DE1902433C3 - Jacketed, electrical heating element - Google Patents
Jacketed, electrical heating elementInfo
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Description
(1) Silikaten der Pyroxengruppe, der Olivingruppe oder der Andalusitgruppe,(1) Silicates of the pyroxene group, the oliving group or the andalusite group,
(2) Beryll,(2) beryl,
(3) Siliciumdioxid,(3) silica,
(4) Wollastonit,(4) wollastonite,
(5) Zirkonsand,(5) zircon sand,
(6) Mullit »(6) mullite »
oder einer Mischung dieser Stoffe besteht.or a mixture of these substances.
2. Heizelement nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz Quarz ist.2. Heating element according to claim!, Characterized in that that the addition is quartz.
Die Erfindung betrifft ein ummanteltes, elektrisches Heizelement, aus einem elektrischen Widerstandselement einer elektrisch isolierenden Einbettungsmasse, die aus kornförmigem, gebranntem Magnesiumoxid besteht und weniger als 5 Gew.-% Verunreinigungen aus Alkalimetallsalz oder Alkalimetalloxid enthält, und einem Metallmantel.The invention relates to a jacketed, electrical heating element made of an electrical resistance element an electrically insulating embedding compound, which consists of granular, burnt magnesium oxide and contains less than 5% by weight of impurities of alkali metal salt or alkali metal oxide, and one Metal jacket.
Ein derartiges Heizelement ist durch die US-PS 32 01 738 bekannt, dessen Einbettungsmasse aus Magnesiumoxid und sehr geringem Anteil von Lithiumoxid besteht.Such a heating element is known from US-PS 32 01 738, the embedding compound of which is made of magnesium oxide and a very low proportion of lithium oxide.
Ummantelte, elektrische Heizelemente finden für zahlreiche Heizzwecke vielfache Anwendung.Sheathed electrical heating elements are found for numerous heating purposes, multiple uses.
Im allgemeinen besieht die Einbettungsmasse in der Hauptsache aus Magnesiumoxid, dem gemäß der französischen Patentschrift 14 83 726 noch Calciumoxid in einer Schmelzstufe zur Modifizierung zugegeben worden ist und welche weiterhin noch als Verunreinigung eine olivinartige Calciumsilikatphase enthält. Gemäß der deutschen Auslegeschrift 11 26 301 werden die besten Ergebnisse mit chemisch reinem Magnesiumoxid-Füllstoff erhalten und die deutsche Patentschrift 10 93 282 besehreibt weiterhin den Zusatz von anorganischem Material mi; Plättchen- bzw. Schuppenstruktur, wie Speckstein bzw. Talcum, zu dem Magnesiumoxid, um eine Reibung der Masse weitgehend zu verhindern, so daß beim Biegen der damit isolierten Widerstandselemente keine Risse und Hohlräume in der Isoliermasse entstehen.In general, the investment material consists mainly of magnesium oxide, according to the French Patent 14 83 726 calcium oxide was added in a melting stage for modification and which still contains an olivine-like calcium silicate phase as an impurity. According to of the German Auslegeschrift 11 26 301 are the best Results obtained with chemically pure magnesium oxide filler and the German patent specification 10 93 282 also describes the addition of inorganic material mi; Platelet or scale structure, like soapstone or talc, to the magnesium oxide to largely prevent friction of the mass, so that when bending the resistance elements insulated therewith, there are no cracks and voids in the insulating compound develop.
Aus der US-PS 26 69 636 ist es weiterhin bekannt, das Magnesiumoxid weitgehend durch billigere Materialien zu ersetzen. So wird darin die Verwendung von Gemischen aus 20 bis 40% Magnesiumoxid und 60 bis 80% Zirkonsilikat als Isoliermassc für Heizelemente beschrieben, bei denen indessen die Isoliermasse einen geringeren elektrischen Widerstand als Magnesiumoxid allein aufweist.From US-PS 26 69 636 it is also known that To largely replace magnesium oxide with cheaper materials. So in it is the use of mixtures from 20 to 40% magnesium oxide and 60 to 80% zirconium silicate as an insulating mass for heating elements, in which, however, the insulating compound has a lower electrical resistance than magnesium oxide has alone.
Ein Teil des Zirkonsilikats kann dabei auch durch SiliPart of the zirconium silicate can also be replaced by silicon
ziumdioxyd ersetzt werden.ziumdioxyd be replaced.
Schließlich wird in der älteren DP 1 6 65 271 noch vorgeschlagen, zur Verbesserung des elektrischen Widerstandes dem Magnesiumoxid geschmolzenes Zirkonsilikat, also ein Gemisch aus Zirkonoxid und Kieselerde, zuzusetzen.Finally, the older DP 1 6 65 271 suggests improving the electrical resistance zirconium silicate fused to magnesium oxide, i.e. a mixture of zirconium oxide and silica, to add.
Die bevorzugte Verwendung von Magnesiumoxid alsThe preferred use of magnesium oxide as
elektrisch isolierende Einbettungsmasse für derartige elektrische Heizelemente beruht auf der ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit des Magnesiumoxids sowie auf seinem hohen elektrischen Widerstand.electrically insulating embedding compound for such electrical heating elements is based on the excellent Thermal conductivity of magnesium oxide as well as on its high electrical resistance.
Gerade der letztere ist für die spezielle Anwendung als elektrisch isolierende Einbettungsmasse von ausschlaggebender
Bedeutung, und aus diesem Grunde ist lä es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ummanteltes
elektrisches Heizelement mit einer elektrisch isolierenden Masse zur Ummantelung zu schaffen, bei
dem der elektrische Widerstand der Masse im Vergleich mit anderen bekannten Massen wesentlich erhöht ist.
Gelöst wird diese erfindungsgemäße Aufgabe bei einem elektrischen Heizelement der eingangs geschilderten
Art dadurch, daß die isolierende, kornförmige Einbettungsmasse aus 99,9 bis 80,0 Gew.-% gebranntem,
kornförmigem Magnesiumoxid und 0,1 bis 20,0 Gew.-% eines ebenfalls kornförmigen Zusatzes ausThe latter in particular is of crucial importance for the special application as an electrically insulating embedding compound, and for this reason it is also the object of the present invention to create a jacketed electrical heating element with an electrically insulating compound for the sheathing, in which the electric resistance of the compound is significantly increased compared to other known masses.
This object according to the invention is achieved in an electrical heating element of the type described above in that the insulating, granular embedding compound consists of 99.9 to 80.0% by weight of burnt granular magnesium oxide and 0.1 to 20.0% by weight of one also granular additive
(1) Silikaten der Pyroxengruppe, der Olivingruppe oder der Andalusitgruppe,(1) Silicates of the pyroxene group, the oliving group or the andalusite group,
(2) Beryll,(2) beryl,
(3) Siliciumdioxid,(3) silica,
(4) Wollastonit,(4) wollastonite,
(5) Zirkonsand,(5) zircon sand,
(6) Mullit(6) mullite
oder einer Mischung dieser Stoffe besteht.or a mixture of these substances.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch die Verwendung der geringen Mengen der vorgenannten Zusätze zu dem gebrannten Magnesiumoxid ein verbesserter, d. h. höherer elektrischer Widerstand erhalten wird.It has been shown that by using the small amounts of the aforementioned additives an improved, d. H. higher electrical resistance is obtained.
Das erfindungsgemäß verwendete Magnesiumoxid ist ein Granulat aus Magnesiumoxid, das durch Brennen des rohen Magnesiumoxids und anschließendes Zermahlen und Pulverisieren des gebrannten Produktes auf die vorgesehene Korngröße erhalten wird. Dieses Material ist in der Technik allgemein bekannt und wird häufig zur Fertigung elektrisch isolierender Teile verwendet. The magnesium oxide used according to the invention is a granulate of magnesium oxide which is obtained by firing the raw magnesium oxide and then grinding and pulverizing the calcined product the intended grain size is obtained. This material is and is well known in the art often used to manufacture electrically insulating parts.
Durch den Zusatz der vorgenannten Additive zu diesem Magnesiumoxid werden überraschenderweise die elektrischen Isolationseigenschaften ganz wesentlich verbessert, was sich durch einen erhöhten elektrischen Widerstand bemerkbar macht.By adding the aforementioned additives to this magnesium oxide, surprisingly, the electrical insulation properties improved quite significantly, which is reflected in an increased electrical Makes resistance noticeable.
Zusätzlich zu den in den nachfolgenden Beispielen aufgeführten Zusatzstoffen können mit im wesentlichen gleichen Ergebnissen die Silikate verwendet werden, die zu den folgenden Gruppen gehören.In addition to the additives listed in the following examples, essentially same results the silicates belonging to the following groups are used.
1) Pyroxengruppe, wie z. B. Enstatit und Diopsit,1) pyroxene group, e.g. B. enstatite and diopside,
2) Olivingruppe, wie z. B. Forsterit und Monticellit,
3) Andalusitgruppe, wie z. B. Andalusit und Silimanit.2) Oliving group, such as B. Forsterite and Monticellite,
3) andalusite group, e.g. B. Andalusite and Silimanite.
