DE102005036465A1 - Steep bath warmer, has heating unit with ceramic isolated heat conductor that is arranged in dipper tube, is rolled up on heat conducting carrier and is designed from elongated resistance wire - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tauchbadwärmer mit einem in einem Tauchrohr angeordneten elektrischen Heizeinsatz.The The invention relates to a Tauchbadwärmer with one in a dip tube arranged electric heating insert.
Ein
derartiger Tauchbadwärmer
ist beispielsweise aus der
Der Heizeinsatz weist üblicherweise einen beheizten und einen unbeheizten Längsbereich auf, an dem endseitig eine Verbindung zu einer Klemmstelle angeordnet ist. Das den Heizeinsatz umhüllende Tauchrohr ist derart aufgebaut, dass ein Zutritt der zu beheizenden Flüssigkeit an den Heizeinsatz sicher verhindert ist. Ein enger Kontakt des Heizeinsatzes zur Innenoberfläche des Tauchrohres stellt dabei eine zuverlässige Wärmeableitung über das Tauchrohr an die umgebende Flüssigkeit sicher.Of the Heating insert usually shows a heated and an unheated longitudinal area on, at the end a connection to a nip is arranged. The heating insert enveloping Immersion tube is constructed such that an access to be heated liquid is reliably prevented on the heating insert. A close contact of the Heating insert to the inner surface the immersion tube provides a reliable heat dissipation over the Immersion tube to the surrounding liquid for sure.
Bei dem bekannten Tauchbadwärmer ist der Heizeinsatz aufgebaut aus einem elektrisch isolierten Heizleiterträger, z.B. einer Oxidkeramik, in den elektrisch nicht isolierte Heizleiterdrähte als Heizwendeln eingebracht sind. Durch Aufheizung der Heizwendeln bis zur Glühtemperatur wird die Wärmeenergie über Wärmeleitung und Wärmestrahlung an den Heizleiterträger und das diesen umhüllende Tauchrohr abgegeben.at the well-known Tauchbadwärmer the heating element is constructed of an electrically insulated Heizleiterträger, e.g. an oxide ceramic, in the electrically non-insulated Heizleiterdrähte than Heating coils are introduced. By heating the heating coils up to the annealing temperature The heat energy is transferred via heat conduction and heat radiation to the Heizleiterträger and that enveloping it Submerged dip tube.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tauchbadwärmer mit einem besonders geeigneten Heizeinsatz anzugeben.Of the Invention is the object of a Tauchbadwärmer with specify a particularly suitable heating insert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu weist der Tauchbadwärmer einen in einem Tauchrohr angeordneten Heizeinsatz mit einem auf einem metallischen Heizleiterträger angeordneten keramikisolierten Heizleiter auf. Der Heizleiterträger ist mit einer nutartigen Aufnahme für den Heizleiter versehen, wobei der Heizleiterträger insbesondere als gewickeltes Aluminium- oder Strangprofil mit einer Einlegenut für den Heizleiter ausgeführt ist. Der Heizeinsatz oder Patronenheizkörper ist insbesondere zum Einsatz in Tauchrohren zur Beheizung von Flüssigkeiten vorgesehen.These The object is achieved by The features of claim 1. For this purpose, the Tauchbadwärmer one arranged in a dip tube heating insert with a on a metallic Heizleiterträger arranged on ceramic insulated heating conductor. The Heizleiterträger is with a groove-like receptacle for provided the heating conductor, the Heizleiterträger particular as wound aluminum or extruded profile is designed with an insertion groove for the heating element. The heating insert or cartridge heater is particularly used provided in immersion tubes for heating liquids.
Der metallische Heizleitertragkörper kann außenseitig mit einer nutartigen Aufnahme versehen sein. Diese erstreckt sich dann zweckmäßigerweise wendel- oder schraubenlinienartig über die Manteloberfläche des Heizleitertragkörpers. Bei dieser Ausführungsform ist der Heizleiter auf den Heizleiterträger aufgewickelt.Of the metallic Heizleitertragkörper can be outside be provided with a groove-like recording. This extends then conveniently turn or helically over the mantle surface the Heizleitertragkörpers. In this embodiment the heating element is wound on the Heizleiterträger.
Alternativ ist der Heizleiterträger ein gewickeltes oder gewendeltes Strangprofil, vorzugsweise ein Aluminiumprofil, mit einer Einlegenut für den Heizleiter. Die Tiefe der Einlegenut ist dabei an den Außendurchmesser des Heizleiters angepasst, wobei die Nuttiefe dem Außendurchmesser des Heizleiters entspricht oder vorzugsweise zumindest geringfügig größer ist als der Außen- oder Leiterdurchmesser des Heizleiters. Bei dieser Ausführungsform ist der Heizleiter quasi in den strangprofilartigen Heizleiterträger eingewickelt bzw. mit dem profilartigen Heizleiterträger gewickel oder aufgewickelt, wobei dessen Tragfunktion durch das gewickelte oder gewendelte Strangprofil gegeben ist.alternative is the Heizleiterträger a wound or coiled extruded profile, preferably a Aluminum profile, with an insertion groove for the heating conductor. The depth the insertion groove is at the outer diameter of the heating conductor adapted, wherein the groove depth to the outer diameter of the heating conductor corresponds or preferably at least slightly larger than the outside or Conductor diameter of the heating conductor. In this embodiment the heating element is practically wrapped in the extruded heating element carrier or wound with the profile-like Heizleiterträger or wound up, wherein its supporting function by the wound or coiled extruded profile given is.
