[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
[0002] Bei Heizvorrichtungen dieser Art, die meist, beispielsweise nach der DE-OS 32 21
348, nach der DE-AS 11 39 589 oder nach dem DE-GM 84 37 042 als Durchlauferhitzer
ausgebildet sind, besteht häufig das Bedürfnis, an der zu beheizenden Wandung eine
möglichst gleichmäßige Wärmeverteilung zu erreichen, da dadurch eine sehr gleichmäßige
Wärmebeaufschlagung des zu beheizenden Mediums erzielt werden kann. Dieser gleichmäßigen
Wärmeverteilung steht entgegen, daß der Heizkörper nur begrenzte Zonen der Wandung
unmittelbar beheizt, während er die benachbarten Zonen, in denen er nicht anliegt,
lediglich mittelbar beaufschlagt. Dadurch besteht die Neigung, daß sich in der Wandung
bzw. in deren von dem zu beheizenden Medium beaufschlagten Oberfläche eine inhomogene
Wärmeverteilung bzw. relativ hohe Temperaturdifferenzen ergeben, was bei hoher Eingangsleistung
zu einer spezifischen Temperaturüberlastung des Mediums und vor allem auch dazu führen
kann, daß vom Medium mitgeführte Feststoffe oder andere, zur Ausfällung neigende
Stoffe sich an der Wandung ablagern und allmählich die zugehörige Oberfläche zusetzen.
Im Falle der Verwendung des Durchlauferhitzers für eine Waschmaschine sind solche
Stoffe beispielsweise Gewebeflusen, während sie im Falle einer Spülmaschine beispielsweise
Speiserückstände sind.
[0003] Zur Reduzierung dieser Nachteile hat die Ausbildung nach der DE-OS 32 21 348 gute
Ergebnisse gebracht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anbringung verhältnismäßig
großer Lotmengen mit Problemen zum Beispiel derart verbunden sein kann, daß das Lot
im Schmelzzustand von höher liegenden Zonen der Wandung in tiefer liegende Zonen
abfließt und auch eine begrenzte Wärmeleitfähigkeit hat. Ist dabei in das Lot ein
gesonderter, stegförmig aufrechtstehender Wärmeleitkörper eingebettet, so wird dadurch
die Wärmeübertragung zwar günstig beeinflußt, jedoch sollten hierzu die zugehörigen
Abschnitte des Heizkörpers nahezu lückenlos beiderseits an diesen Wärmeleitkörper
anschließen, so daß ein insgesamt relativ langer Heizkörper benötigt wird.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung der genannten Art
zu schaffen, die bei einfacher Ausbildung sowie Herstellung auch dann eine sehr gleichmäßige
Wärmeverteilung über die hierfür bestimmten Zonen der Wandung ermöglicht, wenn diese
Zonen gegenüber den unmittelbar durch den Heizkörper beheizten Zonen relativ groß
sind.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Heizvorrichtung der eingangs beschriebenen Art durch
die Weiterbildung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Besondere
Vorteile ergeben sich durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 2. Die von der
Wandung abgekehrte Außenseite des Wärmeleitkörpers liegt weiter entfernt von der
Wandung als die der Wandung zugekehrte Anlageseite des Heizkörpers, wobei der Wärmeleitkörper
unter Berücksichtigung seines spezifischen Wärmeleitkoeffizienten hinsichtlich seines
Querschnittes so gestaltet werden kann, daß er einen Teil der vom Heizkörper erzeugten
Wärmeenergie unmittelbar vom Heizkörper durch Wärmeleitung abnimmt und über die zugehörige
Zone der Wandung, in der Regel also bis zur Mitte der Abstandslücke zwischen zwei
benachbarten Heizkörper-Abschnitten gleichmäßig verteilt, während ein weiterer Teil
der Wärmeenergie praktisch unmittelbar an die Wandung abgegeben wird und beide Teile
so aufeinander abgestimmt sind, daß sich ein homogenes Wärmefeld ergibt.
[0006] Der Wärmeleitkörper kann im wesentlichen aus einem einzigen Werkstoff, beispielsweise
einem geeigneten, in einer ausreichenden Schichtdicke aufgebrachten Lot bestehen,
ist jedoch zweckmäßig aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen, nämlich
insbesondere einerseits dem Befestigungsmittel und andererseits dem zusätzlichen Wärmeleitelement
aufgebaut. Hinsichtlich des Querschnitts- bzw. Volumenanteiles am Gesamtquerschnitt
bzw. Gesamtvolumen des Wärmeleitkörpers kann das Befestigungsmittel den größeren Anteil
einnehmen, jedoch ist es in aller Regel vorzuziehen, wenn der Wärmeleitkörper so
ausgebildet ist, daß das zusätzliche Wärmeleitelement den wesentlich größeren Anteil
einnimmt, so daß das Befestigungsmittel nur in derjenigen Menge verwendet zu werden
braucht, in welcher es zur Befestigung des zusätzlichen Wärmeleitkörpers und des
ebenfalls unmittelbar an der Wandung angebrachten Heizkörpers erforderlich ist. Zweckmäßig
jedoch ist das zusätzliche Wärmeleitelement im wesentlichen vollständig bzw. ganzflächig
von dem Befestigungsmittel umschlossen oder abgedeckt, so daß ein einfacher, an und
für sich nicht rostbeständiger Baustahl, beispielsweise ein Stahlblech oder Stahlband
verwendet werden kann, der einerseits eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit hat und andererseits
dann durch die Beschichtung mit dem Befestigungsmittel ohne besonderen zusätzlichen
Aufwand oxydations- bzw. rostgeschützt ist.
[0007] Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen auch
aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße, als Durchlauferhitzer ausgebildete Heizvorrichtung in
Ansicht,
Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 im Schnitt und in wesentlich vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 2 in nochmals wesentlich vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in einer Darstellung entsprechend Fig. 2,
Fig. 5 den Wärmeleitkörper gemäß Fig. 4 im Längsschnitt,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Wärmeleitkörper gemäß Fig. 5.
[0008] Die Heizvorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 weist einen zylindrischen Rohrkörper
von vorzugsweise etwa 40 mm Außendurchmesser auf, der zweckmäßig durch einen Abschnitt
eines beispielsweise blankgezogenen, nahtlosen Präzisionsrohres mit äußerst geringen
Toleranzabweichungen gebildet ist, über seine Länge durchgehend konstanten Innen-
und Außendurchmesser aufweist und mit verhältnismäßig glatten Oberflächen 4, 5 geringer
Rauhigkeit versehen ist. Der Rohrkörper 2 ist durch eine zylindrische Wandung 3 gebildet,
welche die äußere Oberfläche 4 und die innere Oberfläche 5 aufweist. Im Falle einer
beispielsweise als Heizplatine ausgebildeten Heizvorrichtung könnte die Wandung annähernd
eben sein. Die äußere Oberfläche 4 dient als Wärmeinput-Fläche der unmittelbaren
Temperaturbeaufschlagung durch einen Heizkörper 6, während die innere Oberfläche 5
als Wärmeoutput-Fläche der unmittelbaren Beheizung eines Mediums, beispielsweise Spül-bzw.
Waschwasser oder Friteusenfett dient, welches zweckmäßig als fließender Strom an
der Oberfläche 5 entlanggeführt wird und im Falle der Ausbildung der Heizvorrichtung
1 als kanalförmiger Durchflußerhitzer zweckmäßig durch Thermosyphon-Wirkung mit einer
von seiner Temperatur abhängigen Strömungsgeschwindigkeit von unten nach oben gefördert
wird. Ist die Heizvorrichtung 1 als Umlauferhitzer in einen Kreislauf eingeschaltet,
so könnte eventuell auf eine gesonderte, in den meisten Fällen vorteilhafte Fördereinrichtung
für das Medium, beispielsweise eine Pumpe, verzichtet werden. Statt eines bandförmigen
flachen Heizkörpers ist zweckmäßig als elektrischer Heizkörper ein sogenannter Rohrheizkörper
vorgesehen, dessen Außenmantel 7 durch ein im wesentlichen geschlossenes, dünnwandiges
Rohr gebildet ist, in welchem berührungsfrei ein wendelförmiger Heizdraht bzw. Heizwiderstand
8 in eine Isoliermasse 9 eingebettet ist. Der länglich strangförmige Heizkörper 6
kann im Querschnitt annähernd spitzwinklig dreieckförmig mit drei konvex abgerundeten
Eckbereichen ausgebildet sein. Der Heizkörper 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
nach Art einer Schraubenwendel mit konstanter Steigung gewickelt, so daß in Ansicht
auf die Heizvorrichtung 2 in gleichmäßigen Abständen nebeneinander sowie annähernd
parallel zueinander liegende Heizkörper-Abschnitte 14 gebildet sind. Die Steigung
ist so gewählt, daß benachbarte Abschnitte 14 einen lichten Abstand voneinander haben,
der mindestens etwa ein Viertel der zur Wandung 3 parallel gemessenen Querschnittsweite
des Heizkörpers 6 entspricht, insbesondere demgegenüber um das Zwei- bis Achtfache
größer ist und zweckmäßig etwa in der Größenordnung dieser Querschnittsweite liegt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand etwa drei Viertel der
genannten Querschnittsweite. Die rechtwinklig zur Wandung 3 gemessene Querschnittshöhe
des Heizkörpers 6 kann zwar größer als die zuerst genannte Querschnittsweite sein,
ist aber zweckmäßig demgegenüber wenigstens geringfügig kleiner oder höchstens so
groß. Der Heizkörper 6 ist so auf einen gegenüber dem Außendurchmesser der Wandung
3 kleineren Innendurchmesser vorgewickelt, daß er noch in seinem elastischen Bereich
dadurch wenigstens auf den Außendurchmesser der Wandung 3 aufgeweitet werden kann,
daß seine Enden in der entsprechenden entgegengesetzten Richtung gegeneinander um
seine Mittelachse verdreht werden. In diesem aufgeweiteten Zustand wird der Heizkörper
6 auf die Wandung 3 problemlos aufgesetzt, wonach er durch Freigeben seiner Enden
sich von selbst elastisch wieder derart verengt, daß seine Innenfläche annähernd
über seine gesamte Länge in einer mit der Oberfläche 4 zusammenfallenden Hüllfläche
liegt, die Innenfläche also über ihre Länge und Breite praktisch lückenlos und unter
radial nach innen gerichteter Vorspannung an dieser Oberfläche 4 anliegt
[0009] Durch den Heizkörper 6 ist zwischen dessen Abschnitten 14 eine Wendelnut gebildet,
deren Bodenfläche durch die Oberfläche 4 gebildet ist, während ihre Flankenflächen
durch die einander zugekehrten Flanken der zugehörigen Abschnitte 14 bzw. des Heizkörpers
6 gebildet sind. Durch die beschriebene Querschnittsform des Heizkörpers 6 ist die
Wendelnut im Querschnitt zur Wandung 3 hin bis zu einem verhältnismäßig nahe bei der
Wandung 3 liegenden Bereich geringster Weite trichterartig verengt und von diesem
Bereich geringster Wei te bis zur Wandung 3 wiederum bis auf eine Weite erweitert,
die kleiner als die größte Weite an der offenen Seite der Wendelnut ist.
[0010] In die Wendelnut ist ein flächiger bzw. bandartiger Wärmeleitkörper 10 eingesetzt,
dessen Breite zweckmäßig mindestens so groß wie die geringste lichte Weite der Wendelnut,
insbesondere demgegenüber um soviel größer ist, daß der Wärmeleitkörper 10 auf mindestens
einer Seite der Wendelnut bis in den von deren Bodenfläche begrenzten inneren erweiteren
Bereich reicht. Der Wärmeleitkörper 10 reicht zweckmäßig wenigstens teilweise bis
unmittelbar an die Oberfläche 4 der Wandung 3 und hat eine rechtwinklig zu dieser
Oberfläche 4 gemessene Querschnittserstreckung, die zweckmäßig höchstens so groß wie
seine parallel zur Wandung 3 gemessene Querschnittserstreckung, insbesondere demgegenüber
wesentlich kleiner ist.
[0011] Es ist denkbar, daß der Wärmeleitkörper 10 zur Erzielung bestimmter Wärmeleit-Charakteristika
bis zwischen die Innenfläche des Heizkörpers 6 und die Oberfläche 4 der Wandung 3
reicht, jedoch ist es in diesem Fall zweckmäßig, wenn der Wärmeleitkörper hierfür
dünnere Randstreifen aufweist, so daß er zwischen den Abschnitt 14 des Heizkörpers
6, also in der Wendelnut, dicker ist. Der Wärmeleitkörper 10 weist also zumindest
im Bereich der Wendelnut einen anderen Wärmeleit-Querschnitt als im Bereich des Heizkörpers
6 auf.
[0012] Der Wärmeleitkörper 10 ist in ein lotartiges Befestigungsmittel 11 eingebettet,
das in einem Schmelzzustand, also in der Regel bei entsprechender Erwärmung, ein Befestigungsfluid
bildet, welches so dünnflüssig ist, daß es unter den auftretenden Gewichtskräften
von selbst fließt. Das Befestigungsmittel 11 bildet mit dem Wärmeleitkörper 10 ein
Verbund-Leitelement, in dem im dargestellten Ausführungsbeispiel das Befestigungsmittel
11 den höheren Anteil einnimmt. Das Befestigungsmittel 11 ist wenigstens teilweise
als seitlich benachbart zum Heizkörper 6 liegende Wärmeleitschicht zur Wärmeverteilung
über den zugehörigen Bereich der Wandung 3 ausgebildet, wobei die Wärmeleitschicht
13 unmittelbar seitlich an den Heizkörper 6 anschließt und insbesondere mit zunehmender
Entfernung von dem Heizkörper 6 bzw. vom jeweiligen Abschnitt 14 in der Dicke abnimmt,
vorzugsweise über einen im Querschnitt keilförmigen Abschnitt 15 seitlich zwischen
den Außenmantel 7 des Heizkörpers 6 und die Wandung 3 bzw. deren Oberfläche 4 eingreift.
