Elektrische Heizeinrichtung, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung der elektrischen Heizeinrichtung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektri sche Heizeinrichtung, bestehend aus einem flexiblen, flächi gen, porösen elektrischen Widerstandskörper, wenigstens einem Paar darauf im Abstand voneinander angeordneter, mit dem elektrischen Widerstandskörperelektrisch leitend verbundener, an eine Stromquelle anschliessbarer Elektro den und mehreren, mit Kunstharz getränkten Schichten, die den elektrischen Widerstandskörper und die Elektroden ein- schliessen und abdichten, wobei alle diese Teile der Heizein- richtung einen einteiligen Körper bilden.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Heizeinrichtung und auf eine Verwendung der letzteren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektri sche Heizeinrichtung zu schaffen, die mit baulich einfachen Mitteln herstellbar ist und eine vielseitige Verwendung er möglicht, ohne dass Temperatursteuereinrichtungen, wie Thermostate, vorgesehen werden müssen.
Diese Aufgabe wird in einer elektrischen Heizeinrich- tung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der elektrische Heizkörper ein Faservlies ist, welches Kohlefasern in Wirrlage enthält.
Das Verfahren zur Herstellung einer solchen elektri schen Heizeinrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass ein aus einem Faservlies mit Kohlefasern in Wirrlage bestehen der elektrischer Widerstandskörper und zwei Elektroden, von denen je eine an je einem Ende des elektrischen Wider standskörpers in Berührung mit diesem angeordnet ist, zwi schen wenigstens zwei Schichten aus je mehreren, mit syn thetischem Harz getränkten Flächengebilden aus elektrisch nichtleitenden Fasern eingelegt und unter Hitze zu einem einteiligen Körper verpresst werden.
Ein weiterer Gegenstand des Patentes ist die Verwen dung der Heizeinrichtung als Bodenheizeinrichtung, die unter der Begehfläche angeordnet ist.
Die erfindungsgemässe elektrische Heizeinrichtung weist den Vorteil auf, dass sie in der Lage ist, eine über die ge samte Fläche im wesentlichen gleichmässige Hitze zu erzeu gen und die vorgegebene Temperatur selbsttätig einzuhal ten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Heizein- richtung zum Beheizen oder Warmhalten von ebenen und gekrümmten Flächen an Körpern aus verschiedenem Kon struktionsmaterial eignet.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgen den Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen an Ausführungsbeispielen erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt einer elektrischen Heizeinrich- tung gemäss der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Heizeinrichtung, Fig. 3 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine andere Ausführungsform, Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zwischen der Oberfläche und dem von der flächenförmigen Heizeinrichtung erzeugten Wärmebetrag darstellt.
Fig. 5 und 7 sind Beispiele einer länglichen Art einer Heizeinrichtung, in welcher: Fig. 5 eine Draufsicht mit aufgebrochenen Teilen, Fig. 6 ein entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 geführter Schnitt, und Fig. 7 eine Erläuterungsdraufsicht auf eine abgeänderte Ausführungsform der Fig. 5 ist, Fig. 8 ist eine Darstellung zum Erläutern des Herstel lungsvorganges der flächigen Heizeinrichtung.
Fig. 9 ist eine Darstellung zum Erläutern des Herstel lungsvorganges eines geänderten Beispiels einer Heizeinrich- tung nach der vorliegenden Erfindung, Fig. 10 ist eine erläuternde Seitenansicht, in der teilweise im Schnitt ein Verwendungsbeispiel einer flexiblen, flächigen Heizeinrichtung entsprechend der Erfindung gezeigt wird, in welcher sie zum Zwecke des Warmhaltens eines Tanks ver wendet wird, Fig. 11 ist ein erläuternder Querschnitt der Fig. 10, Fig.
12 ist ein erläuternder Schnitt, der ein Verwendungs beispiel einer flächigen Heizeinrichtung nach der vorliegen den Erfindung zeigt, wobei sie zum Schneeschmelzen oder Bodenbeheizen in eine Strassenkonstruktion oder in eine Be- ton-Bodenkonstruktion eingebettet ist, Fig. 13 ist ein Schnitt, der ein Beispiel der Verwendung der flächigen Heizeinrichtung zeigt, wobei sie unter einem Fussbodenbelag zum Beheizen eines Raumes angeordnet ist, Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Temperaturcharakteri- stik des Bodenbelages des Beispiels der Fig. 13 zeigt, Fig.
