DE1097589B

DE1097589B - Electrically heated water heater

Info

Publication number: DE1097589B
Application number: DE1959F0029249
Authority: DE
Inventors: Paul Franz Forbach
Original assignee: Forbach GmbH and Co KG
Current assignee: Forbach GmbH and Co KG
Priority date: 1959-08-27
Filing date: 1959-08-27
Publication date: 1961-01-19

Description

Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch beheizte, vorzugsweise mit einem Strömungsschalter ausgerüstete Durchlauferhitzer, bei denen die Heizleiter unisoliert in einem Wasserkanal liegen, den das Nutzwasser durchströmt.Electrically heated water heater The invention relates to to electrically heated instantaneous water heaters, preferably equipped with a flow switch, in which the heating conductors are uninsulated in a water channel, which the utility water flows through.

Zur Isolation der Heizstrecken ist es bei Geräten dieser Art erforderlich, den diese aufnehmenden Kanalabschnitt, dem zum Schutze des Benutzers isolierende Wasserwege vor- und nachgeschaltet sein müssen, aus elektrisch nichtleitendem Material herzustellen. Gerade hieraus ergeben sich in der Praxis jedoch gewisse Schwierigkeiten; werden Kunststoff-oder Gummischläuche bzw. -rohre verwendet, so besteht die Gefahr, daß diese sich unter dem Einfluß von Druck und Temperatur verformen und undicht oder sogar zerstört werden, eine Möglichkeit, die vor allem dann gegeben ist, wenn der Strömungsschalter versagen sollte. Ähnliches gilt für Glas- oder Keramikrohre, die zwar recht temperaturbeständig, dafür aber verhältnismäßig bruchempfindlich sind. Hier wie dort muß daher damit gerechnet werden, daß bei Defekten im Kanal die im allgemeinen sehr hoch belasteten Heizleiter infolge -Wassermangels überhitzt werden und durchbrennen.For devices of this type, it is necessary to isolate the heating sections the channel section receiving this, the insulating one for the protection of the user Upstream and downstream waterways must be made of electrically non-conductive material to manufacture. Precisely from this, however, certain difficulties arise in practice; If plastic or rubber hoses or pipes are used, there is a risk of that they deform under the influence of pressure and temperature and leak or even be destroyed, a possibility that is especially given when the flow switch should fail. The same applies to glass or ceramic tubes, which are quite temperature-resistant, but relatively fragile are. Here, as there, it must therefore be expected that there will be defects in the duct the generally very heavily loaded heating conductors overheated due to lack of water will and burn through.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, den Wasserkanal eines elektrisch beheizten Durchlauferhitzers mit unisoliert liegenden Heizleitern so zu gestalten, daß an dessen Temperaturbeständigkeit keine besonderen Anforderungen gestellt zu werden brauchen.The invention has therefore set itself the task of the water channel an electrically heated instantaneous water heater with uninsulated heating conductors to be designed in such a way that no special requirements are placed on its temperature resistance need to be asked.

Bei dieser Aufgabenstellung ist allerdings zu berücksichtigen, daß eine Überlastung der Heizleiter nicht nur durch einen Defekt im Kanal eintreten kann, sondern auch dann, wenn größere Lufteinschlüsse im Kanal vorhanden sind oder Luftpolster unter Druck im Kanal anstehen, auf die der Strömungsschalter ebenso wie auf das strömende Wasser anspricht. Die weitere Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Vorkehrungen zu treffen, die ein rechtzeitiges Abschalten der Beheizung in diesem Falle ermöglichen.In this task, however, it must be taken into account that an overload of the heating conductors not only occur due to a defect in the duct can, but also when larger air pockets are present in the duct or There are air cushions under pressure in the duct, which the flow switch also responds to how responsive to the flowing water. The further object of the invention is therefore, take precautions to switch off the heating in good time in this case enable.

