Elektrisches Widerstandsheizelement für eine Heizeinrichtung zum Erhitzen eines strömenden gasförmigen Mediums

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstandsheizelement für eine Heizeinrichtung, mit mindestens einem Strömungskanal, durch den das strömende gasförmige Medium von einer Kanaleintrittsseite zu einer Kanalaustrittsseite des Widerstandsheizelementes gelangen kann, und mit mindestens einem sich im wesentlichen in Richtung des Strömungskanals erstreckenden Heizwiderstand, an dem das Medium vorbeiströmt und dabei erhitzt wird. Der Heizwiderstand ist stabförmig ausgebildet und aus einem elektrisch leitfähigen Keramikmaterial hergestellt. Das elektrische Widerstandsheizelement ist zur Anordnung in einem Heizrohr vorgesehen, an dessen einem Ende beispielsweise Luft eingeblasen wird. Am anderen Ende des Heizrohrs tritt der erhitzte Luftstrom aus.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstandsheizelement für eine Heizeinrichtung zum Erhitzen eines gasförmigen Mediums, mit mindestens einem Strömungskanal, durch den das strömende gasförmige Medium von einer Kanaleintrittsseite zu einer Kanalaustrittsseite des Widerstandsheizelementes gelangen kann und mit mindestens einem sich im wesentlichen in Richtung des Strömungskanals erstreckenden Heizwiderstand, an dem das Medium vorbeiströmt und dabei erhitzt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Heizeinrichtung für ein strömendes gasförmiges Medium, die mit einem solchen elektrischen Widerstandsheizelement ausgestattet ist.

[0002] Unter Heizeinrichtungen werden in diesem Zusammenhang insbesondere Heizgeräte, -module oder -systeme verstanden, bei dem das elektrische Widerstandsheizelement in einem Heizrohr angeordnet ist. An dessen einem Ende wird beispielsweise Luft oder Gas eingeblasen und an dem anderen Ende tritt der erhitzte Luft- oder Gasstrom aus. Dabei kann der Luftstrom von einem an der Heizeinrichtung vorgesehenen Gebläse erzeugt oder der Heizeinrichtung von einem externen Luftstromerzeuger zugeführt werden bzw. der Gasstrom von einem vorzugsweise unter Überdruck stehenden Gasreservoir ausgehen.

[0003] Derartige Heizeinrichtungen sind allgemein bekannt und finden umfangreiche Anwendungen in Industrie und Handwerk. Zur Erzeugung eines heißen Luft- oder Gasstromes wird bei diesen Einrichtungen ein kalter Strom des gasförmigen Mediums an das Widerstandsheizelement herangeführt und anschließend durch das bestromte Heizelement und/oder an diesem entlang geführt, wobei das kalte Medium durch Kontakt mit dem heißen Heizwiderstand zunehmend von der Eintrittsseite zu der Austrittsseite des Heizwiderstandes erhitzt wird. Das strömende gasförmige Medium passiert dabei das Heizelement in einem oder mehreren Strömungskanälen, die den mindestens einen Heizwiderstand umschließen.

[0004] Aus der DE 198 39 044 A1 ist eine derartige Heizeinrichtung in Form einer Heißlufteinrichtung bekannt, bei der sich das Widerstandsheizelement in einem Heizrohr befindet. An der der Luftaustrittsseite des Heizelementes zugeordneten Seite des Heizrohres können üblicherweise verschiedene Düsen angeschlossen werden. Das Heizelement weist einen Träger aus einem hochtemperaturbeständigen Keramikmaterial auf, der über einen zentralen Stift an einem dem Gebläse zugewandten Seite angeordneten Anschlusskopf gehalten ist. Über diesen Anschlusskopf erfolgt auch der elektrische Anschluss des Heizwiderstandes, der von sich spiralförmig in einem zentralen Luftkanal erstreckenden Heizdrähten gebildet ist. Auf der Luftaustrittsseite des Heizelementes befindet sich noch eine dünne Abschlusskeramikplatte, die ebenfalls von dem zentralen Stift gehalten ist. Sowohl der Anschlusskopf wie auch die Abschlussplatte weisen Durchtrittsöffnungen für den Luftstrom auf, so dass dieser ungehindert den Luftkanal mit dem Heizwiderstand passieren kann.

