DE8000337U1 - ELECTRICAL HEATING EQUIPMENT FOR RADIATORS, BOILERS OR THE LIKE. - Google Patents
ELECTRICAL HEATING EQUIPMENT FOR RADIATORS, BOILERS OR THE LIKE.Info
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Description
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Gerda Reeb
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Elektrische Heizeinrichtung für Heizkörper, Heizkessel oder dergleichenElectric heating device for radiators, boilers or like that
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung für Heizkörper, Heizkessel oder dergleichen, insbesondere zur Raumheizung, bei der ein elektrischer Widerstand durch Stromdurchgang erwärmt wird und die dabei erzeugte Wärme an das Heizmittel im Heizkörper, Heizkessel oder dergleichen abgegeben wird.The invention relates to an electrical heating device for Radiators, boilers or the like, in particular for space heating, in which an electrical resistance is created through the passage of current is heated and the heat generated is given off to the heating medium in the radiator, boiler or the like will.
Bei derartigen elektrischen Heizeinrichtungen wird üblicherweise durch Strom in einem isoliert aufgewickelten Widerstandsdraht oder einem entsprechenden Stab Wärme erzeugt. Insbesondere eignen sich dazu Körper aus Graphit, Elektrodenkohle, Siliciumkarbid und Metalle wie Molybdän, Platin sowie Chrom-Nickel-Legierungen. Elektrische Raumheizungen dieser Art besitzen einaivergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad, so daß deren Verwendung selbst bei den derzeit außerordentlich hohen Kosten für fossile Brennstoffe kaum für Raumheizungszwecke, bestenfalls als Zusatzheizung, in Betracht gezogen wird.In the case of electrical heating devices of this type, electricity is usually used in an insulated wound resistance wire or a corresponding rod generates heat. In particular, bodies made of graphite, electrode carbon, Silicon carbide and metals such as molybdenum, platinum and chromium-nickel alloys. Electric space heaters of this type have a comparatively low efficiency, so that their use hardly for space heating purposes, even with the currently extraordinarily high cost of fossil fuels, at best as additional heating, is considered.
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Die Aufgabe wird erfifidungsgemäß gelöst durch eine Kathodenstab-Heizeinrichtung .The object is achieved according to the invention by a cathode rod heating device .
Vorzugsweise weist diese Kathodenstab-Heizeinrichtung einen mit einem Stromquellenanschluß verbundenen (Kathoden-)Stab aus Leiterwerkstoff, ein mit dem anderen Stromquellenanschluß verbundenes und den Stab im wesentlichen konzentrisch umgebendes diesem gegenüber isoliertes Gehäuse aus ebenfalls Leiterwerkstoff und ein den Raum zwischen Stab und Gehäuse füllendes temperaturbeständiges.( absolut) nichtleitendes Medium auf.Preferably, this cathode rod heating device has a (cathode) rod made of conductor material connected to a power source connection, a housing connected to the other power source connection and essentially concentrically surrounding the rod, which is also insulated from conductor material, and a temperature-resistant housing that fills the space between the rod and the housing . ( absolutely) non-conductive medium.
Als derartiges Medium eignet sich insbesondere destilliertes/ gegebenenfalls neutralisiertes Wasser oder Transformatorenöl. Dieses Medium bildet einen elektrischen Heizwiderstand sehr hohen Widerstandswertes, der durchschlagsfest ist und der die erzeugte Wärme über das Gehäuse an das Heizmittel in dem Heizkörper, dem Heizkessel oder dergleichen abgeben kann. Distilled / optionally neutralized water or transformer oil is particularly suitable as such a medium. This medium forms an electrical heating resistor with a very high resistance value, which is dielectric-proof and which can give off the generated heat via the housing to the heating means in the radiator, the boiler or the like.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weiter^gebildet.The invention is further developed by the features of the subclaims.
Durch die Erfindung wird eine Heizeinrichtung ermöglicht, die auch als Baueinheit anschlußfertig lediglich in den Heizkörper, den Heizkessel oder dergleichen eingesetzt werden muß und an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden kann, wobei die Baueinheit zweckmäßigerweise einen einstellbaren Thermostatregler und eine Berührungsschutzeinrichtung, gegebenenfalls eine Anzeigelampe oder dergleichen aufweist. Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist daher nicht nur bei ortsveränderlichen Heizeinrichtungen für Raumheizungszwecke, sondern auch bei ortsfest installierten Heizkörpern und Heizkesseln einsetzbar, wobei keine besonderen Umbauten erforderlich sind. Das heißt also, daß auch ednendt einer mit fossilen Brenn-The invention enables a heating device that is also ready for connection as a structural unit only in the radiator, the boiler or the like must be used and can be connected to the public grid, whereby the unit expediently has an adjustable thermostat controller and a touch protection device, if necessary has an indicator lamp or the like. The heating device according to the invention is therefore not only for portable Heating devices for space heating purposes, but also Can be used with stationary installed radiators and boilers, whereby no special modifications are required. This means that even someone with fossil fuels
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Heizeinrichtung der genannten Art so auszubilden, daß der Wir- <; kungsgrad stark erhöht ist.It is therefore the object of the invention to provide an electrical heating device of the kind mentioned in such a way that the we- <; efficiency is greatly increased.
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stoffen beheizten Heizeinrichtung versehene Zentralheizungsanlage ,ohne an der diese fossilen Brennstoffe verwendenden Heizeinrichtung Änderungen vornehmen zu müssen, mittels der erfindangsgemäßen elektrischen Heizeinrichtung ausgerüstetCentral heating system provided with a material-heated heating device, without using fossil fuels To have to make changes to the heating device, equipped by means of the electrical heating device according to the invention
werden kann. Diese kann einerseits an jedem oder einigen Meizkörpern vorgesehen sein, kann aber auch bei Zentralhei- «ungsanlagen in deren Heizkessel vorgesehen werden.can be. On the one hand, this can apply to everyone or to some Meizkkörper be provided, but can also be provided in central heating systems in their boilers.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestelltenThe invention is illustrated with reference to the drawing
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt im Schnitt schematisch eine in einen Heizkörper eingebaute erfindungsgemäße Kathodenstab-Heizeinrichtung«Embodiment explained in more detail. The single figure shows a schematic section of one built into a radiator cathode rod heating device according to the invention "
Die Figur zeigt die Wand einps Heizkörpers 1, in der ein üblicherweise mittels eines Schraubnippels verschlossener Gewindedurchgang 2 vorgesehen ist. In diesen Gewindedurchgang 2 ist die erfindungsgemäße Kathodenstab-Heizeinrichtung 3 nach außen dicht eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt.The figure shows the wall einps radiator 1, in which a usually threaded passage 2 closed by means of a screw nipple is provided. In this thread passage 2 is the cathode rod heating device 3 according to the invention inserted tightly to the outside, preferably screwed in.
Die Kathodenstab-Heizeinrichtung 3 besteht im wesentlichen aus einem zentralen (Kathoden-) Stab 4 aus Leiterwerkstoff wie V2 A und einem den Stab 4 im wesentlichen konzentrisch umgebenden Gehäuse 5 aus ebenfalls Leiterwerkstoff wie ebenfalls V2A. Der Stab 4 ist gegenüber dem Gehäuse 5 isoliert, beispielsweise mittels eines Isolierstücks 6. In dem Raum »wischen Stab 4 und Gehäuse 5 befindet sich eine temperaturbeständige t (absolut) nichtleitende Flüssigkeit 7, wie insbesondere destilliertes gegebenenfalls neutralisiertes Wasser. Der Werkstoff für das Gehäuse ist darüber hinaus gut wärmeleitend. Das dem Gewindedurchgang 2 nahegelegene Ende des Gehäuses 5 ist weiter von einem Isolierstück 8 umgeben, an das sich wiederum ein Einschraubteil 9 anschließt, mittels dem die gesamte Kathodenstab-Heizeinrichtung 3 in den Gewindedurchgang 2 dicht eingeschraubt werden kann.The cathode rod heating device 3 consists essentially of a central (cathode) rod 4 made of a conductor material such as V2A and a housing 5, which surrounds the rod 4 essentially concentrically, and is also made of a conductor material such as V2A. The rod 4 is insulated from the housing 5, for example by means of an insulating piece 6. In the space between the rod 4 and the housing 5 there is a temperature- resistant (absolutely) non-conductive liquid 7, such as in particular distilled or neutralized water. The material for the housing is also a good heat conductor. The end of the housing 5 close to the threaded passage 2 is further surrounded by an insulating piece 8, which is in turn connected to a screw-in part 9 by means of which the entire cathode rod heating device 3 can be screwed tightly into the threaded passage 2.
