DE2705526C3 - Elektrisches Heizelement für gasförmige Medien - Google Patents
Elektrisches Heizelement für gasförmige MedienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizelement für gasförmige Medien aus mehreren Heizkörpern, bei
denen der aus dünnem Draht bestehende Heizleiter in Form einer Wendel an den Längsrändern einer
innerhalb der Wendel liegenden Isolierplatte befestigt und im übrigen freiliegend im Gasstrom angeordnet ist
Heizelemente aus einem oder mehreren Heizkörpen, bei denen der Heizleiter in Form einer Wendel an den
Längsrändern einer innerhalb der Wendel liegenden Isolierplatte befestigt ist, werden für elektrische Geräte
zur Erwärmung von Luft, vorwiegend für Haartrockengeräte, aber auch für Heizlüfter, Konvektoren oder
dergleichen verwendet. Dabei besteht das Bestreben, die einzelnen Windungen des Heizleiters möglichst
freiliegend anzuordnen, so daß ein guter Wärmeaustausch zwischen dem Heizleiter und dem zu erwärmenden Medium Luft stattfindet. Bei solchen Heizkörpern
besteht der Heizleiter meist aus sehr dünnem Draht von 0,20 bis 0,60 mm Durchmesser. Der Draht ist beim
Aufwickeln Torsionskräften ausgesetzt und hat demzufolge nach dem Aufwickeln die Neigung, sich zu
verdrehen. Da sich die Windungen des Drahtes infolge der temperaturbedingten Dehnungen verformen, besteht bei größeren freiliegenden Drahtschleifen die
Gefahr, daß sich die Windungen berühren und ein Kurzschluß entsteht
Bei einem bekannten Heizelement werden in nicht näher beschriebener Weise Heizkörper dieser Art
verwendet, bei denen der Heizleiter auf einer Wickelmaschine in Form einer Wendel auf die
Isolierplatte gewickelt ist (DE-AS 18 05 639). Infolge Wegfalls jeglicher zusätzlicher Stützelemente für den
Heizleiter hat dieser Heizkörper einen geringen Strömungswiderstand. Zur Befestigung des Heizleiters
an der Isolierplatte sind die Windungen des Heizleiters mit Ausbiegungen versehen, weiche die Längskanten
der Isolierplatte klammerartig umfassen. Dadurch wird zwar eine Stabilisierung der einzelnen Windungen der
Wendel erreicht; zugleich gestaltet sich aber die Herstellung einer solchen Wicklung schwierig, weil
entweder Zusatzeinrichtungen an den herkömmlichen
•ο Wickelmaschinen oder nachträglich zusätzliche Arbeiten an den Heizkörpern erforderlich sind.
Bei dem bekannten Heizelement ist die senkrecht zu den Isolierplatten gemessene Ausdehnung der Heizkörper verhältnismäßig groß; dadurch ergibt sich auch ein
großer Platzbedarf für ein Heizelement aus mehreren solcher Heizkörper.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement der eingangs angegebenen Art zu schaffen,
mit dem in einem möglichst geringen Strönitingsquer
schnitt eine möglichst hohe und gleichmäßige Heizlei
stung erreicht wird.
Bei einer älteren, jedoch nicht zum bekannten Stand
der Technik gehörenden Heizkörperausbildung dieser Art hat die Wendel im Querschnitt etwa die Form eines
flachen Ovals, in dessen größerer Achse die Isolierplatte liegt (DE-OS 25 30 075). Zur Bildung eines Heizregisters
werden nach diesem Vorschlag mehrere Heizkörper parallel zueinander quer in einem rechteckigen Strömungsquerschnitt angeordnet Die vorliegende Erfin-
dung macht von der Ausbildung dieser Heizkörper Gebrauch und besteht darüber hinaus darin, daß
mindestens drei Heizkörper zur Unterbringung in einem im Querschnitt kreisförmigen Gehäuse parallel
zur Strömungsrichtung des Mediums so zueinander
angeordnet sind, daß die Querschnitte ihrer Isolierplatten die Seiten eines Vielecks, vorzugsweise eines
regelmäßigen Vielecks bilden.
