DE1094383B

DE1094383B - Radiant electric heating element

Info

Publication number: DE1094383B
Application number: DEB45850A
Authority: DE
Inventors: Stanley George Nimrod
Original assignee: BACKER ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: BACKER ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 1957-08-29
Filing date: 1957-08-29
Publication date: 1960-12-08

Description

DEUTSCHESGERMAN

Elektrische Heizelemente, die mit leuchtender Wärme arbeiten, wie sie gewöhnlich zur Raumheizung verwendet werden, geben die Wärme direkt von der heißen Hülle an die umgebende Luft ab, und zwar teilweise durch Leitung, in der Hauptsache jedoch durch Strahlung. Die Wärmestrahlen verlaufen größtenteils senkrecht zur Oberfläche der Umhüllung, und zwar an allen Punkten, so daß die strahlende Hitze im großen und ganzen auf eine Zone beschränkt ist, deren Breite etwa der Länge des Elements entspricht. Diese Begrenzung der Breite der Zone liegt auch dann noch vor, wenn, wie dies gewöhnlich der Fall ist, das Element in der Fokusachse eines Reflektors, der z. B. parabolisch geformt ist, untergebracht wird, da die Strahlen, welche senkrecht von der Hülle auf die Reflektorfläche laufen, im wesentlichen in der gleichen Richtung wieder zurückgeworfen werden.Electric heating elements that work with luminous heat, such as those commonly used for space heating are used, give off the heat directly from the hot shell to the surrounding air, namely partly by conduction, but mainly by radiation. Most of the heat rays run perpendicular to the surface of the envelope, at all points, so that the radiant heat is by and large limited to a zone the width of which corresponds approximately to the length of the element. This limitation of the width of the zone still exists even if, as is usually the case is, the element in the focus axis of a reflector, the z. B. is parabolic shaped, is housed, since the rays which run perpendicularly from the envelope onto the reflector surface are essentially be thrown back in the same direction.

Zwar sind Reflektoren mit einer gekrümmten Achse bekannt, um in etwa eine seitliche Streuung der Strahlung zu erzielen, aber diese Bauart eines Reflektors ist recht kostspielig und der gewünschte Zweck wird nur teilweise erreicht, da die Streuung im großen und ganzen auf die Endabschnitte des Geräts, das aus dem Heizelement und Radiator besteht, beschränkt ist. Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß eine bis zur Abgabe von leuchtenden Wärmestrahlen heiße schraubenförmige Oberfläche senkrecht zu allen Punkten dieser Oberfläche Wärmestrahlen aussenden wird, d. h. in vielfältiger Richtung und nicht hauptsächlich in Richtungen, die alle in Ebenen liegen, welche senkrecht zur Längslinie des Stücks verlaufen, welches die schraubenförmige Oberfläche aufweist. Es ist allerdings bekannt, zwei Heizdrähte miteinander zu verdrillen, wobei jeder von einer Kunststoffhülse und sodann mit Asbest oder Glasfasern umgeben, ist und eine langgestreckte Schraubenlinie entsteht, bei welcher die Drähte am einen Ende innerhalb eines Plastikstopfens miteinander verlötet sind und die Schraubenlinie mit einem Metalldraht umwickelt ist, der am anderen Ende in eine Kupplungshülse eingelötet ist, wobei an däeser Lötstelle auch eine Verbindung mit einem Erdungsdraht hergestellt wird, der mit den beiden Heizdrähten zusammen verdrillt wurde. Dieser Aufbau eines Elements ist indessen elastisch und dazu ausersehen, in Bogenform in Decken verlegt zu werden, bevor die Decke verputzt wird. Die langgestreckte Form der Schraubenlinie ergibt wohl eine Flexibilität und hält auch den Putz, der das Heizkabel umgibt, fest, hat jedoch keinen Einfluß auf die Art und Weise der Abstrahlung, da wegen der KunststofFumhüllung nicht mit leuchtenden und folglich mit sehr langwelligen Wärmestrahlen gearbeitet wird und diese außerdem zu-Elektrisches StrahlungsheizelementIt is true that reflectors with a curved axis are known in order to provide a lateral scattering of the Achieving radiation, but this type of reflector is quite expensive and the desired one Purpose is only partially achieved, since the scatter is largely on the end sections of the device, which consists of the heating element and radiator is limited. The invention starts from the fact from that a helical surface, which is hot up to the emission of luminous heat rays, is perpendicular will emit heat rays to all points on this surface, d. H. in various directions and not mainly in directions all of which are in planes perpendicular to the longitudinal line of the piece run, which has the helical surface. It is known, however, to have two heating wires to twist together, each of a plastic sleeve and then with asbestos or fiberglass is surrounded, and an elongated helical line is created with the wires at one end are soldered together inside a plastic plug and the helix with a metal wire is wrapped, which is soldered into a coupling sleeve at the other end, where at däeser solder point also a connection is made with a ground wire that connects to the two heating wires was twisted. This structure of an element is, however, elastic and designed for this purpose in the form of an arch to be laid in ceilings before the ceiling is plastered. The elongated shape of the helix probably gives flexibility and also holds the plaster that surrounds the heating cable, but has has no effect on the type and manner of radiation, as it is not included because of the plastic coating luminous and consequently very long-wave heat rays are used and these are also too electrical Radiant heating element

