DE1261255B - Device for the protection of electrical heating elements in a fluid container, e.g. B. a kettle, if there is a lack of liquid - Google Patents
Device for the protection of electrical heating elements in a fluid container, e.g. B. a kettle, if there is a lack of liquidInfo
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Description
Vorrichtung zum Schutze elektrischer Heizkörper in einem Flüssigkeitsbehälter, z. B.- einem Kochkessel, bei Flüssigkeitsmangel Die Erfindung bezieht sich auf eine Yorrichtung zum Schutze elektrischer Heizkörper in einem Flüssigkeitsbehälter, z. B. einem Kochkessel, bei Flüssigkeitsmangel, in Gestalt eines an höchster Stelle des Heizsystems eingebauten Rohrheizkörpers mit'einem an sein Heizrohr gekoppelten rohrförmigen Temperaturfühler eines Thermostaten, der beim Austauchen des Rohrheizkörpers aus dem absinkenden Flüssigkeitsspiegel das Abschalten des ganzen Heizstromes veratilaßt.Device for protecting electrical heating elements in a liquid container, z. B.- a cooking kettle, in the event of a lack of liquid The invention relates to a Yorrichtung for the protection of electrical radiators in a liquid container, e.g. B. a kettle, in the event of a lack of liquid, in the form of one at the highest point the heating system built-in tubular heater with a coupled to its heating pipe tubular temperature sensor of a thermostat, when the tubular heating element emerges the entire heating current is switched off from the falling liquid level.
Es wurde festgestellt, daß eine derartige Schutzvorrichtung dann nicht zuverlässig den Heizstrom abschaltet und für das Gerät und die Heizkörper die Gefahr einer Beschädigung besteht, wenn die Flüssigkeit sich im Siedezustand befindet. Das rührt davon her, daß der aus der Flüssigkeit ausgetauchte Rohrheizkörper mit Fühler von hochsprudelnder Flüssigkeit immer wieder benetzt und gekühlt und dadurch das Abschalten des Heizstrorües- unerwünscht verzögert wird.It was found that such a protective device then does not reliably switches off the heating current and poses a risk to the device and the radiators damage exists when the liquid is in the boiling state. This is due to the fact that the tubular heating element immersed in the liquid is also involved The feeler is repeatedly wetted and cooled by the bubbling liquid and thereby switching off the heating current is delayed undesirably.
Es ist bekannt, bei Vorhandensein nur eines einzigen Rohrheizkörpers in waagerechter Anordnung den Temperaturfühler eines die Temperatur der Flüssigkeit überwachenden Temperaturreglers zum Trockengehschutz in Abstand oberhalb des Heizkörpers mit einer wärmeleitenden Brücke zu diesem anzuordnen. Hierbei kann siedende Flüssigkeit ebenfalls unerwünschte Wirkungen haben. Der aus der Flüssigkeit ausgetauchte Rohrheizkörper wird ebenfalls von der hochsprudelnden Flüssigkeit immer wieder benetzt und gekühlt, so daß der Wärmefluß vom Heizrohr zum Fühler behindert und das Abschalten des Heizstromes verzögert wird.It is known when there is only a single tubular heater in a horizontal arrangement the temperature sensor of the liquid temperature Monitoring temperature controller for protection against dry running at a distance above the radiator to be arranged with a thermally conductive bridge to this. Here, boiling liquid can be used also have undesirable effects. The tubular heating element immersed in the liquid is also repeatedly wetted and cooled by the bubbling liquid, so that the flow of heat from the heating pipe to the sensor is obstructed and the heating current is switched off is delayed.
Aufgabe der Erfindung ist es, zu erreichen, daß der Rohrheizkörper und der mit ihm zu einer Baueinheit vereinigte Temperaturfühler in jedem Fall eindeutig aus der Flüssigkeit austauchen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Heizrohr des Heizkörpers und der Temperaturfühler in einer sie auf ihrer ganzen Länge mit Abstand umschließenden Hülse untergebracht sind, die bei im wesentlichen waagerechter Einbaulage im oberen und unteren Bereich je mindestens eine Wandöffnung hat, die einerseits bei hohem Flüssigkeitsstand eine Flüssigkeitszirkulation durch die Hülse hindurch zum Umspülen des Heizrohres und des Temperaturfühlers ermöglichen und andererseits nach dem Austauchen der Hülse aus der Flüssigkeit ein Abkühlen des Temperaturfühlers durch hochsprudelnde Flüssigkeit verhindern.The object of the invention is to achieve that the tubular heating element and the temperature sensor combined with it to form a structural unit clearly emerge from the liquid in each case. This object is achieved according to the invention in that the heating pipe of the radiator and the temperature sensor are housed in a sleeve enclosing them over their entire length at a distance which, when installed in a substantially horizontal position, each has at least one wall opening in the upper and lower area if the liquid level is high, enable the liquid to circulate through the sleeve to wash around the heating pipe and the temperature sensor and, on the other hand, prevent the temperature sensor from cooling down due to the bubbling liquid after the sleeve has been removed from the liquid.