Die Wärmeleitschicht 13 ist ferner mit der Wandung 3 und dem Außenmantel 7 im wesentlichen
mit geschlossener Fläche lückenlos haftend verbunden, wobei zweckmäßig ein Befestigungsmittel
beispielsweise in Form eines hochtemperaturfesten Lotes für rostfreien Stahl, wie
ein Nickel-Lot von der Art verwendet wird, daß es in die aus rostfreiem Stahl bestehende
Wandung 3 und in den insbesondere ebenfalls aus rostfreiem oder unlegiertem Stahl
bestehenden Außenmantel 7 eindiffundieren kann. Dadurch und durch ähnliche Materialzusammensetzung
der aneinander zu befestigenden Teile ergibt sich eine so innige Verbindung nach
Art einer Legierungsverbindung, daß kaum noch eine thermische Trennung der verlöteten
Teile möglich ist.
[0013] Durch die beschriebene Ausbildung steht die Schicht 13, die mit ihrer einen Flachseite
12 mit der Wandung 3 verbunden ist, mindestens um ein Fünftel, insbesondere annähernd
um die Hälfte der Querschnittsweite des Heizkörpers 6 seitlich über diesen vor bzw.
geht sie zwischen benachbarten Abschnitten 14 des Heizkörpers 6 im wesentlichen ununterbrochen
durch. Die geringste Dicke der Schicht 13 kann je nach den Erfordernissen beispielsweise
zwischen einem und fünf Zehntel Millimeter, vorzugsweise bei mindestens zwei Zehntel
Millimeter liegen, wobei die größte Dicke der Wärmeleitschicht insbesondere kleiner
ist als der Krümmungsradius von abgerundeten Bereichen 17 des Querschnittes des Außenmantels
7, so daß die Schicht 13 also nicht oder nur höchstens bis in den Bereich geringster
Weite der Wendelnut reicht. Die geringste Dicke der Schicht 13 ist allerdings zweckmäßig
kleiner als die Dicke der Wandung 3, wobei die nach Art einer Laminierung mit der
Wandung 3 verbundene Schicht vorzugsweise einen mehrfach höheren spezifischen Wärmeleitkoeffizienten
als die Wandung 3 aufweist. Der Wärmeleitkörper 10 weist demgegenüber zweckmäßig einen
nochmals höheren spezifischen Wärmeleitkoeffizienten sowie gegenüber dem Befestigungsmittel
11 eine höhere Schmelztemperatur auf und besteht zweckmäßig aus einem metallischen
Werkstoff. Mit den seitlichen Randzonen reicht der Wärmeleitkörper 10 bis in die
keilförmigen Abschnitte 15.
[0014] Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der Wärmeleitkörper 10 für den vernetzten
Eingriff des Befestigungsfluids ein flächiges, insbesondere fein gerastert strukturiertes
Sicherungsglied gegen Wegfließen während des Lötvorganges, der beispielsweise in einem
Lötofen erfolgt, wobei dieses Sicherungsglied dann mindestens teilweise nach Art einer
parallel zur Schicht 13 liegenden Armierung in das Befestigungsmittel 11 eingebettet
ist. Durch Wahl der Ausbildung und Dicke dieses Sicherungsgliedes kann die Schichtdicke
bestimmt werden, in welcher das Befestigungsmittel trotz Verflüssigung durch Erhitzung
aufgebaut werden kann und ferner kann der Anteil bestimmt werden, welchen das Befestigungsmittel
im Gesamtverbund der Wärmeleitschicht 13 einnimmt. Die Sicherungsfunktion ergibt
sich insbesondere durch Ausnutzung der Oberflächenspannung des Befestigungsfluids,
was zum Beispiel dadurch erreicht werden kann, daß das Sicherungsglied eine gegenüber
seiner Grundfläche vergrößerte Oberfläche aufweist, insbesondere durch mindestens
eine Lage eines Netzes, eines Siebdrahtes, einer perforierten Folie, eines gelochten
Bandes, eines Streckmetalles, von Stahlwolle oder eines ähnlich strukturierten Flächenkörpers
gebildet ist, wobei jede beliebige Kombination von Lagen aus den genannten Flächenkörpern
denkbar ist. In bestimmten Fällen könnte es sogar ausreichen, das Sicherungsglied
dadurch zu bilden, daß die zugehörige Oberfläche der Wandung 3 beispielsweise durch
Kordelung, Rändelung oder eine ähnliche feinstrukturierte Verformung so aufgerauht
wird, daß sie das Befestigungsmittel während des Schmelzprozesses gegen Abfließen
sichert. In diesem Fall ist jedoch in aller Regel darauf zu achten, daß die Oberfläche
4 der Wandung 3 im Bereich der Verbindung mit dem Heizkörper wesentlich glattflächiger
ist bzw. entsprechend ihrer ursprünglichen Glattflächigkeit verbleibt.
[0015] Zwischen seinen benachbart zur Wandung 3 bzw. zur Oberfläche 4 liegenden abgerundeten
Eckbereichen 17 weist der Außenmantel 6 eine im Querschnitt geradlinige bzw. in einer
zylindrischen Hüllfläche liegende Anlagefläche 16 auf, die durch die Basisseite des
dreieckförmigen Querschnittes gebildet sein kann und durch die beschriebenen Maßnahmen
praktisch abstandsfrei an der Oberfläche 4 anliegt. Während der Verflüssigung des
Befestigungsmittels 11 kriecht dieses unter dem entstehenden Kapillardruck zwischen
diese Anlagefläche 16 und die Oberfläche 4, so daß hier eine hauchdünne Zwischenschicht
entsteht, deren Dicke etwa der Weite eines Kapillarspaltes 18 für das Befestigungsfluid
entspricht und welche den Außenmantel 7 praktisch direkt mit der Wandung 3 legierend
verbindet.
[0016] Zur Herstellung der Heizvorrichtung 1 wird in der beschriebenen Weise der Heizkörper
6 in gleichmäßiger Verteilung auf einem Teil der Wandung 3 so angeordnet, daß deren
Enden für den Anschluß von Leitungen von Heizkörpern freibleiben. Zwischen die Abschnitte
14 des Heizkörpers 6 wird der flexible bzw. biegbare Wärmeleitkörper 10 gewickelt,
der bei ausreichender Biegefestigkeit ähnlich, wie anhand des Heizkörpers 6 beschrieben,
auf einen engeren Durchmesser wendelförmig vorgewickelt und dann gemeinsam mit dem
Heizkörper 6 oder nach bzw. vor diesem unter Aufweitung auf die Wandung 3 ge schoben,
so daß er nach Freigabe federnd in enge Anlage an die Oberfläche 4 springt. In Fig.
1 ist lediglich der Wärmeleitkörper 10, nicht jedoch das Befestigungsmittel 11 dargestellt.
Das Befestigungsmittel 11 kann entweder nach Art eines Bandes um den Wärmeleitkörper
10 gewickelt oder bereits in einem vorfertigenden Arbeitsgang mit diesem zu einem
beispielsweise plattierten Verbundkörper dadurch zusammengefaßt sein, daß es durch
Walzen o.dgl. wenigstens haftend mit dem Wärmeleitkörper 10 verbunden worden ist.
Die so vorbereitete Heizvorrichtung 1 wird beispielsweise in einem Lötofen mindestens
bis zur Schmelztemperatur des Befestigungsmittels erhitzt, so daß dieses von den
Bereichen zwischen den Abschnitten 14 in die Kapillarspalte 18 sowie durch die Perforationen
des Wärmeleitkörpers 10 fließt und nach Abkühlung in der beschriebenen Weise mit den
genannten Flächen innig verbunden ist. Über die Keilabschnitte 15 wird dem Heizkörper
6 unmittelbar im Anschluß an die Anlagefläche 16 verhältnismäßig viel Wärme entzogen
und direkt den benachbart zum Heizkörper 6 bzw. zum jeweiligen Abschnitt 14 liegenden
Zonen der Schicht 13 zugeführt, während gleichzeitig auch innerhalb der Wandung 3
von der Anlagefläche 16 in Richtung zu diesen Zonen Wärme abfließt, so daß an der
inneren Oberfläche 5 eine sehr homogene Temperaturverteilung erzielt werden kann.
