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Elektrische Heizvol'Ichtung mit Induktionslleizung, insbesondere fiir Warm- wasserbereitung.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine elektrische Heizvorriechtnng für Flüssigkeiten. insbesondere zur Warmwasserbereitung, aber auch zur Erhitzung anderer Flüssigkeiten zu den verschiedensten häuslichen und industriellen Zwecken. Die Vorrichtung bezieht sich auf jene bekannten
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doppelwandiger Spulenträger für die Primärwindung ausgebildet ist, durch dessen von den Doppelwenden gebildeten Hohlraum die zu erwärmende Flüssigkeit fliesst.
Die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel der Heizvorriehtung emäss der Erfindung dar. 1 ist ein lamellierter, geschlossener Eisenring, 2 eine als hohler, doppelwandiger Spulenträger ausgebildete Sekundärwindung aus Eisen, Metallblech od. dgl. und 3 die Primärwicklung. z. B. aus emailliertem Draht, die mit ihrer untersten Lage isoliert auf dem Spulenträger 2 aufgewickelt ist. Die Primärwicklung kann aber auch auf der Innenseite des Spulenträgers gewickelt oder eingesehoben sein.
Der von den Doppelwänden gebildete Hohlraum 6 des Spulenträgers wird von dem zu erwärmenden Wasser durchflossen, während durch den innersten Hohlraum der Eisenring 1 hindurchgeht. In den Hohlraum 6 kann eine Schraubenfläche 4 eingebaut sein, in welchem Falle das Wasser schraubenförmig und schneller durch den Hohlkörper fliesst, welcher Umstand die Wärmeableitung begünstigt. Die primären Amperewindungen erzeugen im Spulenkörper als kurzgeschlossene Windung den sekundären Heizstrom, dessen Energie sich restlos in Wärme umwandelt, die vom strömenden Wasser aufge- nommen wird.
Die Ausbildung der Sekundärwindung als doppelwandiger Spulenträger hat den Zweck, die gebildete Wärme in sehr wirksamer Weise nutzbar zu machen. Ferner werden die ebenfalls in Wärme sich umsetzenden Eisen-und Kupferverluste des Transformators einerseits auf einfachste Weise nutzbar gemacht und anderseits werden das Kupfer und das Eisen bei noch so langem Betriebe der Heizvorriehtung keine viel höhere Temperatur als die des durchfliessenden Wassers annehmen, obwohl man sie lange nicht so reichlich zu bemessen braucht, wie es sonst bei einem normalen Transformator unbedingt notwendig wäre. Auf Grund dieser Möglichkeit wird auch der Transformator leicht und billig.
Bei Heizvorriehtungcn. bei welchen in bekannter Weise der sekundäre Teil aus Rohrwindungen besteht, ist eine solche Dimensionierungnicht mehr möglich, weilhier die Wärmeübertragungsverhältnisse zwischen Primär-und Sekun där- windungen wesentlich ungünstiger sind.
Um das Abfliessen der aus den Eisenverlusten resultierenden Wärme durch den Spulenträger in das Wasser zu begünstigen, sind zweckmässig in der Längsrichtung des Spulenkörpers verlaufende Abschlussleisten 5 aus Eisen oder Metall vorgesehen, welche mit ihren beiden Seiten direkt ohne jede Zwischenisolation einerseits am Kern 1 und anderseits am Spulenträger 2 anliegen und solcherart eine Brücke für den Wärmeübergang bilden. Im übrigen erfolgt die Dimensionierung der Teile der Heiz- vorrichtung in einer solehen Weise, dass ein Minimum an Ohmscher Wärme im Primärkupfer und ein Minimum an Wirbelstrom-und Hysteresiswärme im Eisenkern entsteht ; diese Wärmemengen werden
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nahezu verlustlos arbeitet.
Für den praktischen Gebrauch wird eine solche Heizvorrichtung mit einem Sehaltmechanismus ausgestattet, der im wesentlichen darin besteht, dass ein von Hand aus zu betätigender elektrischer Schalter und ein Abschlussorgan für die Flüssigkeit so in Beziehung zueinander gebracht sind, dass der Schalter nur bei einem gewissen Wasserausfluss eingeschaltet bleibt und durch eine Federkraft selbsttätig ausgeschaltet wird, wenn das Abschlussorgan geschlossen wird, wobei aber der Schalter auch von Hand gelöst werden kann, so dass ohne Unterbrechung des Wasserlaufs kaltes oder warmes Wasser für Haushaltungen und gewerbliche Zwecke entnommen werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Heizvorrichtung mit derartigem Schaltmechanismus ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Vorrichtung wird z. B. an einer geeigneten Stelle der Zimmerwand mit Schrauben an Tragleisten T (Fig. 4) befestigt und der Anschluss an die Wasserleitung vermittels Holländer hergestellt. Wird das Absperrventil 9 aufgedreht, so durchfliesst das Wasser die beiden Spulenträger 2 und fliesst dann bei der Ventilmündung oder einem vorgeschalteten Schwenkhahn aus. Will man warmes Wasser, so drückt man auf den Griff 11 des Handhebels 12.
