DE7831490U1

DE7831490U1 - Heizelement fuer gasfoermige medien

Info

Publication number: DE7831490U1
Application number: DE19777831490
Authority: DE
Original assignee: Abc-Elektrogeraete Volz & Co 7312 Kirchheim GmbH
Current assignee: Abc-Elektrogeraete Volz & Co 7312 Kirchheim GmbH
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-02-10
Publication date: 1979-06-13
Also published as: DE2705526B2; DE2705526C3; DE2659307C3; DE2705526A1; DE2659307A1; DE2659307B2

Description

Patentanwälte	• »ic te* «	• « ' ·
Kratzsch	Mülbergersir.6f· ; ' ; ,· ·	IJipl.jlng. Volkhard Kratzsch
Schulz	D-7300 Esslingen ''	Dipl.-frfg. Klaus Schulz


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ABC-Elelctrogeräte VoIz, GmbH & Co.

P 27 5g /IBB. 6 G 78 31 490.6

Neuschrift vom 29.8.1978

7312 Kirchheim/Teck

AnwaltsaJcte 2575

Heizelement für gasförmige Medien

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement für gasförmige Medien, gebildet aus mehreren elektrischen Heizkörpern, bei denen jeweils der Heizleiter in Form einer Wendel an einer innerhalb der Wendel liegenden Isolierplatte befestigt ist und über die Ebene der Isolierplatte hinausragt, wobei 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 vorzugsweise regelmäßigen Vieleckes bilden.

Ein derartiges Heizelement beschreibt ein Vorschlag gleichen Prioritätstages. Dabei wird zurückgegriffen auf einen älteren Vorschlag eines Heizelementes, bei dem zwei oder mehrere Heizkörper parallel zueinander zusammengebaut sind und dabei ein etwa registerartiges Heizelement bilden. Jeder Heizkörper des älteren Vorschlages weist als Heizleiter eine Wendel auf, die die Form eines flachen Ovales besitzt, in dessen größerer Achse die Isolierplatte liegt. Hierdurch soll

erreicht werden, daß die Eigensteifigkeit des Heizdrahtes ausgenutzt wird. . Durch den ovalen Verlauf der Windungen der Wendel soll gemäß dem älteren Vorschlag der Heizleiter · gerade eine so große elastische Spannung erhalten, daß die einzelnen Windungen in ausreichendem Maße von der Isolierplatte abstehen, so daß sie von der Luft oder dem Gas frei durchströmt werden und dadurch ein guter Wärmeaustausch zwischen dem Heizleiter und dem zu erwärmenden Medium stattfindet. Die elastische Spannung des Heizleiters soll auch so groß sein, daß die einzelnen Windungen sich weder infolge der Torsionsspannungen beim Aufwickeln noch infolge der temperaturbedingten Dehnungen so verformen können, daß sie sich berühren. Vielmehr sollen die einzelnen Windungen einwandfrei ihre Lage beibehalten. Der Zusammenbau zweier oder mehrerer Heizkörper parallel zueinander zu einem etwa registerartigen Heizelement soll die Herstellung vereinfachen. Die einzelnen Heizkörper sollen sich nämlich auf einer Wickelmaschine nacheinander in einem Arbeitsgang mit einem zusammenhängenden Heizleiter herstellen und dann jeweils zu dem registerartigen Heizelement zusammenlegen lassen.

Die Erfindung geht aus von einem Heizelement eingangs genannter Gattung gleichen Prioritatstages, wobei die je Heizkörper vorgesehene Wendel jedoch keineswegs zwingend die Form eines flachen Ovals haben muß, sondern z.B. so gestaltet sein kann, wie aus der DE-AS 18 05 639 ersichtlich ist. Durch die prioritätsgleiche Ausbildung des Heizelementes, nämlich Anordnung der einzelnen Heizkörper so, daß letztere in ihrer Längsrichtung parallel zur Strömungsrichtung des Mediums angeordnet sind, soll erreicht werden, daß die Heizkörper dem Luftstrom, der sich in Strömungs- j richtung nicht gerade, sondern infolge der Ventilatorwirkung etwa schraubenlinienförmig fortbewegt, einen äußerst

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geringen Widerstand entgegensetzen. Durch die Anordnung der Heizkörper und durch in bekannter Weise durchbrochene Gestaltung der Isolierplatten soll bei diesem prioritätsgleichen Vorschlag eine Bildung von abgeschlossenen Luftkammern wirksam vermieden sein und damit die Gefahr einer unzulässig starken Erwärmung des Gehäuses sinken, wobei eine gleichmäßige Wärmeverteilung im austretenden Luftstrom erreicht werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Heizelement eingangs definierter Gattung so auszubilden, daß diese Vorteile beibehalten werden, dabei ferner aber der sum Einbau verfügbare Raum besonders gut ausgenutzt wird, ein kompakter Aufbau ermöglicht ist und gegenüber bekannten Heizelementen eine geringere Länge bei Optimierung des Verhältnisses von Durchmesser des Strömungskanals zur Heizleistung des Heizelementes ermöglicht ist, wobei natürlich eine besonders günstige Wärmeabgabe vom Heizleiter an das strömende Medium erreicht werden soll.

