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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastomeren Hohlkörper, vorzugsweise einen elastomeren Schlauch.
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Die Erwärmung eines Fluids ist beispielsweise bei der Behandlung von Abgasen von Verbrennungsmotoren erforderlich. So werden die Abgase von Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen in einem SCR-Katalysator (selectiv catalytic reaction) mit Hilfe einer wässerigen Harnstofflösung nachbehandelt, um die Stickoxide im Abgasstrom zu vermindern. Das Fahrzeug weist einen Vorratsbehälter mit der Harnstofflösung auf, die durch einen Schlauch in den Katalysator gefördert wird. Da die Harnstofflösung bei einer Temperatur von ca. minus 10°C gefrieren kann, können derartige Schläuche bei niedrigen Außentemperaturen beheizt werden, damit die Harnstofflösung im Schlauch flüssig bleibt.
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Es ist bekannt, dass zu diesem Zweck in der Wandung des Schlauchs elektrisch leitfähige Strukturen integriert sein können, die als Heizwiderstände dienen. Eine derartige Anordnung beschreibt beispielsweise die
DE 102 01 920 A1 , die einen flexiblen mehrschichtigen beheizbaren Schlauch betrifft, zwischen dessen Verstärkungsschicht und elastomerer Außenschicht elektrische Heizleiter, d.h. elektrische Widerstandsdrähte, vorgesehen sind. Diese Widerstandsdrähte können durch eine Spannungsquelle gespeist werden, so dass sie sich erwärmen und ihre Wärme an das sie umgebende Schlauchmaterial und damit auch mittelbar an das Fluid im Schlauch abgeben.
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Bei dieser Art der Erwärmung des Fluids erwärmen die elektrischen Heizleiter das sie umgebende Schlauchmaterial insgesamt. Nachteilig ist dabei zum einen, dass nur ein Teil der Heizleistung in das Innere des Schlauches und damit auf das Fluid übertragen wird. Ein Teil der Heizleistung wird jedoch nach Außen übertragen und ungenutzt an die Umgebung abgegeben, d.h. dieser Teil der Heizleistung stellt einen Verlust dar. Vielmehr kann hierdurch eine ungewollte Erwärmung weiterer Fahrzeugkomponenten erfolgen, die mit dem beheizbaren Schlauch in Kontakt kommen bzw. von ihm Wärme aufnehmen können.
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Nachteilig ist auch, dass die Erwärmung des Fluids zeitverzögert erfolgt, d.h. dass es eine gewisse Zeit dauert, bis sich die Wärme von den elektrischen Heizleitern durch das Material des Schlauches bis zum Fluid ausgebreitet hat. Diese Zeitverzögerung wird dadurch erhöht, dass die elastomeren Wände des Schlauchs die Wärme schlecht leiten. Ferner muss die Temperatur der Heizwiderstände relativ hoch gewählt werden, um die erforderliche Wärme durch den hohen Wärmewiderstand der elastomeren Wände auf das Fluid übertragen zu können. Hierdurch werden jedoch auch die Wärmeverluste nach Außen erhöht. Ferner kann durch eine thermische Belastung die Lebensdauer von elastomeren Produkten heruntergesetzt werden.
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Schließlich muss bei dieser Art der Erwärmung des Fluids der spezifische Widerstand der elektrischen Heizleiter an die Länge des zu beheizenden Schlauches angepasst werden, um den Leistungsbelag (Leistung pro Meter Länge) einzustellen. Dadurch erhöhen sich nachteilig die Vielfalt der Artikel und der Aufwand, sie zu verwalten. Dies gilt ebenso für die Vormaterialien, aus denen die Schläuche hergestellt werden. Insgesamt wirkt sich die Vielfalt möglicher Schlauchlängen negativ auf die Logistik des Herstellungsprozesses aus.
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Die
EP 0 586 469 B1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Heizen eines Mediums mittels eines hochfrequenten elektrischen Stroms, wobei das Medium durch ein Rohr aus einem elektrisch nichtleitenden Material geführt wird. Es sind zwei ringförmige Elektroden um das Rohr herum axial beabstandet angeordnet und mit einem HF-Generator verbunden, dessen hochfrequente Spannung an die Elektroden angelegt werden kann. Das hierdurch erzeugte elektrische Wechselfeld durchdringt das Rohr und damit auch das im Inneren des Rohrs befindliche oder strömende Fluid im Bereich zwischen den Elektroden im Wesentlichen in der axialen Richtung des Rohres. Hierdurch wird das Fluid in diesem Bereich durch Heizen mittels dielektrischer Verluste erwärmt.
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Nachteilig ist bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung der
EP 0 586 469 B1 , dass lediglich ein Teilbereich des Rohres, nämlich der Bereich zwischen den Elektroden, von dem elektrischen Wechselfeld durchströmt und damit lediglich Fluid in diesem Bereich erwärmt wird. Eine Erwärmung des Fluids außerhalb dieses Bereichs kann lediglich durch Wärmeleitung innerhalb des Fluids oder über die Rohrwand sowie durch Vermischung eines strömenden Fluids, hier allerdings lediglich in Strömungsrichtung, erfolgen. Somit beschreibt das Verfahren und die Vorrichtung der
EP 0 586 469 B1 eine dielektrische Erwärmung eines Fluids lediglich in einem Teilbereich eines Rohres.
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Ferner ist bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung der
EP 0 586 469 B1 eine gleichmäßige Durchdringung des Fluids durch das elektrische Wechselfeld und damit eine vollständige Erwärmung des Fluids in diesem Bereich lediglich bei einem geraden Verlauf des Rohres in diesem Bereich gegeben - ist der Bereich zwischen den Elektroden jedoch ungerade, beispielsweise gebogen oder gekrümmt, ausgebildet, so bildet sich das elektrische Wechselfeld auf dem kürzesten Wege zwischen den Elektroden durch das Fluid aus und das Fluid wird ungleichmäßig, vielleicht in einigen Bereichen sogar gar nicht durchdrungen und erwärmt. Somit ist das Verfahren und die Vorrichtung der
EP 0 586 469 B1 lediglich für gerade verlaufende Bereiche von Rohren geeignet.
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Die
US 3,641,302 beschreibt eine Vorrichtung zur Erwärmung von Fluiden durch hochfrequente Energie. Die Vorrichtung weist eine äußere Ummantelung, eine innere in axialer Richtung vorgesehene zentrale Elektrode und einen nicht elektrisch leitenden Zylinder auf, der die innere Elektrode von der äußeren Ummantelung in radialer Richtung trennt und hierdurch zwei konzentrische zylindrische Bereich ausbildet. Durch diese Bereiche strömt ein zu erwärmendes Fluid in axialer Richtung hindurch und wird dort ein erstes Mal in dem Bereich zwischen zentraler Elektrode und Zylinder und ein weiteres Mal in dem Bereich zwischen Zylinder und äußerer Ummantelung dielektrisch erwärmt.
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Nachteilig ist auch bei dieser Vorrichtung, dass eine Erwärmung lediglich innerhalb dieser Vorrichtung in dem Bereich erfolgt, in dem die innere Elektrode gegenüber der äußeren Ummantelung vorgesehen ist - in den Bereichen vor bzw. hinter der Vorrichtung der
US 3,641,302 in Strömungsrichtung des Fluids erfolgt keine dielektrische Erwärmung, sondern höchstens Wärmeleitung sowie eine Durchmischung des Fluids.
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Auch erfolgt lediglich dann eine gleichmäßige dielektrische Erwärmung in alle Richtungen der inneren Elektrode, falls die innere Elektrode gegenüber der äußeren Ummantelung über ihre gesamte axiale Länge radial gleichmäßig beabstandet ist; werden die innere Elektrode und die äußere Ummantelung gegeneinander radial versetzt oder quer zur axialen Richtung geneigt, gekippt oder gebogen, so bilden sich zwischen innerer Elektrode und äußerer Ummantelung aufgrund der ungleichmäßigen radialen Abstände unterschiedlich starke elektrische Felder aus, die entsprechend zu einer unterschiedlich starken dielektrischen Erwärmung des Fluids führen.
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Die
DE 10 2011 050 855 A1 beschreibt einen Schlauch mit einer Schlauchwand und mit einer ersten und einer zweiten elektrisch leitfähigen Struktur, zwischen denen eine elektrische Wechselspannung angelegt werden kann. Die erste und zweite elektrisch leitfähige Struktur sind im Wesentlichen in axialer Richtung des Schlauches verlaufend derart vorgesehen, dass sich zwischen der ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Struktur ein im Wesentlichen radial zur Schlauchwand verlaufendes elektrisches Wechselfeld ausbilden kann, welches ein innerhalb der Schlauchwand befindliches Fluid zumindest teilweise durchdringt.