Nunmehr sind der Rohrheizkörper und der Temperaturfühler im Normalbetrieb, also wenn sie ganz in die Flüssigkeit eintauchen, von der Flüssigkeit im wesentlichen genauso umspült, wie wenn sie in der Flüssigkeit frei liegen würden. Taucht der Rohrheizkörper aber aus der Flüssigkeit aus, so fließt die Flüssigkeit von ihm und dem Fühler weg. In diesem ausgetauchten Zustand sind der Rohrheizkörper und der Fühler durch die Hülse mit ihren verhältnismäßig kleinen Wandöffnungen gegen Zutritt hochsprudelnder Flüssigkeit abgeschirmt, so daß die Voraussetzungen für das Abschalten des Heizstromes zuverlässig gegeben sind.Now the tubular heating element and the temperature sensor are in normal operation, so if they are completely immersed in the liquid, essentially of the liquid just as they would if they were exposed in the liquid. Dives the Tubular heater but from the liquid, so the liquid flows from him and away from the feeler. The tubular heating element and the Sensor through the sleeve with its relatively small wall openings to prevent access shielded from bubbling liquid, so that the conditions for switching off of the heating current are reliably given.
Die richtige Größe der Wandöffnungen der Hülse kann für einen bestimmten Rohrheizkörper empirisch ermittelt werden. Einerseits sind die Öffnungen genügend groß zu wählen, um einen Flüssigkeitsumlauf durch die Hülse in solchem Ausmaß zu sichern, daß die Temperatur im Innern der Hülse nicht erheblich über die sie umgebende Temperatur ansteigt oder gar im Innern der Hülse die Flüssigkeit verdampft, was zu einem vorzeitigen Abschalten führen würde. Dann werden die Öffnungen in der Regel auch groß genug sein, um ein rasches Abfließen der Flüssigkeit aus der ausgetauchten Hülse zu sichern. Andererseits wird man die Wandöffnungen der Hülse nicht unnötig groß wählen, um den Einfluß sprudelnder Flüssigkeit sicher auszuschließen. Bei einem für 600 Watt ausgelegten, etwa haarnadelförmig gebogenen Rohrheizkörper mit einer wirksamen Länge von etwa 300 mm haben sich zwei Wandöffnungen der Hülse von je 8 mm Durchmesser, von denen die eine in der Nähe des einen Endes nach oben und die andere in der Nähe des anderen Endes nach unten aus der Hülse ausmündet, als zweckn:Mig erwiesen. Der Rohrheizkörper ist bevorzugt haamadelförmig gebogen und so eingebaut, daß die beiden Schenkel seines Heizrohres im wesentlichen in einer waagerechten Ebene liegen. Hierdurch ist gewährleistet, daß der Rohrheizkörper aus dem absinkenden Flüssigkeitsspiegel in kürzester Zeit vollständig austaucht. Hierbei erhält die den Rohrheizkörper und den Temperaturfühler umgebende Hülse zweckmäßig einen in waagerechter Richtung langgestreckten Querschnitt.The correct size of the wall openings in the sleeve can be determined empirically for a specific tubular heater. On the one hand, the openings are to be chosen large enough to ensure a fluid circulation through the sleeve to such an extent that the temperature inside the sleeve does not rise significantly above the temperature surrounding it or even inside the sleeve the liquid evaporates, which leads to premature Shutdown would lead. The openings will then also be large enough as a rule to ensure that the liquid can drain off quickly from the emerged sleeve. On the other hand, the wall openings of the sleeve will not be chosen to be unnecessarily large in order to safely exclude the influence of bubbling liquid. In a tubular heating element designed for 600 watts, bent in the shape of a hairpin and an effective length of about 300 mm, there are two wall openings in the sleeve, each 8 mm in diameter, one near one end upwards and the other near the at the other end opens out of the sleeve downwards, proved to be useful: Mig. The tubular heating element is preferably bent in the shape of a hairpin and installed in such a way that the two legs of its heating tube are essentially in a horizontal plane. This ensures that the tubular heating element emerges completely from the sinking liquid level in the shortest possible time. Here, the sleeve surrounding the tubular heating element and the temperature sensor is expediently given a cross-section which is elongated in the horizontal direction.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht gegen die Heizkörper- und Anschlußseite eines Flüssigkeitsbehälters, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Rohrheizkörper nach Linie III-III der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der F i g. 3. In dem mit 1 bezeichneten Flüssigkeitsbehälter ist unten eine elektrische Heizung vorgesehen, die aus in gleicher Höhe seitlich nebeneinander angeordneten Rohrheizkörpern 2 und einem in höherer Lage angeordneten Rohrheizkörper 3 besteht.The invention is explained below with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows a view of the radiator and connection side of a liquid container, FIG. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1, Fig. 3 shows a section through the tubular heater according to the invention along line III-III of FIG. 2, Fig. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 3. In the liquid container designated by 1 , an electric heater is provided at the bottom, which consists of tubular heating elements 2 arranged laterally next to one another at the same height and a tubular heating element 3 arranged in a higher position.