15 ist ein erläuternder Schnitt, der ein anderes An wendungsbeispiel der flächigen Heizeinrichtung der vorlie genden Erfindung zeigt, wo sie als Dachteil zum Schmelzen von Schnee auf dem Dach verwendet wird und Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Oberflächentempera- turcharakteristik des Daches zeigt, wobei das in Fig. 15 ge zeigte Dachteil verwendet wird.
In Fig. 1 bis 3 stellt das Bezugszeichen 1 einen porösen elektrischen Widerstandskörper dar, der ein Faservlies ist und der aus Papier oder Filz gemacht ist, der darin eine An zahl von in beliebiger Richtung ausgerichteten Kohlenfasern enthält. Das Bezugszeichen 2 stellt eine Schicht dar, die aus einer Mehrzahl von Papier- oder Stoffblättern hergestellt ist, die mit einem synthetischen Harz getränkt sind, die einem Heisspressen unterzogen worden sind, um einen einteiligen Körper mit dem Widerstandskörper zu bilden. Die Bezugs zeichen 3 stellen ein Paar Elektroden dar, die aus Metallfo lien oder dergleichen bestehen und die an den entgegenge setzten Enden des elektrischen Widerstandskörpers in Be rührung mit diesem angeordnet sind.
Der elektrische Wider standskörper 1, die Schicht 2 und die Elektroden 3 sind durch Unterziehen dieser Teile einem Hitzepressen zu einem einteiligen Körper ausgebildet.
Genauer kann die flächige Heizeinrichtung der vorlie genden Erfindung entsprechend dem in Fig. 8 dargestellten Vorgang hergestellt werden. Zwei Elektroden 3, die aus Me tallfolien hergestellt werden, werden mit bekannter Technik an den entgegengesetzten Enden des elektrischen Wider standskörpers 1 provisorisch befestigt, der eine Anzahl von Kohlefasern enthält. Papierblätter 2n in gewünschter An zahl, die mit synthetischem Harz getränkt sind, werden dann auf beiden Seiten des elektrischen Widerstandskörpers 1 an geordnet, der zwei in Abstand angeordnete Elektroden 3 trägt (in dem Beispiel der Fig. 8 sind drei Blätter von Harz imprägniertem Papier auf jeder Seite des Körpers 1 an geordnet). Diese Teile werden dann einem Heiss-Pressen un terzogen, um sie zu einem einteiligen Körper zu machen.
Der vorstehend erwähnte, Kohlenfasern enthaltende elektrische Widerstandskörper ist entweder ein papierarti ger oder filzartiger Körper, der aus einer Mischung einer Anzahl von Kohlenfasern hergestellt ist, die aus Petroleum pech beispielsweise, aus Kohlenstoffpech und einer Anzahl nicht schmelzbarer Fasern hergestellt sind. Es sollte verstan den werden, dass die Kohlenfasern, die in dem elektrischen Widerstandskörper 1 verwendet werden, nicht auf die vor stehend erwähnten aus Petroleumpech hergestellten Fasern beschränkt sind, sondern dass sie aus anderen nicht schmelz baren Kunststoffasern hergestellt werden können, die elektri sche Widerstandseigenschaften haben, wie Zellulosefasern, Polyacrylonitrilfasern und Polyvinylalkoholfasern.
Es sollte auch beachtet werden, dass die Ausdrücke papierartig und filzartig nicht in ihrer besonderen, eingeschränkten Bedeutung, sondern um eine poröse Matritze oder Form zu bedeuten, verwendet werden, in welcher die nicht schmel zenden elektrischen Widerstandsfasern, wie beispielsweise Kohlenfasern, in beliebiger Richtung derart angeordnet sind, dass diese Fasern sich wenigstens teilweise untereinander berühren. Die nichtschmelzenden Fasern, die mit diesen elek trischen Widerstandskohlenfasern gemischt sind, müssen nur dann nicht schmelzbar sein, wenn der elektrische Wider standskörper 1 durch Verbinden der Elektroden mit einer Stromquelle leitend gemacht wird.
Diese nicht schmelzbaren Fasern können beispielsweise Glasfasern, Gesteinsfasern wie beispielsweise Asbestfasern, Naturfasern wie beispielsweise Holzstoff und Kunststoffasern enthalten, um als Verstär kungselement des Körpers verwendet zu werden. Wenn er forderlich, kann ein Füllstoff oder ein Bindemittel wie Titani- umdioxyd, Zinkweiss oder duroplastische Kunstharze zuge fügt werden.
Als nächstes werden die physikalischen Eigenschaften der Kohlenfasern und des Körpers im nachstehenden ge zeigt werden, der im Grunde genommen ein gemischter Aufbau aus Kohlenfasern und nicht schmelzbaren Fasern ist.