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Bekannt sind somit dielektrische Heizungen für das geführte Fluid in Schläuchen und dergleichen.
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Nachteilig hieran ist, dass sich diese Art der Erwärmung lediglich für elektrisch polarisierbare und bzw. oder elektrisch leitfähige Fluide wie z. B. Wasser eignet. Abhängig von dem elektrischen Verlustwinkel des Fluids und der verwendeten Arbeitsfrequenz des elektrischen Wechselfeldes lassen sich damit beträchtliche Werte für die Leistungsdichte erzielen. Allerdings versagen derartige Verfahren bei nicht-polarisierbaren Fluiden ebenso wie bei Fluiden mit Temperaturen unterhalb ihres Gefrierpunkts wie z. B. Eis, da in nicht-polarisierbaren Fluiden weder Verschiebungsströme fließen noch eine hinreichend große Anzahl von beweglichen Ladungsträgern zur Verfügung stehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elastomeren Hohlkörper, vorzugsweise einen elastomeren Schlauch, zur Verfügung zu stellen, so dass eine Erwärmung eines nicht-polarisierbaren Mediums im Innenraum des elastomeren Hohlkörpers erfolgen kann. Dies soll möglichst einfach, kostengünstig, bauraumsparend und bzw. oder flexibel einsetzbar erfolgen können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Möglichkeiten geschaffen werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen elastomeren Hohlkörper, vorzugsweise durch einen elastomeren Schlauch, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Somit betrifft die Erfindung einen elastomeren Hohlkörper, vorzugsweise einen elastomeren Schlauch, mit einer Wandung, welche einen Innenraum zur Aufnahme eines Mediums, vorzugsweise eines Fluids, im Wesentlichen umschließt, wobei die Wandung eine erste elektrisch leitfähige Struktur und eine zweite elektrisch leitfähige Struktur aufweist, welche gegenübereinander elektrisch isoliert sind.
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Der elastomere Hohlkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung wenigstens eine Heizschicht aufweist, welche ausgebildet ist, mittels eines elektrischen Wechselfeldes erwärmt zu werden, wobei die Heizschicht gegenüber der ersten elektrisch leitfähigen Struktur und der zweiten elektrisch leitfähigen Struktur elektrisch isoliert ist. Somit weist die Heizschicht ein Material auf bzw. besteht vorzugsweise aus einem Material, welches aufgrund seiner elektrischen und dielektrischen Eigenschaften von einem elektrischen Wechselfeld erwärmt werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, die elektrischen und dielektrischen Eigenschaften der Heizschicht zu nutzen, um das Material der Heizschicht mit Hilfe eines hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes direkt zu erwärmen. Die Wärme der Heizschicht kann dann mittels Konvektion auf das Medium im Innenraum des elastomeren Hohlkörpers übergehen und das Medium indirekt erwärmen.
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Die Erzeugung des hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes kann mittels der beiden elektrisch leitfähigen Strukturen erfolgen, welche zwei getrennte Äquipotentialflächen eines Kondensators bilden. Werden die beiden Äquipotentialflächen mittels eines Hochfrequenzgenerators durch eine elektrische Wechselspannung angeregt, so entsteht zwischen ihnen ein elektrisches Wechselfeld, welches die Heizschicht zumindest teilweise durchsetzen kann. Die in dem Material der Heizschicht enthaltenen werden dann von dem elektrischen Wechselfeld hochfrequent umelektrisiert. Dadurch steigt die innere Energie der Heizschicht und damit dessen Temperatur.
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Das hochfrequente Wechselfeld kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Jedoch ist es vorteilhaft, ein elektrisches Wechselfeld aus dem Bereich der ISM-Frequenz-Bänder (Industrial, Scientific and Medical Band) beispielsweise mit einer Frequenz von ca. 13,56 MHz oder ca. 27 MHz zu verwenden, da diese Frequenzbereich für derartige Anwendungen vorgesehen, d.h. reserviert, sind.
