DE2142767C3

DE2142767C3 - Speicherheizplatte

Info

Publication number: DE2142767C3
Application number: DE19712142767
Authority: DE
Inventors: Lutz 5860 Iserlohn Kummer
Original assignee: KUEPPERSBUSCH AG 4650 GELSENKIRCHEN
Current assignee: KUEPPERSBUSCH AG 4650 GELSENKIRCHEN
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1971-08-26
Publication date: 1978-06-08
Also published as: BE788008A; DE2142767B2; FR2150534A1; GB1398883A; AT316699B; JPS4835332A; FR2150534B1; DE2142767A1; HU169423B

Description

SiO₂	3,5%
AI₂O₃	1,8%
Fe₂O₃	0,7%
CaO	24%
MgO	914%

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3. Speicherheizplaite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Platte aus einer Mischung von über 90% Korund mit etwa 25% Feinanteil, 25% der Körnung 0— 1 mm und 50% der Körnung 1—3 mm sowie alkaliarmen Ton besteht und die Mischung etwa eine Zusammensetzung folgender Anteile ergibt:

Al₂O₃	93%
SiO₂	3,1%
TiO₂	23%
Fe₂O₃	03%
CaO	0,2%
MgO	0,7%
Na₂O	0,06%
K₂O	0,12%

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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 metallkeramische Bindung entsteht ss

5. Speicherheizplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem äußeren Plattenkörper (1) Metallpulver bzw. -Spane 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

7. Speicherheizplaite 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 Masse des äußeren Plattenkörpers (3) 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 Forminhalt verdichtet wird und daß abschließend die so gebildete Speicherplatte gesintert oder gebrannt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 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 Piattenkörper(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- Fe- Al aufweist

Die Erfindung betrifft eine Speicherheizplatte für elektrische Wärmespeicher mit einem die Heizleiter eingebettet enthakenden inneren plattenkörper, der von einem äußeren aus wärmespeichemdem Material bestehenden Plattenkörper unmittelbar umschlossen ist

Bei einer in dieser Weise aufgebauten bekannten Speicherheizplatte (AT-PS 2 73 320) weist der innere Plattenkörper eine größere Wärmeleitfähigkeit auf als der äußere. Dadurch wird erreicht daß die gespeicherte Wärme nur langsam über die von Luft beblasene Oberfläche abgegeben und die in den zu beheizenden Raum zu blasende Luft daher selbst bei vollaufgeladener Speicherheizplatte keine übermäßig hohe Temperatur annimmt Die Einbettung des Heizleiters unmittelbar in die Masse des Speicherkerns bereitet jedoch Schwierigkeiten, weil durch die für diese Masse zu verwendenden Bindemittel bei erhöhten Temperaturen der Speicherheizplatte eine zu starke Korrosion des Heizleiters eintritt Es ist jedoch gerade bei Speichorheizplatten für Wärmespeicheröfen als langlebiges Gut eine hohe Lebensdauer gefordert und zur verbesserten Ausnutzung des Speicherkerns auch eine möglichst hohe Speichertemperatur anzustreben.

Eine bekannte Masse für Speicherheizplatten mit eingebettetem Heizleiter (DE-OS 19 59 179) besteht aus einer Mischung von 50% bis 80% Sintermagnesit od. dgl. und der Rest aus fetten Tonen als Bindemittel. Wird weniger Bindemittel zugesetzt als 20%, besteht die Gefahr von Trockenrissen. Dann gelangte Luft an die Heizleiter, so daß auch eine wesentliche Verschlechterung der Lebensdauer durch Luftkorrosion eintritt Daneben ergibt sich aber auch durch den hohen Tonzusatz eine starke Korrosion des Heizleiters bei Temperaturen über 700° C und insbesondere dann, wenn die Temperatur bis zu 1000°C und mehr erreicht Der hohe Tonzusatz ist aber erforderlich, damit die Speichermasse nach dem Brennen ausreichende mechanische Festigkeit erreicht und rissefrei bleibt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Speicherheizplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gutem Speichervermögen eine Anwendung in höheren Temperaturbereichen gestattet

