EP2369895A2

EP2369895A2 - Elektrisches Heizelement

Info

Publication number: EP2369895A2
Application number: EP11401047A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Gubler; Simon Ott
Original assignee: Leister Process Technologies
Current assignee: Leister Technologies AG
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2011-09-28
Also published as: EP2369895A3; DE202010004133U1; US20110233191A1

Abstract

Elektrisches Heizelement 1, vorzugsweise für die Zündung für Biomasseheizungen wie beispielsweise Pelletöfen, mit einem zur Aufnahme einer Heizdrahtwendel ausgebildeten länglichen Wendelträger 2 aus einem temperaturbeständigen, elektrisch isolierenden Werkstoff, wobei die Heizdrahtwendel außen auf dem Wendelträger 2 spiralförmig aufgenommen und von einem Hüllrohr 4 aus einem ebenfalls temperaturbeständigen Material eingeschlossen ist. Dabei begrenzen der Wendelträger 2 und das Hüllrohr 4 einen Luftkanal 5, der von der Heizdrahtwendel durchsetzt ist. Erfindungsgemäß weist der Wendelträger 2 mindestens zwei aneinanderliegende Wendelträgerschalenteile 6, 6' auf, die sich symmetrisch zu der Mittelachse 8 des Heizelementes 1 in Längsrichtung des Wendelträgers 2 erstrecken.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizelement, vorzugsweise für die Zündung einer Pelletheizung oder einer anderen Biomasseheizung bzw. von entsprechenden Öfen, mit einem zur Aufnahme einer Heizdrahtwendel ausgebildeten länglichen Wendelträger aus einem temperaturbeständigen elektrisch isolierenden Werkstoff, wobei die Heizdrahtwendel außen auf dem Wendelträger spiralförmig aufgenommen und von einem Hüllrohr aus einem temperaturbeständigen Material eingeschlossen ist und wobei der Wendelträger und das Hüllrohr einen Luftkanal begrenzen, der von der Heizdrahtwendel durchsetzt ist.
Holzpelletheizungen oder andere Biomasseheizungen sind eine alternative Technik gegenüber Öl- oder Gasheizungen zur Gewinnung von Wärmeenergie. Heutige Zentralheizungen mit Holzpellets als erneuerbare Energiequelle sind in Betrieb, Wartung und Wirkungsgrad vergleichbar mit Öl- oder Gasheizungen, die fossile Energiequellen nutzen. Bei einer zentralen Holzpelletheizung werden die Holzpellets, die üblicherweise als zylinderförmige Stäbchen aus zusammengepresstem Holzmaterial ausgebildet sind, in einer Brennkammer eines Heizkessels verbrannt und die freigesetzte Energie mittels einem Wärmetauscher in bewährter Weise auf einen Heizwasserkreislauf übertragen. Dabei werden die Holzpellets periodisch aus einem Pelletvorratslager mittels einer Förderschnecke oder einem Saugsystem automatisch bedarfsgerecht in die Brennkammer eingebracht. Für die Verbrennung kommen in Holzheizungen übliche Brennkammern zum Einsatz. Nach der Einbringung werden die Pellets durch einen elektrischen Heizstab oder ein elektrisch betriebenes Heißluftgebläse entfacht. Durch eine abgestimmte Luftzufuhr, beispielsweise mittels elektrisch gesteuerter Lüfter, brennen die Holzpellets kontrolliert ab.
Zündeinrichtungen zum Zünden von festem Brennstoff, insbesondere zum Zünden von nachwachsenden Brennstoffen wie Pellets, Hackschnitzeln oder Scheiten aus Holz oder sonstiger Biomasse wie Mais, Getreide oder dergleichen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. So offenbart beispielsweise die Druckschrift JP 2005/172 383 A eine Zündeinrichtung für eine Brennkammer mit Pellets, bei welcher ein stabförmiges Heizelement konzentrisch in einem Führungsrohr angeordnet ist. Das Führungsrohr weist Öffnungen auf, in welche mittels einem Gebläse Luft eingeblasen wird. Die Luft wird zwischen dem Führungsrohr und dem Heizelement hindurch geleitet und dabei erhitzt und strömt am Ende des Führungsrohres aus einer Öffnung aus. Das Heizelement weist aufgrund seines stabförmigen Aufbaus eine relativ große Masse auf, die beim Einschalten des Heizelementes auf Zündtemperatur gebracht werden muss. Die elektrische Zündeinrichtung, die als Heizpatrone ausgebildet ist, leitet die von dem Heizelement erzeugte Wärmeenergie mittels Heißluft zu den Brennstoffpellets.