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Die Wandung im übrigen bzw. eine Mantelschicht der Wandung, welche die Heizschicht umgibt, d.h. dem Innenraum abgewandt zur Heizschicht angeordnet ist, kann aus den üblichen Materialien ausgebildet sein, welche für elastomere Hohlkörper bzw. elastomere Schläuche im Allgemeinen und für das zu fördernde Medium bzw. Fluid geeignet sind. Vorzugsweise ist die Wandung jedoch aus einem Material vorzusehen, welches gar nicht bis schwach elektrisch leitend ist, damit die elektrische Wechselspannung nicht durch die Wandung abgeführt wird, sondern die den elektrisch leitfähigen Strukturen zugeführte elektrische Energie möglichst vollständig zur Erzeugung des elektrischen Wechselfelds genutzt werden kann. Daher kann die Wandung vorzugsweise ein Material aufweisen bzw. aus einem Material ausgebildet werden, welches keine bzw. kaum dielektrische Verluste aufweist (z.B. εr ≤ 3). Beispielsweise kann die Wandung aus Gummi vorgesehen werden, welches eine Dielektrizitätszahl εr von 2 bis 3 besitzt.
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Die elektrisch leitfähigen Strukturen können bei einem elastomeren Schlauch als elastomeren Hohlkörper in axialer Richtung des Schlauches über dessen gesamte Länge oder auch lediglich abschnittsweise ausgebildet sein. Dabei können auch mehrere Abschnitte eines Schlauches in axialer Richtung mit mehreren elektrisch leitfähigen Strukturen versehen sein. Unter einer elektrisch leitfähigen Struktur werden dabei jegliche Anordnungen verstanden, die geeignet sind, elektrische Energie zu leiten und als Äquipotentialflächen eines Kondensators zu wirken, so dass zwischen zwei dieser elektrisch leitfähigen Strukturen ein elektrisches Wechselfeld ausgebildet werden kann. Im einfachsten Fall können die elektrisch leitfähigen Strukturen durch ein Paar von Drähten gebildet werden. Die elektrisch leitfähigen Strukturen können jedoch auch flächige Leiter sein. Es können zwei Leiter als Paar angewendet werden oder es können mehrere Paare von Leitern verwendet werden, so dass die ersten Leiter der Paare der einen Polarität gemeinsam als die erste elektrisch leitfähige Struktur wirken und die zweiten Leiter der Paare der anderen Polarität gemeinsam als die zweite elektrisch leitfähige Struktur wirken. Auch kann das Material des Schlauches selbst bzw. einer Schicht der Schlauchwand zumindest in Teilbereichen elektrisch leitfähig ausgebildet sein, um hierdurch eine oder mehrere elektrisch leitfähige Strukturen zu bilden.
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Um die elektrisch leitfähigen Strukturen herum können eine oder mehrere Schichten aus Gewebe und bzw. oder Elastomer oder dergleichen vorgesehen sein, um die elektrisch leitfähigen Strukturen und auch sonstigen Schichten der Wandung vor Umwelteinflüssen zu schützen und dem elastomeren Hohlkörper als Ganzes die gewünschten Eigenschaften z.B. hinsichtlich Druckbeständigkeit, Biegsamkeit, Aussehen, Oberflächengestaltung und dergleichen zu geben.
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Die elektrisch leitfähigen Strukturen können bei der Herstellung des elastomeren Hohlkörper in, auf oder an dem elastomeren Hohlkörper bzw. zwischen seinen Schichten eingebracht oder auch nachträglich außen auf der äußersten Schicht des elastomeren Hohlkörpers aufgebracht werden. Somit können auch vorhandene elastomere Hohlkörper nachträglich mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zur dielektrischen Erwärmung nachgerüstet werden.
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Vorzugsweise sind die erste und zweite elektrisch leitfähige Struktur über die gesamte Länge der Wandung des elastomeren Schlauches ausgebildet. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Medium bzw. Fluid innerhalb des Schlauches über die gesamte Schlauchlänge direkt erwärmt werden kann, d.h. die Erwärmung des Mediums bzw. Fluids erfolgt über die gesamte Schlauchlänge dielektrisch mittels der Heizschicht und damit auch ohne die Notwendigkeit einer Vermischung des Fluids durch Strömung, so dass auch ein stehendes Fluid über die gesamte Schlauchlänge, d.h. vollständig, erwärmt werden kann.