An das Gehäuse 5 einerseits und an den Stab 4 andererseits sind Zuführleitungen 10 bzw. 1Ϊ angeschlossen, die zu Strom-To the housing 5 on the one hand and to the rod 4 on the other hand supply lines 10 or 1Ϊ are connected, which lead to electricity
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versorgungsanschlUssen 13 bzw. 12 führen« Diese Stromveraargungsanschlüsse 12 und 13 sind entweder mit einer Wechsel-Stromquelle 14 oder einer Impulsstromquelle verbindbar, die aus einer Gleichstromversorgung vie einer Batterie 16 und einem Zerhacker 15 besteht. Die Wechselstromquelle 14 ist vorzugsweise das öffentliche Stromversorgungsnetz, d.h., daß die Stromversorgungsanschlüsse 12,13 durch die Stifte eines Steckers gebildet sein können, der in eine übliche Steckdose einsetzbar ist. Zweckmäßigerweise sind im Ver^ lauf der Stromversorgungsleitungen 10,11 einerseits zum Schütze des Verwenders eine Berührungsschutzeinrichtung wie ein Fl-Schutzschalter 17 (Fehlerstromschutzschalter) und andererseits zur Steuerung der Temperatur im zu beheizenden Raum und damit der Stromzufuhr zur erfindurigsgemäßen Heizeinrichtung 3 ein Thermostatregler 18 üblicher Bauart vorgesehen. Schließlich weist, wie dargestellt und wie allgemein üblich, der Heizkörper 1 einen Masseanschluß 19 auf. Während dieser- bei ffcst installierten Heizköpern im Allgemeinen bereits vorhanden ist , müßte er gegebenenfalls bei anderen Ausführungsformen des Heizkörpers 1 gesondert vorgesehen sein und kann durch eine entsprechende Verbindung des Heizkörpers 1 mit dem Schutzkontakt eines Steckers erreicht werden.supply connections 13 and 12 lead to these power supply connections 12 and 13 are either with an AC power source 14 or a pulse power source can be connected, the consists of a DC power supply such as a battery 16 and a chopper 15. The AC power source 14 is preferably the public power supply network, i.e. that the power supply connections 12, 13 through the pins a plug can be formed that can be inserted into a conventional socket. Appropriately are in the ver ^ run of the power supply lines 10, 11 on the one hand to protect the user a contact protection device such as a Fl-protection switch 17 (residual current circuit breaker) and on the other hand to control the temperature in the room to be heated and thus the power supply to the heating device according to the invention 3 a thermostat controller 18 of conventional design is provided. Finally, as shown and as is generally customary, the radiator 1 has a ground connection 19. During these radiators installed at ffcst in general is already present, it would have to be provided separately in other embodiments of the radiator 1, if necessary be and can be achieved by a corresponding connection of the heater 1 with the protective contact of a plug will.
Schließlich weist der Heizkörper 1 selbst eine Heizmittelfüllung 20 auf, beispielsweise Wasser, das von korrodierenden Anteilen (Kalk oder dergleichen) befreit ist.Finally, the radiator 1 itself has a heating medium filling 20, for example water from corrosive Shares (lime or the like) is exempt.
