DE19606119C2 - Elektrisches Heizelement für Flüssiggasdruckregelgeräte - Google Patents

Description

Gasverbrauchsanlagen mit Flüssiggas bestehen im Haus­ halt oder im industriellen Bereich im allgemeinen aus einem Tank und einer Versorgungsanlage. Diese Anlage enthält die gesamte Rohrleitung vom Tank bis zum Ver­ braucher. Der Tank ist ausgebildet als Druckbehälter. Der im Behälter herrschende Druck hängt ab von der Au­ ßentemeperatur und liegt in der Regel zwischen ca. 4 und 10 bar. Dieser Druck ist für die Versorgung von häuslichen Gasgeräten zu hoch, da diese Geräte für ei­ nen Druck von 50 mbar ausgelegt sind. Der im Behälter herrschende Druck wird deshalb in zwei Stufen auf die­ sen Versorgungsdruck von 50 mbar reduziert. Dabei wird der Druck in der ersten Stufe vom Behälterdruck auf 0,7 bar reduziert. Mit diesem Druck erfolgt die Leitung zum Haus. Am Haus wird dann eine weitere Druckreduzierung auf den gewünschten Versorgungsdruck vorgenommen.

Flüssiggas enthält im allgemeinen geringe Anteile von Wasser oder Wasserdampf. Diese Anteile können jedoch höher werden durch Reste von Wasser, die aus der Prü­ fung der Druckbehälter und/oder des Tankfahrzeuges kom­ men. Weiter besteht die Möglichkeit, daß das Gas schon von der Raffinerie her Wasser enthält. Flüssiggas hat einen negativen Joule-Thompson Faktor, d. h. bei Ent­ spannung kühlt sich das Flüssiggas ab. Die Abkühlung ist proportional dem Druckgefälle. Enthält es nun we­ sentliche Bestandteile an Wasser, so kann es vorkommen, daß die Regler der 1. Stufe, wo die höchste Druckredu­ zierung stattfindet, vereisen. Dadurch kommt es entwe­ der zum Ansprechen von Sicherheitseinrichtungen oder einfach zum Abfallen des notwendigen Gasdrucks bis auf 0 bar.

Bis zum heutigen Tag hat man die auftretenden Probleme der Reglervereisung dadurch versucht zu vermindern, daß man die Regler überdimensioniert hat oder in den Reg­ lern selbst Räume geschaffen hat, in denen sich das Eis ablagern kann. Dadurch sind die Standzeiten der Regler bis zur Vereisung höher geworden und es ist in weniger Fällen zur Vereisung gekommen.

Für die Anlagen, die mit dieser Methode nicht zu einem ordnungsgemäßen Betrieb gebracht werden konnten, sind elektrische Begleitheizungen bekannt, die in der Form von Bändern um die Regler und die Leitungen gelegt wer­ den.

Die bekannten elektrischen Begleitheizungen haben den Nachteil, daß die Wärme nicht in der erforderlichen In­ tensität an die Orte gebracht wird, an denen die größte Kälteentwicklung stattfindet. Dies ist der Bereich der Ventile der Druckregler und der Bereich kurz dahinter.

Für Druckregler kleiner Leistung, insbesondere im Cam­ ping- und Caravaning-Bereich, ist eine elektrische Be­ heizung mittels eines elektrischen Widerstandes be­ kannt. Diese Lösung ermöglicht zwar die Wärme an die gewünschten Punkte des Druckreglergehäuses zu bringen, aber die Wärmeleistung ist gering und kann nicht, da sie konstant ist, an den jeweiligen Flüssiggasverbrauch mit der davon abhängigen Kälteentwicklung angepaßt wer­ den, es sei denn, es wird eine aufwendige zusätzliche elektrische Regelung vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbezeichneten Nach­ teile zu beseitigen, also eine Druckreglerheizung zu schaffen, die sich hinsichtlich ihrer Wärmeleistung an die jeweils vom Flüssigkeitsvolumen abhängige Kälteent­ wicklung anpaßt und außerdem die Druckreglerheizung so auszubilden, daß sie bei gu­ ter Wärmeübertragung an den Stellen des Druckreglerge­ häuses angebracht werden kann, in deren Bereich die größte Kälteentwicklung stattfindet.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Zur näheren Erläuterung des neuen Heizelementes für Flüssiggas-Druckregelgeräte wird auf die Zeichnung ver­ wiesen.

Es zeigen:

Fig. 1: Im Schnitt die Seitenansicht des Ge­ häuses des neuen Heizelementes mit Kaltleiter­ widerstand

Fig. 2: In Draufsicht das Gehäuse mit Kaltlei­ terwiderständen.

Wie aus den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 hervor­ geht, besteht das Heizelement aus einem zylindrischen Aus der DE 35 06 759 C1 ist ein Heizelement mit einem Kalt­ leiterwiderstand bekannt, dessen Widerstands-/Temperatur­ kennlinie bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Auf­ heizung stark reduziert. Das Gehäuse des Heizelements ist mit einer Einführung für elektrische Versorgungsleitungen verse­ hen. - Beim bekannten Heizelement ist die Wärmeübertragung vom Heizelement auf das Gehäuse nicht besonders gut. Außerdem eignet sich das Heizelement nicht zum Beheizen von Flüssig­ gas-Druckreglern, weil es nicht ex-geschützt ist.

