EP2194753B1 - Rohrförmiges Heizelement - Google Patents

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EP2194753B1
EP2194753B1 EP20090013839 EP09013839A EP2194753B1 EP 2194753 B1 EP2194753 B1 EP 2194753B1 EP 20090013839 EP20090013839 EP 20090013839 EP 09013839 A EP09013839 A EP 09013839A EP 2194753 B1 EP2194753 B1 EP 2194753B1
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EP
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tubular heating
heating element
cartridges
tubular
carrier tube
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Andreas Schlipf
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Tuerk and Hillinger GmbH
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Tuerk and Hillinger GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material

Definitions

  • the invention relates to a tubular heating element, consisting of a support tube made of metal, which has in its outer surface one or more thread-like grooves with different pitches in individual axial regions, in which flexible provided with at least one Schudraht Maisl Rohrrichpatronen, which form a cartridge spiral, inserted and / or are pressed in, such that their electrical connections protrude from the carrier.
  • WO 2002/096156 A1 discloses a heating element having an outer reflector tube in which a heating element having at least one resistance wire is arranged substantially coaxially, which can be connected to a power source via end connections and which is fastened in a holding section on the inner wall of the reflector tube.
  • the invention has for its object to provide a tubular heating element which can be acted upon in sections with different heat outputs and in which a plurality of independently switchable Schudrahtchtln can be installed in a confined space to provide high heat outputs on a support tube.
  • the heating element consists of a support tube 1 made of brass, copper or the. Like., The lateral surface is provided with thread-like grooves 2 and 3, which respectively begin at the ends 4 and 5 of the support tube 1. How out Fig. 1 It can be seen that the turns of the grooves 2 and 3 in the end regions of the support tube are each guided closely juxtaposed while they have towards the center of the support tube towards greater distances or a greater slope. In these grooves 2 and 3 are each separate Pipe heater cartridges 6 and 7 inserted or pressed, the closed ends 8 and 9 respectively in the initial region of the grooves 2 and 3 and thus also in the vicinity of the carrier pipe ends 4 and 5 are.
  • the two terminal ends 10 and 11 of the two Rohrrichpatronen 6 and 7 are guided radially from the support tube 1 to the outside.
  • the ends 14 and 15 or 16 and 17 are respectively connected to connecting leads 18, 19 or 20 and 21.
  • Fig. 3 are the ends of the Schudrahtwicklitch the two Rohrrichpatronen 6 and 7 within a connection sleeve 12 'according to Fig. 5 interconnected with each other.
  • Fig. 4 How out Fig. 4 can be seen, are in the metal shells 22 and 23 of the two Rohrrichpatronen 6 and 7 respectively in two parallel helical strands 24, 25 and 26, 27 extending Bankdrahtplanetaryln 28 and 29 embedded in a conventional manner in an insulating 30 and in these are pressed.
  • terminals 31, 32 and 33, 34 are not interconnected but each separately connected to a voltage source and also separately switched on and off.
  • each one Wiendrahtende 35 via a Connecting wire 35 'connected to the strand 18 and the Schwarzdrahtende 36 of Walkerdrahtplanetaryl 29 is connected via a connecting wire 36' to the pigtail 21.
  • the other two Schwarzdrahtenden 38 and 39 are connected via connecting wires 40 and 41 by a clamping sleeve 42 with each other.
  • tubular heating cartridges which have two or more heating wire coils instead of just one heating wire coil, it is of course possible to provide more different electrical circuits and controls of the individual heating wire coils in order to meet different performance requirements.

