JPS6245676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁材製の加熱導体担体と巻回端及
び巻回脚部をもつて蛇行状に巻回された抵抗導線
製の発熱導体とを有し、該発熱導体の巻回は大略
１つの平面内に位置され、該発熱導体担体に指向
する内側の巻回端が該発熱導体担体に固定されて
いる、特に気体状物質のための電気抵抗発熱体に
関する。

本発明において蛇行状の巻回とは、断面形状が
円形であつても４角形であつてもよい発熱導体が
大体１つの平面内にジグザグ状に巻かれ、これに
より形成された巻回端が発熱導体の担体に固定さ
れている巻回形式を意味する。この固定はいろい
ろの形態で、例えばリベツト締め、ループ形成、
巻回端の対応する折曲げその他により行い得る。
いずれの場合にも、巻回脚部が放射状に発熱導体
担体の縁端に対して大体直角に延在し、発熱導体
担体の周囲のほぼ一様な幅をなす周囲域中に亘つ
て延在する構成が得られる。発熱導線担体の輪郭
と巻回脚部が延在する周囲部分とは適宜定めてよ
い。本発明が特に有利に適用される軸流フアン或
いは円形フアンの場合には発熱導体担体は大体円
形の輪郭を有し、巻回脚部は大略その全周に亘つ
ている。巻回面はもちろん加熱すべき空気の流入
方向に対し大体直角になる。

ドイツ特許第1185743号明細書による冒頭に述
べた型式の既知の抵抗発熱体において、短円筒か
ら成る内側の発熱導体担体のほかにやはり短円筒
形の外側発熱導体が設けられ、内側と外側の巻回
端はこれらの担体に固着されている。巻回面は両
方の担体の共通の円筒軸線と大体直交面をなす。
固定のためには巻回端を向かい合う対応の切欠中
において加熱導体担体中に押入れる。この既知の
抵抗発熱体は広く用いられ、成功しているが、特
に全体的な形状を円形とする場合、製造が比較的
困難で、機械化できないという難点がある。

ドイツ公開公報第2407588号による別の型式の
抵抗発熱体において、発熱導体支持体は、複数の
星形に配設され、支持リングのＵ字形の保持板中
に保持された絶縁体製の板体を有し、普通のコイ
ル巻がこれらの絶縁材料の板体上に配設されてい
る。この型式の抵抗発熱体も製造が困難である
し、コイル巻中に支持糸を取付けないと、コイル
巻が切断した時に電流が流れているコイル巻とハ
ウジングが接触したり、ハウジングの開口から外
部に突出したりすることがある。

本発明の課題は、少数の部品から廉価に機械化
の可能性をもつた製造工程により製造され得る、
冒頭に述べた型式の抵抗発熱体を提供することに
ある。

この課題は、本発明によれば、発熱導体担体が
平板状に形成され、発熱導体の巻回とほぼ同一平
面内にあり、発熱導体担体と反対側に指向する外
側の巻回端が固定される自由端をなして配設され
るようにしたことにより解決される。そのため、
本発明によれば、外側巻回端は発熱導体担体から
自由に突出し、内側巻回端のみが発熱導体担体
に、通常はこの担体の軸線と直角な前面に固着さ
れる。この固着は特にループの形成、リベツト締
めその他によつて行う。これは製造技術的に非常
に簡単で、広汎に機械化でき、寸法や電気的出力
などについて設計仕様が異なつても最少数の部品
を必要とするにすぎない。本発明による抵抗発熱
体において外側巻回端は固定支持されていないの
に、加熱されるべく流入する空気の機械的な作用
の下にコイル巻の巻回の位置がきわめて安定に保
たれることが実際に確められている。

発熱導体担体は通例前述したように発熱導体巻
回の内方に配設され、巻回端の内端が発熱導体担
体に固着される。しかし基本的にはその逆に巻回
を囲む発熱導体担体に外側巻回端を固着する可能
性も存在する。

別の型式の装置即ち米国特許第3283128号に記
載されたトースターにおいては蛇行状の発熱導体
巻回は一方の側のみにおいて絶縁材製の保持板に
リングを介し連結されている。保持板と反対側の
巻回端は安定化用の絶縁材片を介して固定され
る。温気暖房装置の抵抗発熱体の改良は、この公
知の構成から出発しなかつたが、その理由は、温
気暖房装置の場合、加熱すべき空気の流入により
巻回が相当大きな機械的負荷を受けるためであ
る。そのため温気暖房装置用の冒頭に述べた型式
の抵抗発熱体にあつては例外なく両方の巻回端が
通常固定される。

