DE878989C

DE878989C - Electric radiator

Info

Publication number: DE878989C
Application number: DEK11980A
Authority: DE
Inventors: Allan John Kemp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-11-11
Filing date: 1951-11-11
Publication date: 1953-06-08

Description

Elektrischer Heizkörper Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Heizkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung.Electric radiator The invention relates to electric Radiators and processes for their manufacture.

Elektrische Heizkörper und Widerstandsmaterialien bestehen bekanntlich aus Kohlenstoffteilchen oder ähnlichen elektrisch leitenden Stoffen, die in oder zwischen Lagen nichtleitender Substanzen, z. B. Gummi, Cellulose oder Asbest, eingelagert sind, so daß Widerstandselemente entstehen, die dadurch Wärme erzeugen, daß elektrischer Strom durch dieses Material fließt. Die Anwendungen solcher Körper sind jedoch durch das Fehlen geregelter Widerstandsänderungen und durch ihre Neigung zur Bildung heißer Stellen beschränkt.Electric radiators and resistance materials are known to exist made of carbon particles or similar electrically conductive substances in or between layers of non-conductive substances, e.g. B. rubber, cellulose or asbestos, stored are, so that resistance elements arise that generate heat that electrical Electricity flows through this material. However, the applications of such bodies are through the lack of regulated changes in resistance and their tendency to form hotter Places limited.

Nach der Erfindung wird ein elektrischer Heizkörper vorgeschlagen, der eine Lage von mineralischen Fasern mit darin dispergiertem elektrisch leitendem Material aufweist, das in Form eines Überzuges auf der Oberfläche der Fasern sitzt. Zur Herstellung von elektrischen Heizkörpern nach der Erfindung wird vorzugsweise eine flüssige Dispersion von Mineralfasern mit einer kolloidalen Suspension eines elektrisch leitenden Stoffes gemischt, der Stoff auf die Mineralfasern ausgefällt und das entstandene faserförmige Produkt in Plattenform gebracht.According to the invention, an electric heater is proposed, the one layer of mineral fibers with dispersed therein electrically conductive Has material that sits in the form of a coating on the surface of the fibers. For the production of electric radiators according to the invention is preferred a liquid dispersion of mineral fibers with a colloidal suspension of a Electrically conductive substance mixed, the substance precipitated on the mineral fibers and the resulting fibrous product is made into a plate shape.

Das Verfahren nach der Erfindung beruht auf der Adsorption oder auf der ionischen Anziehung geeignet präparierter Mineralfasern für Kolloidstoffe, wodurch diese Substanzen zäh mit dem kolloidalen Stoff überzogen werden, der nicht leicht zu entfernen ist.The method according to the invention is based on adsorption or on the ionic attraction of suitably prepared mineral fibers for colloidal substances, whereby these substances are toughly coated with the colloidal substance, which is not easy to be removed.

Eine besonders geeignete Mineralfaser, die allgemein erhältlich ist, ist Asbest. Sie läßt sich in geeigneter Stapellänge auswählen, so daß ihre Dispersion in Wasser erleichtert wird und sie ein hohes Adsorptionsvermögen aufweist. Das Adsorptionsvermögen von . Asbest läßt sich durch Wäschen mit verdünnter Säure, beispielsweise Salzsäure, und anschließendem Wäschen mit Wasser verbessern.A particularly suitable mineral fiber that is widely available, is asbestos. It can be selected in a suitable stack length, so that its dispersion is facilitated in water and it has a high adsorptive capacity. The adsorptive capacity from . Asbestos can be removed by washing with dilute acid, for example hydrochloric acid, and then wash with water.

Der elektrisch leitende Stoff kann -Graphit sein, der leicht als kolloidale Suspension zu erhalten ist. Es kann jedoch auch ein Metall Verwendung finden, das in den kolloidalen Zustand übergeführt ist.The electrically conductive substance can be graphite, which is easily called colloidal Suspension is obtained. However, a metal can also be used that is converted into the colloidal state.

Das Verfahren wird zweckmäßig unter Verwendung wäßriger Suspensionen der Mineralfaser und verdünnter wäßriger kolloidaler Suspension des leitenden Stoffes durchgeführt.The method is conveniently carried out using aqueous suspensions the mineral fiber and dilute aqueous colloidal suspension of the conductive material carried out.