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der innere Piattetikörper zu über 90% aus einem S verdichteten, durch Erwärmung abgebundenen reaktionsträgen Sintermagnesit oder Korund besteht, dem alkali- und eisenarmen Binder zugegeben ist und daß der Heizleiter unmittelbar in der Masse des inneren Plattenkörpers eingebettet ist

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 Plattenkörper auf Grund seiner guten Wärmeleitfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und elektrischen Isolierfähigkeit mit erhöhter Heizleistung beaufschlagt werden kann. Dadurch ist es möglich, beim Aufheizen das Temperatvrgefälle 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 Wärmespeichermasse braucht dann auch nur eine verringerte Anzahl von beheizten inneren Plattenkörpern montiert zu werden. Wegen der geringen Maße des nneren Plattenkörpers kann er auch bei unterschiedlichen Speicherheizplatten verwendet werden. Daneben wird es auch möglich, anstelle von aufwendigem, austenitischen Ni-Cr-Heizleitermaterial, das bei Stromdurchgang kein Brummen erzeugt, ein einfacheres, ferritisches Heizleitermaterial der Zusammensetzung Cr-Fe-Al zu verwenden, bei dem das Brummen schon nach kurzer Zeit endet, weil durch die rasche Auflieizbarkeit 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 LJmrißform 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 Fonninhalt auf seine geforderte Dichte zusammengepreßt Abschließend erfolgt ein Tempern bzw. Brennen der so gebildeten Speicherheizplatte, wobei das Erhitzen ganz oder teilweise durch Beheizen des Heizleiters im inneren Plattenkörper erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, ohne Erhitzen des Heizkörpers 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 Temperaturwechselbeständigkeit auch ohne äußere Plattenkörper als Direktheizeinrichtung in einen Luftstrom eingebracht werden.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Dabei zeigt

F i g. 1 eine Speicherheizplatte im Längsschnitt und
F i g. 2 diese Speicherheizplatte im Querschnitt
Die Speicherheizplatte 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 schema tisch angedeuteter Heizleiter 3 eingebettet, dessen Anschlußenden 4 durch den PlaUenkörper I 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 1200⁰C 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, etwa 25% der Körnung 0 bis 1 mm, etwa 50% der Körnung 1 —3 mm und alkaliarmem Ton. Diese Mischung ergibt eine Zusammensetzung etwa folgender Anteile:

SiO₂	3,5%
A12O3	1,8%
Fe₂O₃	0,7%
CaO	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— 1 mm und etwa 50% der Körnung 1 —3 mm sowie alkaliarmen Ton zu verwenden. Diese Mischung ergibt dann eine Zusammensetzung etwa folgender Anteile:

Al₂O₃	93%
SiO₂	3,1%
TiO₂	2,5%
Fe₂O₃	03%
CaO	0,2%
MgO	0,7%
Na₂O	0,06%
K₂O	0,12%

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speicherheizplatte für elektrische Wärmespeicher mit einem die Heizleiter eingebettet enthalten- s den inneren Plattenkörper, der von einem äußeren aus wärmespeicherodem Material bestehenden Plattenkörper unmittelbar umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Planenkörper (2) zu über 90% aus einem verdichteten, durch Erwärmung abgebundenen reaktionsträgen Sintermagnesit oder Korund besteht, dem alkali- und eisenarmer Binder zugegeben ist und daß der Heizleiter (3) unmittelbar in die Masse des inneren Plattenkörpers (2) eingebettet ist

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, 25% der Körnung 0— 1 mm, 50% der Körnung i —3 mm und alkaliarmen Ton besteht und die Mischung etwa eine Zusammensetzung folgender Anteile ergibt