WO2018172280A1 - Method for heating a medium - Google Patents

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Christof Schulte-Göbel
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Schulte Goebel Christof
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    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material

Definitions

  • the invention relates to a method for heating a medium and a heating unit.
  • Heating units for heating gaseous media are z. B. from DBP l 074 056 from the year i960 known. Air to be heated flows heating elements radially and the heated compressed air exits radially from the heating unit. This heating unit is used as a radiator. Another heating unit is described in KR 100 993 877 Bi. The air to be heated is conveyed substantially parallel to the lateral surface of the heating unit, only disks which are inserted into the heating unit transversely to the heating rods effect in sections a deflection of the air to be heated, which in this way repeatedly passes by a heating element.
  • the object of the invention is to propose a method for heating a liquid or gaseous medium and a heating unit which is compact, low-wear and efficient.
  • the heating unit according to the invention has a housing, a supply line, also referred to as Lucasein- let, and arranged therein a heating element and at least one guide element, which is arranged concentrically to the heating element is.
  • a discharge also referred to as an air outlet, is provided, which is arranged radially, parallel or tangentially to the heating element.
  • the supply line or the air outlet usually a line or a pipe, absorbs all the heated air and feeds it to the subsequent use. This construction makes the heating unit very compact.
  • the guide element directs the medium to be heated radially on the heating element.
  • the radial flow of the heating rod causes a particularly efficient heating of a liquid or gaseous medium.
  • the medium to be heated which radiates the heating element al flows, then flows around the heating rod tangentially and absorbs heat.
  • the heating unit according to the invention ensures that the medium to be heated flows to each heating element only once.
  • the housing of the heating unit is usually made of metal, but it can be made of any heat-resistant material, eg. As mineral or ceramic material or heat-resistant glass. It may be of any shape, but is preferably cylindrical in cross section, rectangular or polygonal, which allows a very compact design.
  • the housing takes heating elements and guide elements and possibly other elements that further improve the heating unit according to the invention.
  • the housing is closed at the front sides, so that a closed space is created.
  • the end faces may be flat or curved, in particular designed as a dome. Between the end faces, the lateral surface of the housing extends.
  • the housing further has a supply line, usually in the form of a line for the heated, pressurized or depressurized medium, and an outlet for the heated, pressurized or depressurized medium.
  • the air inlet is usually designed as a line that promotes the heated, pressurized or depressurized medium flowing into the housing.
  • the output is preferably designed as a line through which the heated, pressurized or depressurized medium is discharged.
  • the lines for the air inlet and outlet are preferably mounted parallel or tangential to the longitudinal axis of the heating elements on the housing. But they can also be mounted radially on the housing.
  • the input or the supply line can be attached to the housing in any desired manner.
  • the housing has a tangentially arranged
  • Supply line as an air inlet for the pressurized or depressurized medium.
  • the supply line preferably opens in a dome-shaped end face of the housing, in which the pressurized or pressureless flowing, to be heated medium distributed before it flows through the heating unit.
  • the dome is advantageously mounted on an end face of the housing.
  • the supply line and the dome are preferably unheated, so that this section of the housing is cool.
  • the connections for the heating elements are advantageously arranged on the front side with the dome, so that the connections do not come into intensive contact with heated medium.
  • the supply line is designed as a pipe socket which extends into the housing and the mouth directed to an end wall of the housing.
  • Most of the pipe socket in the housing is designed as 90 0 angle, in particular when the supply line is arranged on the housing wall.
  • a particularly good distribution of the medium to be heated is ensured in the housing.
  • supply and discharge are arranged on different, in particular opposite sides, preferably the end faces of the housing.
  • the outer surface of the housing is provided with a vacuum insulation.
  • a vacuum space encloses at least the lateral surface of the housing.
  • the vacuum space can be advantageously connected to a vacuum pump, which constantly maintains a predetermined negative pressure.
  • the heating unit according to the invention is designed for heating liquid or gaseous medium.
  • the medium can be a pressurized, liquid or gaseous medium, for. As compressed air or another pressurized gas or a pressurized liquid such. As water, aqueous solutions or oil.
  • the liquid or gaseous medium can be simply accelerated to flow through the heating unit, without there being a differential pressure with respect to the environment of the heating unit. Subsequently, this is also referred to as a pressureless flow through the heating unit.
  • the medium can be heated to temperatures of up to 1200 ° C, the maximum temperature is determined only by the technical features of the heater, ie z. B.
  • the power that emits the heater or the materials from which the housing or the guide element are made is particularly typical.
  • Particularly typical is the liquid or gaseous medium to z. B. temperatures of 100 ° C to 1000 ° C, in particular 200 ° C to 700 ° C heated.
  • the pressure may be at least sufficient to promote the medium to be heated by the heating unit, for. B. by means of a blower.
  • the medium to be heated is conveyed through the heating unit at a pressure of at least 0.5 bar, in particular at least 2 bar, typically at a pressure of up to 30 bar, in particular with a range of 2 bar to 10 bar, which is customary for compressed air.
  • the maximum pressure of the medium to be heated results from the Compressive strength of the heater.
  • the heating element is preferably elongated, but without other forms such. B. exclude a curved or spiral arrangement.
  • the ends of the heating rod are preferably held by the housing or a mounted on or in the housing holder.
  • the heating element can be kept in an advantageous manner only on one end face of the housing, particularly preferably it is held on both end faces.
  • the heating element can in any way, for. B. with gas, electricity or oil are heated, with an electrically heated heating element is preferred.
  • the heating element has a winding made of heating wire. In this way, a large surface is available, which gives off heat.
  • the heating wire is wound on an elongated, rod-shaped core, so that the heating element is stabilized and emits heat only to the outside.
  • the core is preferably continuous for the medium to be heated, so that the core is cooled by the medium to be heated, while the medium absorbs heat as desired.
  • the heating element or its core can advantageously be of tubular or annular design, so that a partial flow of the medium to be heated flows through the hollow center of the core.
  • the core of the heating element can have numerous channels through which a partial flow of the medium to be heated flows. Depending on the requirement, the channels can be made large or small, in particular the core of the heating element can be made porous.
  • the core is preferably made of insulating material and may, for. B. be made of mineral or ceramic material.
  • the core of the heating element may be thermally insulated to the heating element itself, z. B. with an insulating material or with a vacuum insulation.
  • the terminals for the power supply are preferably mounted on one side of the rod, so that the connection to a power source is particularly simple.
  • the core is preferably made of insulating material and may, for. B. be made of mineral, glass or ceramic material.
  • the heating unit has a plurality of heating elements, so that a good efficiency in heating the medium is ensured.
  • the heating elements are preferably aligned parallel to the lateral surface in order to ensure a uniform heating of the medium. Furthermore, it is advantageous to arrange a plurality of heating rods concentrically, because in this way a compact design and an easily controllable flow of the medium to be heated are achieved.
  • heating elements In the case of concentrically arranged heating rods, it is further preferred to arrange the heating elements radially one behind the other, so that the medium to be heated passes tangentially, in particular without further reversal of direction, several heating rods arranged one behind the other on a radius and receives heat from the surface thereof, so that the medium is heated efficiently.
  • the heating elements which extend from face to face of the housing, are easy to change;
  • the heating unit according to the invention is thus particularly easy to maintain.
  • the heating unit according to the invention in a simple embodiment is formed so that the heating elements are arranged parallel to a central axis of rotation or longitudinal axis.
  • the heating unit may also have more than one longitudinal axis, for. B. two spaced apart longitudinal axes, so that the heating unit z. B. has an elliptical or rectangular cross-section.
  • the heating unit In three longitudinal axes, around which heating rods are arranged, the heating unit has an approximately triangular cross-section or the three longitudinal axes are arranged in series, so that there is a rectangular cross-section.
  • longitudinal axis is used herein to mean a central axis for each group of heating elements in one
  • heating unit can be designed individually for different requirements. Either each individual longitudinal axis is assigned to an air outlet or the heating unit has a central air outlet. Again, the flexibility of the heating unit according to the invention shows.
  • a guide element or, as a rule, a plurality of guide elements is arranged in the housing.
  • the or the guide elements are preferably arranged concentrically around the heating element. More preferably extends or extend the heating elements substantially over the length of the heating element.
  • the or the guiding elements have According holes according to the invention, on the one hand cause a reversal of movement or change in direction of the medium and on the other cause the medium only happens once a heating element.
  • the perforated plate may have small or large holes; the holes can z. B. round or elongated or slit-shaped. The size of the holes depends on the amount of medium to be heated
  • Heating unit flows through, in particular, which pressure and speed conditions are given in the heating unit.
  • the optimal size for the holes can be determined in a few experiments.
  • the guide element can also be composed of two or more sub-elements, between which holes or slots are formed.
  • the medium or a main flow of the medium flows due to the guide element in approximately a radial direction to the heating element, then flows around the heating rod tangentially and thereby absorbs heat, which is discharged from the heating element.
  • This deflection of the medium to be heated from a movement tangential or parallel to the longitudinal axis of the heating element in a radial movement ensures efficient heat transfer to the medium to be heated.
  • this process can be repeated if either two or more heating elements are present, preferably arranged one behind the other in the radial direction.
  • a guide element can be arranged between the heating rods again. It is to be regarded as a particular advantage of the invention that the or the heating elements are particularly uniformly flowed through the onset of the or the guide elements, because the heating element is always flowed over its entire length always the same amount of cool or preheated air.
  • the heating unit according to the invention is therefore particularly low in wear.
  • the guide elements are designed according to the invention as a perforated plate, wherein the holes are each arranged immediately adjacent to a heating element according to an advantageous embodiment.
  • the holes are preferably sized small in relation to the volume of the medium, so that the medium is specifically directed to the heating element.
  • the medium to be heated introduced radially into the housing, the medium initially distributed in the housing and flows parallel to the heating element, to then also to undergo a reversal and to be deflected by the guide element in the radial direction on the heating element.
  • the medium to be heated then flows around the heating rod tangentially.
  • the guide element may be formed as a baffle, which in the manner of a fixed leaf or wing deflects the under pressure, flowing medium to be heated so that it flows in the radial direction of the heating rod substantially in order to then flow around it tangentially and thereby To absorb heat.
  • the baffle is well suited to set optimal flow conditions in the heating unit.
  • the baffle may be formed under aerodynamic or aerodynamic aspects. It is particularly preferred if a first guide element, for. B. a baffle extending between the heating element and the outer wall of the housing, and when a second guide element, for. B. a wedge-shaped baffle, is arranged between tangentially adjacent heating rods.
  • the vertex of the wedge-shaped baffle is arranged toward the central axis of the housing, while the wings of the wedge-shaped baffle extend toward the outer wall. In this way, in particular arranged radially one behind the other in the housing
  • Heating rods ensures that the medium to be heated meets the heating elements in an approximately radial direction.
  • the heated medium After passing through the heating rods, the heated medium is deflected again, so that the medium preferably flows close to the longitudinal axis of the heating unit, more preferably parallel to the lateral surface in the direction of the outlet or the discharge of the heating unit.
  • the heating unit has a memory.
  • the memory which is preferably arranged centrally, serves to store heat. In this way, it is ensured in industrial use of the heating unit in the event of a production interruption that as quickly as possible again a heated, liquid or gaseous medium can be provided.
  • the reservoir is preferably arranged downstream of the heating elements, so that the already heated medium can deliver heat to the reservoir.
  • the memory is advantageously made of a material with high heat Memory capacity created.
  • a solid is used which does not soften, melt or sublime even at maximum temperature in the heating unit.
  • aluminum is used.
  • the solid may, for example, in solid form, for. B. as coarse aluminum granules or as a porous material, for. B.
  • the heating unit can be used as loosely poured chunks of aluminum foam.
  • Preferred is a memory with a larger surface area to absorb heat quickly but also to be able to deliver again.
  • the capacity of the heat accumulator can be determined not only by the choice of the storage material but also by the amount of storage material used.
  • the memory holds on the one hand the medium contained in the heating unit, for. As air or water at the desired temperature. On the other hand, it ensures the delivery of heated medium, eg. As air or water when restarting the heating unit for the short period of time within which the heating element is not heated back to the predetermined temperature.
  • the heating unit has a cooling.
  • a cooling is advantageously designed so that partitions in the housing, which preferably run parallel to the housing wall, the not yet heated, z. B. lead to room temperature initially parallel to an outer wall of the housing, if necessary, again again by another intermediate wall with a greater distance to the housing se parallel to the outer wall.
  • the medium to be heated is cooled by means of a meander-shaped guide, which is predetermined by the partition walls, the housing, in particular the outer surface of the housing. While the housing is cooled, the medium to be heated is heated by the medium to be heated decreases heat from the surface of the intermediate wall or the outer wall of the housing, so that it already impinges preheated on the heating rod.
  • the intermediate wall does not extend over the entire length of the housing, but is delimited at least at one end by a separate partition, which is arranged parallel to an end wall of the housing.
