DE646082C

DE646082C - Electric immersion heater for heating baths

Info

Publication number: DE646082C
Application number: DEK135162D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-09-04
Filing date: 1934-09-04
Publication date: 1937-06-10

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischenThe invention relates to an electrical

Tauchheizkörper für die Beheizung von Bädern, welche wie Salzschmelzen in die Heizkörper. einzudringen und diese zu zerstören vermögen.Immersion heater for the heating of baths, which like molten salt in the Radiator. to penetrate and destroy them.

Die geringe Einführung derartiger Heizelemente, die sich für zahlreiche andere Zwecke vorzüglich bewähren und Vorzüge in verschiedener Richtung hin besitzen, gerade für die Beheizung von Salzschmelzen und ähnlichen Badflüssigkeiten ist im wesentlichen darauf, zurückzuführen, daß die bisherige Gestaltung der Mantelrohre zahlreiche Schweißstellen erfordert und diese Schweißstellen die Eingangspforten für zerstörende Bestandteile aus dem Bade bilden. Außerdem hat das Bestreben, eine möglichst große Heizfläche im Bade unterzubringen, bisher ganz allgemein dazu geführt, den Heizkörpern eine möglichst gewundene Gestalt zu geben oder Gebilde mit verschiedenen Verästelungen o. dgl. herzustellen. Für die Verwendung in Wasserbädern oder von Flüssigkeiten, welche keinen oder nur einen unwesentlichen Angriff auf die Heizkörper oder depen Mantelrohre ausüben können, haben sich daraus Nachteile nicht ergeben. Eine Auswechselung der eigentlichen Heizelemente erfolgt daher im allgemeinen nur bei natürlichem Verschleiß und kann nach Stillegung der Bäder selbst erfolgen. Für die Behandlung von Salzschmelzen dagegen ist Voraussetzung die Möglichkeit einer störungslosen Erhaltung der Betriebstemperaturen für häufig sehr lange Betriebszeiten, da Schwankungen der Betriebstempe- ratur durch längeren Ausfall von Heizelementen erhebliche Nachteile mit sich bringen. The low introduction of such heating elements, which is common to numerous others To prove purposes excellently and to have advantages in various directions, precisely for the heating of molten salts and similar bath liquids is essentially due to the fact that the previous design of the jacket pipes numerous welds requires and these welds are the entry ports for destructive components from the bath. In addition, the aim is to have as large a heating surface as possible in the To accommodate bathing, so far generally led to the radiators as possible To give a winding shape or to produce structures with various branches or the like. For use in water baths or liquids that have no or only an insignificant attack on the Can exercise radiators or depen jacket pipes, this does not have any disadvantages result. The actual heating elements are therefore generally replaced only in the event of natural wear and tear and can be done after the baths have been closed. For the treatment of molten salts, on the other hand, it is essential that the operating temperatures can be maintained without interference for often very long operating times, due to fluctuations in the operating temperature due to prolonged failure of heating elements bring significant disadvantages.

Ein weiterer Nachteil von Heizelementen, bestehend aus an Schutzrohren angeordneten Widerstandsleitungen, liegt darin, daß durch die Gestaltung der Mantelrohre die Widerstandsleitungen nur schwer auswechselbar sind, d. h. auch hier den Ausbau der Heizkörper und Betriebsunterbrechung erfordern.Another disadvantage of heating elements, consisting of arranged on protective tubes Resistance lines lies in the fact that the resistance lines are created by the design of the casing tubes are difficult to replace, d. H. here, too, the expansion of the radiators and business interruption.

Tauchheizkörper an sich bekannter Art mit einem etwa waagerecht in der Badflüssigkeit liegenden Heizkörper und einer senkrecht zu diesem angeordneten und auf ihn stoßenden Zuleitung, wobei der Heizkörper etwa die Form eines ebenen Ringes, einer gewundenen Schlange oder eines kurzen Zylinders hat, sind daher für die Verwendung in Salzbädern nicht geeignet. Diese Form der Heizkörper wie auch die Art ihrer Zusammenfügung in der Zuleitung erfordert eine größere Anzahl von Schweißnähten, da solche Formen nicht aus einem Stück hergestellt werden können. Man hat auch bereits vorgeschlagen, zur Erleichterung der Auswechselbarkeit der Heizstränge solcher Tauchheizkörper, die erhöhter Gefahr des Kurzschlusses durch eindringende BadbestandteilebeiVerwendungin Salzschmelzen ausgesetzt sein würden, auf den Widerstandsdrähten Perlen anzuordnen, die das Gleiten in den Rohren unterstützen sollen.Hie'rdurch wird jedoch der Nachteil nicht beseitigt, daß infolge der gewundenen Rohrformen die Aus-Immersion heater of a known type with an approximately horizontal in the bath liquid lying radiator and one arranged perpendicular to this and abutting it Supply line, with the radiator roughly in the form of a flat ring, a sinuous one Snake or a short cylinder are therefore suitable for use in salt baths not suitable. This shape of the radiator as well as the way they are assembled in the lead requires a greater number of welds, as such shapes do not can be made from one piece. It has also been suggested for relief the exchangeability of the heating strands of such immersion heaters, the increased risk of short circuits due to penetration Bath components, if used in molten salts, would be exposed on the resistance wires Arrange pearls to aid the sliding in the tubes However, the disadvantage is not eliminated that due to the twisted pipe shapes the design

