Durchströmerhitzer für Flüssigkeit Die Erfindung betrifft einen Durchströmerhitzer für Flüssigkeit, mit einem Behälter, einem Heizelement zum Erhitzen der im Behälter befindlichen Flüssigkeit sowie einer Vorrichtung für die Entnahme von heisser Flüssig keit aus dem Behälter als Folge der Einführung von Flüssigkeit in den Behälter.
Bei einer bekannten Ausführungsform eines derarti gen Durchströmerhitzers ist zur Einführung der kalten Flüssigkeit in den Behälter ein zweiter Behälter über dem oberen Niveau der Flüssigkeit im Behälter vorgese hen, zusammen mit einem Rohr für die Einführung der Flüssigkeit aus dem oberen Behälter in den unteren Teil des unteren Behälters. Auf diese Weise kann eine im voraus gewählte Menge der kalten Flüssigkeit in den oberen Behälter eingeführt werden, um dort in den unte ren Behälter einzuströmen und eine entsprechende Menge von heisser Flüssigkeit durch das Ausströmrohr zu verdrängen.
Bei diesem Durchströmerhitzer ist der obere Behäl ter für die Aufnahme der kalten Flüssigkeit durch eine Öffnung im Gehäuse zugänglich, welches den ganzen Durchströmerhitzer umschliesst. Eine derartige Ausfüh rung hat den wesentlichen Nachteil, dass dabei zusätz licher Raum über dem Erhitzer erforderlich ist. Die Er findung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben.
Sie ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches den Behälter umschliesst und einen oberen Teil aufweist, welcher einen Raum über dem Behälter begrenzt und dessen eine vertikale Wand mit einer Öffnung versehen ist, die horizontal in den Raum führt, sowie durch einen oberen Behälter zur Aufnahme von kalter Flüssigkeit, mit einem Organ zur schwenkbaren Lagerung des obe ren Behälters in einer eingeschwenkten Stellung im Raum über dem Behälter und zu dessen wahlweiser Be wegung aus dem Raum durch die Öffnung in eine aus geschwenkte Stellung, in welcher einTeil des oberen Be hälters zur Einführung der kalten Flüssigkeit von aussen zugänglich ist und gegenüber dem Behälter nach aussen versetzt ist,
und durch ein Mittel für die Einführung der kalten Flüssigkeit aus dem oberen Behälter in den Be hälter.
Dadurch wird die Notwendigkeit eines über dem Er hitzer befindlichen Raumes der vorerwähnten Art ver mieden, wobei trotzdem der obere Behälter in das Ge häuse einziehbar ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung. Es zeigt: Fig. 1 eine räumliche Ansicht eines erfindungsge mässen Durchströmerhitzers; Fig. 2 einen vertikalen Schnitt des Durchströmerhit- zers nach der Linie 2-2 in der Fig. 1 in grösserem Mass- stab;
Fig. 3 einen schematischen Schnitt, welcher im we sentlichen der Fig. 2 entspricht und die Strömungsver hältnisse zum Zeitpunkt der Einführung von kalter Flüs sigkeit darstellt, durch welche die Ausgabe einer ent sprechenden Menge von heisser Flüssigkeit bewirkt wird;
Fig. 4 einen schematischen Schnitt entsprechend der Fig. 3, jedoch mit der Darstellung der Strömungsverhält nisse zum Zeitpunkt, wo die heisse Flüssigkeit bereits zu folge der Einführung von kalter Flüssigkeit in den Be hälter aus diesem nach aussen strömt; und Fig. 5 einen der Fig.4 entsprechenden Schnitt, je doch mit der Darstellung der Strömungsverhältnisse während der Siphonwirkung des Ausströmrohres unmit telbar vor der Beendigung eines Ausströmvorganges.