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Heizelement, bestehend aus einem Trägerrohr aus Metall, das in seiner äußeren Mantelfläche eine oder mehrere gewindeartig verlaufende Nuten mit in einzelnen Axialbereichen unterschiedlichen Steigungen aufweist, in welche biegsame mit wenigstens einer Heizdrahtwendel versehene Rohrheizpatronen, die eine Patronenwendel bilden, eingelegt und/oder eingepresst sind, derart, dass ihre elektrischen Anschlüsse vom Träger wegragen.
  • Bei bekannten rohrförmigen Heizelementen der gattungsgemäßen Art ist jeweils nur eine Rohrheizpatrone auf ein Trägerrohr aufgewickelt. Bei diesen Heizpatronen liegen die Anschlüsse der Heizdrahtwendel jeweils an den einander gegenüberliegenden Enden des Metallmantels. Es ist deshalb erforderlich, dass die Rohrheizpatrone, die beispielsweise einen Durchmesser von 2mm bis 3mm aufweisen kann, in ihrer Längsmitte haarnadelförmig so gebogen wird, dass zwei parallel zueinander verlaufende Patronenwendelstränge entstehen. Entsprechend sind auch die Nuten in der Mantelfläche des Trägerrohrs an einem U-förmigen Anfang beginnend, parallel zueinander verlaufend angeordnet.
  • Da bei diesen Rohrheizpatronen nur eine Heizdrahtwendel vorhanden ist, muss bei einem Ausfall dieser Heizdrahtwendel die gesamte Heizvorrichtung ausgebaut und ersetzt werden. Andererseits ist es auch nicht möglich, gezielt abschnittweise Heizleistung zuzuschalten oder zu verringern.
  • Aus der WO 2002/096156 A1 offenbart ein Heizelement mit einem äußeren Reflektorrohr, in dem eine zumindest einen Widerstandsdraht aufweisenden Heizwendel im Wesentlichen koaxial angeordnet ist, welche über endseitige Anschlüsse an eine Stromquelle angeschlossen werden kann und die in einem Halteabschnitt an der Innenwandung des Reflektorrohrs befestigt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Heizelement zu schaffen, das abschnittweise mit unterschiedlichen Heizleistungen beaufschlagt werden kann und bei dem mehrere unabhängig voneinander schaltbare Heizdrahtwendeln auf engem Raum zur Erbringung hoher Heizleistungen auf einem Trägerrohr verlegt werden können.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass in der Mantelfläche des Trägerrohrs in wenigstens zwei Nuten oder nutenartigen Kanälen wenigstens zwei separate Rohrheizpatronen verlegt sind, deren jeweils an einem Ende geschlossene Metallmäntel jeweils wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Wendelstränge einer Heizdrahtwendel enthalten, deren Anschlüsse am jeweils nicht geschlossenen Ende des Metallmantels herausgeführt sind, wobei jeweils das geschlossene Ende der einen Rohrheizpatrone den am einen Ende des Trägerrohrs auf der Mantel-in einer Nut oder einem Kanal des Trägerrohrs liegenden Anfang der einen Patronenwendel bildet und das geschlossene Ende der zweiten Rohrheizpatrone auf der Mantelfläche in einer Nut oder einem Kanal den am anderen Ende des Trägerrohrs liegenden Anfang der zweiten Patronenwendel bildet und wobei die anschlussseitigen Enden der beiden Rohrheizpatronen an einer von den beiden Enden des Trägerrohrs entfernten Stelle, vorzugsweise in deren Mitte, zusammengeführt und ggf. miteinander verschaltet sind.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es nicht nur möglich, an bestimmten Abschnitten, insbesondere an den Endabschnitten des Trägerrohrs, die Windungen der Patronenwendel so nahe aneinander zu führen, dass eine hohe Heizleistung abschnittweise erzielt werden kann. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, die Heizpatrone vor dem Aufwickeln auf dem Trägerrohr bzw. vor dem Einlegen in dessen Umfangsnuten haarnadelförmig zu biegen und zwei Wendelstränge zu bilden. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, die beiden Patronenwendel mit ihren Heizdrahtwendeln mit unterschiedlichen Leistungspotentialen zu beaufschlagen. Und es besteht die Möglichkeit, die einzelnen Heizdrahtwendeln unterschiedlich miteinander zu verschalten.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1
    In vereinfachter Seitenansicht ein rohrförmiges Heizelement mit zwei separaten Patronenwendeln;
    Fig. 2
    eine Stirnansicht II aus Fig. 1;
    Fig. 3
    das gleiche Heizelement wie Fig. 1, jedoch mit verschalteten Anschlüssen der beiden Patronenwendeln;
    Fig. 4
    in schematischer Schnittdarstellung die beiden Heizpatronen der Fig. 1;
    Fig. 5
    die beiden miteinander verschalteten Heizpatronen der Fig. 3;
    Fig. 6
    die beiden auf andere Weise miteinander verschalteten Heizpatronen der Fig. 3.
  • Das Heizelement besteht aus einem Trägerrohr 1 aus Messing, Kupfer od. dgl., dessen Mantelfläche mit gewindeartig verlaufenden Nuten 2 und 3 versehen ist, die jeweils an den Enden 4 bzw. 5 des Trägerrohrs 1 beginnen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Windungen der Nuten 2 und 3 in den Endbereichen des Trägerrohres jeweils eng nebeneinander liegend geführt während sie zur Mitte des Trägerrohrs hin größere Abstände bzw. eine größere Steigung aufweisen. In diesen Nuten 2 und 3 sind jeweils separate Rohrheizpatronen 6 und 7 eingelegt bzw. eingepresst, deren geschlossene Enden 8 bzw. 9 jeweils im Anfangsbereich der Nuten 2 bzw. 3 und somit auch in der Nähe der Trägerrohrenden 4 bzw. 5 liegen.
  • An einer von beiden Enden 4 und 5 des Trägerrohrs 1 entfernt liegenden Stelle sind die beiden Anschlussenden 10 und 11 der beiden Rohrheizpatronen 6 und 7 radial vom Trägerrohr 1 nach außen geführt. In Anschlusshülsen 12, 13 sind die Enden 14 und 15 bzw. 16 und 17 jeweils mit Anschlusslitzen 18, 19 bzw. 20 und 21 verbunden.
  • Bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind die Enden der Heizdrahtwicklungen der beiden Rohrheizpatronen 6 und 7 innerhalb einer Anschlusshülse 12' gemäß Fig. 5 miteinander verschaltet.
  • Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, befinden sich in den Metallmänteln 22 bzw. 23 der beiden Rohrheizpatronen 6 und 7 jeweils in zwei parallelen Wendelsträngen 24, 25 bzw. 26, 27 verlaufende Heizdrahtwendeln 28 bzw. 29, die in üblicher Weise in eine Isoliermasse 30 eingebettet und in dieser verpresst sind.
  • Bei der Ausführungsform der Fig. 4 sind die Anschlüsse 31, 32 bzw. 33, 34 nicht miteinander verschaltet sondern jeweils separat an eine Spannungsquelle anschließbar und auch separat ein- und ausschaltbar.
  • Bei der Ausführungsform der Fig. 5 hingegen sind die beiden Heizdrahtwendeln 28, 29 elektrisch in Reihe geschaltet. Dabei ist jeweils das eine Heizdrahtende 35 über einen Verbindungsdraht 35' mit der Litze 18 verbunden und das Heizdrahtende 36 der Heizdrahtwendel 29 ist über einen Verbindungsdraht 36' mit der Anschlusslitze 21 verbunden. Die beiden anderen Heizdrahtenden 38 und 39 sind über Verbindungsdrähte 40 und 41 durch eine Klemmhülse 42 miteinander verbunden.
  • Bei der Ausführungsform der Fig. 6 sind die beiden Heizdrahtwendeln 28 und 29 parallel geschaltet. Dabei sind ihre Heizdrahtenden 35 und 36 jeweils über die Verbindungsdrähte 35' und 36' mit den Litzen 18 bzw. 21 verbunden und die anderen Heizdrahtenden 38 und 39 über die Verbindungsdrähte 38' und 39' über Kreuz ebenfalls mit den Anschlusslitzen 18 und 21 verbunden.
  • Wenn, was ohne Weiteres möglich ist, Rohrheizpatronen verwendet werden, die statt nur einer Heizdrahtwendel zwei oder mehr Heizdrahtwendeln aufweisen, können selbstverständlich mehr unterschiedliche elektrische Schaltungen und Steuerungen der einzelnen Heizdrahtwendeln vorgesehen werden, um unterschiedlichen Leistungsanforderungen gerecht zu werden.