[0005] Werden die dabei verwendeten Widerstandsheizelemente eine gewisse Zeit ohne ausreichenden Luftstrom betrieben, so brennt in der Regel der Heizdraht durch. Das Heizelement ist damit unbrauchbar. Der zu geringe Luftstrom kann beispielsweise durch Ausfall des Gebläses oder durch Verengung des Lufteintritts-oder Luftaustrittsquerschnittes der Heißlufteinrichtung verursacht werden. Aus diesem Grund sind zum Schutz des Heizdrahtes vor unerwünschter Überhitzung besondere elektrische Schutzmaßnahmen erforderlich. Dazu weisen die auf dem Markt erhältlichen Heizlufteinrichtungen üblicherweise einen Thermosensor oder -schalter auf, der die Stromzufuhr zu dem Heizwiderstand bei Überhitzungsgefahr drosselt oder unterbricht.

[0006] Der folgenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes elektrisches Widerstandsheizelement für eine Heizeinrichtung für ein gasförmiges strömendes Medium vorzuschlagen, bei dem die Gefahr der Überhitzung auch ohne besondere Schutzmaßnahmen reduziert ist.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Widerstandsheizelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Heizeinrichtung für ein strömendes gasförmiges Medium gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0008] Gemäß der Erfindung ist der Heizwiderstand des elektrischen Widerstandsheizelementes stabförmig ausgebildet und weist ein elektrisch leitfähiges Keramikmaterial zur Stromleitung auf. Dabei kann das leitfähige Keramikmaterial allein den keramischen Heizwiderstand bilden oder als Ummantelung eines Keramikstabes aus einem elektrisch nicht leitfähigen Keramikmaterial vorgesehen sein. Unter stabförmiger Heizwiderstand wird in diesem Zusammenhang ein massiver Heizwiderstand verstanden, dessen Längserstreckung gegenüber der Quererstreckung deutlich größer ausgebildet ist. Dabei ist die Querschnittsform beliebig und kann auch über die Längserstreckung variieren. Der Heizwiderstand kann in Längsrichtung auch zwei oder mehr parallel zueinander verlaufende Abschnitte aufweisen, die derart miteinander verbunden sind, dass sie einen Strompfad bilden.

[0009] Ein solcher Heizwiderstand hat eine hohe mechanische sowie elektrische Verschleiß- und Überhitzungsfestigkeit, was eine lange Nutzungsdauer ermöglicht. Die verwendeten Keramikmaterialien weisen außerdem exzellente Eigenschaften bezüglich der Wärme- und der elektrischen Leitfähigkeit auf. Dabei kann der Stromfluss durch den Heizwiderstand durch die Leitfähigkeit der Keramik sowie durch die Geometrie des keramischen Heizstabes beeinflusst werden. Die Leitfähigkeit der Keramik ist durch Änderung ihrer leit- und nichtleitfähigen Stoffanteile in einem weiten Bereich einstellbar. Weiterer Vorteil ist, dass gegenüber bekannten Heizelementen höhere Temperaturen und schnellere Temperaturänderungen möglich sind.

[0010] Das erfindungsgemäße elektrische Heizelement ist beispielsweise für einen Lufterhitzer vorgesehen, der mit den üblichen Spannungen von 48V, wie sie in Schiffen oder Flugzeugen vorkommen, bzw. von 110 V, 230 V oder 380 V, wie sie das Stromnetz von Netzbetreibern zur Verfügung stellt, betrieben werden kann. Dazu muss der elektrische Widerstand des keramischen stabförmigen Heizwiderstandes genügend groß sein. Dies kann einerseits mit einem hohen spezifischen Widerstand des elektrisch leitenden Keramikmaterials und/oder andererseits durch das geometrische Design des keramischen Heizwiderstandes erreicht werden.

[0011] Bevorzugt wird eine Ausführungsform des elektrischen Widerstandsheizelementes, bei der das leitfähige Keramikmaterial einen spezifischen Widerstand zwischen 0,01 und 1,0 Ω·cm aufweist und/oder das Verhältnis der Länge zu der Querschnittsfläche des Keramikmaterials des Heizwiderstandes zwischen 1 und 500 cm^-1 beträgt.