Neben Pelletzentralheizungen zum Beheizen eines kompletten Gebäudes haben sich auch Pelletöfen zur Beheizung von einzelnen Räumen auf dem Heizmarkt etabliert. Bei den meisten Pelletöfen steht der Zündeinrichtung aus Kosten- und Geräuschgründen jedoch kein eigenes Gebläse zur Verfügung, so dass das Heizelement mit der normalen Zugluft des Ofens funktionieren muss, das heißt bei allen vorherrschenden Luftflüssen und Druckverhältnissen. Das Heizelement darf sich auch dann nicht zerstören, wenn zum Beispiel durch Verschmutzung wenig oder gar keine Luft durch das Heizelement fließt. Derzeit werden bei Zündeinrichtungen mit einem eigenem Gebläse für Pelletöfen Heizelemente verwendet, die in der Regel ein keramisches Mehrlochrohr mit einer Heizdrahtwendel aufweisen. Bisherige Anordnungen der Wendeln in dem Mehrlochrohr genügen für den Betrieb bei allen vorherrschenden Luftflüssen und Druckverhältnissen nicht. Zudem ist der Arbeitsaufwand für die Herstellung des Heizelementes mit durch die Luftkanäle des Mehrlochrohrs geführter Heizdrahtwendel aufwändig. Bei lüfterlosen Zündeinrichtungen wird anstelle dessen in der Regel eine Heizpatrone, wie beispielsweise in der vorstehend zitierten Patentanmeldung JP 2005/172 383 A beschrieben, mit einem Mantel aus Stahl oder ähnlichem verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Heizelement vorzuschlagen, das technisch einfacher aufgebaut und damit kostengünstiger herstellbar ist und das zudem unabhängig von den Luftverhältnissen dauerhaft störungsfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Heizelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den rückbezogenen Unteransprüchen zu entnehmen.
Der erfindungsgemäße Wendelträger weist mindestens zwei aneinander liegende Wendelträgerschalenteile auf, die sich symmetrisch zu der Mittelachse des Heizelementes in Längsrichtung des Wendelträgers erstrecken. Vorzugsweise sind die Wendelträgerschalenteile identisch ausgebildet und somit kostengünstig herstell- und verarbeitbar.
Die Wendelträgerschalenteile sind entsprechend dem Wendelträger länglich ausgebildet und sind als voneinander getrennte Teile hergestellt. Im zusammengesetzten Zustand bilden die Wendelträgerschalenteile den Wendelträger, der die Heizdrahtwendel trägt. Die Wendelträgerschalenteile weisen als Werkstoff vorzugsweise Keramikmaterial auf und sind im gesinterten Zustand temperaturbeständig und elektrisch isolierend. Die Heizdrahtwendel weist einen Widerstandsdraht mit zumindest einem gewendelten zentralen Längenabschnitt auf und endseitig des gewendelten Längenabschnitts vorteilhafterweise zwei gestreckte, d. h. ungewendelte Längenabschnitte. Die gewendelten Längenabschnitte dienen als Heizsegmente, die ungewendelten Längenabschnitte als Anschlusssegmente. Die Heizdrahtwendel ist insbesondere außen auf dem Wendelträger spiralförmig aufgenommen und von einem Hüllrohr aus einem beliebigen temperaturbeständigen Material eingeschlossen. Vorzugsweise ist dabei das Hüllrohr ein Glimmerrohr oder ein Keramikrohr.
