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Elektrischer Luftheizapparat. Bei den bekannten Ausführungen von elektrischen
Luftheizapparaten (Heißluftgebläsen) ist sowohl der Motor als auch- der Heizwiderstand
meist unmittelbar an die Netzspannung angeschlossen. Dies bedingt, daß der Motor
besonders für eine Spannung von 22o Volt mit sehr dünnem Draht gewickelt werden
muß, und auch der Kollektor mit Rücksicht auf ein funkenfreies Arbeiten eine dieser
Spannung entsprechende Anzahl Lamellen erfordert.
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Der vorliegende Erfindungsgegenstand vermeidet diese -Nachteile, indem
er die Wahl dickerer Drähte bei entsprechender Verminderung -der Windungszahl
in Anker und Feld gestattet und durch die Herabsetzung der Lamellenzahl auf etwa
die Hälfte zuläßt. Ferner ergibt sich bei der gemäß der Erfindung vorgesehenen gleichzeitigen
Verwendung des Heizwiderstandes als Spannungsteiler der Vorteil, daß Überspannungen,
wie sie besonders beim Abschalten des Motors auftreten und leicht schwächer isolierte
Teile (Schalter usw.) gefährden, durch den Darallel zum Motor liegenden, praktisch
induktionsfreien «'iderstand unschädlich gemacht «-erden, indem der N%#iderstand
eine Brücke für den Ausgleich der sonst gefährlichen Überspannung- darstellt. Der
Spannungsteiler kann auch bei Wahl eines mit merklichem Temperaturkoeffizienten
behafteten Widerstandsmaterials in dein zum Motor parallel liegenden Zweig innerhalb
gewisser Grenzen als selbsttätiger Drehzahlregler dienen, indem einem Sinken der
Drehzahl des Ventilatorflügels die Temperatursteigerung des Heizkörpers und damit
die Erhöhung des Widerstandes des parallel zum -Motor liegenden Teiles des Heizwiderstandes
unmittelbar folgt und die daraus sich ergebende Spannungssteigerung eine Erhöhung
der gesunkenen Drehzahl des Motors bewirkt.
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In der Zeichnung ist der Luftheizapparat (Heißluftgebläse) in Fig.
r schematisch veranschaulicht.
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Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen verschiedene Schaltungsarten.
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Der Motor des elektrischen Heißluftgebläses wird an den als Spannungsteiler
geschalteten Heizwiderstand angeschlossen.
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Der Motor jlI trägt auf seiner Welle ein Luftrad (Ventilator). Als
Spannungsteiler ist ein Heizwiderstand TV, -f- ITT, eingeschaltet.
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Dein Apparat wird in :I unmittelbar oder über einen Ausschalter S
die 1 etzspannung, z. B. ==o oder 22o Volt, zugeführt; für den Motor .kommt eine
ungefähr im Verhältnis Tul verminderte Spannung in Betracht,
wobei dieses Verhältnis als um so genauer anzusehen ist, je geringer der 'Motorstrom
im Vergleich zum Heizstrom ist. Bei den üblichen Ausführungen kleiner Heißluftgebläse,
wie sie z. B. für Haartrockenapparate Verwendung . finden, kommen für die Heizwirkung
etwa Zoo Watt und für den Motor etwa 25 bis ;o Watt in Frage. Ist z. B. der Heizstrom
in JE., - 2 Ampere und der Motorstrom o,5 Ampere,
so wird TV, von
1,5 Ampere durchflossen. Die Motorspannung beträgt bei 25 mTatt
Der -Motor kann für beide Spannungen vollständig gleichausgeführt werden, was für
die fabrikationsmäßige Herstellung, abgesehen von der Verbilligung des Motors durch
die Verminderung der Motorspannung, von besonderer Bedeutung ist.
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Es kommen hauptsächlich Schaltungen in Betracht, die in den Fig. 2
bis 5 dargestellt sind.
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Fig. 2 zeigt ein Schaltungsschema, bei welchem der -Motor in Reihenschlußschaltung
steht, Fig. 3 ein solches, bei welchem der Motor im Nebenschluß geschaltet ist;
schließlich kann, Wie Fig. 4 zeigt, der -Motoranker im Nebenschluß stehen und die
Feldwicklung im Heizstromkreis. Ebenso sind natürlich auch gemischte Erregungen
wie bei den Compoundmaschinen anwendbar, wobei die Erregungsarten nach Fig. 2 und
3, 3 und .T oder 2 und 4. sich zusammen setzen können.
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Am zweckmäßigsten sind die Schaltungen nach Fig. 2 und q.. Um ungünstige
Anlauf-Verhältnisse zu vermeiden, -wird man den Anker nach Fig. 4. nicht . parallel
zum Feld F, sondern parallel zu TV, legen.