本発明による抵抗発熱体が取付けられる温気暖
房装置においては、熱出力を高くし、この熱出力
を発熱導体がその内部におかれるところの空気流
全断面に亘つてできるだけ一様に分布させること
が目標にされる。そのため発熱導体担体の縁端域
において問題が起こる。即ちこの縁端域には発熱
導体の巻回端が固着され、変換される電気出力が
比較的高密度で発生し、担体材料が対応した熱負
荷を受ける。発熱導体巻回が直線状に並べて位置
されず、円形フアンの場合のように発熱導体担体
の輪郭線の回りに配列される場合には特にそうな
る。各列の巻回が放射状に取付けられると、隣接
する巻回の間隔が外側域で相当大きくなり、その
結果出力密度を高くできない。この点を改良する
ため巻回密度を高くすると内側域で出力密度がこ
れに対応して増大し、発熱導体と発熱導体担体と
の熱負荷が許容できない程高くなる。言う迄もな
く特に流水断面全体に亘つて一様な出力分布は得
られない。特に円形フアンの場のに起こるこの問
題は、内側の巻回端をもつて発熱導体担体に固定
された巻回の間に、固定された巻回に比べて短か
い長さの発熱導体担体に指向した固定されてない
巻回を挿間して成る本発明の実施態様の構成によ
り解決される。「固定されてない巻回」とは、普
通の「固定された」巻回と同じように延在してい
るが発熱導体担体に固定されてなく、巻回脚部の
長さが短かいことにより発熱導体担体の縁部から
多かれ少なかれ大きく離れた位置で巻回端が終端
している巻回を意味し、他方外側巻回端はこの場
合全部の巻回について発熱導体担体の縁部から大
体一定の距離に位置される。個別の場合の要件に
従つて、２個の固定された巻回の間に１個以上の
固定されてない巻回を挿間してもよい。固定され
てない巻回を発熱導体担体の大略縁端まで、これ
と接触することなく延在させることにより、発熱
導体担体を熱的に過負荷することなく最適の熱出
力が達成される。流れの断面全体に亘り熱出力に
所期の変化を与えるのは、固定されてない巻回の
巻回脚部の長さを適切に選定することにより可能
になる。固定されてない巻回の長さを交互に相異
なる値とすることにより、流れ断面全体に亘る熱
出力の分布が更に最適化される。どの場合にも本
発明の構成により、巻回を固定した周縁域におい
て発熱導体担体を熱的に過負荷することなく、流
れ断面中の出力密度を相当高くし、特に出力密度
の分布を変更することができる。また本発明によ
る発熱導体が、加熱すべき空気の流入という観点
から重要な機械的安定性において驚くほどすぐれ
ていることも確かめられている。

前述したように、固定された巻回の間に固定さ
れてない巻回を間挿することは、少くとも固定さ
れた隣接巻回の間に１個の固定されない巻回を間
挿する場合には、固定されてない外側巻回端を中
心方向に折曲げて巻回端数を２倍にするように、
普通の蛇行状巻回を変形することであると解され
る。このような巻回の変形という観点から、本発
明の好適な実施態様に従つて、固定されてない巻
回端を発熱導体担体及び固定されてない巻回の平
面に対して、ある鋭角度で傾斜させ、換言すれ
ば、固定されてないい巻回端を正確に巻回面内に
位置させないようにする。これにより内側域にお
いての発熱導体と発熱導体担体との熱負荷は両面
の熱放射によりかなり低減され、貫流する空気へ
の熱の伝達並びに空気流に対する発熱体の抵抗に
ついても改善が得られる。発熱導体担体と固定さ
れた巻回とにより形成される巻回面と固定されて
ない巻回との間の角度は比較的小さい値であり、
特に固定されてない巻回の巻回端と巻回面との間
の距離が隣接する巻回端の間の横方向間隔に等し
いか又はこれよりも小さくなるように普通選定さ
れる。

巻回の別の変形可能性によれば、発熱導体担体
と直交する断面内において巻回が波形に形成され
る。この場合、波形に形成されるのは、特に固定
された巻回のみとする。この実施態様の利点は、
流れの横断面における熱出力が高くなることと、
巻回が有効に安定化されることにある。