Nach der Erfindung werden diese Aufgaben in der Weise gelöst, daß die Heizstrecken sowie auch die vor- und nachgeschalteten isolierenden Wasserwege in einem in seiner Höhenlage beweglich aufgehängten, an sich bekannten, mit elektrisch isolierenden Wasser-und Stromdurchführungen versehenen druckfesten, vorzugsweise metallenen Behälter angeordnet sind, in dem das nach Durchlaufen der Isolierstrecke im Zulauf frei einströmende zugelaufene kalte Wasser alle @Ieizstzecken und die Isolierstrecken umspült und bei größerer Ansammlung von Lufteinschlüssen im Be-hälter der leichter werdende Behälter mittels eines der Schwerkraft entgegenwirkenden Kraftspeichers zur Betätigung eines Ausschalters der Beheizung angehoben wird.According to the invention, these objects are achieved in such a way that the heating sections as well as the upstream and downstream insulating waterways are arranged in a pressure-resistant, preferably metal, container which is movably suspended in its height and is known per se and provided with electrically insulating water and power feedthroughs , in which the cold water flowing in freely after passing through the insulating section in the inlet washes around all the heating elements and the insulating sections and if there is a large accumulation of air pockets in the container, the lighter container is raised by means of an energy storage device that counteracts the force of gravity in order to operate a heating switch .

Dadurch, daß das zugelaufene kalte Wasser die Heizstrecken und die Isolierstrecken umspült, bleibt der Wasserkanal auch bei der Erwärmung des Wassers außen kalt. Der Wasserkanal kann sich daher nicht verformen, auch wenn dieser aus einem Material hergestellt wird, dessen Temperaturbeständigkeit nicht besonders hoch ist. Andererseits sorgt die bewegliche Aufhängung des Behälters dafür, daß die Beheizung bei größerer Ansammlung von Lufteinschlüssen im Behälter abgeschaltet wird, bevor die Heizleiter durch Überhitzung beschädigt werden könnten.The fact that the inflowing cold water the heating lines and the Surrounded by insulating sections, the water channel remains even when the water is heated cold outside. The water channel can therefore not deform, even if it is out a material is made whose temperature resistance is not particularly good is high. On the other hand, the movable suspension of the container ensures that the heating is switched off if there is a large accumulation of air pockets in the container before the heating conductors could be damaged by overheating.

Einen Behälter in seiner Höhenlage beweglich aufzuhängen, ist bei Flüssigkeitsspeichern an sich nicht neu. Sinn dieser Maßnahme ist jedoch, ähnlich einer bekannten Einrichtung, das Zuflußventil in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Speicher selbsttätig zu öffnen und zu schließen bzw., wie an sich bekannt, dafür zu sorgen, daß der Wasserdurchlauf nur bei ungenügend aufgefülltem Behälter freigegeben wird.To hang a container at its height so that it can move, is at Fluid storage in itself is not new. The sense of this measure is, however, similar a known device, the inflow valve as a function of the liquid level to open and close automatically in the memory or, as is known per se, for it to ensure that the water flow is only released when the tank is insufficiently filled will.

Es sind fernerhin zahlreiche Vorschläge bekannt, mit denen sich in Abhängigkeit vom Füllungsgrad eines Behälters Schaltvorgänge auslösen lassen. Im Gegensatz zu der Erfindung handelt es sich aber auch bei diesen Vorschlägen nicht darum, die Behälterbeheizung beim Vorhandensein von Lufteinschlüssen im Behälter abzuschalten.There are also numerous proposals known with which in Trigger switching processes depending on the filling level of a container. in the However, these proposals are not in contrast to the invention either therefore, the container heating in the presence of air pockets in the container switch off.

Bei der konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung geht man zweckmäßigerweise so vor, daß die im Behälter sich vom Wasser trennende Luft durch eine im obersten Behälterteil beginnende Leitung direkt nach den Heizstrecken und vor dem Isolierweg im Auslauf wieder in den Wasserkanal eingeführt wird, wobei diese Leitung so gedrosselt ist, daß nur relativ geringe Luftmengen mit dem Wasser abgeführt werden. Um die Wassertemperatur regeln zu können und um zu verhindern, däß das ausströmende Wasser übermäßig hohe Temperaturen annimmt, empfiehlt es sich fernerhin, das ausströmende erwärmte Wässer in an sich bekannter Weise durch -ein als Temperaturfühler dienendes Kupfer- oder Messingrohr- zu leiten, dessen Längenänderung mittels eines außen am Rohr befestigten Invarstabes das Aus- bzw. Einschaltender Beheizung bewirkt.In the constructive embodiment of the invention, it is expedient to proceed in such a way that the air separating from the water in the container passes through an in the uppermost Line beginning with the container part directly after the heating sections and before the insulating path is introduced back into the water channel at the outlet, this line being so throttled is that only relatively small amounts of air are removed with the water. Around To be able to regulate the water temperature and to prevent the leaking Water assumes excessively high temperatures, it is also recommended that the flowing out heated water in a manner known per se by -a serving as a temperature sensor Copper or brass pipe to conduct its length change by means of an outside on Invar rod attached to the pipe causes the heating to be switched off or on.

DieErfindung und weitereEinzelheiten derselben werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die in der Abb. 1 den Behälter des Durchlauferhitzers mit den Einbauten im Querschnitt und in der Abb. 2,das Schema der Behälteraufhängung zeigen. Der druckfeste metallene Behälter des Durchlauferhitzers besitzt (vgl. Abb. 1) die Gestalt einer flachen Trommel 1, an die ein Zulaufstutzen 2 aus elektrisch isolierendem Material, z. B. Kunststoff, angeschlossen ist, der in eine Isolierstrecke 3 übergeht, die das kalte Wasser bei 4 frei in den Behälterinnenraum 5 einströmen läßt. Von hier gelangt das Wasser bei 6 in die Heizstrecke 7, wird in dieser durch die unisoliert liegenden Heizleiter erwärmt und über die Isolierstrecke 8 dem Ablaufstutzen 9 zugeführt. Innerhalb des Behälters befindet sich fernerhin eine gedrosselte Rohrleitung 10, die unmittelbar nach der Heizstrecke 7 und vor der Isolierstrecke 8 bei 11 in den Ablaufkanal einmündet und deren Öffnung 15 im obersten Behälterteil liegt.The invention and further details thereof will be described with reference to Drawing explained in more detail, in Fig. 1, the container of the water heater with the internals in cross section and in Fig. 2, the scheme of the container suspension demonstrate. The pressure-resistant metal container of the flow heater has (see Fig. 1) the shape of a flat drum 1 to which an inlet nozzle 2 is made electrically insulating material, e.g. B. plastic is connected, which is in an insulating section 3 passes over, the cold water flowing freely into the container interior 5 at 4 leaves. From here the water arrives at 6 in the heating section 7, is in this through the uninsulated heating conductor is heated and over the insulating section 8 to the drain connection 9 supplied. A throttled pipeline is also located inside the container 10, which is located immediately after heating section 7 and before insulating section 8 at 11 in opens into the drainage channel and the opening 15 of which is located in the uppermost part of the container.

Der Behälter l selbst ist, wie die Abb. 2 erkennen läßt, mit Hilfe von Federn 13 in seiner Höhenlage beweglich aufgehängt; demzufolge sind auch die Leitungen 12, -die zum Zulaufstutzen 2 und zum Ablaufstutzen 9 führen, nachgiebig ausgebildet. Die Bewegung des Behälters gestattet es, einen Kontakt 14 zu öffnen und zu schließen, mit dem die Beheizung der Heizstrecke 7 aus- und eingeschaltet wird.The container l itself is, as Fig. 2 shows, with the help suspended movably by springs 13 in its height position; consequently are also the Lines 12, which lead to the inlet connection 2 and the outlet connection 9, are flexible educated. The movement of the container allows a contact 14 to open and to close, with which the heating of the heating section 7 is switched off and on will.

Bei leerem Behälter ist der Kontakt 14 geöffnet, die Beheizung also ausgeschaltet. Wird jetzt der Zulauf zum Behälter freigegeben, so füllt sich das Behälterinnere allmählich mit Wasser, das bei 6 sofort in die Heizstrecke eintritt und diese auch von außen umspült. Wenn unter dem zunehmenden Gewicht des Behälters die Beheizung über den Kontakt 14 bei etwa halber Wasserfüllung eingeschaltet wird, so besteht also bereits ein normaler Wasserstrom in der Heizstrecke 7, der eine unzulässige Belastung der Heizleiter verhindert. Die Luft, die beim Füllen im Behälter verblieben ist und sich oben im Behälter sammelt, wird unter Umgehung der Heizstrecke über die Leitung 10 nach und nach abgeführt und dem ausfließenden Wasser zugesetzt, kann daher die Heizleiter ebenfalls nicht beeinflussen.When the container is empty, the contact 14 is open, so the heating switched off. If the inlet to the container is now released, it will fill up Gradually fill the inside of the container with water, which immediately enters the heating section at 6 and it washes around it from the outside. When under the increasing weight of the container the heating is switched on via contact 14 when the water is about half full, so there is already a normal flow of water in the heating section 7, the one Inadmissible loading of the heating conductor is prevented. The air in the container when it is filled remains and collects at the top of the container, bypassing the heating section gradually discharged via line 10 and added to the outflowing water, therefore cannot influence the heating conductors either.