Der in der Zeichnung dargestellte Durchströmerhit- zer 10 enthält einen Behälter 11, welcher eine Heiz- kammer 12 begrenzt. Im unteren Teil des Behälters 11 befindet sich ein normaler elektrischer Heizkörper 13, welcher der Erhitzung von in der Kammer befindlicher Flüssigkeit L auf eine gewünschte Temperatur dient.
Der dargestellte Durchströmerhitzer ist mit einem Zuführ- rohr 14 versehen, welches der Einführung von kalter Flüssigkeit in den unteren Teil der Kammer 12 aus einem oberen Behälter 15 dient. In den oberen Behälter 15 kann die kalte Flüssigkeit aus einem nicht dargestell ten Messbehälter eingegossen werden. Die heisse Flüs- sigkeit wird aus dem Behälter 11 durch ein Ausström- rohr 16 entnommen, welches an seinem inneren oberen Ende mit einem gebogenen Siphonteil 17 versehen ist und an seinem unteren Ausströmende einen Sprühkopf 19 aufweist.
Der Durchströmerhitzer 10 ist in einem Gehäuse 20 untergebracht, welches eine vordere Wand 21, eine obere Wand 22, eine hintere Wand 23, einen Boden 24 und Seitenwände 25 und 26 aufweist. Die vordere Wand 21 enthält eine Öffnung 27, welche sich knapp unterhalb der oberen Wand 22 befindet. In der Öffnung 27 ist der obere Behälter 15 angeordnet, dessen vordere Wand 28 mit der Wand 21 fluchtend ausgebildet ist, wenn sich der Behälter 15 in seiner eingezogenen Stellung befindet, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist. Der obere Behälter 15 ist in einer ringförmigen Büchse 29 schwenkbar gelagert.
Die Büchse 29 erstreckt sich durch eine Öffnung 30 im Deckel 31 des Behälters 11, und zwar mittels einer ring förmigen Nabe 32, welche am Boden 33 des oberen Be hälters befestigt ist und sich nach oben durch eine Öff nung 34 im Boden 33 erstreckt. Das obere Ende 35 der Zuführleitung 14 ist in der Nabe 32 befestigt und er streckt sich durch diese koaxial nach unten. Das untere Ende 36 der Zuführleitung 14 befindet sich dicht über dem Boden 37 des Behälters 11.
Die Nabe 32 kann mit einer Dichtung 38 in Form eines O-Ringes versehen sein, um eine dichtende Verbindung gegenüber der Büchse 29 zu schaffen, wodurch ein abgedichteter Einströmkanal 39 aus dem oberen Behälter 15 in den unteren Teil der Kammer 12 des Behälters 11 geschaffen wird. Dabei ist eine Schwenkbewegung des oberen Behälters 15 um die vertikale Achse der Büchse 29 möglich, und zwar aus der in der Fig. 2 dargestellten eingeschobenen Stellung in eine ausgefahrene, dem Einfüllen dienende Stellung, wel che in der Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist. In dieser Stellung ist der grösste Teil des oberen Behälters 15 von ausserhalb des Gehäuses 20 zugänglich.
Der Behälter 11 ist an seinem oberen Ende mit einem nach aussen gerichteten Flansch 40 versehen, wel cher sich auf einem nach innen gerichteten Flansch 41 des Gehäuses 20 abstützt. Der Deckel 31 ist mit dem Flansch 40 über eine geeignete Dichtung 42 verbunden, und zwar unter Verwendung geeigneter verbindender Organe, wie z. B. von Schrauben 43 mit Muttern 44. Die Schrauben 43 erstrecken sich durch den Flansch 41 des Gehäuses 20 nach unten und dienen der Befestigung des Behälters 11 im Gehäuse 20. Der Behälter 11 ist so an geordnet, dass sich der Boden 37 desselben etwas über dem Boden 24 des Gehäuses 20 befindet. Es wird auf diese Weise ein Zwischenraum 45 zwischen den Böden geschaffen. Gleichzeitig befindet sich der Deckel 31 um ein wesentliches Mass unter der oberen Wand 22 des Gehäuses 20, so dass ein oberer Zwischenraum 46 ge schaffen wird.