[0017] In den Fig. 4 bis 6 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen
wie in den Fig. 1 bis 3, jedoch mit dem Index "a" verwendet. Bei dieser Ausführungsform
ist der Wärmeleitkörper 10a, der zweckmäßig mehr Volumenanteil als das Befestigungsmittel
11a einnimmt, durch ein relativ steifes, in seinem Querschnitt formstabiles Bandmaterial
aus einfachem Stahlblech o.dgl. gebildet, der eine Dicke im Bereich beispielsweise
von etwas weniger als 1 mm und mehr als 2 mm aufweisen kann. Er steht jedoch ebenfalls
gegenüber den von der Wandung 3a abgekehrten Querschnittsscheiteln 20 beträchtlich
zurück, weist nämlich eine gegenüber der Hälfte der Querschnittshöhe des Heizkörpers
6 kleinere Dicke auf, wobei die Dicke des Wärmeleitkörpers 10a wenigstens im Bereich
der an den Heizkörper 6 anschließenden Längskantenflächen 21 kleiner sein kann als
der Krümmungsradius der abgerundeten Bereiche 17a, so daß der Wärmeleitkörper 10a
zwischen benachbarte Abschnitte 14a federnd eingeschnappt werden kann. Die Längskantenflächen
21 reichen im wesentlichen bis unmittelbar seitlich an den Außenmantel 7a des Heizkörpers
6a. Auch die im Querschnitt geradlinige bzw. in einer zylindrischen Hüllfläche liegende
Flachseite 12a des Wärmeleitkörpers 10a liegt im wesentlichen über die gesamte Breite
des Wärmeleitkörpers 10a nur in einem im wesentlichen konstanten Kapillarspalt-Abstand
von der Oberfläche 4a, so daß diese Flachseite 12a in ihren nicht durchbrochenen Bereichen
über eine hauchdünne, im wesentlichen ununterbrochene Schicht 19 des Befestigungsmittels
nahezu unmittelbar berührend bzw. durch anlegierendes Eindiffundieren mit der Oberfläche
4a verbunden ist. Diese Schicht 19 geht lückenlos in die keilförmigen Abschnitte 15a
und von dort in die Kapillarspalte 18a über, wobei das Befestigungsmittel 11a den
jeweils von einem abgerundeten Eckbereich 17a, einer gegenüberliegenden Längskantenfläche
21 und der Oberfläche 4a begrenzten Raum vollständig ausfüllt und ebenfalls innig
mit der Längskantenfläche 21 verbunden ist. Rechts in Fig. 4 ist angedeutet, daß die
Längskantenfläche 21a auch an den Konturverlauf des gegenüberliegenden Eckbereiches
17a derart angepaßt sein kann, daß für den dem Abschnitt 15a entsprechenden Bereich
weniger Befestigungsmittel benötigt wird, weil dieser Bereich wenigstens teilweise
mit von dem Wärmeleitkörper 10a ausgefüllt ist. Die Längskantenfläche 21a kann dabei
derart schräggestellt ausgebildet sein, daß die Flachseite 19 des Wärmeleitkörpers
10a breiter als die von der Wandung 3a abgekehrte Seite ist oder sie kann so eng an
den Konturverlauf des Eckbereiches 17a angepaBt sein, daß nahezu nur noch ein Kapillarspalt
für die Aufnahme des Befestigungsmittels freibleibt. Mit dem Wärmeleitkörper 10a
können somit auch die Abschnitte 14a des Heizkörpers 6a vor der Befestigung an der
Wandung 3a genau auf Abstand gehalten werden.
[0018] Der Wärmeleitkörper 10a ist mit von seiner Flachseite 12a ausgehenden Öffnungen 22
versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Art einer Rasterlochung gleichmäßig
über die Grundfläche des Wärmeleitkörpers 10a verteilt und als über dessen gesamte
Dicke durchgehende Durchbrüche von konstanter Weite vorgesehen sind. Bei der Verflüssigung
kriecht das Befestigungsmittel bzw. das Befestigungsfluid auch wenigstens schichtartig
auf die diese Öffnungen 22 begrenzenden Oberflächen, wie auch auf alle übrigen Oberflächen,
so daß der Wärmeleitkörper 10a praktisch vollständig wenigstens von einer dünnen Schicht
des Befestigungsmittels 11a versiegelt wird. Je nachdem, welche Menge an Befestigungsmittel
11a verwendet wird, können die Öffnungen 22 auch teilweise oder vollständig mit dem
Befestigungsmittel verfüllt sein.
[0019] Wie insbesondere Fig. 6 zeigt, weist der Wärmeleitkörper 10a über seine Längskanten
21 gleichmäßig verteilte Sichtfenster 23 in Form randoffener Ausschnitte auf, die
beispielsweise V-förmig, rechteckig oder ähnlich sein können und dazu dienen, im
Bereich dieser Längskantenflächen 21 optisch auf einfache Weise feststellen zu können,
ob das Befestigungsmittel die an die Längskantenflächen 21 anschließenden Hohlräume
ausreichend verfüllt hat. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sichtfenster
23 durch die die Öffnungen 22 bildende Lochung dadurch gebildet, daß die Längskantenfläche
21 in einen Bereich gelegt ist, in welchem eine Reihe der Lochung so angeschnitten
ist, daß halbkreisförmige Sichtfenster 23 entstehen, die in einer dem Lochungsraster
entsprechenden Verteilung vorgesehen sind.
[0020] Wie Fig. 5 zeigt, kann der Wärmeleitkörper 10a mit dem als Schicht beispielsweise
durch Plattieren aufgebrachten Befestigungsmittel 11a bereits in einem vorfertigenden
Arbeitsgang verbunden sein, wobei das Befestigungsmittel 11a zweckmäßig vor dem
Herstellen der Lochung an der von der Flachseite 19 abgekehrten Seite des Wärmeleitkörpers
10a angebracht und dann die auch das Befestigungsmittel 11a durchsetzende Lochung
hergestellt wird. Dabei wird der Wärmeleitkörper 10a mit einer so großen Menge an
Befestigungsmittel 11a versehen, daß kein weiteres Lot zusätzlich noch zugeführt
werden muß, sondern daß das am Wärmeleitkörper 10a vorhandene Lot auch dafür ausreicht,
den Heizkörper 6a in der beschriebenen Weise zu befestigen. Da sich das Lot an der
von der Flachseite 19 abgekehrten Seite des Wärmeleitkörpers 10a befindet, fließt
es beim Schmelzen von dieser Seite durch die Öffnungen 22 und im Bereich der Längskantenfläche
21 zur Oberfläche 4a, wobei es die beschriebene Beschichtung des Wärmeleitkörpers
10a sowie die beschriebene Befestigung des Heizkörpers 6a und des Wärmeleitkörpers
10a bewirkt. Zwischen den Abschnitten des Heizkörpers kann auch ein Nickel- oder V2A-Netz
in Form beispielsweise eines Siebdrahtes angebracht und darum eine Lotfolie gewickelt
werden. Auch kann der Siebdraht in eine Kupferfolie eingewalzt werden. Besonders
zweckmäßig ist es, als Wärmeleitkörper einen gut wärmeleitenden Blechstreifen von
etwa 0,3 bis 0,5 mm Stärke zu verwenden. Die Breite des Wärmeleitkörpers kann zum
Beispiel etwa 6 mm betragen und er kann Lochungen von 2,5 bis 3 mm Durchmesser aufweisen,
wobei die Löcher beispielsweise in einem Abstand von 5 bis 6 mm vorgesehen sind.
Die Löcher können aber auch kleinere Durchmesser haben, wobei es besonders zweckmäßig
ist, wenn die Lochung siebartig auf das Befestigungsfluid wirkt.
[0021] Soll außer dem Heizkörper 6a an der Wandung 3a auch ein Temperaturfühler eines Temperaturreglers
bzw. eines Temperaturbegrenzers angebracht sein, so ist dieser zweckmäßig eben falls
auf der Oberfläche 4a angeordnet und durch einen länglichen, rohrförmigen Temperaturfühler
eines mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Systems gebildet. Der Temperaturfühler
kann dabei zweckmäßig in einem U-förmigen Tragprofil eingelegt sein, das mit der
Außenseite seines Quersteges über eine nur kapillarspaltdicke Schicht des Befestigungsmittels
an der Oberfläche 4a befestigt ist und dessen Profilschenkel eng anliegend so um
den Temperaturfühler herumgebogen werden können, daß dieser auf mehr als der Hälfte
seines Umfanges und seiner Länge, insbesondere im wesentlichen über seinen Gesamtumfang
und seine gesamte Länge von dem Tragprofil umschlossen ist. Liegt das Tragprofil mit
einem Profilschenkel unmittelbar benachbart zu einem Abschnitt 14a des Rohrheizkörpers,
so wird der Temperaturfühler auch von diesem Abschnitt 14a und nicht nur von der
Temperatur der Wandung 3a stark beeinflußt und er spricht somit bei Überhitzung besonders
schnell an. Um auch von den dem Temperaturfühler zugehörigen Abschnitten 14a des Heizkörpers
6a die Wärme besonders gut ableiten zu können, ist es statt dessen denkbar, das Tragprofil
bzw. den Temperaturfühler etwa in der Mitte zwischen zwei benachbarten Abschnitten
14a des Rohrheizkörpers anzuordnen, wobei die Anordnung unmittelbar auf der zugehörigen
Seite des Wärmeleitelementes 10a oder aber auf der Oberfläche 4a derart erfolgen kann,
daß das Tragprofil an mindestens einer Seite von einem entsprechend schmaleren Wärmeleitelement
flankiert ist, das einerseits der Wärmeverteilung in der Wandung 3a und andererseits
als Wärmeleitbrücke zwischen dem Temperaturfühler und dem zugehörigen Abschnitt 14a
des Heizkörpers 6a dient. Das Tragprofil kann auch rohrförmig sein.
1. Heizvorrichtung mit einer Wandung (3) und einem Heizkörper (6), dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest teilweise eine Einrichtung zur Wärmeverteilung vorgesehen ist.
2. Heizvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
einen Außenmantel (7, 7a) aufweisenden elektrische Heizkörper (6, 6a) an der Oberfläche
der zu beheizenden Wandung (3, 3a) angebracht ist, daß seitlich benachbart zu mindestens
einem langgestreckten Abschnitt (14, 14a) des Heizkörpers (6, 6a) ein Wärmeleitkörper
(10, 10a) liegt und daß ein lotartiges Befestigungsmittel (11, 11a) vorgesehen ist,
das in einem Schmelzzustand ein Befestigungsfluid bildet und das den Außenmantel (7,
7a) des Heizkörpers (6, 6a) sowie den Wärmeleitkörper (10, 10a) mit der Oberfläche
(4, 4a) der Wandung (3, 3a) verbindet, wobei vorzugs weise der Wärmeleitkörper (10,
10a) mit einer Flachseite (12, 12a) annähernd parallel zur Oberfläche (4, 4a) der
Wandung (3, 3a) liegt und diese Flachseite (12, 12a) über eine dünne, im wesentlichen
ununterbrochene Schicht (13, 19) des Befestigungsmittels (11, 11a) unmittelbar an
die Oberfläche (4, 4a) der Wandung (3, 3a) anschließt.
3. Heizvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wärmeleitkörper (10a) mit mindestens einer Längskantenfläche (21) im wesentlichen
unmittelbar seitlich an den Außenmantel (7a) des Heizkörpers (6a) anschließt und vorzugsweise
über die Länge verteilte Ausschnitte als Sichtfenster (23) an dieser Längskantenfläche
(21) aufweist.
4. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (10a) gegenüber den von der Wandung (3a) abgekehrten
Querschnitts-Scheiteln (20) des Heizkörpers (6a) zurücksteht, insbesondere eine gegenüber
der Hälfte der Querschnittshöhe des Heizkörpers (6a) kleinere Dicke aufweist, die
vorteilhaft wenigstens im Bereich der an den Heizkörper (6a) anschließenden Längskantenfläche
(21) kleiner ist als der Krümmungsradius von abgerundeten Eckbereichen (17a) des
Querschnittes des Heizkörper-Außenmantels (7a) und daß vorzugsweise der Abstand
der Flachseite (12a) des Wärmeleitkörpers (10a) und/oder einer im Querschnitt zu
dieser Flachseite (12a) etwa parallelen Anlagefläche (16a) des Heizkörper-Außenmantels
(7a) von der Oberfläche (4a) der Wandung (3a) höchstens der Weite eines Kapillarspaltes
(18a) für das Befestigungsfluid entspricht.
5. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Längskantenfläche (21) des Wärmeleitkörpers (10a)
über das Befestigungsmittel (11a) unmittelbar mit der gegenüberliegenden Zone des
Heizkörper-Außenmantels (7a) verbunden ist, wobei vorzugsweise ein im Querschnitt
von der Längskantenfläche (21), der gegenüberliegenden Zone des Heizkörper-Außenmantels
(7a) und ggf. der Oberfläche (4a) der Wandung (3a) begrenzter Raum vollständig mit
dem Befestigungsmittel verfüllt ist.
6. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (10a) von seiner Flachseite (12a) ausgehende
Öffnungen (22), insbesondere über seine Dicke durchgehende bzw. rasterartig gleichmäßig
verteilte oder wenigstens teilweise mit dem Befestigungsmittel (11a) verfüllte Durchbrüche
aufweist und vorzugsweise durch ein Lochblech, ein Netz, einen Siebdraht, ein Streckmetall
oder einen ähnlich strukturierten Flächenkörper gebildet ist, wobei der Wärmeleitkörper
(10a) vorzugsweise vollständig mit dem Befestigungsmittel (11a) beschichtet ist und
insbesondere aus einfachem Stahl besteht.
7. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Heizkörper (6a) und/oder der Wärmeleitkörper (10a), insbesondere
in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung, an der wenigstens in seinen Bereichen
glattflächigen Oberfläche (4a), vorzugsweise an einer Außenfläche der Wandung (3a)
angebracht ist, die von einer zur Beheizung eines Mediums bestimmten inneren Oberfläche
(5a) der Wandung (3a) abgekehrt ist.
8. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandung (3a) durch eine Rohrwandung, insbesondere eines Durch-
bzw. Umlauferhitzers, gebildet und wenigstens an der inneren Oberfläche (5a) kontinuierlich
glattflächig ist und/oder daß der Heizkörper (6a) durch einen Rohrheizkörper gebildet
ist, der vorzugsweise wendelförmig mit nebeneinanderliegenden Abschnitten (14a) angeordnet
ist.
9. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (10a) zwischen benachbarten Abschnitten (14a)
des Heizkörpers (6a) streifenförmig durchgeht und im Bereich des Heizkörpers (6a)
vorzugsweise unterbrochen ist.
10. Heizvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (10a) mit dem Befestigungsmittel (11a) als
vorgefertigter, insbesondere plattierter, bandförmiger Verbundschichtkörper ausgebildet
ist, der auf die Wandung (3a) gelegt bzw. gewickelt ist und das zwischen den Heizkörper
(6a) und die Wandung (3a) fließende Befestigungsmittel, vorzugsweise an seiner von
der Flachseite (12a) abgekehrten Seite enthält.