  • the medium to be heated follows a closed path without mixing with inflowing or already heated medium.
  • the cooling can also be arranged outside the outer wall of the housing.
  • the housing may have an insulation, such that heating of the surroundings or undesired cooling of the heating unit is prevented.
  • the insulation preferably comprises inorganic material, e.g. As silicate, ceramic or glassy material, eg. As airgel, glass or mineral wool.
  • the insulation can be mounted in or outside the housing. Alternatively or additionally, a vacuum insulation may be appropriate.
  • the heated in the heating unit according to the invention, pressurized or depressurized medium is preferably used in conjunction with a tool for machining a workpiece, for example for heating an edge strip, which is to be attached to the narrow surface of a plate.
  • the heating unit is used in conjunction with a heat exchanger, which is advantageously connected upstream of the heating unit.
  • the remaining after leaving the tool residual heat medium is detected at least partially and fed to the heat exchanger.
  • Not yet heated medium is passed in countercurrent to the still residual heat containing air, so that at least a portion of the residual heat is released to the still to be heated medium. This reduces the energy or heat input required to heat the medium.
  • a detection device is arranged in or on the heating unit, which detects the state and / or the amount to be heated or the heated, pressurized medium.
  • one or more detection devices are used, which detect the temperature, the amount or pressure, or the speed of the medium flowing through the heating unit.
  • the detection device or the detection devices are connected to a control that ensures a desired or predetermined power of the heating unit.
  • the inventive method for heating a pressurized or pressureless flowing, liquid or gaseous medium is carried out in a heating unit comprising a housing and a heating element and at least one guide element, with the steps: introducing the heated, pressurized or depressurized flowing, liquid or gaseous medium in the housing, directing the medium by means of the at least one formed as a perforated plate guide element on the heating element, radial flow against the heating medium to the heating element and tangential flow around the heating element for heating the medium, as well as outflow of the heated liquid or gaseous medium from the heating unit in a conduit which is attached as an air outlet to the housing.
  • the medium to be heated is preferably introduced into the heating unit parallel to the outer wall of the housing, alternatively also tangentially or radially to the outer wall of the housing.
  • the medium to be heated, pressurized or depressurized flows preferably tangentially into a dome, which is preferably attached to an end face of the housing.
  • the dome creates space for distributing the medium over the entire cross section of the heating unit.
  • the medium to be heated is introduced into the housing in such a way that it flows in the direction of an end wall of the housing.
  • the air inlet may be formed as a pipe or pipe bend, which initiates the medium to be heated in the direction of an end wall, in particular in the direction of a dome-shaped curved end wall of the housing.
  • This ensures a particularly uniform distribution of the medium to be heated in the housing, in particular along the outer wall. If the introduced air initially flows along the outer wall of the housing, this is effectively cooled. From there, the not yet heated medium is guided along by guiding elements first on the outer wall of the housing, with the desired side effect of cooling the outer wall of the housing, because the heat energy, which emits an outer heating element, is dissipated in the direction of the center of the housing.
  • the medium to be heated is then passed through a guide element in the radial direction of the heating element and flows around this tangentially.
  • the medium to be heated absorbs heat, which is released by the heating element.
  • the tangential flow around the heating elements heats the pressurized or depressurized medium particularly effectively.
  • Fig. I is a schematic representation of the heating unit according to the invention according to a first embodiment in longitudinal section;
  • Fig. 2 is a schematic representation of the heating unit according to the invention after a second embodiment in cross section;
  • FIG 3 shows a cross section through an inventive heating unit according to a third embodiment.
  • FIG. 4 shows a cross section through an inventive heating unit according to a fourth embodiment.
  • the following embodiments are concerned with the heating of a pressurized, gaseous medium, in particular compressed air.
  • the same construction of the heating unit 2 but according to the invention can also be used for a pressurized liquid medium or for pressureless the heating unit flowing through, gaseous or liquid media.
  • Typical media to be heated are air or compressed air, water, steam or oil.
  • FIG. ⁇ An inventive heating unit 2 according to a first embodiment with a housing 4 and heating elements 6 is shown in a first embodiment in Fig. ⁇ .
  • the housing is made of metal. It is cylindrical.
  • the outer wall io and the end faces 8a, 8b are closed, except for a feed line 12 and a discharge line 14, which open parallel to the outer wall 10 in the end face 8a.
  • the heating rods 6 are arranged near the axis of rotation R of the housing 2. They extend parallel to each other and to the axis of rotation R of the housing 2. They have a core of ceramic material and a winding of heating wire, which is electrically heated. They are bolted to the end faces 8a, 8b.
  • the heating elements 6 are preferably screwed to the cold end face 8a, that is to say to the end face 8a, which has the air inlet.
  • two intermediate walls 16a, 16b are arranged parallel to the outer wall.
  • the closer to the outer wall 10 lying intermediate wall 16a extends from the end wall 8a to just before the end wall 8b.
  • the closer to the heating elements 6 intermediate wall 16b extends from the end wall 8b to just before the end wall 8a.
  • the partitions are thus arranged concentrically and they carry the incoming gaseous, pressurized medium, here z. B. compressed air at a pressure of about 6 bar, alternatively, a pressureless flowing, liquid or gaseous medium such as water, oil or a pressureless, accelerated air flow, meandering first by a first guide channel 18a bounded by the outer wall 10 and the first partition 16a.
  • the flow direction of the medium is reversed and is directed to the end wall 8a. It passes the guide channel 18b, which is delimited by the two intermediate walls 16a 16b. At the end wall 8a, the flow direction of the medium is again reversed. Up to this point, the medium flows parallel to the outer wall 10 of the heating unit. 2
  • the heating elements 6 are surrounded by a concentrically arranged guide element 20, which is designed here as a perforated plate.
  • the holes are formed as rows of holes which are located exactly above a heating element 6.
  • the medium which again reverses the flow direction at the end of the guide channel 18b at the end face 8a, enters the flow channel 18c, which is delimited by the second intermediate wall 16b and the guide element 20.
  • the medium has as a single outlet the holes of the guide element 20 and passes through these holes.
  • the flow direction is reversed in a, relative to the heating elements 6, radial flow direction, also indicated by arrows.
  • the medium flows around the surface of a heating element 6 and absorbs heat from the surface of the heating element 6. This section can be referred to as tangential flow with respect to the heating element 6.
  • the heated medium now flows into the discharge and here again experiences a reversal of direction.
  • the medium flows, indicated by the arrows, again parallel to the outer wall 10 of the housing 4 through the discharge line 14 out of the heating unit.
  • the compressed air from ambient temperature (about 20 ° C) is heated to 600 ° C.
  • the heating takes place in a compact heating unit in a very efficient manner, because the heating elements are freely accessible and the compressed air or other liquid or gaseous pressurized or pressureless media can remove the heat directly from the heating wire.
  • the device is easy to maintain because the heating elements 6 can be easily changed if necessary.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the heating unit 2 according to the invention.
  • the reference numerals for the same features are used as they were previously introduced.
  • Fig. 2 shows a second embodiment in cross section, in which the structure of the housing 4 with partition walls 16a, 16b and guide element 20 and guide channels 18a, 18b and 18c are arranged in the same manner as in the embodiment of Fig. 1.
  • Fig. 2 further shows nine heating rods 6, which are arranged in parallel and concentric.
  • the guide element 20, again a cylindrical perforated plate, has rows of holes. The rows of holes each extend directly over a heating rod 6, so that the medium to be heated, based on the heating element 6, this flows radially and then tangentially around the heating element 6 is passed around, so that heat from the surface of the heating element 6 on the here gaseous, but alternatively can also pass liquid, pressurized or depressurized medium flowing.
  • a memory 22 is here in the derivative, parallel to the axis of rotation R used.
  • the memory 22 is composed of chunks of open-pore aluminum foam, that is to say chunks of sintered aluminum particles.
  • the heated and pressurized medium flowing in the discharge 14 flows past the accumulator 22 or through the accumulator 22, thereby discharging part of the heat just taken up by the heating stave 6 to the accumulator 22.
  • the memory 22 gives off heat, thereby facilitating the provision of heated medium at the desired temperature when restarting the Pro - production.
  • the heating unit is called slow because it warms up slowly and cools slowly. If the memory is designed to receive a small amount of heat, the Schuster- gregat is called nimble because the memory quickly absorbs the intended amount of heat and, z. B. at a production interruption, and quickly gives away again.
  • the housing 4 encloses with its outer wall 10 a first intermediate wall 16 a and a Guide element 20, which are arranged concentrically, and which direct the medium to be heated as described above, first in a guide channel 18a and then in a guide channel 18c parallel to the outer wall 10 of the housing 4. From the guide channel 18c, the medium to be heated is deflected through the holes of the guide element 20, which is designed as a perforated plate, so that it flows in the radial direction on the arranged immediately behind the hole heating element 6 and flows around it tangentially.
  • the heating unit 2 in each case two heating elements 6 are arranged behind one another in the radial direction, relative to the axis of rotation of the cylindrical housing 4.
  • the second, closer to the axis of rotation R arranged heating rod 6 is as completely as possible flowed through by the medium to be heated, so that an optimal heat transfer is possible, a second guide element 24 is inserted into the housing 4.
  • the second guide element 24 is formed as an angle whose bending line 26 is directed towards the axis of rotation, while the wings 28 of the angle are anchored to the guide element 20.
  • a radial guide channel 30 is formed which begins at the guide element 20 and which still encloses the heating rod 6 which is arranged closest to the axis of rotation R of the housing.
  • the flow direction of the medium to be heated in this radial guide channel 30 is indicated by arrows.
  • each of the embodiments of Figs. 1 to 3 may also comprise insulation, preferably insulation applied externally to the outer wall of the housing, which prevents or reduces the release of heat to the environment.
  • FIG. 4 shows in cross-section a fourth embodiment of the invention Schuaggre- gats.
  • the same reference numerals are used here, insofar as they denote the same components.
  • the arrangement of the intermediate wall 16 a with the guide channels 18 a, 18 b and with the guide element 20 is comparable to the arrangements according to the first to third embodiments of the heating unit. 2
  • the heating unit 2 here has a housing 4, on whose end wall 8a, a dome 32 is formed.
  • the dome which is delimited by a partition wall arranged parallel to the end wall 8a, creates a space 34 which covers the entire cross section of the housing 4.
  • the supply line 12 leads to be heated, pressurized air (compressed air) radially into the space 34 a.
  • the lead is bent by 90 0 and directed to the end face 8a, so that the compressed air is distributed into the dome.
  • the compressed air to be heated is then passed parallel to the heating rods through the connecting between the outer wall and partition guide channel 18a and the subsequent guide channel 18b, to then be passed through the guide member 20 in the radial direction on the heating element 6.
  • the heating elements 6, of which only one heating element is shown here for the sake of clarity, are arranged in the housing 4 such that their connections 36 are arranged on the end wall 8a. Due to the not yet heated compressed air, the end wall 8a and the terminal 36 of the heating element 6 are cooled.
  • the heating unit according to the fourth embodiment is designed so that a partial flow of the compressed air to be heated flows through the interior of the here tubular core of the heating element 6.
  • the heating element 6 is porous and thus permeable to a partial flow of the compressed air to be heated.
  • an opening in the partition wall can direct a partial flow of the compressed air to be heated into the interior of the tubular heating rod 6. After flowing through the heating unit 2, the heated compressed air leaves the heating unit via the discharge line 14, which is arranged on the end wall 8b.
  • the end wall 8b is warmer than the end wall 8a.
  • the heating units 2 described in FIGS. 1 to 4 may optionally be cooled or insulated, in particular when other tools or devices are arranged adjacent to one another during operation which are not intended to be heated.
  • the insulation is advantageously carried out as a vacuum insulation, z. B. as a vacuum space, which is optionally maintained by a vacuum pump constantly at a predetermined negative pressure.
  • sheaths of insulating material may surround the outer wall 10 of the housing 4. Cooling, in which a cooling medium flows through a cooling space which surrounds the outer wall of the housing, is also available.
  • the preceding embodiments each show a heating unit 2 with only one axis of rotation R or longitudinal axis, around which heating elements 6 are arranged annularly.
  • Other embodiments not shown here in detail may have two or more rotational or longitudinal axes around which heating rods 6 are preferably arranged concentrically or annularly at least on circular sections.
  • the heating elements 6, comparable to the embodiment 3 can be arranged annularly in several circles with increasing distance to the rotation axis R and to a longitudinal axis.
  • the heating elements 6 are preferably arranged one behind the other, that is to say on a radius, relative to the axis of rotation R.
  • heating rods 6 are arranged between the axes of rotation R or longitudinal axes at least on the outer radii.