Bei Verwendung besonders ausgewählten oder gereinigten Asbestes und kolloidaler Suspensionen von Graphit od. dgl. nach der Erfindung, setzt sich die kolloidale Substanz auf den Fasern durch Adsorption ab. Umgekehrt haftet der Graphit, wenn die beiden Substanzen zusammen in eine wäßrige Suspension gebracht werden, selbsttätig an den Asbestfasern, wobei vollständig klares Wasser zurückbleibt. Die Mischung hat dann das Aussehen von in klarem Wasser suspendierten schwarzen Asbestfasern. Dieser Zustand ist wesentlich für die Erfindung.When using specially selected or cleaned asbestos and colloidal suspensions of graphite od. Like. According to the invention, the colloidal substance on the fibers by adsorption. Conversely, the graphite adheres, if the two substances are brought together in an aqueous suspension, automatically on the asbestos fibers, leaving completely clear water. the The mixture then has the appearance of black asbestos fibers suspended in clear water. This condition is essential for the invention.

Die kolloidalen Suspensionen können Gummisubstanzen od. dgl. kolloidale Schutzmittel enthalten, wobei man darauf achten muß, diese durch Hinzufügen chemischer Mittel inert zu halten. Das Schutzmittel in kolloidalem . Graphit kann durch Zusatz von Salzsäure bis zu einer Einstellung des pu- Wertes von annähernd 6 in der Mischung inert gehalten werden. Dieser Zusatz muß sorgfältig eingestellt werden, um eine Ausfällung der kolloidalen Substanz zu vermeiden. In manchen Fällen muß die Zugäbe unmittelbar vor dem Mischen der Suspension mit den Fasern vorgenommen werden.The colloidal suspensions can or gum substances. Like. Colloidal Contain protective agents, being careful to avoid them by adding chemical To keep means inert. The protective agent in colloidal. Graphite can be added from hydrochloric acid to a setting of the PU value of approximately 6 in the mixture are kept inert. This addition must be carefully set in order to obtain a To avoid precipitation of the colloidal substance. In some cases, the allowances be made immediately prior to mixing the suspension with the fibers.

Die eigentliche Aufhebung des kolloidalen Zustandes erfolgt durch die Adsorption der Mineralfasern.The actual abolition of the colloidal state takes place through the adsorption of the mineral fibers.

Haben die Mineralfasern die kolloidale Substanz adsorbiert, was sich in der Trennung der Fasern im vollständig klaren Wasser zeigt, wird die Masse vom Wasser abgetrennt, nach einem Papierherstellungsverfahren zu einer Platte geformt und diese getrocknet.Have the mineral fibers adsorbed the colloidal substance, which is shows in the separation of the fibers in completely clear water, the mass is dated Separated water, formed into a plate by a papermaking process and these dried.

Der Anteil des leitenden Stoffes gegenüber den Fasern läßt sich zur Erzeugung von Elementen mit unterschiedlicher Wärmeabgabe pro Flächeneinheit ändern, Die trockene Platte muß gegebenenfalls einer Temperatur zwischen aoo und 4oo° ausgesetzt @verden, um anorganische Stoffe zu verflüchtigen, die sich im kolloidalen Schutzmittel im verwendeten Graphit befinden.The proportion of the conductive material compared to the fibers can be Change the generation of elements with different heat output per unit area, The dry plate may have to be exposed to a temperature between 100 and 400 degrees @verden to volatilize inorganic substances contained in the colloidal protective agent are in the graphite used.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet man statt Graphit Metalle, besonders solche, die sich für elektrische Widerstände verwenden lassen, vorausgesetzt daß sie sich in eine lzolloidale Suspension überführen lassen. Beispielsweise kann man eine Legierung, die der Zusammensetzung des üblichen Nickel-Chromelement,Drahtes entspricht, in den kolloidalen Zustand auf mechanischem Wege oder :dadurch überführen, daß man zwei Elektroden aus dieser Legierung unter Wasser oder in ein Kolloidschutzmittel enthaltendem Wasser anordnet und eine Spannung von annähernd roo Volt anlegt: Dadurch wird ein Bogen gezündet und durch eine geeignete Stromstärke, die mit der Größe der Elektroden übereinstimmt, aufrechterhalten. Eine Vorschubvorrichtung dient dazu, die Elektroden auf gleichem Abstand zu halten, um das durch den Bogen dispergierte Metall abzugleichen.In another embodiment of the invention, instead of Graphite metals, especially those that are used for electrical resistance provided that they can be converted into an lzloidal suspension. For example, you can use an alloy that has the composition of the usual nickel-chromium element, wire corresponds to, in the colloidal state by mechanical means or: thereby transferring, that one has two electrodes made of this alloy under water or in a colloid protection agent containing water and applies a voltage of approximately roo volts: thereby an arc is ignited and by an appropriate current intensity that corresponds with the size of electrodes match. A feed device is used to keeping the electrodes equidistant from each other in order to disperse the material through the arc Match metal.

