CH360144A - Elektrischer Rohrheizkörper - Google Patents

Description

      Elektrischer    Rohrheizkörper    Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Rohr  heizkörper und hat den Zweck, verschiedene, bisher  an     Rohrheizkörpern    auftretende Mängel zu beseitigen  sowie die Anwendungsmöglichkeit von Rohrheizkör  pern zu erweitern und auch die Möglichkeit einer bes  seren Materialausnützung zu schaffen.  



  Elektrische Rohrheizkörper müssen häufig in ver  schiedene Formen gebogen werden, um bestimmte  Heizleistungen auf     kleinem    Raume unterbringen zu  können. Bei zur Flüssigkeitserhitzung bestimmten  Rohrheizkörpern ist oft     erforderlich,    die aus dem  Flüssigkeitserhitzer herausgeführten     Rohrheizkörper-          enden        in    dem noch beheizten Bereich zu kröpfen, wo  durch sich ebenfalls Biegungen des Rohrheizkörpers  mit relativ     kleinen,    oft nur in der Grössenordnung des       Rohrheizkörperdurchmessers    liegenden Biegeradien  ergeben.

   Beim Betrieb zeigt sich nun, dass die Heiz  körper im Bereich dieser starken Biegestellen     am    frü  hesten     durchbrennen.    Dies ist im     wesentlichen    darauf  zurückzuführen, dass bei den     Rohrheizkörpern,    die  bekanntlich aus einem Mantelrohr bestehen, das mit  einer stark verdichteten, meist pulverförmigen Isolier  masse gefüllt ist, in der ein oder mehrere Heizleiter  eingebettet sind, die neutrale Biegefaser nicht in der  Mitte liegt, sondern gegen die Innenseite der Biegung  zu verschoben ist, so dass der aussenliegende Teil des  Rohrheizkörpers im     Biegungsbereich    stärker     gedehnt,

       als der innere Teil gestaucht wird und sich somit im       Biegungsbereich    eine     Auflockerung    des Isolations  materials ergibt. Dadurch wird nun aber die Wärme  leitfähigkeit zwischen Heizleiter und     Mantelrohr    in  diesem Bereich herabgesetzt und der Heizleiter     nimmt     daher     dort    höhere Temperaturen an als im übrigen,  geraden oder nur schwächer     gekrümmten    Bereich des  Rohrheizkörpers.  



  Um eine     Überhitzung    von Rohrheizkörpern, ins  besondere von solchen, die zur Flüssigkeitserhitzung    bestimmt sind und eine verhältnismässig hohe Ober  flächenbelastung, das heisst hohe Wärmeabgabe pro  Oberflächeneinheit aufweisen, zu verhindern, sind  schon verschiedene Schutzeinrichtungen, wie etwa       Stabthermostaten,        Bimetallthermostaten    usw.

   vor  geschlagen worden, die einen verhältnismässig kompli  zierten und daher störungsanfälligen Aufbau besitzen  und von denen jene, die einen einigermassen hinrei  chenden Schutz der Heizkörper verbürgen, so teuer  sind, dass ihre Kosten etwa bei Haushaltgeräten, wie  elektrisch beheizten     Waschmaschinen,        Espresso-          maschinen,    Boilern usw., in vielen Fällen die An  schaffungskosten des verwendeten Rohrheizkörpers  übersteigen.

   Bei zur Flüssigkeitserhitzung bestimmten  Rohrheizkörpern besteht dann die Gefahr einer über  hitzung, wenn der Heizkörper in trockenem Zustand       eingeschaltet    wird sowie,     wenn    sich beim Betrieb an  seiner     Oberfläche    Kesselstein oder, was insbesondere  bei Waschmaschinen der Fall ist, Schmutzteilchen,  Fasern und ähnliche     wärmeisolierend    wirkende Stoffe  absetzen.  



  Der     Rohrheizkörper    nach der Erfindung ist da  durch     gekennzeichnet,    dass der beheizte Teil des  Rohrheizkörpers in Zonen verschieden hoher Ober  flächenbelastung unterteilt ist. Diese Unterteilungen  können entweder im Längs- oder im     Umfangsbereich,     aber auch in beiden Bereichen vorgesehen sein.

   Bei       Rohrheizkörpern,    die stärkere Krümmungen aufwei  sen, ist es     zweckmässig,    die     Oberflächenbelastung    des  Heizkörpers im Bereich dieser stärkeren     Krümmun-          gen,        Kröpfungen    usw. niedriger als im übrigen, ge  raden oder nur schwächer gekrümmten Bereich des  Heizkörpers zu halten.

   Die     Oberflächenbelastung    im       Krümmungsbereich    wird dabei     vorteilhaft    so gewählt,  dass die Temperaturdifferenz     zwischen    Heizleiter und  Mantelrohr trotz der geringeren Wärmeübertragung       im        Krümmungsbereich    etwa im Bereich des     ganzen              beheizten    Teiles des     Rohrheizkörpers    gleich gross  bleibt.

   Bei der Auslegung des Rohrheizkörpers  braucht dann keine Rücksicht mehr auf die sonst stö  rungsanfälligen     Krümmungsstellen    genommen werden  und es ist insbesondere bei zur     Flüssigkeitserhitzung     bestimmten     Rohrheizkörpern,    bei denen eine hinrei  chende Wärmeableitung gewährleistet ist, möglich,  die     Heizleistung    eines Rohrheizkörpers bei gleichen  Abmessungen gegenüber den bisherigen Ausführun  gen zu erhöhen.  



  In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an  Hand von drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.  Es zeigt:       Fig.    1 einen Rohrheizkörper im     Schaubild,          Fig.    2 einen anderen     Rohrheizkörper        teilweise    ge  schnitten     ebenfalls    im Schaubild und       Fig.    3 einen weiteren Rohrheizkörper teilweise  aufgeschnitten schematisch in Draufsicht.  



  Gemäss     Fig.    1 ist der Rohrheizkörper 1 im we  sentlichen     U-förmig    gebogen und an seinen Enden in  üblicher Weise mit     Einschraubnippeln    2 und An  schlussbolzen 3 versehen. Der im Heizkörper unter  gebrachte     Heizleiter    ist so ausgelegt, dass der Schen  kel la des Heizkörpers eine grössere Oberflächen  belastung als der Schenkel 1b aufweist.

   Dies kann in       einfachster    Weise dadurch erreicht werden, dass der  meist in Form einer Wendel verlegte Heizleiter im  Bereich des Schenkels la wenigstens streckenweise  einen grösseren Widerstand je m hat als im Bereich  des     Schenkels        1b:    Dies kann durch Wahl verschie  dener     Heizleiterquerschnitte    erreicht werden.

   Eine  andere Möglichkeit besteht darin, die     Heizleiterwen-          del    im Bereich des Schenkels     lb    stärker als im Be  reich des Schenkels la     auseinanderzuziehen,    oder den  Wendeldurchmesser zu     verändern.    Bei der Verwen  dung dieses Heizkörpers zur Wassererhitzung kann der       Heizkörpermantel    bei normalen Betriebsbedingungen  praktisch keine     höheren    Temperaturen annehmen, als  das umgebende Wasser.

   Sobald sich aber am Heiz  körper Kesselstein oder sonstige     wärmeisolierende          Stoffe,    wie etwa Schmutzteilchen, Fasern usw., ab  lagern, tritt eine Wärmestauung auf, wobei sich der  Schenkel la schneller als der Schenkel     lb    erhitzen  wird, da ja die     Oberflächenbelastung    des Schenkels  la höher als die des     Schenkels        lb    liegt.

   Der Schenkel  la wird daher in grösserem Masse einer Wärmedeh  nung als der Schenkel 1 b unterzogen, und der     gesamte     Heizkörper wird sich, falls seine Enden fest ein  gespannt sind, entsprechend der     strichlierten    Darstel  lung in     Fig.    1     verkrümmen.    Dadurch wird aber der  Kesselstein oder die sonstige wärmeisolierende Schicht  abgesprengt, womit die Wärmeabgabe wieder ihren  Normalwert erreicht. Das Mantelrohr wird sich nun  wieder bis fast auf die Wassertemperatur abkühlen  und dabei in seine Normallage zurückkehren.  



  Es ist nun auch     möglich,    diese oben beschriebene  Bewegung des     Rohrheizkörpers    zur Auslösung von       Abschaltvorgängen    zu verwenden. Zu diesem Zweck  ist beim     Rohrheizkörper    gemäss     Fig.    1 mittels einer  Schelle 4 eine Nase 5 befestigt, die beim Verkrüm-         men    des Heizkörpers über einen Hebel     5a    oder der  gleichen einen     Abschalter    für den Heizkörper be  tätigt.

       Damit    kann ein wirksamer     Trockengehschutz     für den Heizkörper erreicht werden, da sich ein für  die Flüssigkeitserhitzung bestimmter Heizkörper ge  mäss     Fig.    1 auch beim Trockengehen     verkrümmt    und  damit den     Abschalter    betätigt.

   Die Verkrümmung des       Heizkörpers    zufolge der verschiedenen     Oberflächen-          belastung    kann auch bei zur     Raumbeheizung    verwen  deten     Heizkörpern    zur Steuerung der     Heizkörper-          temperatur    herangezogen werden, wobei der Heiz  körper selbst wieder beim Verkrümmen einen     Schalter     oder dergleichen betätigt. Bei zur Flüssigkeitserhit  zung verwendeten Heizkörpern kann die Oberflächen  belastung auch an jenen Stellen herabgesetzt werden,  an denen kein Absprengen der     Kesselsteinschicht    auf  tritt. Diese Stellen können empirisch ermittelt werden.  



  Gemäss     Fig.    2 ist der     Rohrheizkörper    6 nur für  einseitigen Anschluss bestimmt und hat daher inner  halb der Isolationsfüllung 7 des Mantelrohres 8 so  wohl eine     Heizleiterwendel    9 als auch einen Rück  leiter 10 angeordnet. Die Heizwendel 9 ist exzentrisch  gelagert, so dass sich bei Wärmestauungen der in der  Nähe der Heizwendel 9 liegende Teil des Mantel  rohres 8 stärker als der übrige Teil erhitzen und da  mit dehnen wird und sich der Heizkörper in die       strichliert    eingezeichnete Lage krümmt. Dieser     Krüm-          mungsvorgang    kann wieder für das Absprengen von  Kesselstein bzw. für die Betätigung von Schaltorganen  herangezogen werden.

   Falls mehrere Heizleiter im  Mantelrohr untergebracht sind, so können sie zur Er  zielung des gleichen     Effektes    asymmetrisch verlegt  werden.  



  Der Heizkörper 11 gemäss     Fig.    3 besitzt starke       Krümmungsstellen    12. Um die Temperaturdifferenz  zwischen der     Heizwendel    13 und dem Mantelrohr 14  im Bereich des ganzen Heizkörpers etwa konstant zu  halten, sind die Abstände zwischen aufeinanderfolgen  den Wendelwindungen im Bereich der Krümmungen  12 grösser als im übrigen     Heizkörperbereich    gehalten,  so dass die Oberflächenbelastung des Heizkörpers im  Bereich der Krümmungen 12 niedriger als im übri  gen     Heizkörperbereich    ist.  



  Es ist klar, dass die geschilderten und in der Zeich  nung dargestellten Ausführungsformen nur beispiels  weise gegeben sind und dass naturgemäss noch eine       Vielzahl    anderer Biegeformen und Ausführungen  möglich sind, die alle unter den Schutzbereich fallen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrischer Rohrheizkörper, dadurch gekenn zeichnet, dass der beheizte Teil des Rohrheizkörpers (1, 6, 11) in Zonen (l a, l b, 11, 12) verschieden ho her Oberflächenbelastung unterteilt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober flächenbelastung des Heizkörpers im Bereich von stärkeren Krümmungen (12) niedriger als im übrigen Bereich gehalten ist. 2.

   Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, insbesondere zur Flüssigkeitserhitzung, da durch gekennzeichnet, dass im Mantelrohr ein Heiz- leiter (9) wenigstens stellenweise exzentrisch angeord net ist, das Ganze derart, d@ass sich der Heizkörper bei Wärmestauungen krümmt. 3. Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, insbesondere zur Flüssigkeitserhitzung, da durch gekennzeichnet, dass im Mantelrohr mehrere Heizleiter asymmetrisch angeordnet sind, das Ganze derart, dass sich der Heizkörper bei Wärmestauungen krümmt. 4.

   Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, insbesondere zur Flüssigkeitserhitzung, da durch gekennzeichnet, dass der Rohrheizkörper ge bogen und seine beiden Anschlussenden (2, 3) nahe beieinander starr befestigt sind, wobei die einander gegenüberliegenden Heizkörperteile (la, 1b) wenig stens streckenweise verschieden hohe Oberflächen belastungen aufweisen, das Ganze derart, dass sich der Heizkörper bei überschreiten einer bestimmten Tem peratur krümmt. 5.

   Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (13) des Rohrheizkörpers (11) in dem eine geringere Oberflächenbelastung besitzenden Bereich (12) einen kleineren Widerstand je Meter als im übrigen Bereich aufweist. 6.

   Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter in dem für eine geringere Oberflächenbelastung be sitzenden Bereich einen grösseren Querschnitt als im übrigen Bereich aufweist. 7. Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter in dem eine geringere Oberflächenbelastung besitzen den Bereich steilgängiger gewendelt ist als im übri gen Bereich. B.

   Elektrischer Rohrheizkörper nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass der Heizleiter gewendelt ist und der Wendeldurchmesser in dem eine geringere Oberflächenbelastung besitzenden Bereich kleiner als im übrigen Bereich gehalten ist.