Die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung brauchbaren Silicate können als von zwei Typen, den Orthosilicaten und Motasilicaten abgeleitet, aufgefaßt ' b5 werden. Diese können sich unter Bildung von Polysilica- · ten vereinigen und werden dann als Mineralmenge, wie beispielsweise quarternäre oder ternäre Systeme bezeichnet. Das Siliciumdioxid und die Silicate der vorlie-The silicates useful in the practice of the present invention can be of two types, the Orthosilicates and motasilicates derived, understood ' be b5. These can develop with the formation of polysilica th unite and are then referred to as a mineral amount, such as quaternary or ternary systems. The silicon dioxide and the silicates of the present
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genden Erfindung können entweder wasserfrei sein, oder sie können ein oder mehrere Moleküle Wasser im System gebunden enthalten.The invention can either be anhydrous, or they can contain one or more molecules of water in the System bound included.
Das umhüllte elektrische Heizelement kann nach den allgemein bekannten Verfahren wie sie in dem US-Patent 24 83 839 erläutert werden, hergestellt werden.The sheathed electrical heating element can be manufactured in accordance with well known methods such as those in U.S. Patent 24 83 839 explained.
Es werden Heizelemente hergestellt, indem die in Tabelle I aufgeführten Stoffe einzeln als elektrisch isolierendes Vergußmaterial verwendet werden. Die Heizelemente bestehen aus einem Mantel aus einer Nickel/ Chrom-Legierung der Vergußmasse und einem elektrischen Widerstandselement aus einer Nickel/Chrom-Legierung. Die Vergußmasse weist eine Dichte von etwa 3,2 g/cm3 auf. Jedes Element wird 16 Stunden lang bei 1000°C geprüft. Anschließend werden die Heizelemente bei 975 bzw. 875°C auf Spannungsabfall geprüft, indem entlang dem elektrisch isolierenden Vergußmaterial, daß sich insgesamt bei einer Gleichgewichtstemperalur von 975 bzw. 875° C befindet, 600 Volt Wechselspannung (60 Hertz) angelegt werden.Heating elements are made by using the substances listed in Table I individually as an electrically insulating potting material. The heating elements consist of a jacket made of a nickel / chromium alloy of the potting compound and an electrical resistance element made of a nickel / chromium alloy. The potting compound has a density of about 3.2 g / cm 3 . Each element is tested for 16 hours at 1000 ° C. The heating elements are then tested for voltage drop at 975 or 875 ° C by applying 600 volts alternating voltage (60 Hertz) along the electrically insulating potting material, which is at an equilibrium temperature of 975 or 875 ° C.
Aus dem für jedes Element gemessenen Spannungsabfall wird der spezifische Widerstand in MOhm/cm berechnet. Je höher der spezifische Widerstand ist, um so besser sind die elektrischen Isoliereigenschaften des Einbettungsmaterials. Die so berechneten Werte des spezifischen Widerstandes sind folgende:The specific resistance in MOhm / cm is derived from the voltage drop measured for each element calculated. The higher the specific resistance, the better the electrical insulating properties of the Embedding material. The values of the specific resistance calculated in this way are as follows:
bettungsmasse, die sich bei einer Gleichgewichtstemperatur von 975° C befindet, durch Anlegung von 600 Volt Wechselspannung (60 Hertz) gemessen. Anschließend wird aus dem Spannungsabfall der Isolationswiderstand in MOhm berechnet. Je höher der Isolationswiderstand ist, um so besser die elektrisch isolierenden Eigenschaften der Einbettungsstoffe. Es wurden folgende Werte erhalten.bedding compound, which is at an equilibrium temperature of 975 ° C, by applying 600 volts AC voltage (60 Hertz) measured. The voltage drop then becomes the insulation resistance calculated in MOhm. The higher the insulation resistance, the better the electrically insulating properties the embedding materials. The following values were obtained.
*) Die Differenz besteht aus gebranntem Magnesiumoxid.*) The difference consists of burnt magnesium oxide.
*) Geschmolzenes Siliziumdioxid (fused silica), liegt als Glas*) Molten silicon dioxide (fused silica) lies in the form of glass
oder amorph vor.
**) Die Differenz der Masse besteht aus gebranntem MgO.or amorphous.
**) The difference in mass consists of burnt MgO.
Es werden wie in Beispiel 1 Heizelemente hergestellt, mit der Abwandlung, daß das für die Ummantelung und das Widerstandselement verwendete Metall anstelle der in Beispiel 1 verwendeten Nickel/Chrom-Legierung Stahl ist.Heating elements are produced as in Example 1, with the modification that that for the casing and the resistor element used metal instead of the nickel / chromium alloy used in Example 1 Steel is.
Der Isolierwiderstand der Einbettungsmassen wird durch Messung des Spannungsabfalls entlang der Ein-The insulation resistance of the embedding compound is determined by measuring the voltage drop along the embedding
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Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
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| AT7525U1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-04-25 | Physiotherm Gmbh | HEATING DEVICE |
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|---|---|---|---|
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