DE1029958B

DE1029958B - Electric instant water heater

Info

Publication number: DE1029958B
Application number: DEK20357A
Authority: DE
Inventors: Marta Kordatzki Geb Eger; Willy Kordatzki
Original assignee: MARTA KORDATZKI GEB EGER
Current assignee: MARTA KORDATZKI GEB EGER
Priority date: 1953-11-28
Filing date: 1953-11-28
Publication date: 1958-05-14

Description

Elektrischer Durchlauferhitzer Durchlauferhitzer zur Erhitzung von Flüssigkeiten mittels Elektroden zeigen den Übelstand, daß - je nach der durch gelöste Elektrolyte bestimmten Leitfähigkeit der Flüssigkeit - der Stromübergang zwischen den in die Flüssigkeit eintauchenden Elektroden verschieden groß ist und daher auch die Wattaufnahme und Erwärmung der Flüssigkeit sehr verschieden ist. So ist z. B. ein Durchlauferhitzer, welcher für ein Leitungswasser von einer mittleren Härte von etwa 15 Härtegraden konstruiert ist, für ein sogenanntes »;weiches« Wasser von niedrigem Härtegrad praktisch unbrauchbar, da das Wasser wegen seines niedrigen Elektrolytgehaltes und daher hohen elektrischen Widerstandes nur einen geringen Strom durchläßt, so daß kaum Erwärmung eintritt. Für ein sehr hartes Wasser würde der genannte Durchlauferhitzer einen zu hohen Stromdurchgang ergeben, welcher zu einer Überbelastung der stromführenden Teile führen würde. Zur Erläuterung ist hier zu bemerken, daß der sogenannte Härtegrad eines Wassers weitgehend mit seinem Elektrolytgehalt und daher auch mit seiner elektrolytischen Leitfähigkeit parallel geht.Electric water heater Water heater for heating Liquids by means of electrodes show the drawback that - depending on the dissolved Electrolytes determined conductivity of the liquid - the current transfer between The size of the electrodes immersed in the liquid is different and therefore also the wattage and heating of the liquid is very different. So is z. B. a water heater, which is suitable for tap water with a medium hardness of about 15 degrees of hardness is designed for a so-called "; soft" water of low hardness practically useless, because the water because of its low Electrolyte content and therefore high electrical resistance only a low Lets current through, so that there is hardly any warming. For very hard water it would the said water heater result in too high a current passage, which too overloading the live parts. The explanation is here It should be noted that the so-called degree of hardness of a water largely depends on its electrolyte content and therefore also goes in parallel with its electrolytic conductivity.

Es ist bekannt, den Abstand der Elektroden mechanisch verstellbar zu machen, so daß bei schlecht leitendem (weichem) Wasser durch geringen Elektrodenabstand derselbe Stromdurchgang herbeigeführt wird, wie er bei gut leitendem (hartem) Wasser durch großen Elektrodenabstand gegeben ist. Dieses Verfahren ist unbequem, da es eine mechanische Verstellvorrichtung für die stromführenden Elektroden verlangt, die flüssigkeitsdicht durch die Gehäusewand des Erhitzers führen muß, damit sie von außen betätigt werden kann.It is known to mechanically adjust the distance between the electrodes to make, so that with poorly conductive (soft) water by small electrode distance the same current passage is brought about as it is in well-conducting (hard) water is given by the large distance between the electrodes. This procedure is inconvenient as it is requires a mechanical adjustment device for the current-carrying electrodes, the liquid-tight through the housing wall of the heater must lead so that they can be operated from the outside.

Es ist ferner bekannt, bei Dampfkesseln verschiedene Strombelastungen und die entsprechenden Kesselleistungen dadurch zu erreichen, daß mehrere verschieden bemessene Elektroden vorgesehen werden, welche in verschiedener Reihenfolge mit den drei Phasen eines Drehstromnetzes verbunden werden.It is also known to have different current loads in steam boilers and to achieve the corresponding boiler outputs by making several different sized electrodes are provided, which in different order with the three phases of a three-phase network.

Demgegenüber wird nach der Erfindung bei Elektrodendurchlauferhitzern mit mehreren nebeneinander angeordneten, einander gegenübergestellten Elektroden die hier gestellte Aufgabe, die gleiche Strombelastung des Durchlauferhitzers für die verschiedensten Wässer zu erzielen, dadurch gelöst, daß jeweils eine Elektrode mit der übernächsten zu einem Satz verbunden ist und daß diese Sätze sowohl parallel als auch in Serie schaltbar, als auch durch gegenseitige elektrische Verbindung teilweise austauschbar sind, so daß durch diese verschiedenen Schaltungen der Leistungsbereich des Durchlauferhitzers den verschiedenen vorkommenden Härtegraden des zu erhitzenden Wassers angepaßt werden kann. Bei der Erfindung kann dabei der Elektrodenabstand innerhalb der Sätze und der Abstand der Sätze voneinander gleich oder verschieden groß sein. Es ergibt sich dabei für Wasser von geringer Leitfähigkeit eine Elektrodenkombination mit größerer Gesamtoberfläche und/oder kleinem Elektrodenabstand, für Wasser von höherer Leitfähigkeit eine Elektrodenkombination mit kleinerer Gesamtoberfläche und/oder großem Elektrodenabstand. Durch die zahlreichen Schaltungsmöglichkeiten der Sätze wird erreicht, daß die Stromaufnahme des Durchlauferhitzers bei verschiedenen Leitfähigkeiten des Wassers praktisch gleich gehalten werden kann.In contrast, according to the invention, with electrode water heaters with several electrodes arranged side by side and facing each other the task set here, the same current load of the water heater for to achieve the most varied of waters, solved in that each one electrode with the next but one is connected to a sentence and that these sentences are both parallel as well as switchable in series, as well as by mutual electrical connection are partially interchangeable, so that through these different circuits the power range of the water heater the various degrees of hardness that occur to be heated Water can be adjusted. In the invention, the electrode spacing can the same or different within the sentences and the distance between the sentences be great. This results in an electrode combination for water of low conductivity with larger total surface and / or smaller electrode spacing, for water from higher conductivity an electrode combination with a smaller total surface and / or large electrode spacing. Due to the numerous switching options of the sets is achieved that the current consumption of the water heater at different Conductivities of the water can be kept practically the same.

Ein Ausführungsbeispiel ist im Schnitt in Fig.1 schematisch wiedergegeben. In ein Kunststoffgehäuse mit den Wandungen K1 und K2 sind acht Elektroden 1 bis 8 von rechteckiger Form eingesetzt, und zwar sind die Elektrodenplatten 1, 3, 7 und 5 in der Wandung K1 befestigt, während ihre gegenüberliegende Kante einen Abstand bis zur Wandung K2 frei läßt. Die Elektrodenplatten 2, 4, 6 und 8 sind in entsprechender Weise an der Wandung Kz befestigt und lassen einen Abstand bis zur Wandung K1 frei. Der Abstand der Elektrodenplatten 1, 2, 3 und 4 voneinander ist größer als der Abstand der Elektrodenplatten 4, 5, 6, 7 und 8 voneinander. Von den acht Elektrodenplatten führen Anschlußdrähte, die z. B. in die Wand des Kunststoffgehäuses mit eingespritzt sein können, nach außen. Die Anschlußdrähte der Elektrodenplatten 1 und 3 sind miteinander zu einem Satz A verbunden, desgleichen die Elektrodenplatten 2 und 4 zu einem Satz B, die Elektrodenplatten 5 und 7 zu einem Satz C und die Elektrodenplatten 6 und 8 zu einem Satz D. Es entstehen so die vier Elektroden-Sätze A, B, C und D. Das Wasser strömt von unten zu und durchfließt entlang der gestrichelten Linie die Zwischenräume (Kammern) zwischen den Elektrodenplatten. Am Anfang des Weges, wo das Wasser noch kalt und daher weniger stromleitend ist, durchfließt es vier Kammern mit kleinerem Elektrodenabstand; im erwärmten Zustand nimmt es seinen Weg durch drei Kammern mit größerem Elektrodenabstand; bei dieser Anordnung erfolgt zunächst in den ersten vier Kammern durch den kleinen Elektrodenabstand und den entsprechend hohen Stromdurchgang eine schnelle , Aüfhejzüng der Flüssigkeit= während in den weiteren Kammern die vorgewärmte Flüssigkeit, die - entsprechend der starken Zunahme der elektrolytischen Leitfähigkeit mit der Temperatur -stärker leitend ist, infolge des größeren Elektrodenabstandes weniger Strom aufnimmt.An exemplary embodiment is shown schematically in section in FIG. In a plastic housing with the walls K1 and K2 eight electrodes 1 to 8 of rectangular shape are inserted, namely the electrode plates 1, 3, 7 and 5 are fixed in the wall K1, while their opposite edge leaves a distance to the wall K2 free . The electrode plates 2, 4, 6 and 8 are fastened in a corresponding manner to the wall Kz and leave a distance to the wall K1 free. The distance between the electrode plates 1, 2, 3 and 4 from one another is greater than the distance between the electrode plates 4, 5, 6, 7 and 8 from one another. Of the eight electrode plates lead lead wires that, for. B. can be injected into the wall of the plastic housing with, to the outside. The connecting wires of the electrode plates 1 and 3 are connected to one another to form a set A, likewise the electrode plates 2 and 4 to a set B, the electrode plates 5 and 7 to a set C and the electrode plates 6 and 8 to a set D. This results in the four sets of electrodes A, B, C and D. The water flows in from below and flows along the dashed line through the spaces (chambers) between the electrode plates. At the beginning of the path, where the water is still cold and therefore less conductive, it flows through four chambers with a smaller electrode spacing; when heated, it makes its way through three chambers with a larger electrode spacing; With this arrangement, the small electrode spacing and the correspondingly high current flow in the first four chambers mean that the liquid is quickly heated up = while in the other chambers the preheated liquid, which - corresponding to the strong increase in electrolytic conductivity with temperature - is more conductive consumes less current due to the larger electrode spacing.

Für die .beschriebene Anordnung sind die wichtigsten Schaltungsmöglichkeiten in -Fig. 2 bis 9 wiedergegeben und anschließend beschrieben: _- a) Es werden die Sätze A und C und die Sätze B und D miteinander kurzgeschlossen (Fig. 2) und an die Kurzschlüsse die beiden Pole der Stromquelle gelegt. Wenn man davon ausgeht, daß der Strom bei A -f- C eintritt und bei B -f- D austritt, so nimmt er innerhalb der Kammern den durch die Pfeile angedeuteten Weg, wobei die Zahl und Länge der Pfeile ein Maß für die Gesamt-Stromaufnahme ist; diese ergibt sich nämlich summarisch in einer relativen Maßeinheit aus der Formel: Ordnet man den langen Pfeilen die Längenzahl 3 und den kurzen Pfeilen die Längenzahl 2 zu, so ergibt sich für Fig. 2 : b) Es werden die Sätze A,- Bund D kurzgeschlossen (Fig. 3) und an diesen- Kurzschluß und an den Satz C die Pole der Stromquelle gelegt. Der Stromwert ist Einheiten.The most important circuit options for the described arrangement are shown in -Fig. 2 to 9 reproduced and then described: _- a) Sets A and C and sets B and D are short-circuited with one another (Fig. 2) and the two poles of the power source are connected to the short circuits. Assuming that the current enters at A -f- C and exits at B -f- D, it takes the path indicated by the arrows within the chambers, the number and length of the arrows being a measure of the total Current consumption is; this results in summary in a relative unit of measurement from the formula: If you assign the length number 3 to the long arrows and the length number 2 to the short arrows, this results in Fig. 2: b) The sets A, - and D are short-circuited (Fig. 3) and the poles of the power source are connected to this short-circuit and to set C. The current value is Units.

c) Es werden die Sätze A, C, und D kurzgeschlossen (Fig. 4) und an diesen. Kurzschluß und an den Satz B die Pole der Stromquelle gelegt. Der Stromwert ist Einheiten. In gleicher Weise kann man die Sätze A, B und C kurzschließen und an den Kurzschluß und an den Satz D die Pole der Stromquelle legen.c) The sets A, C, and D are short-circuited (Fig. 4) and connected to them. Short circuit and placed the poles of the power source on set B. The current value is Units. In the same way, sets A, B and C can be short-circuited and the poles of the power source can be connected to the short-circuit and to set D.

d) Es werden die Sätze B, C und D kurzgeschlossen (Fig. 5) und an den Kurzschluß und den Satz A die Pole der Stromquelle gelegt. Der Stromwert ist Einheiten.d) Sets B, C and D are short-circuited (Fig. 5) and the poles of the power source are connected to the short circuit and set A. The current value is Units.

e) Es werden die Sätze B und D kurzgeschlossen (Fig. 6) und an die Sätze A und C die Pole der Stromquelle gelegt. In diesem Falle geht der Strom vom Satz A nicht direkt zum Satz C, sondern von A zunächst auf den Satz B, von dort durch den Kurzschluß zu Satz D und von den Sätzen B und D auf den Satz C. Der von A bis C durch die Flüssigkeit zurückgelegte Weg ist in diesem Falle wesentlich länger als bei den vorhergehenden Schaltungen; er setzt sich jeweils aus der Länge eines Pfeiles von der Längenzahl 3 und der Länge eines Pfeiles von der Längenzahl 2 zusammen. Der Stromwert ist Einheiten, f) Es werden die Sätze A und B miteinander kurzgeschlossen (Fig. 7) und an diesen Kurzschluß und den Satz D die beiden Pole der Stromquelle gelegt. Der Strom geht in diesem Falle vom kurzgeschlossenen Satz A -[- B zunächst auf den Satz C und von den beiden Elektroden dieses Satzes auf den Satz D; dabei haben die Stromwege (Pfeile) die Längenzahl 2 + 2. Der Stromwert ist Einheiten.e) Sets B and D are short-circuited (Fig. 6) and the poles of the power source are connected to sets A and C. In this case, the current does not go directly from set A to set C, but from A first to set B, from there through the short circuit to set D and from sets B and D to set C. The one from A to C. The distance covered by the liquid is much longer in this case than in the previous circuits; it is made up of the length of an arrow of length 3 and the length of an arrow of length 2. The current value is Units, f) Sets A and B are short-circuited to one another (FIG. 7) and the two poles of the power source are connected to this short-circuit and set D. In this case, the current goes from the short-circuited set A - [- B first to set C and from the two electrodes of this set to set D; the current paths (arrows) have the length number 2 + 2. The current value is Units.

g) Es werden die Sätze A und B und die Sätze C und D miteinander kurzgeschlossen (Fig. 8) und an die beiden Kurzschlüsse die beiden Pole der Stromquelle gelegt. Der Stromwert ist 2 = 3;5 Einheiten.g) Sets A and B and sets C and D are short-circuited to one another (FIG. 8) and the two poles of the power source are connected to the two short circuits. The current value is 2 = 3; 5 units.

h) Es werden die Pole der Stromquelle an die Sätze A und D gelegt (Fig. 9). Der Strom geht vom Satz A zunächst auf den Satz C und von den beiden Elektroden dieses Satzes auf den Satz D; dabei haben die Stromweze die Längenzahl 3 -E-. 2 -f- 2. Der Stromwert ist Einheiten.h) The poles of the current source are connected to sets A and D (Fig. 9). The current goes from set A first to set C and from the two electrodes of this set to set D; the Stromweze have the length number 3 -E-. 2 -f- 2. The current value is Units.