Ein weiterer älterer Vorschlag enthält den Gedanken, Heizkörper dieser Art auch parallel zur Strömungsrich
tung anzuordnen, wobei die Heizkörper in einem
rechteckigen Strömungsquerschnitt in parallelen oder schwach zueinander geneigten Ebenen und in einem
runden Strömungsquerschnitt sternförmig angeordnet werden sollen (DE-OS 26 59 307).
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß das Heizelement aus einer Mehrzahl von flachen Heizkörpern besteht, die in ihrer Längsrichtung parallel zur
Strömungsrichtung des Mediums ein einem Kreisquerschnitt gleichsam einbeschriebenes Prisma bilden. Die
im Querschnitt ovale Form der Heizkörper paßt sich dabei dem im Querschnitt kreisrunden Strömungskanal
gut an. Durch diese Anordnung der Heizkörper setzen s<e dem Luftstrom, der sich in Strömungsrichtung nicht
gerade, sondern infolge der Ventilatorwirkung etwas
schraubenlinienförmig fortbewegt einen sehr geringen
Widerstand entgegen. Durch die Anordnung der Heizkörper wird eine Bildung von abgeschlossenen
Luftkammern wirksam vermieden. Dadurch sinkt die Gefahr einer unzulässig starken Erwärmung des
Gehäuses und wird eine gleichmäßige Wärmeverteilung im austretenden Luftstrom erreicht.
Die Wendeln der Heizkörper können einen sich über ihre Länge ändernden Querschnitt aufweisen; die
Querschnittsänderung ist zweckmäßig über die Länge
bi der Wendeln konstant
Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß, eine laminare Strömung vorausgesetzt, die einzelnen Windungen jeder Wendel nicht exakt hintereinander,
sondern etwas gegeneinander versetzt liegen, so daß,
vor allem wenn das Heizelement in Richtung vom geringeren zum größeren Querschnitt hin durchströmt
wird, eine besonders günstige Wärmeabgabe vom Heizleiter an das strömende Medium erreicht wird.
Das Heizelement zeichnet sich auch durch eine höhere Sicherheit aus. Aus Sicherheitsgründen muß das
Gerät mit einem Thermostatschalter versehen sein. Dieser ist zweckmäßig in der Längsmittelachse des
Heizelements angeordnet Dort besitzt er von allen Heizkörpern den gleichen Abstand, so daß er bei
Überhitzung eines Heizkörpers zuverlässig anspricht Infolge der Durchströmung ist die Temperatur im
Zentrum des Heizelements immer etwas höher als im Bereich der Gehäusewand, so daß auch hierdurch eine
höhere Sicherheit gegeben ist
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht eines einzelnen Heizkörpers,
Fig.2 einen Querschnitt durch den Heizkörper entlang der Linie H-II in F i g. 1,
' F i g. 3 einen Querschnitt durch ein Heizelement nach der Erfindung mit drei in Form eines Dreiecks angeordneten Heizkörpern,
' F i g. 3 einen Querschnitt durch ein Heizelement nach der Erfindung mit drei in Form eines Dreiecks angeordneten Heizkörpern,
Fig.4 eine Schaltskizze für das Heizelement nach
Fig. 3,
F i g. 5 eine andere Ausführungsform eines Heizkörpers,
F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-Vl in
F i g. 5 und
Fig.7 einen Querschnitt entlang der Linie VH-VII
Fig.7 einen Querschnitt entlang der Linie VH-VII
der F i g. 5.
Das erfindungsgemäße Heizelement besieht aus einer Mehrzahl von Heizkörpern 1, von denen einer in F i g. 1
in Ansicht und in Fig.2 im Querschnitt dargestellt ist
Der Heizkörper 1 besteht aus einer Isolierplatte 2, die als rechteckiger Rahmen mit zentralen Durchbrechungen
3 ausgebildet ist. An den äußeren Längsrändern 4 sind Einkerbungen 5 vorgesehen, in welche die
einzelnen Windungen 6 der Wendel 7 eingelegt sind. Die Wendel 7 ist im Querschnitt als flaches Oval ausgebildet.