Das nichtleitende Medium 7 bildet einen Widerstand außerordentlich hohen Widerstandswertes bei vergleichsweise einfacher Bauform, wobei die Wärmeübertragungsfläche an das Heizmittel 20 durch die Bauform von Stab 4 und Gehäuse 5i sowie dem Füllungsvolumen des Mediums 7 bestimmt ist. Selbstverständlich sind auch andere Medien 7 anstelle von destilliertem Wasser möglich, beispielsweise Transformatorenöl oder jedes andere Medium, das nichtleitend ist und das im interessierenden Temperaturbereich keiner Zersetzung unterliegt, insbesondere einer Zersetzung mit einem, wenn auch nur schwach, lei-The non-conductive medium 7 forms a resistance extremely high resistance value with comparatively easier Design, the heat transfer surface to the heating means 20 through the design of rod 4 and housing 5i and the filling volume of the medium 7 is determined. It goes without saying that other media 7 can also be used instead of distilled ones Water possible, for example transformer oil or any other medium which is non-conductive and which is not subject to any decomposition in the temperature range of interest, in particular a decomposition with, even if only weakly, a
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tenden Anteil. Wenngleich destilliertes Wasser vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar ist, sind auch andere Medien denkbar, beispielsweise auch Feststoffe und Gase. Insbesondere dann, wenn aufgrund der Temperaturänderungen eine starke Ausdehnung des Mediums erwartet werrlen muß, kann es zweckmäßig sein, ein Ausdehnungsgefäß vorzusehen. Es kann andererseits auch genügen, das Gehäuse 5 ausreichend druckfest zu bemessen.tendency share. Although distilled water is comparatively simple and inexpensive to produce, there are also other media conceivable, for example also solids and gases. Especially when due to temperature changes a strong expansion of the medium is expected it may be advisable to provide an expansion tank. On the other hand, it may also be sufficient to dimension the housing 5 to be sufficiently pressure-resistant.
Weiter ist auch die dargestellte Ausführung des dem Gewindedurchgang 2 zugeordneten Teils der Kathodenstab-Heizeinrichtung 3 lediglich beispielhaft und schematisch und kann jede andere die gleiche Wirkung erreichende Anordnung gewählt sein. Beispielsweise ist eine Anordnung denkbar, bei der das Einschraubteil 9 beim Einschrauben eine Preßwirkung auf das Isolierstück 8 und gegebenenfalls auch auf das Isolierstück 6 über das Gehäuse 5 ausübt. Auch der Boden des Gehäuses 5> d.h., der sich im Inneren des Heizkörpers 1 befindliche Teil, kann als selbständiges und dicht befestigtes Teil oder als einstückig angeformtes Teil beispielsweise nach Art einer Kugelschale ausgebildet sein. Wesentlich ist vielmehr die Anordnung aus Stab k, Gehäuse 5 und dazwischen befindlichem temperaturbeständigen nichtleitenden Medium 7i wobei der Leiterwerkstoff für den Stab k selbstverständlich durch das Medium 7 unangreifbar ist und weiter der Leiterwerkstoff für das Gehäuse 5 weder durch das Medium 7 noch durch das Heizmittel 20 angreifbar ist.Furthermore, the illustrated embodiment of the part of the cathode rod heating device 3 assigned to the threaded passage 2 is merely exemplary and schematic, and any other arrangement that achieves the same effect can be selected. For example, an arrangement is conceivable in which the screw-in part 9 exerts a pressing effect on the insulating piece 8 and possibly also on the insulating piece 6 via the housing 5 when it is screwed in. The bottom of the housing 5, ie the part located inside the radiator 1, can also be designed as an independent and tightly fastened part or as an integrally molded part, for example in the manner of a spherical shell. What is essential is rather the arrangement of rod k , housing 5 and temperature-resistant, non-conductive medium 7i located in between, whereby the conductor material for rod k is of course invulnerable to medium 7 and furthermore the conductor material for housing 5 neither through medium 7 nor through heating means 20 is vulnerable.