１個の発熱体によつては所要の熱出力が得られ
ない時又は同じ種類の発熱体により異なる熱出力
を得たい時は、発熱導体担体及び発熱導体がほぼ
扁平であることから、多重型の構造がきわめて簡
単に実現される。この多重型の構造を示す本発明
の好ましい実施態様によれば、互に平行に位置さ
れた、少くとも２個の、発熱導体を備えた発熱導
体担体と、発熱導体担体に対し大略直交して延在
する保持アームを備えた星形の保持要素が設けら
れ、発熱導体担体は少くとも夫々２個の保持アー
ムに固着される。安定性の観点から、共通の発熱
導体担体に所属する保持アームは保持要素に直径
上に対向するように配設すると有利である。保持
アームが保持要素の互にラジアル対向方向に突出
して、２つの発熱導体担体の間に位置されるよう
にしてもよい。特に発熱導体担体に中心貫通孔を
形成し、別々の発熱導体担体に所属する保持アー
ムが異なる長さをもち、全て保持要素の同じ側に
指向し、保持要素から遠隔の発熱導体担体に所属
する保持アームが保持要素に近い発熱導体担体の
貫通孔を保持するようにすると有利である。保持
要素はカツプ状に形成し、フアンモータを収納す
ると共に、ハウジングへの固定用に用いられる。
保持要素をこのように形成することは、ただ１個
の発熱導体担体を用いる場合にも有利である。

次に図面に示した本発明の好ましい実施例につ
いて更に詳述する。

第１、２図に円形フアン用の抵抗発熱体の構成
を示し、ここでは２個のこの種の抵抗発熱体１が
フアン軸２について前後に互いに平行に並べて配
設されている。各々の抵抗発熱体は、絶縁材料か
ら出来ている円形の平板状の発熱導体担体３と、
抵抗線から成る蛇行状に巻回した発熱導体４とか
ら成つている。発熱導体４はその蛇行状の巻回に
より外側巻回端５及び内側巻回端６を有し、内側
巻回端６は発熱導体担体３に指向し、これの円形
縁部にリング７により固定されている。発熱導体
担体３と反対側に指向した外側巻回端５は固着部
分なしに発熱導体担体３から片もち状に突出して
いる。外側巻回端５と内側巻回端６との間に巻回
脚部８が延長し、巻回脚部８の長さは基本的に発
熱導体４の半径方向の延長を規定する。発熱導体
担体３と蛇行状に巻回させた発熱導体４とは大略
同一平面内に位置される。

図示した実施例に用いられる両方の抵抗発熱体
１は、保持要素９により互に連結され、保持要素
９は保持アーム１０と共に星形に形成され、保持
アーム１０は発熱導体担体３と平行な平面内にお
いて、次に発熱導体担体３に対し大体直交方向に
延在している。各々の発熱導体担体３は夫々２個
のラジアル方向に対向する保持アーム１０に固着
されている。第２図に明瞭に示すように、保持要
素９はカツプ状に形成され、全部のアーム１０が
保持要素９の同じ側にあるように位置される。同
一の発熱導体担体３に所属する保持アーム１０は
もちろん相互に同じ長さをもつが、別々の発熱導
体担体３に所属された保持要素１０は、抵抗発熱
体１間の距離に対応して異なる長さを有する。担
体３は各１つの中心貫通孔１１を有し、貫通孔１
１はこの実施例では大体菱形である。保持要素９
から遠隔の発熱導体担体３′を固着した保持アー
ム１０′は、保持要素９に近接した発熱導体担体
３の貫通孔１１を保持している。この目的で菱形
の貫通孔１１は相互に対し約90゜回動されてい
る。フアン羽根１３を有するフアンモータには、
保持アーム１０の間に配設され、保持要素９に固
着されている。これによつて取付け易い小形の構
成が得られる。保持要素９はフアンハウジング中
に取付るための締着要素も備えているが、これら
は特に図示されていない。

半径方向に配設された絶縁材料製の接続板１４
は、担体３，３′の中間の位置にこれらと直交し
て延在し、過熱保護スイツチ１５と接続要素１６
とを担持している。接続板１４は、発熱導体４と
の電気接続も行う導電板１７により担体３にこの
実施例ではリベツト締めにより連結されている。

