DE3408398A1

DE3408398A1 - Elektroheizgeraet kleiner leistung

Info

Publication number: DE3408398A1
Application number: DE19843408398
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr.-Ing. 8070 Ingolstadt Hess
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-08
Filing date: 1984-03-08
Publication date: 1985-10-10
Also published as: US4558209A

Description

Anmelder; Dr.-Ing. Joachim Hess, Schröplerstraße 37, 8070 Ingolstadt

Elektroheizgerät kleiner Leistung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroheizgerät kleiner Leistung, wie ein solches in einem Schutzkasten, in einem Klemmengehäuse, als Gefrier- bzw. Stockpunktwächter usw. Verwendung finden kann und das als Wärme abgebende Quelle mindestens einen, z.B. an das Netz angeschlossenen Widerstand aufweist.

Bekanntlich werden Elektroheizgeräte mit kleiner Leistung in Schutzkästen, in Klemmengehäusen usw. benötigt, um dort die Bildung von Kondensationswasser zu vermeiden. Die Kondensation erfolgt in den sonst dichten Kästen durch Pumpwirkung, d.h., der Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht und die jahreszeitlich bedingten Temperaturen lassen in der Luft enthaltene Feuchtigkeit im Gehäuseinneren kondensieren. Die Folge davon sind erhöhte Korrosion, elektrische Durchschläge in Schaltgeräten, Kriechströme usw.. Die eingangs erwähnten Elektroheizgeräte haben die Aufgabe, das Abkühlen im Gehäuseinneren zu vermeiden, was auch erreicht wird, jedoch haben sich insofern Nachteile ergeben, als die bekannten Elektroheizgeräte nach dem Prinzip der offenen Bauart hergestellt, also weder wasser- noch staubdicht sind, was dazu führt, daß trotz hoher Oberflächentemperaturen die Wärmeabfuhr zum umgebenden Medium gering

ist. Geräte mit hohen Oberflächentemperaturen haben aber auch noch den Nachteil, daß sie in den sogenannten explosionsgeschützten Bereichen nicht verwendet werden dürfen bzw. können. Auch beim Einsatz der eingangs erwähnten Elektroheizgeräte gegen das Einfrieren von wassergefüllten Rohrleitungen oder gegen das Unterschreiten des Stockpunktes bei stockenden Medien ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als zu hohe Strahlungsverluste auftreten.

Demgegenüber bezweckt die Erfindung ein Elektroheizgerät, dessen Widerstand einmal wasser- und staubdicht untergebracht ist und zum anderen eine lange Lebensdauer hat und auch in explosionsgeschützten Bereichen verwendbar ist. Darüber hinaus soll der Bauaufwand gering und die zugeführte Energie voll ausnutzbar sein«,

Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der einen Kompaktheizkörper darstellende Widerstand mit einer planen Fläche seiner z.B. aus Aluminium bestehenden Ummantelung wärmeleitend an einer planen Fläche eines z.B. stranggepreßten Alu-Rippenprofils anliegt und gegenüber letzterem wärmeleitend eingegossen ist, wobei die Vergußmasse, z.B. ein mit Quarzmehl vermischtes Epoxyharz, Schalt-, Sicherungs- und/oder Überwachungsmittel mit und ohne Regelung aufnehmen kann» Bei dieser neuen Bauart liegt der Wärme abgebende Widerstand völlig geschützt, so daß weder Wasser noch Staub noch sonstige Einflüsse schädlich wirksam werden können, also kein vorzeitiger Verschleiß befürchtet zu werden braucht. Da ferner zwisehen dem Kompaktheizkörper und dem Rippenprofil eine großflächige Berührung gegeben ist und das Rippenprofil für eine gute und rasche Verteilung der Wärme sorgt, treten bei der neuen Bauart niedrige Oberflächentemperaturen auf, die bewußt unter den jeweiligen Zündtemperaturen gehalten werden können, so daß dem Einsatz des neuen Elektro-

heizgerätes in explosionsgefährdeten Bereichen nichts im Wege steht. Letzteres ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, daß der Kompaktheizkörper gewissermaßen nach außen abgeschirmt in der Gießmasse liegt, die noch dazu durch ihren Anteil an wärmeleitenden Stoffen einen verbesserten und schnelleren Wärmeübergang zu dem Rippenprofil mit sich bringt.