Die Rohrheizkörper sind bekannte Heizrohre, deren Heizleiter in einem Metallblechmantel in Isoliermaterial eingebettet sind. Die unteren Heizkörper 2 sind für eine verhältnismäßig große Leistung ausgelegt und haben beim Ausführungsbeispiel je drei haarnadelförmig gebogene Heizrohre 4 mit insgesamt sechs Anschlußenden 5. Der obere Rohrheizkörper 3 hat nur ein einziges haarnadelförmig gebogenes Heizrohr 6 mit zwei Anschlußenden 7. The tubular heating elements are known heating tubes, the heating conductors of which are embedded in a sheet metal jacket in insulating material. The lower heating elements 2 are designed for a relatively high output and in the exemplary embodiment each have three hairpin-shaped curved heating tubes 4 with a total of six connecting ends 5. The upper tubular heating element 3 has only a single hairpin-shaped curved heating tube 6 with two connecting ends 7.
Bei allen vorhandenen Rohrheizkörpern durchsetzen die Anschlußenden 5 bzw. 7 der Heizrohre 4 bzw. 6 einen Halteflansch 10, der den Wanddurchbruch 11 des Behälters 1 abdeckt. Die Heizrohrenden 5 der Heizkörper 2 sind mit ihrem Metallmantel in den Halteflansch 10 eingeschweißt oder eingelötet. Beim Ausführungsbeispiel (F i g. 2) sind die Durchbrüche 11 der Behälterwand je von einem Stutzen 12 eingefaßt, der einen nach außen gerichteten Flansch 13 hat. Der Halteflansch 10 nimmt in einer eingepreßten Ringnut einen Dichtungsring 14 auf, mit dem er gegen den Flansch 13 abdichtet. Die Dichtungspressung wird durch eine auf den Rand des Halteflansches 10 drückende Ringscheibe 15 erzeugt, die mittels Schrauben 16 gegen den Flansch 13 angezogen wird.In all existing tubular heating elements, the connecting ends 5 and 7 of the heating tubes 4 and 6 pass through a retaining flange 10 which covers the wall opening 11 of the container 1. The heating tube ends 5 of the radiators 2 are welded or soldered into the retaining flange 10 with their metal jacket. In the exemplary embodiment ( FIG. 2), the openings 11 in the container wall are each surrounded by a connecting piece 12 which has a flange 13 directed outwards. The retaining flange 10 receives a sealing ring 14 in a pressed-in annular groove, with which it seals against the flange 13. The sealing pressure is generated by an annular disk 15 which presses on the edge of the retaining flange 10 and which is tightened against the flange 13 by means of screws 16 .
Ferner hat beim Ausführungsbeispiel der Halteflansch 10 einen tiefgezogenen Mittelteil 10 a, mit dem er sich in dem Durchbruch der Behälterwand bzw. dem Stutzen 12 zentriert.Furthermore, in the exemplary embodiment, the retaining flange 10 has a deep-drawn central part 10 a, with which it is centered in the opening in the container wall or the nozzle 12.