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Die Schaltung nach Fig. .a hat vor derjenigen nach Fig. 2 den Vorteil,
daß die Feldwicklung besonders stark sein kann und nur aus wenigen Windungen zu
bestehen braucht, da sie vom Heizstrom (in obigem Beispiel) und nicht vom Motorstrorn
(in obigem Falle) durchflossen wird. Die Drehgeschwindigkeit des Flügelrades bzw.
des -Motors ist ganz davon abhängig, wie groß der Widerstand TV, im Verhältnis zu
TVA ist. Unter Zugrundelegung der Schaltun nach Fig: 5 läßt sich sogar eine Änderung
(evtl. Regulierung) der Drehzahl erreichen, und zwar in viel weitgehenderem -Maße
wie dies z. B. durch Vorschalten von Widerständen oder Feldverstärkung bzw. Schwächung
bei den sonst üblichen Schaltungen möglich ist. In dem angegebenen Schaltschema
(Fig.5) sollen die Widerstände A TV, und /,, TT% abgeschaltet werden
können, indem die Punkte a, b
und c miteinander beispielsweise durch einen
Schalter verbunden werden. Durch diesen Kurzschluß von a über b nach c wird
erreicht, daß sich der Heizwiderstand um #, TVl+ \1i"= und der für die Motordrehzahl
wesentliche Widerstand sich um @TVl ändert. Je nach der Wahl des Verhältnisses @TVt:@Tt=2
wird der Motor beim Abschalten von A11"1-1- 11`s schneller oder langsamer laufen
oder die ursprüngliche Drehzahl beibehalten, da für die
Drehzahl das Verhältnis TIV, + A TV,
E und für die Heizwirkung allein
die Summe TV2 -E- TV, + ,/\ TVA + ,/, TV, maßgebend ist. Es ist also je nach
der Wahl der Widerstands-! verhältnisse eine mit wachsender Temperatur des Heizwiderstandes
steigende, fallende oder gleichbleibende Motordrehzahl bzw. Luftgeschwindigkeit
erreichbar.
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Die Heizwiderstände TV, und TV, können aus Material ohne merklichen
Temperaturloeffl-E ziemen bestehen, z. B. Konstanten, Manganin, Resistin usw. oder
aus solchem, die einen sich i mit der Temperatur ändernden Widerstand (Kruppin,
Superior; Nickelin usw.) aufweisen. Unter Umständen kann es von Vorteil sein" für
den Widerstand TV, ein Material ohne und für TV., ein solches mit (positivem) Temperaturkoeffizienten
zu wählen, dann wird der Widerstand TV, infolge der verminderten Kühlwirkung des
Flügelrades sich stärker erwärmen und anwachsen, wodurch die Motorspannung ansteigt,
die Drehzahl sich erhöht und das sich schneller drehende Flügelrad eine stärkere
Kühlwirkung des Widerstandes verursacht.
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Bei konstanten Widerständen dagegen würde das Nachlassen der Drehzahl
des Motors, was durch zufällig vermehrte Reibung der Bürsten, Lagen usw. vorkommen
kann, unbedingt eine Erhöhung der Temperatur des Heizwiderstandes und damit eine
etwaige Gefährdung derselben zur Folge haben.
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Die angegebene Schaltung kann also in gewissen Grenzen einen selbsttätigen
Schutz der Heizwiderstände gegen Verbrennen bewirken.
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Zu bemerken ist noch, daß.die Verwendung des Heizwiderstandes als
Spannungsteiler derjenigen als Vorschaltwiderstand in jedem Falle vorzuziehen ist.
Die Reihenschätung von Heizwiderstand und Motor hat erstens den Nachteil, daß bei
dem Anlauf des -Motors der Strom - besonders wenn der Effektverbrauch des Heizwiderstandes
ini Vergleich zu dem des Motors, wie es meist der Fall ist, groLl,ist -denWert des
normalen Belastungsstromes nur unwesentlich zu übersteigen vermag und deshalb die
Anlaufzugkraft verhältnismäßig gering ist. Zweitens bewirken - und dieser Nachteil
dürfte besonders ins Gewicht fallen kleine Belastungsstöße, wie sie leicht durch
g in, 0 er g e Erhöhung der Lager- und Bürstenreibungsverluste eintreten
können, eine erhebliehe Vergrößerung des Spannungsabfalles im vorgeschalteten 3-leizwiderstand
und dadurch einen starken Abfall der Drehzahl des llotors. Diese Unstabilität der
Drehzahl und Unsicherheit des Anlaufens infolge der geringeren Au laufzugl;raft
sind bdi den hier in Frage kommenden 2lppar.iten als besonders nachteilig
anzusehen,
«'eil das vollständige oder teilweise Aussetzen des Motors - und damit der
Kühl-
wirkung des Luftstromes - leicht ein Überhitzen und Verbrennen des Heizwiderstandes
zur Folge hat.- Von diesen 'Nachteilen sind die Apparate mit als Spannungsteiler
geschalteten Heizwiderständen frei, und zwar um so mehr, je größer der Heizstrom
im Verhältnis zum Motorstrom ist.