Physikalische Eigenschaften der Kohlenfasern Durchmesser: 7 bis 12 Länge: 0,5 bis 20,0 mm Zugfestigkeit: 12 t/cm2 Dehnfähigkeit: 1,5 Elastizitätsmodul: 800 t/cm2 Spefizischer elektrischer Widerstand: (5-8) x 10-3 cm Ausdehnungskoeffizient: 1,7 x 10-6/ C Hitzebeständigkeit: (in N2 Atmosphäre) :2000 C Reinheit (Kohlenstoffgehalt): 99,8 /o Physikalische Eigenschaften des Kohlenfasern gemischkörpers Zuzumischende Fasern: Holzstoff Mischungsverhältnis der Kohlefasern und des Stoffes: 40 : 60 Bindemittel (synthetischer Harz): in beliebiger Dicke des gemischten Papierkörpers: 0,22 mm Gewicht desselben: 220 bis 250 g/m2 Elektrischer Widerstand (ein Körper mit 20 cm' mit zwei an gegenüberliegenden Enden angeordneten Elektroden): 12 Temperatur bei Benutzung: 110 C oder weniger.
Die im vorstehenden erwähnten, mit synthetischem Harz getränkten Blätter, die die Schicht 2 bilden, können alle aus einem Material hergestellt werden, welches entweder ein Papier, das aus organischen Fasern gebildet ist wie (transpa rentes) Überlegpapier, (mit Mustern bedrucktes) Musterpa pier, Schutzpapier oder Kernmuster, oder ein Papier oder ein Tuch ist, der mit anorganischen Fasern oder faserähnli chen Komponenten gebildet wird, wie Glasfaserstoff oder Asbestpapier, oder das Material kann ein Papier oder ein Tuch sein, der als Gemisch aus den organischen oder anor ganischen, im Vorstehenden erwähnten Komponenten gebil det ist.
Der synthetische Harz, der zum Imprägnieren dieser Papier- oder Tuchblätter verwendet wird, kann Diallylphtha- latharz, Benzoguanaminharz, Epoxidharz, ungesättigter Poly esterharz, Melaminharz oder Phenolharz sein. Vom Ge sichtspunkt der guten Wärmeleitfähigkeit wird die Verwen dung von Diallylphthalat vorgezogen.
Wie im Vorstehenden dargelegt wurde, benutzt die flä chige Heizeinrichtung einen papier- oder filzartigen, porö sen elektrischen Widerstandskörper mit darin enthaltenden Kohlenfasern und dieser Körper, der zwei in Abstand an geordnete Elektroden trägt, ist durch Einbetten in eine Schicht abgedichtet, die durch Heisspressen der mit syntheti schem Harz imprägnierten Papier- oder Tuchblätter zusam men mit dem Körper gebildet wird. Auf diese Weise ist die Anordnung geeignet, als stabilisierte, flächige Heizeinrich- tung zu funktionieren, wie im Nachstehenden einzeln be schrieben wird.
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1. <SEP> Durch <SEP> gewünschtes <SEP> Auswählen <SEP> des <SEP> Anteils <SEP> von <SEP> Koh lenfasern <SEP> auf <SEP> die <SEP> Flächeneinheit <SEP> und <SEP> durch <SEP> gewünsch tes <SEP> Auswählen <SEP> des <SEP> Mischungsverhältnisses <SEP> der <SEP> Kohlen fasern <SEP> und <SEP> anderen <SEP> Fasern <SEP> kann <SEP> der <SEP> elektrische
<tb> Widerstandskörper <SEP> einen <SEP> gewünschten <SEP> Widerstands wert <SEP> erhalten.
<tb> 2.
<SEP> Der <SEP> elektrische <SEP> Widerstandskörper <SEP> ist <SEP> ein <SEP> poröser <SEP> Kör per, <SEP> in <SEP> welchem <SEP> die <SEP> Kohlenfasern <SEP> in <SEP> unregelmässigen
<tb> Richtungen <SEP> angeordnet <SEP> sind <SEP> und <SEP> in <SEP> welchem <SEP> die <SEP> Kohlenfa-
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Bern <SEP> wenigstens <SEP> teilweise <SEP> miteinander <SEP> in <SEP> Berührung <SEP> sind.
<tb> Der <SEP> poröse <SEP> Körper <SEP> ist <SEP> zwischen <SEP> mit <SEP> synthetischem <SEP> Harz
<tb> getränkten <SEP> Papier- <SEP> oder <SEP> Tuchblättern <SEP> angeordnet <SEP> und <SEP> die
<tb> daraus <SEP> erhaltenen <SEP> Teile <SEP> sind <SEP> miteinander <SEP> heiss <SEP> verpresst.