[0012] Wegen der erreichbaren spezifischen Widerstandswerte und der Betriebsspannungen müssen längliche Heizelemente für das erfindungsgemäße Widerstandsheizelement vorgesehen werden. Um eine aufwändige elektrische Verbindungstechnik auf der im Betrieb heißeren Seite des Heizwiderstandes, also an der Kanalaustrittsseite des elektrischen Widerstandsheizelementes zu vermeiden, ist der stabförmige Heizwiderstand vorteilhafterweise U-förmig ausgebildet. Dies verdoppelt die Länge des keramischen Heizstabes und somit dessen elektrischer Widerstandswert. Zur weiteren Erhöhung des elektrischen Widerstandes des Widerstandsheizelementes und zur Vergrößerung der Kontaktfläche zu dem strömenden gasförmigen Medium können mehrere, vorzugsweise U-förmige Heizwiderstände vorgesehen sein. Diese können abhängig von der Spannungsversorgungshöhe und der gewünschten Leistung elektrisch seriell oder parallel zusammengeschaltet sein.

[0013] Zur elektrischen Kontaktierung der stabförmigen Heizwiderstände werden deren Ende zweckmäßigerweise mit einer Metallschicht versehen. Diese kann beispielsweise durch Bedampfen oder Sputtern aufgebraucht werden. Bevorzugt wird eine Metallpaste verwendet, die typischerweise Silber enthält und eventuell noch ein weiteres Edelmetall, wie z. B. Platin oder Palladium.

[0014] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der keramische Heizwiderstand von einer an der Kanaleintrittsseite und der Kanalaustrittsseite des Widerstandsheizelementes angeordneten Trägerplatte gehalten, die jeweils aus einem nicht elektrisch leitfähigen Keramikmaterial geformt sind. Die Trägerplatten weisen bis auf die elektrische Leitfähigkeit ähnliche spezifische Stoffmerkmale auf wie der keramische Heizstab.

[0015] Außerdem weisen die Trägerplatten vorzugsweise an die Querschnittsform des Heizwiderstandes angepasste Ausnehmungen zur Aufnahme der Enden des Heizwiderstandes auf, sowie Durchbrüche, durch die der Strom des gasförmigen Mediums hindurchtreten kann.

[0016] Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Widerstandsheizelement mehrere keramische Heizstäbe auf, die konzentrisch um das Zentrum des Heizelementes angeordnet sind. Dabei ist jeder U-förmige Heizwiderstand mit seinen vorderen und hinteren Endabschnitten in den Ausnehmungen der Trägerplatten formschlüssig gehalten, wobei die Trägerplatten durch einen gemeinsamen zentralen sich axial erstreckenden Stift aneinander festgelegt sind. Durch die Ausnehmungen der kanaleintrittsseitigen Trägerplatte sind die Heizwiderstände miteinander und mit den Stromzuleitungen elektrisch verbunden. Des weiteren kann der Strom des Mediums den Strömungskanal, der sich zwischen den beiden Trägerplatten erstreckt und in dem der mindestens eine Heizwiderstand angeordnet ist, durch die Durchbrüche der beiden Trägerplatten passieren.

[0017] Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Heizwiderstandselementes ist der Heizwiderstand stoffschlüssig mit den Trägerplatten verbunden. Um die länglichen Heizwiderstände mit den Trägerplatten in Position zu halten, können diese vor, durch oder nach dem Sintern fest miteinander verbunden werden. Im Unterschied zu den klassischen elektrischen Widerstandsheizelementen sind die so hergestellten Heizelemente selbsttragend und müssen nicht durch ein zusätzliches Element geführt oder gestützt werden. Die Trägerplatten, die die keramischen Heizwiderstände an den beiden Seiten halten, müssen Temperaturen bis weit über 1000 °C, beispielsweise an der Luftaustrittsseite des Widerstandsheizelementes aushalten.

