DE3022034A1 - Beheizungsvorrichtung mit kaltleiter-heizelementen - Google Patents
Beheizungsvorrichtung mit kaltleiter-heizelementenInfo
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Description
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BARLIAN-TECHNIK D-6990 Bad Mergentheim, 22.05.80
Reinhold Barlian Dr. Kl. / KR-fa
Beheizungsvorrichtung mit Kaltleiter-Heizelementen
Die Erfindung betrifft eine Beheizungsvorrichtung mit Kaltleiter-Heizelementen, inabesondere für Geräte in
explosxonsgefahrdeten Räumen.
Derartige Behexzungsvorrxchtungen sollen vor allem im
Inneren von Schaltschränken und Schutzgehäusen für eine Temperatur sorgen, bei der die Einbauten optimal arbeiten.
Als Beispiel sei der Frostschutz innerhalb eines Schutzgehäuses für Analysengeräte genannt. Eine
weitere Anwendung ist die Beheizung dieser Gehäuse auf eine Temperatur, bei der die zu verarbeitenden Medien
fließfähig bleiben, wie z.B. Schweröle etc. Viele Schaltschranke oder Schutzgehäuse für Analysengeräte werden
in Chemiebetrieben oder Raffinerien in explosibler Atmosphäre aufgestellt, oder verarbeiten brennbare
Flüssigkeiten, so daß die verwendete Heizung für diese oder ähnliche Anwendungsbereiche explosionssicher ausgeführt
sein muß.
Es ist bekannt, Widerstandsheizgeräte zu verwenden und durch ein zusätzliches Thermostat-System die Temperatur
zu regeln. Da diese Regelthermostate störanfällig
sind, muß beim Einsatz der Heizungen in explosibler Atmosphäre ein zusätzlicher Sicherheitsthermostat eingebaut
werden.
Es sind Heizgeräte bekannt (OS 27 43 880, AS 20 40 523, AS 1922 206), die einen Kaltleiter als Wärmeerzeuger
«einsetzen. Diese Heizgeräte haben aber entweder den ',Zweck, sehr kleine Teile mit sehr geringer Heizleistung
im direkten Wärmekontakt zu beheizen (AS 19 22 206),
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t 4 * Φ 9 * ρ f β · ·
oder aber, ebenfalls in direktem Wärmekontakt, Flüssigkeiten zu erwärmen (OS 27 43 880), oder die Wärme
durch Flüssigkeitsübertragung (AS 20 40 523) an z.B. eine Heizplatte abzugeben.
Diese bekanntgewordenen Geräte müssen entweder im Hinblick auf nur einen speziellen Verwendungsbereich durchkonstruiert
werden, oder aber sie bedürfen einer Füllung ihres Innenraumes mit einer Flüssigkeit;somit haben
sie als Heizgeräte lediglich eine beschränkte Anwendungsbreite.
Somit stehen für die Beheizung von z.B. Schutzgehäusen
nur thermostatgesteuerte Widerstandsheizer zur Verfugung. Diese Geräte - insbesondere in explosionsgeschützter
Ausführung - sind duch die Notwendigkeit zweier, explosionsgeschützter Thermostate aufwendig in der
Montage, teuer und störanfällig. Außerdem kann durch Veränderung der Thermostat-Abschalttemperatur oder
durch falsche Montage des Regelthermostaten die Sicherheit erheblich beeinträchtigt werden.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
eine Beheizungevorrichtung zu schaffen, die räumlich
klein, äußerst betriebssicher, billig und neben einer großen Anwendungsbreite für sonstige Zwecke auch für
explosionsgefährdete Betriebsstätten unbedingt einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung der Maßnahmen, welche im Kennzeichen des Patentanspruchs 1
aufgeführt sind, gelöst.
Zwei Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnungen •Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellt und werden nachfolgend
näher beschrieben:
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Fig. 1 zeigt den Aufbau einer kompletten Beheizungsvorrichtung.
Die Anschlußleiter 12 führen die elektrische Energie über die Kontaktbleche 3 an den Kaltleiter 1.
Die beiden Isolierscheiben 4 isolieren den Kaltleiter 1 elektrisch nach unten und oben gegen das Gehäuse-Unterteil
8 bzw. den Deckel 6. Damit der Kaltleiter 1 seitlich keinen Kontakt mit dem Gehäuse bekommen kann,
wird er durch den Abstandhalter 2 aus Isolx«raiate.ri .~3
fixiert.
Die Montage geschieht so, daß die Innenteile nacheir*aföder
in das Unterteil des Gehäuses 8 gelegt werden. Die großen Bohrungen erleichtern das Durchschieben der AnjBchlußleiter
12. Als Druckfederelement 5 kann z.B. mindestens eine Federscheibe oder mindestens eine Tellerifeder
eingelegt werden. Das Unterteil wird sodann durch den Deckel 6 verschraubt und hierbei das Druckfederelement
5 vorgespannt. Die nichtleitenden Durchführungen 9 werden von außen auf die Anschlußleitar 12 aufgeschoben
und sodann befestigt und z.B. abdichtend verklebt.
