DE60200470T2 - heating element - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizelement, das dazu vorgesehen ist, beispielsweise zum Erhitzen eines Wärmeträger-Fluids, insbesondere Wasser, das im Innern eines dichten Behälters enthalten ist, eingesetzt zu werden. Beispiele eines solchen Behälters sind Warmwasserspeicher, Wasser- oder Ölheizkörper, Handtuchtrockner, etc., wobei derartige Heizkörper und Handtuchtrockner separat eingesetzt oder Teil eines Heizungsnetzes sein können.The The present invention relates to a heating element provided therefor is, for example, for heating a heat transfer fluid, in particular water, that inside a tight container is included, to be used. Examples of such a container are Hot water tank, water or oil radiator, towel dryer, etc., such radiators and towel dryer used separately or part of a heating network could be.
Ein Heizelement dieser Art umfasst allgemein ein Widerstandselement, das im Innern einer rohrförmigen Umhüllung aus einem wärmeleitfähigen Material angeordnet ist und das über einen Stromschalter mit einem Stromkreis verbunden ist.One Heating element of this kind generally comprises a resistive element, the inside of a tubular wrapping made of a thermally conductive material is arranged and that over a power switch is connected to a circuit.
Es sind bereits Heizelemente mit doppelter Umhüllung bekannt, bei denen zwei rohrförmige, wärmeleitfähige Umhüllungen koaxial zueinander angeordnet sind.It are already known heating elements with double cladding, in which two tubular, thermally conductive sheaths are arranged coaxially with each other.
Im Betriebszustand durchsetzt die einzelne Umhüllung oder die äußere Umhüllung des Heizelements die Wand des Behälters, um mit dem größten Teil seiner Länge in das Fluid einzutauchen, wobei sein geschlossenes Ende an der Innenseite des Behälters und sein offenes Ende an der Außenseite angeordnet ist, um die elektrische Verbindung mit dem Widerstandselement zu ermöglichen. An ihrem Durchtritt durch die Wand ist die Umhüllung von einem Befestigungsflansch umgeben, der sowohl den Halt als auch die nötige Dichtigkeit der Umhüllung gegenüber der Behälterwand sicherstellt.in the Operating state permeates the single cladding or the outer cladding of the Heating element the wall of the container, around for the most part his length immerse in the fluid, with its closed end at the Inside of the container and its open end on the outside is arranged to the electrical connection with the resistive element to enable. At its passage through the wall is the envelope of a mounting flange surrounded, which both the hold and the necessary tightness of the envelope against the container wall ensures.
Insbesondere aus dem Dokument EP-A-0 317 435 ist bekannt, den Befestigungsflansch aus wärmeleitfähigem Material herzustellen und eine Aufnahme in seiner Dicke vorzusehen, in welcher der Stromschalter derart angeordnet ist, dass der Befestigungsflansch eine Ableitung von Wärme sicherstellt, die beim Betrieb des Stromschalters erzeugt wird. Auf diese Weise wird die Erwärmung des Stromschalters besonders effizient begrenzt, bzw. das Kühlen des Stromschalters erzielt. Es ist jedoch notwendig, die Abmessungen des Befestigunsflansches derart vorzusehen, dass diese ausreichend sind, um in seiner Dicke die Aufnahme, in welcher der Stromschalter aufgenommen ist, anzuordnen. Somit nimmt der Befestigungsflansch beträchtlichen Platz in Anspruch, wodurch es bei manchen Behälterarten schwierig ist, das Heizelement einzubauen.Especially from the document EP-A-0 317 435 is known, the mounting flange made of thermally conductive material manufacture and provide a receptacle in its thickness, in which the power switch is arranged such that the mounting flange a derivative of heat ensures that is generated during operation of the power switch. In this way, the warming of the power switch particularly efficiently limited, or the cooling of the Power switch achieved. It is necessary, however, the dimensions the Befestigungsigsanschansches provide such that they are sufficient, in its thickness the receptacle in which the power switch is added is to arrange. Thus, the mounting flange takes considerable Use space, which is difficult in some types of containers, the Install heating element.
Es wäre daher zweckmäßig, ein Mittel zum Begrenzen der Erwärmung oder zum Kühlen des Stromschalters vorzusehen, das geringe Abmessungen hat.It would be therefore appropriate, a Means for limiting the heating or for cooling of the power switch, which has small dimensions.
Ferner ist aus dem Dokument FR-A-2 801 469 ein Heizelement mit einer Umhüllung bekannt, in der ein Heizwiderstand aufgenommen ist, der in ein isolierendes Material eingebettet ist und der über ein temperaturempfindliches Element, das in einer Aussparung der Umhüllung angeordnet ist, um die Versorgung des Heizwiderstands temperaturabhängig zu unterbrechen, mit einer Versorgungsquelle verbunden ist. Das Heizelement ist derart angeordnet, dass sowohl in der Aussparung im Bereich des empfindlichen Elements als auch in dem isolierenden Material, das den Widerstand umgibt, die gleiche Temperatur herrscht, um die Unterbrechung der Versorgung sehr präzise zu steuern. Bei einer solchen Struktur ist es nicht nötig, das empfindliche Element zu kühlen, das im Gegensatz dazu sogar einer Temperatur ausgesetzt sein soll, die möglichst nah an der Temperatur des Heizwiderstands liegt. Die Lehre dieses Dokuments kann somit nicht eingesetzt werden, um das vorliegende Problem zu lösen.Further from document FR-A-2 801 469 a heating element with a casing is known, in which a heating resistor is incorporated, which is in an insulating Material is embedded and over a temperature sensitive Element which is arranged in a recess of the enclosure to the Supply of the heating resistor to interrupt dependent on temperature, with a Supply source is connected. The heating element is arranged such that both in the recess in the area of the sensitive element as also in the insulating material surrounding the resistor, the same temperature prevails to interrupt the supply very precise to control. With such a structure, it is not necessary that to cool sensitive element, which in contrast should even be exposed to a temperature the possible close to the temperature of the heating resistor. The lesson of this Thus, document can not be used to the present Solve a problem.