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Ferner ist hierbei der Aufbau des erfindungsgemäßen Schlauches in axialer Richtung gleichbleibend. Somit kann der Schlauch fortlaufend hergestellt und je nach Anwendung durch Zuschnitt der Länge dimensioniert werden. Hierdurch kann der erfindungsgemäße Schlauch kostengünstig hergestellt und gelagert werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung steht die Heizschicht als Innenschicht zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, im direkten Kontakt mit dem Medium. Dies kann den Wärmeübergang von der erwärmten Heizschicht auf das Medium begünstigen bzw. beschleunigen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die erste elektrisch leitfähige Struktur und bzw. oder die zweite elektrisch leitfähige Struktur unmittelbar, aber elektrisch isoliert an der Heizschicht anliegend angeordnet. Dies kann die elektrische Erwärmung der Heizschicht wie zuvor beschrieben begünstigen, indem das elektrische Wechselfeld möglichst viel zur Erwärmung der Heizschicht beitragen bzw. genutzt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Wandung eine elektrische Schirmung auf, wobei die erste elektrisch leitfähige Struktur und die zweite elektrisch leitfähige Struktur zwischen der Heizschicht und der elektrischen Schirmung angeordnet sind. Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein Teil der elektrischen Feldlinien auch außerhalb des elastomeren Hohlkörpers ausbilden und somit Geräte außerhalb des elastomeren Hohlkörpers durchdringen und dadurch stören kann (EMV-Probleme). Dies kann vermieden werden, indem ein elektrisch leitfähiger Schirm um diese elektrisch leitfähigen Strukturen herum vorgesehen wird. Dabei umschließt der elektrisch leitfähige Schirm die elektrisch leitfähigen Strukturen möglichst vollständig.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bzw. sind die erste elektrisch leitfähige Struktur und bzw. oder die zweite elektrisch leitfähige Struktur als Drähte ausgebildet. Dies kann eine besonders einfache Möglichkeit der Umsetzung darstellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die erste elektrisch leitfähige Struktur und die zweite elektrisch leitfähige Struktur relativ zum Innenraum einander gegenüberliegend angeordnet. Dies kann die Durchdringung der Heizschicht mit dem elektrischen Wechselfeld und damit dessen möglichst starke und bzw. oder gleichmäßige Erwärmung begünstigen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bzw. sind die erste elektrisch leitfähige Struktur und bzw. oder die zweite elektrisch leitfähige Struktur möglichst niederohmig ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Material einen möglichst geringen elektrischen Widerstand aufweist, d.h. elektrisch möglichst gut leitfähig ist. Dies dient dazu, die elektrischen Verluste in den elektrisch leitfähigen Strukturen zu minimieren, damit möglichst viel elektrische Leistung in das elektrische Wechselfeld eingebracht wird. Ebenso wird hierdurch eine möglichst gleichmäßige Ausbildung des elektrischen Wechselfeldes über die Länge der elektrisch leitfähigen Strukturen begünstigt. Ferner lässt sich eine ungewollte Erwärmung des Materials der Wandung durch die Stromwärmeverluste in den elektrisch leitfähigen Strukturen verringern.
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Des Weiteren ändert sich auf diese Weise der elektrische Widerstand der elektrisch leitfähigen Strukturen in Abhängigkeit der Schlauchlänge bei einem elastomeren Schlauch als elastomerer Hohlkörper nur geringfügig, so dass die Speisung des elektrischen Wechselfeldes weitestgehend unabhängig und unbeachtlich der Schlauchlänge erfolgen kann. Somit können erfindungsgemäße Schläuche verschiedener Länge - innerhalb eines gewissen Toleranzbereichs - durch ein und dieselbe Frequenz und Amplitude der Wechselspannungsquelle gespeist werden, wodurch die Herstellung und Lagerung erfindungsgemäßer Schläuche vereinfacht und vergünstigt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Heizschicht elektrisch leitfähige Partikel, vorzugsweise aus Ruß oder aus Edelstahl, auf. Dies kann eine Möglichkeit darstellen, die Heizschicht elektrisch leitfähig auszubilden. Besonders eignen sich Partikel aus Edelstahl, da diese inert sind, und dadurch auch aggressiven Medien widerstehen können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Heizschicht ferroelektrische Partikel, vorzugsweise aus einer Blei-Zirkonat-Titanat-Legierung, auf. Dies kann eine Möglichkeit darstellen, die Heizschicht elektrisch leitfähig auszubilden. Vorteilhaft ist hierbei, dass sich ferroelektrische Partikel durch sehr hohe Permittivität auszeichnen, so dass sie auch bei kleinem Verlustwinkel zur Erwärmung beitragen können. Ein Beispiel sind Partikel aus Blei-Zirkonat-Titanat-Legierungen (PZT). Bei einer Partikelgröße von 1 Mikrometer erreicht die makroskopisch wirksame Permittivität ihr Maximum von etwa 5000.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Heizschicht ferromagnetische Partikel auf. Dies kann eine Möglichkeit darstellen, die Heizschicht elektrisch leitfähig auszubilden, so dass aufgrund der, vorzugweise hohen Permittivität elektrische Wechselströme (Verschiebungsstrom) in dem Material fließen können.
