DE3139268A1

DE3139268A1 - Mit hoechstfrequenzen betriebene vorrichtung zur erwaermung von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE3139268A1
Application number: DE19813139268
Authority: DE
Inventors: geb. Görts Ingrid Drübenbach; Gerhard 4902 Bad Salzuflen Reineke
Original assignee: DRUEBENBACH GEB GOERTS INGRID
Current assignee: DRUEBENBACH GEB GOERTS INGRID
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1983-04-21

Description

Ingrid Drübenbach + Gerhard Reineke
4902 Bad Salzuflen 1 Mit Höchstfrequenzen betriebene Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten Beschreibung Die Erfindung betrifft eine mit Höchstfrequenzen betriebene Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten.
Es ist allgemein seit langem bekannt, Flüssigkeiten mit Öl- oder Gasbrennern bzw. -Öfen zu erwärmen oder aufzuheizen.
Die Verwendung elektrischer Energie hat zwar wegen ihrer günstigen Regelbarkeit und der fehlenden Umgebungsbelastung am Einsatzort erhebliche Vorteile, die jedoch wegen höherer Kosten in vielen Fällen nicht eingesetzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten zu offenbaren, die sich durch eine besonders rationelle Betriebsweise auszeichnet. Die gestellte Aufgabe wird bei einer mit Höchstfrequenzen betriebenen Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten gelöst durch einen Generator für Höchstfrequenzen, dem ein Resonanzraum zugeordnet ist, der von einem Mantel aus einer Mischung von organischen und anorganischen Stoffen umgeben ist, in dem eine Rohrleitung für die zu erwärmende Flüssigkeit eingebettet ist, wobei der Höchstfrequenzgenerator und der Mantel nach außen metallisch abgeschirmt und wärmeisoliert ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nun anhand eines Heizkessels für Warmwasser einer Zentralheizungsanlage mittels hochfrequenter elektromagnetischer Wellen beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Heizkessel im Längsschnitt Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt bei II in Fig. 1 Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1 Der Heizkessel (Fig. 1) besteht im wesentlichen aus einem Höchstfrequenzgenerator 1, einem Resonanzraum 2, einem den Resonanzraum umschließenden Mantel 3, in dem eine Warmwasserrohrleitung 4 eingebettet ist, einer metallischen Abschirmung 6 und einer den Heizofen umhüllenden Wärmeisolierung 5.
Als Höchstfrequenzgenerator 1 ist ein Magnetron vorgesehen, das auf den Deckel 10 des Heizkessels aufgesetzt ist und dessen Auskopplungskopf 11 in den Resonanzraum 2 für die abgestrahlte Mikrowelle reicht. Der Resonanzraum hat die Form eines Zylinders, er kann aber auch halbkugelförmig ausgebildet sein.
Der Resonanzraum 2 ist eingefaßt durch einen Mantel 3 aus einer Mischung von organischen und anorganischen Stoffen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als organischen Stoff Naturkautschuk zu verwenden, der mit einem hohen Anteil eines Spezialrußes und einer geringen Menge eines Steinmehls versetzt ist. Die Zusammensetzung dieser Mischung kann bei 15 bis 65 % Naturkautschuk, 70 bis 30 % Ruß und 15 bis 5 % Steinmehl liegen. Steinmehl ist erforderlich, um den Entflammungspunkt der Mischung heraufzusetzen.
Im Mantel 3 ist die Warmwasserrohrleitung 4 als Heizschlange in einer größeren Anzahl von Windungen angeordnet, wobei der Vorlauf der Heizungsanlage am oberen Anschlußstück 13 und der Rücklauf am unteren Anschlußstück 14 angeschlossen ist. Der Mantel 3 ist in drei konzentrische Zonen 16, 17, 18 (Fig. 2 ) eingeteilt, wobei sich die mittlere von den beiden anderen Zonen durch ihren Gehalt an Naturkautschuk unterscheidet. Während die innere, an den Resonanzraum 2 angrenzende Zone 16 und die äußere an der metallischen Abschirmung 6 anliegende Zone 18 des Mantels 3 einen geringeren Gehalt an Naturkautschak und höheren Gehalt an Ruß aufweist, besitzt die mittlere Zone 17 einen höheren Anteil an Naturkautschuk und einen geringeren Anteil an Ruß. Die mittlere Zone 17 weist eine größere Breite auf als die innere und äußere Zone 16 und 18 und wird vorteilhaft mit etwa dem Eineinhalbfachen bis Zweifachen dieser Zonen bemessen.- In der mittleren Zone 17 ist die Warmwasserleitung 4 eingebettet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Abstand der Windungen der Warmwasserrohrleitung im Mantel 3 mit mindestens dem doppelten Durchmesser der Rohrleitung zu bemessen, damit eine ausreichende Aufheizung der Mantelmasse zwischen den Rohrleitungswindungen möglich ist. In Fig. 1 ist zwar die Schlange der Warmwasserrohrleitung 4 mit einem gleichmäßigen Windungsdurchmesser dargestellt, es kann aber auch die Schlange der Warmwasserrohrleitung durch Windungen mit abwechselnd unterschiedlichen Windungsdurchmes,sern in der mittleren Zone 17 des Mantels 3 angeordnet sein oder es können mehrere parallel geschaltete Schlangen mit unterschiedlichen Windungsdurchmessern vorgesehen werden.
Der Mantel 3 ist auf seiner Außenseite durch einen geschlossen ausgeführten Metallmantel 6 verkleidet, der zur Abschirmung für die Mikrowellen dient und gleichzeitig für eine Reflektion der vom Magnetron abgestrahlten Hochfrequenz sorgt, so daß keine Energieverluste durch Abstrahlung nach außen eintreten können. Der abschirmende Metallmantel 6 ist außen mit einer Wärmeisolierschicht 20 eingefaßt, um die Wärmeverluste durch Abstrahlung so gering wie möglich zu halten. Die Warmeisolierschicht 20 ist schließlich noch durch ein Verkleidungsblech 7 eingefaßt.
Das Magnetron 1 muß während des Betriebes gekühlt werden.
Die hierbei abzuführende Wärme läßt sich leicht nutzbar machen, wenn ein wassergekiihltes Magnetron verwendet wird und der Kühlwasserumlauf in den Heizofen einbezogen wird.
Dies ist in Fig. 1 durch eine im Randgebiet der äußeren Zone 18 des Mantels 3 zum abschirmenden Metallmantel 6 verlegte Rohrleitung 21 für das Kühlwasser angedeutet.
Zur Verlängerung der Lebensdauer des Magnetrons ist es notwendig, das Kühlwasser mit einer Temperatur von über 650 umlaufen zu lassen. Zu diesem Zweck ist im Boden des Heizkessels (Fig. 3) innerhalb der Abschirmung in einen Austauscher 20, durch die die Rohrleitung 21 für das Eühlwasser in einer Schlange geführt ist, eine thermostatgesteuerte elektrische Zusatzheizung 22 vorgesehen, die im allgemeinen nur kurzzeitig in der Anlaufphase des Heizofens in Tätigkeit tritt.
Zum Betrieb des Heizofens wird in der Regel das Magnetron 1 intermittierend eingeschaltet. Einer Einschaltzeit von z.
B. 10 Minuten kann eine Ausschaltzeit von z. B. 30 Minuten folgen. Diese sparsame Betriebsweise ist deshalb möglich, weil das Sbertragungsmedium, die Mischung aus organischen und anorganischen Stoffen des Mantels 3 in überraschender Weise auf die Mikrowellen anspricht, sich schnell aufheizen läßt, eine auffallend lange Nachheizzeit aufweist und als klärmetauscher besonders günstige Eigenschaften aufweist.