Sie kann aus Rund- oder Flachdraht bestehen. Im Bereich der Einkerbungen 5 liegt die Wendel 7
punktförmig an der Isolierplatte 2 an. Ein Anschluß für die Stromzuführung zur Wendel 7 ist bei 8 angedeutet
In Fig.3 ist dargestellt, wie drei Heizkörper i
innerhalb sines im Querschnitt kreisförmigen Gehäuses 9 zu einem Heizelement zusammengefaßt sein können.
Jeder der Heizkörper 1 ist auf eine Isolierplatte gewickelt, wobei die Wicklungen sämtlicher Isolierplatten
auf einer Wickelmaschine nacheinander erfolgen, so daß die einzelnen Heizleiterwendeln der Heizkörper 1
über Verbindungen 10 zusammenhängen. Eine solche
ίο Verbindung 10 ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet Im
zentralen Bereich des Heizelementes ist ein an sich bekannter Thermostatschalter 11 angeordnet
Die Querschnittsform der Wendeln und die Anordnung der Heizkörper 1 im Querschnitt wirken bei
diesem Heizelement in so vorteilhafter Weise zusammen, daß auf geringstmöglichem Raum die größtmögliche
Heizleistung erreicht wird. Der Luftstrom wird besonders gleichmäßig erwärmt und kann durch den im
Innenraum zwischen den Heizkörpern la, \b und ic
zentral εΐ/geordneten Thermostatschalter 11 zuverlässig
geregelt werden.
Eine Schaltskizze für ein solches Heizelement ist in
Fig.4 schematisch dargestellt Die Stromzuführung,
z. B. 110 oder 220 Volt erfolgt über einen Anschluß 12 und über den Thermostatschalter 11 zunächst zur ersten
Wendil la, über eine Verbindung 10 zur zweiten Wendel 16 und über eine weitere Verbindung 10 zur
dritten Wendel Ic bis zum zweiten Anschlußkontakt 13.
An der dritten Wendel Ic ist ein Abgriff 14 für den Gebläsekleinstmotor angeordnet der als Niederspannungsmotor
ausgebildet ist
Die Heizkörper können im Gehäuse auch zur Längsachse des Heizelements geneigt angeordnet sein.
Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Heizkörper 15 mit einer etwa trapezförmigen Isolierplatte
16 ausgerüstet sind, wie in F i g. 5 dargestellt. Die Isolierplatte 16 ist wiederum als Rahmen mit zwei
Durchbrechungen 17 ausgestaltet Ihre Längsränder 18 sind gegeneinander geneigt, so daß der Querschnitt der
•»ο Wendel 19 an dem in Darstellung der F i g. 5 rechten
Rand größer ist (F i g. 6) als am linken Rand (F i g. 7). Wenn solchermaßen ausgebildete Heizkörper zur
Längsachse des Heizelements geneigt eingebaut werden, wird eine besonders günstige Durchsirömung und
Erwärmung des Mediums erreicht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Elektrisches Heizelement für gasförmige Medien aus mehreren Heizkörpern, bei denen der
aus dünnem Draht bestehende Heizleiter in Form einer Wendel an den Längsrändern einer innerhalb
der Wendel liegenden Isolierplatte be/estigt und im übrigen freiliegend im Gasstrom angeordnet ist und
die Wendel im Querschnitt etwa die Form eines flachen Ovals hat, in dessen größerer Achse die
Isolierplatte liegt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Heizkörper (la, Ib, ic.)
zur Unterbringung in einem im Querschnitt kreisförmigen Gehäuse (9) parallel zur Strömungsrichtung
des Mediums so zueinander angeordnet sind, daß die Querschnitte ihrer Isolierplatten (2) die Seiten eines
Vielecks bilden.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Isolierplatten (2)
die Seiten eines regelmäßigen Vielecks bilden.
3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wendeln (IS) der Heizkörper (15) einen sich über ihre Länge ändernden
Querschnitt aufweisen.
4. Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderung über die
Länge der Wendeln konstant/st
5. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Thermostatschalter zur Verhinderung der
Überhitzung, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostatschalter (11) in der Längsmittelachse des
Heizelements angeordnet ist
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