wechselung des eigentlichen Heizstranges eine umständliche Einfädelarbeit und hierzu den Ausbau des Heizelementes erfordert. Vor allem bilden aber, wie gefunden wurde, gerade die Abstandsglieder aus Isoliermaterial, ζ. B. Perlen oder andere Körper, welche nach weiteren bekannten Vorschlägen die Biegsamkeit der Heizdrähte und ihre Einführung in Schutzhüllen unterstützen sollen, bei so solchen Badflüssigkeiten, die wie Salze die Fähigkeit haben, den Werkstoff der Schutzhüllen zu durchdringen, die Gefahr einer Bildung von Strombrücken zwischen den Widerstandsspiralen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß derartige Strombrücken dabei in einer bestimmten Zone, und zwar in gewisser Entfernung oberhalb und unterhalb des Badspiegels, unter Einfluß der Außenluft durch Kondensationen entstehen.
Gemäß der Erfindung werden nun alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß der Heizkörper im wesentlichen aus einem im Bade einfach gekrümmten Rohr besteht, dessen etwa waagerechter, im Bade liegender Schenkel am Ende geschlossen ist und in welchem durch die Öffnung des anderen Schenkels ein leicht ein- und ausschiebbarer Heizstrangkörper aus Widerstandsdrahtspiralen untergebracht ist und durch Isolierkörper in' gewünschter Lage gehalten wird. Diese Abstandskörper aus keramischem Werkstoff sind dabei so angeordnet, daß in der Nähe des Badspiegels die Heizdrähte frei gehalten sind. Es wurde festgestellt, daß schädliche SaIzansamtnlungen in anderen Abschnitten des Heizkörpers sich nicht zu bilden vermögen und daß es zum Schütze des Heizkörpers gegen Kurzschluß infolge derartiger Salzansammlungen vollkommen genügt, wenn man Abstandshalter in dem genannten Bereiche, d. h. in einem Rohrabschnitt, der unterhalb des Badspiegels beginnt und oberhalb des Badspiegels endet und je nach den gegebenen Verhältnissen, wie dem Durchmesser des Rohres, der Isolationsfläche u. dgl., verschieden groß sein kann, nicht vorsieht. Im allgemeinen beginnt der freie Abschnitt etwa in der halben Höhe des Zuleitungsrohres unterhalb des Badspiegels und endet in wesentlich geringerer Höhe, z. B. 10 bis 20 cm oberhalb des Badspiegels. Es genügt jedoch, in diesen letzten Abschnitten häufig auch die Abstandswahrung durch die Anordnung der Widerstandsdrähte an ihren Endpunkten, z. B. an Stromsammeischienen o. dgl., sicherzustellen. Die jeweils günstigen Verhältnisse lassen sich durch Vorversuche leicht ermitteln.Changing the actual heating section requires cumbersome threading work and, for this purpose, the removal of the heating element. Above all, however, as has been found, it is precisely the spacers made of insulating material, ζ. B. pearls or other bodies, which should support the flexibility of the heating wires and their introduction into protective sheaths according to other known proposals, with such bath liquids that, like salts, have the ability to penetrate the material of the protective sheaths, the risk of current bridges being formed between the spirals of resistance. It has been shown that such current bridges arise in a certain zone, namely at a certain distance above and below the bath level, under the influence of the outside air by condensation.
According to the invention, all these disadvantages are now avoided in that the radiator consists essentially of a tube that is simply curved in the bath, the approximately horizontal leg lying in the bath of which is closed at the end and in which, through the opening of the other leg, a slightly and slide-out heating element body made of resistance wire spirals is housed and is held in the desired position by insulating bodies. These spacers made of ceramic material are arranged so that the heating wires are kept free in the vicinity of the bath level. It was found that harmful salt aggregates are unable to form in other sections of the radiator and that it is completely sufficient to protect the radiator against short circuits as a result of such salt accumulations if spacers are used in the area mentioned, i.e. in a pipe section that begins below the bath level and ends above the level of the bath and, depending on the given conditions, such as the diameter of the pipe, the insulation surface and the like, can vary in size, but does not provide for it. In general, the free section begins about half the height of the supply pipe below the bath level and ends at a much lower height, e.g. B. 10 to 20 cm above the bathroom level. However, it is sufficient in these last sections to maintain the distance by arranging the resistance wires at their end points, e.g. B. on busbars o. The like. To ensure. The favorable conditions in each case can easily be determined through preliminary tests.