Der Wendelträger und das Hüllrohr begrenzen einen Luftkanal, der von der Heizdrahtwendel durchsetzt ist, wobei zumindest der gewendelte zentrale Längenabschnitt der Heizdrahtwendel sich in dem Luftkanal erstreckt. Im Prinzip kann der Wendelträger aus zwei, drei, vier oder mehr Wendelträgerschalenteilen zusammengesetzt sein. Als besonders günstig hat es sich für die Fertigung und die damit verbundenen Produktionskosten des erfindungsgemäßen elektrischen Heizelementes erwiesen, die Wendelträgerschalenteile mit gleicher Geometrie und als Wendelträgerhalbschalen auszubilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die mindestens zwei Wendelträgerschalenteile mindestens an den beiden Enden quer zu der Mittelachse des Heizelementes verlaufende Hüllrohrhalterungen auf. Die Hüllrohrhalterungen stützen das Hüllrohr, sobald es auf den Wendelträger aufgeschoben ist. Sie halten das Hüllrohr konzentrisch zu dem Wendelträger mit der darauf angeordneten Heizdrahtwendel. Damit ist gewährleistet, dass die Heizdrahtwendel gegenüber dem Hüllrohr einen gleichmäßigen und gleichbleibenden Abstand bei der Montage und im Betrieb des elektrischen Heizelementes einnimmt und anschließend beibehält.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizelementes sind zwischen den Wendelträgerenden Heizdrahtwendelfassungen angeordnet, die sich radial zu der Mittelachse des Heizelementes erstrecken. Die Heizdrahtwendelfassungen dienen als Führungshilfe beim Aufwickeln der vorgeformten Heizdrahtwendel auf den Wendelträger und halten die einzelnen Windungen der Heizdrahtwendel, deren mindestens einer gewendelte Abschnitt eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, schraubenförmig gewundenen Drahtwicklungsgängen aufweist, in seitlichem Abstand zueinander. Die Heizdrahtwendelfassungen verhindern einen Kurzschluss zwischen den einzelnen den Wendelträger umgreifenden Windungen der Heizdrahtwendel, wobei die Windungen der Heizdrahtwendel einlagig auf den Wendelträgerschalenteilen angeordnet sind. Die Heizdrahtwendelfassungen folgen aufeinander entlang einer gedachten Linie, die spiralförmig am Außenumfang des Wendelträgers in Längsrichtung fortschreitet.
Vorzugsweise weisen die Heizdrahtwendelfassungen in radialer Richtung eine Länge auf, die geringer ist als der Halbdurchmesser der Heizdrahtwendel. Die Heizdrahtfassungen führen die Windungen der Heizdrahtwendel idealerweise bis zu dem größten Durchmesser der einzelnen Drahtwicklungsgänge der Heizdrahtwendel. Durch den radialen Abstand der Heizdrahtwendelfassungen zu dem Hüllrohr ist ein durchgängiger Luftspalt zwischen den Heizdrahtwendelfassungen und dem Innenumfang des Hüllrohrs gebildet, so dass die Luft oberhalb der Heizdrahtwendel ungehindert durch den Luftkanal streichen und durch die voneinander beabstandeten Drahtwicklungsgänge hindurchtreten kann.
Bei einer begünstigten Variante der Erfindung weist der Wendelträger einen zentralen, sich in Längsrichtung des Heizelementes erstreckenden Leitungskanal für einen endseitigen gestreckten oder gewendelten Bereich der Heizdrahtwendel auf. Der Leitungskanal ist vorzugsweise von sich in Längsrichtung erstreckenden Ausnehmungen der Wendelträgerschalenteile gebildet. Die jeweiligen Ausnehmungen schließen bei aneinander liegenden Wendelträgerschalenteilen in Umfangsrichtung aneinander lückenlos an und begrenzen den Leitungskanal, der in Längsrichtung des Heizelementes nach außen offen ist. An den offenen Enden des Leitungskanals kann der gestreckte oder gewendelte Längenabschnitt der Heizdrahtwendel in den Leitungskanal ein- und austreten. Der Leitungskanal weist typischerweise gegenüber dem Durchmesser der Heizdrahtwendel einen geringeren Durchmesser auf und ist vorzugsweise in etwa an den Durchmesser des Widerstandsdrahtes der Drahtwicklungsgänge der Heizdrahtwendel angepasst.
Günstigerweise sind die Wendelträgerschalenteile durch die spiralförmig darum gewundene Heizdrahtwendel in Anlage aneinander gehalten. Es bedarf demzufolge keiner zusätzlichen Maßnahme zur Fixierung der Wendelträgerschalenteile aneinander. Dies ermöglicht eine einfache, schnelle und kostengünstige Montage des erfindungsgemäßen elektrischen Heizelementes.
Dabei ist die Heizdrahtwendel bevorzugt in einem möglichst geringen radialen Abstand zu dem Hüllrohr angeordnet, wobei der Abstand so gewählt ist, dass sich das Hüllrohr bei der Montage des Heizelementes gerade noch über den Wendelträger mit der außen spiralförmig aufgenommenen Heizdrahtwendel führen lässt, ohne die Heizdrahtwendel dauerhaft in radialer Richtung zu verformen. Dazu ist der Innendurchmesser des Hüllrohres nur geringfügig größer ausgebildet als der von dem äußeren Durchmesser des Wendelträgers bestimmte Außendurchmesser der Windungen der Heizdrahtwendel. Der Abstand der Heizdrahtwendel zu dem Hüllrohr beträgt typischerweise weniger als 1 mm. Das Hüllrohr wird dabei von den Hüllrohrhalterungen der Wendelträgerschalenteile im gleichmäßigen Abstand zu der Heizdrahtwendel gehalten.
Bevorzugt sind die Drahtenden der Heizdrahtwendel, d. h. die gestreckten Längenabschnitte der Heizdrahtwendel, an einem Ende des Heizelementes angeordnet. An dem die Drahtenden aufweisenden, im Betrieb kälteren Ende des Heizelementes ist ein Metallteil, vorzugsweise eine Metallscheibe als Befestigungsflansch angeordnet, die mit den Wendelträgerschalenteilen verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch Schrauben oder Nieten erfolgen. Das Metallteil kann insbesondere im Bereich des Lüftungskanals Luftdurchtritte zu dem Luftkanal des elektrischen Heizelementes aufweisen.
Vorteilhafterweise sind die Wendelträgerschalenteile in der Geometrie derart ausgebildet, dass die Rohlinge für die Wendelträgerschalenteile im Pulverpressverfahren herstellbar sind. Dabei ist die Pressrichtung in der Pressform und die Formungsrichtung aus der Pressform vorzugsweise senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Wendelträgerschalenteile vorgesehen. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der Pressform und des Pressstempels und eine entsprechend kurze Prozesszeit bei der Herstellung des Formlings für die Wendelträgerschalenteile.
Durch die neue Anordnung, Dimensionierung und Ausbildung des Wendelträgers, der Heizdrahtwendel und des Hüllrohrs wird ein passiver Schutz des erfindungsgemäßen elektrischen Heizelementes beim Ausfall der Durchluft durch das Heizelement erreicht. Zudem wird durch die einfache Herstellung der Wendelträgerschalenteile und den geringen Aufwand beim Zusammensetzen der Wendelträgerschalenteile zu dem Wendelträger eine günstige Herstellung erzielt. Speziell durch das Fehlen von Löchern können die Wendelträgerschalenteile durch gewöhnliches Pressen anstatt durch Extrusion / Strangpressen hergestellt werden. Das aufgeschobene Hüllrohr fixiert zudem den Wendelträger mit der darum gewickelten Heizdrahtwendel und ersetzt somit das Anbringen von Deckeln und Abschlüssen an dem Wendelträger. Ein Vorteil des besonderen Aufbaus des erfindungsgemäßen Heizelementes ist zudem, dass kein Teilabschnitt der Heizdrahtwendel von einem anderen Teilabschnitt eingeschlossen oder abgedeckt wird und dass die Heizdrahtwendel möglichst nahe an der Außenwand des Heizelementes, d. h. an dem Hüllrohr platziert ist. Dadurch kann die Wärmeenergie der Heizdrahtwendel bei ungenügender oder fehlender Kühlung mittels dem Luftstrom durch den vorgesehenen Luftkanal über die Außenwände abgestrahlt werden. Durch die neue Auslegung und Anordnung wird das Heizelement auch dann nicht durch Durchbrennen der Heizdrahtwendel zerstört, wenn es zu einem Hitzestau in dem Luftkanal in Folge einer Fehlfunktion des Ofens kommt. Die Stromversorgung des elektrischen Heizelements erfolgt wie üblicherweise an dem kalten Ende des elektrischen Heizelementes, an dem der Befestigungsflansch angeordnet ist, mittels einem Kabelanschluss. Dazu wird der endseitige gestreckte oder gewendelte Längenabschnitt der Heizdrahtwendel durch das Innere des Wendelträgers in dem Leitungskanal zu dem kalten Ende des Heizelementes geführt.