<tb> Als <SEP> Folge <SEP> davon <SEP> kann <SEP> das <SEP> Harz <SEP> in <SEP> die <SEP> Poren <SEP> fliessen, <SEP> das
<tb> sich <SEP> dort <SEP> absetzt,
<SEP> um <SEP> Brücken <SEP> zwischen <SEP> den <SEP> Fasern <SEP> zu <SEP> bil den. <SEP> Auf <SEP> diese <SEP> Weise <SEP> sind <SEP> die <SEP> gegenseitigen <SEP> Berührungs verhältnisse <SEP> der <SEP> Kohlenfasern <SEP> fixiert. <SEP> Auf <SEP> diese <SEP> Weise
<tb> kann <SEP> der <SEP> so <SEP> entstehende <SEP> elektrische <SEP> Widerstandskörper
<tb> einem <SEP> extrem <SEP> stabilisierten <SEP> Widerstandswert <SEP> aufweisen.
<tb> 3.
<SEP> Da <SEP> die <SEP> Kohlenfasern <SEP> relativ <SEP> zueinander <SEP> fixiert <SEP> sind, <SEP> wie
<tb> oben <SEP> beschrieben <SEP> wurde, <SEP> soll <SEP> verstanden <SEP> werden, <SEP> dass,
<tb> wenn <SEP> die <SEP> Temperatur <SEP> des <SEP> elektrischen <SEP> Widerstandskör pers <SEP> als <SEP> Folge <SEP> von <SEP> seinem <SEP> Anschluss <SEP> an <SEP> eine <SEP> Stromquelle
<tb> steigt, <SEP> das <SEP> synthetische <SEP> Harz, <SEP> das <SEP> bis <SEP> dahin <SEP> die <SEP> entspre chenden <SEP> Kohlenfasern <SEP> fixiert <SEP> hatte, <SEP> sich <SEP> leicht <SEP> ausdehnen
<tb> wird <SEP> und <SEP> seine <SEP> Haltekraft <SEP> für <SEP> die <SEP> Verbindung <SEP> der <SEP> entspre chenden <SEP> Kohlenfasern <SEP> örtlich <SEP> leicht <SEP> vermindern <SEP> wird.
<SEP> Als
<tb> Folge <SEP> davon, <SEP> wenn <SEP> die <SEP> Temperatur <SEP> eine <SEP> bestimmte <SEP> Höhe
<tb> erreicht, <SEP> wird <SEP> ein <SEP> abrupter <SEP> Anstieg <SEP> des <SEP> Widerstandswer tes <SEP> auftreten, <SEP> um <SEP> die <SEP> elektrische <SEP> Leitfähigkeit <SEP> zu <SEP> behin dern. <SEP> Diese <SEP> behinderte <SEP> Leitfähigkeit <SEP> wird <SEP> dazu <SEP> dienen,
<tb> das <SEP> synthetische <SEP> Harz <SEP> zu <SEP> veranlassen, <SEP> die <SEP> Haltekraft <SEP> be züglich <SEP> der <SEP> fixierten <SEP> Kohlenfasern <SEP> wieder <SEP> herzustellen, <SEP> so
<tb> dass <SEP> der <SEP> Widerstandswert <SEP> auf <SEP> seine <SEP> vorbestimmte <SEP> Höhe
<tb> zurückgelangt.
<SEP> Auf <SEP> diese <SEP> Weise <SEP> wird <SEP> der <SEP> Körper <SEP> selbsttä tig <SEP> eine <SEP> im <SEP> wesentlichen <SEP> konstante <SEP> Temperatur <SEP> einhalten.
<tb> Auf <SEP> diese <SEP> Weise <SEP> ist <SEP> die <SEP> flächige <SEP> Heizeinrichtung <SEP> fähig,
<tb> selbsttätig <SEP> eine <SEP> konstante <SEP> Temperatur <SEP> einzuhalten, <SEP> ohne
<tb> einen <SEP> Thermostat <SEP> oder <SEP> irgendeine <SEP> andere <SEP> Temperatur steuereinrichtung <SEP> zu <SEP> erfordern.
<tb> 4. <SEP> Da <SEP> das <SEP> elektrische <SEP> Widerstandsmaterial <SEP> aus <SEP> Kohlenfasern
<tb> besteht, <SEP> ist <SEP> es <SEP> chemisch <SEP> sehr <SEP> stark <SEP> beständig.
