DE2142767A1

DE2142767A1 - Speicherheizplatte

Info

Publication number: DE2142767A1
Application number: DE19712142767
Authority: DE
Inventors: Lutz Kummer
Original assignee: WITTE HAUSTECHNIK GmbH
Current assignee: WITTE HAUSTECHNIK GmbH
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1971-08-26
Publication date: 1973-03-15
Also published as: DE2142767B2; GB1398883A; FR2150534A1; DE2142767C3; FR2150534B1; HU169423B; AT316699B; BE788008A; JPS4835332A

Description

2H2767

Witte

Hauetechnik GmbH
Iserlohn

WHO? 9 23. Aug. 1971

Bt/dr

Speicherheizplatte

Die Erfindung betrifft eine Speicherheizplatte für elektrische Wärmespeicher mit einem die Heizleiter eingebettet enthaltenden inneren Plattenkörper, der von einen äußeren Plattenkörper umschlossen ist.

Es sind Speicherheizplatten bekannt, bei denen der Heizleiter unmittelbar in die Speichermasse eingebettet ist und die Speicherplatte aus homogener Speichermasse besteht. Diese Speicherheizplatten sind in ihrer maximalen Anwendungetemperatur beschränkt. Dies ist durch den homogenen Aufbau der Platte bedingt, da zum einen eine Korrosion des Heizleiters vermieden werden muß und zum anderen die Speicherheizplatte ein gutes Speichervermögen haben soll.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Speicherheizplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gutem Speiehervermögen eine Anwendung in höheren !Temperaturbereichen gestattet.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der innere Plattenkörper zu über 9O$6 aus einem verdichteten, durch Erwärmung abgebundenen reaktionsträgen Sintermagnesit oder Korund besteht, dem alkali- und eisenarmer Binder zugegeben ist, daß der Heizleiter unmittelbar in die Masse des inneren Plattenkörpers eingebettet ist und der aus gut wärmespeicherndem Material bestehende äußere Plattenkörper unmittelbar am inneren Plattenkörper anliegt. Hierbei geht die Masse des inneren Plattenkörpers mit dem Werkstoff des eingebetteten Heizleiters auch bei sehr hohen Temperaturen keine korrodierenden Verbindungen ein, wodurch der innere Platt&örper auf Grund seiner guten Wärmeleitfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und elektrischen Isolierfähigkeit mit erhöhter Heizleistung beaufschlagt werden kann. Dadurch ist es möglich, beim Aufheizen das Temperaturgefälle zwischen dem inneren und äußeren Plattenkörper wesentlich zu vergrößern, wobei die Auswahl des Materials für den äußeren Plattenkörper lediglich nach seiner Wärmespeicher- und Leitfähigkeit, sowie Wirtschaftlichkeit erfolgen kann. Zur Beheizung einer vorgegebenen Wärme Speichermasse braucht ladann auch nur eine verringerte Anzahl von beheizten inneren Plattenkörpern montiert zu werden. Wegen der geringen Maße des inneren Plattenkörpers kann er auch bei unterschiedlichen Speicherheizplatten verwendet werden. Daneben wird es auch möglich, anstelle von aufwendigem, austenitischem Hi-Cr- Heizleitermaterial, das bei Stromdurchgang kein Brummen erzeugt, ein einfacheres, ferritisches Heizleitermaterial der Zusammensetzung Cr-Fe-Al

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zu verwenden, bei dem das Brummen schon nach kurzer Zeit endet, weil durch die rasche Auf heizbarkeit des inneren Plattenkörpers sehr schnell der Curie-Punkt des Heizleitermaterials überschritten wird.

Der innere Plattenkörper besteht z.B. vorzugsweise aus 96% Sintermagnesit oder der gleichen Menge Korund, der wenigstens 85% Aluminiumoxyd enthält, sowie aus 4% alkaliarmen Ton, Bentonit oder kaustischem Magnesit als Binder.

Der in dieser Weise aufgebaute innere Plattenkörper wird vorzugsweise direkt in den äußeren Plattenkörper eingebettet, indem zunächst ein Teil der Masse des äußeren Plattenkörpers in eine Preßform eingefüllt wird, in die dann eine der Umrißform des inneren Plattenkörpers entsprechende Vertiefung mittels eines Stempels eingedrückt wird. In diese Vertiefung wird der lediglich vorgepresste innere Plattenkörper eingelegt, wodurch er in seiner Lage eindeutig fixiert ist. Danach wird der übrige Teil der Masse des äußeren Plattenkörpers in die Form eingeschüttet und der gesamte Forminhalt auf seine geforderte Dichte zusammengepresst. Abschließend erfolgt ein Tempern bzw. Brennen der so gebildeten Speicherheisplatte, wobei das Erhitzen ganz oder teilweise durch Beheizen des Heizleiters im inneren Plattenkörper erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, ohne Erhitzen des Heizleiters das Material durch einen normalen Durchlauf durch einen Brennofen zu brennen bzw. zu sintern. Es ergibt sich damit eine einfache Herstellmöglichkeit zur spaltfreien Verbindung der beiden Plattenkörper, so daß der Wärmeübergang fast ausschließlich durch Wärmeleitung erfolgen kann. Daneben kann der innere Plattenkörper wegen seinen guten Eigenschaften hinsichtlich elektrischer Isolierung, schnellen Aufheizbarkeit und Temperaturwechselbe-

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ständigkeit auch, ohne äußeren Plattenkörper als Direktheizeinrichtung in einen Luftstrom eingebracht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Speicherheizplatte im Längsschnitt und

Fig. 2 diese Speicherheizplatte im Querschnitt.