Um den Wärmeübergang vom Widerstand auf das Rippenprofil noch weiter zu verbessern, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der gfs. über eine Leitpaste mit dem Rippenprofil in wärmeleitender Verbindung stehende Kompaktheizkörper bzw. seine Ummantelung an der von der planen Übergangsfläche freien Oberfläche besondere Rillen, Riefen od.

dgl. aufweist und für die feste Verbindung auf dem Rippenprofil am Heizkörper ebenfalls als Wärmeübergangsflächen dienende Anschraublaschen vorgesehen sind. Der verbesserte Wärmeübergang ist hier nicht nur auf die Vergrößerung der Oberfläche an dem Kompaktheizkörper zurückzuführen, sondern auch auf die gfs. verwendete Leitpaste und auf die Befestigungsart, welche die Kontaktfläche zwischen Heizkörper und Rippenprofil vergrößert. Daß damit auch der Wärmeübergang an das jeweilige, das Gerät umgebende gasförmige Medium Maximalwerte erreicht, versteht sich nahezu von selbst.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist vorgesehen, daß die plane, für die Aufnahme mindestens eines Kompaktheizkörpers hergerichtete Fläche des Rippenprofils einem gegenüber der Verrippung verstärkten Mittelstück angehört. Das verstärkte Mittelstück sorgt für eine rasche Abnahme der Wärmeenergie, die dann gewissermaßen auf breiter Straße der Vielzahl von Rippen zugeführt wird. Es versteht sich, daß hier Materialien zur Anwendung kommen, die 5 gute Wärmeleiter sind, z.B. Aluminium, was aber nicht aus-

schließtj daß auch andere Materialien verwendet werden können j jedoch sollte das geringe Gewicht von Aluminium nicht unbeachtet bleiben»

Um einerseits das Eingießen des Kompaktheizkörpers zu erleichtern und um andererseits möglichst große Wärmeübergangsflächen zu schaffen, wird es nach der Erfindung für zweckmäßig angesehen, daß das mindestens einen Kompaktheizkörper tragende Mittelstück zusammen mit zwei Rippen des Rippenprofils einen im Querschnitt U-förmigen Kanal bildet, der nach erfolgter Abdeckelung seiner Enden die Form für das jeweilige Gießharz bildet» Je nach gewünschter Leistung des Elektroheizgerätes kann der U-förmige Kanal des Rippenprofils auch spiegelbildlich vorgesehen sein.

In einem solchen Fall lassen sich oben und unten Kompaktheizkörper vorsehen. Ein Kanal oben und unten bietet auch die Möglichkeit, die Länge eines Gerätes zu kürzen, d.h., im Falle von zwei Heizkörpern hintereinander auf der einen Seite kann mit zwei Heizkörpern übereinander die Baulänge um die Hälfte verkürzt werden.

Wenn man eine wirtschaftlich günstige Befestigungsart für das erfindungsgemäße Elektroheizgerät anstrebt, dann ist es zweckmäßig, daß zumindest ein Teil der Rippen des Rip-5 penprofils mit ihren Enden eine vom Profil weg gerichtete C-Form bildet. In diese OFormen lassen sich Befestigungsmittel spielend leicht verdrehungssicher einsetzen, ganz abgesehen davon, daß die C-Formen die Wärmeabgabe begünstigen und so mit dazu beitragen, daß die Umluft rasch auf die gewünschten Temperaturen gebracht wird»

Schließlich erscheint es nach der Erfindung zweckmäßig, daß als Schalt-, Sicherungs- und/oder Oberwachungsmittel im Gießharz ein Bimetallthermostat, ein Temperaturbegren-5 zer od. dgl. vorgesehen sind, wobei die sogenannte Knopf-

bauart bevorzugt ist. Hier handelt es sich um handelsübliche Mittel, die preisgünstig zu erhalten sind, mit denen jedoch das erfindungsgemäße Elektroheizgerät den jeweiligen Erfordernissen, insbesondere denen bei explosionsgeschützten Ausführungen angepaßt werden kann. Da bekanntlich im Sommer bei höheren Außentemperaturen geringere Wärmemengen als im Winter abgegeben werden sollen, wird z.B. die Hystherese des Thermostaten abgestimmt genutzt, d.h., es wird ein Schaltpunkt von z.B. 70⁰C zu 55°C, also Öffnungs-Temperatur zu Schließ-Temperatur gewählt . Dadurch werden die erforderlichen und abgegebenen Leistungen im Sommer geringer als im Winter, wodurch eine entsprechende Energieersparnis erzielt wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Elektroheizgerät in Oberansicht, im mittleren Teil transparent dargestellt und

Fig. 2 eine Stirnansicht auf das gleiche Elektroheizgerät , teilweise aufgebrochen und mit in der Zeichenebene liegenden Schnitten.