Die aufgeführten relativen Stromwerte erlauben nun eine Zuordnung der einzelnen Schaltungen zu der Leitfähigkeit bzw. Härte des zu erhitzenden Wassers. Schlecht leitende, also weiche Wasser brauchen Anordnungen, bei welchen der Stromwert, der ein Maß für die Möglichkeit des Stromüberganges ist, möglichst hoch liegt; bei harten Wässern wird ein niedriger Stromwert benötigt. Da der Stromwert der Schaltung nach Fig. 2 das siebenfache desjenigen nach Fig. 9 beträgt, kann man also mit ein und demselben Durchlauferhitzer durch verschiedene elektrische Schaltung Wässer erhitzen, deren Härte beispielsweise im Bereich von 4 bis 28 Härtegraden liegt; das sind alle bei Trinkwasser praktisch vorkommenden Härtegrade. Das Gerät braucht also nur in einer Ausführung hergestellt zu werden und kann an jedem Orte durch einen Elektromechaniker so geschaltet werden, daß es dem vorhandenen Härtegrad des Wassers angepaßt ist. Zu diesem Zwecke legt man die Anschlüsse zu den einzelnen Elektrodensätzen am besten in Form von Anschlußschrauben unter eine gemeinsame Deckplatte, die sich an dem Kunststoffgehäuse befindet. Man kann auch so vorgehen, daß man in das elektrische Stromzuführungskabel einen sogenannten Schnurschalter mit mehreren Schaltstellungen legt, mit welchem man die wichtigsten Schaltmöglichkeiten einschalten kann.The listed relative current values now allow an assignment the individual circuits to the conductivity or hardness of the water to be heated. Poorly conducting, i.e. soft, water requires arrangements in which the current value, which is a measure of the possibility of current transfer, is as high as possible; at hard water requires a low current value. Because the current value of the circuit according to Fig. 2 is seven times that of Fig. 9, so you can with a and the same water heater by different electrical circuit waters heat, the hardness of which is, for example, in the range of 4 to 28 degrees of hardness; these are all degrees of hardness practically occurring in drinking water. The device needs so to be produced only in one version and can go through at any location be switched by an electrical mechanic so that it corresponds to the existing degree of hardness of the Water is adapted. For this purpose, the connections are made to the individual Electrode sets ideally in the form of connection screws under a common cover plate, which is located on the plastic housing. One can also proceed in such a way that one in the electrical power supply cable has a so-called cord switch with several Switch positions with which you can switch on the most important switching options can.

Die Erfindung gestattet auch andere Ausführungsformen als das beschriebene Modell, beispielsweise eine Anordnung mit rund geformten, mit senkrecht stehenden oder mit sonst anders geformten bzw anders, jedoch nebeneinander angeordneten Elektrodenplatten.The invention also allows other embodiments than that described Model, for example an arrangement with round shapes, with vertical ones or with otherwise differently shaped or differently but adjacently arranged electrode plates.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrode water heater with several side by side arranged opposing electrodes, characterized in that one electrode is connected to the next but one to form a set and that these sets can be switched in parallel as well as in series as well as by mutual electrical connection can be partially switched off, so that by this different Circuits of the power range of the water heater the different occurring Degree of hardness of the water to be heated can be adjusted.

2. Device according to claim 1, characterized in that four sets (A, B, C, D) each with two electrodes (1, 3; 2, 4; 5, 7; 6, 8) are used (Fig.1 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized. characterized in that the electrode spacing within the sets (A, B, C, D) and the spacing of the sets (A, B, C, D) from one another is the same.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the electrode spacing within the sets (A, B, C, D) and the distance between the sets (A, B, C, D) is different from one another.

5. Apparatus according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that for water of extremely poor relative conductivity in each case one set (A or B) is short-circuited with the next but one set (C or D) and that the short-circuited sets ( A, C or B, D) the two poles of the power source are placed (Fig. 2).

6. Apparatus according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that the sets (A, B and D) are short-circuited for water of very poor relative conductivity and that the two poles of the power source are connected to this short circuit and to the set (C) are placed (Fig. 3).

7. Apparatus according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that the sets (A, C and D) are short-circuited for water of poor relative conductivity and that the two poles of the power source are placed on this short circuit and on the set (B) are (Fig. 4). B.

Device according to Claims 1 to 3 or 4, characterized in that for water of poor relative conductivity the sets (A, B and C) are short-circuited and that the two poles of the power source are connected to this short circuit and to the set (D).

9. Apparatus according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that for Water of poor to medium relative conductivity the sentences (B, C and D) are short-circuited and that the two are short-circuited to this short-circuit and to set (A) Poles of the power source are placed (Fig. 5).

10. Apparatus according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that for water of medium to good relative Conductivity the two sets (B and D) are short-circuited and that to the sets (A and C) the two poles of the power source are connected (Fig. 6).

11. The device according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that the sets (A and B) are short-circuited together for water of good relative conductivity and that the two poles of the power source are placed on this short circuit and on the set (D) (Fig. 7).

12. The device according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that for water of very good relative conductivity, the sets (A and B) and the sets (C and D) are each short-circuited to one another and that the two poles are connected to the two short circuits the power source are placed (Fig. 8).

13. The device according to claim 1 to 3 or 4, characterized in that for water of extremely good relative conductivity, the two poles of the power source are placed on the sets (A and D) (Fig. 9). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 382 098, 890 551, 890 552.