Mit einer .««olehon erfindungsgcmößtm Heizeinrichtung konnten bemerkenswerte Ergebnisse erreicht werden. Eine 75 qm-Wohnung üblicher Baunrt (Reiheneckhaus) wurde bei Außentemperaturen um 0 C mit zwei Heizkörpern mit erfindungsgemäßer Kathodenstab-Heizeinrichtung rtlleintj auf 22 C Haumtemperatur erwärmt. Es ergnb sich ein Leietungsbedarf von etwa 1,8 kW für 5000 WE (Wärmeeinheiten)· Das heißt, daß gegenüber handelsüblichen elektrischen Haumheizungen eine Einsparung von etwa 2/3 erreichbar let. With a heating device according to the invention, remarkable results could be achieved. A 75 square meter apartment of the usual type of building (row corner house) was heated to a room temperature of 22 ° C with two radiators with a cathode rod heating device according to the invention at outside temperatures of around 0 ° C. This results in a power requirement of about 1.8 kW for 5000 WE (heat units) · This means that compared to commercially available electrical house heaters, savings of about 2/3 can be achieved.
Von besonderem Vorteil ist, daß die erfindungsgemäße Kathodenstab-Heizeinrichtung
3 ohne Änderung der bestehenden Heizeinrichtung und der bestehenden Installation in Heizkörper
für Raumheizzwecke eingebaut werden kann. Dabei können der
Thermostatregler 18 und der Fl-Schutzschalter 17 zusammen
mit einem Betriebslämpchen (nicht dargestellt) in einom Gehäuse
untergebracht sein, das direkt an der Kathodenstab-Heizeinrichtung
3 angesetzt ist, wobei ein Netzanschlußkabel
mit Stecker vorgesehen ist, der lediglich in die nächste An- j schlußdose eingesteckt werden muß. Die erfindungsgemäße ;|It is particularly advantageous that the cathode rod heating device 3 according to the invention without changing the existing heating device and the existing installation in radiators
can be installed for space heating purposes. The
Thermostat controller 18 and the Fl-circuit breaker 17 together
be accommodated with an operating lamp (not shown) in a housing which is attached directly to the cathode rod heating device 3, with a power cord
is provided with a plug which only has to be plugged into the next junction box. The inventive; |
Kathodenstab-Heizeinrichtung 3 ist dabei nicht nur wie beim | erwähnten Ausführungsbeispiel für individuelle fest installier- '»! te oder transportable Heizkörper 1 anwendbar, sondern auch j|,The cathode rod heating device 3 is not only like the | mentioned embodiment for individual permanently installed '»! te or transportable radiator 1 can be used, but also j |,
für Heizkessel von Zentralheizungsanlagen, bei denen das Heizmittel
zentral erwärmt und im Umwälzbetrieb den einzelnen
Heizkörpern zugeführt wird. In üblicher Weise sind in diesem ,/>
Fall sowohl Sommer- als auch Winterbetrieb möglich, d.h.,
eine Steuerung über einen in einem bestimmten Wohnraum angeordneten zentralen Thermostatregler oder einen dem Brauch- ■■;
wasser-Erwärmungskreis zugeordneten· Thermostatregler. '-■■ for boilers in central heating systems in which the heating medium is heated centrally and the individual is in circulation mode
Radiators is fed. In this case, both summer and winter operation are usually possible, ie
a control via a central thermostat controller arranged in a certain living room or a custom ■■; · Thermostat controller assigned to the water heating circuit. '- ■■
Wie ohne Weiteres erkennbar, sind abhängig von den Bemessungen ,;;As can be easily seen, depending on the dimensions, ;;
und den verwendeten Werkstoffen ein mehr oder weniger schneller §and the materials used a more or less faster §
Anstieg der Temperatur des Mediums 7 bei Stromzufuhr er- ifIncrease in the temperature of the medium 7 when power is supplied
reichbar und mehr oder weniger hohe Maximaltemperaturen er- fy reachable and more or less high maximum temperatures er fy
reichbar. Durch die Steuerung mittels des Thermostatreglers t·· reachable. Controlled by means of the thermostat regulator t
4 Io ergeben sich aber bei allen Bauformen im wesentlichen 'j\ 4 Io essentially result in 'j \
gleiche Verbrauchswerte, da die mittels der erfindungsge- i.|same consumption values, since the by means of the invention i. |
mäßen Kathodeu.stab-Heizeinri chtung 3 erreichbaren Maximal- *with cathode rod heating device 3 achievable maximum *
temperaturen deutlich über der vom Thermostatregler 18 bestimmten höchsten Temperatur liegen.temperatures well above that determined by the thermostat controller 18 the highest temperature.