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Abstract

The invention relates to a method for heating a medium by means of a heating unit, said heating unit comprising a housing, a heating bar arranged in the housing, and at least one conducting element, which is arranged concentric to the heating bar, a discharge line as an air outlet for the heated medium being arranged on the housing. In order to provide a compact, low-wear and efficient heating unit, according to the invention, a perforated plate arranged concentric to the heating bar is arranged as a conducting element.

Description

Beschreibung  description
Verfahren zum Erhitzen eines Mediums  Method for heating a medium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhitzen eines Mediums und ein Heizaggregat. The invention relates to a method for heating a medium and a heating unit.
Heizaggregate zum Erhitzen gasförmiger Medien sind z. B. aus dem DBP l 074 056 aus dem Jahr i960 bekannt. Zu erhitzende Luft strömt Heizstäbe radial an und die erhitzte Druckluft tritt radial wieder aus dem Heizaggregat aus. Dieses Heizaggregat wird als Heizkörper eingesetzt. Ein weiteres Heizaggregat wird in der KR 100 993 877 Bi beschrieben. Die zu erwärmende Luft wird im Wesentlichen parallel zur Mantelfläche des Heizaggregats gefördert, lediglich Scheiben, die quer zu den Heizstäben in das Heizag- gregat eingesetzt sind, bewirken abschnittsweise eine Umlenkung der zu erwärmenden Luft, die auf diese Weise immer wieder an einem Heizstab vorbeistreicht. Heating units for heating gaseous media are z. B. from DBP l 074 056 from the year i960 known. Air to be heated flows heating elements radially and the heated compressed air exits radially from the heating unit. This heating unit is used as a radiator. Another heating unit is described in KR 100 993 877 Bi. The air to be heated is conveyed substantially parallel to the lateral surface of the heating unit, only disks which are inserted into the heating unit transversely to the heating rods effect in sections a deflection of the air to be heated, which in this way repeatedly passes by a heating element.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erhitzen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums sowie ein Heizaggregat vorzuschlagen, das kompakt, ver- schleißarm und effizient ist. The object of the invention is to propose a method for heating a liquid or gaseous medium and a heating unit which is compact, low-wear and efficient.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einem Heizaggregat nach Anspruch 8. Das erfindungsgemäße Heizaggregat hat ein Gehäuse, eine Zuleitung, auch als Luftein- lass bezeichnet, und einen darin angeordneten Heizstab sowie mindestens ein Leitelement, das konzentrisch zu dem Heizstab angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist eine Ableitung, auch als Luftauslass bezeichnet, vorhanden, der radial, parallel oder tangential zu dem Heizstab angeordnet ist. Die Zuleitung bzw. der Luftauslass, in der Regel eine Lei- tung bzw. ein Rohr, nimmt die gesamte erhitzte Luft auf und leitet sie der nachfolgenden Verwendung zu. Durch diese Bauweise ist das Heizaggregat sehr kompakt. Das Leitelement leitet das zu erhitzende Medium radial auf den Heizstab. This object is achieved with a method according to claim 1 and a heating unit according to claim 8. The heating unit according to the invention has a housing, a supply line, also referred to as Luftein- let, and arranged therein a heating element and at least one guide element, which is arranged concentrically to the heating element is. According to the invention, a discharge, also referred to as an air outlet, is provided, which is arranged radially, parallel or tangentially to the heating element. The supply line or the air outlet, usually a line or a pipe, absorbs all the heated air and feeds it to the subsequent use. This construction makes the heating unit very compact. The guide element directs the medium to be heated radially on the heating element.
Das radiale Anströmen des Heizstabes bewirkt eine besonders effiziente Erhitzung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums. Das zu erhitzende Medium, das den Heizstab radi- al anströmt, umströmt den Heizstab dann tangential und nimmt dabei Wärme auf. Das erfindungsgemäße Heizaggregat gewährleistet, dass das zu erhitzende Medium jeden Heizstab nur einmal anströmt. Das Gehäuse des Heizaggregats ist meist aus Metall gefertigt, es kann aber aus jedem hitzebeständigen Material, z. B. mineralischem oder keramischem Material oder aus hitzebeständigem Glas sein. Es kann von beliebiger Gestalt sein, ist aber im Querschnitt vorzugsweise zylindrisch, rechteckig oder vieleckig ausgebildet, was eine sehr kompakte Bauweise ermöglicht. Das Gehäuse nimmt Heizstäbe und Leitelemente sowie ggf. andere Elemente auf, die das erfindungsgemäße Heizaggregat weiter verbessern. Das Gehäuse ist an den Stirnseiten verschlossen, so dass ein geschlossener Raum entsteht. Die Stirnseiten können eben oder gewölbt, insbesondere als Kuppel ausgebildet sein. Zwischen den Stirnseiten erstreckt sich die Mantelfläche des Gehäuses. Das Gehäuse hat weiter eine Zuleitung, meist in Form einer Leitung für das zu erhitzende, unter Druck stehende bzw. drucklos strömende Medium, und einen Ausgang für das erhitzte, unter Druck stehende bzw. drucklos strömende Medium. Der Lufteinlass ist in der Regel als Leitung ausgebildet, die das zu erhitzende, unter Druck stehende bzw. drucklos strömende Medium in das Gehäuse fördert. Der Ausgang ist bevorzugt als Leitung ausgebildet, durch die das erhitzte, unter Druck stehende bzw. drucklos strömende Medium abgeleitet wird. Die Leitungen für den Luftein- und -auslass sind vorzugsweise parallel oder tangential zur Längsachse der Heizstäbe am Gehäuse angebracht. Sie können aber auch radial am Gehäuse angebracht sein. The radial flow of the heating rod causes a particularly efficient heating of a liquid or gaseous medium. The medium to be heated, which radiates the heating element al flows, then flows around the heating rod tangentially and absorbs heat. The heating unit according to the invention ensures that the medium to be heated flows to each heating element only once. The housing of the heating unit is usually made of metal, but it can be made of any heat-resistant material, eg. As mineral or ceramic material or heat-resistant glass. It may be of any shape, but is preferably cylindrical in cross section, rectangular or polygonal, which allows a very compact design. The housing takes heating elements and guide elements and possibly other elements that further improve the heating unit according to the invention. The housing is closed at the front sides, so that a closed space is created. The end faces may be flat or curved, in particular designed as a dome. Between the end faces, the lateral surface of the housing extends. The housing further has a supply line, usually in the form of a line for the heated, pressurized or depressurized medium, and an outlet for the heated, pressurized or depressurized medium. The air inlet is usually designed as a line that promotes the heated, pressurized or depressurized medium flowing into the housing. The output is preferably designed as a line through which the heated, pressurized or depressurized medium is discharged. The lines for the air inlet and outlet are preferably mounted parallel or tangential to the longitudinal axis of the heating elements on the housing. But they can also be mounted radially on the housing.
Der Eingang bzw. die Zuleitung kann auf beliebige Weise am Gehäuse angebracht sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung weist das Gehäuse eine tangential angeordneteThe input or the supply line can be attached to the housing in any desired manner. According to an advantageous embodiment, the housing has a tangentially arranged
Zuleitung als Lufteinlass für das unter Druck stehende bzw. drucklos strömende Medium auf. Die Zuleitung mündet bevorzugt in einer kuppeiförmig ausgebildeten Stirnseite des Gehäuses, in der sich das unter Druck stehende bzw. drucklos strömende, zu erhitzende Medium verteilt, bevor es das Heizaggregat durchströmt. Die Kuppel ist vorteilhaft an einer Stirnseite des Gehäuses angebracht. Die Zuleitung und die Kuppel sind bevorzugt unbeheizt, so dass dieser Abschnitt des Gehäuses kühl ist. Vorteilhaft sind die Anschlüsse für die Heizstäbe an der Stirnseite mit der Kuppel angeordnet, so dass die Anschlüsse nicht intensiv mit erhitztem Medium in Kontakt kommen. Bevorzugt ist die Zuleitung als Rohrstutzen ausgebildet, die sich in das Gehäuse hinein erstreckt und deren Mündung auf eine Stirnwand des Gehäuses gerichtet ist. Meist ist der Rohrstutzen im Gehäuse als 900 Winkel ausgebildet, insbesondere wenn die Zuleitung an der Gehäusewand angeordnet ist. Insbesondere in Verbindung mit einer kuppeiförmig gewölbten Stirnseite ist eine besonders gute Verteilung des zu erhitzenden Mediums im Gehäuse gewährleistet. Bevorzugt sind Zuleitung und Ableitung auf verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten Seiten, bevorzugt den Stirnseiten des Gehäuses angeordnet. Supply line as an air inlet for the pressurized or depressurized medium. The supply line preferably opens in a dome-shaped end face of the housing, in which the pressurized or pressureless flowing, to be heated medium distributed before it flows through the heating unit. The dome is advantageously mounted on an end face of the housing. The supply line and the dome are preferably unheated, so that this section of the housing is cool. The connections for the heating elements are advantageously arranged on the front side with the dome, so that the connections do not come into intensive contact with heated medium. Preferably, the supply line is designed as a pipe socket which extends into the housing and the mouth directed to an end wall of the housing. Most of the pipe socket in the housing is designed as 90 0 angle, in particular when the supply line is arranged on the housing wall. In particular, in conjunction with a dome-shaped curved end side, a particularly good distribution of the medium to be heated is ensured in the housing. Preferably, supply and discharge are arranged on different, in particular opposite sides, preferably the end faces of the housing.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die äußere Oberfläche des Gehäuses mit einer Vakuumisolierung versehen. Dabei umschließt ein Vakuumraum mindestens die Mantelfläche des Gehäuses. Der Vakuumraum kann vorteilhaft an eine Vakuumpumpe angeschlossen sein, die ständig einen vorgegebenen Unterdruck aufrechterhält. According to a further preferred embodiment of the invention, the outer surface of the housing is provided with a vacuum insulation. In this case, a vacuum space encloses at least the lateral surface of the housing. The vacuum space can be advantageously connected to a vacuum pump, which constantly maintains a predetermined negative pressure.
Das erfindungsgemäße Heizaggregat ist zum Erhitzen von flüssigem oder gasförmigem Medium ausgebildet. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Medium ein unter Druck stehendes, flüssiges oder gasförmiges Medium, z. B. Druckluft oder ein anderes unter Druck stehendes Gas oder eine unter Druck stehende Flüssigkeit wie z. B. Wasser, wässrige Lösungen oder Öl sein. Alternativ kann das flüssige oder gasförmige Medium einfach beschleunigt werden, um das Heizaggregat zu durchströmen, ohne dass ein Differenzdruck gegenüber der Umgebung des Heizaggregats herrscht. Nachfolgend wird dies auch als druckloses Durchströmen des Heizaggregats bezeichnet. Das Medium kann auf Temperaturen von bis zu 1.200 °C aufgeheizt werden, wobei die maximale Temperatur nur durch die technische Ausstattung des Heizaggregats bestimmt ist, also z. B. durch die Leistung, die der Heizstab abgibt oder die Werkstoffe, aus denen das Gehäuse oder das Leitelement hergestellt sind. Besonders typisch wird das flüssige oder gasförmige Medium auf z. B. Temperaturen von 100 °C bis 1.000 °C, insbesondere 200 °C bis 700 °C erhitzt. The heating unit according to the invention is designed for heating liquid or gaseous medium. According to a development of the invention, the medium can be a pressurized, liquid or gaseous medium, for. As compressed air or another pressurized gas or a pressurized liquid such. As water, aqueous solutions or oil. Alternatively, the liquid or gaseous medium can be simply accelerated to flow through the heating unit, without there being a differential pressure with respect to the environment of the heating unit. Subsequently, this is also referred to as a pressureless flow through the heating unit. The medium can be heated to temperatures of up to 1200 ° C, the maximum temperature is determined only by the technical features of the heater, ie z. B. by the power that emits the heater or the materials from which the housing or the guide element are made. Particularly typical is the liquid or gaseous medium to z. B. temperatures of 100 ° C to 1000 ° C, in particular 200 ° C to 700 ° C heated.
Steht das Medium unter Druck, so kann der Druck mindestens ausreichen, um das zu erhitzende Medium durch das Heizaggregat zu fördern, z. B. mittels eines Gebläses. Vorteilhaft wird das zu erhitzende Medium aber mit einem Druck von mindestens 0,5 bar, insbesondere mindestens 2 bar durch das Heizaggregat gefördert, typisch mit einem Druck von bis zu 30 bar, insbesondere mit einem für Druckluft üblichen Bereich von 2 bar bis 10 bar. Der maximale Druck des zu erhitzenden Mediums ergibt sich aus der Druckfestigkeit des Heizaggregats. If the medium is under pressure, then the pressure may be at least sufficient to promote the medium to be heated by the heating unit, for. B. by means of a blower. Advantageously, however, the medium to be heated is conveyed through the heating unit at a pressure of at least 0.5 bar, in particular at least 2 bar, typically at a pressure of up to 30 bar, in particular with a range of 2 bar to 10 bar, which is customary for compressed air. The maximum pressure of the medium to be heated results from the Compressive strength of the heater.