[0018] Der U-förmige keramische Heizwiderstand kann eine ebene oder eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Heizwiderstand Vertiefungen und/oder Erhöhungen aufweist, um die Oberfläche für den Kontakt mit dem Strom des gasförmigen Mediums gegenüber einer ebenen Oberfläche zu vergrößern. Durch die komplexere Geometrie wird neben einer möglichst großen Oberfläche für den Wärmeaustausch mit dem strömenden Medium auch erreicht, dass die in dem Strömungskanal an dem Heizwiderstand vorbeiströmende Medium verwirbelt wird. Dies bewirkt, dass der gesamte Medienstrom gleichmäßig und homogen erwärmt wird.

[0019] Vorteilhafterweise ist das leitfähige Keramikmaterial des Heizwiderstandes eine Mischkeramik mit einer leitfähigen und einer nichtleitfähigen Komponente, wobei die leitfähige Keramikkomponente einen positiven Temperaturkoeffizienten zwischen 0 und 10000 ppm/K aufweist. Als leitfähige Keramikkomponente ist vorzugsweise Molybdändisilizid (MoSi₂) und als nichtleitfähige Keramikkomponente vorzugsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) vorgesehen.

[0020] Der vorzugsweise positive Temperaturkoeffizient sollte nicht zu steil ansteigen, da sich sonst Hot Spots bilden können. Auch sollte innerhalb der Gebrauchstemperatur bis etwa 1500 °C keine steile Flanke des spezifischen Widerstandes auftreten, wie es bei manchen elektrisch leitfähigen Keramiken mit positiven Temperaturkoeffizienten der Fall ist. Die Mischkeramik kann auch noch weitere Additive für die Verbesserung der Sinterfähigkeit oder der Stabilität aufweisen. Es ist auch möglich, das Aluminiumoxid durch andere isolierende Keramiken wie z. B. Oxid- oder Nitrid- oder Silikatkeramiken partiell zu substituieren. Durch den Anteil der leitenden Komponente kann der spezifische Widerstand des Materials in einem gewissen Bereich eingestellt werden. Ein Anteil von 20 bis 30 % Molybdändisilizid in der Mischkeramik hat sich als ideal herausgestellt. Damit können spezifische Widerstände zwischen 0,01 und 1,0 Ω·cm bei Raumtemperatur erreicht werden, die sich bis zu 1000 °C um den Faktor drei oder mehr erhöhen.

[0021] Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung, beispielsweise für eine Heißlufteinrichtung, mit einem in einem Strom des gasförmigen Mediums angeordneten Widerstandsheizelement, das von einem Heizrohr umgriffen ist, weist ein erfindungsgemäßes elektrisches Widerstandsheizelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 auf. An dem einen Ende des Heizrohres wird beispielsweise Luft oder Gas eingeblasen und an dem anderen Ende des Heizrohrs tritt der erhitzte Luft- bzw. Gasstrom aus. Dabei kann der Luft- oder Gasstrom von einem an der Heizeinrichtung vorgesehenen Gebläse erzeugt oder der Heizeinrichtung von extern zugeführt werden.

[0022] Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen. Die einzelnen Merkmale der Erfindung können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind zum Erhitzen eines Luftstroms vorgesehen. Es stellen dar:

Figur 1

ein erfindungsgemäßes Widerstandsheizelement in einer Schnittdarstellung;

Figur 2

die Trägerplatten aus Figur 1 in Draufsicht;

Figur 3

den Heizwiderstand aus Figur 1 in perspektivischer Ansicht;

Figur 4

eine zweite Ausführungsform eines Heizwiderstandes mit glatter Oberfläche;

Figur 5

eine dritte Ausführungsform eines Heizwiderstandes mit strukturierter Oberfläche;

Figur 6

eine zweite Ausführungsform einer Trägerplatte passend zu den Heizwiderständen gemäß Figur 5;

Figur 7

eine erste erfindungsgemäße Heizeinrichtung in perspektivischer Ansicht; und

Figur 8

eine zweite erfindungsgemäße Heizeinrichtung in perspektivischer Ansicht.