<SEP> Darüberhin aus <SEP> ist <SEP> der <SEP> Körper <SEP> innerhalb <SEP> einer <SEP> Schicht <SEP> aus <SEP> mit <SEP> synthe tischem <SEP> Harz <SEP> getränkten <SEP> Papier- <SEP> und <SEP> Tuchblättern <SEP> durch
<tb> Hitzepressen <SEP> der <SEP> Schicht <SEP> und <SEP> des <SEP> Körpers <SEP> luftdicht <SEP> abge schlossen, <SEP> um <SEP> die <SEP> Umgebungsluft <SEP> davon <SEP> auszuschliessen.
<tb> Als <SEP> Ergebnis <SEP> davon <SEP> besitzt <SEP> die <SEP> gesamte <SEP> Heizeinrichtung
<tb> eine <SEP> verlängerte <SEP> Benutzungsdauer <SEP> und <SEP> sie <SEP> kann <SEP> nahezu
<tb> unbegrenzt <SEP> benutzt <SEP> werden. Ein Versuch wurde unter Verwendung der im vorstehen den geschilderten flächigen Heizeinrichtung durchgeführt.
Es wurde von dem Ergebnis her festgestellt, dass die er zeugte Wärmemenge (in Kalorien) in einem proportionalen Verhältnis mit der Fläche steht, mit welcher die Wärme er zeugt wird, wie in Fig. 4 gezeigt wird. Dies zeigt die Tatsa che, dass die flächige Heizeinrichtung einen äusserst stark stabilisierten elektrischen Widerstandswert besitzt und dass dieses für die gesamte Fläche der Einrichtung gilt.
Ein weiterer Versuch wurde durchgeführt, in dem die von der Heizeinrichtung erzeugte Wärme auf eine Tempera tur von 100 C festgelegt wurde, während die Einrichtung ständig während 6000 Stunden mit Strom versorgt wurde. Es wurde gefunden, dass die Oberflächentemperaturvertei lung auf 100 C 3 C gehalten wurde, ohne Verwendung von irgendwelchen Temperatursteuereinrichtungen, und dass keine bemerkbare Änderung in der Temperatur im Laufe der Zeit festgestellt wurde.
Das in Fig. 3 gezeigte Heizungseinrichtungsbeispiel ist grundsätzlich im Prinzip identisch mit den in Fig. 1 und 2 ge zeigten. Der einzige Unterschied liegt darin, dass der Zwi schenteil des elektrischen Widerstandskörpers 1 zu einer im wesentlichen G-Form ausgeschnitten ist und dass die Elek troden dichter zueinander angeordnet sind.
Wie oben ausgeführt wurde, ist die flächige Heizeinrich- tung derart, dass der Strom zwischen zwei Elektroden zuge führt wird, die auf dem gegenüberliegenden Ende des elektri schen Widerstandskörpers angeordnet sind, um Wärme auf der gesamten Fläche der Einrichtung zu erzeugen. Da der Widerstandswert des Körpers konstant ist, wird die Tempe ratur der erzeugten Wärme durch den Abstand zwischen den zwei Elektroden und durch die aufgebrachte Spannung bestimmt. Entsprechend wird die Temperatur der erzeugten Wärme mit einem Ansteigen des Abstandes zwischen den Elektroden abnehmen, wenn der elektrische Widerstands körper eine grössere Länge besitzt. In diesem Fall wird keine gewünschte Temperatur erhalten, wenn nicht eine hohe Spannung angelegt wird.
In dem Fall, dass die Elektroden sich auf gegenüberlie genden Seiten in Längsrichtung des elektrischen Wider standskörpers erstreckend angeordnet sind, wird die Strom quellenspannung in dem Teil des Körpers aufgebracht, der bei den Anschlussklemmen liegt. Dagegen wird die aufge brachte Spannung in diesen Teilen des Körpers abnehmen, die weiter von den Anschlussklemmen entfernt liegen. Wenn die Länge des Körpers eine bestimmte Grenze überschrei tet, wird es unmöglich, über die gesamte Fläche des Körpers gleichmässig eine Hitze zu erzeugen.
Fig. 5 bis 7 zeigen Beispiele von flächigen Heizeinrich- tungen, die so ausgebildet sind, dass Wärme bei einer ge wünschten Temperatur im wesentlichen über alle Teile der Einrichtung erzeugt wird, unabhängig von ihrer Länge.