Der Heizstab ist bevorzugt lang gestreckt, ohne jedoch andere Formen wie z. B. eine gebogene oder spiralige Anordnung auszuschließen. Die Enden des Heizstabes werden vorzugsweise vom Gehäuse oder einer am bzw. im Gehäuse angebrachten Halterung gehalten. Dabei kann der Heizstab in vorteilhafter Weise nur an einer Stirnseite des Gehäuses gehalten werden, besonders bevorzugt ist er an beiden Stirnseiten gehalten. Der Heizstab kann auf beliebige Weise, z. B. mit Gas, Strom oder Öl erhitzt werden, wobei ein elektrisch beheizter Heizstab bevorzugt ist. Nach einer besonders bevorzugten Aus- führung weist der Heizstab eine Wicklung aus Heizdraht auf. Auf diese Weise steht eine große Oberfläche zur Verfügung, die Wärme abgibt. Bevorzugt ist der Heizdraht auf einen lang gestreckten, stabförmigen Kern gewickelt, so dass der Heizstab stabilisiert wird und Wärme nur nach außen abgibt. Der Kern ist vorzugsweise für das zu erhitzende Medium durchgängig, so dass der Kern durch das zu erhitzende Medium gekühlt wird, wäh- rend das Medium wie gewünscht Wärme aufnimmt. Der Heizstab bzw. dessen Kern kann vorteilhaft röhrenförmig oder kreisringförmig ausgebildet sein, so dass ein Teilstrom des zu erhitzenden Mediums das hohle Zentrum des Kerns durchströmt. Alternativ kann der Kern des Heizstabes zahlreiche Kanäle aufweisen, die von einem Teilstrom des zu erhitzenden Mediums durchströmt werden. Die Kanäle können je nach Erforder- nis groß oder klein ausgebildet sein, insbesondere kann der Kern des Heizstabes porös ausgebildet sein. Damit wird zum einen die Wärme durch das zu erhitzende Medium vollständig vom Heizelement aufgenommen. Sie wird zudem an der Stelle der größten Hitze abgenommen und zum anderen wird der Heizstab gegen Überhitzung geschützt. Der Kern ist vorzugsweise aus Isoliermaterial und kann z. B. aus mineralischem oder keramischem Material hergestellt sein. Der Kern des Heizelements kann zum Heizstab selbst hin wärmeisoliert sein, z. B. mit einem Isoliermaterial oder mit einer Vakuumisolierung. Die Anschlüsse für die Energiezufuhr sind vorzugsweise auf einer Seite des Stabes angebracht, so dass das Anschließen an eine Energiequelle besonders einfach ist. Der Kern ist vorzugsweise aus Isoliermaterial und kann z. B. aus mineralischem, gläsernem oder keramischem Material hergestellt sein. Im Bereich der Anschlüsse sind bevorzugt keine Heizwendel des Heizstabes, um die Anschlüsse für die Energiezufuhr nicht durch die Wärme des Heizstabes zu belasten. Auch dies trägt dazu bei, dass die Heizstäbe verschleißarm und damit langlebig sind. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Heizaggregat mehrere Heizstäbe auf, so dass eine gute Effizienz beim Heizen des Mediums gewährleistet ist. Die Heizstäbe sind bevorzugt parallel zur Mantelfläche ausgerichtet, um eine gleichmäßige Erhitzung des Mediums zu gewährleisten. Weiter ist es vorteilhaft, mehrere Heiz- stäbe konzentrisch anzuordnen, weil so eine kompakte Bauweise und ein einfach zu steuernder Strom des zu erhitzenden Mediums erreicht werden. Bei konzentrisch angeordneten Heizstäben wird weiter bevorzugt, die Heizstäbe radial hintereinander anzuordnen, so dass das zu erhitzende Medium nacheinander, insbesondere ohne weitere Richtungsumkehr mehrere hintereinander auf einem Radius angeordnete Heizstäbe tangential passiert und von deren Oberfläche Wärme aufnimmt, so dass das Medium effizient erhitzt wird. Die Heizstäbe, die sich von Stirnfläche zu Stirnfläche des Gehäuses erstrecken, sind einfach zu wechseln; das erfindungsgemäße Heizaggregat ist damit besonders wartungsfreundlich. Dabei ist das erfindungsgemäße Heizaggregat in einer einfachen Ausführung so ausgebildet, dass die Heizstäbe parallel um eine zentrale Rotationsachse bzw. Längsachse angeordnet sind. Ist jedoch eine größere Leistung gewünscht oder soll das Heizaggregat mehr als eine Ableitung aufweisen, dann kann das Heizaggregat auch mehr als eine Längsachse aufweisen, z. B. zwei voneinander beabstandete Längsachsen, so dass das Heizaggregat z. B. einen elliptischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Bei drei Längsachsen, um die herum Heizstäbe angeordnet sind, weist das Heizaggregat einen etwa dreieckigen Querschnitt auf oder die drei Längsachsen sind in Reihe angeordnet, so dass sich ein rechteckiger Querschnitt ergibt. Der Ausdruck Längsachse wird hier verwendet, um eine zentrale Achse für jeweils eine Gruppe von Heizstäben in einem The heating element is preferably elongated, but without other forms such. B. exclude a curved or spiral arrangement. The ends of the heating rod are preferably held by the housing or a mounted on or in the housing holder. In this case, the heating element can be kept in an advantageous manner only on one end face of the housing, particularly preferably it is held on both end faces. The heating element can in any way, for. B. with gas, electricity or oil are heated, with an electrically heated heating element is preferred. According to a particularly preferred embodiment, the heating element has a winding made of heating wire. In this way, a large surface is available, which gives off heat. Preferably, the heating wire is wound on an elongated, rod-shaped core, so that the heating element is stabilized and emits heat only to the outside. The core is preferably continuous for the medium to be heated, so that the core is cooled by the medium to be heated, while the medium absorbs heat as desired. The heating element or its core can advantageously be of tubular or annular design, so that a partial flow of the medium to be heated flows through the hollow center of the core. Alternatively, the core of the heating element can have numerous channels through which a partial flow of the medium to be heated flows. Depending on the requirement, the channels can be made large or small, in particular the core of the heating element can be made porous. Thus, on the one hand, the heat is completely absorbed by the heating medium to be heated by the heating element. It is also removed at the point of maximum heat and on the other hand, the heating element is protected against overheating. The core is preferably made of insulating material and may, for. B. be made of mineral or ceramic material. The core of the heating element may be thermally insulated to the heating element itself, z. B. with an insulating material or with a vacuum insulation. The terminals for the power supply are preferably mounted on one side of the rod, so that the connection to a power source is particularly simple. The core is preferably made of insulating material and may, for. B. be made of mineral, glass or ceramic material. In the region of the connections are preferably no heating coil of the heating element in order not to burden the connections for the energy supply by the heat of the heating element. This also contributes to the fact that the heating elements are wear-resistant and therefore durable. According to an advantageous embodiment of the invention, the heating unit has a plurality of heating elements, so that a good efficiency in heating the medium is ensured. The heating elements are preferably aligned parallel to the lateral surface in order to ensure a uniform heating of the medium. Furthermore, it is advantageous to arrange a plurality of heating rods concentrically, because in this way a compact design and an easily controllable flow of the medium to be heated are achieved. In the case of concentrically arranged heating rods, it is further preferred to arrange the heating elements radially one behind the other, so that the medium to be heated passes tangentially, in particular without further reversal of direction, several heating rods arranged one behind the other on a radius and receives heat from the surface thereof, so that the medium is heated efficiently. The heating elements, which extend from face to face of the housing, are easy to change; The heating unit according to the invention is thus particularly easy to maintain. Here, the heating unit according to the invention in a simple embodiment is formed so that the heating elements are arranged parallel to a central axis of rotation or longitudinal axis. However, if a larger power is desired or the heating unit should have more than one derivative, then the heating unit may also have more than one longitudinal axis, for. B. two spaced apart longitudinal axes, so that the heating unit z. B. has an elliptical or rectangular cross-section. In three longitudinal axes, around which heating rods are arranged, the heating unit has an approximately triangular cross-section or the three longitudinal axes are arranged in series, so that there is a rectangular cross-section. The term longitudinal axis is used herein to mean a central axis for each group of heating elements in one
Heizaggregat zu bezeichnen. Es wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Heizaggregat individuell auf verschiedene Anforderungen ausgelegt werden kann. Entweder ist jeder einzelnen Längsachse ein Luftauslass zugeordnet oder das Heizaggregat weist einen zentralen Luftauslass auf. Auch hier zeigt sich die Flexibilität des erfindungsgemäßen Heizaggregats. Designate heating unit. It becomes clear that the heating unit according to the invention can be designed individually for different requirements. Either each individual longitudinal axis is assigned to an air outlet or the heating unit has a central air outlet. Again, the flexibility of the heating unit according to the invention shows.
Weiter ist im Gehäuse ein Leitelement bzw. in der Regel sind mehrere Leitelemente angeordnet. Das bzw. die Leitelemente sind bevorzugt konzentrisch um den Heizstab herum angeordnet. Weiter bevorzugt erstreckt sich ein bzw. erstrecken sich die Heizelemente im Wesentlichen über die Länge des Heizstabes. Das bzw. die Leitelemente weisen erfindungsgemäß Löcher auf, die zum einen eine Bewegungsumkehr bzw. Richtungsänderung des Mediums bewirken und die zum anderen bewirken, dass das Medium einen Heizstab nur einmal passiert. Das Lochblech kann kleine oder große Löcher aufweisen; die Löcher können z. B. rund oder lang gestreckt bzw. schlitzförmig gestaltet sein. Die Größe der Löcher hängt davon ab, welche Menge des zu erhitzenden Mediums dasFurthermore, a guide element or, as a rule, a plurality of guide elements is arranged in the housing. The or the guide elements are preferably arranged concentrically around the heating element. More preferably extends or extend the heating elements substantially over the length of the heating element. The or the guiding elements have According holes according to the invention, on the one hand cause a reversal of movement or change in direction of the medium and on the other cause the medium only happens once a heating element. The perforated plate may have small or large holes; the holes can z. B. round or elongated or slit-shaped. The size of the holes depends on the amount of medium to be heated
Heizaggregat durchströmt, insbesondere, welche Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse im Heizaggregat gegeben sind. Die optimale Größe für die Löcher lässt sich in wenigen Versuchen ermitteln. Das Leitelement kann auch aus zwei oder mehr Teilelementen zusammengesetzt sein, zwischen denen Löcher bzw. Schlitze ausgebildet sind. Heating unit flows through, in particular, which pressure and speed conditions are given in the heating unit. The optimal size for the holes can be determined in a few experiments. The guide element can also be composed of two or more sub-elements, between which holes or slots are formed.
Das Medium bzw. ein Hauptstrom des Mediums strömt aufgrund des Leitelements in annähernd radialer Richtung auf den Heizstab zu, umströmt dann den Heizstab tangential und nimmt dabei Wärme auf, die von dem Heizstab abgegeben wird. Diese Umlen- kung des zu erhitzenden Mediums von einer Bewegung tangential oder parallel zur Längsachse des Heizstabs in eine radiale Bewegung gewährleistet einen effizienten Wärmeübergang auf das zu erhitzende Medium. Je nach Leistung des einzelnen Heizstabs oder Höhe der zu erreichenden Temperatur des Mediums kann dieser Vorgang wiederholt werden, wenn entweder zwei oder mehr Heizstäbe vorhanden sind, bevorzugt in radialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Um die Zuführung des Mediums in radialer Richtung auf den Heizstab zu gewährleisten, kann zwischen den Heizstäben nochmals ein Leitelement angeordnet sein. Es ist als besonderer Vorteil der Erfindung anzusehen, dass der bzw. die Heizstäbe durch das Einsetzen des bzw. der Leitelemente besonders gleichmäßig angeströmt werden, weil der Heizstab über seine gesamte Länge jeweils immer von gleich kühler oder gleich vorgewärmter Luft angeströmt wird. The medium or a main flow of the medium flows due to the guide element in approximately a radial direction to the heating element, then flows around the heating rod tangentially and thereby absorbs heat, which is discharged from the heating element. This deflection of the medium to be heated from a movement tangential or parallel to the longitudinal axis of the heating element in a radial movement ensures efficient heat transfer to the medium to be heated. Depending on the power of the individual heating element or the height of the temperature of the medium to be reached, this process can be repeated if either two or more heating elements are present, preferably arranged one behind the other in the radial direction. In order to ensure the supply of the medium in the radial direction of the heating element, a guide element can be arranged between the heating rods again. It is to be regarded as a particular advantage of the invention that the or the heating elements are particularly uniformly flowed through the onset of the or the guide elements, because the heating element is always flowed over its entire length always the same amount of cool or preheated air.
Dadurch wird die Wärme eines Heizstabes, anders als bei anderen Ausführungen von Heizstäben, über dessen gesamte Länge besonders gleichmäßig abgeführt. Dies verlängert die Lebensdauer des Heizstabes. Das erfindungsgemäße Heizaggregat ist also besonders verschleißarm. Die Leitelemente sind erfindungsgemäß als Lochblech ausgeführt, wobei nach einer vorteilhaften Ausführung die Löcher jeweils unmittelbar benachbart zu einem Heizstab angeordnet sind. Die Löcher sind vorzugsweise klein im Verhältnis zum Volumen des Mediums bemessen, so dass das Medium gezielt auf den Heizstab gelenkt wird. Durch die Öffnungen wird das zu erhitzende Medium, das unter Druck oder drucklos tangential oder parallel zur Längsachse des Heizstabes durch das Gehäuse strömt, unmittelbar in annähernd radiale Richtung auf den Heizstab umgelenkt. Wird das zu erhitzende Medium radial in das Gehäuse eingeleitet, verteilt sich das Medium zunächst im Gehäuse und strömt parallel zum Heizstab, um dann ebenfalls eine Richtungsumkehr zu erfahren und durch das Leitelement in radiale Richtung auf den Heizstab umgelenkt zu werden. Das zu erhitzende Medium umströmt den Heizstab dann tangential. As a result, the heat of a heating element, unlike other types of heating elements, dissipates particularly evenly over its entire length. This extends the life of the heating element. The heating unit according to the invention is therefore particularly low in wear. The guide elements are designed according to the invention as a perforated plate, wherein the holes are each arranged immediately adjacent to a heating element according to an advantageous embodiment. The holes are preferably sized small in relation to the volume of the medium, so that the medium is specifically directed to the heating element. Through the openings, the medium to be heated, the tangential under pressure or without pressure or flows parallel to the longitudinal axis of the heating element through the housing, deflected directly in approximately radial direction on the heating element. If the medium to be heated introduced radially into the housing, the medium initially distributed in the housing and flows parallel to the heating element, to then also to undergo a reversal and to be deflected by the guide element in the radial direction on the heating element. The medium to be heated then flows around the heating rod tangentially.
Ergänzend zum Lochblech kann das Leitelement als Leitblech ausgebildet sein, das nach Art eines feststehenden Blatts oder Flügels das unter Druck anströmende, zu erhitzende Medium so umlenkt, dass es im Wesentlichen in radialer Richtung auf den Heizstab zuströmt, um ihn dann tangential zu umströmen und dabei Wärme aufzunehmen. Das Leitblech ist gut geeignet, um optimale Strömungsverhältnisse im Heizaggregat einzustellen. Zu diesem Zweck kann das Leitblech unter aerodynamischen bzw. strömungstechnischen Gesichtspunkten geformt sein. Es ist besonders bevorzugt, wenn sich ein erstes Leitelement, z. B. ein Leitblech, zwischen dem Heizstab und der Außenwand des Gehäuses erstreckt, und wenn ein zweites Leitelement, z. B. ein keilförmiges Leitblech, zwischen tangential benachbarten Heizstäben angeordnet ist. Dabei ist insbesondere der Scheitelpunkt des keilförmigen Leitblechs zur Mittelachse des Gehäuses hin angeordnet, während sich die Flügel des keilförmigen Leitblechs zur Außenwand hin erstrecken. Auf diese Weise wird insbesondere bei radial hintereinander im Gehäuse angeordnetenIn addition to the perforated plate, the guide element may be formed as a baffle, which in the manner of a fixed leaf or wing deflects the under pressure, flowing medium to be heated so that it flows in the radial direction of the heating rod substantially in order to then flow around it tangentially and thereby To absorb heat. The baffle is well suited to set optimal flow conditions in the heating unit. For this purpose, the baffle may be formed under aerodynamic or aerodynamic aspects. It is particularly preferred if a first guide element, for. B. a baffle extending between the heating element and the outer wall of the housing, and when a second guide element, for. B. a wedge-shaped baffle, is arranged between tangentially adjacent heating rods. In particular, the vertex of the wedge-shaped baffle is arranged toward the central axis of the housing, while the wings of the wedge-shaped baffle extend toward the outer wall. In this way, in particular arranged radially one behind the other in the housing
Heizstäben gewährleistet, dass das zu erhitzende Medium in annähernd radialer Richtung auf die Heizstäbe trifft. Heating rods ensures that the medium to be heated meets the heating elements in an approximately radial direction.
Nach Passieren der Heizstäbe wird das erhitzte Medium erneut umgelenkt, so dass das Medium bevorzugt nahe der Längsachse des Heizaggregats, weiter bevorzugt parallel zur Mantelfläche in Richtung auf den Auslass bzw. die Ableitung des Heizaggregats strömt. After passing through the heating rods, the heated medium is deflected again, so that the medium preferably flows close to the longitudinal axis of the heating unit, more preferably parallel to the lateral surface in the direction of the outlet or the discharge of the heating unit.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Heizaggregat einen Speicher auf. Der Speicher, der bevorzugt zentral angeordnet ist, dient dazu, Wärme zu speichern. Auf diese Weise wird bei industriellem Einsatz des Heizaggregates im Falle einer Produktionsunterbrechung gewährleistet, dass möglichst schnell wieder ein erhitztes, flüssiges oder gasförmiges Medium bereitgestellt werden kann. Der Speicher wird vorzugsweise stromab der Heizstäbe angeordnet, so dass das bereits erhitzte Medium Wärme an den Speicher abgeben kann. Der Speicher ist vorteilhaft aus einem Material mit hoher Wär- mespeicherkapazität geschaffen. Bevorzugt wird ein Feststoff eingesetzt, der auch bei maximaler Temperatur im Heizaggregat nicht erweicht, schmilzt oder sublimiert. Insbesondere wird Aluminium verwendet. Der Feststoff kann beispielsweise in massiver Form, z. B. als grobes Aluminiumgranulat oder als poriges Material, z. B. als lose ge- schüttete Brocken von Aluminiumschaum eingesetzt werden. Bevorzugt ist ein Speicher mit einer größeren Oberfläche, um Wärme schnell aufnehmen aber auch wieder abgeben zu können. Die Kapazität des Wärmespeichers kann nicht nur durch die Wahl des Speichermaterials sondern auch durch die Menge des eingesetzten Speichermaterials bestimmt werden. Der Speicher hält zum einen das im Heizaggregat befindliche Medium, z. B. Luft oder Wasser auf der gewünschten Temperatur. Zum anderen gewährleistet er die Abgabe erhitzten Mediums, z. B. Luft oder Wasser beim Neustart des Heizaggregats für den kurzen Zeitraum, innerhalb dessen der Heizstab noch nicht wieder auf die vorgegebene Temperatur aufgeheizt ist. Nach einer weiter bevorzugten Ausführung weist das Heizaggregat eine Kühlung auf.According to one embodiment of the invention, the heating unit has a memory. The memory, which is preferably arranged centrally, serves to store heat. In this way, it is ensured in industrial use of the heating unit in the event of a production interruption that as quickly as possible again a heated, liquid or gaseous medium can be provided. The reservoir is preferably arranged downstream of the heating elements, so that the already heated medium can deliver heat to the reservoir. The memory is advantageously made of a material with high heat Memory capacity created. Preferably, a solid is used which does not soften, melt or sublime even at maximum temperature in the heating unit. In particular, aluminum is used. The solid may, for example, in solid form, for. B. as coarse aluminum granules or as a porous material, for. B. can be used as loosely poured chunks of aluminum foam. Preferred is a memory with a larger surface area to absorb heat quickly but also to be able to deliver again. The capacity of the heat accumulator can be determined not only by the choice of the storage material but also by the amount of storage material used. The memory holds on the one hand the medium contained in the heating unit, for. As air or water at the desired temperature. On the other hand, it ensures the delivery of heated medium, eg. As air or water when restarting the heating unit for the short period of time within which the heating element is not heated back to the predetermined temperature. According to a further preferred embodiment, the heating unit has a cooling.
Eine Kühlung ist vorteilhaft so gestaltet, dass Zwischenwände im Gehäuse, die bevorzugt parallel zur Gehäusewand verlaufen, das noch nicht erhitzte, z. B. auf Raumtemperatur befindliche Medium zunächst parallel zu einer Außenwand des Gehäuses führen, ggf. auch noch einmal durch eine weitere Zwischenwand mit größerem Abstand zum Gehäu- se erneut parallel zur Außenwand führen. Auf diese Weise kühlt das zu erhitzende Medium mittels einer mäanderförmigen Führung, die durch die Zwischenwände vorgegeben wird, das Gehäuse, insbesondere die äußere Oberfläche des Gehäuses. Während das Gehäuse gekühlt wird, wird das zu erhitzende Medium erwärmt, indem das zu erhitzende Medium Wärme von der Oberfläche der Zwischenwand bzw. der Außenwand des Gehäu- ses abnimmt, so dass es bereits vorgewärmt auf den Heizstab auftrifft. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung erstreckt sich die Zwischenwand nicht über die gesamte Länge des Gehäuses, sondern ist mindestens an einem Ende durch eine separate Trennwand abgegrenzt, die parallel zu einer Stirnwand des Gehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise folgt das zu erhitzende Medium einem geschlossenen Weg, ohne sich mit zuströmendem oder bereits erhitztem Medium zu mischen. Die Kühlung kann aber auch außen um die Außenwand des Gehäuses angeordnet sein. A cooling is advantageously designed so that partitions in the housing, which preferably run parallel to the housing wall, the not yet heated, z. B. lead to room temperature initially parallel to an outer wall of the housing, if necessary, again again by another intermediate wall with a greater distance to the housing se parallel to the outer wall. In this way, the medium to be heated is cooled by means of a meander-shaped guide, which is predetermined by the partition walls, the housing, in particular the outer surface of the housing. While the housing is cooled, the medium to be heated is heated by the medium to be heated decreases heat from the surface of the intermediate wall or the outer wall of the housing, so that it already impinges preheated on the heating rod. According to an advantageous development, the intermediate wall does not extend over the entire length of the housing, but is delimited at least at one end by a separate partition, which is arranged parallel to an end wall of the housing. In this way, the medium to be heated follows a closed path without mixing with inflowing or already heated medium. The cooling can also be arranged outside the outer wall of the housing.
Zusätzlich oder alternativ zur Kühlung kann das Gehäuse eine Isolierung aufweisen, so dass ein Aufheizen der Umgebung bzw. ein unerwünschtes Auskühlen des Heizaggregats verhindert wird. Die Isolierung weist bevorzugt anorganisches Material auf, z. B. silikatisches, keramisches oder glasartiges Material, z. B. Aerogel, Glas- oder Mineralwolle. Die Isolierung kann im oder außen am Gehäuse angebracht sein. Alternativ oder ergänzend kann eine Vakuumisolierung angebracht sein. In addition or as an alternative to cooling, the housing may have an insulation, such that heating of the surroundings or undesired cooling of the heating unit is prevented. The insulation preferably comprises inorganic material, e.g. As silicate, ceramic or glassy material, eg. As airgel, glass or mineral wool. The insulation can be mounted in or outside the housing. Alternatively or additionally, a vacuum insulation may be appropriate.
Das in dem erfindungsgemäßen Heizaggregat erhitzte, unter Druck stehende oder drucklos strömende Medium wird bevorzugt in Verbindung mit einem Werkzeug zum Bearbeiten eines Werkstücks eingesetzt, beispielsweise zum Erhitzen eines Kantenstreifens, der an die Schmalfläche einer Platte anzubringen ist. Nach einer vorteilhaften Wei- terbildung der Erfindung wird das Heizaggregat in Verbindung mit einem Wärmetauscher eingesetzt, der vorteilhaft dem Heizaggregat vorgeschaltet ist. Das nach dem Verlassen des Werkzeugs noch Restwärme enthaltende Medium wird mindestens teilweise erfasst und dem Wärmetauscher zugeführt. Noch nicht erhitztes Medium wird im Gegenstrom an der noch Restwärme enthaltenden Luft vorbeigeführt, so dass mindestens ein Teil der Restwärme an das noch zu erhitzende Medium abgegeben wird. Damit reduziert sich der Energie- bzw. Wärmeeintrag, der zum Erhitzen des Mediums erforderlich ist. The heated in the heating unit according to the invention, pressurized or depressurized medium is preferably used in conjunction with a tool for machining a workpiece, for example for heating an edge strip, which is to be attached to the narrow surface of a plate. According to an advantageous further development of the invention, the heating unit is used in conjunction with a heat exchanger, which is advantageously connected upstream of the heating unit. The remaining after leaving the tool residual heat medium is detected at least partially and fed to the heat exchanger. Not yet heated medium is passed in countercurrent to the still residual heat containing air, so that at least a portion of the residual heat is released to the still to be heated medium. This reduces the energy or heat input required to heat the medium.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Erfassungsgerät im oder am Heizaggregat angeordnet, das den Zustand und/oder die Menge des zu erhitzenden bzw. des erhitzten, unter Druck stehenden Mediums erfasst. Bevorzugt wird ein oder werden mehrere Erfassungsgeräte eingesetzt, die die Temperatur, die Menge oder den Druck, bzw. die Geschwindigkeit des das Heizaggregat durchströmenden Mediums erfassen. Vorteilhaft ist das Erfassungsgerät bzw. sind die Erfassungsgeräte mit einer Steu- erung verbunden, die eine gewünschte bzw. vorgegebene Leistung des Heizaggregats gewährleistet. According to an advantageous embodiment of the invention, a detection device is arranged in or on the heating unit, which detects the state and / or the amount to be heated or the heated, pressurized medium. Preferably, one or more detection devices are used, which detect the temperature, the amount or pressure, or the speed of the medium flowing through the heating unit. Advantageously, the detection device or the detection devices are connected to a control that ensures a desired or predetermined power of the heating unit.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhitzen eines unter Druck stehenden oder drucklos strömenden, flüssigen oder gasförmigen Mediums wird in einem Heizaggregat aufweisend ein Gehäuse und einen Heizstab sowie mindestens ein Leitelement durchgeführt, mit den Schritten: Einleiten des zu erhitzenden, unter Druck stehenden oder drucklos strömenden, flüssigen oder gasförmigen Mediums in das Gehäuse, Leiten des Mediums mittels des mindestens einen als Lochblech ausgebildeten Leitelements auf den Heizstab, radiales Anströmen des zu erhitzenden Mediums auf den Heizstab und tangentiales Umströmen des Heizstabes zum Erhitzen des Mediums, sowie Ausströmen des erhitzten flüssigen oder gasförmigen Mediums aus dem Heizaggregat in einer Leitung, die als Luftauslass am Gehäuse angebracht ist. Dabei wird das zu erhitzende Medium vorzugsweise parallel zur Außenwand des Gehäuses in das Heizaggregat eingeleitet, alternativ auch tangential oder radial zur Außenwand des Gehäuses. Wie zuvor bereits beschrieben, strömt das zu erhitzende, unter Druck stehende oder drucklos strömende Medium bevorzugt tangential in eine Kuppel ein, die bevorzugt an einer Stirnseite des Gehäuses angebracht ist. Die Kuppel schafft Raum zum Verteilen des Mediums über den gesamten Querschnitt des Heizaggregats. Nach einer besonders bevorzugten Ausführung wird das zu erhitzende Medium in der Weise in das Gehäuse eingeleitet, dass es in Richtung auf eine Stirnwand des Gehäuses einströmt. Vorteilhaft kann der Lufteinlass als Rohr bzw. Rohrbogen ausgebildet sein, der das zu erhitzende Medium in Richtung auf eine Stirnwand, insbesondere in Richtung auf eine kuppeiförmig gewölbte Stirnwand des Gehäuses einleitet. Damit ist eine besonders gleichmäßige Verteilung des zu erhitzenden Mediums im Gehäuse, insbesondere entlang der Außenwand gewährleistet. Strömt die eingeleitete Luft zunächst entlang der Außenwand des Gehäuses, wird dieses wirksam gekühlt. Von dort wird das noch nicht erhitzte Medium durch Leitelemente zunächst an der Außenwand des Gehäuses entlanggeführt, mit dem erwünschten Nebeneffekt der Kühlung der Außenwand des Gehäuses, weil die Wärmeenergie, die ein äußeres Heizelement abgibt, in Richtung auf das Zentrum des Gehäuses abgeführt wird. Das zu erhitzende Medium wird dann durch ein Leitelement in radialer Richtung auf den Heizstab geführt und umströmt diesen tangential. Dabei nimmt das zu erwärmende Medium Wärme auf, die vom Heizstab abgegeben wird. Das tangentiale Umströmen der Heizstäbe erwärmt das unter Druck stehende oder drucklos strömende Medium besonders wirksam. The inventive method for heating a pressurized or pressureless flowing, liquid or gaseous medium is carried out in a heating unit comprising a housing and a heating element and at least one guide element, with the steps: introducing the heated, pressurized or depressurized flowing, liquid or gaseous medium in the housing, directing the medium by means of the at least one formed as a perforated plate guide element on the heating element, radial flow against the heating medium to the heating element and tangential flow around the heating element for heating the medium, as well as outflow of the heated liquid or gaseous medium from the heating unit in a conduit which is attached as an air outlet to the housing. In this case, the medium to be heated is preferably introduced into the heating unit parallel to the outer wall of the housing, alternatively also tangentially or radially to the outer wall of the housing. As already described above, the medium to be heated, pressurized or depressurized flows preferably tangentially into a dome, which is preferably attached to an end face of the housing. The dome creates space for distributing the medium over the entire cross section of the heating unit. According to a particularly preferred embodiment, the medium to be heated is introduced into the housing in such a way that it flows in the direction of an end wall of the housing. Advantageously, the air inlet may be formed as a pipe or pipe bend, which initiates the medium to be heated in the direction of an end wall, in particular in the direction of a dome-shaped curved end wall of the housing. This ensures a particularly uniform distribution of the medium to be heated in the housing, in particular along the outer wall. If the introduced air initially flows along the outer wall of the housing, this is effectively cooled. From there, the not yet heated medium is guided along by guiding elements first on the outer wall of the housing, with the desired side effect of cooling the outer wall of the housing, because the heat energy, which emits an outer heating element, is dissipated in the direction of the center of the housing. The medium to be heated is then passed through a guide element in the radial direction of the heating element and flows around this tangentially. The medium to be heated absorbs heat, which is released by the heating element. The tangential flow around the heating elements heats the pressurized or depressurized medium particularly effectively.
Details der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Details of the invention will be described below with reference to drawings. Show it:
Fig. i eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizaggregats nach einer ersten Ausführung im Längsschnitt; Fig. I is a schematic representation of the heating unit according to the invention according to a first embodiment in longitudinal section;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizaggregats nach einer zweiten Ausführung im Querschnitt; Fig. 2 is a schematic representation of the heating unit according to the invention after a second embodiment in cross section;
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Heizaggregat nach einer dritten Ausführung; 3 shows a cross section through an inventive heating unit according to a third embodiment.
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Heizaggregat nach einer vierten Ausführung.  4 shows a cross section through an inventive heating unit according to a fourth embodiment.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele befassen sich mit dem Erhitzen eines unter Druck stehenden, gasförmigen Mediums, hier insbesondere Druckluft. Die gleiche Konstruktion des Heizaggregats 2 kann aber erfindungsgemäß auch für ein unter Druck stehendes flüssiges Medium oder für drucklos das Heizaggregat durchströmende, gasförmige oder flüssige Medien eingesetzt werden. Typische zu erwärmende Medien sind Luft bzw. Druckluft, Wasser, Dampf oder Öl. The following embodiments are concerned with the heating of a pressurized, gaseous medium, in particular compressed air. The same construction of the heating unit 2 but according to the invention can also be used for a pressurized liquid medium or for pressureless the heating unit flowing through, gaseous or liquid media. Typical media to be heated are air or compressed air, water, steam or oil.
Ein erfindungsgemäßes Heizaggregat 2 nach einer ersten Ausführung mit einem Gehäuse 4 und Heizstäben 6 ist in einer ersten Ausführung in Fig. ι dargestellt. Das Gehäuse ist aus Metall. Es ist zylindrisch. Die Außenwand io und die Stirnseiten 8a, 8b sind verschlossen, ausgenommen eine Zuleitung 12 und eine Ableitung 14, die parallel zur Außenwand 10 in der Stirnseite 8a münden. An inventive heating unit 2 according to a first embodiment with a housing 4 and heating elements 6 is shown in a first embodiment in Fig. Ι. The housing is made of metal. It is cylindrical. The outer wall io and the end faces 8a, 8b are closed, except for a feed line 12 and a discharge line 14, which open parallel to the outer wall 10 in the end face 8a.
Die Heizstäbe 6 sind nahe der Rotationsachse R des Gehäuses 2 angeordnet. Sie erstrecken sich parallel zueinander und zur Rotationsachse R des Gehäuses 2. Sie weisen einen Kern aus keramischem Material und eine Wicklung aus Heizdraht auf, der elektrisch beheizt wird. Sie sind mit den Stirnseiten 8a, 8b verschraubt. Bevorzugt sind die Heizstäbe 6 mit der kalten Stirnseite 8a verschraubt, also mit der Stirnseite 8a, die den Luf- teinlass aufweist. The heating rods 6 are arranged near the axis of rotation R of the housing 2. They extend parallel to each other and to the axis of rotation R of the housing 2. They have a core of ceramic material and a winding of heating wire, which is electrically heated. They are bolted to the end faces 8a, 8b. The heating elements 6 are preferably screwed to the cold end face 8a, that is to say to the end face 8a, which has the air inlet.
Im Gehäuse 4 sind parallel zur Außenwand zwei Zwischenwände 16a, 16b angeordnet. Die näher zur Außenwand 10 liegende Zwischenwand 16a erstreckt sich von der Stirnwand 8a bis kurz vor die Stirnwand 8b. Die näher zu den Heizstäben 6 liegende Zwischenwand 16b erstreckt sich von der Stirnwand 8b bis kurz vor die Stirnwand 8a. Die Zwischenwände sind also konzentrisch angeordnet und sie führen das einströmende gasförmige, unter Druck stehende Medium, hier z. B. Druckluft mit einem Druck von ca. 6 bar, alternativ auch ein drucklos strömendes, flüssiges oder gasförmiges Medium wie Wasser, Öl oder ein druckloser, beschleunigter Luftstrom, mäanderförmig zunächst durch einen ersten Leitkanal 18a, der durch die Außenwand 10 und die erste Zwischenwand 16a begrenzt wird. An der Stirnwand 8b wird die Strömungsrichtung des Mediums, angedeutet durch die Pfeile, umgekehrt und ist auf die Stirnwand 8a gerichtet. Es passiert den Leitkanal 18b, der durch die beiden Zwischenwände 16a 16b begrenzt wird. An der Stirnwand 8a wird die Strömungsrichtung des Mediums erneut umgekehrt. Bis hierher strömt das Medium parallel zur Außenwand 10 des Heizaggregats 2. In the housing 4, two intermediate walls 16a, 16b are arranged parallel to the outer wall. The closer to the outer wall 10 lying intermediate wall 16a extends from the end wall 8a to just before the end wall 8b. The closer to the heating elements 6 intermediate wall 16b extends from the end wall 8b to just before the end wall 8a. The partitions are thus arranged concentrically and they carry the incoming gaseous, pressurized medium, here z. B. compressed air at a pressure of about 6 bar, alternatively, a pressureless flowing, liquid or gaseous medium such as water, oil or a pressureless, accelerated air flow, meandering first by a first guide channel 18a bounded by the outer wall 10 and the first partition 16a. At the end wall 8b, the flow direction of the medium, indicated by the arrows, is reversed and is directed to the end wall 8a. It passes the guide channel 18b, which is delimited by the two intermediate walls 16a 16b. At the end wall 8a, the flow direction of the medium is again reversed. Up to this point, the medium flows parallel to the outer wall 10 of the heating unit. 2
Die Heizstäbe 6 sind von einem konzentrisch angeordneten Leitelement 20 umgeben, das hier als Lochblech ausgeführt ist. Die Löcher sind als Lochreihen ausgebildet, die sich exakt über einem Heizstab 6 befinden. The heating elements 6 are surrounded by a concentrically arranged guide element 20, which is designed here as a perforated plate. The holes are formed as rows of holes which are located exactly above a heating element 6.
Das Medium, das am Ende des Leitkanals 18b an der Stirnseite 8a erneut die Strömungsrichtung umkehrt, gelangt in den Strömungskanal 18c, der durch die zweite Zwischenwand 16b und das Leitelement 20 begrenzt wird. Das Medium hat als einzigen Auslass die Löcher des Leitelements 20 und passiert diese Löcher. Dabei wird die Strömungsrichtung umgekehrt in eine, bezogen auf die Heizstäbe 6, radiale Strömungsrichtung, ebenfalls angedeutet durch Pfeile. The medium, which again reverses the flow direction at the end of the guide channel 18b at the end face 8a, enters the flow channel 18c, which is delimited by the second intermediate wall 16b and the guide element 20. The medium has as a single outlet the holes of the guide element 20 and passes through these holes. In this case, the flow direction is reversed in a, relative to the heating elements 6, radial flow direction, also indicated by arrows.