5 Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, besteht das Gerät im wesentlichen aus einem Rippenprofil 2 und zwei Kompaktheizkörpern 3,4. Die Kompaktheizkörper 3, 4 weisen plane Flächen 5, 6 auf, die satt an den Flächen 7, 8 eines Mittelstückes 9 des Rippenprofils 2 anliegen. Zur Befestigung der Heizkörper 3, 4 sind Anschraublaschen 10, 11 vorgesehen, welche die Berührungsflächen zum Mittelstück 9 noch weiter vergrößern. Die Ummantelungen 12, 13 der Kompaktheizkörper 3, 4 sind mit Rillen 14, 15 versehen, die den Wärmeübergang verbessern»

Das verstärkte Mittelstück 9 bildet mit Rippen 16, 17 bzw. 18, 19 im Querschnitt U-förmige Kanäle 20, 21, die, wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, vorn und hinten mit Deckeln 22, 23 abgeschlossen sind. Es bereitet daher keinerlei Schwierigkeiten, die Wannen mit Gießharz 24, auszufüllen.

Aus Fig. 1 ergibt sich ferner, daß sich in dem Gießharz außer dem Kompaktheizkörper 3 noch ein Bimetallthermostat 26 und ein Temperaturbegrenzer 27 befinden; auch ist angedeutet, daß ein zweiter Kompaktheizkörper vorgesehen sein könnte.

Der Fig. 2 ist besonders gut zu entnehmen, daß das Rippenprofil 2 mit zahlreichen Rippen 16, 17 bzw« 18, 19 versehen ist und ein Teil dieser Rippen, ζ„Β* bei 28, 29 eine C-Form bilden, die sich zum Ansetzen von Befestigungsmitteln oder Hilfsgeräten eignet, wie dies bei 30 angedeutet ist. Es versteht sich, daß die elektrische Verdrahtung (vgl. 31, 32) mit im Gießharz liegt«

Claims

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Elektroheizgerät kleiner Leistung Patentansprüche

Elektroheizgerät kleiner Leistung, wie ein solches in einem Schutzkasten, in einem Klemmengehäuse, als Gefrier- bzw. Stockpunktwächter usw. Verwendung finden kann und das als Wärme abgebende Quelle mindestens · einen, z.B. an das Netz angeschlossenen Widerstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Kompaktheizkörper (z.B. 3) darstellende Widerstand mit einer planen Fläche (5) seiner z.B. aus Aluminium bestehenden Ummantelung (13) wärmeleitend an einer planen Fläche (7) eines z.B. stranggepreßten Alu-Rippenprofils (2) anliegt und gegenüber letzterem wärmeleitend eingegossen ist, wobei die Vergußmasse (25), z.B. ein mit Quarzmehl vermischtes Epoxyharz, Schalt-, Sicherungs- und/ oder Überwachungsmittel (vgl. 26, 27) mit und ohne Regelung aufnehmen kann.

2. Elektroheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der gfs. über eine Leitpaste mit dem Rippenprofil (2) in wärmeleitender Verbindung stehende Kompaktheizkörper (z.B. 3) bzw. seine Ummantelung (13) an der von der planen Obergangsfläche (5) freien Ober-

fläche besondere Rillen, Riefen (15) od. dgl. aufweist und für die feste Verbindung auf dem Rippenprofil (2) am Heizkörper (3) ebenfalls als Wärmeübergangsflächen dienende Anschraublaschen (11) vorgesehen sind. 5

3. Elektroheizgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plane, für die Aufnahme mindestens eines Kompaktheizkörpers (3) hergerichtete Fläche (7) des Rippenprofils (2) einem gegenüber der Verrippung (vgl. 16 - 19) verstärkten Mittelstück (9) angehört.

4. Elektroheizgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet j daß das mindestens einen Kompaktheizkörper (3) tragende Mittelstück (9) zusammen mit zwei Rippen (18, 19) des Rippenprofils (2) einen im Querschnitt U-förmigen Kanal (21) bildet, der nach erfolgter Abdeckelung (vgl. 22, 23) seiner Enden die Form für das jeweilige Gießharz (25) bildet,

5. Elektroheizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Kanal (21) des Rippenprofils (2) spiegelbildlich (vgl. 20) vorgesehen ist»

6. Elektroheizgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch 5 gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Rippen (vgl. 16 - 19) des Rippenprofils (2) mit ihren Enden eine vom Profil (2) weg gerichtete C-Form (vgl. 28, 29) bildet.

7. Elektroheizgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalt-, Sicherungs- und/oder Überwachungsmittel im Gießharz (25) ein Bimetallthermostat (26), ein Temperaturbegrenzer (27) od, dgl. vorgesehen sind, wobei die sogenannte Knopfbauart bevorzugt ist.