Die Speicnerheizplatte besteht aus einem äußeren Plattenkörper 1 aus gut wärmeleitendem und -speicherndem Material das vorzugsweise gut wärmeleitende Beimengungen, z.B. Metallspäne, Metalloxyde, Siliciumkarbid,zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit enthält. Der äußere Plattenkörper 1 besteht aus einem Stück und umgibt einen inneren Plattenkörper 2 allseitig. Im inneren Plattenkörper 2 ist ein schematisch angedeuteter Heizleiter 3 eingebettet, dessen Anschlußenden4 durch den Plattenkörper 1 geführt sind, z.B. in Keramikrohren 5 als Isolatoren, wenn der Plattenkörper 1 elektrisch leitend ist. Damit der Heizleiter 3 auch bei hohen Temperaturen eine ausreichende Lebensdauer erreicht, besteht der innere Plattenkörper aus einem Material, das selbst bei 1100 bis 1200⁰G keine oder nur geringfügige korrodierende Verbindung mit dem Heizleiter eingeht, eine gute Wärmeleit- und Speicherfähigkeit besitzt, sowie elektrisch ausreichend isoliert.

Eine Masse dieser Art besteht vorzugsweise aus einer Mischung von über 90% Sintermagnesit mit einem Anteil von größer als 95% Magnesiumoxyd, mit etwa 25% Feinanteil,

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etwa 25% der Körnung O bis 1mm, etwa 50% der Körnung 1 - 3mm und alkaliarmem Ton. Diese Mischung ergibt eine Zusammensetzung etwa folgender Anteilet

SiO₂ 3,5% 0* 1,

Fe₂O₃ 0,7% OaO 2,5% MgO 91,5%

Es ist jedoch auch möglich, eine Masse aus einer Mischung von über 90% Korund mit etwa 25% Feinanteil, etwa 25% der Körnung 0 - 1mm und etwa 50% der Körnung 1 - 3mm sowie alkaliarmen Ton zu verwenden. Diese Mischung ergibt dann eine Zusammensetzung etwa folgender Anteile:

Al₂O₃	93 %
SiO₂	3,1%
TiO₂	2,5%
^e₂O₃	0,3%
CaO	0,2%
MgO	0,7%
BTa₂O	0,06%
KoO	0,12*

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Claims

Patentansprüche

V 1./»pelcherheizplatte für elektrische Vämespeicher mit einem die Heizleiter eingebettet enthaltenden inneren Plattenkörper, der von einem äußeren Plattenkörper umschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Plattenkörper (2) zu über 90% aus einem verdichteten, durch Erwärmung abgebundenen reaktionsträgen Sintermagnesit oder Korund besteht,dem Alkali- und eisenarmer Binder zugegeben ist, das der Heizleiter (3) unmittelbar in die Hasse des inneren Plattenkörpers (2) eingebettet ist und der aus gut wärme speichernde» Material bestehende äußere Platt enkörper (1) UBaittelbar am inneren Plattenkörper (2) anliegt.
2. Speicherheizplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Plattenkörper (2) aus einer Mischung von über 90% Sintermagnesit mit einem Anteil von mehr als 95% Magnesiumoxyd MgO mit 25% Feinanteil, 2')% der Körnung O - 1mm, 50% der Körnung 1 - 3*n und alkaliarmen Ton besteht und die Mischung etwa eine Zusammensetzung folgender Anteile ergibt

SiO₂ 3,5% Al₂O₅ 1,8% Ie₂O₅ 0,7% CaO 2,5% MgO 91,5%

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3· Speicherheizplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inntre Platte aus einer Mischung von über 90% Korund mit etwa 25% Feinanteil, 25% der Körnung O - 1mm und 50% der Körnung 1 - 3*» sowie alkaliarmen Ton besteht und die Mischung etwa eine Zusammensetzung folgender Anteile ergibt:

H₂O₃ 93 % SiO₂ 3,1 % OJiO₂ 2,5% Fe₂O₅ 0,3% OaO 0,2% MgO 0,7% Na₂O
K₂O 0,06%
0,12%
4. Speicherheizplatte nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse für den äußeren Plattenkörper (1) oder/und des inneren Plattenkörpers (2) gut wärmeleitende Metallpulver von ca. 5% beigefügt sind und daß diese Mischung mit Hilfe eines Sinter- bzw. Brennprozesses abgebunden wird, wobei eine metall-keramische Bindung entsteht.
5· Speicherheizplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem äußeren Plattenkörper (1) Metallpulver bzw. -Späne und Metalloxyde beigemischt sind.
6. Speicherheizplatte nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Plattenkörper (2) aus Sintermagnesit und kaustischem Magnesit als Binder besteht.

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7· Speicherheizplatte nach Anspruch. 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und der äußere Plattenkörper (2/1) aus einem Stück derart hergestellt sind, und daß der innere Plattenkörper (2) direkt in den umgebenden äußeren Plattenkörper (1) eingebettet ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Speicherheizplatte nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Teil der Hasse des äußeren Plattenkörpers (1) in eine Preßform eingefüllt und darauf der ungebrannte innere Plattenkörper (2) aufgelegt wird, daß danach der übrige Teil der Masse des äußeren Plattenkörpers (1) zugegeben und der gesamte lOrminhalt verdichtet wird und daß abschließend die so gebildete Speicherplatte gesindert oder gebrannt wird.
9» Verfahren nach Anspruhh 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einfüllen des ersten Teils der Masse in diese eine dem Umriss des inneren Plattenkörpers (2) entsprechende Vertiefung eingeformt wird, in die der innere Plattenkörper (2) eingelegt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung oder das Brennen zumindest teilweise durch Beheizung des Heizleiters (3) im inneren Plattenkörper (2) erfolgt.

11· Speicherheizplatte nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der im inneren Plattenkörper (2) eingebettete Heizleiter (3) eine Zusammensetzung von Cr-Pe-Al aufweist.

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