DE69936816T2

DE69936816T2 - Tauchheizkörper zur Benutzung in Heizkörpern von Heisswasserkreislaufheizungen

Info

Publication number: DE69936816T2
Application number: DE69936816T
Authority: DE
Inventors: Michel Seba; Nirong Chuop Leak
Original assignee: ZT
Current assignee: Zehnder Group Participacions SAS
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: DE69936816D1; EP0949846A1; EP0949846B1; ES2292226T3; FR2777410B1; FR2777410A1; ATE370635T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tauchheizkörpervorrichtung, die insbesondere bei einem Heizkörper mit Wasserumlauf anwendbar ist.
Es ist eine Tauchheizkörpervorrichtung bekannt, die einen Kollektor enthält, der an seinen beiden Enden in dichter Weise verschlossen ist, sowie eine zu erhitzende Wärmeübertragungsflüssigkeit und eine im Kollektor aufgenommene, mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit geflutete Heizpatrone mit elektrischem Heizwiderstand, der in der Patrone versenkt ist, indem er elektrisch von dieser isoliert ist. Insbesondere enthält die Heizpatrone einen Zylinderrohrkörper aus Metall, beispielsweise aus Stahl, in welchem Magnesia verdichtet ist, welche den elektrischen Widerstand von der Röhre der Patrone isoliert.
Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch mit dem wesentlichen Nachteil behaftet, dass sie keine einwandfreie Sicherheit hinsichtlich der elektrischen Isolierung bietet, da der elektrische Innenwiderstand der Heizpatrone unbeabsichtigt mit der Innenwand der Metallröhre der Patrone beispielsweise aufgrund von Verzunderung der Magnesia in Kontakt gelangen kann, bedingt durch eine mangelnde Verdichtung derselben, oder aufgrund eines Risses in der Röhre der Patrone, durch den hindurch die Wärmeübertragungsflüssigkeit treten kann, um die verdichtete Magnesia aufzulockern, so dass der zum Metallkollektor gelangende Kurzschlussstrom beim Benutzer elektrische Entladungen hervorrufen kann, wenn die Vorrichtung in einen metallischen Heizkörper mit Wasserumlauf eingebaut wird.
Um das Maß an Sicherheit bei einer solchen Tauchheizkörpervorrichtung zu erhöhen, wurde vorgeschlagen, die Heizpatrone aus zwei konzentrischen Zylinderröhren aus Metall auszubilden, die durch verdichtete Magnesia elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die innenliegende Röhre den elektrischen Heizwiderstand enthält, der in verdichteter Magnesia versenkt ist, um ihn von der innenliegende Röhre zu isolieren. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP-A-0317435 bekannt.
Auch wenn diese Heizpatrone mit zweifacher Isolierung das gewünschte Maß an Sicherheit bietet, so ist sie dennoch sehr kostspielig in der Herstellung, da sie nicht nur die beiden konzentrischen Röhren, die innere und die äußere, erforderlich macht, sondern auch eine Verdichtung von Magnesia in der Innenröhre, um darin den elektrischen Widerstand zu versenken, sowie zwischen den beiden Röhren, der inneren und der äußeren, um sie voneinander zu isolieren.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile der vorbekannten oben erwähnten Vorrichtungen auszuräumen, indem eine Tauchheizkörpervorrichtung mit einem Kollektor in Form einer an ihren beiden Enden dicht verschlossenen Röhre vorgeschlagen wird, enthaltend eine zu erhitzende Wärmeübertragungsflüssigkeit und eine im Kollektor aufgenommene, mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit geflutete Heizpatrone mit elektrischem Heizinnenwiderstand, der in der Patrone versenkt ist, indem er elektrisch von dieser isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflüssigkeit elektrisch isolierend ist.
Die Wärmeübertragungsflüssigkeit ist Mineralöl, vorzugsweise vom Typ Paraffinöl mit hohem Viskositätsindex.
Die Heizpatrone ist im Kollektor im wesentlichen koaxial zu diesem befestigt und wird dabei an einem ihrer Enden von einer Traghülse abgestützt, die durch eine der Stirnwände des Kollektors hindurch befestigt ist.
Vorteilhaft besteht die Traghülse der Patrone aus isolierendem Material und enthält einen Zylinderabschnitt mit Außengewinde, der in ein entsprechendes Gewindeloch der Stirnwand des Kollektors eingreift, sowie einen Kragen, der sich in der Stellung zum Sichern der Hülse in der Stirnwand an die Außenseite der Stirnwand anlegt.
Gemäß einer Ausführungsvariante besteht die Traghülse der Patrone aus einem metallischen Material und enthält einen Zylinderabschnitt mit Außengewinde, der in ein entsprechendes Gewindeloch einer weiteren Hülse aus Isoliermaterial eingreift, die auch eine Mutter zum Fixieren der Hülse an der metallischen Stirnwand des Kollektors bildet, sowie einen Kragen, der sich in der Stellung zum Sichern der Hülse in der weiteren Hülse an die weitere Hülse anlegt.
Vorzugsweise ist die Heizpatrone mittels Verschweißen oder Verkleben an der Traghülse befestigt.
Die Heizpatrone enthält eine Zylinderröhre, die verdichtete Magnesia enthält, worin der elektrische Heizwiderstand versenkt ist, dessen beide Enden mit zwei jeweiligen leitfähigen Versorgungsdrähten verbunden sind, welche sich durch die Traghülse erstrecken, indem sie von dieser nach außen vorstehen.
Die Heizpatrone enthält einen oder mehrere Ringe aus elektrisch isolierendem Material, die auf die Röhre der Patrone aufgepresst sind.
Das freie Ende der Heizpatrone ist mit einer Kappe aus elektrisch isolierendem Material überdeckt.
Die Röhre der Heizpatrone und der Kollektor bestehen aus Metall, beispielsweise aus Stahl.
Gemäß einer Variante besteht die Röhre der Heizpatrone aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus Keramik.
Die Erfindung wird im Laufe der nachfolgenden erläuternden Beschreibung besser verständlich, aus der sich weitere Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen deutlicher ergeben, die sich nur beispielhaft verstehen und eine Ausführungsform der Erfindung darstellen, worin zeigt:
1, eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Tauchheizkörpervorrichtung,
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-III aus 1, und
3 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Tauchheizkörpervorrichtung wird nachfolgend unter Verwendung in einem Heizkörper mit Wasserumlauf beschrieben, in welchem sie eingebaut ist, um das zirkulierende Wasser zu erhitzen, wobei es sich jedoch versteht, dass sie auch bei verschiedenen anderen Anwendungen verwendet werden kann, die das Erhitzen einer Flüssigkeit oder eines Mediums erfordern.
Bezugnehmend auf 1 und 2 enthält die Tauchheizkörpervorrichtung einen Kollektor 1 in Form einer an ihren beiden Enden dicht verschlossenen Zylinderröhre aus Metall, die eine zu erhitzende Wärmeübertragungsflüssigkeit 2 enthält.
Die Vorrichtung enthält ferner eine im Kollektor 1 aufgenommene, mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit 2 geflutete Heizpatrone 3, über welche die Wärmeübertragungsflüssigkeit 2 erhitzt werden kann und die aus einer metallischen Zylinderröhre 4 besteht, in welcher sich ein elektrischer Heizinnenwiderstand 5 befindet, der in verdichteter Magnesia M in der Röhre 4 versenkt ist, um den Widerstand 5 von der Röhre 4 elektrisch zu isolieren. Der Widerstand 5 besteht aus einem wendelartig aufgewickelten, leitfähigen Draht mit aneinandergrenzenden Windungen und hat im wesentlichen eine langgestreckte U-Form, so dass diese beiden aus der Röhre 4 austretenden freien Enden mit den beiden jeweiligen leitfähigen, außenliegenden Versorgungsdrähten 6 verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist die Wärmeübertragungsflüssigkeit 2 elektrisch isolierend und besteht vorzugsweise aus Mineralöl, vorzugsweise vom Typ Paraffinöl mit hohem Viskositätsindex. Beispielhaft ist das Mineralöl das von der Fa. SHELL unter der Bezeichnung "SHELLFLEX" Typ 110 FC vertriebene Öl.
Die Heizpatrone 3 ist im Kollektor 1 im wesentlichen koaxial zu diesem befestigt und ist an ihrem einen Ende frei schwimmend und an ihrem entgegengesetzten Ende fest mit einer Traghülse 7 verbunden, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, das durch die eine 1a der Stirnwände des Kollektors 1 hindurch befestigt ist. Wie in 1 dargestellt ist, enthält die Traghülse 7 einen Zylinderabschnitt 7a mit Außengewinde, um in ein entsprechendes Gewindeloch 1b in der Stirnwand 1a des Kollektors 1 einzugreifen, sowie einen Kragenabschnitt 7b, der sich an die Außenseite der Stirnwand 1a anlegt, wenn die Traghülse 7 durch Einschrauben in die Wand 1a gesichert ist. Die Traghülse 7 enthält ferner ein zylindrisches Ende 7c, in welches das entsprechende Ende der Heizpatrone 3 mittels Verschweißen oder Verkleben befestigt ist. Die mit den beiden Enden des Heizwiderstands 5 verbundenen Versorgungsdrähte 6 treten durch eine Innenbohrung der Traghülse 7, um nach außerhalb des Kollektors 1 vorzustehen.
Die Heizpatrone 3 enthält einen oder mehrere Ringe 8, im vorliegenden Fall zwei an der Zahl, die aus elektrisch isolierendem Material hergestellt sind und an die Röhre 4 der Patrone 3 durch Aufpressen auf diese mit voneinander entfernt liegendem Abstand fixiert sind. Gegebenenfalls kann das freie Ende der Heizpatrone 3 mit einer Kappe (nicht dargestellt) aus elektrisch isolierendem Material überdeckt sein. Die Ringe 8 und diese Kappe ermöglichen es, einen ungewollten elektrischen Kontakt zwischen Röhre 4 und Kollektor 1 zu vermeiden. Selbstverständlich sind die Ringe 8 und die Kappe aus einem Material hergestellt, das auch bei den Betriebstemperaturen der Heizpatrone 3 beständig ist.
Die vorangehend beschriebene Erfindung ermöglicht somit, einen Tauchheizkörper herzustellen, der aus einer an sich bekannten Heizpatrone besteht, die zu Beginn der Beschreibung beschrieben wurde und äußerst hohe elektrische Isoliereigenschaften aufweist, die aufgrund der isolierenden Wärmeübertragungsflüssigkeit ein sehr hohes Maß an Sicherheit für die Benutzer bieten, insbesondere dann, wenn der Tauchheizkörper bei einem Heizkörper mit Wasserumlauf Anwendung findet.
Es können verschiedene Abwandlungen bei der Tauchheizkörpervorrichtung vorgesehen werden, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Somit kann die Traghülse 7 anstatt aus einem elektrisch isolierenden Material aus einem metallischen Material hergestellt sein, das mit dem Isoliermaterial beschichtet ist. 3 zeigt die Hülse 7 aus metallischem Material mit identischem Aufbau wie die Hülse 7 aus 1, wobei deren Zylinderabschnitt mit Außengewinde 7a in ein entsprechendes Gewindeloch 9a einer weiteren Hülse 9 aus elektrisch isolierendem Material eingreift, die auch eine Mutter zum Fixieren der Metallhülse 7 an der metallischen Stirnwand 1a des Kollektors 1 bildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann die Röhre 4 der Heizpatrone 3 anstatt aus Metall auch aus einem elektrisch isolierenden Material, wie beispielsweise Keramik, hergestellt sein.

