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Elektrischer Heizkörper Die Erfindung betrifft einen elektrischen
Heizkörper zum Erhitzen von strömender Luft, z.B. für Heizlüfter, Haartrockner od.
dgl. mit einem mäander- oder zickzackförmig, vorzugsweise linear gewendelten Widerstandsheizdraht,
dessen Wendeln in Bohrungen von mindestens zwei Isolierstoffplatten in einem von
Trägerplatten für die Isolierstoffplatten gebildeten Strömungskanal gehalten und
quer zur Strömungsrichtung in mehreren zueinander parallelen Wendelreihen hintereinander
angeordnet sind.
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Heizkörper dieses Auf-baus 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.
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Bei diesen Heizkörpern sind die Isolierstoffplatten horizontal im
Strömungskanal angeordnet und teilen den Strömungskanal in ein oder mehr übereinander
liegende Teilströmungskanäle. In dem oberen und unteren Strömungskanal liegen die
Wendelspitzen, d.h. die Umkehrpunkte jeder zickzackförmig gewundenen Wendel.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Betrieb dieser Heizkörper die im oberen
Strömungskanal legenden Wendel spitzen zum Aufglühen neigen. Dieser Effekt ist unerwünscht,
weil durch das Aufglühen und die daraus resultierende Infrarotstrahlung eine gegenseitige
Aufheizung der Wendeln erfolgt, wodurch der Wirkungsgrad des Heizkörpers verschlechtert
wird. Insbesondere aber ist von Nachteil, daß die Infrarotstrahlung die Gerätegehäuse,
die heute praktisch ausschließlich aus Kunststoff bestehen, gefährden und zwar um
so mehr, je kleiner das Gerät, d.h. je kleiner der für den Heizkörper zur Verfügung
stehende Raum ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkörper des eingangs
geschilderten Aufbaus so auszubilden, daß sein Strömungswiderstand verkleinert und
sein Wirkungsgrad vergrößert wird, wobei ein Aufglühen der Wendel spitzen nicht
mehr auftreten soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isolierstoffplatten
hochkant im Strömungskanal angeordnet und die Wendeln etwa horizontal geführt sind.
Bei dieser Anordnung wird der Strömungskanal im Gegensatz X den bekannten Heizkörpern
in
vertikaler Richtung in zwei oder mehr nebeneinander liegende Strömungskanäle unterteilt.
Dadurch wird, wie die Praxis gezeigt hat, ein Aufglühen der Wendel spitzen und damit
eine Minderung des Wirkungsgrades vermieden. Es ist weiterhin möglich, den erfindungsgemäßen
Heizkörper auch in Kunststoffgehäuse bei sehr beengten Platzverhältnissen, also
sehr nahe an der Gehäusewandung einzubauen, ohne daß es zu Beschädigungen am Gehäuse
kommt.
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Als Ursache, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Isolierstoffplatten
und der Heizdrahtwendeln deren Spitzen nicht mehr aufglühen, kommt folgende Erklärung
in Betracht: Die den Heizkörper durchströmende Luft wird erwärmt, wodurch der Strömung
eine nach oben und quer zur Strömungsrichtung gerichtete Konvektion überlagert wird,
so daß sich insgesamt ein Temperaturgefälle vom oberen zum unteren Bereich des Strömungskanals
einstellt. Dieses Temperaturgefälle ist eine Funktion der elektrischen Leistung
des Heizkörpers und der Richtung sowie Geschwindigkeit der strömenden Luft, dürfte
aber auch noch von anderen Faktoren, wie Oberflächenbeschaffenheit, Form des Strömungskanals,
Dicke der Isolierstoffplatten u. dgl. abhängig sein. Da die thermisch stärker belasteten
Wendel spitzen aber- nicht mehr wie bei den eingangs beschriebenen Heizkörpern im
oberen Bereich höchster Temperatur, sondern durch die horizontalen Wendeln senkrecht
übereinander in Richtung des Temperaturgefälles angeordnet sind, wird eine weitaus
bessere Wärmeabfuhr an den Wendel spitzen sichergestellt. Hinzu kommt, daß die aufgrund
der Konvektion insgesamt nach oben gerichtete Luftströmung nicht durch waagrecht
im Strömungskanal angeordnete Isolierstoffplatten abgelenkt oder aufgestaut wird,
sondern unbeeinflußt den nach oben gerichteten Verlauf beibehalten kann,ldaß sich
ein geringerer Strömungswiderstand ergibteine bessere Wärmeabfuhr und
somit
einen besseren Wirkungsgrad ziir Folne hat. Auch ein gegenseitiges Aufheizen und
dadurch bewirktes Durchglühen der Wendel spitzen ist mit Sicherheit ausgeschlossen.
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Damit trotz Wendelung in vertikaler Richtung beliebig breite Heizkörper
gebildet werden können, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in jeder Vertikalebene
des Strömungskanals wenigstens zwei Wendelreihen nebeneinander angeordnet, so daß
im Strömungskanal mindestens zwei Teilheizkörper vorhanden sind.