Anmelder:Applicant:

Backer, Electric Company Limited,
A British Company ManufacturesBacker, Electric Company Limited,
A British Company Manufactures

and Merchants,
Rotherham, Yorkshire (Großbritannien)and merchants,
Rotherham, Yorkshire (UK)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. H. IdelRepresentative: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. H. Idel

und Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, Patentanwälte,and Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, patent attorneys,

Essen, Kettwiger Str. 36Essen, Kettwiger Str. 36

Stanley George Nimrod, Rotherham, YorkshireStanley George Nimrod, Rotherham, Yorkshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

nächst einmal durch den Putz der Decke hindurchgelangen muß.must first get through the plaster of the ceiling.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Strahlungsheizelement für die Strahlungsbeheizung mit leuchtenden Strahlen, bestehend aus einer nahtlosen Rohrhülse aus wärmeunempfindlichem Metall, welche eine oder mehrere Widerstandswendeln enthält, die; durch wärmeunempfindliches Isoliermaterial, ζ. Β. Magnesiumoxyd, von der Hülse und voneinander getrennt sind, und besteht darin, daß der Querschnitt der nahtlosen Metallrohrhülse ausgesprochen unrund, z.B. rechteckig ist, und daß die Hülse zusammen mit der Wendel oder den Wendeln und der Isolierung zu einer Schraubenlinie verdrillt ist, so daß die Außenfläche der Hülse sich als flache Schraubenlinie darstellt.The invention relates to an electrical radiant heating element for radiant heating with luminous Beams, consisting of a seamless tubular sleeve made of heat-resistant metal, which has a or contains several resistance coils that; due to heat-resistant insulating material, ζ. Β. Magnesium oxide, are separated from the sleeve and from each other, and consists in that the cross-section of the seamless metal tube sleeve is extremely out of round, e.g. rectangular, and that the sleeve together with the Helix or the helixes and the insulation is twisted into a helix, so that the outer surface the sleeve appears as a flat helical line.

Zur Raumbeheizung wird das erfindungsgemäße Element mit einem Reflektor verwendet, wobei die flache Schraubenlinie der Außenfläche der Hülse die Wärmestrahlen zwingt, in die umgebende Luft in vielfältiger Richtung auszustrahlen und nicht nur senrecht zur Achse des Elements, so daß die Strahlung nach allen Seiten erfolgt. Selbst wenn nur die Endabschnitte des Elements verdrillt sind, so läuft die Strahlung von diesen Endabschnitten aus seitlich über die Enden des Elements hinaus.For room heating, the element according to the invention is used with a reflector, the flat helix of the outer surface of the sleeve which forces heat rays into the surrounding air to emit more diverse directions and not just perpendicular to the axis of the element, so that the radiation takes place on all sides. Even if only the end portions of the element are twisted, it will work the radiation from these end sections laterally beyond the ends of the element.

Wenn das erfindungsgemäße Element in einem Heizgerät mit einem Reflektor eingebaut ist, und zwar mit einem parabolischen Reflektor mit gerader Fokusachse, so trifft die Strahlung von der flachen Schrau-When the element according to the invention is installed in a heater with a reflector, namely with a parabolic reflector with a straight focus axis, the radiation from the flat screw