Das Medium umströmt die Oberfläche eines Heizstabes 6 und nimmt dabei Wärme von der Oberfläche des Heizstabes 6 auf. Dieser Abschnitt kann, bezogen auf den Heizstab 6, als tangentiale Strömung bezeichnet werden. Das erhitzte Medium strömt nun in die Ableitung und erfährt hier wieder eine Richtungsumkehr. Das Medium strömt, angedeutet durch die Pfeile, wieder parallel zur Außenwand 10 des Gehäuses 4 durch die Ableitung 14 aus dem Heizaggregat heraus. The medium flows around the surface of a heating element 6 and absorbs heat from the surface of the heating element 6. This section can be referred to as tangential flow with respect to the heating element 6. The heated medium now flows into the discharge and here again experiences a reversal of direction. The medium flows, indicated by the arrows, again parallel to the outer wall 10 of the housing 4 through the discharge line 14 out of the heating unit.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Druckluft von Umgebungstemperatur (ca. 20°C) auf 600 °C aufgeheizt. Das Erhitzen erfolgt in einem kompakten Heizaggregat auf sehr effiziente Weise, weil die Heizstäbe frei zugänglich sind und die Druckluft oder andere flüssige oder gasförmige unter Druck stehende oder drucklose Medien die Wärme direkt vom Heizdraht abnehmen kann. Das Gerät ist wartungsfreundlich, weil die Heizstäbe 6 bei Bedarf einfach gewechselt werden können. In the present embodiment, the compressed air from ambient temperature (about 20 ° C) is heated to 600 ° C. The heating takes place in a compact heating unit in a very efficient manner, because the heating elements are freely accessible and the compressed air or other liquid or gaseous pressurized or pressureless media can remove the heat directly from the heating wire. The device is easy to maintain because the heating elements 6 can be easily changed if necessary.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Heizaggregats 2. In der weiteren Beschreibung werden die Bezugszeichen für gleiche Merkmale so verwendet, wie sie zuvor eingeführt wurden. Fig. 2 shows a second embodiment of the heating unit 2 according to the invention. In the further description, the reference numerals for the same features are used as they were previously introduced.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform im Querschnitt, bei der der Aufbau des Gehäuses 4 mit Zwischenwänden 16a, 16b und Leitelement 20 sowie Leitkanälen 18a, 18b und 18c in gleicher Weise angeordnet sind wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Fig. 2 zeigt weiter neun Heizstäbe 6, die parallel und konzentrisch angeordnet sind. Das Leitelement 20, wiederum ein zylindrisches Lochblech, weist Reihen von Löchern auf. Die Reihen von Löchern erstrecken sich jeweils unmittelbar über einem Heizstab 6, so dass das zu erhitzende Medium, bezogen auf den Heizstab 6, diesen radial anströmt und dann tangential um den Heizstab 6 herumgeleitet wird, so dass Wärme von der Oberfläche des Heizstabes 6 auf das hier gasförmige, alternativ aber auch flüssige, unter Druck stehende oder drucklos strömende Medium übergehen kann. Fig. 2 shows a second embodiment in cross section, in which the structure of the housing 4 with partition walls 16a, 16b and guide element 20 and guide channels 18a, 18b and 18c are arranged in the same manner as in the embodiment of Fig. 1. Fig. 2 further shows nine heating rods 6, which are arranged in parallel and concentric. The guide element 20, again a cylindrical perforated plate, has rows of holes. The rows of holes each extend directly over a heating rod 6, so that the medium to be heated, based on the heating element 6, this flows radially and then tangentially around the heating element 6 is passed around, so that heat from the surface of the heating element 6 on the here gaseous, but alternatively can also pass liquid, pressurized or depressurized medium flowing.
Anders als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist hier in der Ableitung, parallel zur Rotationsachse R, ein Speicher 22 eingesetzt. Der Speicher 22 ist aus Brocken von offen- porigem Aluminiumschaum zusammengesetzt, also aus Brocken von gesinterten Aluminiumpartikeln. Das in der Ableitung 14 strömende, erhitzte und unter Druck stehende Medium strömt am Speicher 22 vorbei bzw. durch den Speicher 22 hindurch und gibt dabei einen Teil der soeben vom Heizstab 6 aufgenommenen Wärme an den Speicher 22 ab. Bei einem kurzen Stillstand der Abnahme des erhitzten Mediums, z. B. bei einem kurzen Produktionsstillstand in stückbezogenen Produktionsverfahren, wenn dem erhitzten und dem zu erhitzenden Medium im Heizaggregat 2 keine neue Wärme zugeführt wird, gibt der Speicher 22 Wärme ab und erleichtert dadurch das Bereitstellen von erhitztem Medium auf der gewünschten Temperatur beim erneuten Anfahren der Pro- duktion. Unlike in the embodiment of FIG. 1, a memory 22 is here in the derivative, parallel to the axis of rotation R used. The memory 22 is composed of chunks of open-pore aluminum foam, that is to say chunks of sintered aluminum particles. The heated and pressurized medium flowing in the discharge 14 flows past the accumulator 22 or through the accumulator 22, thereby discharging part of the heat just taken up by the heating stave 6 to the accumulator 22. At a short stop the decrease of the heated medium, z. As in a short production downtime in piece-based production process, when the heated and the medium to be heated in the heater 2, no new heat is supplied, the memory 22 gives off heat, thereby facilitating the provision of heated medium at the desired temperature when restarting the Pro - production.
Ist der Speicher zum Aufnehmen einer großen Wärmemenge ausgelegt, wird das Heizaggregat als träge bezeichnet, weil es langsam aufwärmt und langsam abkühlt. Ist der Speicher zum Aufnehmen einer kleinen Wärmemenge ausgelegt, wird das Heizag- gregat als flink bezeichnet, weil der Speicher schnell die vorgesehene Wärmemenge aufnimmt und, z. B. bei einer Produktionsunterbrechung, auch schnell wieder abgibt. If the memory is designed to absorb a large amount of heat, the heating unit is called slow because it warms up slowly and cools slowly. If the memory is designed to receive a small amount of heat, the Heizag- gregat is called nimble because the memory quickly absorbs the intended amount of heat and, z. B. at a production interruption, and quickly gives away again.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizaggregats 2. Das Gehäuse 4 umschließt mit seiner Außenwand 10 eine erste Zwischenwand 16a und ein Leitelement 20, die konzentrisch angeordnet sind, und die das zu erhitzende Medium wie vorstehend beschrieben zunächst in einem Leitkanal 18a und dann in einem Leitkanal 18c parallel zur Außenwand 10 des Gehäuses 4 leiten. Aus dem Leitkanal 18c wird das zu erwärmende Medium durch die Löcher des Leitelements 20, das als Lochblech ausgebildet ist, umgelenkt, so dass es in radialer Richtung auf den unmittelbar hinter dem Loch angeordneten Heizstab 6 zuströmt und diesen tangential umströmt. 3 shows a third embodiment of the heating unit 2 according to the invention. The housing 4 encloses with its outer wall 10 a first intermediate wall 16 a and a Guide element 20, which are arranged concentrically, and which direct the medium to be heated as described above, first in a guide channel 18a and then in a guide channel 18c parallel to the outer wall 10 of the housing 4. From the guide channel 18c, the medium to be heated is deflected through the holes of the guide element 20, which is designed as a perforated plate, so that it flows in the radial direction on the arranged immediately behind the hole heating element 6 and flows around it tangentially.
Bei der dritten Ausführungsform des Heizaggregats 2 sind, bezogen auf die Rotationsachse des zylindrischen Gehäuses 4, jeweils zwei Heizstäbe 6 in radialer Richtung hinter- einander angeordnet. Damit auch der zweite, näher zur Rotationsachse R angeordnete Heizstab 6 möglichst vollständig durch das zu erwärmende Medium angeströmt wird, so dass ein optimaler Wärmeübergang möglich ist, ist ein zweites Leitelement 24 in das Gehäuse 4 eingesetzt. Das zweite Leitelement 24 ist als Winkel geformt, dessen Biegelinie 26 zur Rotationsachse hin gerichtet ist, während die Flügel 28 des Winkels an dem Leitelement 20 verankert sind. Diese Winkel sind zwischen die Reihen von Heizstäben 6 gesetzt, so dass ein radialer Leitkanal 30 gebildet wird, der am Leitelement 20 beginnt und der den am nächsten zur Rotationsachse R des Gehäuses angeordneten Heizstab 6 noch einschließt. Die Strömungsrichtung des zu erhitzenden Mediums in diesem radialen Leitkanal 30 wird durch Pfeile angezeigt. In the third embodiment of the heating unit 2, in each case two heating elements 6 are arranged behind one another in the radial direction, relative to the axis of rotation of the cylindrical housing 4. Thus, the second, closer to the axis of rotation R arranged heating rod 6 is as completely as possible flowed through by the medium to be heated, so that an optimal heat transfer is possible, a second guide element 24 is inserted into the housing 4. The second guide element 24 is formed as an angle whose bending line 26 is directed towards the axis of rotation, while the wings 28 of the angle are anchored to the guide element 20. These angles are set between the rows of heating rods 6, so that a radial guide channel 30 is formed which begins at the guide element 20 and which still encloses the heating rod 6 which is arranged closest to the axis of rotation R of the housing. The flow direction of the medium to be heated in this radial guide channel 30 is indicated by arrows.
Vorliegend sind vier Gruppen aus je zwei radial angeordneten Heizstäben 6 durch vier zweite Leitelemente 24 getrennt, wobei die vier zweiten Leitelemente 24 vier radiale Leitkanäle 30 bilden. Es liegt auf der Hand, dass die Zahl der Heizstäbe 6 beliebig variiert werden kann, sowohl in der Zahl der kreisringförmig radial angeordneten Heizstäbe 6 als auch in der Zahl der Reihen, in denen die Heizstäbe 6 angeordnet sind. Es liegt weiter auf der Hand, dass die Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele frei kombiniert werden können. So kann z. B. ein Speicher in die Ausführungen des erfindungsgemäßen Heizaggregats nach Fig. 1 oder 3 eingesetzt werden oder es können zweite Leitelemente zwischen die Heizstäbe gemäß Fig. 1 oder 2 eingesetzt werden. Jede der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 kann auch eine Isolierung aufweisen, vorzugsweise eine außen auf der Außenwand des Gehäuses aufgebrachte Isolierung, die das Abgeben von Wärme an die Umgebung verhindert oder reduziert. In the present case four groups of two radially arranged heating rods 6 are separated by four second guide elements 24, wherein the four second guide elements 24 form four radial guide channels 30. It is obvious that the number of heating rods 6 can be varied as desired, both in the number of annularly arranged radially heating rods 6 and in the number of rows in which the heating elements 6 are arranged. It is further obvious that the features of the embodiments described above can be freely combined. So z. B. a memory in the embodiments of the heating unit according to the invention according to Fig. 1 or 3 are used or second guide elements between the heating elements according to FIG. 1 or 2 can be used. Each of the embodiments of Figs. 1 to 3 may also comprise insulation, preferably insulation applied externally to the outer wall of the housing, which prevents or reduces the release of heat to the environment.
Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine vierte Ausführung des erfindungsgemäßen Heizaggre- gats. Zur Erläuterung werden hier dieselben Bezugszeichen verwendet, sofern sie dieselben Komponenten bezeichnen. Die Anordnung der Zwischenwand 16 a mit den Leitkanälen 18a, 18b sowie mit dem Leitelement 20 ist vergleichbar den Anordnungen nach der ersten bis dritten Ausführung des Heizaggregats 2. 4 shows in cross-section a fourth embodiment of the invention Heizaggre- gats. For explanation, the same reference numerals are used here, insofar as they denote the same components. The arrangement of the intermediate wall 16 a with the guide channels 18 a, 18 b and with the guide element 20 is comparable to the arrangements according to the first to third embodiments of the heating unit. 2
Das Heizaggregat 2 weist hier ein Gehäuse 4 auf, an dessen Stirnwand 8a eine Kuppel 32 ausgebildet ist. Die Kuppel, die durch eine parallel zur Stirnwand 8a angeordnete Trennwand abgegrenzt ist, schafft einen Raum 34, der den gesamten Querschnitt des Gehäuses 4 überdeckt. Die Zuleitung 12 leitet zu erhitzende, unter Druck stehende Luft (Druckluft) radial in den Raum 34 ein. Zusätzlich ist die Zuleitung um 900 abgewinkelt und auf die Stirnseite 8a gerichtet, so dass sich die Druckluft in der Kuppel verteilt. The heating unit 2 here has a housing 4, on whose end wall 8a, a dome 32 is formed. The dome, which is delimited by a partition wall arranged parallel to the end wall 8a, creates a space 34 which covers the entire cross section of the housing 4. The supply line 12 leads to be heated, pressurized air (compressed air) radially into the space 34 a. In addition, the lead is bent by 90 0 and directed to the end face 8a, so that the compressed air is distributed into the dome.