Um das Problem zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Heizelement vorgesehen, umfassend zumindest eine rohrförmige, wärmeleitfähige Umhüllung, die zumindest ein Widerstandselement aufnimmt, das mit einem Stromkreis in Verbindung steht, der einen Stromschalter umfasst, der in der Umhüllung über Mittel zum Austausch von Wärme zwischen dem Stromschalter und der Umhüllung befestigt ist.Around to solve the problem, is a heating element according to the invention provided, comprising at least one tubular, thermally conductive sheath, the at least one resistive element that communicates with a circuit that has one Includes power switch in the enclosure via means for exchanging Heat between the Power switch and the sheath is attached.
So stellt die Umhüllung neben dem Schutz des Widerstandselements und dem Austausch von Wärme zwischen diesem und dem Wärmeträger-Fluid durch den Kontakt mit dem Wärmeträger-Fluid auch eine Funktion der Ableitung von Wärme sicher, die beim Betrieb des Stromschalters erzeugt wird. Auch die Verbindung der Umhüllung mit der Wand des Behälters trägt zur Ableitung von Wärme über den Behälter bei. Auf diese Weise ist eine relativ große Austauschfläche zum Kühlen des Stromschalters erzielt, während dennoch geringe Abmessungen beibehalten werden. Das so bewirkte effiziente Kühlen des Stromschalters ermöglicht die Lebensdauer desselben zu verlängern. Die Umhüllung stellt ferner eine Funktion des Schutzes des Stromschalters gegenüber schadhaften Einwirkungen von außen sicher und erleichtert die elektrische Isolierung des Stromschalters gegenüber der Außenatmosphäre.So make the serving in addition to the protection of the resistance element and the exchange of heat between this and the heat transfer fluid by the contact with the heat transfer fluid also a function of dissipating heat safely during operation of the power switch is generated. Also the connection of the cladding with the wall of the container contributes to Dissipation of heat over the container at. In this way, a relatively large exchange area for Cool of the power switch achieved while nevertheless small dimensions are maintained. That worked efficient cooling of the Power switch allows extend the life of the same. The serving provides Furthermore, a function of the protection of the power switch against defective External influences safe and facilitates the electrical isolation of the power switch across from the outside atmosphere.
Weiter Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bestimmter, nicht einschränkender Ausführungsbeispiele der Erfindung.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the description certain, not restrictive embodiments the invention.
Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:It will be attached to the Drawings reference. Show:
Die Erfindung ist hier in Verbindung mit einem einzelnen Heizelement dargestellt und beschrieben, das dazu vorgesehen ist, mit Hilfe eines Befestigungsflanschs (selbst nicht dargestellt) an einem Behälter mit einem zu erhitzenden Fluid (nicht dargestellt) befestigt zu werden. Der Befestigungsflansch ist dazu vorgesehen, in ein Gewindeloch in der Behälterwand eingeschraubt zu werden. Es sind natürlich auch andere Befestigungsarten denkbar.The Invention is here in connection with a single heating element shown and described, which is intended to help with a mounting flange (not shown itself) on a container with a fluid to be heated (not shown) to be attached. The mounting flange is intended to be in a threaded hole in the container wall to be screwed. There are of course other types of fastening conceivable.
In
Der
Stromkreislauf ist in
Der
Stromschalter
Somit
wird die von dem Stromschalter
Des
Weiteren befindet sich der Stromschalter
Mit den zuvor beschriebenen Elementen identische oder diesen entsprechende Elemente sind in der folgenden Beschreibung mit demselben Bezugszeichen versehen.With identical or corresponding to the elements described above Elements are denoted by the same reference numerals in the following description Mistake.
In
den
Die
Umhüllung
Der
Stromschalter
Der
Halt der Platte
Gemäß einer
in
Der
Vorgang der Montage der den Stromschalter
Die
Rille
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
wie in den
Die
Ableitung der beim Betrieb des Stromschalters erzeugten Wärme ist
somit durch die Umhüllung
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst Ausführungsvarianten, ohne dabei den durch die Ansprüche festgelegten Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of course it is the invention is not limited to the described embodiment, but includes variant embodiments, without going through the claims to leave set framework of the invention.
Insbesondere können andere als die erwähnten Materialien verwendet werden, sofern sie entsprechende Eigenschaften aufweisen.Especially can other than those mentioned Materials used, provided they have appropriate properties exhibit.
Ferner ist es möglich, andere geeignete Arten der Befestigung der Platte in der Umhüllung und des Stromschalters an der Platte vorzusehen.Further Is it possible, other suitable ways of securing the plate in the enclosure and the Provide power switch to the plate.
Des
Weiteren ist es möglich,
auf die Platte
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