DE2517905A1 - ELECTRIC RESISTANCE HEATING ELEMENT, IN PARTICULAR FOR INDUSTRIAL FURNACES - Google Patents
ELECTRIC RESISTANCE HEATING ELEMENT, IN PARTICULAR FOR INDUSTRIAL FURNACESInfo
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Description
7 5 1 7 9 Π 7 5 1 7 9 Π
7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 3-187300 Esslingen (Neckar), Fabrikstrasse 24, P.O. Box 3-18
! .,id'ii g^.fce.i -"Sfcnnj 22. April 1975 Stuttgart (o7iu 355539! ., id 'ii g ^ .fce.i - "S fcnnj April 22, 1975 Stuttgart ( o7iu 355539
iA /.\ runa T0181, o^o^^.-uiA /. \ runa T 0181 , o ^ o ^^ .- u
Telegramme Paten:acr)o;.j EsslmgenneckarTelegrams godparents: acr) o; .j Esslmgenneckar
Firma J. Aichelin, 7015 Korntal b. Stuttgart Company J. Aichelin, 7015 Korntal b. Stuttgart
IndustrieöfenIndustrial furnaces
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstandsheizelement,, insbesondere für Industrieöfen, mit stromdurchf lossenen länglichen Ileizleitern vorbestimiuter Querschnittsfläche.The invention relates to an electrical resistance heating element, in particular for industrial furnaces, with current throughf loosened elongated ileus ladders pre-determined Cross sectional area.
Die elektrischen Heizleiter der Heizelemente für Industrieöfen bis zu einer Arbeitstemperatur von etwa 1200 C, werden in der Regel aus zunderbeständigen Metalllegierungen hergestellt. Die Quersrhnittsflache der Heizleiter ist durch die bei gegebener Strombelastung erforderlichen elektrischen Widerstandswerte gegeben und kann nicht beliebig groß gemacht werden. Die Heizleiter sind deshalb in Gestalt von Drähten, Bändern, Stäben oder Rohren ausgebildet. Insbesondere bei hohen Temperaturen ist die mechanische Festigkeit dieser Heizleiter so gering (unter ein kp/mm"), daß aufwendige Stützkonstruktionen aus nichtleitender Keramik notwendig sind.The electrical heating conductors of the heating elements for industrial furnaces up to a working temperature of about 1200 C, are usually made of non-scaling metal alloys. The cross-sectional area of the The heating conductor is given by the electrical resistance values required for a given current load and cannot be made arbitrarily large. The heating conductors are therefore in the form of wires, tapes, Rods or tubes formed. The mechanical strength of these heating conductors is particularly important at high temperatures so low (below one kp / mm ") that it is expensive Support structures made of non-conductive ceramics are necessary.
So ist es in der Praxis bekannt, Heizleiter in Gestalt von Drahtwendeln auf keramische Rohre aufzuschieben oder in Rillensteinfc"einzulegen, bandförmige Heizleiter inIt is known in practice to push heating conductors in the form of wire coils onto ceramic tubes or to be inserted in Rillensteinfc ", ribbon-shaped heating conductors in
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609844/0683609844/0683
Zickzackforin in Spezialsteine einzuschieben oder an Wänden zu befestigen (Übersicht in "Elektrowärme", Verlag W. Giradet, Essen, 1974). Als Rohre oder Stäbe mit größerem Querschnitt und damit erhöhter Eigenfestigkeit ausgebildete Heizleiter kommen wegen des zu geringen Widerstandswertes nur für Sonderfälle'in Frage.Insert zigzag shape in special stones or to be attached to walls (overview in "Elektrowärme", Verlag W. Giradet, Essen, 1974). As tubes or rods Heating conductors designed with a larger cross section and thus increased intrinsic strength come because of the too small Resistance value only in question for special cases.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Widerstandsheizelement zu schaffen, dessen Heizleiter bei mit Rücksicht auf den elektrischen Widerstand kleiner Querschnittsfläche und bei geringem Aufwand für keramische Stützelemente und dgl. eine hohe mechanische Eigenfestigkeit aufweisen.The invention is therefore based on the object to provide an electrical resistance heating element, the Heating conductor with a small cross-sectional area with consideration of the electrical resistance and with little effort for ceramic support elements and the like. Have a high mechanical strength.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das elektrische Widerstandsheizelement gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeder Heizleiter aus wenigstens zwei parallel zueinander geführten Teilheizleitern besteht, die durch Stege starr miteinander verbunden sind und daß die so gebildeten Mehrfachheizleiter durch wärmebeständige Halterungselemente nebeneinanderliegend in Abständen aneinander gehaltert sind.The electrical resistance heating element is used to solve this problem according to the invention characterized in that each heating conductor consists of at least two There are partial heating conductors running parallel to one another, which are rigidly connected to one another by webs and that the multiple heating conductors formed in this way are juxtaposed in by heat-resistant mounting elements Are held together at intervals.
