DE2850111C2

DE2850111C2 -

Info

Publication number: DE2850111C2
Application number: DE2850111A
Authority: DE
Inventors: Eugen 5880 Luedenscheid Schwarzkopf
Original assignee: Hotset Heizpatronen U Zubehoer 5880 Luedenscheid GmbH
Current assignee: Hotset Heizpatronen U Zubehoer 5880 Luedenscheid GmbH
Priority date: 1978-11-18
Filing date: 1978-11-18
Publication date: 1981-01-15
Also published as: IT1124992B; FR2441987A1; CH652197A5; DE2850111B1; ES485330A1; IT7927357A0

Description

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch gleichlange Windungsabschnitte (5).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Windungsabschnitte (5) etwa der größten lichten Weite des Kanals (2) entsprechen.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsabschnitte (5) pro Windung unterschiedlich lang ausgebildet sind.

5 Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pro Windung die von den Winoungsabschnitten (5) gebildeten Winkel (6) zueinander unterschiedliche Größen haben.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelecken (4) mehr oder weniger abgerundet ausgebildet sind.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Leiter (3) vorgesehen ist und daß die Leiter (3) im Kanal (2) zueinander mehrgängig angeordnet sind.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mäanderförmig oder ähnlich geformte Leiter (3).

9. Verfahren zur Herstellung des in den vorherigen Ansprüchen gekennzeichneten Heizelementes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter (3) aus elastischem Werkstoff auf einem im Profil mehreckigen Stab schraubenförmig aufgewickelt und als dann von diesem abgestreift wird.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines elektrischen Heizelementes der im Oberbegriff des Anspruches 1 gekennzeichneten Gattung.

Bei einem alls der DE-OS 26Ö8 51Ö bekannten Heizelement dieser Art: ist der Leiter ürri einen in den Kanal einzusetzenden, im Profil vieleckigen Träger aus elektrischen nicht leitenden und hoch-Warrrifesferri Werkstoff im wesentlichen einer Schraubenlinie folgend gewickelt und entsprechend dem Profil des Trägers abschnittsweise abgewinkelt.

Hierbei bildet aber der Träger einen beträchtlichen

Strömungswiderstand für den Gasstrom.

Darüber hinaus ist bei einer derartigen Anordnung der elektrischen Heizung der damit erzielbare Wirkungsgrad relativ gering, weil hierbei die Erwärmung der durchströmenden Luft im wesentlichen nur nahe der Kanalwandung erfolgt, so daß ein relativ ianger Kanal und eine ebenso relativ lange Heizung erforderlich ist, um den Luftstrom zumindest annähernd gleichmäßig zu erwärmen.

ίο Gemäß der DE-AS 11 18 904 ist ferner ein elektrischer Durchlauferhitzer bekannt, bei dem eine im vom Nutzwasser durchflossenen Kanal angeordnete, unisolierte Heizwendel eine von der kreisrunden Form des Kanalquerschnittes abweichende, mehreckige Gestalt aufweist und die Kanalwand nur punktweise berührt

Zudem sind hier die Ecken der Wendel durch eine relativ dünne, die Kanalwand überziehende Giasur an der Kanalwand befestigt oder die Ecken dev Wendel sind in Gewindegängen der Kanalwand gehalten, um die Lage der Wendel eindeutig zu fixieren, ohne daß die Wärmeabgabe der Wende! an das den Heizkanal durchströmende Wasser gestört werden soll.

Aber auch hierbei erfolgt die Erwärmung eines den Kanal passierenden Mediums im wesentlichen nur nahe der Kanalwand, woraus ein relativ geringer Wirkungsgrad resultiert

Weiterhin ist au;, der DE-AS 24 06 768 ein elektrischer Heizkörper zur Erwärmung von ruhenden oder bewegten Flüssigkeiten oder Gasen mit drei oder einem Vielfachen von drei, wahlweise parallel, in Reihe, im Dreieck oder Stern schaltbaren Rohrheizkörpern bekannt.