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Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
- 1 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäßen elastomeren Hohlkörpers am Beispiel eines elastomeren Schlauchs; und
- 2 eine entsprechende Darstellung von elektrischen Wechselfeldern und magnetischen Feldern.
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Die Beschreibung der o.g. Figuren erfolgt in zylindrischen Koordinaten mit einer Längsachse X, einer zur Längsachse X senkrecht ausgerichteten radialen Richtung R sowie einer um die Längsachse X umlaufenden Umfangsrichtung U. Die Längsachse X, die radiale Richtung R und die Umfangsrichtung U können gemeinsam auch als Raumrichtungen X, R, U bzw. als zylindrische Raumrichtungen X, R, U bezeichnet werden.
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Ein erfindungsgemäßer elastomerer Hohlkörper 1 wird am Beispiel eines elastomeren Schlauches 1 betrachtet, siehe 1. Der Schlauch 1 weist Wandung 10 auf, welche, radial von innen nach außen, eine Heizschicht 11 als Innenschicht 11, eine Mantelschicht 12 sowie eine elektrische Schirmung 13 aufweist. Die Innenschicht 11 bzw. Heizschicht 11 umschließt in der Umfangsrichtung U einen Innenraum 14, welche in der Längsrichtung X beidseitig am Ende offen zugänglich ist. Strömt ein Medium 2 wie beispielsweise ein Fluid 2 durch den Innenraum 14, so steht das Fluid 2 direkt mit der Innenseite (nicht bezeichnet) der Innenschicht 11 bzw. der Heizschicht 11 in Kontakt.
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An der Außenseite (nicht bezeichnet) der Innenschicht 11 bzw. Heizschicht 11 liegen eine erste elektrisch leitfähige Struktur 15 in Form eines ersten elektrisch leitfähigen Drahtes 15 und eine zweite elektrisch leitfähige Struktur 16 in Form eines zweiten elektrisch leitfähigen Drahtes 16 an, wobei die beide Drähte 15, 16 gegenüber der Heizschicht 11 mittels einer Ummantelung (nicht dargestellt) elektrisch isoliert sind. Die beiden Drähte 15, 16 liegen einander diametral zum Innenraum 14 gegenüber. Die Heizschicht 11 ist mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehen.
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Wird nun ein, insbesondere hochfrequentes, elektrisches Wechselfeld E an die beiden Drähte 15, 16 angelegt, wird hierdurch ein magnetisches Feld B hervorgerufen, siehe 2. Sowohl das elektrische Wechselfeld E als auch das magnetische Feld B erreichen bzw. durchdringen die Heizschicht 11 und erwärmen dessen elektrisch leitfähige bzw. ferromagnetische Partikel. Diese Wärme kann dann über die Innenseite der Heizschicht 11 auf das Fluid 2 übertragen werden, um das Fluid 2 auch dann zu erwärmen, falls das Fluid 2 selbst nicht-polarisierbar ist. Sollte das Fluid 2 polarisierbar sein, so kann das Fluid 2 zum einen indirekt durch die erwärmte Heizschicht 11 sowie direkt durch das magnetische Feld B erwärmt werden.
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Bezugszeichenliste
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- B
- magnetisches Feld bzw. magnetische Feldlinien
- E
- elektrisches Wechselfeld bzw. elektrische Feldlinien
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
- X
- Längsachse
- 1
- Elastomerer Hohlkörper; elastomerer Schlauch
- 10
- Wandung
- 11
- Heizschicht bzw. Innenschicht der Wandung 10
- 12
- Mantelschicht der Wandung 10
- 13
- elektrische Schirmung der Wandung 10
- 14
- Innenraum
- 15
- erste elektrisch leitfähige Struktur bzw. Drähte
- 16
- zweite elektrisch leitfähige Struktur bzw. Drähte
- 2
- Medium; Fluid
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10201920 A1 [0003]
- EP 0586469 B1 [0007, 0008, 0009]
- US 3641302 [0010, 0011]
- DE 102011050855 A1 [0013]