Die Teilheizleiter können jeweils durch sprossenartige, in Abständen angeordnete Stege miteinander verbunden sein, doch sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Teilheizleiter jeweils durch in Abständen angeordnete Stege in Gestalt von Abstandsblechen miteinander verbunden sind, die in quer zu den Teilleitern verlaufenden Ebenen liegen. Die sprossenartigen stabförmigen Stege bzw.die Abstandsbleche können mit den metallischen Heizleitern verschweißt sein. Die Teilheizleiter selbst können aus zwei Drähten, Rohren oder Stäben bestehen.The partial heating conductors can each be connected to one another by rung-like, spaced-apart webs be, but embodiments are also conceivable in which the partial heating conductors are each arranged by Web in the form of spacer plates are connected to each other, which run in transverse to the sub-conductors Levels lie. The rung-like rod-shaped webs or the spacer plates can be combined with the metallic Heat conductors be welded. The partial heating elements themselves can consist of two wires, tubes or rods.
Bei einer weiteren Ausf uhrungs.f.orir^ekyj.en die Teilheizleiter jeweils durch ein über die Länge durchlaufendesIn another version, the partial heating elements are used in each case by a continuous over the length
609RU/O'6-8-3609RU / O'6-8-3
2 R 1 7 9 O2 R 1 7 9 O
Abstandsblech miteinander verbunden sein, das gegebenenfalls Durchbrechungen aufweist. Hierbei ist der Mehrfachheizleiter entweder als Walz- oder Ziehprofil aus einem Stück hergestellt oder es ist das durchlaufende Abstandsblechband zwischen zwei Teilheizleiter in Gestalt von Drähten, Rohren oder Stäben eingeschweißt. Diese Ausbildung steht im Gegensatz zu den sogenannten Bandheizleitern , bei denen Durchbrechungen nicht möglich sind, weil sie zu örtlichen Überhitzungen führen würden.Be connected to each other spacer plate, which optionally has openings. Here is the multiple heating conductor Either made as a rolled or drawn profile from one piece or it is the continuous spacer strip welded between two partial heating conductors in the form of wires, tubes or rods. This training is in contrast to the so-called band heating conductors, where breakthroughs are not possible, because they would lead to local overheating.
Die zwischen den Teilheizleitern als Querverbindungselemente angeordneten Stege erhöhen nicht nur die Stabilität des Heizelementes, sondern sie wirken auch als Abstrahlungsflachen, ohne daß in ihnen selbst Stromwärme entwickelt wird.The webs arranged between the partial heating conductors as cross-connecting elements not only increase the Stability of the heating element, but they also act as radiation surfaces without being in them Electricity heat is developed.
Die Halterungselemente bestehen in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils aus einem zwischen den Mehrfachheizleitern liegenden blöckchenartigen Halterungskörper und zwei die Mehrfachheizleiter teilweise umfassenden Schellen, die mit dem Halterungskörpers mittels eines Befestigungselementes verbunden sind. Durch diese Ausbildung ist gewährleistet, daß die Teilheizleiter sich in Längsrichtung frei dehnen können, während sich andererseits eine hohe mechanische Querstabilität ergibt. In a preferred embodiment, the mounting elements each consist of one between the multiple heating conductors lying block-like support body and two partially encompassing the multiple heating elements Clamps that are connected to the holder body by means of a fastening element. Through this Training ensures that the partial heating elements can stretch freely in the longitudinal direction while on the other hand results in a high mechanical transverse stability.
Die Halterungselemente bestehen mit Vorzug aus keramischem Material; sie können auch Befestigungselemente tragen, die zur Aufhängung des Heizelementes oder zur Fixierung eines Wandabstandes dienen.The mounting elements are preferably made of ceramic material; they can also wear fasteners, which are used to suspend the heating element or to fix a distance from the wall.
