DE2933376C2 - Elektrischer Patronenheizkörper - Google Patents

Description

a) das aus Träger (2), Heizleiter (1), Anschlußleitern (3, 4), Isolierung (9) und Ummantelung (5) bestehsnde Bauteil (1—5, 9) ist von einer weiteren Isolierung (12) und einer weiteren metallischen Ummantelung (10) konzentrisch umgeben;

b) die weitere Ummantelung (10) und die weitere Isolierung (12) überragen das offene Ende des Bauteils (1 —5,9) um etwa den Durchmesser der weiteren Ummantelung (fO);

c) in der freien Stirnseite der weiteren Isolierung (12) ist eine zu den Ummantelungen (5, 10) beabstandete Vertiefung (13) angeordnet;

d) das Bauteil (1 —5,9) ist sowohl vor als auch nach dem Einbau in die weitere Ummantelung (10), und zwar dann zusammen mit der weiteren Isolierung (12), trockengeglüht J5

2. Elektrischer Patronenheizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (3, 4) mittels Silikon-Schläuchen (14) oder dergl. isoliert sind, die sich bis in die stirnseitige Vertiefung (13) der weiteren Isolierung (12) erstrekken und mit ihren Stirnseiten an letztere angelegt sind.

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Patronenheizkörper mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. so

Derartige Patronenheizkörper sind aus dem DE-GM 00 309 bekannt. Sie werden jeweils in einer entsprechend bemessenen Bohrung eines zu beheizenden Gerätes spielfrei eingesetzt, um die vom Patronenheizkörper erzeugte Wärme auf das beheizende Gerät nahezu verlustlos übertragen zu können. Die Isolierung des meistens an eine Nennspannung von 220VoIt anzuschaltenden Patronenheizkörpers ist dabei für eine in den meisten Fällen ausreichende Durchschlagspannung von ca. 1,5 kV ausgelegt. Zur Anwendung derartiger Patronenheizkörper in Geräten zur Minderung des Hornwachstums durch Wärmeeinwirkung bei Rindern wird aber aus Sicherheitsgründen eine Durchschlagspannung von 3,5 kV gefordert. Darüber hinaus wird für diesen Anwendungsbereich auch eine hohe Kriechstromfestigkeit verlangt. Da hier die äußeren Abmessungen des Patronenheizkörpers durch das Gerät, in welches letzterer eingesetzt werden soll, vorbestimmt ist, kann die Verbesserung der elektrischen Sicherheit nicht durch größere Dimensioniening der Isolierung erreicht werden, weil dafür kein Raum ist.

Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Patronenhejzkörper der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem unter Beibehalt der bisherigen äußeren Abmessungen eine höhere elektrische Sicherheit, & h. Durchschlagfestigkeit und Kriechstromfestigkeit, erzielt wird

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Kombinationsmerkmale gelöst.

Zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit bei elektrischen Hochspannungsheizstäben ist es bekannt, zur homogenen Feldverteiiung die Heizwendel von zwei zueinander konzentrischen metallischen Ummantelungen zu umgeben, wobei jedoch die innere metallische Ummantelung potentialmäßig mit dem Anschlußleiter verbunden ist (DE-PS 11 51 327) oder selbst eine der elektrischen Zu- bzw. Ableitungen bildet (DE-AS 12 59 479), was einen zusätzlichen Verdrahtungs- und Herstellungsaufwand erfordert Da das bei Inbetriebnahme des Patronenheizkörpers ständig vorhandene Potential an der inneren Ummantelung anliegt, ist für die Durchschlagfestigkeit dort lediglich der Abstand und die Isolierung zwischen der inneren und der äußeren Ummantelung maßgebend.

Durch das mehrmalige Trockenglühen wird die Gefahr von Durchschlägen durch das Isoliermaterial infolge von Feuchtigkeitseinschlüssen weiter gemindert Schließlich dient die zurückstehende Anordnung der inneren Ummantefung der Schaffung von relativ großen Kriechstrecken und damit einer höheren Kriechstromfestigkeit Ein Ausführungsbeispie! der Erfindung ist in der Zeichnung im Maßstab von 2 :1 dargestellt Es zeigt F i g. 1 einen elektrischen Patronenheizkörper im Längsschnitt,

Fig.2 desgleichen entsprechend der Linie II-II der F i g. 1 gesehen.

Bei diesem Patronenheizkörpe,·· ist ein elektrischer Heizleiter 1 um einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Heizleiterträger 2 aus Isolierstoff, insbesondere Keramik schraubenförmig gewickelt Die Enden des Heizleiters 2 sind mit je einem Anschlußleiter 3 bzw. 4 elektrisch leitend verbunden, deren Querschnitt jeweils größer als der des Heizleiters 1 ist und die aus einem Werkstoff geringeren elektrischen Widerstandes als der Heizleiter 1 bestehen.