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benlinie der Oberfläche nicht senkrecht auf den Re- einen Winkel zur Hauptachse des Elements bilden, flektor, und die reflektierten Strahlen verlaufen in- Die eine oder mehrere Wendeln können in passender folgedessen weiterhin in seitlicher Richtung. Weise in bekannter Weise mit Anschluß-Klemmen Wenn ein erfindungsgemäßes Element zwei Wen- verbunden werden. Derartige Doppelwendeln in einer dein besitzt, die unabhängig voneinander an das 5 einzigen Hülle können in bekannter Weise getrennte Stromnetz angeschlossen werden können, und wenn Stromkreise bilden oder aber sie können ebenfalls in nur eine der Wendeln eingeschaltet wird, so wird ein bekannter Weise auch derart geschaltet werden, daß auffallender Effekt erzielt, wenn diese Wendel den an den beiden Enden auf der einen Seite Anschlußeinen Anfang der Schraubenlinie heller aufleuchten klemmen angebracht werden, während die beiden Enläßt als den anderen. Dieser Effekt wird noch ver- io den, welche am entgegengesetzten Ende der Röhre stärkt, wenn ein derart verwendetes Element in einem liegen können, an der anderen Seite miteinander ver-Reflektor untergebracht ist. bunden werden, um zwei parallele Wendeln in einem Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen EIe- einzigen Stromkreis zu bilden. Ein derart gedrilltes ments liegt darin, daß es in eine Umhüllung oder Element mit zwei Wendeln kann in bekannter Weise Führung eingebaut werden kann, wobei zwischen der 15 für eine Dreifach-Schaltung benutzt werden, indem flachen Schraubenlinie der Außenfläche der Hülse des diese Wendeln einzeln oder insgesamt durch einen Elements und der Umhüllung oder Führung schrau- Serienschalter verbunden werden,
benförmige Kanäle entstehen, durch welche ein Me- Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein gedrilltes Element 10, dium, welches erhitzt werden soll, hindurchfließen welches längs der Brennpunktachse eines geraden kann. Der zwangsweise innige Kontakt zwischen dem 20 Reflektors 11 mit im allgemeinen parabolischer Form Medium und der Hülse des Heizelements in den Ka- montiert ist. Außer der Strahlung, welche vom Renälen bringt eine rasche Erwärmung mit sich, da die flektor in einem meist parallelen Strahlenbündel reBedingungen für eine hohe Wärmeübergabe äußerst flektiert wird, wie die Pfeile 12 in der Fig. 6 zeigen, günstig ist. Im allgemeinen sollte zu diesem Zweck bringt das Element eine Strahlung hervor, die senkdas Element über seine ganze Länge hin verdrillt 25 recht zu den schraubenförmigen Flächen verläuft, werden. welche durch die Verdrillung gebildet werden. Ein Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Teil dieser Strahlung ist gegen die Enden des Reflek-Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es zeigt tors gerichtet und wird so über diese hinaus reflek-Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines gedrillten tiert, wie die Pfeile 13 in der Fig. 8 anzeigen, wo-Heizelements mit zwei Widerstandswendeln, 30 durch die Breite des Strahlenbündels vergrößert wird. Fig. 2 ein Schnittbild des gleichen Elements, Auf diese Art und Weise wird eine Zone erhitzt, Fig. 3 bis 5 weitere Schnitte von Heizelementen, welche breiter ist, als die Länge des Elements 10.
Fig. 6 und 7 End- und Frontansichten eines gedrill- Wenn ein Element 14 (Fig. 9) mit an seinen Enden ten Heizelements in einem parabolischen Reflektor verdrillten Abschnitten 15 benutzt wird, wobei die gemäß der Erfindung, 35 Abschnitte 15 für eine Seitenstreuung der Strahlung Fig. 8 eine Schnittzeichnung der Fig. 7, über die Enden des Reflektors 16 vorgesehen sind, wie Fig. 9 eine abgeänderte Ausführungsform entspre- die Pfeile 13 in Fig. 8 anzeigen, läßt man den Mitteichend Fig. 8 und abschnitt ungedrillt, um senkrechte Strahlung zu er-Fig. 10 einen Teil-Längsschnitt eines unter Benut- zeugen, da das Mittelteil nicht die Fähigkeit hat, zung eines gedrillten Heizelements hergestellten Flüs- 40 selbst wenn es gedrillt wäre, eine irgendwie wirkungssigkeitsheizers gemäß der Erfindung. volle Streuung der Strahlung über die Enden des. Rein Fig. 1 und 2 werden in einer flachen Hülle 1, flektors hinaus hervorzubringen. Derartige Elemente welche zwei Widerstandswendeln 2 enthält, diese wie 10 und 14 können in Verbindung mit einem räumlich von der Hülle durch die Isolierung 3 ge- geradlinig ausgebildeten parabolischen Reflektor betrennt gehalten. Diese Isolierung (meist Magnesium- 45 nutzt werden, um zu einer Streuung der Strahlung Oxyd) kann pulverisiert sein oder vorzugsweise »in beizutragen. Wenn ein Zweiwendelelement benutzt situ« geformt sein, wie es der Fall ist, wenn Magne- wird, bei welchem die Wendeln einzeln an den Stromsium-Rohre oder Bänder in Magnesium-Hydroxyd kreis angeschlossen sind und nur eine Wendel eingeumgewandelt werden und dann in Magnesium-Oxyd schaltet wird, zeigt das gedrillte Element einen aufmit einer Verformung) der Hülle zu einem unrunden 50 fallenden Effekt, wenn es für Raumbeheizung beim Querschnitt in einem oder mehreren Arbeitsgängen. Glühen der äußeren metallischen Hülle benutzt wird, Das Element ist axial verdrillt; sein flacher Quer- da bei der Draufsicht von vorn der eine Anfang der schnitt ergibt dabei eine zweigängige Schraubenlinie Schraubenlinie, welcher die eingeschaltete Wendel mit starker Steigung, mit hervortretenden Wülsten 4, enthält, auffallender aufglüht als die andere, die mit die durch die Einschnürungen 5 an den Seiten des 55 ihr abwechselt.The line of the surface not perpendicular to the re-form an angle to the main axis of the element, the reflector, and the reflected rays run in the direction of the side. Way in a known manner with connection terminals When an element according to the invention two Wen- are connected. Has such double coils in one of the coils, which can be connected independently to the 5 single shell in a known manner, separate power supply, and if circuits form or they can also be switched on in only one of the coils, a known way is also switched in this way It is possible to achieve a striking effect if this helix is attached to the terminal connection at the two ends on one side of the start of the helical line which is brighter, while the two let out than the other. This effect is still lost, which is strengthened at the opposite end of the tube if an element used in this way can lie in one reflector is accommodated on the other side with one another. be tied to form two parallel coils in a single circuit. Such a twisted element lies in the fact that it can be built into a sheath or element with two coils, in a known manner, guide can be used between the 15 for a triple circuit by shallow helical lines on the outer surface of the sleeve of these coils individually or a total of one element and the casing or guide screw series switch are connected,
Ben-shaped channels are formed through which a medium flow through which a medium, which is to be heated, can flow along the focal axis of a straight line. The compulsory intimate contact between the reflector 11 with a generally parabolic shape medium and the sleeve of the heating element is mounted in the ka. In addition to the radiation, which brings about rapid heating, since the reflector is extremely flexed in a mostly parallel bundle of rays for a high heat transfer, as the arrows 12 in FIG. 6 show, is favorable. In general, for this purpose, the element should produce a radiation which, twisted along its entire length, extends the element right to the helical surfaces. which are formed by the twist. The invention will be described in detail with reference to the part of this radiation is towards the ends of the reflect drawings. It shows tors directed and is thus reflected beyond this. 1 is a perspective view of a twisted animal, as indicated by arrows 13 in FIG. 8, where heating element with two resistance coils, 30 is enlarged by the width of the beam. 2 shows a sectional view of the same element, a zone is heated in this way, FIGS. 3 to 5 further sections of heating elements which are wider than the length of the element 10.
Fig. 6 and 7 are end and front views of a drilled When an element 14 (Fig. 9) is used with at its ends th heating element in a parabolic reflector twisted sections 15, according to the invention, 35 sections 15 for a side scattering of the Radiation Fig. 8 is a sectional drawing of Fig. 7, over which ends of the reflector 16 are provided, as shown in Fig. 9 a modified embodiment corresponding to the arrows 13 in Fig. 8, the center of Fig. 8 and section is left untwisted perpendicular radiation to he-Fig. Fig. 10 is a partial longitudinal section of one under use, since the central part does not have the ability to produce a twisted heating element even if it were twisted, a somehow effective heater according to the invention. full scattering of the radiation over the ends of the. Rein Fig. 1 and 2 are brought out in a flat envelope 1, reflector addition. Elements of this type which contain two resistance coils 2, such as 10 and 14, can be kept separated in connection with a parabolic reflector that is spatially separated from the shell by the insulation 3. This insulation (mostly magnesium used to oxide to a scattering of the radiation) can be pulverized or, preferably, to contribute to. If a two-coil element is used, it must be shaped in situ, as is the case with Magne, in which the coils are individually connected to the stromal tubes or ribbons in a magnesium-hydroxide circuit and only one coil is converted and then converted into magnesium. Oxyd is switched, the twisted element shows a falling effect with a deformation) of the shell to a non-round 50, when it is used for room heating when cross-section in one or more operations. Annealing the outer metallic shell is used, the element is axially twisted; Its flat cross-section, because when viewed from the front, the one beginning of the section results in a two-flight helix helix, which contains the switched-on helix with a steep slope, with protruding bulges 4, glows more conspicuously than the other, the one with the constrictions 5 on the sides of the 55 you alternate.

Elements noch stärker betont werden. Die Verdrillung Fig. 10 zeigt eine Heizvorrichtung, in der ein gekann bei ursprünglich geraden Elementen durchge- drilltes Element 17 von einer rohrförmigen Führungsführt werden. hülse 18 umschlossen ist. Durch diese Führungshülse Die Fig. 3 bis 5 zeigen Elemente mit Einzel-Wider- wird Luft oder ein anderes Gas oder eine Flüssigkeit Standsdrähten 6. In Fig. 3 hat die Hülle 7 flache, ovale 60 an dem erweiterten Einlaß 19 eingeführt. Zur Verbin-Form, welche sich zu einer sehr ähnlichen Form wie dung der beiden Heizwendeln 21 mit dem Stromnetz in Fig. 1 verdrillt. Fig. 4 und 5 zeigen Hüllen mit sind die Anschlußklemmen 20 vorgesehen. Die beiden dreieckigem bzw. viereckigem Querschnitt, die durch Heizwendeln 21 sind in der Nähe des Auslasses 23 Verdrillung eine dreigängige bzw. viergängige Schrau- bei 22 miteinander verbunden. Die schraubenförmige benlinie bilden. Die Erfindung kann jedoch auch auf 65 Ausführung des gedrillten Elements 17 ergibt innerElemente mit zwei oder mehr Widerstandswendeln halb der Führungshülse 18 Kanäle, durch welche das angewandt werden. Die Hüllen sind mit den Ziffern 7, Medium, welches erhitzt werden soll, zwangsweise in 8 und 9 bezeichnet. Die zwei-, drei- und mehrfach engem Kontakt mit der erhitzten Oberfläche des EIegedrillten Flächen der Elemente bilden flachverlau- ments hindurchfließen muß. Der Erfolg ist eine fende Oberflächen, die als Folge der Verdrillung 70 schnelle Erhitzung, da die Bedingungen für einenElements should be emphasized even more. The twist in Fig. 10 shows a heater in which a can in the case of originally straight elements, element 17, which is drilled through, is guided by a tubular guide will. sleeve 18 is enclosed. Through this guide sleeve, FIGS. 3 to 5 show elements with individual resistances being air or another gas or a liquid Standing wires 6. In FIG. 3, the sheath 7 has inserted flat, oval 60 at the widened inlet 19. To the connection form, which results in a very similar shape to that of the two heating coils 21 with the power grid twisted in Fig. 1. 4 and 5 show cases with the terminals 20 are provided. The two triangular or square cross-section, which are through heating coils 21 in the vicinity of the outlet 23 Twist a three-start or four-start screw connected to one another at 22. The helical one form ben line. However, the invention can also be applied to the implementation of the twisted element 17 yielding inner elements with two or more resistance coils half of the guide sleeve 18 channels through which the can be applied. The envelopes are marked with the digits 7, the medium that is to be heated, compulsorily in 8 and 9 designated. The two, three and multiple close contact with the heated surface of the egg drill Areas of the elements form flat lumens and must flow through them. Success is one fende surfaces, as a result of the twist 70 rapid heating, as the conditions for a

