strömt in dem Kanal
nicht geradlinig, sondern - beispielsweise bei Linkslauf - in einer nach oben gerichteten
Kurve. Die Form dieser Kurve wird nicht nur durch die Kenndaten des Gebläses und
die Form des die Strömung störenden Heizkörpers, sondern auch durch die bei eingeschaltetem
Heizkörper auftretende Konvektion beeinflußt, wobei sich jedoch als Gesamt verlauf
stets eine nach oben gerichtete Kurve ergibt. Durch das Anstellen stehen die Heizdrahtwendeln
etwa senkrecht zu dieser Strömungskurve. Ferner ist die obere Isolierstoffplatte
in Richtung auf das Gebläse vorgeschoben undsorgt damit sofort für Turbulenzbildung
mit der Folge besserer Wärmeabführung. Auch ist dafür Sorge getragen, daß sich die
Umkehrpunkte der Wendeln nicht im Strömungsschatten befinden. Schließlich dürfte
diese Anstellung der Heizdrahtwendeln in etwa dem vorhandenen Geschwindigkeits profil
entsprechen, indem bei dieser Ausbildung über die gesamte Länge jeder einzelnen
Wendel etwa die gleiche Luftgeschwindigkeit herrscht.
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Die Heizdrahtwendeln können unter einem Winkel von 10 bis 300 angestellt
sein. Vorzugsweise jedoch beträgt der Anstellwinkel ca. t50.
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Werden, wie an sich bekannt, zwei oder mehr zur Strömungsrichtung
parallele Isolierstoffplatten zur Halterung der Heizdrahtwendeln vorgesehen, so
sind diese Isolierstoffplatten erfindungsgemäß in Strömungsrichtung um den Anstellwinkel
gegeneinander versetzt. Damit sind auch die in den Isolierstoffplatten vorgesehenen
Reihen von Bohrungen bzw Löchern, durch welche die Wendeln hindurchgesteckt werden,
um den Anstellwinkel gegeneinander versetzt, so daß sich des Anstellwinkel der Heizdrahtwendeln
ohne weiteres beim Einstecken derselben ergibt. Stattdessen kann aber auch der gesamte
Heizkörper, also mit senkrecht zu den Isolierstoffplatten angeordneten Heizdrahtwendeln
um den genannten Winkel angestellt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die ubereinanderliegenden
Isolierstoffplatten an ihren beiden in Strömungsrichtung verlaufenden Stirnkanten
mittels eines schmalen Blechstreifens zusammengehalten, der im Bereich der Isolierstoffplatten
jeweils einen diese umgreifenden, U-förmigen Umbug aufweist. In Strömungsrichtung
weist der Heizkörper die Form eines Parallelepipeds auf. Die Montage der Heizdrahtwendeln
kann entweder in dieser schiefen Anordnung oder aber in zu den Isolierstoffplatten
rechtwinkliger Anordnung erfolgen. Im letztgenannten Fall werden die Isolierstoffplatten
nach dem Einstecken der Heizdrahtwendeln um den Anstellwinkel gegeneinander verschoben
und erst dann die Blechstreifen zur Halterung der Isolierstoffplatten in dieser
Lage angebracht.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Haartrockner,
wobei hier nicht interessierende Teile weggelassen sind; Fig. 2 eine teilweise geschnittene
Frontansicht des Heizkörpers; Fig. 3 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 2.
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In einem zylindrischen Gehäuse 10 läuft das Schaufelrad ii eines Tangentialgebläses
um, und zwar beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn 12.
Das Gehäuse 10 weist eine etwa radiale Eintrittsöffnung 13 und eine etwa tangentiale
Austrittsöffnung 14 auf. An diese schließt sich ein Kanal 16 an, in welchem ein
Heizkörper 1 quer zur Strömungsrichtung 9 angeordnet ist. Die unbeeinflußte Strömung
zeigt in etwa das mit strichpunktierter Linie 15 angedeutete Profil auf.
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Der Heizkörper 1 weist in der dargestellten Ausführungsform einen
zick-zackförmig linear gewickelten Widerstandsheizdraht 2 auf, dessen Wendeln 3
in zwei in parallelem Abstand voneinander angeordneten Isolierstoffplatten 4 gehalten
sind (Fig. 2 und 3).
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Die Isolierstoffplatten 4 weisen zu diesem Zweck reihenweise angeordnete
Bohrungen bzw. Löcher 5 auf, wobei diese Löcher in der unteren Isolierstoffplatte
gegenüber der oberen um den Steigungswinkel der Wendeln versetzt sind. Die Hin-
und Rückführung jeder Wendel 3 greift durch je eine der Bohrungen 5 in der oberen
bzw. unteren Isolierstoffplatte 4. Die Wendeln 3 sind, wie in Fig. 3 zu erkennen
istf in Strömungsrichtung 9 in mehreren parallelen Ebenen hintereinander angeordnet.
An den Schmalseiten des Heizkörpers 1 sind die Wendeln 3 jeweils benachbarter Ebenen
Uber
einen Leiter 6 miteinander verbunden, indem der Heizdraht in der ersten Lochreihe
in einer Richtung hin und an der Schmalseite in der nächsten Lochreihe zurückgeführt
wird.
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Zur Halterung der Isolierstoffplatten 4 dienen an deren Schmalseiten
angeordnete Blechstreifen 7, die im Bereich der Isolierstoffplatten je einen U-förmigen
Umbug 8 aufweisen. Der Blechstreifen 7 wird mit diesem Umbug entweder auf die Isolierstoffplatten
aufgeschoben oder aufgepreßt.
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Wendeln 3 gegen die Richtung 9
der anströmenden Luft angestellt sind. Der Anstellwinkel α beträgt dabei vorzugsweise
15°. Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist demgemäß die obere Isolierstoffplatte
4 gegenüber der unteren um diesen Winkel entgegen der Strömungsrichtung 9 versetzt
angeordnet, so daß der Heizkörper den Umriß eines Parallel epipeds aufweist.
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Die schaltungstechnischen Details sind in der Zeichnung nicht näher
dargestellt, da sie von herkömmlicher Art sein können. Es sei nur darauf hingewiesen,
daß der Heizkörper ein- oder zweistufig betrieben und zugleich einen Abgriff für
den Kleinspannungsmotor des Gebläses aufweisen kann.