Das neu vorgeschlagene Heizelement kann auf einfache Weise hergestellt werden, indem der endseitige gestreckte oder gewendelte Längenabschnitt der Heizdrahtwendel zuerst in die den Leitungskanal mit bildende Ausnehmung eines ersten Wendelträgerschalenteils gelegt wird und danach mit den anderen Wendelträgerschalenteilen abgedeckt wird. Anschließend wird die Heizdrahtwendel spiralförmig um die aneinander liegenden Wendelträgerhalbschalenteile gewickelt, die den Wendelträger bilden. Dann werden die Enden des Widerstandsdrahtes der gestreckten Längenabschnitte der Heizdrahtwendel mit Anschlusslitzen eines Anschlusskabels, beispielsweise durch Crimpen verbunden. Für eine Verbesserung der mechanischen Stabilität sowie auch für eine größere Robustheit gegen das Überhitzen kann die Heizdrahtwendel an ihren Anschlussenden noch in den Wendelträger eingegossen werden, bevor das Hüllrohr aufgeschoben wird. Jetzt muss nur noch das Metallteil, zum Beispiel eine Metallscheibe, die sowohl als Fixierung des Hüllrohrs wie auch als Halterung (Anschlussflansch) im Zündkanal dient, beispielsweise mit zwei Schrauben mit dem Wendelträger verbunden werden.
Das elektrisches Heizelement wie vorstehend beschrieben kann in dem sich in Längsrichtung des Heizelementes erstreckenden Leitungskanal zusätzlich zu dem Heizdraht noch eine Temperatursonde oder ein Temperaturschalter aufweisen. Mittels der Temperatursonde mit integriertem oder nachgeschalteten Stromschalter für den Betriebstrom des Heizelementes kann einer Überhitzung und damit einer möglichen der Zerstörung der Heizdrahtwendel vorgebeugt werden, wenn zum Beispiel durch Verschmutzung gar keine Luft durch das Heizelement fließt.
Das elektrische Heizelement bzw. das damit vorgegebene Herstellungsverfahren hat kurz zusammengefasst die folgenden Vorteile:

Die mindestens zwei Wendelträgerhalbschalenteile des Wendelträgers enthalten keine Löcher und können somit im Pressverfahren einfach hergestellt werden. Durch die Teilung des Wendelträgers braucht der gestreckte Längenabschnitt der Heizdrahtwendel zu Beginn der Montage nur in ein Wendelträgerschalenteil eingelegt werden und muss nicht durch den Wendelträger hindurchgezogen werden. Dies bietet die Möglichkeit, die Herstellung einfach zu automatisieren bzw. vereinfacht eine manuelle Herstellung des Heizelementes. Die Anordnung der Heizdrahtwendel und des Hüllrohres ist so gewählt, dass alle beteiligten Teile in Position bleiben, ohne dass eine Schraube oder eine andere Fixierung notwendig wäre. Zudem hat der gewendelte Abschnitt der Heizdrahtwendel überall den gleichen Abstand zu dem außen angeordneten Hüllrohr und wird dabei nicht von einem anderen gewendelten Längenabschnitt der Heizdrahtwendel umgeben. Dies ist wichtig, wenn nicht genügend Luft quer durch die Heizdrahtwendel strömt und der Wärmeabtransport von der Heizdrahtwendel lediglich über die Wand des Hüllrohres geschehen muss. Zudem weist der Wendelträger eine geringe Masse auf, die in Verbindung mit der nicht umschließenden Anordnung der Heizdrahtwendel bezüglich dem Wendelträger eine schnelle Aufheizzeit des elektrischen Heizelementes bewirkt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung. Die einzelnen Merkmale der Erfindung können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:

Figur 1: ein erfindungsgemäßes elektrisches Heizelement in perspektivischer Darstellung;
Figur 2: das Heizelement aus Figur 1 ohne die Heizdrahtwendel, die zum ungehinderten Blick auf den Wendelträger nicht dargestellt ist;
Figur 3: das Heizelement gemäß Figur 1 in einer Achsschnittdarstellung;
Figur 4: das Heizelement gemäß Figur 1 in einer Achsschnittdarstellung; und
Figur 5: den Wendelträger des Heizelementes aus Figur 2 mit auseinander genommenen Wendelträgerschalenteilen.

Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Heizelement 1, das einen länglichen Wendelträger 2 zur Aufnahme einer Heizdrahtwendel 3 aufweist. Die Heizdrahtwendel 3 ist von dem aus einem temperaturbeständigen elektrisch isolierenden Werkstoff wie beispielsweise Keramikmaterial hergestellten Wendelträger 2 spiralförmig aufgenommen. In der Figur 2 ist die Heizdrahtwendel 3 des Heizelementes 1 aus Figur 1 zum ungehinderten Blick auf den Wendelträger 2 nicht dargestellt. Die Heizwendel 3 ist von einem Hüllrohr 4 aus einem ebenfalls temperaturbeständigen Material eingeschlossen. Der Wendelträger 2 und das Hüllrohr 4 begrenzen einen Luftkanal 5 des elektrischen Heizelementes 1, der von der Heizdrahtwendel 3 in Längsrichtung durchsetzt ist und der sich über die gesamte axiale Länge des Heizelementes 1 erstreckt. Der Wendelträger 2 ist aus zwei Wendelträgerschalenteilen 6, 6' zusammengesetzt. Zur Verdeutlichung ist der Wendelträger 2 in der Figur 5 allein mit voneinander getrennten Wendelträgerschalenteilen 6, 6' perspektivisch abgebildet.
Die beiden Wendelträgerschalenteile 6, 6' sind als Wendelträgerhalbschalen 7 identisch ausgebildet und symmetrisch zu einer Mittelachse 8 des Heizelementes 1 angeordnet. Die beiden den Wendelträger 2 bildenden Wendelträgerhalbschalen 7 weisen an den beiden Stirnseiten des Wendelträgers 2 mehrere quer zu der Mittelachse 8 des Heizelementes 1 verlaufende Hüllrohrhalterungen 9 auf, die an die Wendelträgerschalenteile 6, 6' angeformt sind. Sie stützen das Hüllrohr 4 an einer Innenumfangsfläche 10. Die Hüllrohrhalterungen 9 fixieren in Verbindung mit einem Metallteil 11 in Form einer Metallplatte 11, die an einem im Betrieb des Heizelementes 1 kälteren Ende 12 des Wendelträgers 2 und des Hüllrohres 4 angeordnet ist, das Hüllrohr 4 sowohl in radialer wie auch in axialer Richtung des Heizelementes 1. Die Metallplatte 11 dient gleichzeitig als Befestigungsflansch für das Heizelement 1 an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Heizkessel oder Heizofen. Die Metallscheibe 11 weist im Bereich des Luftkanals 5 eine Anzahl von Luftdurchtritten 13 auf.
Die Figuren 3, 4 zeigen das in den Figuren 1, 2 abgebildete Heizelement 1 jeweils in einer Achsschnittdarstellung, wobei der Wendelträger 2 in der Figur 3 mit der Heizdrahtwendel 3 und in der Figur 4 ohne die Heizdrahtwendel 3 veranschaulicht ist. In Längsrichtung des Heizelementes 1 sind zwischen den Hüllrohrhalterungen 9 der Wendelträgerhalbschalen 7 Heizdrahtwendelfassungen 14 angeordnet, die sich radial zu der Mittelachse 8 des Heizelementes 1 erstrecken. Die Heizdrahtwendelfassungen 14 weisen in radialer Richtung der Wendelträgerhalbschalen 7 eine Länge auf, die in etwa gleich ist dem Halbdurchmesser der Heizdrahtwendel 3 und fixieren die Windungen 15 der Heizdrahtwendel 3 in axialer Richtung auf den Wendelträgerhalbschalen 7. Die Heizdrahtwendel 3 ist in einem geringen radialen Abstand zu dem Hüllrohr 4 angeordnet, so dass kaum ein Luftspalt zwischen der Heizdrahtwendel 3 und der Innenumfangsfläche 10 des Hüllrohrs 4 besteht. Die Wendelträgerhalbschalen 7 liegen an einer Trennebene 16 des Wendelträgers 2 aneinander. In der Figur 2 ist das erfindungsgemäße elektrische Heizelement senkrecht zu der Trennebene 16 geschnitten dargestellt. Die Figur 2 zeigt außerdem noch, dass die Metallscheibe 11 mittels Schrauben 17 an dem Wendelträger 2 festgelegt ist, die in Aufnahmekammern 18 der Wendelträgerschalenteile 6, 6' eingreifen.
