FI81473B - Uppvaermningselement foer elektriska rumsuppvaermare, speciellt av genomstroemningstyp. - Google Patents

Description

1 81473 Länunityselementti erityisesti läpivirtaustyyppisiä, sähköisiä huoneenlämmittimiä varten

Keksinnön kohteena on länunityselementti, joka so-5 veltuu käytettäväksi erityisesti läpivirtaustyyppisissä, sähköisissä huoneenlämmittissä ja joka käsittää ainakin yhden putkivastustyyppisen sähkövastuksen ja siihen liittyvän, lämmönluovutuspintaa laajentavan riparakenteen.

Tällaiset lämmityselementit ovat tarkoitetut so-10 vitettaviksi sähkölämmittimen kotelorakenteen sisään, joka on varustettu sopivilla ilman sisäänvirtaus- ja ulosvir-tausaukoilla. Putkivastukseen liittyvän riparakenteen vaihtoehtoisia toteutustapoja tunnetaan useita. Tämä ripa-rakenne voi muodostua esimerkiksi putkivastuksen ympäri 15 kierretystä metallinauhasta, joka muodostaa spiraalimuo- toisen rakenteen. Tällainen ripa voi olla myöskin juotettu kiinni putkivastuksen metalliseen vaippaan. Putkivastuksen ympärille voidaan sovittaa myös sarja metallilevyjä, jolloin vastus asennetaan paikoilleen työntämällä se levyissä 20 olevien reikien läpi. Lämmönsiirron parantamiseksi nämä levyt voidaan liittää putkivastuksen vaippapintaan puristus- tai juotosliitoksen avulla. Putkivastuksen ympärille voidaan puristaa myös metalli-, esimerkiksi alumiinilevy, joka voi olla lisäksi rivoitettu lämmönsiirron tehostami-25 seksi. Tämän kaltaisen puristuksen toteuttamiseksi on käytössä erilaisia tekniikoita. Rivoitettu länunityselementti voidaan valmistaa myös yhtenäisestä kappaleesta, joka voi olla esim. pursotettua alumiinia. Tällaisessa kappaleessa on putkimainen osa, johon lämpöä tuottava, sähköisesti 30 eristetty rakenne voidaan toteuttaa putkivastustekniikkaa muistuttavalla tavalla. Kappaleeseen voidaan jälkikäsittelyllä muotoilla lämmönsiirtoa edistävät ulkonevat siivekkeet. Muunnelma tästä ratkaisusta on rakenne, jossa kappaleen putkimaisen osan sisälle sijoitetaan putkivastus, 35 ja putkimainen osa puristetaan tiiviisti putkivastuksen 2 81473 ympärille. Kaikkiin edellämainittuihin ratkaisuihin liittyy haittatekijöitä.

Spiraalirivan valmistus tapahtuu erityisessä, tätä tarkoitusta varten rakennetussa koneessa. Menetelmä on 5 suhteellisen hidas ja siten myös kallis. Lisäksi spiraa-linmuotoiseen ripaan liittyy teknisiä heikkouksia: sen lämmönsiirtokyky ei ole niin hyvä kuin erillisten putki-vastukseen nähden kohtisuorassa olevien ripalevyjen. Lisäksi spiraaliripa joudutaan kiertämisen mahdollistamisek-10 si rypyttämään alaosastaan, jolloin lämmityselementtiin muodostuu helposti pölyä kerääviä taskuja. Haluttaessa saada lämmityselementin sähköiset kytkennät lähelle toisiaan joudutaan spiraalirivoitettu vastus taivuttamaan U:n muotoon, mikä rivoitetun vastuksen tapauksessa on hanka-15 lahko toimenpide. Eräissä tapauksissa myös lämmityselementin ulkohalkaisija kasvaa liian suureksi, mikä on ongelma ajatellen nykysuuntauksen mukaisia ohuita lämmittimiä.

Erillisistä lamelleista muodostetun riparakenteen etuna edelliseen spiraaliriparakenteeseen nähden on parem-20 pi lämmönluovutuskyky ja vähäisempi taipumus kerätä pölyä. Myös tilanne, jossa sähköliitännät ovat vieretysten, on helpommin saavutettavissa. Ongelmaksi kuitenkin muodostuu suhteellisen työläs kokoonpano ja erillisistä lamelleista aiheutuvat suurehkot materiaalikustannukset. Myös kovin 25 pitkien lämmityselementtien valmistus on tällä tekniikalla vaikeaa.