Die Mehrfachheizleiter können im übrigen haarnadelförmig geführt sein,.wobei nebeneinanderliegend verlaufende Mehrfachheizleiter dann mittels der Halterungs- The multiple heating conductors can also be hairpin-shaped be guided, .With the multiple heating conductors running next to one another then by means of the
ί; Π 9 « /, /, / Π Π ίΠ ■ - 4 -ί; Π 9 «/, /, / Π Π ίΠ ■ - 4 -
7 S 1 7 Q η R 7 S 1 7 Q η R
elemente miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können die Mehrfachheizloiter in einerEbene liegen und haarnadelförmig geführt sein und durch die Halterungs elemente zu einem mattenartigen Gebilde verbunden sein, das über eine verhältnismässig große eigene Stabilität verfügt.elements are connected to each other. In this way, the multiple heating elements can be on one level and be guided in a hairpin shape and through the bracket elements to be connected to a mat-like structure that has a relatively large stability of its own disposes.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. Show it:
Fig. 1 ein Heizelement gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht unter Weglassung des Schutzrohrs,1 shows a heating element according to the invention in a side view with the omission of the protective tube,
Fig. 2 das Heizelement nach Fig. 1 im Querschnitt,FIG. 2 shows the heating element according to FIG. 1 in cross section,
Fig. 3 ein Heizelement gemäß der Erfindung in einer anderen /lusführungsform in einer Seitenansicht,3 shows a heating element according to the invention in another embodiment in a side view,
Fig. 4 das Heizelement nach Fig. 3 im Querschnitt,4 shows the heating element according to FIG. 3 in cross section,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Heizelement gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht,5 shows a detail of a heating element according to the invention in a side view,
Fig. 6 die Anordnung nach Fig. 5 in einer gegenüber Fig. 5 um 90° gedrehten Seitenansicht,6 shows the arrangement according to FIG. 5 in a side view rotated by 90 ° with respect to FIG. 5,
Fig. 7 die Anordnung nach Fig. 5 geschnitten längs der Linie VII-VII der Fig. 5,7 shows the arrangement according to FIG. 5 cut along the line VII-VII in FIG. 5,
Fig. 8 einen Doppelheizleiter eines Heizelementes gemäß der Erfindung im Ausschnitt in einer Seitenansicht,8 shows a double heating conductor of a heating element according to the invention in a detail in a side view,
Fig. 9 den Doppelheizleiter nach Fig. 8 im Querschnitt,9 shows the double heating conductor according to FIG. 8 in cross section,
ei o / A ; η r, 9. egg o / A; η r, 9.
ORtä'NAlORtä'NAl
y rsy rs
Fig. 10 einen Doppelheizleiter für ein Heizelement gemäß aer Erfindung in einer ärmeren Ausführungsforu iia Ausschnitt und in einer Seitenansicht,10 shows a double heating conductor for a heating element according to the invention in a poorer embodiment Section and in a side view,
Fig. 11 den Doppelheizleiter nach Fig. 1O im Querschnitt11 shows the double heating conductor according to FIG. 10 in cross section
Fig. 12 einen Doppelheizleiter für ein heizelement gemäß üer Erfindung in einer v/eiteren Ausführungsform im Ausschnitt und in einer Seitenansicht und12 shows a double heating conductor for a heating element according to the invention in a further embodiment in the cutout and in a side view and
Fig. 13 den Doppelheizleiter nach Fig. 12 im Querschnitt13 shows the double heating conductor according to FIG. 12 in cross section
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten k\iuerstandsheizelemente v/eisen jeweils einen haarnadelformig gebogenen, im Zickzack geführten Heizleiter 1 auf, der an zwei Anschlußleitungen 2,3 angeschlossen ist, die ihrerseits von einer nicht weiter dargestellten Stromquelle aus mit Strom versorgt v/erden können. Die Anschlußleiter 2,3 sind in einer bei 4 angedeuteten Halterung elektrisch isoliert aufgehängt, wobei aas eigentliche Heizelement in seinem wärmeabstrahlenden Bereich von einem wärmeleitenden Schutzschirm, beispielsweise in Gestalt eines Strahlrohres 5, umgeben sein kann.The resistance heating elements shown in FIGS. 1 to 4 v / iron in each case a hairpin-shaped bent, zigzag heating conductor 1, which is connected to two Connection lines 2, 3 are connected, which in turn come from a power source (not shown) Can be supplied with electricity. The connecting conductors 2, 3 are electrical in a holder indicated at 4 suspended in isolation, with the actual heating element in its heat-radiating area of a thermally conductive protective screen, for example in the form of a Beam tube 5, can be surrounded.