In vorteilhafter Weiterbildung dieser Alternative ist auf der der Einlegenut gegenüberliegenden Profilseite des Strangprofils eine sicken- oder nutartige Profilerhebung vorgesehen. Die Profilerhebung ist an die Außenkontur des Heizleiters angepasst. Bei gewickeltem Strangprofil mit in dessen Einlege- oder Profilnut einliegendem oder eingelegtem Heizleiter ragt die Profilerhebung einer oder jeder Wi ckel- oder Wendellage des Strangprofils in die gegenüberliegende Einlegenut einer benachbarten Wickel- bzw. Wendellage zumindest teilweise hinein. Dabei verschließt die jeweilige Profilerhebung die Einlegenut einer benachbarten Wendel- bzw. Wickellage des Strangprofils derart, dass der Heizleiter form- und/oder Kraftschlüssig in der Einlegenut einliegt und dabei zumindest annähernd vollständig um- oder eingeschlossen ist.In Advantageous development of this alternative is on the insertion opposite profile side the extruded profile provided a bead or groove-like profile survey. The profile elevation is adapted to the outer contour of the heating element. With wound extruded profile with in its insertion or profile groove inlaid or inserted heating conductor protrudes the profile survey one or each Wi ckel- or helical layer of the extruded profile in the opposing Insertion of an adjacent winding or helical layer at least partially into it. The respective profile survey closes the insertion of an adjacent helical or winding layer of the extruded profile such that the heating conductor positive and / or force fit in the insertion groove and thereby at least approximately completely or included.
Der Heizleiter selbst ist vorzugsweise aus einem gestreckten Widerstandsdraht und einer diesen umgebenden Keramik-Isolierung aufgebaut. Auch kann der Heizleiter aus einem keramischen Kern und einem diesen umgebenden gewendelten Widerstandsdraht sowie einer diesen wiederum umgebenden Keramik-Isolierung aufgebaut sein. Durch die Anwendung einer elektrisch isolierenden, thermisch beständigen und fest haftenden Ummantelung des Heizleiterdrahtes wird eine Wärmeableitung zum Heizleiterträger oder -tragkörper mit nur sehr geringem Wärmestrahlungsanteil erreicht.Of the Heating conductor itself is preferably made of a stretched resistance wire and built this surrounding ceramic insulation. Also can the heating conductor of a ceramic core and a surrounding this coiled resistance wire and a surrounding this in turn Ceramic insulation be constructed. By applying an electrically insulating, thermally stable and firmly cladding the Heizleiterdrahtes is a heat dissipation to the Heizleiterträger or carrying body with only a very small amount of heat radiation reached.
Das Isolationsverhalten der Keramik-Ummantelung des Heizleiters ist auch unter definierter Betriebstemperatur oder Dauertemperatur derart hoch, dass als Heizleitertragkörper ein elektrisch leitender Werkstoff verwendet werden kann. Damit ist auch eine gute Wärmeleitfähigkeit des Heizleiterträgers gewährleistet, die wesentlich über den bisher eingesetzten elektrisch isolierenden, thermisch beständigen Materialien liegt. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit eines metallischen Heizleitertragkörpers, z.B. in Form einer Aluminiumlegierung, ist eine Reduzierung der Heizleitertemperatur und damit die Anwendung kostengünstiger Werkstoffe ermöglicht.The insulation behavior of the ceramic jacket of the heat conductor is so high even under defined operating temperature or continuous temperature that can be used as Heizleitertragkörper an electrically conductive material. This is also a good thermal conductivity of the Heizleiterträ Ensures gers that lies well above the previously used electrically insulating, thermally resistant materials. Due to the good thermal conductivity of a metallic Heizleitertragkörpers, for example in the form of an aluminum alloy, a reduction of the Heizleitertemperatur and thus the use of less expensive materials is possible.
Der keramik-isolierte Heizleiter kann herstellungstechnisch derart flexibel sein, dass eine einfache Einbringung auch in eine umlaufende Nut des Heizleitertragkörpers ermöglicht ist. Dabei resultiert die Gesamtheizleistung des Heizeinsatzes aus der Anzahl der Windungen und dem Durchmesser des Heizleitertragkörpers.Of the Ceramic-insulated heating conductor can be so flexible manufacturing technology be that easy insertion even into a circumferential groove the Heizleitertragkörpers allows is. The total heat output of the heating insert results the number of turns and the diameter of the Heizleitertragkörpers.