Ratkaisuissa, joissa eri materiaaleista valmistetut putkivastus ja riparakenne kootaan puristamalla, on heikkoutena eri aineiden erilainen lämpölaajeneminen, mikä ai-30 kaa myöten voi johtaa lämmönsiirron huononemiseen putki-vastuksen ja riparakenteen välillä. Tämän seurauksena vastus voi ylikuumentua ja tuhoutua. Lisäksi puristettujen rakenteiden ongelmana on lämpölaajenemisen eroista johtuvat äänet kappaleiden liikkuessa toistensa suhteen.

35 Yhtenäisten pelkästään alumiinista olevien rivoi- 3 81 473 tettujen lämmityselementtien ongelmaksi muodostuvat mekaaninen heikkous korkeissa lämpötiloissa, alumiiniprofiilin hankalahko muotoiltavuus ja esimerkiksi taivuttaminen siten, että sähköiset kytkennät saadaan vieretysten. Lisäksi 5 alumiini on materiaalina kalliimpaa kuin esimerkiksi teräs.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää läm-mityselementti, jonka avulla edellämainitut ongelmat ja haitat saadaan ainakin pääosin poistetuiksi. Tälle keksinnön mukaiselle lämmityselementille on tunnusomaista, että 10 riparakenne käsittää ainakin yhden metallilevyn, jossa on yksi tai useampia levyn tason suuntaisia uria, johon tai joihin sähkövastus tai -vastukset on juotettu, ja levyn tasosta ulkonevia siivekkeitä tai ripoja. Edullisesti riparakenne on tehty muovaamalla levyaihiosta. Riparakenne 15 voi olla yhtenäinen, kuhunkin käyttökohteeseen erikseen sovitettu, tai se voi muodostua vakiomittaisista moduuleista. Lämmityselementti valmistetaan tällaisesta ripa-rakenteesta ja vakiovalmisteisista putkivastuksista, joita voi olla yksi tai useampia kappaleita siten, että put-20 kivastus tai -vastukset asetetaan riparakenteen uriin ja osat juotetaan yhteen mekaanisesti lujan ja lämpöä hyvin johtavan liitoksen aikaansaamiseksi. Ripamateriaalina voidaan käyttää tavallista terästä, jolloin materiaalikustannus on mahdollisimman pieni. Tarvittaessa, kun vaatimuk-25 set esimerkiksi ympäristön aiheuttaman korroosion tai korkean lämpötilan vuoksi ovat tavanomaista suuremmat, voidaan käyttää myös pinnoitettua (esimerkiksi niklattua) tai ruostumatonta terästä.

Vastus voidaan asettaa juotosta varten ripaan kiin-30 ni sivulta, toisin sanoen tarvitsematta työntää sitä reikien läpi. Täten kokoonpanotyö nopeutuu eikä riparakenne rajoita lämmityselementin pituutta. Lisäksi ripa voidaan valmistaa sopivan levyisestä teräsnauhasta jatkuvana tuotteena, joko kuhunkin tarkoitukseen määrämittaiseksi tehty-35 nä tai esimerkiksi moduulimitoitettuna. Tämä merkitsee huo- 4 81473 mättäviä kustannussäästöjä esimerkiksi lamellielementtiin verrattuna.

Keksinnön mukainen lämmityselementti tarjoaa itse lämmittimen konstruktion kannalta useita etuja. Rakenne on 5 ohut, jolloin se ei aseta rajoituksia itse lämmittimen paksuudelle. Lämmityselementti voidaan toteuttaa käyttäen joko yhtä suoraa vastusta, yhtä U:n muotoon taivutettua vastusta, kahta suoraa vastusta tai näiden yhdistelmää. Täten laitteen suunnittelija voi vapaasti valita kytkentäpäiden 10 sijoittelun ja erilaisia tehoyhdistelmiä tarpeen mukaan. Myös lämmityselementin taipumus kerätä pölyä on vähäinen.