Hierbei bilden die Rohrheizkörper in an sich bekannter Weise ein Heizbündel in Form einer mehrgängigen Schraube, über das ein oder mehrere weitere Heizbündel aus schraubenlinig geformten Rohrheizkörpern geschoben werden können, die einen entsprechend größeren Durchmesser und eine Steigung aufweisen, die dieselbe ist wie rlie Steigung der

4C schraubenlinig geformten Rohrheizkörper des ersten Heizbündels, um eine möglichst große Heizleistung bei kleinstmöglichen Abmessungen zu erreichen.

Dieses angestrebte Ziel wird zwar erreicht, aber die Herstellung derartiger Heizkörper ist relativ schwierig und teuer. Zudeii ist ein beträchtlicher Materialaufwand, nämlich für die die elektrische Heizwendel umgebenden Rohre erforderlich.

Ferner führen diese voluminösen Heizkörper in einem von einem Medium durchströmten Kanal zu relativ hohen, den Wirkungsgrad erheblich mindernden Strömungsgeschwindigkeiten.

Mit der Erfindung wird nun zum Zwenke der Verbesserung des Wirkungsgrades mit einfachsten Mitteln bei geringmöglicher Verminderung des Kanalquerschnittes durch die elektrische Heizung im Kanal eine bislang unerreicht gleichmäßige Verteilung der Heizungs-Wärmeübertragungsflächen als bislang angestrebt.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die im Anspruch I offenbarten Merkmale.

Durch diese Maßnahmen wird ein bislang zusätzlich erforderlicher Träger für den Heizleiter entbehrlich, womit einerseits die Herstellungskosten erheblich gesenkt Werden, Andererseits entfallen auch die bislang

durch die Heizieiterträger bedingten Strömungswiderstände, woraus bei gleicher Querschnktsbemessung eines Kanals wie bisher geringere Luftstrorri-Strömungsgeschwindigkeiten und eine sich daraus ergeben-

de längere Einwirkungszeit der Heizung auf den Luftstrom als bisher resultieren.

Zudem werden eine bislang unerreicht gleichmäßige Umströmung aller Zonen der Heizung erzielt und damit zonenweise Oberhitzungen der Heizung vermieden.

Vor allem bei einem pro Windung zweimal abgewinkelten Heizleiter ist es vorteilhaft, wenn die Windungsabschnitte gleiche Längen haben und vorzugsweise zudi.rn die Längen der Windungsabschnitte etwa der größten lichten Weite des Kanals entsprechen.

Insbesondere bei einem pro Windung mehr als zweimal, vorzugsweise dreimal abgewinkelten Heizleiter ist es zur Erzielung einer noch gleichmäßigeren Erwärmung über den gesamten Luftstromquerschnitt vorteilhaft, die Windungsabschnitte pro Windung zueinander unterschiedlich lang auszubilden.

Hierzu kennzeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch, daß ausschließlich bzw. im Zusammenhang mit dem vorbeschriebenen Merkmal pro Windung die von den Windungsabschnitten gebildeten Winkel zueinander unterschiedliche Größen haben.

Bei alledem können die Winkelecken n.chr oder weniger abgerundet ausgebildet sein.

Eine den Wirkungsgrad zusätzlich verbessernde Ausgestaltung des vorbeschriebenen Gegenstandes, womit auch eine noch kompaktere Gestaltung dessen ils bisher erzielbar ist, kennzeichnet der Anspruch 7.

Ein weiteres, die Wärmeübergangsfläche auf geringem Raum vergrößerndes Merkmal ist dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter vor dem Wickeln mäanderförmig, o. ä. umgeformt worden ist

Ein Verfahren zur Herstellung des zuvor gekennzeichneten Heizelementes ist im Anspruch 9 gekennzeichnet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil einer elektrischen Heizung zur Erwärmung eines Luftstromes in der Vorderansicht,

F i g. 2 desgleichen im Querschnitt,

Fig.3 eine weitere Ausführungsform ebenfalls im Querschnitt,

F i g. 4 eine weitere Gestaltung einer Einzelheit.

