NO126400B - - Google Patents

Description

Varmeveksler.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en varmeveksler som særlig er bestemt for oppvarming av boligrom og lignende oppholds-rom og som avgir sin varme over en skruelinjeformet på en rørformet bærer oppviklet trådvikling med trådvindinger som utstrekker seg vesentlig lengre i radiell retning enn i akseretning, og som avgir sin varme ved konveksjon til den luft som strømmer forbi vindingstråden. Ved kjente varmevekslere av denne type blir den i en ad-skilt oppbygget oppvarmingsdel tilveiebragte varme tilført over en flytende, gjennom rørledninger ført varmebærer og varmen blir avgitt til luften fra væsken over rørveggen og de på dennes utside pålodd-ede viklingsvindinger.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å gjøre en varmeveksler av den foran omtalte type uavhengig av en ad-skilt varmekilde samt uavhengig av rørledninger som forbinder den med varmekilden, og å tilveiebringe varmen inne i seg selv av til-ført elektrisk energi. Derved skal det i interesse av en økonomisk fremstilling og størst mulig tilpasningsevne til de forskjellige formål være mulig med en kontinuerlig fremstilling, dvs. fremstilling av vilkårlig lange varmevekslere som senere kan oppdeles i passende lengder.

Denne oppgave blir løst ifølge oppfinnelsen ved at varmekilden består av en bøyelig til en strømkilde koblbar elektrisk motstandstråd som er viklet skruelinjeformet om bæreren. Motstandstråden som danner varmekilden kan bli viklet i umiddelbar nærhet av trådviklingens vindinger rundt bæreren og være varmeledende forbundet med vindingstråden, men kan også selv danne trådviklingen.

I første tilfelle er fordelaktig den isolerte motstandstråd tett omsluttet av en metallisk mantel, f.eks. av kobber- eller sølvtrådfletning og viklet mellom viklingsvindingene på bæreren og dens metalliske mantel er fordelaktig sammenloddet med de hosliggende vindinger på en slik måte at loddingen omslutter den fullstendig.. Isoleringen av varmetråden består av f.eks. et tynt fiber- eller kunststoffsjikt som påvirker varmegjennomgangen minst mulig og som er holdbart mot de bøyebelastninger som opptrer ved viklingen av varmetråden på den relativt tynne bærer.

Anvendelsen av et slikt varmeelement er særlig fordelaktig da på grunn av den store overflaten til trådviklingen og den hurtige varmeovergang fra denne til den forbistrømmende luft, ved anvendelsen av varmeveksleren for romoppvarming ikke er nødvendig at motstandstråden blir oppvarmet til mer enn ca. 60-100°C. I forhold til slike temperaturer er praktisk talt alle trådisoleringer av fiberstoffer og alkker holdbar. Det er til og med kjent trådhylst-ere som er meget godt isolerende selv i ekstremt tynne lag, og som er holdbare for meget høyere temperaturer, som f.eks. glassfibre eller visse kunststoffer, som også kan påføres i flytende form etter neddykkingsmetoden eller sprøytemetoden. I alle tilfelle anbefales det å velge en type isolering som har en god varmeledningsevne og innbefatter færrest mulige luftapninger.

Den av en metallisk mantel tett omsluttende isolerte motstandstråd kan være viklet mellom de med tilsvarende innbyrdes avstand påførte viklingsvindinger, men kan også være viklet innen-for viklingstrådvindingene på bæreren og være sammenloddet over sin metallis.ke mantel med de umiddelbart hosliggende deler av vindingene på en slik måte at varmeovergangen virker mot en lavest mulig motstand. Til dette formål skal loddingen fullstendig omslutte varme-trådenes metalliske mantel. På denne måte oppstår en "varmebro" med relativt stort tverrsnitt og tilsvarende liten motstand.

Den av en metallisk mantel omsluttende isolerte varme-tråd kan imidlertid også være viklet over vindingene og være sammenloddet med omkretsde.lene til de bærende enkelte trådvindinger på samme måte. I dette tilfelle er varmetråden på en overordentlig fordelaktig måte behjelpelig til å oppnå en forstivning av den van-ligvis av meget tynne og myke, og følgelig lett bøybare tråder (kobber) bestående trådvikling. Trådviklingen er ved hjelp av varmetråden beskyttet mot deformeringer, slik de kan oppstå allerede ved fremstillingen av varmeelementer med varmevekslere ifølge oppfinnelsen, fremfor alt imidlertid ved transport og montering av disse varmeelementer, samt ved rengjøringen etter at de er satt i drift.

En særlig enkel oppbygning av varmeveksleren ifølge oppfinnelsen og lavest mulige varmetap oppnås hvis selve trådviklingen består av den isolerte motstandstråd som danner varmekilden. Ved varmevekslere med vanlig lengde på ca. 1 m, og med en trådvikling av relativt tynn tråd på ca. 0,5 mm diameter kan ved spenningene til de vanlige strømforskyningsnett, trådviklingen til og med bestå av kob-bertråd. Ved mindre varmebehov og ved varmevekslere med mindre lengde er det som oftest tilstrekkelig med en motstandstråd av jern som tillater fremstillingen av særlig villige varmevekslere. I motset-ning til isoleringen av en med en kobbermantel omhullet motstandstråd som for unngåelse av luftåpninger skal være tettest mulig, kan isoleringen til den motstandstråd som danner trådviklingen være porøs og til og med gjennombrytninger, da den her bare tjener til forhindring av innbyrdes berøring av hosliggende trådvindinger og som beskyttelse mot ytre berøring.

Er viklingstrådvindingene og viklingsvindingene innsatt med liten avstand til hverandre i overflaten til en bærer som består av et isolerende materiale, og er varmeveksleren omgitt av en beskyt-

telse mot berøring, kan det ved denne utførelsesform gis avkall på

en isolasjon av varmetråden.

Fremstillingen av en slik varmeveksler er mulig på en-kei måte ved at trådviklingen blir viklet under trekkspenning på en ikke ledende bærer og deretter ved hjelp av et isolerende klebemiddel blit fastlagt eller at viklingen under trekk blir viklet på en bærer av termoplastisk kunststoff og den omviklede bærer på overflaten blir smeltet fast, f.eks. ved høyfrekvensoppvarming.

Man kunne også tenke seg å benytte et metallisk bærerrør som oppvarmingsmotstand. På grunn av det relativt store tverrsnitt

og tilsvarende liten elektrisk motstand for dette rør er det da imidlertid ikke mulig med en direkte tilslutning til de vanlige strømfor-syningsnett, men det blir nødvendig med mellomkobling av en transfor-mator, som reduserer nettspenningen til en egnet og for øvrig ufarlig verdi.

På tegningen er det vist noen utførelseseksempler for varmeveksleren som danner oppfinnelsens gjenstand.

Fig. 1-viser i et lengdesnitt en del av en varmeveksler med en en rørformet bærer 2 skruelinjeformet viklet trådvikling 1 og en mellom de med liten innbyrdes avstand anordnede vindinger på bærer-røret 2 påviklet varmeelement 3, hvis motstandstråd kan tilsluttes en strømkilde og som tjener som varmekilde for trådviklingen. En utvendig på vindingene til trådviklingen 1 påviklet og med viklingstrådvindingene la sammenloddet tråd 10 avstiver viklingen 1 og holder vindingene 1 i jevn innbyrdes avstand.

Som det gremgår nærmere av fig. 2 og 3 består dette varmeelement 3 av motstandstråden 3a» en isolering 3b og en metallmantel 3c Metallmantelen 3c er sammenloddet med de mot denne vendte deler av viklingstrådvindingene la på en slik måte at loddemetallet h fullstendig omsluttet motstandselementet 3 og også i hvert fall delvis utfyller mellomrommene mellom hosliggende viklingstrådvindinger. Derved er man sikret at den i varmetråden 3a tilveiebragte varme nesten fullstendig blir ledet over i trådviklingen 1.

Utførelseseksemplet ifølge fig. 3 adskiller seg fra det på fig. 2 bare ved at den isolering 3b' som omgir varmetråden 3a' og metallmantenel 3c' er omformet til et ca. trekantet tverrsnitt, hvorved man har den mulighet at vindingene til trådviklingen 1 kan være anordnet med mindre avstand fra hverandre på bæreren 2.

Ved den i tverrsnitt viste varmeveksler ifølge fig. 4

er viklingstrådvindingene la likeledes som vindingene til viklingen 1 med innbyrdes avstand 5 festet på en bærer 2a av isoleringsmateri-al, f.eks. ved hjelp av et isolerende klebemiddel, og varmeelementet 3" er viklet utvendig på vindingene til viklingen 1 og sammenloddet med hver vinding la til viklingstråden på tilsvarende måte som på

fig. 2 og 3.

Den utførelsesform, hvor trådviklingen selv består av varmetråden, er ikke nærmere illustrert. Oppbyggingen fremgår imidlertid av fig. 4 på tegningen, hvis man tenker seg at viklingstråden samtidig er varmetråden, og at det om trådviklingen viklede varmeelement 3" er erstattet med en tråd av et isolerende materiale som er sammenklebet med viklingstrådvindingene la og bare har som funk-sjon å avstive trådviklingen og å holde de enkelte trådvindinger la i avstand fra hverandre.

Fig. 5 og 6 viser et lengdesnitt og, et enderiss av en komplett for boligromoppvarming egnet varmeveksler (konvektor). Der er det bærerrjJr 2 (henholdsvis 2a) som bærer trådviklingen innspent mellom to innbyrdes like endestykker 7 av isolerende materiale, som er spent i forhold til hverandre ved hjelp av en metallstav 6. Hvert av endestykkene 7 bærer to stikkstifter 8 og 9, som sammen danner en normal-dobbeltstikkontakt, og av hvilke en blir tilsluttet varmetråden 3a og den andre blir ledende forbundet med staven 6. Varmetråden 3a til denne varmeveksler kan bli forbundet med begge ender over stikkstiften 8 til en strømkilde, hvorved strømtilførselen til en av stiftene 9 også kan gjennomføres ved hjelp av staven 6, den hosliggende stift 9 og en på disse stifter påsatt kortslutningsbro. Det kan imidlertid også bli sammenkoblet i parallell eller i serie flere slike varmevekslere ved hjelp av enkle hjelpemidler som koblings-muffer og kortslutningsbroer. Endestykkene 7 tjener samtidig til fastgjøring av varmeveksleren i et hus.

Claims (8)

1. Varmeveksler, som avgir sin varme ved konveksjon til den luft som strømmer forbi viklingstråden over en skruelinjeformet på én rørformet bærer viklet trådvikling med vindinger som utstrekker seg i radial retning vesentlig lengre enn i akseretning, karakterisert ved at varmekilden består av en bøyelig, til en strømkil-de koblbar elektrisk motstandstråd (1,3) som er viklet skruelinjeformet om bæreren (2,2a). ~

2. Varmeveksler•ifølge krav 1, karakterisert ved at motstandstråden (3a) er tett omsluttet av et tynt isolasjons-lag (3b) og en ytre metallisk mantel (3c), viklet mellom vindingene til trådviklingen (1) på bæreren (2) og at dens metalliske mantel (3c) er sammenloddet med de hosliggende viklingstrådvindinger (la) på en slik måte at loddingen (4) omslutter den fullstendig.

3- Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at den av en metallisk mantel (3c) omsluttende isolerte motstandstråd (3a) er viklet over viklingsvindingene og at dens metalliske mantel (3c) er sammenloddet med omkretsdelene til viklingstrådvindingene (la) på en slik måte at loddingen fullstendig omslutter den.

4. Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at trådviklingen (1) består av den isolerte motstandstråd som danner varmekilden.

5. Varmeveksler ifølge krav 4, karakterisert ved at den av en blank motstandstråd bestående trådvikling (1) er viklet under trekkspenning på en bærer (2a) av isolerende materiale og at de på grunn av tekkspenningen fra hverandre adskilte viklingstrådvindinger (la) er festet på bæreren ved hjelp av et isolerende klebemiddel.

6. Varmeveksler ifølge krav 4 og 5)karakterisert ved at den av motstandstråd dannede vikling (1) under trekkspenning er viklet på en bærer (2a) av termoplastisk kunststoff og at viklingstrådvindingene med innbyrdes avstand er innfart i den ved oppvarming smeltede overflate til bæreren (2a).

7- Varmeveksler ifølge krav 1, 2 og 4-6, karakterisert ved at trådviklingen (1) er avstivet ved hjelp av en på denne viklet og med viklingstrådvindingene fast forbundet tråd (10) av metall eller isolerende materiale.

8. Varmeveksler ifølge krav 1-7>karakterisert ved at bæreren (2,2a) er innspent mellom to ved hjelp av en sentral metallstav (6) innbyrdes fastspente endestykker (7), hvilke endestykker hver bærer to stikkstifter (8 og 9), av hvilke en (8) ledende er forbundet med en varmetrådende og den andre (9) med staven (6).