Der komplette Wärmeerzeuger wird jetzt mittels mehrerer
Schrauben 7 auf einen Trägerkörper 10 geschraubt. An die beiden Änscniußieiter 12 wird je eine Leitung angeschlossen,
und der Wärmeerzeuger wird zusätzlich am oder im Trägerkörper 10 fixiert, z.B. mit Gießharz.
Der beschriebene Wärmeerzeuger ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt, und zwar noch ohne die Durchführungen 9.
3 zeigt einen Schnitt durch einen Wäraieerzeuger,
der anstatt der Druckfederelemente 5 elastische, elektrisch leitende Kunststoff-Kontaktbeläge 13 und eine
nichtleitende, ebenfalls elastische Kunststoffmasse
14 aufweist. Der zur Funktion notwendige Druck wird in den elastischen Kunststoffschichten 13 gespeichert.
4 -
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9 9
9 I t
Anstelle der massiven Isolierscheiben 4 könnte ebenfalls je eine elastische, isolierende Kunststoffschicht
14 verwendet werden.
Für den Einsatz der Beheizungsvorrichtung in explosionsgefährdeten
Betriebsstatten ist es erforderlich,
das Gehäuse und die Durchführungen 9 für die Anschlußleiter 12 explosionssicher zu gestalten. Besonders vorteilhaft
ist es, das Gehäuse entsprechend den Vorschriften als "druckfestes Gehäuse" auszuführen und die Durchführungsröhrchen
beispielsweise aus Keramik herzustellen und fest und dicht mit dem Gehäuse zu verbinden.
Damit die Beheizungsvorrichtung in explosionsgefährdeten Betriebsstätten keine Gefahr darstellt, darf die
maximale Oberflächentemperatur die Zündtemperatur der umgebenden explosiblen Atmosphäre mit Sicherheit nicht
erreichen. Durch Auswahl des Kaltleiterwerkstoffes kann
diese Temperatur durch den Hersteller gewählt werden. Diese Maximaltemperatur kann nachträglich weder absichtlich
noch aus Versehen durch den Anwender verändert werden, ohne die Beheizungsvorrichtung mechanisch zu
zerstören. Dadurch - zusammen mit der Funktionssicherheit des Kaltleiters - wird sehr große Betriebssicherheit
erzielt.
Das Druckfederelement 5 kann durch elastische Kunststoffschichten ergänzt oder ersetzt werden (vgl. die Schichten
13 und 14). XSm die größere Volumenausdehnung der meisten Kunststoffe gegenüber dem Innenraum, z.B. eines
Metallgehäuses, auszugleichen, werden zweckmäßigerweise
im Gehäuse Hohlräume vorgesehen, die ein Ausdehnen zulassen.
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Die genannte Gießharz-Einbettung dient außer zum Abdichten und Verfestigen vor allem auch zum Verbessern.
der Wärmeableitung. Das Gießharz muß eine ausreichende Temperaturbeständigkeit, gute Wärmeleiteigenschaften und
gutes elektrisches Isoliervermögen haben.
Durch geeignete Ausbildung des Gehäuses und des Trägerkörpers 10 kann das Gießharz als Abschluß für ein "druckfestes
Gehäuse" im Sinne des Explosionsschutzes mitbei?nutzt
werden.
Um eine besonders hohe Wärmeleistung abgeben zu können,
kann der Trägerkörper 10 so gestaltet werden, daß er die natürliche Konvektion durch Kaminwirkung unterstützt
(Fig. 1).
Für besonders hohe Maximaltemperaturen oder zum Verwirklichen
einer großen Anwendungsbreite des erfindungsgemäßen Gerätes oder für große Trägerkörper 10 ist es erfindungsgemäß
sinnvoll, mehrere Wärmeerzeuger in einen Trägerkörper einzubetten bzw. 3ie an ihm zu befestigen.
Um die Herstellkosten zu senken, können die Kontaktierungsbelegungen
3 auch aus leitendem Kunststoff 13 mit eingebetteten Anschlußleitern 12 bestehen.
Technischer Fortschritt: Da dieser vorstehend bereits teilweise erläutert wurde, sei er hier übersichtlich
kurz zusammengefaßt:
Unbedingte Einsatzfähigkeit für explosionsgefahrdete
Betriebsstätten. Fortfall von Thermostaten o. dgl., welche durch Kontakt-Abbrand oder -Verschweißung Sicherheitsrisiken
darstellen würden.
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6 —
Große und rasche Wärme-Abgabe während des Aufheizens,
als Folge der vielfachen Maßnahmen für intensive Wärme-Leitung und -Zerstreuung.
Keine mechanisch oder relaisartig bewegten Teile.
Bei Verwendung von elektrisch-leitenden Kunststoff-Kontaktschichten
13 ara Kaltleiter mit aufgefiederten Leitungen 12 unbedingte Kontaktsxcherheit und besonders
rationelle Herstellung.