Das Ausströmrohr 16 erstreckt sich vom Siphonteil 17 durch eine Büchse 47 im Boden 37 des Behälters 11 nach unten und führt durch den Zwischenraum 45 zum Sprühkopf 19, der sich in einer Öffnung 48 im Boden 24 des Gehäuses befindet. Der Siphon 17 hat einen ersten Schenkel 49, welcher mit einer Einströmöffnung 50 endet, sowie einen zweiten Schenkel 51, welcher durch das Rohr 16 gebildet wird. Der höchste Punkt des Siphons 17 ist ein Scheitelpunkt 52. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, befindet sich der Scheitelpunkt 52 ein gerin ges Mass unterhalb des Deckels 31.
Die Einströmöffnung 50 befindet sich um ein bestimmtes Mass unterhalb des Scheitelpunktes 52. Auf diese Weise wird im Behälter 11 am oberen Ende der Kammer 12 ein Kompressionsraum 53 geschaffen. Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, ist das Zuführrohr 14 mit einer Entlüftungsöffnung 54 verse hen, welche sich dicht unterhalb des Deckels 31 befin det und der Verbindung mit dem Kompressionsraum 53 über der Einströmöffnung 50 des Siphons 17 dient.
Wie aus dem folgenden hervorgeht, bietet die Entlüftungs öffnung 54 eine bessere Steuerung der Strömung durch den Durchströmerhiizer, und zwar auf die Weise, dass während des Durchströmvorganges bessere Druckver hältnisse in der Kammer 12 des Behälters 11 geschaffen werden.
Das Ausströmrohr 16 ist ebenfalls mit einer Entlüf tung versehen, welche einer weiteren Verbesserung der Strömung der Flüssigkeit dient. Wie aus der Fig. 2 her vorgeht, ist das Ausströmrohr 16 in der Nähe seines Ausströmendes 18 mit einem T-Stück 55 versehen. An das T-Stück 55 ist ein Entlüftungsrohr 56 angeschlossen, welches sich vertikal nach oben durch eine Dichtung 57 im Deckel 31 erstreckt und ein in die Atmosphäre des Zwischenraumes 46 mündendes oberes Ende 58 auf weist.
Das obere Ende 58 des Entlüftungsrohres 56 be findet sich vorzugsweise über dem normalen maximalen Niveau der Flüssigkeit im oberen Behälter 15. Das obere Ende 58 des Rohres 56 kann sich entsprechend der Darstellung in der Fig. 2 auf einer Höhe befinden, die mindestens so hoch ist wie der obere Rand 59 des obe ren Behälters 15.
Die Funktion des Durchströmerhitzers 10 geht am besten aus einer Betrachtung der Fig. 2 bis 5 hervor. Nach der Beendigung des Durchströmvorganges wird die Ausgabe der heissen Flüssigkeit nach unten durch die Leitung 16 und nach aussen durch den Sprühkopf 19 dadurch beendet, dass das Niveau der Flüssigkeit im Behälter 11 um ein kleines Mass unter die Einström- öffnung des Siphons 50 sinkt.
Die Flüssigkeit im Rohr 16 setzt jedoch ihre Strömung durch den Sprühkopf 19 nach aussen fort, in der gleichen Weise wie die Flüssig keit, die sich im Entlüftungsrohr 56 befindet. Auf diese Weise werden die Rohre 16 und 56 vollständig geleert.
Es hat sich gezeigt, dass in einem Durchströmerhit- zer, welcher einen Sprühkopf 19 aufweist, in welchem sich eine Mehrzahl von Sprühöffnungen 19a mit klei nem Durchmesser befindet, eine Tendenz zum Zurück bleiben einer gewissen Menge der Flüssigkeit an der inneren Seite des Sprühkopfes besteht, wodurch die Strömung der Flüssigkeit nach unten behindert wird, wenn die Ausströmleitung 16 nur mit der Atmosphäre durch die Öffnung 50 verbunden ist.