[0023] Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Widerstandsheizelementes 1 mit vier Heizwiderständen 2 in einer Achsschnittdarstellung, von denen in der Zeichnung nur zwei sichtbar sind. Die Heizwiderstände 2 sind im wesentlichen stabförmig ausgebildet und weisen vordere und hintere Endabschnitte 3, 4 auf. Die hinteren Endabschnitte 4 sind einer Lufteintrittsseite 5 und die vorderen Endabschnitte einer Luftaustrittsseite 6 des Widerstandsheizelementes 1 zugeordnet. Die Heizwiderstände 2 sind dabei U-förmig mit ebener Oberfläche 7 ausgebildet und weisen Enden 8, 8', Schenkel 9, 9' sowie eine die Schenkel 9, 9' verbindende Basis 10 auf. Die Enden 8' der Heizwiderstände 2 sind mittels einer elektrischen Brücke 11 elektrisch leitend verbunden. Zu den Enden 8 der Heizwiderstände 2 führen elektrische Zuleitungen 12.

[0024] Die Heizwiderstände 2 sind von einer vorderen und hinteren Trägerplatte 13, 14 gehalten. Die Basis 10 ist mit der luftaustrittsseitigen vorderen Trägerplatte 13 formschlüssig in Eingriff, die beiden gegenüberliegenden Enden 8, 8' mit der lufteintrittsseitigen hinteren Trägerplatte 14. Die Trägerplatten 13, 14 sind mit einem zentralen, vorzugsweise vierkantigen Stift 15 aneinander festgelegt. Die Heizwiderstände 2 erstrecken sich in einen Luftkanal 16, der stirnseitig von den Trägerplatten 13, 14 und umfangsseitig von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Heizrohr begrenzt wird, sobald das Heizelement 1 in eine Heißlufteinrichtung eingebaut ist.

[0025] Das elektrische Widerstandsheizelement hat wie aus den Figuren 1, 2 ersichtlich, eine längliche im wesentlichen zylindrische Form. Figur 2 zeigt die als runde Flachscheibe ausgeführten Trägerplatten 13, 14, die aus einem elektrisch nicht leitfähigen Keramikmaterial hergestellt sind, in Draufsicht. Gezeigt wird die den Heizwiderständen 2 zugeordnete Innenseite. Die Trägerplatten 13, 14 weisen Ausnehmungen 17 mit Löchern 18 zur Aufnahme der vorderen und hinteren Endabschnitte 3, 4 der Heizwiderstände 2 auf. Des weiteren ist ein zentrales Befestigungsloch 20 für den die Trägerplatten 13, 14 verbindenden Stift 15 ausgebildet. Die Löcher 18 der Ausnehmungen 17 ermöglichen den elektrischen Anschluss der Heizwiderstände 2.

[0026] Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform des U-förmigen Heizwiderstandes 2 aus einem elektrisch leitfähigen Keramikmaterial. Die Schenkel 9, 9' sowie die Basis 10 haben eine quadratische Querschnittsform und liegen in einer Ebene. Die Oberfläche 7 ist eben.

[0027] In Figur 4 ist eine zweite Variante des in der Figur 3 gezeigten Heizwiderstandes 2 dargestellt, bei der Schenkel 9 eine rechteckige und der Schenkel 9' sowie die Basis 10 eine dreieckige Querschnittsform aufweisen, so dass sie zusammen ein Zylindersegment bilden, das einem Achtel eines geraden Kreiszylinders entspricht. Die Oberflächen 7 der Schenkel 9, 9' sind eben und zueinander geneigt ausgeführt.

[0028] Figur 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des U-förmigen Heizwiderstandes 2. Die Schenkel 9, 9' und die Basis 10 haben eine im wesentlichen dreieckige Querschnittsform. Sie sind derart ausgeführt, dass sie zusammen ein Zylindersegment bilden, das einem Viertel eines Kreiszylinders entspricht. Die Oberfläche 7 der Schenkel 9, 9' ist strukturiert. Sie weist Vertiefungen 21 und Erhöhungen 22 auf, um die Oberfläche 7 für den Kontakt mit den Luftstrom zu vergrößern. Außerdem bewirkt die strukturierte Oberfläche 7 vorteilhafterweise eine Verwirbelung des Luftstroms und damit eine gleichmäßige Erwärmung.