Dadurch wird der Strom eingeschaltet und es fliesst sofort heisses Wasser aus, dessen Temperatur einfach dadurch geregelt werden kann, dass man durch Drosselung des Ventils 9 mehr oder weniger Wasser ausfliessen lässt. Um den Schalthebel 12 nicht dauernd in der Hand halten zu müssen, wird der Schalter in der Schliessstellung bei einem gewissen minimalen Wasserdurchfluss durch das Ventil 9 arretiert und zwar derart, dass man das Ventil nach Belieben aufdrehen kann, ohne den Schalter zu betätigen. Wird aber das Ventil ganz zu-
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gedreht, dann gibt die Arretierung den Schalter frei und der Strom wird sofort unterbrochen. Diese Anordnung bezweckt, dass man wohl einschalten muss, um warmes Wasser nach Belieben zu erhalten, dass sich aber nach Gebrauch, sobald der Auslauf geschlossen ist, der Strom selbsttätig ausschaltet.
Da der Schalthebel 72 auch von Hand aus ausgeschaltet werden kann, kann man nach dem warmen Wasser sofort kaltes Wasser erhalten, ohne erst das Ventil 9 zudrehen zu müssen.
Der Zusammenhang zwischen dem Schaltmechanismus und dem Ventil 9 ist folgender :
An einer Isolierplatte 7 der Vorrichtung sind zwei einpolige Schalter, je einer für jede der beiden Primärspulen gelagert, deren Federn 8 stets bestrebt sind, die Schalter auszuschalten. Die Schalter und damit der Stromkreis können durch einen gemeinsamen Bügel 10 geschlossen werden, der den beweglichen Teil dieser Schalter betätigt. Der Handhebel 12 ist um dieselbe Achse 7. 3 drehbar, wie der Bügel 10, er ist aber mit dem Bügel 10 nicht fest, sondern über ein Glied, beispielsweise einen Lenker 14 verbunden.
Dieses Glied besitzt einen Schlitz 15, in welchem ein Stift 16 des Bügels 10 geführt ist. Drückt man auf den Griff 11, so muss der Bügel 10 eine Drehung in demselben Sinne wie der Hebel 12 ausführen. Durch diese Drehung werden die Schalter eingeschaltet ; beim Auslassen des Griffes bringen die Schalterfedern 8 alle Teile wieder in die Ausgangsstellung zurück.
Würde man den Apparat nur mit dieser Einrichtung ausrüsten, so miisste man den Griff 11 so lange niedergedrückt halten, als man warmes Wasser wünscht. Um dieser Unbequemlichkeit zu begegnen, ist zwischen Ventil und Schalter die nachstehend beschriebene Einrichtung vorgesehen. Ein um 18 drehbarer doppelarmiger Hebel 17 ist am linken äusseren Ende zu einer Öse gebogen, die die Spindel des Ventils 9 umfasst, während er am ändern Ende eine Kerbe 19 besitzt. In diese Kerbe greift der Fortsatz 20 eines Hebels 21, der in 22 gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 21 ist bei 23 mit dem einen Ende eines Arretierhebel 24 gelenkig verbunden, welcher um 25 drehbar ist.
Das andere Ende des Hebels 24 trägt einen Sperrwinkel 26 zur Feststellung des Bügels 10 in der Schaltstellung und ist ferner noch durch eine Feder 27 mit dem Handhebel 12 verbunden.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende : Ist das Ventil 9 geschlossen, so hält der obere Ansatz der Ventilspindel den Hebel 17 in horizontaler Stellung. Dem mit diesem in Eingriff stehenden Hebel 21 ist es daher nicht möglich, eine Drehung nach unten auszuführen, und es kann daher auch jener Schenkel des Hebels 24, der den Sperrwinkel 26 trägt, keine Aufwärtsbewegung machen und liegt daher nicht im Bereich des Bügels 10. Drückt man bei geschlossenem Ventil am Hebelgriff 11, so wird zwar sofort eingeschaltet, doch sofort wieder durch die Wirkung der Federn und 27 ausgeschaltet, wenn der Griff losgelassen wird, weil der Sperrwinkel 26 den Bügel 70 nicht arretiert.