Bei dem an höchster Stelle befindlichen Rohrheizkörper 3 ist dem Heizrohr 6 ein rohrförnüger Fühler eines hydraulischen Reglers zugeordnet. Der Fühler steckt in einer Rohrhülse 19, die an ihrem durch den Halteflansch 10 herausragenden Ende offen und an ihrem freien Ende geschlossen ist. In diese Rohrhülse 19 kann der Fühler, der mit dem Regelschalter durch ein Kapillarrohr verbunden ist, eingesteckt werden. An dem Heizrohr 6 liegt die Rohrhülse 19 mit gutem Wärmekontakt an. Vorzugsweise ist sie mit den beiden Heizrohrschenkeln verlötet oder durch schellenförmige Wärmeleitbleche 20 verbunden (F i g. 4).In the case of the tubular heating element 3 located at the highest point, the heating tube 6 is assigned a tubular sensor of a hydraulic controller. The sensor is located in a tubular sleeve 19 which is open at its end protruding through the holding flange 10 and closed at its free end. The sensor, which is connected to the control switch by a capillary tube, can be inserted into this tubular sleeve 19. The tubular sleeve 19 rests against the heating tube 6 with good thermal contact. It is preferably soldered to the two legs of the heating tube or connected by means of clamp-shaped heat conducting plates 20 ( FIG. 4).
Das Heizrohr 6 ist in seiner ganzen Länge von einer Blechhülse 21 umgeben. Die Blechhülse 21 hat einen so großen Querschnitt, daß ihre Wände allseitig von dem Heizrohr 6 und dem Fühleraufnahmerohr 19 Abstand haben. Sie durchsetzt mit ihrem einen Ende den Halteflansch 10 und ist vor diesem durch eine Stirnwand 22 und an ihrem freien Ende durch eine Stimwand 23 abgeschlossen. Die Heizrohrenden 7 und das Fühleraufnahmerohr 19 durchsetzen die vordere Stirnwand 22 und sind mit dieser verschweißt oder verlötet. In der Nähe des Halteflansches 10 hat die Hülsenwand eine Öffnung 24, die in der waagerechten Einbaustellung oben liegt, und in der Nähe des anderen Endes eine Öffnung 25, die in der Einbaustellung nach unten zeigt. Diese Öffnungen bezwecken, bei in die Flüssigkeit tauchendem Heizkörper 3 einen starken Flüssigkeitszulauf um das Heizrohr und den Fühler herum aufrechtzuerhalten, und sind, wie oben schon erläutert, dementsprechend bemessen. Beim Austauchen des Heizkörpers 3 aus der Flüssigkeit fließt die Flüssigkeit aus der Hülse 21 durch die Öffnung 25 ab. Andererseits sind die öffnungen 24 und 25 so klein, daß hochsprudelnde siedende Flüssigkeit nicht in solchem Ausmaß in die Hülse 21 eintreten kann, daß die Abschaltfunktion des Temperaturfühlers beeinträchtigt würde.The entire length of the heating pipe 6 is surrounded by a sheet metal sleeve 21. The sheet metal sleeve 21 has such a large cross section that its walls are spaced from the heating tube 6 and the sensor receiving tube 19 on all sides. One end of it penetrates the holding flange 10 and is closed off in front of it by an end wall 22 and at its free end by an end wall 23 . The heating tube ends 7 and the sensor receiving tube 19 penetrate the front end wall 22 and are welded or soldered to it. In the vicinity of the retaining flange 10 , the sleeve wall has an opening 24 which is at the top in the horizontal installation position and an opening 25 which points downwards in the installation position in the vicinity of the other end. The purpose of these openings is to maintain a strong flow of liquid around the heating pipe and the sensor when the heater 3 is immersed in the liquid, and, as already explained above, are dimensioned accordingly. When the radiator 3 emerges from the liquid, the liquid flows out of the sleeve 21 through the opening 25 . On the other hand, the openings 24 and 25 are so small that boiling liquid cannot enter the sleeve 21 to such an extent that the switch-off function of the temperature sensor would be impaired.
Der Fühler 3 ist, wie beim Ausführungsbeispiel, zweckmäßig so eingebaut, daß die beiden Schenkel seines haarnadelfönnig gebogenen Heizrohres in waagerechter Ebene liegen. Hierbei ist der Querschnitt der Hülse 21 in waagerechter Richtung langgestreckt.As in the exemplary embodiment, the sensor 3 is expediently installed in such a way that the two legs of its hairpin-shaped curved heating pipe lie in a horizontal plane. Here, the cross section of the sleeve 21 is elongated in the horizontal direction.
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