Der den Heizleiter 1 haltende Träger 2 ist in eine gegenüber dem Heizleiter elektrisch isolierte, zylindrische Ummantelung 5 aus Stahl, insbesondere aus nichtrostendem Stahl, koaxial ausgerichtet, eingesteckt. Zuvor sind die Anschlußleiter 3, 4 durch den Heizleiterträger 2 durchdringende Kanäle 6 nach außen ragend hindurchgeführt.

Die Ummantelung 5 ist an einem Ende mit einem Boden 7 aus Stahl verschlossen.

Zwischen letzterem und der ihm zugewandten Stirnseite des Heizleiterträgers 2 ist eine Scheibe 8 aus Isolierstoff angeordnet.

Ferner ist die Ummantelung 5 mit Isolierstoff 9, insbesondere Magnesiumoxyd-Granulat, angefüllt. Die Mündung der Umhüllung 5 ist mit einem von den Anschlußleitern 3, 4 durchdrungenen Isolierstoffpfropfen 9' verschlossen.

Anschließend ist die Ummantelung 5 im Durchmesser über ihre gesamte Länge reduziert worden, wobei alle innerhalb der Umhüllung 5 befindlichen Isolierstoffe

hochverdichtet worden sind.

Anschließend wird diese Baueinheit bei ca, 900°C zum Austrocknen der Isolierstoffe geglüht.

Diese Baueinheit ist in eine weitere größere Ummantelung 10 koaxial ausgerichtet eingesteckt.

Letztere ist in der Form der Ummantelung 5 ähnlich. Dabei stützt sich die Ummantelung 5 mit ihrem Boden 7 an einer in die Ummantelung 10 eingesetzten Isolierstoffscheibe 11 ab.

Die Ummantelung 10 ist nicht nur in der lichten Weite größer als der Außendurchmesser der Ummantelung 5, sondern auch langer als letztere, so daß die Ummantelung 10 die Ummantelung 5 mündungsseitig überragt.

Auch die zweite Ummantelung 10 ist mit Isolierstoff 12, vorzugsweise mit Magnesiumoxyd, ausgefüllt, der durch eine nachfolgende Reduzierung des Durchmessers der Ummantelung 10 hochverdichtet worden ist, wobei die Isolierstoffe 12 auch an die Anschlußleiter 3 und 4 kraftschlüssig und dichtschließend angelegt worden sind.

Zur Verbesserung der Kriechstromfesiigkeit ist in der freien Stirnseite der hochverdichteten und anschließend durch Glühen bei 900⁰C ebenfalls ausgetrockneten Isolierstoffe 12 eine im Durchmesser gegenüber der Ummantelung 10 kleinere Vertiefung 13 angeformt

Die Anschlußleiter 3 und 4 sind außerhalb des Patronenheizkörpers mit Silikon-Schläuchen 14 umhüllt, die in die Vertiefung 13 hineinreichen und mit ihren Stirnseiten an die weitere Isolierung 12 angelegt sind.

Beispielsweise konnte bei mehreren erfindungsgemäß ausgebildeten Patronenheizkörpern die jeweils einen Außendurchmesser von 16 mm und eine Länge von 80 mm hatten und für eine Nennspannung von 220 V und eine Leistung von 315 W ausgelegt waren, an

ίο der Ummantelung 10 eine Durchschlagspannung von 3800—4000 Volt gemessen werden, während an der inneren, einen Außendurchmesser von ca. 11,5 mm aufweisenden Ummantelung 5 eine Durchschlagspannung von 2000 bzw. 2500 V gemessen worden ist

Dabei hatten die Ummantelungen jeweils eine Wanddicke von ca. 1 mm.

Bei einem weiteren, wie zuvor bemessenen, jedoch für eine Leistung von 240 W ausgelegten Fatronenheizkörper konnte an der inneren Ummantelung 5 eine Durchschlagspannung von 2200 V und an der äußeren Ummantelung eine Durchschlagspannung von 3900 V gemessen werden, während bei bekannten Patronenheizkörpern gleicher äußerer Abmessungen eine Durchschlagspannung von 2500 V festgestellt worden ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   l_T Elektrischer Patronenheizkörper, bestehend _aus mindestens einem in einer metallischen zylindrischen Ummantelung angeordneten, an einem Träger aus Isolierstoff gehalterten, elektrischen Heizleiter, dessen Enden mit je einem AnschluBIeiter verbunden sind, der geringeren elektrischen Widerstand als der Heizleiter aufweist und der zum offenen Ende der an einer Stirnseite geschlossenen, gegenüber dem Heizleiter elektrisch isolierten Ummantelung geführt ist und dort austritt, wobei das zwischen der Ummantelung und dem Heizleiter befindliche Isoliermaterial, insbesondere Magnesium-Oxyd, durch Reduzieren des Durchmessers der Ummantelung verdichtet ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: