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Elektrische Heizpatrone Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische
Heizpatrone, bei der ein die Heizleiter aufnehmender Heizkörper in ein Metallrohr
eingeschoben ist. Bei bekannten Heizpatronen dieser Art sind die Heizleiter in Kanälen
von auf einem Stab aneinandergereihten keramischen Körpern untergebracht, die den
lichten Rohrquerschnitt ausfüllen. Außerdem sind Rohrheizkörper bekannt, bei denen
die Heizleiter in dem Rohr unmittelbar in eine Isoliermasse eingegossen sind.
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Bei diesen bekannten Heizpatronen sind die Heizkörper ringsum gleichmäßig
in Isoliermasse eingebettet, die zwischen ihnen und der Rohrwand wärmeisolierend
wirkt. Der Wärmeübergang an die Rohrwand erfolgt daher in der Hauptsache durch Strahlung.
Deshalb müssen die Heizleiter auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden. Um beispielsweise
eine Belastung der inneren Rohrfläche von 3 W/cm2 zu erzielen, müssen die Drahtwendeln
etwa auf 8oo bis goo° C erhitzt werden. Bei den für Heißwasserspeicher, Bad- und
Kesselbeheizungen heute vielfach verwendeten Heizpatronen mit in einem Rohr aneinandergereihten
keramischen Gliedern setzt sich unter diesen Bedingungen bei senkrechtem Einbau
die Heizwendel zusammen und brennt durch. Deshalb verwendet man diese Anordnung
vorzugsweise für waagerechten Einbau und muß bei senkrechtem Einbau auf geringere
Leistungen
und damit auf niedrigere Temperatur übergehen, wenn
man eine gewisse Lebensdauer und Betriebssicherheit nicht aufgeben will.
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Erfindungsgemäß besteht der in das Rohr -einzuschiebende Heizkörper
aus mindestens zwei an sich bekannten Stabheizkörpern in Gestalt von gußeisernen
oder gewalzten Profilstäben mit zwischen Längsrippen in Isoliermasse eingebetteten
Heizleitern, deren die Wärme durch Leitung übertragende metallische Außenflächen
der Rohrwand angepaßt sind und an ihr mit Wärmekontakt anliegen. Die an sich bekannten,
beim Gegenstand der Erfindung verwendeten Stabheizkörper haben sich in Gestalt von
an einer Breitseite mit Heizleiterrillen versehenen und an ihrer gegenüberliegenden
Breitseite ebenen Profilstäben für die Beheizung von ebenen Gefäßböden oder -wänden,
Muffelwänden u. dgl., an denen sie mit ihrer ebenen Rückenfläche anliegen, bewährt.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß derartige Stabheizkörper als Einbauteile
für rohrförmige Heizpatronen verwendet und der Rohrwand entsprechend gestaltet sind.
Dies kann, wie die nachstehende Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen zeigt, auf verschiedene Weise geschehen.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i, das vornehmlich für Rohre kleineren
Durchmessers - in der Größenordnung von 15 bis 2o mm. - in Betracht kommt,
sind zwei Profilstäbe i und z vorgesehen, die an einer Breitseite Rippen 3, 4, 5
und an der gegenüberliegenden Breitseite eine ebene Rückenfläche 6 haben. In die
von den Rippen 3, 4, 5 gebildeten Rillen sind die Heizleiter 7, z. B. Drahtwendeln,
in Isoliermasse eingebettet. Das Ausführungsbeispiel zeigt Stabheizkörper mit je
zwei Heizleiterrillen, die also einen etwa E-förmigen Querschnitt haben. Die Seitenflächen
8 der Stäbe i und z sind der Rohrwand - bei dem in Fig. i dargestellten runden Rohr
der Rohrkrümmung - angepaßt. Die beiden Profilstäbe werden, mit ihren ebenen Rückenflächen
6 aneinanderliegend, in das Rohr i o, z. B. ein Stahlrohr oder ein aus einem Nichteisenmetall
bestehendes Rohr, eingeschoben, wobei sich ihre der Rohrwand- angepaßten Seitenflächen
8 mit gutem Wärmekontakt an die Rohrwand anlegen. Die Wärmeübertragung an - die
Rohrwand erfolgt also in der Hauptsache durch die Wärmeleitung des gut wärmeleitfähigen
Werkstoffes der Stabheizkörper. Die so hergestellte Heizpatrone kann ohne Gefahr
für ihre Heizwendeln in jeder beliebigen Lage, insbesondere auch senkrecht eingebaut
werden. Der gute Wärmekontakt zwischen dem Stabheizkörper und der Rohrwand bleibt
dauernd erhalten, da die durch Längsrippen versteiften Stäbe sich erfahrungsgemäß
in der Hitze nicht werfen und deshalb auch ein Loslösen der die Heizleiter einbettenden
Isoliermasse nicht zu erwarten ist.
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Fig.2 zeigt eine rechteckige Ausführungsform, bei der die beiden Stabheizkörper
mit ihren beiden breiten Rückenflächen und ihren vier schmälen Außenseiten an den
Innenwänden eines Vierkantroteres anliegen und mit inneren Rippen 3, 4, 5 bzw. 3',
4', 5' zur Bildung von Rillen für die Aufnahme der Heizleiter 7 versehen sind.
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Die Ausführungsform gemäß Fig.3 kommt für mittlere oder größere Rohrdurchmesser,
z. B. bis 45 mm lichte Weite, in Betracht. Hier sind mehrere - beim Ausführungsbeispiel
vier - Stabheizkörper Il, 12, 13, 14 verwendet, die' an einer Breitseite mit den
Rippen 15, 16, 17 zum Einbetten der Heizleiter 18 versehen sind. Die
den Heizleiterrillen gegenüberliegende Rückenfläche i 9 der Profilstäbe ist der
beim Ausführungsbeispiel zylindrischen Wand des Rohres 2o angepaßt. Die beiden Seitenflanken
2i der Profilstäbe sind derart gegeneinander geneigt, daß sie beim Anliegen der
Rückenflächen i9 an der Rohrwand etwa radial auf die Rohrachse gerichtet sind. Infolge
dieser Formgebung stützen sich die einzelnen Profilstäbe nach Art von Gewölbesteinen
in der Lage; in der ihre Rückenflächen i 9 sich an die Rohrwand anlegen, aneinander
ab. Sie können sich also nicht nach dem Rohrinneren durchbiegen.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig.
3 durch eine größere lichte Weite des Rohres 2o.
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Auch die Ausführungsform gemäß Fig. 5 hat grundsätzlich gleichen Aufbau
wie diejenigen gemäß Fig. 3 und 4 mit dem einzigen Unterschied, daß anstatt vier,
sechs Stabheizkörper 22 bis 27 in dem Rohr 3ö untergebracht sind.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 hat das Rohr 4o einen vieleckigen,
z. B. sechseckigen Querschnitt. Die mit 31 bis 36 bezeichneten Stabheizkörper, die
an einer Breitseite mit die Heizleiter-. rillen bildenden Rippen versehen sind,
haben ebene Rückenflächen 37. Die Stabheizkörper, von denen für jede Vieleckseite
des Rohrquerschnittes einer vorgesehen ist, liegen mit ihren ebenen Rückenflächen
37 an den ebenen Seiten der Rohrwand an. Ihre Seitenflächen 38 sind derart gegeneinander,
etwa in Richtung von Diagonalen des Vielecks geneigt, daß sich die Heizstäbe unter
Anlegen ihrer Rückenflächen an die Innenflächen der Rohrwand gegenseitig gewölbeartig
abstützen. Hierdurch ist die Lage der Stabheizkörper im Rohr gesichert.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 hat bei grundsätzlich gleicher Anordnung
wie diejenige der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 3 bis 6 ein Rohr 5o mit viereckigem
Querschnitt. Hier sind vier Stabheizkörper 41 bis. 44 vorgesehen, die mit ebenen
Rückenflächen 45 an den ebenen Innenseiten der Rohrwand anliegen und etwa in einem
Winkel von 45° zur Rückenfläche geneigte Seitenflächen 46 haben, die wiederum eine
gegenseitige gewölbeartige Abstützung aller Stabheizkörper innerhalb des Rohres
bewirken.
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Bei keiner der dargestellten Ausführungsformen ist es erforderlich,
die Stabheizkörper besonders gegen die Rohrwände zu drücken.oder zu pressen. Die
Stäbe können sich nicht zum Rohrinnern bewegen, da sie sieh ja gegenseitig abstützen.
Dies erfordert eine gewisse Genauigkeit der Bearbeitung bei der Herstellung. Sie
kann durch entsprechende
Lehren erreicht werden, so daß dire äußeren
Abmessungen eingehalten werden und die Segmente sich in die Rohre leicht einführen
lassen.