Wird das Ventil auf ungefähr ybis Spindelumdrehunggeöffnet, dann sinkt das Kerbenende Jss des Hebels 17 so tief, dass die beiden Hebel 21 und 24 Spiel genug erhalten, um eine Arretierung des Bügels 10 durch den in den Bereich seines unteren Armes gelangenden Winkel 26 zu bewirken. Ein weiteres Aufdrehen des Ventils 9 hat auf die Arretierungkeinen Einflussmehr. Wird das Ventil bis unter Ve Spindelumdrehung niedergedreht, dann wird das aufwärts bewegte Kerbenende des Hebels 17 durch Vermittlung der beiden Hebel 21, 24 den Sperrwinkel 26 so weit abwärts drücken, dass er ausgelöst und sodann der Strom durch die Wirkung der Federn 8 unterbrochen wird. Um auch während des Wasserflusses den Strom nach Belieben unterbrechen zu können, besitzt die Verbindung 15, 16 zwischen Hebel 12 und Bügel 10 einen toten Gang.
Wird der Hebel 12 bei arretierter Schalterstellung aufwärts gedreht, so macht hiebei der Lenker 14 einen kleinen toten Hub nach unten und streift hiebei den Sperrwinkel 26 vom Bügel 10 ab, wodurch der Schalter durch die Wirkung der Federn 8 zurückspringt und dadurch den Strom ausschaltet.
Die Stromzuführung zur Vorrichtung ist im wesentlichen in Fig. 4 dargestellt. Von den paarweisen Kontaktfedern 28 und 29 sind die Federn 28 an das Netz, die Federn 29 an die Heizvorrichtung angeschlossen. Die Kontaktbrücke braucht im ausgelösten Zustand keinen grossen Abstand von den Kontaktfedern zu haben, da Wecheslstrom bei der in Betracht kommenden Stärke und Spannung nur einen kleinen Unterbreehungsfunken, keinesfalls aber einen stehenden Lichtbogen bildet.
Ist dem Auslaufventil 9 ein zweites Absperrorgan, z. B. ein Sehwenkhahn, vorgeschaltet, so muss dafür gesorgt werden, dass das Wasser mit dem Sehwenkhahn allein nicht gänzlich abgesperrt werden kann.
Während leistungsfähige Durchlaufheizvorrichtungen den Vorteil haben, sofort in starkem Strahle
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keiten stossen, als deren Benutzung für die Hausleitung eine zu grosse Belastung darstellen würde. Für Leitungen, die keine höhere Belastung als etwa 1 KW vertragen, empfiehlt es sich, den Warmwasserapparat mit einem Warmwassersammler, wie z. B. in Fig. 5 veranschaulicht ist, auszustatten.
Elektrische Heizvorrichtungen mit eingeschaltetem Warmwassersammler sind zwar bekannt, doch wird der Erfindung gemäss der Sammler zwischen zwei hinter der Heizvorrichtung angeordneten Wasserabsperrorganen angeschlossen, wodurch nicht nur warmes Wasser im Sammler gesammelt, sondern auch mit dessen Umgehung beliebige Mengen warmen Wassers dem Apparat direkt entnommen werden können.
In der Zeichnung bedeutet. 30 die in einem Gehäuse eingebaute elektrische Heizvorrichtung, 11 den Handgriff des Handhebels und 17 den zum Ventil 9 führenden doppelarmigen Hebel. Zwischen Ventil 9 und Schwenkhahn 57 zweigt ein Rohr 31 ab. Der Schwenkhahn ist von normaler Einrichtung,
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er lässt in der Mittelstellung das Wasser durchfliessen, sperrt jedoch den Abfluss in der äussersten rechten oder linken Stellung ab, so dass in diesen Lagen, also bei geschlossenem Sehwenkhaln, das Wasser durch das Rohr 31 fliessen muss. Ist eine genaue Regelung der Wassertemperatur erwünscht, so kann in die Leitung 31 einDrosselventil32eingebautsein.
Zweckmässigistes, die Anordnung derart zu treffen, dass das Drosselventil beim Strömen des Wassers von der Heizvorrichtung zum Sammler 36 diesem nur den Durchgang durch den engen Kanal 33 gestattet, beim Rückfluss des Wassers, d. h. beim Absperren des Ventils 9
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bindungsrohr zwischen dem Gehäuse des Ventils 32 und dem Sammler 36. Der Sammler ist zweckmässig ein Glasgefäss, das über der Heizvorrichtung angeordnet ist. Das Glasgefäss kann mit einer Inhaltsskala 37 und einem Thermometer 38 ausgestattet sein, welche Anordnung für verschiedene Zwecke, wie z. B. ärztliche, photographischeu. dgl., sehr zweckmässig ist, weil man sich dann die gewünschte Wassermenge mitgewünschter Temperatur genaueinstellenkann.
Umallfällige Wärmeverluste im Sammler zu vermeiden, kann das Glas nach Art der Dewarsehen Gefässe, wie solche für Aufbewahrung der flüssigen Luft und bei Thermoflaschen verwendet werden, wie dargestellt, doppelwandig ausgeführt werden. 39 ist ein Deckel aus irgendeinem passenden Isolierstoff, beispielsweise auch Glas.
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PATENT-ANSPRÜCHE: 1. Elektrische Heizvorrichtung mit Indnktionsheizung, insbesondere für Warmwasserbereitung.
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