hohen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung äußerst günstig sind.high efficiency of heat transfer are extremely favorable.

Claims

Patent claims.

1. Electric radiant heating element for radiant heating with luminous rays, consisting of a seamless tubular sleeve made of heat-insensitive metal, which contains one or more resistance coils, which by heat-insensitive insulating material, eg. B. magnesium oxide, from the sleeve and separated from each other, characterized in that the cross section of the seamless metal tube sleeve (4, 7, 8 or 9) is extremely non-circular, for. B. is rectangular and that the sleeve is twisted together with the coil or coils (2 or 6) and the insulation (3) to form a helical line, so that the outer surface of the sleeve is a flat helical line. ao

2. Heating element according to claim 1, characterized in that only the ends (15) of the element (14) are twisted.

3. Heating element according to claim 1 or 2, characterized in that there are two heating coils (2), which can be connected separately to the power grid, wherein each is connected to separate beginnings of the helix of the flat corrugated sleeve.

4. Heating element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is in known type within a preferably parabolic reflector (11) is arranged, which the lateral scattering of the radiation emanating from the element increases.

5. Heating element according to claim 1, characterized in that the twisted element (17) in a casing or guide (18) is installed so that a heater for flowing media is created, which through the helical channels that run between the flat helical line of the outer surface the sleeve of the element and the casing or guide have arisen, flow through.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,528,966.

1 sheet of drawings