Die Figur 5 zeigt den Wendelträger 2 ohne Heizdrahtwendel 3 mit voneinander getrennten Wendelträgerhalbschalen 7. Jede der beiden Wendelträgerhalbschalen 7 weist eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung 19 auf, die mit einer entsprechenden Ausnehmung 19 der gegenüber liegenden Wendelträgerhalbschale 7 einen Leitungskanal 20 für einen gestreckten Längenabschnitt 21 der Heizdrahtwendel 3 bildet. Der gestreckte Längenabschnitt 21 schließt an den gewendelten zentralen Längenabschnitt 22 der Heizdrahtwendel 3 an, der den Wendelträger 2 spiralförmig umgreift und dem Hüllrohr 4 gegenüber liegt.

Claims

Elektrisches Heizelement (1), vorzugsweise für die Zündung von Biomasseheizungen wie beispielsweise Pelletöfen, mit einem zur Aufnahme einer Heizdrahtwendel (3) ausgebildeten länglichen Wendelträger (2) aus einem temperaturbeständigen, elektrisch isolierenden Werkstoff, wobei die Heizdrahtwendel (3) außen auf dem Wendelträger (2) spiralförmig aufgenommen und von einem Hüllrohr (4) aus einem temperaturbeständigen Material eingeschlossen ist und wobei der Wendelträger (2) und das Hüllrohr (4) einen Luftkanal (5) begrenzen, der von der Heizdrahtwendel (3) durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wendelträger (2) mindestens zwei aneinander liegende Wendelträgerschalenteile (6, 6') aufweist, die sich symmetrisch zu der Mittelachse (8) des Heizelementes (1) in Längsrichtung des Wendelträgers (2) erstrecken.
Elektrisches Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelträgerschalenteile (6, 6') identisch ausgebildet sind.
Elektrisches Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Wendelträgerschalenteile (6, 6') mindestens an den beiden Enden quer zu der Mittelachse (8) des Heizelementes (1) verlaufende Hüllrohrhalterungen (9) aufweisen.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Heizelementes (1) zwischen den Wendelträgerenden Heizdrahtwendelfassungen (14) angeordnet sind, die sich radial zu der Mittelachse (8) des Heizelementes (1) erstrecken.
Elektrisches Heizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrahtwendelfassungen (14) in radialer Richtung eine Länge aufweisen, die geringer ist als der Halbdurchmesser der Heizdrahtwendel (3).
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wendelträger (2) einen zentralen sich in Längsrichtung des Heizelementes (1) erstreckenden Leitungskanal (20) für einen endseitigen gestreckten oder gewendelten Längenabschnitt (21) der Heizdrahtwendel (3) aufweist.
Elektrisches Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskanal (20) von sich in Längsrichtung erstreckenden Ausnehmungen (19) der Wendelträgerschalenteile (6, 6') gebildet ist.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelträgerschalenteile (6, 6') durch die Heizdrahtwendel (3) in Anlage aneinander gehalten sind.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrahtwendel (3) in einem möglichst geringen radialen Abstand zu dem Hüllrohr (4) angeordnet ist.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtenden der Heizdrahtwendel (3) an einem Ende (12) des Heizelementes (1) angeordnet sind, an dem eine Metallteil (11) als Befestigungsflansch mit den Wendelträgerschalenteilen (6, 6') verbunden ist.
Elektrisches Heizelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteil (11) im Bereich des Luftkanals (5) Luftdurchtritte (13) aufweist.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelträgerschalenteile (6, 6') Keramik als Werkstoff aufweisen und/oder das Hüllrohr (4) ein Glimmerrohr oder ein Keramikrohr ist.
Elektrisches Heizelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelträgerschalenteile (6, 6') in der Geometrie derart ausgebildet sind, dass die Rohlinge für die Wendelträgerschalenteile (6, 6') im Pressverfahren herstellbar sind.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendelträgerschalenteile (6, 6') als Wendelträgerhalbschalen (7) ausgebildet sind.
Elektrisches Heizelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem sich in Längsrichtung des Heizelementes (1) erstreckenden Leitungskanal (20) zusätzlich dem Heizdraht noch eine Temperatursonde oder ein Temperaturschalter angeordnet ist.