EP1239702A2 - Heizleiterwendel zum Erwärmen eines strömenden gasförmigen Mediums sowie elektrisches Widerstandsheizelement - Google Patents
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- H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
Definitions
- the invention relates to a heating conductor coil for heating a flowing gaseous medium, primarily air, and an electrical Resistance heating element with a heating conductor coil, which is interposed is fastened by holding elements on a carrier plate.
- the heating conductor consists of one helical or meandering shaped resistance wire, which directly with a carrier plate made of electrically insulating and heat-resistant material, such as for example Micanit, is connected (DE 25 30 075 A1, DE 25 35 478 A1, DE-PS 29 44 132).
- a carrier plate made of electrically insulating and heat-resistant material, such as for example Micanit.
- the heating wire requires direct contact with the carrier plate to fix it, also, that the way of attaching the heating wire to the support plate from depends on the shape of the heating element.
- the carrier plate does not only have to be electrical insulating, but also made of a heat-resistant material, such as Micanite. By lying parallel to the direction of flow The flow cross-section is divided into individual chambers that support plates affect an even heat exchange.
- a heating element is also already known in which the helical one Heating conductor no longer directly on the carrier plate, but indirectly with the help is fastened by holding elements which are fixed on the one hand to the carrier plate and on the other hand, the heating conductor coil is attached (DE 44 43 725 A1).
- the heating conductor and Carrier plates avoided, which increases the durability of the carrier plates extended.
- the flow cross-section is no longer divided by carrier plates, which means better heat dissipation and thus results in better efficiency.
- the holding elements for fixing the heating conductor coil exist in this known heating element from a shaft, at one end a holding part to fix the helix and a foot part at the other end Attachment are arranged on the support plate.
- the holding part forms a flat, approximately U-shaped undercut receptacle for a turn tip of a helix with a flat oval to flat rectangular cross section.
- the foot section consists of two parallel legs protruding from the shaft at right angles on the underside Protruding tabs that are inserted through slots in the carrier plate and then be bent.
- the invention is based on the object Possibility to show in such electrical Resistance heating elements to enable even better heat utilization.
- the basic idea of the invention is that by combining a Heating conductor coil, in particular a coil with a flat rectangular cross section and with short-wave undulations in relation to the dimensions of the helix the circumferential surface of the helix formed by the slope line of the helix the flow cross section of the heat conductor generating the heat very much is enforced closely. This results in a diverse swirling of the air flowing through a heating element equipped with such a coil with the consequence of a much cheaper transfer of heat from the heating conductor on the air flowing through. This does not result in the same heat yield inconsiderable reduction in energy consumption by 20 to 25%.
- the heating conductor consists of a thermistor wire, d. H. from a material in which the electrical resistance changes with temperature, in particular from one with a positive temperature coefficient (PTC).
- PTC positive temperature coefficient
- a heating conductor coil designed according to the invention can in principle be used for arbitrarily designed heating elements are used in which the filament is arranged transversely to the flow direction. There are special advantages but when used in an electrical resistance heating element in which at least one coil with the interposition of holding elements on one Carrier plate is attached.
- the Heating conductor coil it is possible to make the heating conductor coil approximately circular around a central circular support plate, the Holding elements lie in the plane of the support plate and the spiral, as well as the Arrange holding elements at right angles to a support plate to also the To be able to provide helix in the corresponding direction.
- the heating conductor 2 forming the coil 1 is in the course of Windings, namely in that formed by the slope line SL of the helix Alternate circumferential surface from the slope line SL opposite directions deflected.
- the spiral wire has in this Circumferential surface has an approximately wavy or zigzag shape.
- the front and rear sections of the individual turns 3 of the helix 1 themselves superimpose, so that the flow cross-section, in particular in the central Area is tight and, above all, evenly penetrated by the heating wire. hereby very fine air turbulence is achieved, which is not only a reduction of energy consumption, but also due to lower heat load long service life of the helix.
- a heating conductor coil 1 designed in this way according to the invention can basically in any electrical resistance heater as a heating element can be used, provided that there is a possibility of freely rotating the helix Fix the air flow without vibrations.
- a Possibility for fastening heating conductor coils with a flat oval cross-section by means of holding elements is known from DE 44 43 725 A1, both in the Form in which the direction of extension of the helix parallel to the plane of the Carrier plate lies at right angles to it.