Claims

Tauchheizkörpervorrichtung mit einem Kollektor (1) in Form einer an ihren beiden Enden dicht verschlossenen Röhre, enthaltend eine zu erhitzende Wärmeübertragungsflüssigkeit (2) und eine im Kollektor (1) aufgenommene, mit der Wärmeübertragungsflüssigkeit (2) geflutete Heizpatrone (3) mit elektrischem Heizinnenwiderstand (5), der in der Patrone (3) versenkt ist, indem er elektrisch von dieser isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflüssigkeit (2) elektrisch isolierend ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflüssigkeit (2) Mineralöl, vorzugsweise vom Typ Paraffinöl mit hohem Viskositätsindex ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (3) im Kollektor (1) im wesentlichen koaxial zu diesem befestigt ist und dabei an einem ihrer Enden von einer Traghülse (7) abgestützt wird, die durch eine (1a) der Stirnwände des Kollektors (1) hindurch befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Traghülse (7) der Patrone (3) aus elektrisch isolierendem Material besteht und einen Zylinderabschnitt mit Außengewinde (7a) enthält, der in ein entsprechendes Gewindeloch (1b) der Stirnwand (1a) des Kollektors eingreift, sowie einen Kragen (7b), der sich in der Stellung zum Sichern der Hülse (7) in der Stirnwand (1a) an die Außenseite der Stirnwand (1a) anlegt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Traghülse (7) der Patrone (3) aus einem metallischen Material besteht und einen Zylinderabschnitt mit Außengewinde (7a) enthält, der in ein entsprechendes Gewindeloch (9b) einer weiteren Hülse (9) aus Isoliermaterial eingreift, die auch eine Mutter zum Fixieren der Hülse (7) an der metallischen Stirnwand (1a) des Kollektors bildet, sowie einen Kragen (7b), der sich in der Stellung zum Sichern der Hülse (7) in der weiteren Hülse (9) an die weitere Hülse (9) anlegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (3) mittels Verschweißen oder Verkleben an der Traghülse (7) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (3) eine Zylinderröhre (4) enthält, die verdichtete Magnesia enthält, worin der elektrische Heizwiderstand (5) versenkt ist, dessen beide Enden mit zwei jeweiligen leitfähigen Versorgungsdrähten (6) verbunden sind, welche sich durch die Traghülse (7) erstrecken, indem sie von dieser nach außen vorstehen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (3) einen oder mehrere Ringe (8) aus elektrisch isolierendem Material enthält, die auf die Röhre (4) der Patrone (3) aufgepresst sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Heizpatrone (3) mit einer Kappe aus elektrisch isolierendem Material überdeckt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre (4) der Heizpatrone (3) und der Kollektor (1) aus Metall, beispielsweise aus Stahl bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre (4) der Heizpatrone (3) aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus Keramik besteht.
Verwendung der Tauchheizkörpervorrichtung wie in Anspruch 1 bis 11 definiert bei einem Wasserumlaufheizkörper.