Claims (7)

  1. Rohrförmiges Heizelement, bestehend aus einem Trägerrohr (1) aus Metall, das in seiner äußeren Mantelfläche eine oder mehrere gewindeartig verlaufende Nuten (2, 3) mit in einzelnen Axialbereichen unterschiedlichen Steigungen aufweist, in welche biegsame mit wenigstens einer Heizdrahtwendel (28, 29) versehene Rohrheizpatronen (6, 7), die eine Patronenwendel bilden, eingelegt und/oder eingepresst sind, derart, dass ihre elektrischen Anschlüsse (10, 11) vom Träger wegragen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Mantelfläche des Trägerrohrs (1) in wenigstens zwei Nuten (2, 3) oder nutenartigen Kanälen wenigstens zwei separate Rohrheizpatronen (6, 7) verlegt sind, deren jeweils an einem Ende geschlossene Metallmäntel (22, 23) jeweils wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Wendelstränge (24, 25; 26, 27) einer Heizdrahtwendel (28, 29) enthalten, deren Anschlüsse am jeweils nicht geschlossenen Ende des Metallmantels (22, 23) herausgeführt sind, wobei jeweils das geschlossene Ende (8) der einen Rohrheizpatrone (6) den am einen Ende (4) des Trägerrohrs (1) auf der Mantelfläche in einer Nut (2) oder einem Kanal des Trägerrohrs (1) liegenden Anfang der einen Patronenwendel bildet und das geschlossene Ende (9) der zweiten Rohrheizpatrone (7) auf der Mantelfläche in einer Nut (3) oder einem Kanal den am anderen Ende (5) des Trägerrohrs (1) liegenden Anfang der zweiten Patronenwendel bildet und wobei die anschlussseitigen Enden (10, 11) der beiden Rohrheizpatronen an einer von den beiden Enden (4, 5) des Trägerrohrs (1) entfernten Stelle, vorzugsweise in deren Mitte, zusammen nach außen geführt und ggf. miteinander verschaltet sind.
  2. Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrahtwendeln (28, 29) der separaten Rohrheizpatronen (6, 7) außerhalb des Trägerohrs (1) in einer Anschlusshülse (12, 12', 13) zusammengeführt sind.
  3. Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrheizpatronen (6, 7) unterschiedliche Heizdrahtwendeln (28, 29) aufweisen, die an die zwei gemeinsamen Anschlüsse (31, 32) angeschlossen sind.
  4. Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Heizdrahtwendeln (28, 29) der Rohrheizpatronen (6, 7) innerhalb einer Anschlusshülse (12, 12', 13) eingebettet in Isolierstoffmasse unter sich und/oder mit den zwei nach außen geführten Anschlüssen (31, 32) verschaltet sind.
  5. Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Rohrheizpatronen (6, 7) zwei jeweils zweistrangig verlaufende Heizdrahtwendeln (28, 29) aufweist.
  6. Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (23) eine abgeflachte, insbesondere ovale oder rechteckige Querschnittsform aufweist.
  7. Rohrförmiges Heizelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Heizdrahtwendeln (28, 29) der einzelnen Rohrheizpatronen (6, 7) separat schaltbar sind.
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