DE8226681U1 - Heizschrank - Google Patents

Description

1	t» a a β β 11 M • 1 · ill • · · ] I • · a · ill	• ■ ■ · I · · fl ΐ I ta > I I a a ■	HAUPTMANNSREUTE 4β	ι/
I PATENTANWALT	DtPL-ING, J.WENZEL	7 STUTTGART	BINDER, TUTTLINGEN
!	DIPL.-ING. PETER	MICHAEL

Heizschrank

Die Erfindung geht aus von einem Heizschrank nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es sind bereits seit sehr langer Zeit derartige Heizschränke für die verscniedensten Zwecke bekannt» Infolge der als zweckmäßig empfundenen quaderförmigen Ausbildung des Heizraumes hat man es bisher stets für erforderlich gehalten, den erwähnten Heizkörper mehrstückig auszubilden. Zumindest hat man für die senkrecht aufeinanderstehenden verschiedenen Seitenteile und das Bodenteil verschiedene voneinander getrennte Heizkörper vorgesehen, die, jeder für sich, mit Je zwei Anschlüssen zur Halterung und für die Leitung des elektrischen Stromes oder heißen Wärmeträgermittels versehen sein mußten. Für zwei Seitenteile und den Boden mußten also drei Heizkörper mit insgesamt sechs Anschlüssen vorgesehen sein, Dadurch ergab sich natürlich ein erheblicher Aufwand nicht nur für die Fertigung der drei verschiedenen Heizkörper mi ^, ihren Anschlüssen, sondern auch für die Montage. Diese aechs Anschlüsse mußten nämlich selbstverständlich auch montiert werden.

1-2

• · 4

···· t ft Il ti

PATENTANWALT DIPL-INQ. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 4β

2 -

Außer den erwähnten mäanderförmig gebogenen Heizstäben hat man auch noch gerade Heizstäbe verwendet, welche außen am Kessel befestigt sind und diesen indirekt beheizen, deren Zahl aber in aller Regel noch sehr viel größer sein mußte, so daß der erwähnte Nachteil in diesem Falle noch stärker war als bei der mäanderförmig gebogenen Ausbildung, die den Vorteil zeigt, eine größere Fläche erwärmen zu können. Diese. Heizkörper führen nun aber zu Regelproblemen bedingt durch ihre große Masse. Dadurch ist nämlich eine große Zeitkonstante bedingt. Darüberhinaus können Kessel aus relativ schlecht wärmeleitendem Material nicht beheizt werden, da die vom Heizkörper abgegebene hohe Heizdichte über die Berührungsfläche zwischen dem Heizkörper und dem Kessel nicht ohne starke Verwerfungen des Kesselmaterials abtransportiert werden kann.

Diese stabförmigen Heizkörper wurden bei speziellen Bauformen darüberhinaus In dem Heizraum freiliegend angeordnet, wordurch sich zusätzlich auch noch ein Reinigungsproblern für den Kessel des Gerätes ergab.

• · »it* * * ι

* ··* I I t I t · ff t

• · * · t ι ι·ι

9··* · · · ' ti Il lift

PATENTANWALT DlPL-INQ. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 4β

Schließlich gibt es auch noch eine RJ-ppenstrahlheizung,
bei der die Innenwände des Kessels rippenförmige Ausprägungen aufweisen, In welche durch Keramik-Perlen
Isolierte Heizleiter montiert sind. Neben einer äußerst
zeltaufwendigen Montage und schwieriger Reparatur 1st die räumliche Temperaturunlformität insbesondere bei Annäherung an die Rippen der Kesselwände unbefriedigend* Wie auch bei dem zuvor beschriebenem Verfahren berühren die Heizkörper die Kesselwände, weshalb diese eine wesentlich höhere Temperatur aufweisen als die Luft im Kessel.

Endlich sind auch Rillenrohr-Heizköroer bekannt, die bei
der Bestückung von Raumheizgeräten, Wärmeschränken, Haushaltbacköfen, Wärmefächern und dergleichen Verwendung finden. Diese zeigen ebenfalls mit Perlen isolierte Heizspiralen, die von einem einseitig offenen Rillenrohr gehalten sind. Auch hier sind mindestens zwei Heizkörper notwendig, und
zwar sogar bei verhältnismäßig flachen Kesseln, wie z. B. Haushaltsbackofen. Bei höheren Kesseln bzw. bei Anwendungen, die gute Temperaturuniformitat erfordern, müssen die Seitenwände zusätzlich mittels gestreckter Rippenrohrheizkörper beheizt werden (Prospekt der Pa. Blanc und Fischer, 7135 Oberderdingen) .

/-4

• « 4 «at· ···

• « «III 4 t

• # · ♦ 11(1·· · *

PATENTANWALT DIPL-ING. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANN8REUTE 46

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Heizschrank der erwähnten Art so zu verbessern, daß er mit geringerem Aufwand gefertigt werden kann, eine gute räumliche Temperaturuniformität gewährleistet und günstige Voraussetzungen für den Einsatz von Temperaturreglern schafft.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen« Dadurch besteht nicht nur der Vorteil, daß sehr viel weniger Einzelteile vorhanden sind, sondern es ist auch die Montage wesentlich erleichtert.

Der weiteren Ausgestaltung der Erfindung dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2. Durch diese Vorkammer wird eine weit größere räumliche Homogenität der Erwärmung erzielt als cüesairekt an dem Kessel anmontierten oder direkt im Kessel befindlichen Heizkörpern möglich wäre. Dies, weil der zwangsläufig weit über der Kesseltemperatur liegende Heizkörper die Innenkesseiwände nicht berührt, sondern die Luft der Vorkammer räumlich gut homogen erwärmt. Der vorzugsweise gut wärmeleitende Innenkessel baut noch bestehende räumliche Temperaturunterschiede weiter ab, mit dem Ergebnis, daß alle beheizten Flächen des Innenkessels mit hoher Genauigkeit die gleiche Temperatur aufweisen. Die Kammer wird gleichmäßig

# # tit» ι« ι

PATENTANWALT DIPL-INQ. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSRßUTE 48

von außen nach Innen und von unten nach oben erwärmt, weil die Wärme bekanntlich nach oben steigt. Dies ist auch der Grund für die U-förnige Ausbildung des Heizkörpers. Andernfalls kann die erwähnte Möglichkeit bestehen, den Heizkörper 0- oder kastenförmig auszubilden, sodaß er die Vorkammer von a?len Seiten uirßchließt.

In weiterer Ausgestaltung dieser gleichmäßigen Erwärmung sind die Merkmale des Anspruchs 3 sehr nützlich. Zum Beispiel ist zweckmäßig, daß die Leistungsdichte der Seitenwände geringer ist als die des Bodens. Dies kann durch die Erfindung einwandfrei nur durch die Form des Heizkörpers gesteuert werden. Außerdem werden überraschend gute Regelergebnisse mit geringem Aufwand erzielt, wenn anstelle der Kesseltemperatur die Temperatur in der Vorkammer als Hilfsregelgröße verwendet wird.

Schließlich wird durch die Erfindung auch noch ein Verfahren zur Herstellung des erwähnten Heizkörpers angegeben, wozu die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 vorgesehen sind. Dadurch ergibt sich eine räumliche Biegung des Heizkörpers in einfacher Weise.

/-6

• · ff *■·· ft.»

• · · · IMIt* · ·

• »·■ · t if t|

PATENTANWALT DIPL-ING. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 46

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsb.eispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1: Eine schematische Ansicht von vorne auf einen erfindungsgemäßen Heizluftschrank, wobei die Tür und der Frontrahmen weggelassen sind und

Fig. 2: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Heizkörper nach dem ersten Fertigungsschritt, gegenüber Fig. 1 in etwas vergrößertem Maßstab.

Fig. 1 zeigt einen Heißluftschrahk 1, dessen öffnung sichtbar ist, weil die Tür sowie der Frontrahmen ganz weggelassen sind.

An der linken Seite des aus Stahl bestehenden gut isolierten Außengehäuses sind von oben nach unten einige Steuer-Schaltelemente sichtbar. Man sieht oben einen Steuerknopf 7 für den Luftschieber zur Steuerung der Zu- und Abluft.

Darunter sieht man ein Kontrollthermometer 8 sowie ein weiteres Schaltelement 9. Darüberhinaus können auch noch weitere

(•••«ti ι -ti

* * ■ lllltll Il

* · · I · I I · I t

• · I I »1*111

• . · . iifli· · ·

/to

PATENTANWALT DIPL-ING. J. WENZEL 7 STUTTGART hÄÜPTMANNSREUTE 46

Schalt- und Steuerelemente darunter angeordnet sein. Dies 1st für die Erfindung jedoch nicht von Bedeutung und ist daher nicht dargestellt.

Flg. 1 zeigt weiter die Höhe h und die Breite b des Außenkessels 15· Innerhalb desselben zwischen diesem und dem Innenkessel 3 sieht man den Heizkörper 2, der gämäß der Erfindung U-förmig gebogen ist, sodaß er sich an diese beiden Seltenteile und das Unterteil des Heizraums in verhältnismäßig geringem Abstand jedoch berührungsfrei anschließt. An den beiden Enden des Heizkörpers 2 sind die beiden Anschlüsse 5 und 6 desselben in der Rückwand des Heizkörpers verschraubt, wie später noch näher erläutert wird. Weitere Verbindungen zwischen dem Heizschrank 1 und dem Heizkörper 2 sind nicht vorhanden, sodaß sich mit Ausnahme dieser beiden Anschlüsse auch keine Wärmebrücke ergeben kann.

In einem geringen Abstand a 1st der Innenkessel 3* z. B. aus nicht-rostsndem Stahlblech, angeordnet. Dieser ist ebenfalls leicht demontierbar mit der Rückwand verbunden.

Durch die erwähnte Vorkammer 14, die bevorzugt allseitig mit Ausnahme der vorderen öffnung geschlossen ist, wird eine größere Homogenität des Wärmeüberganges von dem Heizkörper 2 auf den Innenraum des Innenkessels 3 erreicht. Dies bedeutet,

/-8

ti (rri t| Ii «· t·

• .·· «ill«. · .

At

PATENTANWALT DIPL-ING. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 46

daß örtliche überhitzungen von Teilen, die in größerer Nähe der Seitenwände liegen als andere, vermieden werden. Dadurch wird der Heizraum innerhalb des Kessels gleichmäßig erwärmt.

Der erwähnte Abstand a zwischen dem Heizkörper 2 und dem Innenkessel 3 kann klein sein, also z. B. nur 2-4 mm, damit der Raum gut ausgenützt wird und ein etwa gleichstarker Luftraum den Heizkörper 2 allseitig umgibt.

Unten ruht der Schrank auf Gummifüßen Io und 11.

Fig. 2 zeigt den Heizkörper k nach dem ersten Fertigungsschritt. In diesem Falle ist der Heizkörper in herkömmlicher Weisen ebenflächig ausgebildet und mäanderförmig gebogen. Er ist also in herkömmlicher Weise in nur einer Ebene gebogen. Gemäß der Erfindung ist die Länge 1 hier etwas kleiner als die Addition der beiden Höhen h der Seiten des Innenraumes des Heizschrankes 1 nach Fig. 1 plus der Breite b der Bodenfläche.

Es handelt sich hier um einen röhrenförmigen elektrischen Heizkörper 4, der an seinen Enden mit den Anschlüssen 5 und

/-9

• · · ♦ Il M Il (t I

•••••II I Ittl

·· · ItItIIt Il I

• · · I I I t I I I I

• · · ) t ι ι ι ι · ι

·· tlM HH (I Ii I« if

r<*r···!· ii Il

· fill «lit «··»·.·»

•••••ι»·»«

Ig? an··«. »iti ι ι ι ι ι >

* PATENTANWALT DIPL-INaJ-WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE

versehen ist. Hierbei handelt es sich um mit einem Gewinde versehene Nippel, die mit dem rohrförmigen Körper 4 fest verbunden sind, also z. B. verpreßt oder verschweißt sind. An den Enden sieht man die steckerförmigen elektrischen Anschlüsse 12 und 13,· die ^genüber der Röhre isoliert <sind, was nicht im Einzelnen dargestellt werden muß. Anschlüsse dieser Art gehören nämlich zum Stand der Technik.

Dies gilt auch für die mäanderförmigen Biegungen zwischen den Anschlüssen 5 und 6»

Allerdings sind die Radien R der beiden äußeren Biegungen größer ausgebildet als die Radien r der beiden inneren Biegungen.

Zur vollständigen Fertigung des Erfindungsgegenstandes werden die beiden außenliegenden Teile mit den Radien R aus der dargestellten Ebene nach Fig. 2 nach oben gebogen, sodaß sich die U-Form des Heiakörpers 2 nach der Fig. ergibt. Dies ist der 2. und bereits letzte Fertigungs-

/-Io

·· · · »I ti ii ii ι

• · · » t I I I ItIi ' ■ · I I I I I I I >| ι

■ · · ι t t · · ι t >

• » » I ItIlIl ι (■ MM INI M Il Il Il

I I I * ·* ■* Il Il 41 Il

• · · · · I I «III

• · « · I < Il I

• ··« IKIlC ·

• · t · I I I t I

IHI Il I« (C Il lltl PATENTANWALT DIPL-ING. J, WENZEL 7 STUTTGART HAU PTMAN N S RE UTE 4β

-loschritt« Dadurch kommt der mittlere Teil mit den kleineren Radien r auf dem Botenteil zu liegen, während die Außenteile mit den größeren Radien R die Seitenteile des U bilden.

In ähnlicher Weise kann auch die O-oder Kastenform gebogen werden, wobei dann zusätzlich auch noch im obersten Bereich nach Fig. 1 ein Teil des Heizkörpers mit den Biegungenzu liegen kommt.

In dieser Form läßt sich der Heizkörper 2 leicht montieren, indem die beiden Anschlüsse 5 und 6 durch die Löcher in der Rückwand des Heizschrankes nach Fig. 1 gesteckt und anschließend mit Muttern verschraubt werden, woraufhin dann auch die elektrischen Anschlüsse 12 und 13 geklemmt werden können.

In den Fachmann überraschender Weise genügt diese mechanische Befestigung mit den beiden Anschlüssen 5 und 6, um den gesamten räumlich gebogenen Heizkörper 2 in seiner Lage gemäß Fig. 1 im Abstand von sämtlichen Teilen des Schrankes zu halten.

«•CC fit

···»■# ·» ti It I«

■ » * $ t r « «I I

I · t t t 1 ( I . 4 ·

I < · ♦ I I t ■

1111*1 · · I' Il

PATENTANWALT DIPL-INQ. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 4β

- 11 -

Darüberhinaus ist das Auswechseln sehr einfach, indem die Muttern gelöst und der Heizkörper 2 als Ganzes nach vorne durch-den Außenkessel herausgezogen wird.

In ähnlicher Weise kann auch der Innenkessel 3 sehr einfach an der Rückwand des Schrankes befestigt werden. Er kann aber auch in oberen Schienen nur lose eingeschoben werden*

Durch die unterschiedlichen Radien R und r wird eine unterschiedliche Leistungsdichte erreicht. Am Boden will man eine größere Leistungsdichte als an den beiden Seitenteilen. Zum Beispiel kann man die Leistungsdichte auf diese Weise so einstellen, daß die beiden Seitenteile der U-förmigen Ausbildung zusammen etwa die gleiche Leistung haben^ wie der Boden.

Es wurde nur eine Ausführungsform dargestellt. Dem Fachmann ist aber verständlich, daß eine große Anzahl weiterer Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche möglich sind. Zum Beispiel muß es sich bei dem Heizkörper 2 nicht um einen elektrischen Heizkörper handeln, sondern es könnte auch ein z.B. von heißem öl durchströmter Heizkörper sein.

tilt CIt

• t f > · · Jf Il · t

• I · I' J lilt

I · · I M *

t φ · · j t ι ι i » ι

I*·· till

«•III· . |l III·

PATENTANWALT DIPL-ING. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE

- 12 -

Bel Heißluftsterilisatoren wie Universalschränken werden aber diese elektrischen Heizkörper bevorzugt.

Außerdem kann der Heizkörper 2, wie oben erwähnt, nicht U-förmig, sondern O-förmig oder kastenförmig ausgebildet sein, wenn man besondere Temperaturschichtungen im Kessel erzeugen will.

Durch die Erfindung ist die Fertigung des Heizschrankes erheblich vereinfacht, schon weil die Fertigung der früher aus mindestens 3 Teilen bestehenden Heizkörper vereinfacht ist. Darüberhinaus bietet der Heizkörper besonders in Verbindung mit der Vorkammer 14 nach Anspruch 2 sehr gute Temperaturuniform!tat und beste oder sogar überraschend gute Voraussetzungen für den Einsatz von Temperaturreglern .

• ·· · 111

Claims (3)

1. PATENTANWALT DIPL.-ING. J, WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 46

   Ansprüche

   1· Heizschrank mit einem Heizkörper für einen quaderförmigen Heizraum, insbesondere Heißluftsterilisator/ Labor-Wärmeschrank oder Backofen, der einen mäanderförmig gebogenen Heizstab mit zwei elektrischen und / oder mechanischen Anschlußstellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizschrank (1) in der Ansicht von vorn einen U-förmig oder O-förmig gebogenen Heizkörper (2) aufweist, der den gesamten Heizraum (3) mindestens von beiden Seiten und von unten einstückig durchgehend umschließt.
2. 2. Heizschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (2) in einer von einem Innenkessel (3) und einem Außenkessel (15) gebildeten Vorkammer (14) angeordnet ist, ohne die Wände des Innenkessels und des Außenkessels zu berühren.
3. 3. Heizschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien (R, r) der Biegungen der mäanderförmigen Ausbildung des Heizkörpers (2) zur Steuerung unterschiedlicher Leistungsdichten, insbesondere am Boden und den Selten, mit unterschiedlicher Größe ausgebildet sind.

   * · * * ·Ι Il «I C*

   •••»•II # * *

   • * · ΙΙΙΙ III · I

   • · · » ιιιι·;

   ·· '· It Il Ι«