Die Aufgabe ist bei einem Heizelement eingangs definierter Gattung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Heizkörper in Form eines gleichseitigen, vorzugsweise eines dreiseitigen, Prismas oder in Form eines gleichseitigen, vorzugsweise eines dreiseitigen, Pyramidenstumpfes angeordnet sind.

Durch die Anordnung der Heizkörper in Form eines dreiseitigen Prismas wird ein zur Verfügung stehender Kreisquerschnitt, innerhalb dessen die Heizkörper so liegen, besonders gut ausgenützt. Es wird ein kompakter Aufbau erzielt. Dieser ermöglicht eine gegenüber bekannten Heizelementen geringere Länge bei Optimierung des Verhältnisses von Durchmesser des Strömungskanales zur Heizleistung des

Heizelementes. Sind die Heizkörper im Gehäuse in Form eines gleichseitigen, vorzugsweise eines dreiseitigen, Pyramidenstumpfes angeordnet, so sind die einzelnen Heizkörper etwas zur Längsachse des Heizelementes geneigt eingebaut. Auf diese Weise liegen, eine laminare Strömung vorausgesetzt, die einzelnen Windungen jeder Wendel nicht exakt hintereinander, sondern etwas gegeneinander versetzt, so daß eine besonders günstige Wärmeabgabe vom Heizleiter an das strömende Medium erreicht wird. Dies wird dann noch verbessert, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform die Heizkörper dabei im Gehäuse so angeordnet sind, daß das Heizelement von der geringeren zur größeren Querschnittsfläche hin durchströmt wird. Gleichermaßen dann, wenn die Heizkörper in Form eines gleichseitigen, vorzugsweise eines dreiseitigen, Prismas oder eines entsprechenden Pyramidenstumpfes im Gehäuse angeordnet sind, wird auf geringstmöglichem Raum die größtmögliche Heizleistung erreicht. Der Luftstrom wird besonders gleichmäßig erwärmt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die einzelnen Heizkörper einseitig mit den Stirnseiten ihrer Isolierplatten in einer Halterung befestigt sind, die aus einem der Querschnittsform des Heizelements angepaßten polygonalen Rahmen und einem Befestigungsring besteht, die beide durch längsverlaufende Stege miteinander verbunden sind. Vorteilhaft kann es dabei ferner sein, wenn die geraden Teile des Rahmens durch seitliche Führungsnuten gebildete Taschen aufweisen, in welche die Isolierplatten der Heizkörper einsteckbar sind. Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn zur Verriegelung der Isolierplatten an der Innenseite der geraden Teile des Rahmens eine keilförmige Aufkantung und in der Isolierplatte eine Durchbrechung vorgesehen sind, die in der Aufkantung einrastet. Besonders vorteilhaft ist die Gestaltung der Halterung aus Kunststoff.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schrägansicht eines Heiζelementsnach ^- der Erfindung mit einer Halterung für drei Heizkörper, wobei der Übersicht halber nur ein Heizkörper dargestellt ist,

Fig. 2 in größerem Maßstab die Befestigung einer Isolierplatte an dem Rahmen der Halterung,

Fig. 3 in noch größerem Maßstab einen Querschnitt durch den am Rahmen befestigten Teil einer Isolierplatte,

Fig. 4 eine Ansicht eines einzelnen Heizkörpers,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Heizkörper gemäß Fig. 4 entlang der Linie. V-V,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Heizelement nach . der Erfindung mit drei in Form eines Drei:- ecks angeordneten Heizkörpern, ■

Fig. 7 eine Schaltskizze für das Heizelement nach Fig. 6,

Fig. 8 eine andere Ausführungsform eines Heizkörpers,

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8 und

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie X-X der Fig. 8.

Das Heizelement besteht aus· einer

Mehrzahl von Heizkörpern 1, von denen einer in Fig. K in Ansicht und in Fig.. 5 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 .jrorgesehen, in welche die einzelnen Windungen 6 der Wendel 7 eingelegt sind. Die Wendel 7 ist im Querschnitt als flaches Oval ausgebildet. Sie kann aus Rundoder 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. 6 ist dargestellt, wie drei Heizkörper 1 innerhalb _:eines 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 Verbindung 10 ist in Fig. 4 gestrichelt angedeutet. Im zentralen Bereich des Heiz^ elements ist ein an sich bekannter Thermostatschalter 11 angeordnet. ·

. Eine öchaltskizze für ein solches Heizelement ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Die Stromzuführung, z.B. 110 oder 220 Volt, erfolgt über einen Anschluß 12 und über den Thermostatschalter 11 zunächst zur ersten Wendel la, über eine Verbindung 10 zur zweiten Wendel Ib und über eine weitere Verbindung 10 zur dritten Wendel Ic bis zum zweiten Anschlußkontakt 13· An der dritten Wendel Ic ist ein Angriff l4 für den Gebläsekleinstmotor angeordnet, der als Niederspannungsmotor ausgebildet ist.

Die Heizkörper la, Ib und lc, die in Fig. 6 lediglich im Querschnitt dargestellt sind, sind in einer Halterung gehalten, die in Fig. 1 in Schrägans.icht dargestellt ist. Die Halterung besteht aus einem Befestigungsring ΐβ, an dem über drei Stege 17 ein dreieckfb'rmiger Rahmen 18 befestigt ist. Der Rahmen 18 besteht aus drei Halteplatten für Je einen Heizkörper 1. Der bessesren Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 1 lediglich ein Heizkörper 1 dargestellt.

An den Halteplatten 19 sind durch seitliche Führungs- · nuten 20 Taschen gebildet, in welche die Isolierplatten 2 der Heizkörper 1 mit einem stirnseitigen Ende eingeschoben werden können. Zur Befestigung der Isolierplatten dient eine Aufkantung 21, die mit einer Durchbrechung 22 in der Isolierplatte 2 zusammenwirkt. Beim Einschieben der Isolierplatte 2 gleitet der vor der Durchbrechung 22 liegende Teil 23 der Isolierplatte 2 über die Aufkantung 21 hinweg und rastet nach Passieren derselben ein (Fig. 3)» so daß die Isolierplatte in der eingeschobenen Lage verriegelt bleibt. Zur Erzielung eines möglichst geringen Luftwiderstandes sind alle nach innen weisenden Kanten der·Halterung also der Ring 16, die Stege 17 und die Stirnseiten der Rahmenteile 19 abgerundet. Mit dem Befestigungsring l6 wird das Element im Gehäuse befestigt oder auf den Motor aufgesteckt. Am gegenüberliegenden Ende können die Isolierplatten 2 durch Blechwinkel oder dgl. gehalten sein.

Die Querschnittsform der Wendeln und die Anordnung der Heizkörper 1 im Querschnitt wirken bei diesem Heizelement in so vorteilhafter Weise zusammen, daß auf geringstmögliehern Raum die größtmögliche Heizleistung erreicht wird. Der Luftstrom wird besonders gleichmäßig erwärmt und kann durch den im Innenraum zwischen den Heizkörpern la, Ib und Ic zentral angeordneten Thermostatschalter 11 zuverlässig geregelt werden.

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Die Heizkörper können im Gehäuse auch zur Längsache des Heizelements geneigt angeordnet sein. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Heizkörper 25 mit einer etwa trapezförmigen' Isolierplatte 2β ausgerüstet sind, wie In Fig. 8 dargestellt. Die Isolierplatte 26 ist wiederum als Rahmen mit zwei Durchbrechungen 27 ausgestaltet. Ihre Längsränder 28 sind gegeneinander geneigt, so daß der Querschnitt der Wendel 29 an dem in Darstellung der Fig. 8 rechten Rand gr.ößer ist (FIg 9) als am linken Rand (Fig. 10) Wenn solchermaßen· ausgebildete Heizkörper zur Längsachse des Heizelements geneigt eingebaut werden, wird eine besonders günstige Durchströmung und Erwärmung des Mediums erreicht. Z

Claims

1. Heizelement für gasförmige Medien, gebildet aus mehreren elektrischen Heizkörpern, bei denen jeweils der Heizleiter in Form einer Wendel an einer innerhalb der Wendel liegenden Isolierplatte befestigt ist und über die Ebene der Isolierplatte hinausragt, wobei 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 vorzugsweise regelmäßigen Vielecks bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (la, Ib, Ic) in Form eines gleichseitigen, vorzugsweise dreiseitigen, Prismas oder in Form eines gleichseitigen, vorzugsweise eines dreiseitigen, Pyramidenstumpfes angeordnet sind.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es im Gehäuse (9) so angeordnet ist, daß es von der geringeren zur größeren Querschnittsfläche hin durchströmt wird.

3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Heizkörper (la, Ib, lc....) einseitig mit den Stirnseiten ihrer Isolierplatten (2) in einer Halterung (15) befestigt sind, die aus einem der Querschnittsform des Heizelements angepaßten polygonalen Rahmen (18) und einem Befestigungsring (15) besteht, die beide durch längsverlaufende Stege (17) miteinander verbunden sind.

4. Heizelement nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nzeichnet , daß die geraden Teile (19) des Rahmens (18) durch seitliche Führungsnuten (20) gebildete Taschen aufweisen, in welche die Isolierplatten

(2) der Heizkörper (la, Ib, lc ...) einsteckbar sind.

5. Heizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verriegelung der Isolier— platten (2) an der Innenseite der geraden Teile (19) des Rahmens (18) eine keilförmige Aufkantung (21) und in der Isolierplatte (2) eine Durchbrechung (22) vorgesehen ist, die in der Aufkantung (21) einrastet.

6. Heizelement nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet , daß die Halterung (15) aus Kunststoff besteht.