図示した実施例では発熱導体４は特別の形態で
巻回されている。この巻回について以下に第１，
３図を参照して説明する。第１図に示すように、
突出するようにすでに形成された、発熱導体担体
３に固定した内側巻回端６の間に、発熱導体担体
３の方に指向した別の巻回が間挿されている。こ
の巻回は、固定されてない巻回１８であり、固定
された巻回に比べて短い脚部長さを有する。第１
図の実施例では固定されてない巻回１８は大体に
おいて発熱導体担体３の周縁部まで延在している
が、これと接触していない。更に第２図に示すよ
うに、固定されてない巻回１８はそれぞれの担体
３，３′のなす平面に対しある鋭角をもつて、並
置した他方の発熱体１に近付く方向に傾斜し、両
発熱体間の中間スペース内にはいりこんでいる。
このため非常に好ましい空気力学的状態が実現さ
れると共に、機械的作用による変形から固定され
てない巻回１８が保護される。

第３図ａ〜ｄに発熱導体４の巻回の変形例を示
す。第３図ａにおいて、固定されてない巻回１８
は交互に相異なる長さを有する。脚部の長さが比
較的短い固定されてない巻回１８′に隣接して、
担体３に固定された巻回端６と、担体３の近傍ま
で延長している脚部の長さが比較的大きな固定さ
れてない巻回１８″がある。第３図ｂには第３図
ａによる発熱導体が担体３と直角の縦断面図によ
り示されている。第３図ｂからわかるように、固
定されてない巻回１８′，１８″は担体３及び固定
された巻回端６の平面に対しそれぞれ鋭角a′，
a″をもつてそれぞれ反対方向に傾斜している。

第３図ｃには、固定された内側巻回端６に至る
巻回が担体３と直角の縦断面で見て波形をもち、
固定されてない巻回１８は大体真直な形状をもつ
ようにすることの可能性が示されている。

これまでの実施例では、外側巻回端５は大体に
おいて発熱導体担体３の周面から大体同じ距離に
位置されている。第３図ｄに示した実施例では、
これと異なり、２つの隣接する固定されてない巻
回１８の間にある外側巻回端１９は、固定された
内側巻回端６に隣接する外側巻回端５よりも担体
３から遠隔に位置している。

【図面の簡単な説明】

第１図は丸形フアン用の抵抗発熱体の正面図、
第２図はフアンモーターを取付けて示した第１図
のフアン及び抵抗発熱体の側面図、第３図ａ〜ｄ
は発熱導体の種々の実施例を示す説明図である。 符号の説明 １……抵抗発熱体、３……発熱導
体担体、４……発熱導体、５……巻回端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁材製の加熱導体担体と、巻回端及び巻回
   脚部をもつて蛇行状に巻回された抵抗導線製の発
   熱導体とを有し、該発熱導体の巻回は大略１つの
   平面内に位置され、該発熱導体担体に指向する内
   側の巻回端が該発熱導体担体に固定されている、
   特に気体状物質のための電気抵抗発熱体であつ
   て、発熱導体担体３が平板状に形成され発熱導体
   ４の巻回と大体同一平面内にあることと、発熱導
   体担体３と反対側に指向する外側の巻回端５は固
   定されず自由端として配設されたことを特徴とす
   る電気抵抗発熱体。 ２ 内側の巻回端６をもつて発熱導体担体３に固
   定された巻回の間に、固定された巻回６に比べて
   短かい長さの、発熱導体担体３に指向した固定さ
   れてない巻回１８を挿間したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電気抵抗発熱体。 ３ 固定されてない巻回１８をほゞ発熱導線担体
   ３の縁部まで延長させたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の電気抵抗発熱体。 ４ 固定されてない巻回１８が交互に相異なる長
   さをもつようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項又は第３項記載の電気抵抗発熱体。 ５ 固定されてない巻回１８が発熱導線担体３及
   び固定された巻回６の平面に対してある鋭角αを
   もつて傾斜されたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項ないし第４項の一に記載の電気抵抗発熱
   体。 ６ 発熱導線担体と直交する断面内において巻回
   を波形にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第５項の一に記載の電気抵抗発熱体。 ７ 互に平行に位置された、少くとも２個の、発
   熱導体４を備えた発熱導線担体３と、発熱導体担
   体３に対し大略直角に延びる保持アーム１０を備
   えた星形の保持要素９とを有し、発熱導体担体３
   は夫々少くとも２個の保持アーム１０に固着した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項の内一に記載の電気抵抗発熱体。 ８ 発熱導体担体３が各１つの中心貫通孔１１を
   有し、夫々の発熱導体担体３に所属する保持アー
   ム１０が異なる長さをもち、全て保持要素９の同
   じ側に指向し、保持要素９から遠隔の発熱導体担
   体３に所属する保持アーム１０が保持要素９に近
   い発熱導体担体３の貫通孔１１を貫通して保持す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載の電気抵抗発熱体。