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Ausgehend von einem Heizkörper mit einem Strömungskanal rechteckigen
Querschnitts weisen zur leichten Montage und einfachen Halterung an den Trägerplatten
die Isolierstoffplatten zweckmäßig Nasen auf, die in Aussparungen der die Langseiten
des Strömungskanals bildenden Trägerplatten eingreifen. Zum gleichen weck sind die
die Langseiten des Strömungskanals bildenden Trägerplatten an ihren Schmalseiten
über klammerartige Halter miteinander verbunden.
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Besonders einfach gestaltet sich das Anbringen der Spannungszuführungen,
wenn diese von über die Wendel spitzen geschobenen und flachgequetschten Hohlnieten
gebildet sind, wobei die Hohlniete zweckmäßig in Bohrungen der/8chmalseiten des
Strömungskanals bildenden Trägerplatten festgelegt sind.
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Die elektrische Verbindung der nebeneinander angeordneten Teilheizkörper
wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch hergestellt, daß das Ende des
Widerstandsheizdrahtes der in Strömungsrichtung ersten oder letzten Wendelreihe
mit dem Anfang des Widerstandsheizdrahtes der in der gleichen Ebene daneben angeordneten
Wendel reihe durch einen auf die Widerstandsheizdrähte der benachbarten Wendel reihen
auf geschobenen, gequetschten Hohlniet verbunden ist.
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Um die Strömung der Luft durch die ,jeenüber dem dünnen Widerstand-sheizdraIit
der Wendeln dicken Hohlniete nicht zu beeinflussen, sind die flachgequetschten Hohlniete
zweckmäßiq mit ihren Breitseiten parallel zur Strömungsrichtung angeordnet.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Au SL ührungsbeispiels.
Hierbei zeigen: Fig. 1 den Heizkörper in schematischer Stirnansicht; Fig. 2 einen
Schnitt II-II gemäß Fig. 1, jedoch ohne die Hei zdrahtwendeln.
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Der Ifeizkörper 1 weist Trägerplatten 2, 2' auf, die einen Strömungskanal
rechteckigen Querschnitts bilden, durch den die zu erwärmende LuTtt von einem nicht
gezeigten Gebläse gefördert wird. Die die Lang seiten und die Schmalseiten des Strömungskanals
bildenden Trägerplatten 2, 2' sind mittels klammerartiger, schmaler Blechstreifen
3 zusammengehalten, deren Enden zu einem Umbug 3' ausgebildet und auf den die Trgerplatten
2' überragenden Teil der Trägerplatten 2 auf geschoben sind.
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In dem Strömungskanal sind Isolierstoffplatten 6 hochkant angeordnet
und zwar vier Stück beim gezeigten Ausführungsbeispiel, von denen je zwei ein Paar
bilden. In den Trägerplatten 2 sind rechteckige Aussparungen 5 (Fig. 2) vorgesehen,
in die Nasen 6' der Isolierstoffplatten 6 eingreifen.
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Zwischen je zwei der parallel zueinander angeordneten Isolierstoffplatten
6 verläuft ein zickzackförmig linear gewundener
Widerstandsheizdraht
7 dessen Wendeln 7' von je zwei der Isolierstoffplatten 6 gehalten sind. Die Isolierstoffplatten
6 weisen zu diesem Zweck reihenweise angeordnete Bohrungen bzw. Löcher 6" auf, wobei
die Löcher benachbarter Isolierstoffplatten 6 gegeneinander um den Steigungswinkel
der Wendeln versetzt sind. Die Hin- und Rückführung jeder Wendel 7' greift durch
eine der Bohrungen 6". Die Wendeln 7' sind quer zur Strömungsrichtung 4 in mehreren,
zueinander parallelen Ebenen hintereinander angeordnet. Jede Wendelreihe ist mit
der ihr benachbarten hinteren Wendelreihe über eine am Ende der Wendelreihe nach
hinten geführte Wendel verbunden (in der Zeichnung nicht dargestellt), so daß der
Widerstandsheizdraht 7 in der ersten Lochreihe in einer Richtung hin und in der
dahinter liegenden nächsten Lochreihe zurückgeführt wird.
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Die zwei durch die je zwei Isolierstoffplatten 6 gebildeten Teilheizkörper
1', 1" sind elektrisch miteinander über einen Hohlniet 8 verbunden, der auf die
Enden 7" des Widerstandsheizdrahtes 7 jedes Teilheizkörpers 1', 1" aufgeschoben,
sodann fllchgequetscht worden ist. Über den anderen Enden 7"' jedes Teilheizkörpers
1', 1" sind ebenfalls flachgequetschte Hohlniete 8' angeordnet, die durch Bohrungen
der die Schmalseiten des Strömungskanals bildenden Trägerplatten 2' gesteckt sind.
Am Kopf der Hohlniete 8' sind Kabel 9 angelötet, über die dem Heizkörper 1 die Betriebsspannung
zugeführt wird.
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Die schaltungstechnischen Details sind in der Zeichnung nicht näher
dargestellt, da sie von herkömmlicher Art sein können.
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Es sei nur darauf hingewiesen, daß durch Aufquetschen weiterer Hohlniete
auf die Wendel spitzen und durch entsprechenden Abgriff der Heizkörper mehrstufig
betrieben werden kann.
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Selbstverständlich kann ein Übertemperaturschalter beispielsweise
an der oberen Trägerplatte 2 - auch im Strömungskanal - angeordnet sein.