- FIGS. 4 and 5 An example of the use of a helix in accordance with the invention in a heating element is indicated in FIGS. 4 and 5.
- 4 shows one Quarter circle section from a circular heating element 4, in which a circularly curved heating conductor coil 1 by means of individual holding elements 5 a circular support plate 6, here in the form of a disc, is attached.
- the heating conductor coil 1 in the illustration in FIG. 4 has the shape shown in Fig. 1; it just became the simpler representation half shown with a straight course of the individual turns.
- the invention relates not only to the design of the Schuleiterchtl, as described above, but also on the design of the Holding parts 8, which serve to heat a filament 1 almost at a point hold and attach to the support plate 6.
- One particularly advantageous design of the holding elements which is suitable on the one hand, the Fix the heating conductor coil 1, but also to the coil either in the plane of the carrier disk 6 (cf. FIG. 5), but also at right angles to it (cf. 8 and 9) can be explained with reference to FIGS. 6 and 7.
- Fig. 6 shows a holding element 5 on a larger scale in an oblique representation and 7 its attachment to the carrier disk 6.
- the holding element 5 consists of a shaft 9 on its a holding part 8 at one end and a foot part 10 at the other end are arranged.
- the holding element 5 expediently consists of a stamped part made of sheet metal, which can then be deformed in a corresponding manner.
- a sheet made of stainless steel which has a lower thermal conductivity brings a lower temperature load on the carrier disk 6.
- the holding part 8 serving to fix the helix consists of two arms 12, 13, each spread slightly after a crank 14 by the by the Project from shaft 9 formed level. The spread corresponds to the slope S of the Wendel.
- the approaches 15, 16 are in the assembled state initially flat, but then become flat after the holding element has been brought together 5 with a heating conductor coil 1 each around a section of a turn 3 of the Spiral 1 bent around.
- Each approach 15, 16 thus forms a closed one Recording to enclose a section of a turn of the helix 1.
- Die Bend 14 forms a stop for the lower end of a turn of the helix 1.
- the foot part 10 in turn has one on one side laterally protruding from the shaft 9 approach 18 which is approximately U-shaped in cross section is bent with a sloping leg 19 to a kind of spring.
- the tubular section 38 has two diagonally opposite one another Recesses 40 and 41 in the free edge area a closed outer surface.
- the recesses 40 and 41 extend to the upper free end of the tubular section 38 and serve to carry out the helix 39th forming heating conductor.
- the end face of the holding part 35 in the region of the foot part 36 can be open, since the Cavity after mounting on a carrier plate from the carrier plate is closed.
- the opposite upper end of the holding part 35 can also remain open, but a closed one is preferred Embodiment as shown in Figs. 10 to 13.
- the cover 42 according to the invention is composed of the folding elements 43 and 44 together. Both folding elements 43 and 44 form part of the outer surface, which are offset in their longitudinal direction at the opposite edges of the tubular portion 38 are attached. After inserting a turn of the Helix 39 in the tubular section 38 become the folding elements 43 and 44 around its folding axis, which coincides with the edge. As a result of Longitudinal offset complement the two folding elements 43 and 44 such that the entire front opening of the holding element 34 is closed. The outer corner of the folding elements 43 and 44 is cut off, so that together with the recesses 40 and 41, the passage of the heating conductor 39 is facilitated.
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
- Fig. 1
- einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Heizleiterwendel für ein elektrisches Widerstandsheizelement,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch die Heizleiterwendel gemäß Fig. 1 und
- Fig. 3
- einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab;
- Fig. 4
- zeigt einen Teil einer Draufsicht auf ein kreisförmiges Heizelement,
- Fig. 5
- einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1,
- Fig. 6
- eine schrägbildliche Darstellung eines Halteelementes,
- Fig. 7
- einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Trägerplatte mit der Befestigung eines Halteelementes gemäß Fig. 6, die
- Fig. 8 und 9
- weitere Ausführungsformen für im Rahmen der Erfindung anwendbare Halteelemente,
- Fig. 10
- eine Vorderansicht einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eines Halteelements,
- Fig. 11
- eine Seitenansicht des in Fig. 10 dargestellten Halteelements,
- Fig. 12
- eine Draufsicht des in den Fig. 10 und 11 dargestellten Halteelements und
- Fig. 13
- eine Schrägansicht des in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Halteelements.
Claims (23)
- Heizleiterwendel zum Erwärmen eines strömenden gasförmigen Mediums, vornehmlich Luft, zur Befestigung an einer Trägerkonstruktion, insbesondere zur Verwendung in einem elektrischen Widerstandsheizelement,
dadurch gekennzeichnet, dass der die Wendel bildende Heizleiter in der durch die Steigungslinie der Wendel gebildeten Umfangsfläche der Wendel aus der Steigungslinie heraus abwechselnd nach entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt ist. - Heizleiterwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungen zickzackförmig verlaufen.
- Heizleiterwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungen wellenförmig verlaufen.
- Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter aus einem Draht mit Kreisquerschnitt besteht.
- Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter aus einem Thermistor (PTC)-Draht besteht.
- Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiterwendel einen von der Kreisform abweichenden länglichen Querschnitt aufweist.
- Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel im Querschnitt etwa rechteckförmig mit zwei im wesentlichen geraden Längsseiten und U-förmigen Umkehrstellen ausgebildet ist.
- Verwendung einer Heizleiterwendel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem elektrischen Widerstandsheizelement zum Erwärmen eines strömenden gasförmigen Mediums, vornehmlich Luft, bei dem mindestens eine Wendel unter Zwischenschaltung von Halteelementen an einer Trägerplatte befestigt ist.
- Elektrisches Widerstandsheizelement nach Anspruch 8, bei dem die Halteelemente zur Befestigung der Heizleiterwendel an der Trägerplatte jeweils an einem Schaft ein Halteteil zur Halterung einer Windung der Heizleiterwendel und ein Fußteil zur Befestigung an der Trägerplatte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil zwei Arme umfasst, an denen jeweils eine Aufnahme zum Befestigen eines Abschnitts einer Windung der Heizleiterwendel gebildet ist.
- Heizelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme der Steigung der Wendel entsprechend gespreizt sind.
- Heizelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen aus von den Armen seitlich abragenden Ansätzen gebildet sind, die um jeweils einen Abschnitt einer Windung der Wendel herumlegbar sind.
- Heizelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußteil einen aus dem Schaft seitlich abragenden Ansatz umfasst, der zu einer im Querschnitt etwa U-förmigen Feder gebogen ist.
- Heizelement nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Halteelemente an der Trägerplatte Sockel vorgesehen sind, die jeweils eine eine Rastverbindung ermöglichende Aufnahme für die Feder eines Halteelementes bilden.
- Heizelement nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft mindestens eine in seiner Längsrichtung verlaufende sickenartige Versteifungsrippe aufweist.
- Halteelement nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement aus einem Stanzteil besteht.
- Halteelement (34) geeignet zur Befestigung einer Heizleiterwendel gemäß Patentanspruch 1 an einem Heizelement mit einem Halteteil (35) zur Halterung einer Windung einer Heizleiterwendel (39) und einem Fußteil (36) zur Befestigung an einem Tragelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (35) aus einem rohrförmigen Abschnitt (38) mit im wesentlichen geschlossener Mantelfläche besteht, wobei eine Windung der Heizleiterwendel (39) in den rohrförmigen Abschnitt (38) einschiebbar ist.
- Halteelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (38) im Querschnitt an die Steigungshöhe und Geometrie der Heizleiterwendel (39) angepasst ist.
- Halteelement nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein stirnseitiges Ende des rohrförmigen Abschnitts (38) mit Hilfe eines Deckels (42) verschließbar ausgebildet ist.
- Halteelement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (42) Teil des rohrförmigen Abschnitts (38) ist, der zum Zwecke des Verschließens um den oberen Rand des rohrförmigen Abschnitts (38) umbiegbar ausgebildet ist.
- Halteelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (42) zweigeteilt ist, wobei die beiden Klappelemente (43 und 44) jeweils an den sich gegenüberliegenden Rändern des rohrförmigen Abschnitts (38) befestigt sind.
- Halteelement nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (42) im Bereich der Durchleitung der Heizleiterwendel (39) ausgespart ist.
- Halteelement nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (38) im Randbereich des freien Endes Ausnehmungen (40, 41) zur Durchleitung der Heizleiterwendel (39) aufweist.
- Halteelement nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Längskanten in der Mantelfläche des rohrförmigen Abschnitts (38) ausgerundet sind.
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