In Fig. 5 und 6 stellt das Bezugszeichen 1 einen elektri schen Widerstandskörper dar. Das Bezugszeichen 2 stellt eine Schicht dar, die durch Hitzepressen von Papier- oder Tuchblättern gebildet wird, die mit synthetischem Harz ge tränkt sind. Die Bezugszeichen 4 und 5 stellen Leitungs drähte dar, die angeordnet sind, um sich entlang der gegen überliegenden Seiten in Längsrichtung des Körpers 1 zu er strecken, jedoch in Lagen, die leicht von den Rändern des Körpers entfernt sind. Die Bezugszeichen 41, 42 ... stellen eine Gruppe von Elektroden dar, die sich quer zu der Länge des Körpers, ausgehend von dem Leitungsdraht 4 der Lei tungsdrähte 4 und 5, erstrecken und die in Abstand zueinan der in vorbestimmten Abständen entlang der Oberfläche des Körpers mit diesem in Kontakt angeordnet sind.
Die Be zugszeichen 51, 52 ... stellen eine andere Gruppe von Elek- :roden dar, die sich in ähnlicher Weise wie die Leitungs drähte 41, 42... von dem anderen Leitungsdraht 5 erstrek- cen. Diese Leitungsdrähte und die Elektroden sind zusam men mit dem Körper in der Schicht 2 eingebettet. Diese Lei tungsdrähte und die Elektroden sind aus dünnen Metallfolien wie Kupferfolien hergestellt, die eine Dicke von 0,1 mm und eine Breite von 5 bis 10 mm besitzen.
Die vorstehend beschriebenen Elektroden sind in der Weise angeordnet, dass diese, die sich von einem (4) der bei den Leitungsdrähte erstrecken, in Abstand abwechselnd ne beneinander mit denen liegen, die sich von dem anderen (5) der Leitungsdrähte erstrecken, wobei vorbestimmte Ab stände zwischen den nebeneinanderliegenden Elektroden be lassen sind.
Die Stromanschlüsse 6 und 7 der flächigen, die vorausge gangene Anordnung aufweisenden Heizeinrichtung sind an eine Stromquelle angeschlossen. Dadurch ist eine Stromquel- lenspannung zwischen jedem Paar der benachbarten Elek troden 41 und 51, 52 und 42, 42 und 52 usw. angelegt. Es ist deshalb möglich, indem es so eingerichtet wird, dass die Ab stände zwischen den benachbarten Elektroden konstant sind, in den entsprechenden Bereichen 1, 1I, III usw. der Platte eine Hitze mit im wesentlichen konstanter Tempera tur zu erzeugen, die zwischen den benachbarten Elektroden angeordnet sind.
Fig. 5 und 6 zeigen ein Beispiel der flächigen Heizeinrich- tung, in welcher der Strom, der durch alle die Elektroden fliesst, von den Leitungsdrähten 4 und 5 erzeugt wird, die so angeordnet sind, dass sie sich entlang der gegenüberliegen- den Seiten des Körpers erstrecken. Auf diese Weise wird der durch die Leitungsdrähte fliessende Betrag des Stromes in diesen Teilen der Leitungsdrähte ansteigen, die dichter an den Stromanschlüssen liegen. Aus diesem Grund wird es notwendig werden, Leitungen mit ansteigender Dicke zu verwenden, die sich abhängig von ihrer Leitfähigkeit des
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steigen der Zahl der verwendeten Elektroden vorliegt.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung, in welcher eine Vielzahl von Leitungsdrähten benutzt wird, um das Problem zu lösen, das auftritt, wenn ein Ansteigen des durch die im vorstehen den beschriebenen Leitungsdrähte fliessenden Stromes auf tritt. Genauer gesagt, sind eine Vielzahl von Leitungsdrähten 4' und 4" entlang einer Seite des Körpers und ausserdem eine Vielzahl von Leitungsdrähten 5' und 5" entlang der an deren Seite des Körpers vorgesehen. Von einem Paar der Leitungsdrähte 4' und 5' erstreckt sich eine Gruppe von Elek troden 41', 42'. .. und 51', 52<B>...</B> Die erste Gruppe der Elek troden ist auf eine derartige Zahl beschränkt, dass die elek trische Kapazität der Leitungsdrähte 4' und 5' nicht über schritten wird.
Für die Teile des Körpers ausserhalb der vor stehend genannten Gruppe der Elektroden ist eine weitere oder zweite Gruppe von Elektroden 4 n" -1, 4n"... und 5 n" -1, 5 n",... vorgesehen, die sich von dem anderen Paar Lei tungsdrähte 4" und 5" erstreckt. Auf diese Weise ist der Stromfluss durch die erste Gruppe von Leitungsdrähten 4' und 5' und durch die zweite Gruppe von Leitungsdrähten 4" und 5" aufgeteilt.