Die Verv-niifliing der
<>rf :i.w1ungf<goitiüß<m Heissr i »richtung ist auch
konkurrriifcffih i g mit üblichen mit fossilen Brennstoffen betriebenen
Ileizeinrichtutigcn. Insbesondere vorteilhaft diesen gegenüber let, daß eine Vorratshaltung des fossilen Brennstoffes The use of the <> rf: i.w1ungf <goitiüß <m Heissr i »direction is also
Competitive with conventional fossil fuel-fired domestic establishments. Particularly advantageous over this let that a stockpiling of the fossil fuel
(insbesondere Erdöl) und eine bei dessen Verbrennung zwange's' weise erfolgende Uimreltverschrautzung wegfällt. Darüber hinaus I ist der für die Vorratshaltung erforderliche kostspielige I , Raum nicht erforderlich. Falls jeder Heizkörper mit einer gesonderten erfindungsgemäßen Heizeinrichtung versehen ist, ergibt sich weiter, daß einerseits der für eine zentrale Heizeinrichtung erforderliche Raum ohne zusätzlichen Raumbedarf für die erfindungsgemäße Heizeinrichtung eingespart werden kann, wobei darüber hinaus die durch die verlegten Rohrleitungen zwangsläufig auftretenden Verluste nach außen nicht auftreten können.(especially crude oil) and one of its burning forces' The wise pollution of Uimrelt is no longer applicable. Furthermore I is the expensive one required for stockpiling I, space not required. If each radiator is provided with a separate heating device according to the invention, it also results that on the one hand the space required for a central heating device without additional space requirements can be saved for the heating device according to the invention, in addition, the laid by the Pipelines inevitably occurring losses to the outside cannot occur.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist nicht nur für Heizzwecke in Haushalten verwendbar, sondern auch zum Heizen von \[ Schwimmbädern, von Treibhäusern oder dergleichen, d.h., über-The heating device according to the invention can be used not only for heating purposes in households, but also for heating \ [ swimming pools, greenhouses or the like, ie, over-
s all dort, wo bisher elektrische Heizeinrichtungen oder mits wherever previously electrical heating devices or with
I fossilen Brennstoffen beheizte Heizungsanlagen verwendetI used fossil fuel heated heating systems
I1' werden.I will be 1 '.
;; Selbstverständlich sind noch zahlreiche weitere Ausführungs- ; ; Of course, numerous other design options are also available.
i( formen möglich. Insbesondere ist es bei geeigneter Bemessungi (shapes possible. In particular it is with suitable dimensioning
·: möglich, mittels der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung Dampf·: Possible, by means of the heating device according to the invention, steam
κ und Sattdampf zu erzeugen, mit dem ein Generator betriebenκ and to generate saturated steam with which a generator is operated
ί werden kann. Dies ist insbesondere dann von besonderem Vor- ί can be. This is especially important then
'.[ teil, wenn die Kathodenstab-Heizeinrichtung so ausgebildet '. [ part, if the cathode rod heater is so designed
ί ist, daß in vergleichsweise kurzer Zeit außerordentlich hohe ί is that extremely high in a comparatively short time
' Temperaturen erreicht werden können. Die Erfindung ist somit'Temperatures can be reached. The invention is thus
auch dort anwendbar, wo bisher befeuerte Dampfheizungsanlagen verwendet werden.Can also be used where previously fired steam heating systems have been used.
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Claims (1)
daß die Kathodenstab-Heizeinrichtung (3) aufweist:
einen Stab (4) aus Leiterwerkstoff, der über eine Leitung (11) mit dem einen Stromquellenanschluß (12) verbunden ist,2. Heating device according to claim 1, which has power source connections for connection to a power source for the passage of current, characterized in that
that the cathode rod heating device (3) has:
a rod (4) made of conductor material which is connected to the one power source connection (12) via a line (11),
ein den Raum zwischen Stab (4) und Gehäuse (5) füllen-a housing (5) made of conductor material and essentially concentrically surrounding the rod (4) and insulated from it, which is connected to the other power source connection (13) by means of a line (10), and
a fill the space between rod (4) and housing (5)
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