DE3936933C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von strömenden flüssigen oder gasförmigen Medien. Flüssige und gas­ förmige Medien werden z. B. zum Betrieb und zur Schmierung von energieverbrauchenden Maschinen und Apparaturen bei Temperaturen angewendet, die oft erheblich höher als die Umgebungstemperatur sein müssen. Für diesen Zweck werden Wärmetauscher installiert.

Die DE-GM 79 16 927 beschreibt einen Durchlauferhitzer zum elektrischen Erwärmen von strömenden Medien mit Hilfe eines von Heizelementen 1 erwärmten dünnwandigen Hüllrohres 4, 12, das von Kanalbahnen 8, 16 umgeben ist. Diese Vorrichtung ist in einem zweiteiligen, rohrförmigen Gehäuse angeordnet. Die Kanalbahnen haben einen verhältnismäßig großen Querschnitt, so daß bei ihrer Anordnung um das Hüllrohr herum ihre Anzahl eingeschränkt ist. Dieser verhältnismäßig große Querschnitt der Kanalbahnen erfordert darüber hinaus zum Erwärmen des durchströmenden Mediums eine entsprechend lange Erwärmungsstrecke. Auch ist die Anzahl der Teile dieses Durchlauferhitzers erheblich.

Diese bekannten Wärmetauscher sind deshalb nicht nur verhältnismäßig teuer in der Anschaffung und im Einbau. Sie benötigen auch viel Raum und sind zudem oft nur dann einsatzfähig, wenn die Anlage in Betrieb ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Erwärmen von flüssigen oder gasförmigen Medien zu schaf­ fen, die preisgünstig herstellbar ist, in jede Anlage einfach einzubauen ist, wenig Raum erfordert und auch dann einsatzfähig ist, wenn die Anlage noch nicht in Betrieb ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Vorrichtung die im Kennzei­ chen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angeführt.

Die Erfindung verwendet in der Vorrichtung ein Heizelement, wie es durch die EP-A1 01 94 507 zum Stand der Technik zählt. Durch den erfindungsgemäßen Einbau dieses Heizelements ergibt sich eine Vorrichtung, die auf zahlreichen Gebieten vorteilhaft eingesetzt werden kann, und zwar insbesondere dann, wenn wahlweise zum Vor­ wärmen Strom aus dem Netz, notfalls aber auch über einen alterna­ tiven Anschluß Strom aus einer Batterie verwendet wird.

Ausführungen der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 2, ver­ größert dargestellt, und

Fig. 4 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit zwei Gehäusehälften 1a und 1b auf. Das Gehäuse 1 ist auf beiden Seiten durch eine Überwurfscheibe 3a bzw. 3b abgeschlossen, die zum Zusammenhalten der beiden Gehäusehälften 1a, 1b jeweils fest mit diesen verbunden, z. B. an diese angeschraubt oder angeklebt sind. Außerdem weisen die beiden Überwurfscheiben 3a, 3b jeweils eine Aus­ sparung 4a bzw. 4b zur Aufnahme eines Rohrflansches 5a bzw. 5b mit einem Flansch auf ihrer den Gehäusehälften 1a und 1b zuge­ kehrten Seite auf. Die Rohrflansche 5a und 5b haben ein Außen­ gewinde für den Anschluß an Zuführung bzw. Ableitung des flüssi­ gen bzw. gasförmigen Mediums. Es ist jedoch auch möglich, anstel­ le des Außengewindes ein Innengewinde für denselben Zweck vorzu­ sehen.

Die beiden Gehäusehälften 1a und 1b haben eine einander zugeordne­ te Aussparung 6a und 6b für ein Heizelement 7 mit seitlich abste­ henden Metall-Laschen 9, mit denen das Heizelement 7 fest in ei­ ner metallischen, U-förmigen Tasche 11a bzw. 11b ruht (siehe Fig. 3). Diese Tasche 11a bzw. 11b besteht aus einem den elektri­ schen Strom gut leitenden Material, z. B. aus Kupfer, und ist in einer Aussparung 19b in der einen Gehäusehälfte fest angebracht. An den Taschen 11a und 11b sind Kabel 13 für die Stromzuführung in­ stalliert, die zu Steckdosen 15 - für Netzstrom - bzw. 17 - für Batteriestrom - führen (siehe Fig. 2), welche an der die Ta­ schen 11a und 11b aufnehmenden Gehäusehälfte 1b fest angebracht sind. Die Kabel 13 werden zusammen mit den Taschen 11a und 11b beim Herstellen der zugeordneten Gehäusehälfte 1b - z. B. durch Gießen - fest installiert.

Gemäß Fig. 3 weisen die Taschen 11a und 11b einen sich zum Ta­ schenboden hin geringfügig konisch verengenden Einschnitt 11c zur Aufnahme der in gleicher Richtung und in gleichem Maße konischen Metall-Laschen 9 auf. Beim Einbau des Heizelements 7 in das Ge­ häuse drückt die gemäß den Figuren obere Gehäusehälfte 1a mit einer am Boden der zugehörigen Aussparung 19a fest angebrachten Druckplatte 21 auf die Metall-Lasche 9, um sie mit ihrer koni­ schen Fläche in den konischen Einschnitt 11c der Tasche 11a bzw. 11b zu schieben und dadurch eine gute leitende Verbindung zwi­ schen Heizelement 7 und Tasche 11a bzw. 11b zu schaffen. Erst danach werden die beiden Gehäusehälften 1a und 1b durch Anbrin­ gen der beiden Überwurfscheiben 3a und 3b fest miteinander verbunden. Es bleibt dem Konstrukteur überlassen, wie er die beiden Gehäuse­ hälften 1a und 1b dicht zueinander anordnet, sei es durch Kleben, durch Formschluß, durch Zwischenlegen einer Dichtung oder irgend­ eine andere Art.

Fig. 4 zeigt eine bauliche Variante. Während es bei einer Vor­ richtung nach den Fig. 1 bis 3 unerheblich ist, welcher der beiden Rohrflansche 5a oder 5b als Eingang und welcher als Ausgang für das strömende Medium vorgesehen wird, muß bei einer Vorrich­ tung nach Fig. 4 beachtet werden, ob das strömende Medium durch diese Vorrichtung gedrückt oder gesaugt wird. Aus strömungstech­ nischen Gründen erscheint es nämlich besser, wenn ein gedrücktes Medium durch den in Fig. 4 unteren Anschluß 5d die Vorrichtung betritt, während ein gesaugtes Medium aus eben diesen selben Grün­ den die Vorrichtung durch den Rohrflansch 5d verlassen sollte.

Danach betritt das gesaugte Medium die Vorrichtung durch den Rohr­ flansch 5c. Ein rohrförmiges Leitblech 23 leitet das Medium in Rich­ tung Heizelement 7. Das Medium gelangt dann durch eine Anzahl Öff­ nungen 25 in einen Ringkanal 27. Von diesem Ringkanal 27 führt wenigstens ein Kanal 29a, 29b in Axialrichtung der Vorrichtung zu einem weiteren Ringkanal 31, aus dem das Medium über ein rohrför­ miges Leitblech 33 zum Anschluß 5d gelangt, bei dem es die Vor­ richtung verläßt.

Bei dieser Ausbildungsvariante sind beide Rohrflansche 5c und 5d an derselben Überwurfscheibe 3d vorgesehen, während die Überwurfscheibe 3c keine Öffnung für das Medium aufweist. Die übrigen Bauteile der Vorrichtung entsprechen denen in den Fig. 1 bis 3.

In den beiden verschiedenen Ausbildungsvarianten, wie sie vorste­ hend beschrieben wurden, ist das Gehäuse in Axialrichtung geteilt.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Teilung in der Gehäusemitte senkrecht zur Achse vorzunehmen, wobei dann je­ doch die Aussparung für das Heizelement entsprechend in den bei­ den Gehäusehälften zu ändern ist. Für das Anbringen der Taschen 11a und 11b sowie der gesamten Elektrik in einer einzigen Gehäu­ sehälfte müssen die beiden Gehäusehälften dann in der Teilungsebe­ ne in Höhe des Heizelements 7 eine Stufe aufweisen. Schließlich ist es möglich, als Verbindung der Elektrokabel mit dem Heizele­ ment anstelle der Taschen aus elektrisch leitendem Material Stec­ ker zu verwenden, die in die Öffnungen 9a der Metall-Laschen 9 des Heizelements 7 gesteckt werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum elektrischen Erwärmen von strömenden flüssigen oder gasför­ migen Medien mit einem Metallkörper aus gut wärmeleitendem Ma­ terial als elektrisches Heizelement und mit einem zweiteiligen, rohrförmigen Gehäuse, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1a, 1b) aus elek­ trisch isolierendem Kunststoff besteht, in das eine an sich bekannte Heiz­ vorrichtung eingeschoben ist,
daß das eine Gehäuseteil (1b) zwei eingegossene, den elektri­ schen Strom zu- bzw. abführende Kabel (13) aufweist, deren eines Ende jeweils einen Kontakt (bei 11a, 11b) zur Verbin­ dung mit dem Heizelement (7) hat und deren anderes Ende zu einer beiden Kabeln gemeinsamen am Gehäuseteil (1b) angebauten Steckdose (15, 17) führt, und
daß das Gehäuse (1) an wenigstens einer Stirnseite eine Überwurfscheibe (3a, 3b; 3d) zur Aufnahme von Rotorflanschen (5a, 5b, 5c, 5d) zum direkten Anschluß der das strömende Medium führenden Leitung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (1a, 1b) Halbschalen bilden, die je­ weils senkrecht zur Achse eine Aussparung (19a, 19b) zur Auf­ nahme von Metall-Laschen (9) des Heizelements (7) haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (19a, 19b) sich für einen Sitz der Metall- Laschen (9) von der Teilungsebene des Gehäuses (1a, 1b) aus ko­ nisch verengen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (9) der Kabelenden elektrisch isoliert zum Innern des Gehäuses (1a, 1b) und nach außen hin die Wandung (11a, 11b) der Aussparung (19b) in dem einen Gehäuseteil (1b) bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (9) der Kabelenden elektrisch isoliert zum Innern des Gehäuses (1a, 1b) und nach außen hin in dem einen Gehäuseteil (1b) jeweils als Stecker ausgebildet sind, die in eine Öffnung (9a) der Metall-La­ sche (9) des Heizelements (7) einführbar sind.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (1a, 1b) in ihrer Teilungsebene un­ lösbar und dicht miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (1a, 1b) in ihrer Teilungsebene über eine zwischengefügte Abdichtung lösbar und dicht mitein­ ander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stirnseite des Gehäuses (1a, 1b) eine Überwurfscheibe (3a, 3b) mit einem direkten Anschluß für ein in Längsrichtung das Gehäuse (1) durchströmendes Medium aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stirnseite des Gehäuses (1) zwei Öffnungen für einen direkten Anschluß sowohl für den Eintritt als auch für den Austritt des durchströmenden Mediums aufweist, wobei für den Austritt des Mediums eine Leitung (27, 29a, 29b, 31) in wenigstens einem Gehäuseteil (1a′, 1b′) so ein­ gegossen ist, daß das Medium zuvor das Heizelement passieren muß, und daß die andere Stirnseite des Gehäuses (1) abgeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (27, 31) als Ringleitungen ausgebildet sind, die in Längsrichtung gesehen vor und hinter dem Heizelement liegen und die beide jeweils zur Hälfte in beiden Gehäu­ seteilen (1a′, 1b′) liegen und miteinander verbindbar sind, wobei die gegenüber den Anschlüssen auf der entgegengesetzten Seite des Heizelements (7) liegende Ringleitung (27) in regelmäßigen Abständen voneinander nach innen gerichtete Öffnungen (25) für den Durchgang des Mediums hat.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwei Steckdosen (15, 17) für einen wahlwei­ sen Anschluß an den Netzstrom oder an die Batterie hat.