Durch die Verwendung spezieller Isolierwerkstoffe und/oder die Anwendung spezieller Ummantelungsverfahren kann bei Überschreiten einer definierten Temperatur die Isolationsfähigkeit der Heizleiterummantelung derart reduziert werden, dass ein signifikanter Ableitstrom auftritt, der dann an den elektrisch leitfähigen Heizleiterträger abfließt, wenn ein elektrischer Kontakt zwischen dem isolierten Heizleiter und dem elektrisch leitfähigen Heizleiterträger besteht. Der Heizleiterträger ist daher vorzugsweise dauerhaft geerdet und führt damit zur Ableitung des Stromes über Erde (PE). Der Fehlerstrom kann dann mit einem üblichen Fehlerstrom-Schutzschalter detektiert und bei Überschreiten eines Grenzwertes zur dauerhaften Abschaltung der Betriebstemperatur der Heizung genutzt werden. Somit ist bei einer Überhitzung der Heizung, z.B. durch einen partiellen oder vollständigen Trockengang des Tauchbadwärmers ein sicheres Abschalten gewährleistet.By the use of special insulating materials and / or the application special sheathing method can be exceeded if a defined Temperature the insulation ability the Heizleiterummantelung be reduced so that a significant Leakage occurs, which then flows to the electrically conductive Heizleiterträger when a electrical contact between the insulated heating conductor and the electrically conductive heating conductor consists. The heating conductor carrier is therefore preferably permanently earthed and thus leads to the derivation of Electricity over Earth (PE). The fault current can then with a conventional residual current circuit breaker detected and exceeded a limit value for permanently switching off the operating temperature the heating can be used. Thus, if the heater is overheating, e.g. through a partial or complete drying of the Tauchbadwärmers safe shutdown guaranteed.
Aufgrund der Verwendung eines elektrisch leitfähigen Heizleiterträgers oder Heizleitertragkörpers können solche Metalle, wie beispielsweise Aluminium, verwendet werden, die zusätzlich zu einer guten Wärmeleitfähigkeit sowie einer guten Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit einfach mechanisch bearbeitbar sind. Somit können vorzugsweise praktisch beliebig lange Heizleiterträger hergestellt und durch Ablängen des Heizleitertragkörpers (mit Herstellungslängen von z.B. 6 m) die eigentliche, beheizte Tragkörperlänge definiert werden.by virtue of the use of an electrically conductive Heizleiterträgers or Heizleitertragkörpers can such metals as aluminum are used, the additional to a good thermal conductivity as well as a good temperature and corrosion resistance simply mechanical are editable. Thus, you can preferably made virtually any length Heizleiterträger and by cutting to length the Heizleitertragkörpers (with production lengths from e.g. 6 m) the actual, heated carrier length can be defined.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Gemäß den
Wie
insbesondere aus
Am
Halteende der Haltestange
Wie
insbesondere aus
Der
Aufbau des keramikfaser-isolierten Heizleiters
Bei
der Ausführungsform
nach
Der
Durchmesser d (
Vorzugsweise
ist das Tauchrohr
Der
keramik-isolierte Heizleiter
Eine
alternative Ausführungsform
des Heizleiterträgers
Auf
der der Einlegenut
Die
Querschnittsform des Aluminiumprofils
In
Verbindung mit der Darstellung gemäß
Mit
dieser Konstruktion des Heizleiterträgers
Die
Wicklung des Verbandes aus dem Aluminiumprofil
Hierdurch
wird erreicht, dass ein sehr gleichmäßiger Wickelverband zur Herstellung
des Heizleiterträgers
- 11
- Tauchbadwärmerimmersion heaters
- 22
- Heizeinsatzheater
- 33
- Anschlussleitungenconnecting cables
- 3a, 3b3a, 3b
- Anschlusskontakteterminals
- 44
- Tauchrohrdip tube
- 55
- HaltestangeHandrail
- 66
- Klemmplatteclamp
- 77
- Druckfedercompression spring
- 88th
- Klemmengehäuseterminal housing
- 99
- Scheibedisc
- 1010
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 1111
- Heizleiterträgerheating conductor
- 1212
- Heizleiterheating conductor
- 1313
- Bohrungdrilling
- 1414
- Aufnahmenutreceiving groove
- 1515
- Widerstandsdrahtresistance wire
- 16,1716.17
- Keramikfaser-IsolierungCeramic fiber insulation
- 1818
- Keramikfaser-KernCeramic fiber core
- 1919
- Widerstandsdrahtresistance wire
- 2020
- Keramikfaser-IsolierungCeramic fiber insulation
- 2121
- Außenoberflächeouter surface
- 2525
- Strang-/AluminiumprofilStrand / aluminum profile
- 2626
- Einlegenutinsertion groove
- 2727
- Profilseiteprofile page
- 2828
- Profilerhebeung/VerchließsickeProfilerhebeung / Verchließsicke
- 29,3029.30
- Wölbungbulge
- Ln L n
- Wickel- bzw. Wendellagewinding or helical layer
- BB
- Nutbreitegroove width
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- TT
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