Der Heizleiter 1 besteht bei den aargestellten Ausführungsbeispielen aus jeweils zwei parallel zueinander geführten Teilheizleitern 6 (Fig. 5 bis I1 10,11)bzw. 6a, 6b (Lig.8,9 und 12,13). Die Teilheizleiter 6,6a,6b sind jev/eils paarweise durch Stege miteinander verbunden, die Lei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 und 10,11 in Gestalt in Abständen angeordneter sprossenartiger Stäbe 7 ausgebildet sind, aie endseitig mit con 'ieilheizleitern 6 verschweißt sind. Bei der Ausführungsform nach den. Fig. 8,9In the exemplary embodiments shown, the heating conductor 1 consists in each case of two partial heating conductors 6 (FIGS. 5 to I 1 10, 11) or. 6a, 6b (Lig. 8,9 and 12,13). The partial heating conductors 6, 6a, 6b are each connected in pairs by webs, which are designed in the form of spaced-apart rung-like bars 7 in the embodiment according to FIGS are welded. In the embodiment according to. Fig. 8.9
g η α a <\ ', ! 0 R B 3 ORIGINAL INSPECTEDg η α a <\ ',! 0 RB 3 ORIGINAL INSPECTED
ν S 1 V q ην S 1 V q η
sind die beiden Teilheizleiter 6a jeweils durch ein über die Länge durchlaufendes Abstandsblechband 7a mitein-· ander verbunden, das in Abständen kreisrunde Durchbrechungen 8 auf v/eist, deren Umrißgestalt naturgemäß auch viereckig oder sonst zweckmässig gewählt sein könnte. Bei der in den Fig. 12,13 dargestellten Ausführungsform bestehen die Teilheizleiter 6b aus Ovalrohren, die durch in Abständen angeordnete Stege in Gestalt von Abstandsblechen 7b miteinander verbunden sind, welche in quer zu den Teilheizleitern 6b verlaufenden Ebenen liegen. Auch diese Abstandsbleche 7b sind endseitig mit den Teilheizleitern 6b verschweißt. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8,9 können die beiden Teilheizleiter 6a mit dem Abstandsblechband 7a einstückig, beispielsweise durch Ziehen oder Walzen, hergestellt werden.the two partial heating conductors 6a are each connected by a spacer strip 7a running over the length connected to the other, the circular perforations 8 on v / eist at intervals, the outline of which is natural could also be square or otherwise expediently chosen. In the embodiment shown in FIGS. 12, 13, the partial heating conductors 6b consist of oval tubes which are connected to one another by spaced webs in the form of spacer plates 7b, which lie in planes extending transversely to the partial heating conductors 6b. These spacer plates 7b are also at the end welded to the partial heating elements 6b. In the embodiment according to FIGS. 8, 9, the two partial heating conductors 6a can be produced in one piece with the sheet metal spacer strip 7a, for example by drawing or rolling.
Abgesehen von den dargestellten Ausführungsformen sind naturgemäß auch andere Anordnungen und Profilgestaltungen der Teilheizleiter und der sie in Abständen verbindenden Stege denkbar. Auch können mehr als zwei Teilheizleiter zu einem Kehrfachheizleiter durch entsprechend angeordnete Stege miteinander verbunden sein, um die Eigenstabilität des so geschaffenen Gebildes weiter zu erhöhen .Apart from the illustrated embodiments, there are naturally also other arrangements and profile designs the partial heating conductor and the webs connecting them at intervals are conceivable. More than two heating elements can also be used to a waste heating conductor through appropriately arranged Web be connected to each other in order to further increase the inherent stability of the structure created in this way .
Der Abstand der Teilheizleiter 6,6 bzw. 6a,6a bzw. 6b,6b hängt von den Erfordernissen des Einzelfalles ab. Es hat sich jedoch als zweckmässig herausgestellt, wenn der Abstand der beiden Teilheizleiter nicht mehr als das Fünffache ihres Durchmessers beträgt.The distance between the partial heating conductors 6, 6 or 6a, 6a or 6b, 6b depends on the requirements of the individual case. However, it has been found to be useful if the The distance between the two heating elements is not more than five times their diameter.
Wie aus den Fig., 5 bis 7 zu entnehmen, sind die Doppelheizleiter 6,6 durch Halterungseleraente 9 aus wärmebeständigem Material nebeneinanderliegend aneinander gehaltert. Die Halterungselemente 9 sind in Abständen angeordnet, wie dies aus den Fig„ 1 bis 4 hervorgeht= JedesAs can be seen from FIGS. 5 to 7, the double heating conductors are 6.6 by holding elements 9 made of heat-resistant Material held next to each other. The support elements 9 are at intervals arranged, as can be seen from FIGS. 1 to 4 = each
BPBhU/0^8 3 -7-BPBhU / 0 ^ 8 3 -7-
fsfs
fs 1 ν ρfs 1 ν ρ
Lalterungselemente, das im vorliegenden Falle aus Keraniikmaterial hergestellt ist, besteht aus einem zwischen den nebeneinander verlaufenden Strängen der Doppelheizleiter 6,6 liegenden blöcltchenartigen nalterunyskörper 10, der zwischen zwei benachbarte Stege 7 tier einzelnen Doppelheizleiter 6,6 eingefügt ist und zwei ebenfalls aus keramischem Material bestehenden Schellen 11, die mit dem lialterungskörper 10 mittels eines Lefestigungselementes in Gestalt eines bolzens 12 verbunden sind. Wie insbesondere aus Fig. 7 zu entnehmen, v/eist der Halterungskörper an den Lcken den Umrissen der Teilheizleiter 6 folgende randoffene Aussparungen 13 auf, die gemeinsam mit entsprechenden Aussparungen 14 der Schellen 11 die Teilheizleiter 6 teilweise umgreifen, so daß das Halterungselement 9 unverlierbar gehaltert ist, während andererseits die Doppelheizleiter 6,6 in ihrer Längsaussendehnung nicht behindert sind.Aging elements, which in the present case Keraniikmaterial is made, consists of one between the adjacent strands of the Double heating element 6,6 lying, block-like nalterunys bodies 10, which is inserted between two adjacent webs 7 tier individual double heating elements 6,6 and two also made of ceramic material clamps 11, with the lialterungskörper 10 by means of a fastening element are connected in the form of a bolt 12. As can be seen in particular from Fig. 7, v / e is the bracket body at the gaps the outlines of the Partial heating conductor 6 following open-edged recesses 13, which together with corresponding recesses 14 of the Clamps 11 partially encompass the heating element 6 so that the holding element 9 is held captive, while, on the other hand, the double heating conductors 6, 6 are not hindered in their longitudinal extension.
An dem Halterungskörper 10 ist ein Befestigungsansatz angeordnet, der es in der aus Fig. 7 veranschaulichten Weise gestattet, die beiden durch das Halterungselement miteinander verbundenen Stränge der Doppelheizleiter 6,6 an einer bei 16 angedeuteten Wand oder dgl. zu fixieren.A fastening attachment is located on the holder body 10 arranged, which allows it in the manner illustrated in Fig. 7, the two by the support element Interconnected strands of the double heating conductor 6,6 to a wall indicated at 16 or the like. To be fixed.
Bei dem in den Fig. 1,2 dargestellten Heizelement ist der in Gestalt eines Doppelheizleiters ausgeführte heizleiter 1 haarnadelförmig derart geführt, daß nebeneinanderliegend verlaufende Stränge mittels Halterungselementen 9 in Abständen in der aus den Figuren ersichtlichen Weise miteinander verbunden sind»The heating element shown in FIGS. 1, 2 is in the form of a double heating conductor Executed heating conductor 1 in the shape of a hairpin in such a way that that juxtaposed strands by means of holding elements 9 at intervals in the figure are clearly connected to each other »
Dieser Gedanke ist bei dem Heizelement nach den Fig. 3,4 in dem Sinne erweitert, daß die Hehrfachheizleiter 1 in einer Ebene liegend haarnadelförmig geführt sind und durch die Halterungselemente 9 zu einem mattenartigen Gebilde miteinander verbunden sind, das in sich selbsttragend und stabil ist.This idea is extended in the heating element according to FIGS. 3, 4 in the sense that the multiple heating conductors 1 are guided lying in a plane hairpin-shaped and through the holding elements 9 to a mat-like Structures are connected with each other, which is self-supporting and stable in itself.
P Π Q R I1 Λ / Π Π R 3P Π QR I 1 Λ / Π Π R 3
ORfGINAl INSPECTEDORfGINAL INSPECTED
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Legal Events
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