Die zu erhitzende Druckluft wird dann parallel zu den Heizstäben durch den zwischen Außenwand und Trennwand ansetzenden Leitkanal 18a und den anschließenden Leitkanal 18b geführt, um dann durch das Leitelement 20 in radialer Richtung auf den Heizstab 6 geleitet zu werden. Die Heizstäbe 6, von denen hier der Übersichtlichkeit halber nur ein Heizstab dargestellt ist, sind so im Gehäuse 4 angeordnet, dass deren Anschlüsse 36 an der Stirnwand 8a angeordnet sind. Durch die noch nicht erhitzte Druckluft werden die Stirnwand 8a und der Anschluss 36 des Heizstabs 6 gekühlt. The compressed air to be heated is then passed parallel to the heating rods through the connecting between the outer wall and partition guide channel 18a and the subsequent guide channel 18b, to then be passed through the guide member 20 in the radial direction on the heating element 6. The heating elements 6, of which only one heating element is shown here for the sake of clarity, are arranged in the housing 4 such that their connections 36 are arranged on the end wall 8a. Due to the not yet heated compressed air, the end wall 8a and the terminal 36 of the heating element 6 are cooled.
Das Heizaggregat gemäß der vierten Ausführungsform ist so ausgebildet, dass ein Teilstrom der zu erhitzenden Druckluft das Innere des hier rohrförmig ausgebildeten Kerns des Heizstabes 6 durchströmt. Der Heizstab 6 ist porig ausgebildet und damit durchlässig für einen Teilstrom der zu erhitzenden Druckluft. Alternativ kann eine Öffnung in der Trennwand einen Teilstrom der zu erhitzenden Druckluft in das Innere des rohrför- migen Heizstabes 6 leiten. Nach dem Durchströmen des Heizaggregats 2 verlässt die erhitzte Druckluft das Heizaggregat über die Ableitung 14, die an der Stirnwand 8b angeordnet ist. Die Stirnwand 8b ist wärmer als die Stirnwand 8a. The heating unit according to the fourth embodiment is designed so that a partial flow of the compressed air to be heated flows through the interior of the here tubular core of the heating element 6. The heating element 6 is porous and thus permeable to a partial flow of the compressed air to be heated. Alternatively, an opening in the partition wall can direct a partial flow of the compressed air to be heated into the interior of the tubular heating rod 6. After flowing through the heating unit 2, the heated compressed air leaves the heating unit via the discharge line 14, which is arranged on the end wall 8b. The end wall 8b is warmer than the end wall 8a.
Die in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Heizaggregate 2 können optional gekühlt oder isoliert ausgeführt sein, insbesondere dann, wenn im Betrieb andere Werkzeuge oder Vorrichtungen benachbart angeordnet sind, die nicht erwärmt werden sollen. Die Isolierung wird vorteilhaft als Vakuumisolierung ausgeführt, z. B. als Vakuumraum, der optional von einer Vakuumpumpe ständig auf einem vorgegebenen Unterdruck gehalten wird. Alternativ können Ummantelungen aus isolierendem Material die Außenwand 10 des Gehäuses 4 umgeben. Eine Kühlung, bei der ein Kühlmedium einen Kühlraum durchströmt, der die Außenwand des Gehäuses umgibt, ist ebenfalls verfügbar. The heating units 2 described in FIGS. 1 to 4 may optionally be cooled or insulated, in particular when other tools or devices are arranged adjacent to one another during operation which are not intended to be heated. The insulation is advantageously carried out as a vacuum insulation, z. B. as a vacuum space, which is optionally maintained by a vacuum pump constantly at a predetermined negative pressure. Alternatively, sheaths of insulating material may surround the outer wall 10 of the housing 4. Cooling, in which a cooling medium flows through a cooling space which surrounds the outer wall of the housing, is also available.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele zeigen jeweils ein Heizaggregat 2 mit nur einer Rotationsachse R bzw. Längsachse, um die herum Heizstäbe 6 kreisringförmig angeordnet sind. Andere, hier nicht im Einzelnen dargestellte Ausführungen können zwei oder mehr Rotations- bzw. Längsachsen aufweisen, um die herum Heizstäbe 6 bevorzugt mindestens auf Kreisabschnitten konzentrisch bzw. kreisringförmig angeordnet sind. Insbesondere dann, wenn eine große Heizleistung gefragt ist, können die Heizstäbe 6, vergleichbar dem Ausführungsbeispiel 3 kreisringförmig in mehreren Kreisen mit zunehmendem Abstand zur Rotationsachse R bzw. zu einer Längsachse angeordnet sein. Dabei sind die Heizstäbe 6 bevorzugt hintereinander, also auf einem Radius, bezogen auf die Rotationsachse R angeordnet. Ist der Abstand zwischen zwei Rotationsachsen R bzw. Längsachsen kleiner als der größte Radius, in dem Heizstäbe 6 angeordnet sind, so sind bevorzugt zwischen den Rotationsachsen R bzw. Längsachsen mindestens auf den äußeren Radien keine Heizstäbe 6 angeordnet. The preceding embodiments each show a heating unit 2 with only one axis of rotation R or longitudinal axis, around which heating elements 6 are arranged annularly. Other embodiments not shown here in detail may have two or more rotational or longitudinal axes around which heating rods 6 are preferably arranged concentrically or annularly at least on circular sections. In particular, when a large heating power is required, the heating elements 6, comparable to the embodiment 3 can be arranged annularly in several circles with increasing distance to the rotation axis R and to a longitudinal axis. In this case, the heating elements 6 are preferably arranged one behind the other, that is to say on a radius, relative to the axis of rotation R. If the distance between two axes of rotation R or longitudinal axes is smaller than the maximum radius in which heating rods 6 are arranged, preferably no heating rods 6 are arranged between the axes of rotation R or longitudinal axes at least on the outer radii.
Alle Ausführungen zeigen, dass das zu erhitzende Medium jeden Heizstab 6 nur einmal passiert. Auf diese Weise wird jeder Heizstab 6 über seine gesamte Länge an jeder Stelle nur einmal vom jeweils gleich temperierten Medium angeströmt. Anders dagegen bei bekannten Heizaggregaten, wo kalte Luft einströmt, anfangs große Wärmemengen vom Anfang des Heizstabs abnimmt, sich dabei schnell erwärmt und deshalb zum Ausgang hin kaum noch Wärme vom Heizstab abnimmt. Damit wird ein konventioneller Heizstab über seine Länge durch die unterschiedliche Abnahme von Wärme stark belastet und verschleißt wesentlich schneller als ein Heizstab, der in einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung eingesetzt wird. All versions show that the medium to be heated passes through each heating element 6 only once. In this way, each heating element 6 is flowed over its entire length at each point only once from the same temperature medium. In contrast, in known heaters, where cold air flows in, initially large amounts of heat from the beginning of the heating rod decreases, it heats up quickly and therefore hardly any heat from the heating rod decreases towards the output. Thus, a conventional heating rod is heavily loaded over its length by the different decrease of heat and wears much faster than a heating rod, which is used in a heating device according to the invention.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Heizaggregat 2 heating unit
4 Gehäuse  4 housing
6 Heizstäbe  6 heating rods
8a, 8b Stirnwände  8a, 8b end walls
10 Außenwand  10 outer wall
12 Zuleitung  12 supply line
14 Ableitung  14 derivative
16a, 16b Zwischenwände 16a, 16b partition walls
18a, 18b, 18c Leitkanal 18a, 18b, 18c conducting channel
20 Leitelement  20 guide element
22 Speicher  22 memory
24 zweites Leitelement 24 second guide element
26 Biegelinie 26 bending line
28 Flügel  28 wings
30 radialer Leitkanal 30 radial guide channel
32 Kuppel 32 dome
34 Raum  34 room
36 Anschluss des Heizstabs 36 Connection of the heating element
R Rotationsachse R rotation axis

Claims

(16243.6) (16243.6)
Ansprüche claims
Verfahren zum Erhitzen eines Mediums in einem Heizaggregat (2), aufweisend ein Gehäuse (4) und einen Heizstab (6) sowie mindestens ein Leitelement (20), mit den Schritten Method for heating a medium in a heating unit (2), comprising a housing (4) and a heating rod (6) and at least one guide element (20), with the steps
- Einleiten des zu erhitzenden Mediums in das Gehäuse (4),  Introducing the medium to be heated into the housing (4),
- Leiten des Mediums mittels des mindestens einen Leitelements (20), das als konzentrisch zum Heizstab (6) angeordnetes Lochblech ausgebildet ist, auf den Heizstab (6),  - Conducting the medium by means of at least one guide element (20) which is designed as a concentric to the heating element (6) arranged perforated plate on the heating element (6),
- radiales Anströmen des zu erhitzenden Mediums auf den Heizstab (6) und tangentiales Umströmen des Heizstabes (6) zum Erhitzen des Mediums, - Radial flow of the medium to be heated on the heating element (6) and tangential flow around the heating element (6) for heating the medium,
- Ausströmen des erhitzten Mediums aus dem Heizaggregat (2) in einer Leitung (14), die als Luftauslass am Gehäuse (4) angebracht ist. - Outflow of the heated medium from the heating unit (2) in a conduit (14) which is mounted as an air outlet on the housing (4).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu erhitzende Medium flüssig oder gasförmig ist. A method according to claim 1, characterized in that the medium to be heated is liquid or gaseous.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zu erhitzende Medium das Heizaggregat (2) unter Druck oder drucklos durchströmt. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the medium to be heated flows through the heating unit (2) under pressure or without pressure.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4) mindestens eine Richtungsänderung des zu erhitzenden Mediums in die, bezogen auf den Heizstab (6), radiale Richtung erfolgt, so dass das zu erhitzende Medium den Heizstab tangential umströmt. A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the housing (4) at least one change in direction of the medium to be heated in the, based on the heating element (6), radial direction, so that the medium to be heated flows around the heating tangent tangentially.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu erhitzende Medium in Richtung auf eine Stirnwand (8a, 8b) in das Gehäuse (4) eingeleitet wird. 6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte Medium nach Passieren des Heizstabes (6) einen Speicher (22) passiert und dort mindestens teilweise Wärme an den Speicher (22) abgibt. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the medium to be heated in the direction of an end wall (8a, 8b) is introduced into the housing (4). 6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the heated medium after passing through the heating rod (6) passes through a memory (22) and at least partially emits heat there to the memory (22).
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (22) die gespeicherte Wärme an das zu erhitzende Medium abgibt. 7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the memory (22) emits the stored heat to the medium to be heated.
8. Heizaggregat mit einem Gehäuse (4) und einem darin angeordneten Heizstab (6) und mit mindestens einem Leitelement (20), das konzentrisch zu dem Heizstab (6) angeordnet ist, wobei eine Ableitung (14) als Luftauslass für das erhitzte Medium am Gehäuse (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein konzentrisch zum Heizstab (6) angeordnetes Lochblech als Leitelement (20) angeordnet ist. 8. Heating unit with a housing (4) and a heating element arranged therein (6) and with at least one guide element (20) which is arranged concentrically to the heating element (6), wherein a derivative (14) as an air outlet for the heated medium on Housing (4) is arranged, characterized in that a concentric to the heating element (6) arranged perforated plate is arranged as a guide element (20).
9. Heizaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Leitelement (20) als Leitblech (24) ausgebildet ist. 9. Heating unit according to claim 8, characterized in that a further guide element (20) as a guide plate (24) is formed.
10. Heizaggregat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (6) als Wicklung aus einem Heizdraht gefertigt ist. 10. Heating unit according to claim 8 or 9, characterized in that the heating element (6) is made as a winding of a heating wire.
11. Heizaggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (6) einen Kern, insbesondere einen Kern mit einem hohlen Zentrum und oder mit Kanälen aufweist. 11. Heating unit according to at least one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that the heating element (6) has a core, in particular a core with a hollow center and or with channels.
12. Heizaggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizaggregat (2) mehrere Heizstäbe (6) aufweist, die vorzugsweise konzentrisch angeordnet sind. 12. Heating unit according to at least one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that the heating unit (2) has a plurality of heating rods (6), which are preferably arranged concentrically.
13. Heizaggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Heizstäbe (6) konzentrisch um zwei oder mehr Längsachsen angeordnet sind. 13. Heating unit according to at least one of the preceding claims 8 to 12, characterized in that heating elements (6) are arranged concentrically around two or more longitudinal axes.
14· Heizaggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Speicher (22) aufweist. 14 · Heating unit according to at least one of the preceding claims 8 to 13, characterized in that it comprises a memory (22).
Heizaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (22) zentral im Heizaggregat (2) angeordnet ist. Heating unit according to claim 14, characterized in that the memory (22) is arranged centrally in the heating unit (2).
Heizaggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizaggregat (2) eine Kühlung (16a, 16b) und/ oder eine Isolierung, insbesondere eine Vakuum-Isolierung aufweist. Heating unit according to at least one of the preceding claims 8 to 15, characterized in that the heating unit (2) has a cooling (16a, 16b) and / or insulation, in particular a vacuum insulation.
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