Die Metallteilchen, die vom Bogen dispergiert werden, gehen in den kolloidalen Zustand in das Wasser über.The metal particles that are dispersed by the arc go into the colloidal state in the water.

Wird die kolloidale Suspension der Nickel-Chrom-Legierung mit Asbestfasern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemischt, so setzt .sich das Metall auf den Fasern ab, und es entsteht ein Körper, wenn die Mischung nach dem bereits beschriebenen Verfahren in Plattenform gebracht wird. Die .Eigenschaft der Metalle, hei Temperatursteigerungen ihren Widerstandswert zu erhöhen im Gegensatz zum umgekehrten Effekt bei Graphit, läßt sich mit Vorteil dazu verwenden, daß man die kolloidalen Metalle mit kolloidalem Graphit in errechneten Teilen mischt, so daß die Widerstandserhöhung-beim Erwärmen der Metalle durch die Widerstandsverringerung beim Erwärmen des Graphits ausgeglichen wird und damit eine Platte entsteht, die im Heizbereich einen gleichmäßigen Widerstand aufweist.Is the colloidal suspension of nickel-chromium alloy with asbestos fibers mixed according to the method according to the invention, the metal settles on the Fibers off, and a body is created if the mixture according to the already described Process is brought into plate form. The property of metals is called temperature increases to increase their resistance value in contrast to the opposite effect with graphite, can be used to advantage that the colloidal metals with colloidal Graphite mixes in calculated parts, so that the resistance increase-when heating of the metals are offset by the decrease in drag when the graphite is heated and thus a plate is created that has an even resistance in the heating area having.

Die Dicke der Schichten oder Platten soll vorzugsweise so niedrig wie möglich gehalten werden, um die Oberflächentemperatur zu verbessern, da Asbest ein schlechter Wärmeleiter ist und einen Verlust an Wärmeübertragung in einer unzulässig dicken Schicht verursachen würde. Das Material heizt vollständig durch und ist nicht auf die Oberflächenleitung beschränkt.The thickness of the layers or plates should preferably be as small as this be kept as possible to improve the surface temperature, as asbestos is a poor conductor of heat and a loss of heat transfer in an inadmissible thick layer. The material heats up completely and is not limited to surface conduction.

Die Platten können gebohrt öder gestanzt werden, ohne daß ihre Wirksamkeit beeinträchtigt wird, außer daß sich der Gesamtwiderstand im Verhältnis zur Anzahl der gemachten Löcher ändert.The panels can be drilled or punched without affecting their effectiveness is affected, except that the total resistance is proportional to the number of the holes made changes.

.Die erfindungsgemäßen Heizkörper sind nicht auf die Gestalt flacher Platten beschränkt, sondern können in jeder beliebigen Form ausgeführt werden. Die flachen Platten können gebogen und in dieser Form durch Versteifungen gehalten werden. So kann man beispielsweise die Platte mit Natriumsiiicatlösung tränken, sie dann biegen und trocknen lassen. Auf diese Weise lassen sich die Platten in Röhren- oder in Wellenform: bringen. Die Platten können auch unregelmäßige Krümmungen aufweisen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform nach der Erfindung werden die auf die Platte aufgespritzten oder in anderer Weise angebrachten Kontaktstreifen nicht parallel, sondern aufeinander zulaufend angeordnet, so daß der Abstand zwischen den Kontaktstreifen fortschreitend kleiner wird. Wegen der Gleichmäßigkeit der elektrischen Leitung pro Flächeneinheit werden die Körper dort am wärmsten, wo die Kontakte am engsten nebeneinander sitzen und die Wärme nimmt fortschreitend längs des Körpers bis auf einen Minimalwert an der Stelle des größten Abstandes der Kontakte ab.The radiators according to the invention are not flatter in shape Plates are limited but can be made in any shape. the flat plates can be bent and held in this shape by stiffeners. For example, you can soak the plate with sodium silicate solution and then soak it bend and let dry. In this way, the plates can be in tubular or in wave form: bring. The plates can also have irregular curvatures. In an advantageous embodiment according to the invention, the on the plate sprayed or otherwise attached contact strips not parallel, but arranged converging so that the distance between the contact strips becomes progressively smaller. Because of the evenness of the electrical conduction per unit area the body becomes warmest where the contacts sit closest to each other and the heat increases progressively along the body down to a minimum value at the point of the greatest distance between the contacts.

