DE2234216A1 - Starres, durch elektrizitaet aufheizbares flaechenheizelement - Google Patents
Starres, durch elektrizitaet aufheizbares flaechenheizelementInfo
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Description
- Starres, durch Elektrizität aufheizbares Slächenheizelement Zusatz zu Patent .................
- (Patentanmeldung P 21 51 626.7) Gegenstand des Hauptpatentes ........... (Patentanmeldung P 21 5t 626.7) ist ein starres, durch Elektrizität aufheizbares Flächenheizelement, das aus einer -dünnen, wärmebeständigen, starren, die Wärme abgebenden Schicht besteht, die über einen elektrisch leitfähigen Pilm, der mit entsprechenden Elektroden und elektrischen Anschlüssen versehen ist, mit einer dickeren, wärmeisolierenden, starren Schicht verbunden ist.
- Für zahlreiche Anwendungsformen von Slächenheizelementen des im Hauptpatent beschriebenen Typs ist es wünschenswert, ein mechanisch gut verformbares Material für die wärmeabgebende Schicht zu verwenden. Ein solches Material ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn dreidimensionale kastenförmige Gebilde oder Rohrhalbschalen beheizt bzw. als Heizelemente ausgebildet werden sollen. Schichtpreßstoffe müßten bei der Herstellung von Kästen verleimt werden und besitzen ferner eine nicht ganz befriedigende mechanische Bea-nspruchbarkeit und Alterungsbeständigkeit.
- Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Plächenheizelement des im Hauptpatent beschriebenen Typs zur Verfügung zu stellen, bei welchem die die Wärme abgebende Schicht aus einem mechanisch gut verformbaren, mechanisch stark beanspruchbaren, hochabriebfesten, altcrungsbestäbdigen Material besteht und das darüber hinaus die Wärme besonders gut weiterleitet und an die Umgebung abgibt.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man als dünne, wärmebeständige, starre, die wärme abgebende Schicht eine solche aus irgendeinem Metall vorsieht, wobei die dem elektrisch leitfähigen Film zugekehrte Seite der .7ffetallschicht eine elektrisch isolierende Schicht aufweist.
- Gegenstand der Erfindung ist somit ein starres, durch Elektrizität aufheizbares Plächenheizelement, bestehend aus einer dünnen, wärmebeständigen, starren, die Wärme abgebenden Schicht, die über einen elektrisch leitfähigen Film, der mit entsprechenden Elektroden und elektrischen Anschlüssen versehen ist, mit einer dickeren, wärmeisolierenden starren Schicht verbunden ist, nach Patent ............. (Patentanmeldung P 21 51 626.7), das dadurch gekennzeichnet ist, daß die dünne, wärmebeständige, starre, die Wärme abgebende Schicht aus einer Metallschicht besteht, wobei die dem elektrisch leitfähigen Film zugekehrte Seite der Metall schicht eine elektrische Isolierschicht aufweist.
- Die wärmeabgebende Schicht kann aus den verschiedensten Metallblechen, einschließlich verzinkter oder eloxierter Bleche, bestehen, wobei die Metallbleche die unterschiedlichsten Dicken aufweisen können.
- Die auf der dem elektrisch leitfähigen Pilm zugekehrten Seite der Metall schicht befindliche elektrische Isolierschicht soll sehr fest auf der Metallschicht haften und eine gute Bindefähigkeit gegenüber dem elektrisch leitfähigen Film aufweisen. Ferner muß die Isolierschicht aus einem Material mit hohem elektrischen Isoliervermögen und hoher Spannungsdurchschlagfestigkeit bestehen.
- Vorzugsweise besteht die Isolierschicht aus einem bis zu Temperaturen von 1500 C beständigem Material, insbesondere einem unter Wärmeeinwirkrnig nicht erweichenden oder sonstige nachteilige rheologische Eigenschaften aufweisenden und keine Gase entwickelnden Kunststoff, der zweckmäßig im ausgehärteten Zustand vorliegt. Von den Kunststoffen werden EpOxydharze die mittels einer Pulvertechnologie aufgetragen wurden, am meisten bevorzugt.
- Als Epoxyd-Pulverharze haben sich vor allem Einkomponenten-Harze bewährt, die von der Firma 3M unter der Handelsbezeichnung "Scotchkote" bzw. "Resistan" vertrieben werden. Die mit Epoxydharz beschichteten Metallbleche können in diesem Zustand gebogen werden, ohne daß die Beschichtung Schaden erleidet.
- Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Isolierschicht des erfindungsgemäßen Flächenheizelementes eine gleichmäßige Mindestdicke von etwa 7o»< aufweist.
- Die Isolierschicht~kann auch eine Lackschicht oder eine auf das Metallblech aufkaschierte Kunststoffolie sein. Im letzteren Palle sind jedoch die Schnittkanten nicht beschichtet und bilden dadurch ein Korrosionsproblem, während bei mit wpoxyd-Pulverharz beschichteten Blechen auch die Schnittkanten beschichtet sind.
- Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flächenheizelementes weist die Porm von Rohrhalbschalen auf, die sich fUr die Beheizung von Rohren, insbesondere für die Pipeline-Temperierung, eignen. Als wärmeisolierende Schicht weisen diese Rohrhalbschalen vorzugsweise eine Polyurethan-Hartschaumstoffschicht auf, die eine fast 1OOige einseitige Wärmeabgabe zur Nutzfläche gestattet. Der Aufbau des Flächenheizelementes in Form von zwei voneinander getrennten Rohrhalbschalen gestattet eine leichte Montage und Demontage des Heizsystems.
- Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemaßen Flächenheizelementes in Form einer Rohrhalbschale.
- Fig. 2a und Fig. 2b zeigen einen Querschnitt durcheine Pipeline, welche einen Reizmantel aufweist, der aus zwei Rohrhalbschalen des vorgenannten Typs gebildet wurde.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Flächenheizelement die Form eines Rohres auf, wobei der Rohrkörper die Rolle des Metallbleches übernimmt. Bei dieser Ausführungsform befindet sich der elektrisch leitfähige Film (nachstehend als "Eeizfilm" bezeichnet) somit direkt auf dem mit Epoxyd-Pulverharz beschichteten Rohrkörper.
- Die in Porm von Rohrhalbschalen oder Rohren vorliegenden erfindungsgemäßen Plåchenheizelemente eignen sich unter anderem auch als Begleitheizung für den Oltransport und sind im Chemie-Anlagenbau einsetzbar.
- Das erfindungsgemãße Flächenheizelement ist vollkommen wasserfest und bei Temperaturen bis unterhalb -600 a beständig. Das Plichenheizelement kann ferner fUr Betriebstemperäturen bis zu +900 C eingesetzt werden. Es ist zumeist für Spannungen von- 12, 24, 42, 60 oder 110 Volt eingerichtet.
- Metallische Flächenheizelemente werden vorzugsweise nur fUr Spannungen bis zu 110 Volt verwendet, da sich zwischen dem Heizfilm und dem Blech mit dem daæwischenliegenden Dielektrikum (elektrische Isolierschicht) ein Kondensator-System aufbaut, das u. U. zu einem elektrischen Durchschlag führt.
- Ein abgewandeltes lächenheizelement gemäß der Erfindung weist anstelle der dickeren, wärmeisolierenden, starren Schicht eine dünne, wärmeabgebende Schicht auf. Diese dünne Schicht besteht vorzugsweise aus einem Epoxydharz. Die Ausführungsforin findet insbesondere dann Anwendung, wenn die Wärme beidseitig an die Umgebung abgegeben werden kann.
- Nachstehend wird anhand eines Beispiels die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächenheizelementes erläutert.
- Ein Metallblech wird gereinigt und anschließend beidseitig mit einem wpoxyd-Pulverharz beschichtet.
- Die Beschichtung kann beispielsweise nach dem Wirbelsinterverfahren, dem Sprühverfahren oder dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren vorgenommen werden; letzteres Verfahren wird bevorzugt angewendet.
- Das beschichtete Blech wird dann zur Aushärtung des Epoxydharzes erhitzt. Anschließend werden auf einer Seite des beschichteten Blechs Elektroden angebracht. Für geringe Betriebsspannungen, z.B. von 12 bis 42 Volt (Stromfluß über 2 Ampere) werden versilberte oder vergoldete Kupferbänder direkt auf die Epoxydharzschicht aufgeklebt. Dabei werden Klebstoffe venfendet, die kein Aceton oder Methylithylketon enhalten. Für geringere Ströme (Stromfluß weniger als 2 Ampere) können die Elektroden durch Auftragen von Plüssigsilberlack hergestellt werden. Der elektrische Widerstand entlang einer Elektrode soll 1 Ohm nicht überschreiten.