Hierbei ist die elektrische Heizung 1 in einem von Luftstrom durchströmbaren Kanal 2 kreisförmigen Querschnities eingesetzt.

Die Heizung besteht aus einem bandförmigen elektrischen Leiter 3 mit hohem elektrischen Wider· itand, der im wesentlichen einer Schraubenlinie folgend tbschnittsweise abgewinkelt und so im Kanal 2 angeordnet ist, daß sich der Leiter 3 ausschließlich mit seinen Winkelecken 4 an der Innenwand des Kanals ?. abstützt

Der Kanal 2 besteht aus elektrischem, hoch-warmfestern Isolationsmaterial.

Der Kanal 2 kann aber auch nur mit vorgenanntem Material ausgekleidet sein.

Auch ist es möglich, an den Winkelecken 4 des Leiters warmfeste Isolierstücke zu haltern, um in jedem Falle

ίο Windungs- und Masseschlüsse sicher zu verhindern. Die Winkelecken 4 sind von Leiter-Windung zu Leiter-Windung zueinander versetzt angeordnet und ein Winkelschenkel jeder Leiter-Windung ist nahezu diametral gerichtet Zur Herstellung einer in den F i g. 1 und 2 dargestellten Heizung t ist ein bandförmiger Leiter 3 zunächst um einen im Profil im wesentlichen rechteckigen Stab mit kleinen und gerundeten kurzen Querschnittsseiten schraubenlinienförmig und am Stab dicht anliegend a'ifgewickeli worden.

Wird als dann der gewickelte I '.er 3 vom Stab abgestreift, entspannt sich der Heizleiter '»nter Vergrößerung der von den Windungsabschnitten 5 gebildeten Winkel 6 und unter gleichzeitiger Vergrößerung der Windungssteigung, so daß nunmehr die Winkelecken 4, wie aus der F i g. 2 ersichtlich, von Windung zu Windung zueinander versetzt und die im wesentlichen geraden Windungsabschnitte zueinander sich etwa sternförmig kreuzend angeordnet sind.

Zur Herstellung des in F i g. 3 dargestellten Heizelementes ist ein Leiter 3 um einen im Querschnitt dreieckigen Stab mit zueinander ungleichlangen Querschnittsseiten gewickelt worden, womit ein noch größerer Rfumerfüllungsgrad als mit dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Heizleiter erzielbar ist. Es ist auch möglich, einen Leiter 3 ζ B. um einen im Querschnitt rhombus- oder trapezförmigen Stab zu wickeln.

In Fig.4 ist ein bandförmiger Leiter 3 zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche vo^· dem Wickeln mäanderförmig umgeformt worden.

Fertigungstechnisch am einfachsten ist die Herstellung der Heizung, wenn ein Leiter 3 um einen Stab rechteckigen Querschnittes geringer Dicke gewickelt wird, wonach man die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Heizung erhält

Dabei ist es ferner vorteilhaft, statt eines Leiters runden Querschnittes einen bandförmigen Leiter zu verwenden, da dieser wesentlich einfacher als Runddraht in die vorbeschriebene Raumform gebracht werden kann, ohne sich dabei zu verwinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentansprüche:

I.Anordnung eines elektrischen Heizelementes in einem Kanal zur Erwärmung eines den Kanal durchströmenden Gasstromes, insbesondere Luft, bestehend aus einem elektrischen draht- oder bandförmigen, isoliert gehalterten Heizleiter mit hohem elektrischen Widerstand, der im wesentlichen einer Schraubenlinie folgend abschnittsweise abgewinkelt und im Kanal ausschließlich mit den Winkelecken an der Kanalinnenwand sich abstützend angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a.) die Winkelecken (4) sind der Schraubenlinie folgend von Windung zu Windung zueinander versetzt angeordnet, und

b.) pro Windung ist mindestens einer der Winkelschenkel die Mittelachse des Kanals (2) mindestens annähernd kreuzend angeordnet.