Gehäuse 1, z. B. aus Messing, in dessen Inneren ein Kaltleiterwiderstand 2 am Boden befestigt ist. Der Durchmesser des Gehäuses 1 beträgt ungefähr 30 mm und die Höhe etwa 15 mm. Je nach Größe des Druckregelgerä­ tes können aber auch andere Abmessungen vorgesehen wer­ den, auch können die Gehäuseformen an das Gehäuse des Druckregelgerätes angepaßt werden. Im Inneren des Ge­ häuses 1 ist an seinem Boden der Kaltleiterwiderstand 2 befestigt. Dies kann z. B. mit Hilfe eines leitenden Klebstoffes oder durch Löten oder durch Anpressen er­ folgen. Der Kaltleiterwiderstand 2 ist über seine An­ schlußleitungen 3 und 4 mit einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden. Das Gehäuse 1 ist ferner mit einer temperaturfesten Vergußmasse 5 ausge­ füllt, einmal, um eine Isolierung zu erreichen, zum an­ deren wird mit der Vergußmasse der notwendige elektri­ sche ex-Schutz erreicht. Hierdurch wird einmal ein kom­ paktes Heizelement geschaffen, zum anderen trägt die Vergußmasse 5 zur Eigensicherheit des Heizelementes bei.

Nach oben ist das Heizelement durch einen Gehäusedeckel 6 abgeschlossen. Die Befestigung des Gehäusedeckels 6 erfolgt durch Bördelung der Gehäusewand.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht ein Heizelement mit am Boden des Gehäuses 1 befestigten Kaltleiterwiderständen 2. Die Kaltleiterwiderstände sind elektrisch parallel geschaltet und über die Leitungen 3, 4 über die dich­ tende Einführung 7 mit Überwurfmutter an eine elektrische Energiequelle (nicht dargestellt) angeschlossen.

Das Heizelement wird im Betrieb an der Gehäusewand des Druckregelgerätes befestigt. Die Befestigung kann da­ bei, insbesondere wenn es sich um eine nachträgliche Ausrüstung handelt, mit Federn erfolgen. Um den Wärme­ übergang vom Heizelement zum Gehäuse des Druckregelgerätes zu verbessern, ist zwischen Gehäuseboden des Gehäuses 1 des Heizelementes und dem Gehäuse des Druckregelgerätes eine Wärmeleitpaste eingebracht. Die Anordnung des Heizelementes erfolgt dabei an der Stelle des Druckre­ gelgerätes, die hinsichtlich der Vereisung besonders kritisch ist.

Im Betrieb hängt die Wärmeleistung des Heizelementes weitgehend von der Temperatur am Kaltleiterwiderstand ab. Entsprechend der Widerstands/Temperatur-Kennlinie des Kaltleiterwiderstandes 2 fließt bei steigender Tem­ peratur immer weniger Strom, bis dieser bei Erreichen des Knickpunktes der Widerstands/Temperatur-Kennlinie fast auf Null absinkt, also kaum noch Heizung erfolgt. Das Heizelement nach der Erfindung paßt sich somit mit der jeweiligen Heizleistung an den Flüssigkeitsver­ brauch und die dadurch entstehende Kälte an. Dadurch werden die Energiekosten minimiert.

Bei Verwendung von parallelgeschalteten Kaltleiterwi­ derständen kann zudem durch Verwendung, von Kaltleiter­ widerständen mit verschiedenen Widerstands/Temperatur- Kennlinien ein stufenweises Wirksamwerden der Halblei­ terwiderstände erreicht werden.

In besonders kritischen Fällen kann mit den einzelnen Kaltleiterwiderständen oder auch nur einem von diesen ein Heizwiderstand in Reihe geschaltet werden, z. B. um die Heizleistung zu erhöhen. Die selbsttätige Regelung der Heizleistung je nach Temperatur bleibt dabei erhal­ ten.

Claims (5)

1. Heizelement für Flüssiggas-Druckregler mit minde­ stens einem Kaltleiterwiderstand (2), wobei jeder Kalt­ leiterwiderstand (2) eine Widerstands-/Temperatur­ kennlinie aufweist, die bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Aufheizung stark reduziert, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Heizelement ein Ex-geschütztes Ge­ häuse (1) mit einem Boden und einer Gehäusewand aufweist, dass die Gehäusewand mit einer Einführung (7) für elektri­ sche Versorgungsleitungen (3, 4) versehen ist, dass jeder Kaltleiterwiderstand (2) am Boden des Gehäuses befestigt ist und dass das Gehäuse zur Erreichung einer Isolierung jedes Kaltleiterwiderstands (2) sowie des elektrischen Ex-Schutzes mit einer temperaturfesten Vergussmasse aus­ gefüllt ist.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) des Heizelements mit Federn am Ge­ häuse des Flüssiggas-Druckreglers befestigt ist.

3. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführung (7) gasdicht ausgeführt ist.

4. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (1) des Heizelements und dem Gehäuse des Flüssigas- Druckregelgeräts eine Wärmeleitpaste vorgesehen ist.

5. Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kaltleiterwi­ derstand (2) mit einem elektrischen Heizungswiderstand in Reihe geschaltet ist.