Treten während des Betriebes aus irgendwelchen Gründen Luftansammlungen in einem solchen Umfange auf, -daß sie von der Leitung 10 nicht bewältigt werden können, so sinkt der Wasserspiegel entsprechend. Dies bedeutet ein Leichterwerden des Behälters, welches schließlich dazu führt, daß der Kontakt 14 geöffnet und die Beheizung ausgeschaltet wird, so daß auch insoweit eine Sicherheit gegen eine Überlastung der Heizelemente gegeben ist.If air accumulates during operation for any reason to such an extent that line 10 cannot cope with them the water level sinks accordingly. This means becoming easier of the container, which ultimately leads to the contact 14 being opened and the Heating is switched off, so that to this extent there is also a security against overload the heating elements is given.

Sofern für die Heizkanäle Glas- oder Keramikrohre verwendet werden, empfiehlt es sich, diese mit Gummi- oder Kunststoffschläuchen zu umhüllen. Der metallene Behälter wird zweckmäßigerweise gegen das Gehäuse und berührbare Metallteile isoliert. -Zur Durchführung der elektrischen Leitungen nach außen und zum elektrisch isolierten Anschluß von Wasserzulauf und -ablauf wird man ein von innen wasserdicht in die Behälterwand eingesetztes Isolierstück benutzen, auf welches der anstehende Wasserdruck in dichtendem Sinne einwirkt.If glass or ceramic tubes are used for the heating channels, it is advisable to cover them with rubber or plastic hoses. The metal one The container is expediently insulated from the housing and accessible metal parts. -To lead through the electrical lines to the outside and to the electrically insulated Connection of the water inlet and outlet is watertight from the inside into the Use the insulating piece inserted in the container wall, on which the existing water pressure acts in a poetic sense.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrically heated, preferably with a flow switch Equipped water heater with uninsulated in one by glass, ceramic or Plastic pipes or rubber or plastic hoses formed water channel lying Heating conductors, characterized in that the heating sections thus formed as well as the upstream and downstream insulating waterways in one in its altitude movably suspended, known per se, with electrically insulating water and Current leadthroughs provided pressure-resistant, preferably metal container arranged in which the freely flowing in after passing through the insulating section in the inlet cold water that has flowed in washes around all heating sections and the insulating sections and at larger accumulation of air inclusions in the container the lighter container by means of a force accumulator counteracting the force of gravity for actuating a The heating switch is raised.

2. Electrically heated water heater according to claim 1, characterized in that the in the container separates from the water Air through a pipe beginning in the uppermost part of the tank directly after the heating sections and is reinserted into the water channel in front of the isolation path in the outlet and that this line is throttled so that only relatively small amounts of air with the Water can be discharged.

3. Electrically heated water heater according to claim 1 and 2, characterized by the application of a watertight from the inside into the container wall used insulating piece, on which the pending water pressure in sealing Sense acts and which after both for the implementation of the electrical lines outside as well as for the electrically insulated connection of water inlet and outlet serves.

4. Electrically heated water heater according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the outflowing heated water in a known manner flows through a copper or brass pipe serving as a temperature sensor, whose Change in length by means of a loading device on the outside of the pipe. _ solidified. Invarstabes the exit or switching on the heating causes.

5. Electrically heated water heater according to claims 1 to 4, characterized in that those used for the heating channels Ceramic or glass pipes are enclosed by rubber or plastic hoses.

6. Electrically heated water heater according to claim 1 to 5, characterized in that the metal container is insulated from the housing and touchable metal parts. Considered publications: German Patent Nos. 378 481, 444 391, 457 486, 482 843, 521103, 533 325, 608 147, 608 678, 849 770; German interpretative document No. 1 049 509.