Zweckmäßigerweise gehen die Widerstandsdrähte in der von Abstandshaltern freien Zone in Metallstäbe über, die unmittelbar in der Nähe des Heizstrangendes noch durch einen Abstandshalter in richtiger Lage gehalten werden und im übrigen nur an ihrem anderen freien Ende, das außerhalb des Bades liegt, gehalten sind.The resistance wires are expediently in the form of spacers free zone in metal rods that are still in the immediate vicinity of the end of the heating element be held in the correct position by a spacer and otherwise only on their other free end, which is outside the bath, are held.

Der Heizkörper kann gegebenenfalls auch aus mehreren Rohrkörpern der beschriebenen Art bestehen, die in einen von oben leicht zugängigen Kasten münden, in welchem neben den Rohrmündungen Stromsammeischienen verlaufen. Hierdurch wird erreicht, daß bei unbehinderter Ausbaumöglichkeit der einzelnen Heizstränge diese leicht an die Stromquelle angeschlossen werden können.The radiator can optionally also consist of several tubular bodies of the described Art exist, which lead into a box easily accessible from above, in which Busbars run next to the pipe mouths. This ensures that with unhindered expansion of the individual heating strands, these can easily be connected to the power source.

Durch die einfache Ausbildung des Mantelkörpers ist eine leichte Auswechselung der Heizelemente möglich und sind die Abstandskörper in der gefährdeten Zone entbehrlich. Vielgewundene Körper bekannter Art dagegen machen, schon um Berührung mit dem Mantelrohr zu vermeiden, zahlreiche Abstandskörper erforderlich.The simple design of the jacket body makes it easy to replace the Heating elements are possible and the spacers in the endangered zone can be dispensed with. Much twisted bodies of a well-known kind make against it, if only to touch the To avoid casing pipe, numerous spacers are required.

Durch die Ausbildung der Heizkörper gemäß der Erfindung werden umständliche Schutzmaßnahmen gegen die bisher unvermeidbare Erscheinung der leichten Zerstörbarkeit elektrischer Heizelemente in Salzbädern vermieden und auch die Beheizung hochangriffsfähiger Salzschmelzen, wie z. B. von Badgemischen aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat, ermöglicht.The design of the radiator according to the invention are cumbersome Protective measures against the previously unavoidable phenomenon of easy destruction electrical heating elements in salt baths avoided and also the heating highly vulnerable molten salts, such as B. of bath mixtures of potassium nitrate and Sodium nitrate, made possible.

Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Heizkörpers gemäß der Erfindung und ein solches der bisher bekannten Anordnung, in Abb. 2 eine Aufsicht auf einen Sammelkasten mit einem aus mehreren Rohren bestehenden Heizkörper. In der aufgeschnitten gezeichneten Wanne 1 eines Bades ist ein Heizkörper aus vier mit 2 bezeichneten Einzelrohren dargestellt. Diese Rohre bestehen aus einem waagerechten, den eigentlichen Heizteil bildenden und einem senkrechten, als Zuleitung dienenden Schenkel. Beide Schenkel sind in einem derartigen Radius gegeneinander gebogen, daß ein biegsamer Heizstrang von dem offenen Ende der Rohre her leicht auch in den waagerechten Teil eingeschoben werden kann. In dem aufgeschnitten gezeichneten Rohr 2 ist ein Heizstrang bisheriger Ausbildung untergebracht. Dieser besteht aus den eigentlichen Heizdrahtspiralen 3, die durch Abstandshalter 4 aus keramischem Werkstoff in gewünschte Lage zueinander und zu dem Rohr gehalten werden. Es ist ersichtlich, daß der durch' Eindringen von Salz ο. dgl. gefährdete Abschnitt nicht von Abstandshaltern frei gehalten ist, so daß diese von den eindringenden Badbestandteilen durchtränkt werden können iao und Strombrücken zu bilden vermögen. In einem der anderen Rohre 2^a, welchesThe drawing illustrates in Fig. 1 an embodiment of a radiator according to the invention and one of the previously known arrangement, in Fig. 2 a plan view of a collecting box with a radiator consisting of several tubes. In the cut-open drawn tub 1 of a bath, a radiator made of four individual pipes designated by 2 is shown. These pipes consist of a horizontal leg, which forms the actual heating part, and a vertical leg, which serves as a supply line. Both legs are bent towards one another in such a radius that a flexible heating cable can easily be pushed into the horizontal part from the open end of the tubes. In the cut-open drawn tube 2, a heating line of previous training is housed. This consists of the actual heating wire spirals 3, which are held in the desired position relative to one another and to the pipe by spacers 4 made of ceramic material. It can be seen that the 'penetration of salt ο. Like. Endangered section is not kept free of spacers, so that these can be soaked by the penetrating bath constituents and are generally able to form current bridges. In one of the other tubes 2 ^a , which