Durch Anwendung des Baukastenprinzips: Große Variationsbreite der Anwendungsmöglichkexten hinsichtlich
abgebbarer Leistung und wählbarer Maximaltemperatur (z.B. auch Anwendung beim Beheizen von Brutkästen
oder -räumen, von keramischen Versuchs-Brennöfen mit exakt einzuhaltender Brenn-Temperatur o. dgl.).
Beim Hersteller der Vorrichtung? Einsparung an konstruktivem
Aufwand und an Lagerhaltung.
Schnelle Erfüllbarkeit von sehr unterschiedlichen Kundenwünschen durch die Möglichkeit, an ein und demselben
Trägerkörper einen, zwei oder mehr Wärme-Erzeuger zu montieren; oder die Wärmeabgabe durch Variieren des Trägerkörpers
bei gegebenem Wärmeerzeuger in weitern Bereich zu wählen.
Beim Anwenden Auch im explosionagefährdeten Bereich einfache Montage und geringer Raumbedarf.
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Claims (8)
1.) Elektrische Beheizungsvorrichtung mit plättchenförmigen
Kaltleiter-Wärme-Erzeugern für ein intensives, in der Maximal-Temperatur automatisch
begrenztes Erwärmen eines umgebenden gas- oder flüs3zgkeitserfüllten Raumes, insbesondere eines
:»fexplosionsgefährdeten Raumes, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung in leicht variierbarer Weiee nach dem Baukasten-Prinzip aufgebaut
ist, indem in (oder an) einem Trägerkörper (10), welcher in an sich bekannter Weise mit guten Wärme-Abstrahl-
und/oder -Zerstreuungs-Eigenschaften ausgestattet ist, mindestens ein, jedoch wahlweise
auch mehrere We-me-Erzeuger (Fig. 2 oder 3) mit
gutem Wärmekontakt seines (oder ihrer) druckfesten Einzelgehäuse(s) (8; 6) zum genannten Träger (10)
montiert ist (sind), wobei jeder einzelne der genannten Wärme-Erzeuger durch Auswählen der Kaltleiter-Daten
und -Abmessungen sowohl hinsichtlich seiner Abschalt-Temperatur als auch hinsichtlich
der erzeugbaren maximalen elektrischen Leistung variierbar und somit funktionsgerecht auswechselbar
ist; und wobei ferner im Inneren eines jeden der genannten Einzelgehäuse (8; 6) stets ein Werkstoff-Überdruck
in Richtung der Hochachse des Gehäuses und somit senkrecht zu den Oberflächen der Kaltleiter-Plättchen
(1) aufgrund mindestens eines zusätzlichen Federungs-Elementes (5) oder/und mindestens einer
elastischen Werkstoff-Schicht (13t 14) bewirkt ist, sobald der Deckel (6) mit seinem zugehörigen Gehäuseteil
(8) verschraubt oder auf sonstige Weise druckfest verbunden ist.
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2. Beheizungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktierungsbelegungen (13) aus elektrisch leitendem Kunststoff mit eingebetteten
Anschlußleitern (12) bestehen.
3. Beheizungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (6; 8) und die Isolations-Durchführungen
(9) so gestaltet sind, daß sie ein "druckfestes Gehäuse" im Sinne der amtlichen
Vorschriften für den Explosionsschutz bilden.
4. Beheizungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Durchführungen (9) aus Keramik bestehen und fest mit
dem Gehäuse (6? 8) verbunden sind.
5. Beheizungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
wählbare Maximaltemperatur unterhalb der Temperatur liegt, die als maximale Oberflächentemperatur für
brennbare Stoffe der betreffenden Gefahrenklasse zulässig
ist.
6. Beheizungsvomchtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse-Unterteil (8) oder im Deckel (6) Hohlräume
vorgesehen sind, die ein Ausdehnen der elastischen Kunststoffschichten (13; 14) gestatten.
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7. Beheizungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Einbetten der bestückten Gehäuse (6; 8) im Trägerkörper (10) durch ein Gießharz erfolgt ist, das gute
Wärmeleiteigenschaften, hohe Wärmebeständigkeit und gutes elektrisches Isoliervermögen aufweist.
8. Beheizungsvorrxchtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein
"druckfestes Gehäuse" im Sinne der im Anspruch 3 genannten Vorschriften gebildet ist, insbesondere
durch drucksichere Deckel-Befestigung (6) nebst Gießharz-Einbettung nach Anspruch 7.
Beheizungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (10) so ausgeführt ist, daß die natürliche
Konvektion unterstützt wird, z.B. durch einen Schornstein-Effekt (Fig. 1).
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Priority Applications (1)
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| DE3022034A DE3022034A1 (de) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Beheizungsvorrichtung mit kaltleiter-heizelementen |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE3022034A1 true DE3022034A1 (de) | 1981-12-17 |
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ID=6104445
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |