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Elektrischer Durchlauferhitzer mit Wassermangelsicherung und
Sicherheitsschalter
Die Erfindung bezieht sich auf jene Art von elektrischen Durchlauferhitzern, bei denen eine im
Durchlaufweg angeordnete elektrische Heizwendel unmittelbar von der durchlaufenden Flüssigkeit um- spült wird.
Es ist bei derartigen Durchlauferhitzern bereits bekannt, im Stromkreis der Heizwendel zwei hinter- einander geschaltete Kontaktfedern anzuordnen, von denen jede durch einen besonderen Membranschal- ter betätigt wird, wobei einer der Membranschalter auf einen beim Durchfliessen der Flüssigkeit vor einer
Drosselstelle entstehenden Druck als Wassermangelsicherung anspricht.
Bei dem bekannten Durchlauferhitzer dieser Art dient der zweite Membranschalter im wesentlichen zum Ausschalten der Heizleitung bei Druckausgleich innerhalb des Gerätes, d. h. wenn in den Druckkam- mern beider Membranschalter gleicher Druck herrscht. In unvollkommener Weise wirkt bei dem bekann - ten Gerät der zweite Membranschalter auch als Sicherheitsschalter, da er auch bei Überdruck in seiner
Membrankammer die Heizleistung abschaltet. Wenn jedoch dort durch Dampfbildung im Heizkanal Überdruck ensteht, so spricht der zweite Membranschalter nur mit einer gewissen Verzögerung an, da sich der Überdruck erst über einen relativ engen Kanal bis in die Druckkammer des Membranschalters fortpflanzen muss.
Diese Verzögerung verursacht in vielen Fällen ein Durchbrennen der Heizwendel, weil die Abschaltung bei Dampfbildung innerhalb eines Sekundenbruchteiles erfolgen muss. Deshalb ist bei dem bekannten Gerät ein zusätzlicher von einem Wärmefühler gesteuerterSicherheitsschalter vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung zu verbessern, einen zusätzlichen Sicherheitsschalter unnötig zu machen, dafür aber den zweiten Membranschalter als verzögerungslos ansprechenden Sicherheitsschalter auszubilden.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Heizkanäle unmittelbar in der Überdruckkammer des zweiten Membranschalters münden und ein Teil der Heizwicklung noch innerhalb die- ser Dberdruckkammer liegt. Somit spricht der zweite Membranschalter unabhängig von der Wassermangelsicherung als Sicherheitsschalter an. Durch diese Anordnung des zweiten Membranschalters wird erreicht, dass eine Ausschaltung der Heizleistung erfolgt, sobald in den Heizkanälen durch Dampfbildung Überdruck entsteht, da ein solcher Überdruck dann unmittelbar in der Membrankammer des Sicherheitschalters auftritt. Ein im Durchlaufweg angeordneter Wärmefühler wurde nur auf langsame Überhitzung und nicht auf Dampfbildung reagieren und den Sicherheitsschalter in solchen Fällen zu spät betätigen.
Besonders zweckmässig lässt sich die Erfindung in der Weise verwirklichen, dass die Membran des zweiten Membranschalters als vorgeprägte Bimetallmembran ausgebildet und so angeordnet ist, dass sie sowohl bei Überdruck als auch bei übermässiger Erwärmung anspricht und die Kontaktfeder in öffnendem Sinne betätigt.
Um zu verhindern, dass ein unbeabsichtiges Wiedereinschalten der Heizwendel erfolgt, kann man in weiterer Ausbildung der Erfindung vorsehen, dass ein dem Membranhub des zweiten Membranschalters auf die Kontaktfeder übertragendesHebelglied in der Ausschaltstellung durch eine selbsttätige Sperre verriegelt ist.
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Dann muss nach dem Ansprechen des Sicherheitsschalters die Verriegelung erst von Hand gelöst wer- den, ehe das Gerät wieder in Betrieb genommen werden kann.
Ein vereinfachter Aufbau des Gerätes ergibt sich, wenn die Wassermangelsicherung mit dem Sicher- heitsschalter organisch zusammengebaut wird, u. zw. derart, dass beide Membranschalter koaxial zu- einander in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und die beiden Hubübertragungsglieder quer zur
Hubrichtung der Membranen angeordnet und aus dem Gehäuses herausgeführt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher beschrieben und in Fig. 1-5 darge- stellt.
Es zeigen Fig. 1 einen Aufriss des Durchlauferhitzers, Fig. 2 einen Schnitt II/H der Fig. 1. Fig. 3 einen
Längsschnitt III/III der Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt IV/IV der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt V/V der Fig. 3.
In einem aus isolierendem Kunststoff hergestellten Grundkörper 1 ist ein an einen Einlassstutzen 2 an- geschlossener Einlasskanal 3 angeordnet, in den eine einstellbare Drosselschraube 4 hineinragt. An den
Einlasskanal 3 schliesst sich ein Heizkanal 5 von grösserem Querschnitt an, in dem eine Heizwendel 6 angeordnet ist. Der Heizkanal 5 mündet in einer Kammer 7 im Grundkörper 1. Vom Raum 7 fahrt ein weiterer Heizkanal 5'. der eine Heizwendel 6'umschliesst, zu einem Auslasskanal 8, der in einem Aus- laufstutzen 9 endet. Die Heizkanäle 5, 5' und die an Anschlussklemmen 17, 17' angeschlossenen Heiz - wendel 6, 6'befinden sich in einem aus dem Grundkörper 1 herausnehmbaren Einsatzkörper 18.
Der Raum 7 ist nach aussen durch eine vorgeprägte Bimetallmembran 11 abgeschlossen, so dass der
Raum 7 als Überdruckkammer eines Membranschalters wirkt. Ein Teil 6"der Heizwendel 6, 6'ragt in den Raum 7 hinein. Die Bimetallmembran 11 wird von einem Membrangehäuseteil 19 gehalten, der oben durch eine zweite vorgeprägte Metallmembran 10 abgeschlossen ist. Zwischen den beiden Membranen
10, 11 befindet sich eine Membrankammer 20, die durch einen Verbindungskanal 21 an den Einlasskanal
3 vor der Drosselschraube 4 angeschlossen ist. Der Membrangehäuseteil19 ist mit einer Gehäusekappe 19', die eine äussere Membrankammer 22 umschliesst, mittels Schrauben 23 am Grundkörper befestigt. Die äussere Membrankammer 22 ist durch einen Verbindungskanal 24 an den Auslasskanal 8 angeschlos- sen.
Auf der Membran 11 stützt sich ein sich quer zum Membranhub erstreckendes Übertragungsglied 25 ab, das seitlich aus dem Membrangehäuseteil 19 herausgeführt ist. Dieses Übertragungsglied 25 ist durch ein elastisches Kunststoffröhrchen 25', das zur Abdichtung dient, mit dem Gehäuseteil 19 verbunden.
Das Übertragungsglied 25 liegt auf einer Isolierbrücke 26 auf, die zwei am Grundkörper 1 befestigte Kon- taktfedern 27 mechanisch miteinander verbindet. In gleicher Weise ist ein sich auf der Membran 10 abstützendes Übertragungsglied 28 aus der Gehäusekappe 19'nach aussen geführt und liegt auf einer Isolierbrücke 29 eines weiteren Kontaktfederpaares 30 auf. Die Kontaktfedern 27, 30 sind in den Stromkreis der Heizwendel 6, 6', 6"in Reihe eingeschaltet und arbeiten mit festen Gegenkontakten 31, 31' zusam- men. An der Stirnfläche des Übertragungsgliedes 25 liegt eine am Grundkörper 1 befestigte federnde
Zunge 32 an, die bei Ausschaltstellung des Übertragungsgliedes 25 über dessen freies Ende gleitet und verregelt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende : Normalerweise befindet sich die vorgeprägte Bimetallmembran 11 in der gezeichneten Stellung, bei der das Übertragungsglied 25 von der Isolierbrücke 26 etwas abgehoben ist, so dass die Kontaktfedern 27 unter dem Einfluss ihrer Eigenfederung an den Gegenkontakten 31'anliegen. Solange kein Wasserdurchfluss durch das Gerät stattfindet, hat auch die Membran 10 und das Übertragungsglied 28 die dargestellte Lage, bei der die Kontaktfedern 30 keinen Kontaktschluss mit dem Gegenkontakt 31 haben. Der Stromkreis der Heizwendel 6, 6' ist also nicht geschlossen.
Sobald nach Öffnen eines nicht dargestellten Zapfventils Wasser durch das Gerät fliesst, entsteht infolge der Drosselung bei 4 ein Druckunterschied in den Membrankammern 20 - 22, so dass die Membran 10 nach oben durchgedrückt wird. Dadurch wird mittels des Übertragungsgliedes 28 der Heizstromkreis zwischen den Kontaktfedern 30 und den Gegenkontakten 31 zweipolig geschlossen, so dass das durchlaufende Wasser erwärmt wird. Entsteht jedoch dabei in den Heizkanälen 5, 5'und im Raum 7 durch Dampfbildung Überdruck, so wird die Membran 11 nach oben durchgedrückt und durch das Übertragungsglied 25 die Kontaktfedern 27 vom Gegenkontakt 31'abgehoben und der Heizstromkreis unterbrochen.
Die Membran spricht in gleicher Weise auch an, wenn das im Raum 7 vorhandene Wasser eine übermässig hohe Temperatur annimmt, da die Bimetallmembran auch auf Temperaturerhöhung reagiert.
Sobald die Bimetallmembran 11, sei es durch Überdruck oder Übertemperatur. zum Ansprechen gebracht worden ist, das Übertragungsglied 25 also in die Ausschaltstellung geschwenkt worden ist, verriegelt die federnde Zunge 32 das Übertragungsglied 25 in dieser Stellung, so dass das Gerät erst wieder
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in Betrieb genommen werden kann, wenn nach Behebung der Störungsursache die federnde Zunge 32 von Hand zur Seite gedrückt und dadurch das Übertragungsglied wieder freigegeben worden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Durchlauferhitzer mit einer im Durchlaufweg der Flüssigkeit liegenden Heizwick- lung, die unmittelbar von der Flüssigkeit umspült ist und deren Stromkreis über zwei je von einem Mem- branschalter betätigte, hintereinander geschaltete Kontaktfedern geführt ist, wobei einer der Membranschalter auf einen beim Durchfliessen der Flüssigkeit vor einer Drosselstelle entstehenden Druck als Wassermangelsicherung anspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkanäle unmittelbar in der Überdruckkammer des zweiten Membranschalters münden und ein Teil der Heizwicklung noch innerhalb dieser Überdruckkammer liegt.