[0029] Figur 6 zeigt die zu dem in der Figur 5 gezeigten Heizwiderstand 2 passenden Trägerplatten 13, 14. Die Trägerplatten 13, 14 weisen eine umlaufende, im wesentliche viereckige Ausnehmung 17 auf und sind zur stoffschlüssigen Verbindung mit den Heizwiderständen 2 geeignet. Dazu werden die Heizwiderstände 2 in den Ecken 23 der Ausnehmung 17 angeordnet. Im übrigen weisen die Trägerplatten 13, 14 noch Durchbrüche 19 für den Luftstrom und die ausgebildeten Ausnehmung 17 Löcher 18 für die elektrische Verbindung der Heizwiderstände 2 auf.

[0030] Die zu dem in der Figur 4 gezeigten Heizwiderstand 2 passenden Trägerplatten 13, 14 sind zeichnerisch nicht dargestellt. Sie können ähnlich den in der Figur 6 dargestellten Trägerplatten 13, 14 ausgebildet sein, wobei die Form der Ausnehmung 17 an die unterschiedliche Querschnittsform des Zylindersegments des Heizwiderstandes 2 angepasst ist.

[0031] Die Figuren 7, 8 zeigen zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Heißlufteinrichtungen 24, 25. Bei der in der Figur 7 dargestellten Heißlufteinrichtung 24 handelt es sich um ein an einem Maschinengestell anflanschbares Heißluftgerät ohne integriertes Gebläse. Der Luftstrom wird der Heißlufteinrichtung 24 von extern zugeführt. Die in der Figur 8 gezeigte Heißlufteinrichtung 25 ist mit einem internen Gebläse ausgestattet und kann als handführbares Heißluftgerät verwendet werden. Ansonsten sind die beiden Geräte im wesentlichen gleich ausgebildet. Sie weisen ein Gehäuse 26 mit einem vorderen Heizrohr 27 auf. In dem Heizrohr 27 ist das erfindungsgemäße Widerstandsheizelement 1 in der Zeichnung nicht sichtbar eingebaut. Dabei weist die Luftaustrittsseite 6 des Widerstandsheizelementes 1 zu der Luftaustrittsöffnung 28 des Heizrohres 27 und die Lufteintrittsseite 5 zum hinteren Ende des Gehäuses 26. Über das Gehäuse 26 werden die Heizwiderstände 2 des Widerstandsheizelementes 1 mit elektrischer Spannung versorgt.

Ansprüche

1. Elektrisches Widerstandsheizelement (1) für eine Heizeinrichtung (24, 25) zum Erhitzen eines gasförmigen Mediums, mit mindestens einem Strömungskanal (16), durch das strömende gasförmige Medium von einer Kanaleintrittsseite (5) zu einer Kanalaustrittsseite (6) des Widerstandsheizelementes (1) gelangen kann, und mit mindestens einem sich im wesentlichen in Richtung des Strömungskanals (16) erstreckenden Heizwiderstand (2), an dem das Medium vorbeiströmt und dabei erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) stabförmig ausgebildet ist und ein elektrisch leitfähiges Keramikmaterial zur Stromleitung aufweist.

2. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Keramikmaterial einen spezifischen Widerstand zwischen 0,01 und 1,0 Ω·cm aufweist.

3. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge zu der Querschnittsfläche des Keramikmaterials des Heizwiderstandes zwischen 1 und 500 cm^-1 beträgt.

4. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.

5. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) von einer an der Kanaleintrittsseite (5) und der Kanalaustrittsseite (6) des Widerstandsheizelementes (1) angeordneten Trägerplatte (13, 14) gehalten ist, die jeweils aus einem nicht elektrisch leitfähigen Keramikmaterial geformt sind.

6. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (13, 14) an die Querschnittsform des Heizwiderstandes (2) angepasste Ausnehmungen (17) zur Aufnahme der Enden (8, 8', 10) des Heizwiderstandes (2) aufweisen, sowie Durchbrüche (19), durch die der Strom des gasförmigen Mediums hindurchtreten kann.

7. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) stoffschlüssig mit den Trägerplatten (13, 14) verbunden ist.

8. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) Vertiefungen (21) und/oder Erhöhungen (22) aufweist, um die Oberfläche (7) für den Kontakt mit dem Strom des gasförmigen Mediums gegenüber einer ebenen Oberfläche zu vergrößern.

9. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Keramikmaterial eine Mischkeramik mit einer leitfähigen und einer nicht leitfähigen Komponente ist, wobei die leitfähige Keramikkomponente einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, und wobei die leitfähige Keramikkomponente vorzugsweise Molybdändisilizid (MoSi₂) und die nicht leitfähige Keramikkomponente vorzugsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist.

10. Heizeinrichtung (24, 25) für ein strömendes gasförmiges Medium, mit einem in einem Strom des gasförmigen Mediums angeordneten elektrischen Heizelement (1), das von einem Heizrohr (27) umgriffen ist, an dessen einem Ende beispielsweise Luft oder Gas eingeblasen wird, wobei der Luftstrom von einem an der Heizeinrichtung (25) vorgesehenen Gebläse erzeugt oder der Heizeinrichtung (24) von einem externen Luftstromerzeuger zugeführt werden oder der Gasstrom von einem vorzugsweise unter Überdruck stehenden Gasreservoir ausgehen kann, gekennzeichnet durch ein Widerstandheizelement (1) gemäß einem der vorangegangen Ansprüche 1 bis 9.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.

1. Elektrisches Widerstandsheizelement (1) zum Erhitzen eines gasförmigen Mediums, mit mindestens einem sich im wesentlichen in Längsrichtung des elektrischen Widerstandsheizelements (1) erstreckenden Heizwiderstand (2), an dem das Medium vorbeiströmt und dabei erhitzt wird, und mit mindestens einem sich entlang dem Heizwiderstand (2) erstreckenden Strömungskanal (16), durch den das Medium von einer Kanaleintrittsseite (5) zu einer Kanalaustrittsseite (6) des Widerstandsheizelementes (1) gelangen kann, wobei der Heizwiderstand (2) ein elektrisch leitfähiges Keramikmaterial zur Stromleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) stabförmig ausgebildet und von an der Kanaleintrittsseite (5) und der Kanalaustrittsseite (6) des Widerstandsheizelementes (1) angeordneten Trägerplatten (13, 14) gehalten ist, in denen sich der Strömungskanal (16) fortsetzt, und dass der Heizwiderstand (2) mit den Trägerplatten (13, 14) an seinen Enden (8, 8', 10) formschlüssig in Eingriff ist.

2. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Keramikmaterial einen spezifischen Widerstand zwischen 0,01 und 1,0 Ω·cm aufweist.

3. Widerstandsheizelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge zu der Querschnittsfläche des Keramikmaterials des Heizwiderstandes zwischen 1 und 500 cm^-1 beträgt.

4. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.

5. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (13, 14) jeweils aus einem nicht elektrisch leitfähigen Keramikmaterial geformt sind.

6. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (13, 14) an die Querschnittsform des Heizwiderstandes (2) angepasste Ausnehmungen (17) zur Aufnahme der Enden (8, 8', 10) des Heizwiderstandes (2) aufweisen, sowie Durchbrüche (19), durch die der Strom des gasförmigen Mediums hindurchtreten kann.

7. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) stoffschlüssig mit den Trägerplatten (13, 14) verbunden ist.

8. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (2) Vertiefungen (21) und/oder Erhöhungen (22) aufweist, um die Oberfläche (7) für den Kontakt mit dem Strom des gasförmigen Mediums gegenüber einer ebenen Oberfläche zu vergrößern.

9. Widerstandsheizelement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Keramikmaterial eine Mischkeramik mit einer leitfähigen und einer nicht leitfähigen Komponente ist, wobei die leitfähige Keramikkomponente einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, und wobei die leitfähige Keramikkomponente vorzugsweise Molybdändisilizid (MoSi₂) und die nicht leitfähige Keramikkomponente vorzugsweise Aluminiumoxid (AL₂O₃) ist.

10. Heizeinrichtung (24, 25) zum Erhitzen eines strömenden gasförmigen Mediums, mit einem in einem Strom des gasförmigen Mediums angeordneten elektrischen Heizelement (1), das von einem Heizrohr (27) umgriffen ist, wobei der Strom von einem an der Heizeinrichtung (25) vorgesehenen Gebläse erzeugt oder von einem externen unter Überdruck stehenden Reservoir ausgehen kann, gekennzeichnet durch ein Widerstandheizelement (1) gemäß einem der vorangegangen Ansprüche 1 bis 9.

Zeichnung