Nunmehr wird die Beschreibung auf Verwendungsbei spiele der flächigen Heizeinrichtung der Erfindung gerichtet. Fig. 9 zeigt ein Beispiel, in dem eine flächige Heizeinrich- tung einteilig mit einer beliebigen Bohle ausgebildet ist. Auf die Oberseite einer gewählten Bohle 6 sind eine Mehrzahl von mit synthetischem Harz imprägnierten Papierblättern 2n, ein Körper 1, aus einer Mischung von Kohlefasern und anderen Fasern und eine Mehrzahl von mit synthetischem Harz getränkten Papierblättern 2n zu diesem Zweck zusam mengelegt. Diese Komponenten der Heizeinrichtung wer den dann einem Heisspressen unterzogen, um eine verbun dene einteilige Konstruktion zu schaffen.
Die Bohle 6 kann entweder ein Furnierbrett, ein Hartholzbrett, eine Schiefer platte, eine Metallplatte, eine wärmeisolierende Platte aus Material wie geschäumtem Polyurethan oder irgendeine an dere geeignete Platte oder Bohle sein. Indem ein einteiliger Körper aus der Bohle 6 und der flächigen Heizeinrichtung in dieser Weise gebildet wird, kann die dadurch erhaltene Anordnung selbst als Brett verwendet werden, das die Fä higkeit hat, als flächige Heizeinrichtung zu wirken. Indem die Oberfläche des mit synthetischem Harz getränkten Pa pierblattes mit bedruckten Mustern versehen wird, kann die erhaltene flächige Heizeinrichtung als eine schöne dekora tive Bohle zum Gebrauch in einer Konstruktion oder für an dere Zwecke verwendet werden.
Fig. 10 und 11 zeigen ein anderes Verwendungsbeispiel der flächigen Heizeinrichtung der Erfindung, in welchem diese zum Warmhalten eines Tanks verwendet wird. Eine Vielzahl von flächigen Heizeinrichtungen A (die in Fig. 8 ge zeigte Art), ist in geeigneten Abständen auf der Oberfläche des Tanks 8 angebracht. Diese Heizungseinrichtungen A sind mit einer (nicht dargestellten) Stromquelle über Lei tungsdrähte verbunden, die allgemein mit 9 bezeichnet sind. Die ganze Oberfläche des Tankes 8 einschliesslich der daran befestigten flächigen Heizeinrichtungen A ist weiter mit einem wärmebewahrenden Teil 10 umgeben, das aus einem Material wie geschäumten Polyurethan dargestellt ist. In die sem Beispiel ist die verwendete, flächige Heizeinrichtung A die gleiche wie bei dem in Fig. 8 gezeigten, die flexibel ist.
Deshalb passt sich die Heizeinrichtung A gut der gekrümm- ten Oberfläche des Tankes 8 an, so dass die in dem Tank enthaltene Flüssigkeit beheizt werden kann, oder dass die Temperatur dieser Flüssigkeit aufrecht erhalten werden kann. In ähnlicher Weise kann die Flüssigkeit oder das Gas, die in einem Rohr oder in einer Leitung enthalten sind, be heizt werden oder auf seiner Temperatur gehalten werden.
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Heizungseinrichtung der Erfindung, wobei sie in die Schicht aus Beton eingebettet ist, um eine Bodenheizung oder das Schmelzen von chnee auf der Strasse zu bewirken. In der Zeichnung stellt das Bezugszeichen 11 eine Grundschicht aus Beton und das Bezugszeichen 12 eine Oberflächen schicht aus Beton dar.
Die flächige Heizeinrichtung A ist an verschiedenen Stellen mit Durchbrechungen 13 versehen, so dass die Grundschicht 11 aus Beton einteilig mit der Ober flächenschicht 12 aus Beton verbunden ist. Von dem Ge sichtspunkt aus, dass die Grundschicht aus Beton eine wär meisolierende Eigenschaft haben sollte, wird es vorgezogen, einen wärmeisolierenden Beton zu verwenden, der eine Mi schung aus Zement und Perlit ist, die in einem Mischungs verhältnis von 1 : 4 vorbereitet ist. Dieser Perlit wird herge stellt, indem Perlit oder schwarze Glaslava veranlasst wird, durch die Anwendung von Wärme sich schnell auszudehnen. Der sich daraus ergebende Perlit ist ein Puder oder ein Gra nulat von weisser bis grauweisser Farbe, das eine Anzahl von kleinen unabhängigen Zellen darin verteilt aufweist.