Die Heizkörper nach der Erfindung entwickeln während des Betriebs keine heißen Flächen und Überbrückungsspuren. Es lassen sich Oberflächentemperaturen bis zu 25o° erreichen, jedoch sollte diese Temperatur nicht wesentlich überschritten «,erden.The radiators according to the invention develop during operation no hot surfaces and bridging tracks. There are surface temperatures Reach up to 25o °, but this temperature should not be significantly exceeded ",earth.

Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit der Verwendung von Asbest beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß auch andere Mineralfasern Verwendung finden können, welche elektrisch leitende Stoffe aus einer kolloidalen Lösung adsorbieren.Although the invention related to the use of asbestos It goes without saying that other mineral fibers can also be used can find which electrically conductive substances adsorb from a colloidal solution.

Im folgenden soll die Erfindung noch an Hand eines Beispiels näher erläutert werden. Beispiel 454 g gereinigter Asbestfaser wurden in 67,2 1 Wasser suspendiert und die Mischung kräftig gerührt, um die Fasern zu dispergieren. 113 g kolloidaler Graphitpaste wurden mit 45,:1.1 Wasser verdünnt und der pH-Wert der Lösung, gegebenenfalls durch Zugabe von Schwefelsäure, auf 6 eingestellt. Während des Rührens der Fasersuspension wird der verdünnte Graphit hinzugefügt und die Mischung so lange gerührt, bis das vom Graphit geschwärzte Wasser vollständig klar wird. Die 1Tischung läßt man durch Ablaufenlassen über einem Drahtnetz wie bei der Papierherstellung abtropfen, wobei die Trennung des Wassers durch Sog unterstützt wird. Die hergestellte Platte wird getrocknet, wenn durch Anwesenheit eines Kolloidschutzmittels notwendig, auf Zoo bis 4oo° erhitzt und in Stücke der gewünschten Größe geschnitten. Die elektrischen Anschlüsse werden durch Aufspritzen von Metallstreifen auf entgegengesetzte Enden der Platte aufgebracht.In the following, the invention will be described in more detail by means of an example explained. Example 454 g of purified asbestos fiber were in 67.2 l of water suspended and the mixture stirred vigorously to disperse the fibers. 113 g colloidal graphite paste was diluted with 45: 1.1 water and the pH of the Solution adjusted to 6, if necessary by adding sulfuric acid. While stirring the fiber suspension, the diluted graphite is added and the mixture Stirred until the water, blackened by the graphite, becomes completely clear. The mixture is left to drain over a wire mesh as in papermaking drain, whereby the separation of the water is supported by suction. The manufactured Plate is dried if necessary due to the presence of a colloid protection agent, Heated to 4oo ° in the zoo and cut into pieces of the desired size. The electric Connections are made by spraying metal strips onto opposite ends applied to the plate.

Bei Stromdurchgang bildet diese Platte ein Heizelement, das über seine ganze Oberfläche eine gleichmäßige Wärme erzeugt.When a current passes through this plate forms a heating element, which over its entire surface generates uniform heat.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric radiator characterized by a layer of mineral fibers with dispersed therein, electrically conductive -NI material that is used as a coating on the surface. Fibers.

2. Radiator after Claim i, characterized in that the mineral fibers consist of asbestos.

3. Heating element according to claim 1 or 2, characterized in that it is on the fibers located, electrically conductive material consists of graphite.

Radiator according to claim i or 2, characterized in that the one located on the fibers is electrically conductive material is made of metal.

5. Radiator according to claim -., Characterized in that that the metal on the fibers is an alloy or a metal that normally used for electrical resistance wires.

6. Radiator according to claim 5, characterized in that the metal is a nickel-chromium alloy is.

7. Radiator according to one of the preceding claims, characterized in that that the radiator has metallic contact strips on two opposite sides for the power connection.

Method of manufacturing an electric radiator according to claim i, characterized by mixing a liquid dispersion of mineral fibers with a colloidal or aqueous suspension of an electrically conductive substance, by precipitating this substance onto the mineral fibers and transferring the resulting material fibrous product in sheet form.

9. The method according to claim 8, characterized in that that the electrically conductive substance is precipitated on the fibers by adsorption. ok

Method according to claim 8, characterized in that the mineral fibers are in front cleaned after use. i i.

Method according to one of claims 8 to io, characterized in that the colloidal suspension is treated so that a colloid protection agent contained therein is removed or kept inert.

12. Procedure according to one of claims 8 to io, characterized in that the plate is one Exposed to a temperature of up to 4oo ° from the zoo to volatilize existing colloid protection agents will.