Claims

Patent ansprüche Mit Mit Xöchstfrequenzen betriebene Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen Generator für Höchstfrequenzen (1), dem ein Resonanzraum (2) zugeordnet ist, der von einem Mantel (3) aus einer Mischung von organischen und anorganischen Stoffen umgeben ist, in dem eine Rohrleitung (4) für die zu erwärmende Flüssigkeit eingebettet ist, wobei der Höchstfrequenzgenerator (1) und der Mantel (3) nach außen metallisch abgeschirmt und wärmeisoliert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Höchstfrequenzgenerator (1) ein Magnetron vorgesehen ist, das über dem Resonanzraum (2) angeordnet ist, der zylinderförmig oder halbkugelförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffmischung des Mantels (3) aus etwa 15 bis 65% Naturkautschuk, 75 bis 30% Ruß und 10 bis 5% Steinmehl besteht.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) drei konzentrische Zonen (16 bis 18) aufweist, wobei die innere und äußere Zone (16, 18) einen verminderten und die mittlere Zone (17) einen erhöhten Naturkautschukgehalt haben und daß die Rohrleitung (4) für die zu erwärmende Flüssigkeit in der mittleren Zone (17) eingebettet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstfrequenzgenerator (1) flüssigkeitsgekühlt ist und die zugeordneten Kühlrohre (21) in der Randzone zwischen Mantel (3) und wärmeisolierung (20) verlegt ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzheizung (20) für das Kühlmittel des Höchstfrequenzgenerators (1) vorgesehen ist, die das Kühlmittel auf mindestens 650 hält.