- Nachdem die Elektroden auf gebracht wurden, wird der Heizfilm, wie im Hauptpatent beschrieben, aufgespritzt und bei erhöhter Temperatur- getrocknet. Der Heizfilm soll beide Elektroden überlappen. Danach werden die Elektroden durch Klemmen oder Löten mit Anschlußdrähten verbunden. Schließlich wird das gesamte System nach einer der im Hauptpatent beschriebenen Methoden mit Polyurethan-Hartsckaum eingeschäumt.
- Wenn aufgrund einer speziellen Anwendungsform des Flächenheizelementes keine Schaumstoffschicht benötigt wird, kann der Heizfilm ebenso wie die Elektroden auch mit Epoxydharz beschichtet werden, wobei man ein Plächenheizelement erhält, welches, wie erwähnt, anstelle der dickeren, wärmeisolierenden Schicht eine dünne, wärmeabgebende Schicht aufweist.
- Der Heizfilm soll in jedem Falle gegen atmosphärische Einflüsse geschützt sein, beispielsweise weil die auftretende Schwitzwasserbildung zu Kriechströmen führen kann.
- Die nachstehenden Beispiele erläutern ferner die Erfindung.
- Beispiel 1 Es wird ein Eisenblech mit Trichloräthylen gereinigt und anschließend nach dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren beschichtet. Das Pulverharz wird in einer so bemessenen Menge aufgetragen, daß die fertige Schicht eine Dicke von etwa 100 z aufweist. Anschließend wird das beschichtete Blech 80 Sek. in einem Heizofen auf 2000 C erhitzt, wobei das Epoxyd harz zu einem homogenen Film aushärtet.
- Danach werden auf der einen Seite des Eisenbleche direkt auf die Epoxydharzbeschichtung versilberte oder vergoldete Kupferbänder als Elektroden aufgeklebt. Anschließend wird der Heizfilm, wie im Hauptpatent beschrieben, derart aufgespritzt, daß er beide Elektroden dberlappt. Der Heizfilm wird dann 15 Min. bei 800 C getrocknet.
- Nach dem Verbinden der Anschlußdrähte mit den Elektroden durch Klemmen oder Löten wird das gesamte System, wie im Hauptpatent beschrieben, mit Polyure than -Hartschaum eingeschäumt.
- Beispiel 2 Beispiel 1 wird mit der Abänderung wiederholt, daß der Heizfilm und die Elektroden nicht eingeschäumt, sondern ebenfalls mit Epoxydharz beschichtet werden.
- Das Harz wird durch 6minütiges Erhitzen auf 1500 C ausgehärtet.
Claims (9)
1. Starres, durch Elektrizität aufheizbares Flächenheizelement, bestehend
aus einer dünnen, wärmebeständigen, starren, die Wärme abgebenden Schicht, die huber
einen elektrisch leitfähigen Film, der mit entsprechenden Elektroden una elektrischen
Anschlüssen versehen ist, mit einer dickeren, wärmeisolierenden starren Schicht
verbunden ist, nach Patent .......... (Patentanmeldung P 21 51 626.7) dadurch gekennzeichnet,
daß die dünne, wärmebeständige, starre, die Wärme abgebende Schicht aus einer Metallschicht
besteht, wobei die dem elektrisch leitfähigen Film zugekehrte Seite der Metallschicht
eine elektrische Isolierschicht aufweist.
2. Flächenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrische Isolierschicht bis zu Temperaturen von 1500 C beständig ist.
3. Flächenheizelement nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Isolierschicht aus einem unter Wärmeeinwirkung nicht erweichenden
oder sonstige nachteilige rheologische Eigenschaften aufweisenden und keine Gase
entwickelnden Kunststoff - besteht.
4. Flächenheizelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische' Isolierschicht aus einem Epoxydharz besteht.
5. Flächenheizelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Isolierschicht eine gleichmäßige Mindestdicke von 70/« aufweist.
6. Flächenheizelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß es die Form von Rohrhalbschalen aufweist, die sich für die Beheizung von Rohren,
insbesondere für die Pipeline-2emperierung, eignen.
7. Flächenheizelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß es die Form eines Rohres aufweist, wobei der Rohrkörper die Rolle der Metallschicht
übernimmt
8. Abgewandeltes Flächenheizelement nach Anspruch 1 bis 7t, dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle der dickeren, wärmeisolierenden, starren Schicht eine dünne, wärmeabgebende
Schicht vorgesehen ist.
9. Plächenheizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die dünne, wärmeabgebende Schicht aus einem Epoxydharz besteht.
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| DE19823506B4 (de) * | 1998-05-26 | 2006-05-04 | Latec Ag | Heizmanschette für Rohre |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2234216C3 (de) | 1981-08-27 |
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