Dieses Problem wurde durch das Entlüftungsrohr 56 gelöst, durch wel ches beim Ende des Ausströmvorganges die Leitung 16 unter atmosphärischen Druck gesetzt wird, und zwar ohne Rücksicht auf ein nochmaliges Verschliessen der Öffnung 50 durch eine Rückkehr des Flüssigkeitsniveaus auf das Niveau der Öffnung 50. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger neuer Verschluss der Öffnung 50 sehr rasch eintritt, nachdem die Flüssigkeitssäule im Siphon durch die Verbindung der Öffnung 50 mit der Atmo sphäre im Raum 53 unterbrochen wird.
Wenn eine weitere Menge heisser Flüssigkeit aus dem Durchströmerhitzer 10 erhalten werden soll, so braucht der Benützer nur in den oberen Behälter 15 eine Menge von kalter Flüssigkeit einzugiessen, welche der gewünschten Menge der heissen Flüssigkeit entspricht. Es sei angenommen, dass die vorher eingeführte kalte Flüssigkeit durch den Heizkörper 13 bereits erhitzt wurde. Das Niveau der Flüssigkeit L ist von einer Höhe L1, welche der Höhe der Einströmöffnung 50 entspricht, auf eine Höhe L2 gestiegen, welche sich in der Nähe des Scheitelpunktes 52 des Siphons 17 befindet.
Auf diese Weise hat die Einführung von kalter Flüssigkeit in den oberen Behälter 15 eine Strömung der kalten Flüssigkeit durch das Rohr 14 in den unteren Teil der Kammer 12 des Behälters 11 zur Folge. Dadurch wird das Niveau der Flüssigkeit im Behälter 11 mindestens auf die Höhe des Scheitelpunktes 52 des Siphons gehoben, was eine Strömung der Flüssigkeit aus dem oberen Teil des Be hälters 11 durch den Siphon 17, die Leitung 16 nach un ten und den Sprühkopf 19 nach aussen zur Folge hat, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist.
Zur gleichen Zeit hat der im Sprühkopf 19 entstehende Gegendruck einen Anstieg der Flüssigkeit im Entlüftungsrohr 56 auf unge fähr die Höhe der kalten Flüssigkeit im oberen Behälter 15 zur Folge. Die Einströmung der kalten Flüssigkeit aus dem Behälter 15 verursacht einen Anstieg des Ni veaus der Flüssigkeit in der Kammer 12 auf die Höhe der Entlüftungsöffnung 54. Die Luft im Kompressions raum 53 über der Entlüftungsöffnung 54 ist jedoch ge fangen und wird durch die Flüssigkeit L komprimiert. Es steigt daher die Flüssigkeit im Siphon 17 über die Höhe L3 der Flüssigkeit im Kompressionsraum 53, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist.
Es entsteht somit eine Ausströmung der heissen Flüssigkeit rascher, als wenn das Niveau der Flüssigkeit im Raum 53 ebenfalls auf die Höhe des Scheitelpunktes 52 ansteigen müsste, wie dies der Fall wäre, wenn der Expansionsraum 53 dauernd mit der Atmosphäre verbunden wäre. Die nach unten durch das Rohr 14 strömende kalte Flüssigkeit ver- schliesst mindestens teilweise während ihrer Einströ mung in den Behälter 11 die Öffnung 54 und gestattet eine Erhöhung des Druckes im Kompressionsraum 53 über dem atmosphärischen Druck.
Wenn jedoch die kalte Flüssigkeit aus dem oberen Behälter 15 ausge strömt ist, wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist, und eine aus reichende Menge der heissen Flüssigkeit durch die Aus- strömleitung 16 ausgegeben wurde, die eine Senkung des Niveaus der Flüssigkeit im Behälter auf eine Höhe L4 zur Folge hat, die sich unterhalb der Öffnung 54 befin det, so wird eine direkte Verbindung des Kompressions raumes 53 mit der Atmosphäre geschaffen.
Dadurch wird der obere Teil der Kammer 12 entlüftet, und es wird eine Fortsetzung der Siphonwirkung ermöglicht, durch welche heisse Flüssigkeit aus dem Behälter ent nommen wird, und zwar bis das obere Niveau nochmals die Höhe L1 der Einströmöffnung 50 des Siphons 17 er reicht, wie dies in der Fig.2 dargestellt ist. Dadurch wird augenblicklich die Strömung der Flüssigkeit durch den Schenkel 49 des Siphons nach oben und nach unten durch das Rohr 16 unterbrochen.
Die Entlüftungsöffnung 54 im Zuführrohr 14 dient somit in vorteilhafter Weise dazu, im oberen Teil der Kammer 12 des Behälters 11 während mindestens eines wesentlichen Teiles des Zeitraumes der Einführung von kalter Flüssigkeit aus dem oberen Behälter 15 in den Behälter 11 einen Druck höher als der Atmosphären druck aufrechtzuerhalten. Dadurch wird ein beschleu nigter Beginn der Ausgabe von heisser Flüssigkeit aus dem Durchströmerhitzer erzielt. Nach der Beendigung der Einführung von kalter Flüssigkeit aus dem Behälter 15 in den Behälter 11 und während der Ableitung der heissen Flüssigkeit aus dem Behälter 11 durch Siphon wirkung stellt sich jedoch im oberen Teil des Behälters 11 der atmosphärische Druck wieder ein.
Die Entlüf tungsöffnung 54 kann so ausgebildet sein, dass sie die Strömung eines Teiles der Luft im Kompressionsraum 53 nach aussen und nach oben durch die Flüssigkeit im Behälter 15 während des Beginnes der Einführung von kalter Flüssigkeit in den Behälter 11 aus dem Behälter 15 zulässt. Vorzugsweise ist die Entlüftungsöffnung 54 so angeordnet, dass sie das Niveau der Flüssigkeit im Behälter 11 unterhalb des oberen Randes der Öffnung 54 während des Einfüllvorganges festhält, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist.
Das Niveau der Entlüftungs öffnung 54 kann sich zwischen der Höhe der Einström- öffnung 50 des Siphonrohres und der Höhe des Schei telpunktes 52 befinden, um den erwähnten beschleunig ten Beginn der Strömung zu erzielen. Es kann jedoch die Entlüftungsöffnung 54 auch über dem Siphon angeord net werden.
Wenn dabei mindestens ein Teil der Kam mer 12 am oberen Ende des Behälters während des Ein füllvorganges unter atmosphärischem Druck bleibt, so wird dabei trotzdem eine gewisse Beschleunigung der Ausgabe erzielt, im Vergleich mit den bekannten Vor richtungen, bei welchen das obere Ende des Behälters 11 dauernd mit der Atmosphäre in Verbindung steht, so dass sich der Behälter 11 dauernd unter atmosphäri schem Druck befindet.
Durch die Ausbildung des von vorne zugänglichen oberen Behälters 15 wird es ermöglicht, die kalte Flüs sigkeit in den Behälter 15 aus einem Gefäss, wie z. B. einem Krug, einzugiessen und diesen gleichzeitig zur Aufnahme der aus dem Behälter 11 gelieferten heissen Flüssigkeit zu verwenden. Diese erleichterte Füllung von der vorderen Seite des Behälters 15 liefert weitere Vor teile bei einem Durchströmerhitzer, bei welchem die er wähnte verbesserte Strömung vorgesehen ist.
Durch die Erfindung wird somit ein neuartiger Durchströmerhitzer geschaffen, welcher bei einfachem und billigem Aufbau eine verbesserte Arbeitsweise auf weist. Der Durchströmerhitzer 10 kann z. B. bei Appa raten zum Brauen von Getränken verwendet werden, in welchen er die Quelle von heisser Flüssigkeit bildet.