Seuraavassa keksinnön mukaista lämmityselementtiä kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 15 kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen lämmityselementin riparakenteen, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen lämmityselementin yhdellä U:n muotoisella putkivastuksella varustettuna ja kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen lämmityselementin 20 kahdella suoralla putkivastuksella varustettuna.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaisen lämmitys-elementin riparakenne, joka on valmistettu yhdestä levyai-hiosta muovaamalla. Sopivana levymateriaalina voidaan mainita esimerkiksi teräsnauha, jonka leveys voi olla esimer-25 kiksi 140 mm ja paksuus 0,75 mm. Tällainen teräsnauha on muotoiltu kuvion 1 mukaiseksi riparakenteeksi sopivan työkalun avulla. Tällöin levymateriaaliin 1 on muotoiltu kaksi levyn 1 pituussuuntaista ja levyn tason suunnassa sijaitsevaa uraa 2 sähkövastuksen tai -vastusten kiinnijuot-30 tamista varten. Näiden urien 2 mitat on sovitettu vastaamaan riparakenteen kanssa käytettäväksi ajatellun putkivas-tuksen 4 ulkohalkaisijaa. Lisäksi levymateriaalista 1 on taivutettu ulos siivekkeitä tai ripoja 3. Nämä siivekkeet on taivutettu suhteellisen jyrkästi nauhan 1 tasoa vastaan, 35 lähes suoraan kulmaan sen suhteen. Edullista lämmönsiirron 5 81473 kannalta on, että mahdollisimman suuri osa ripalevyn 1 pinta-alasta on muotoiltu siivekkeiksi tai rivoiksi 3.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen lämmitys-elementti, jossa kuvion 1 mukaisen riparakenteen uriin 2 5 on sovitettu U:n muotoinen putkivastus 4. Tämän putkivas-tuksen vaippa on käyttökohteen mukaan tavallista terästä, pintakäsiteltyä (esimerkiksi niklattua) terästä tai ruostumatonta terästä. Vastuksen 4 ja uran 2 saumakohtaan on asetettu sopiva juote, esimerkiksi kuparilanka tai -tahna 10 ja rakenne on juotettu sopivassa atmosfääriuunissa mekaanisesti lujan ja hyvin lämpöä johtavan liitoksen aikaansaamiseksi putkivastuksen 4 vaipan ja riparakenteen levy-materiaalin 1 välille. Putkivastuksen kiinnijuottamisen jälkeen vastussauvan 4 päät on tiivistetty tavanomaisella 15 tavalla ja ne on varustettu sähköliitäntää varten tarvittavilla osilla 5.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen lämmitys-elementin suoritusmuoto, jossa riparakenne on muodostettu useista määrämittaisista moduleista. Lisäksi kuvion 2 läm-20 mityselementistä poiketen kuvion 3 lämmityselementti on varustettu kahdella suoralla vastussauvalla 4. Lämmitys-elementti on koottu samalla tavoin kuin edellä esitettiin kuvion 2 lämmityselementin yhteydessä. Käyttämällä kahta erillistä vastussauvaa 4 saadaan aikaan lämmityselementti, 25 jolle on valintakytkennän avulla aikaansaatavissa kaksi tehoaluetta.

Yllä keksinnön mukaista lämmityselementtiä on kuvattu riparakenteen osalta vain kahden esimerkinomaisen rakennevaihtoehdon pohjalta, jotka itse riparakenteen ul-30 konäön ja toteutustavan suhteen ovat täysin identtisiä. On kuitenkin ymmärrettävää, että itse ripojen muotoa ja rakennetta samoin kuin putkivastuksille muodostettujen urien paikkaa voidaan esimerkiksi virtausteknisistä tai muista syistä muuttaa poikkeamatta kuitenkaan oheisten patentti-35 vaatimusten määrittelemästä suojapiiristä.

Claims (3)

6 81473

1. Lämmityselementti erityisesti läpivirtaustyyp-pisiä sähköisiä huoneenlämmittimiä varten, jossa elemen- 5 tissä on ainakin yksi putkivastustyyppinen sähkövastus (4) ja siihen liittyvä lämmönluovutuspintaa lisäävä metalli-levyrakenne (1, 3), tunnettu siitä, että rakenne on valmistettu yhdestä levyaihiosta muodostamalla siihen levyn pinnasta ulkonevia ripoja tai siivekkeitä (3) ja 10 levyn tason suunnassa yksi tai useampia kourumaisia uria (2), johon tai joihin sähkövastus tai sähkövastukset (4) on juotettu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmityselementti, tunnettu siitä, että lämmönluovutuspintaa lisäävä 15 metallilevyrakenne muodostuu kuhunkin käyttötarkoitukseen sovitetusta osasta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmityselementti, tunnettu siitä, että lämmönluovutuspintaa lisäävä metallilevyrakenne koostuu kahdesta tai useammasta vakio- 20 kokoisesta osasta. li 7 81473