Die chemische Zusammensetzung der Perlits ist etwa wie folgt:
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Si02 <SEP> 75,5
<tb> A1203 <SEP> 15,3
<tb> Fe203 <SEP> 0,9
<tb> Ca0 <SEP> 0,12
<tb> K20 <SEP> 4,0
<tb> Na20 <SEP> 3,5 In dem vorstehend geschilderten Anwendungsbeispiel der Heizeinrichtung der Erfindung wird die Anwendung einer Oberflächenschicht aus Beton bevorzugt, die von der schnell trockenden Art ist. Es ist unnötig zu sagen, dass Kunststoffkugeln oder andere Steine auf der Oberfläche der Oberflächenschicht aus Beton vorgesehen werden können.
In diesem Fall ist die flächige Heizeinrichtung A, die die gleiche wie die in Fig. 8 gezeigte ist; mit darin angebrachten Durchbrechungen 13 an verschiedenen Stellen versehen, um die Grundschicht aus Beton einteilig mit der Oberflächen schicht aus Beton zu verbinden. Sogar für den Fall, dass sich die flächige Heizeinrichtung selbst in einem gewissen Mass als Ergebnis ihres Anschlusses an eine Stromquelle aus dehnt, entstehen deshalb nicht solche Nachteile, dass die obere und die untere Schicht aus Beton voneinander gelöst werden. Dagegen wird Wärme bei einer konstanten Tempe ratur und für eine so lange als gewünschte Zeit erzeugt, so dass die Bodenbeheizung oder das Schneeschmelzen auf der Strasse ohne irgendwelche Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der flächi gen Heizeinrichtung der Erfindung, in welchem Fall die Heiz- einrichtung unter einem Bodenbelag oder Teppich auf einem Boden verlegt ist, um eine Raumheizung zu bewirken. In der Zeichnung stellt das Bezugszeichen 14 die aus Sperr holz hergestellte Oberfläche des Bodens dar. Das Bezugszei chen 15 stellt ein wärmeisolierendes, aus geschäumten Poly- urethan hergestelltes Material dar. Das Bezugszeichen 16 stellt einen Teppich dar.
Mit diesem Verwendungsfall wurde ein Versuch durchgeführt, in dem eine flächige Heizeinrich- tung verwendet wurde, die geeignet war, Wärme in einem Betrag von 300 W/m' bei einer Stromquellenspannung von 100 Volt Wechselstrom zu erzeugen. Die Oberflächentempe- ratur des Teppichs zeigte die in Fig. 14 dargestellte Cha rakteristik. Die Umgebungstemperatur während des Versu ches war 5 C. Wie aus diesem Ergebnis festgestellt wird, ist die flächenförmige Heizeinrichtung der vorliegenden Erfin dung geeignet, eine Heizung einer Oberfläche bei einer Temperatur in der Grössenordnung von 44 C, die ange nehm für Menschen ist, durchzuführen.
Fig. 15 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der flächi gen Heizeinrichtung der Erfindung, in welchem sie als Dach heizer, um Schnee an der Oberfläche des Daches zu schmel zen, verwendet wird. Ein entsprechender Versuch wurde in der folgenden Weise durchgeführt. Ein Dachwerk wurde durch Aufkleben einer flächigen Heizeinrichtung A in der Grösse von 500 mm x 1000 mm auf den mittleren Teil von der Rückseite auf eine Eisendachplatte 17 aufgeklebt.
(In der Praxis wird das Dachwerk in einer mit dem in Fig. 9 gezeig ten Verfahren ähnlichen Weise hergestellt, oder noch ge nauer, die Eisenplatte 17 wird mittels Hitze mit der flächi gen Heizeinrichtung gleichzeitig verbunden, wenn die letz tere durch Hitze-Pressen gebildet wird.) Das Dach wurde in bekannter Technik durch Verwenden der Teile 18 der Eisen platte 17 gebildet, die ausserhalb der Ränder, der flächigen, auf die Eisenplatte aufgeklebten Heizeinrichtung liegen. Die Heizeinrichtung A wurde mit 200 V Wechselspannung be aufschlagt, um eine Wärmeerzeugung in der Grösse von 250te zu erzeugen. Auf diese Weise wurde eine Temperatur charakteristik erhalten, wie sie in Fig. 16 gezeigt ist.
Fig. 16 zeigt den Moment, in welchem die flächige Heiz- einrichtung an eine Stromquelle angeschlossen wurde, als die Dicke des Schnees 10 cm betrug. Die gestrichelte Linie stellt die Umgebungstemperatur dar und die ausgezogene Linie stellt die Oberflächentemperatur der Teile der Eisen platte dar, die die flächige Heizeinrichtung berühren. Schnee fiel während des Anschlusses an die Stromquelle. Es wurde eine sehr befriedigende Wirkung des Schneeschmelzens er halten.