ebenfalls aufgeschnitten dargestellt ist, ist der Heizstrang gemäß der Erfindung auf das offene Rohrende nur bis zu einem gewissen Abschnitt unterhalb der Badoberfläche geführt. Das Ende der einzelnen Widerstandsspiralen 3 ist mit Metallstäben 6 verbunden;" die unmittelbar in der Nähe des Heizstrangr. endes noch durch einen Abstandhalter in rieh¹" tiger Lage zueinander gehalten werden undis also shown cut open, the heating line according to the invention is guided to the open pipe end only up to a certain section below the bath surface. The end of the single resistor spirals 3 is connected to metal rods 6, "the end or by a spacer in Rich ¹ in the immediate vicinity of the Heizstrangr." Held tiger position to one another and

»ο im übrigen nur an ihrem anderen freien Ende, das weit außerhalb des Bades liegt, gehalten sind. Dadurch ist es unmöglich, daß an der bisher gefährdeten Stelle sich Salze an Teilen niederschlagen können, die die Stromleiter»Ο by the way only at the other free end, that is far outside the bathroom. This makes it impossible for the Previously endangered point, salts can precipitate on parts of the electrical conductors

»5 verbinden.»5 connect.

Die offenen Enden aller Rohre 2 werden von einem geschlossenen Kasten 7 umfaßt, der auch die an Spannung liegenden Sammelschienen 8 enthält, mit denen die einzelnen Heizdrahtspiralen der Heizstränge innerhalb des Kastens verbunden sind.The open ends of all tubes 2 are enclosed by a closed box 7, which also contains the live busbars 8 with which the individual Heating wire spirals of the heating strands are connected within the box.

Durch die oben beschriebene neuartige Ausbildung und Anordnung ist einmal dem Salz eine der häufigsten Gelegenheiten zum Eindringen in das Innere von Heizkörpern genommen, da nur eine sehr kurze Schweißnaht am geschlossenen Rohrende oder auch gar keine Schweißnaht im" Salzbad liegt. Zum anderen ist dem Salz, wenn es je durch die Heizkörperwandung eingedrungen sein sollte (in diesem Falle befindet es sich, zunächst in Form von Salzdampf im Heizkörper), jede Gelegenheit zum Niederschlagen an solchen Teilen genommen, durch welche die Stromleiter unter sich oder gegen Erde kurzgeschlossen werden können. Ein Niederschlagen an den heißen, in Betrieb befindlichen Teilen des Heizstranges kommt praktisch nicht in Frage.Due to the novel design and arrangement described above, there is once the salt taken one of the most common opportunities for penetration into the interior of radiators, because there is only a very short weld at the closed end of the pipe or no weld at all in the salt bath the other is the salt, if it ever got through the radiator wall (in this case it is in the radiator, initially in the form of salt vapor), each Opportunity to knock down on those parts through which the conductors can be short-circuited between themselves or to earth. Precipitation on the hot parts in operation of the heating line is practically out of the question.

Claims

Patent claims:

1. Electric immersion heater for heating baths, which like Molten salt penetrate the radiators and destroy them, characterized in that in a jacket tube, which with a simply curved Pipe section, the horizontal leg of which is closed at the end, lies in the bath, a heating element body Resistance spirals can be easily pushed in and out and that 'spacers Made of ceramic material for the heating wires only up to the vicinity of the bath level above and below the same are arranged.

2. Electric immersion heater for heating baths according to claim 1, characterized in that a box is provided outside the bath, in which one consisting of several tubes Radiator opens and in the next to the pipe openings busbars get lost.

3. Electric immersion heater for the "heating of baths according to claims 1 and 2, characterized in that the heating section consists of resistance spirals below the bath surface merges into metal rods with power connection terminals are connected.

1 sheet of drawings