DE1153473B - Electrically heated hot and boiling water heater - Google Patents
Electrically heated hot and boiling water heaterInfo
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Description
Elektrisch beheizter Heiß-und Kochendwasserbereiter Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch beheizten Heiß- und Kochendwasserbereiter - insbesondere für Haushaltzwecke - mit von der Behälterwasserwärme beeinflußbarem und von Hand einstellbarem Temperaturabschalter bzw. -regier sowie außer verschließbarem Wasserzulauf bzw. gleichzeitig verschließbarem Wasserzu- und ablauf vom Behälterinneren frei in die Atmosphäre mündendem Dampfableitrohr, an oder in welchem das auf Dampfdurchtritt reagierende temperaturempfindliche Organ eines zweiten, mit dem Temperaturabschalter bzw. -regier (nachfolgend erster Temperaturschalter genannt) elektrisch in Reihe liegenden Temperaturschalters angeordnet ist.Electrically heated hot and boiling water heater The invention refers to an electrically heated hot and boiling water heater - in particular for household purposes - with the temperature of the tank water can be influenced and by hand adjustable temperature switch or control as well as except for closable water inlet or at the same time closable water inlet and outlet from the inside of the container Steam discharge pipe opening into the atmosphere, on or in which the steam penetrates reacting temperature-sensitive organ of a second, with the temperature switch or -regier (hereinafter referred to as the first temperature switch) electrically in series lying temperature switch is arranged.
Bei derartigen drucklosen Geräten wird der von der Wasserwärme beeinflußbare erste Temperaturschalter von Hand bei Einstellen auf Kochendwasser, wie bei den Einstellungen Warm - Mittel - Heiß, elektrisch in die entsprechende Einschaltstellung gebracht, jedoch unabhängig von der Behälterwassertemperatur mechanisch verriegelt, so daß allein der am oder im Dampfableitrohr angeordnete zweite Temperaturschalter bei Dampfbildung, d. h. Erreichen des Kochpunktes, die Temperaturabschaltung bzw. -regelung übernimmt.In such pressureless devices, the water heat can be influenced first temperature switch by hand when setting to boiling water, as with the Settings warm - medium - hot, electric to the corresponding switch-on position brought, but mechanically locked regardless of the tank water temperature, so that only the second temperature switch arranged on or in the vapor discharge pipe in the event of steam formation, d. H. Reaching the boiling point, the temperature switch-off or regulation takes over.
In Schaltstellung Kochendwasser schaltet jedoch der zweite Temperaturschalter die Heizleistung bereits bei Wassertemperaturen unterhalb des Kochpunktes ab, da derselbe auf einen Sollsohaltwert weit unterhalb des Kochpunktes eingestellt sein muß, wenn er mit Sicherheit bei Dampfüberströmung ansprechen soll, da die Dampftemperatur in offenen Behältern bekanntlich die bei etwa 100° C liegende Verdampfungstemperatur nicht überschreiten kann.In the boiling water switch position, however, the second temperature switch switches the heating power already decreases at water temperatures below the boiling point, since the same must be set to a target value far below the boiling point must, if it is to respond with certainty in case of steam overflow, because the steam temperature It is known that the evaporation temperature in open containers is around 100 ° C can not exceed.
Folglich wird der zweite Temperaturschalter spätestens unmittelbar bei Beginn der Dampfentwicklung abschalten, wenn nicht bereits infolge der über das Dampfableitrohr teilweise vorab entweichenden, sich arn Heißwasser erwärmenden und folglich ausdehnenden Behälterluft. Demgemäß liegt die Wassertemperatur dann ebenfalls weit unterhalb des Kochpunktes. Das Einwirken der vorausströmenden Heißluft auf dien Abschaltvorgang macht sich insbesondere bei kleinen Füllungsgraden, d. h. größeren Lufträumen im Behälter, im nachteiligen Sinne bemerkbar.Consequently, the second temperature switch is immediately at the latest switch off at the beginning of the steam generation, if not already as a result of the over the steam discharge pipe partially escaping beforehand and heating up with hot water and thus expanding container air. Accordingly, the water temperature is then also well below the boiling point. The effect of the hot air flowing ahead The shutdown process is particularly important for small degrees of filling, i.e. H. larger air spaces in the container, noticeable in a disadvantageous sense.
Zudem bleiben die beim Aufheizvorgang entstehenden Temperaturschichtungen im Wasser über lange Zeit erhalten, selbst bei Anordnung des Heizkörpers am tiefstgelegenen Wandungsteil des Wasserbehälters, da das Wasser nicht wie bei richtigem Kochen zum Wallen kommt.In addition, the temperature stratifications that arise during the heating process remain Maintained in water for a long time, even when the radiator is located at the lowest point Wall part of the water container, as the water is not used for proper boiling Wallen is coming.
Kochendes Wasser ist nun aber für viele Bedarfsfälle unumgängliche Voraussetzung, beispielsweise für bestimmte Getränkebereitungsarten oder zum Sterilisieren. Selbst dort, wo nur Wasser von 96 bis 98° C gebraucht wird, muß es bis zum Kochpunkt erhitzt werden, da dasselbe beim Durchgang durch die dem Wasserbehälter nachgeordnete Armatur merkbar abgekühlt wird, es sei denn, letztere ist separat beheizt.Boiling water is now inevitable for many needs Requirement, for example for certain types of beverage preparation or for sterilization. Even where water between 96 and 98 ° C is needed, it has to boil are heated, as the same when passing through the downstream of the water tank The valve is noticeably cooled, unless the latter is heated separately.
Ein elektrisch beheizter Heißwasserbereiter der eingangs erwähnten Art ist jedoch mit Sicherheit und unabhängig vom .Füllungsgrad und Luftdruck zugleich auch ein echter Kochendwasserbereiter, wenn die maximal einstellbare Abschalttemperatur des ersten Temperaturschalters oberhalb jeder in der freien Atmosphäre möglichen Kochtemperatur liegt und der zweite Temperaturschalter als Umschalter ausgebildet ist mit in Umschaltstellung elektrischer Verbindung zum ersten Temperaturschalter über einen außerhalb des Wasserraumes angeordneten Hilfsheizkörper, der gleich dem Behälterwasser eine Wärmeleitverbindung zum ersten Temperaturschalter aufweist und im Betriebszustand an seiner Oberfläche eine mit Abstand höhere Temperatur aufweist als das aufgeheizte Wasser bei maximaler Abschalttemperatureinstellung des ersten Temperaturschalters.An electrically heated hot water heater of the type mentioned above Art is, however, with certainty and independent of the degree of filling and air pressure at the same time also a real boiling water heater if the maximum adjustable switch-off temperature of the first temperature switch above any possible in the free atmosphere Cooking temperature is and the second temperature switch is designed as a changeover switch is in the switchover electrical connection to the first temperature switch Via an auxiliary heating element arranged outside the water space, which is the same as the Container water has a thermally conductive connection to the first temperature switch and has a by far higher temperature on its surface in the operating state than the heated water at the maximum switch-off temperature setting of the first Temperature switch.
Das so in Schaltstellung Kochendwasser von der Wasserwärme nicht bis zum Abschaltpunkt (etwa 110° C) aufheizbare temperaturempfindliche Organ des ersten Temperaturschalters wird nach dem Umschalten des zweiten Temperaturschalters bei Dampfdurchtritt durch das Dampfableitrohr vom Hilfsheizkörper aus bis zum Abschaltpunkt weiter aufgeheizt. Während dieser konstruktiv zweckmäßigerweise auf mehrere Minuten auszulegenden Zeitspanne heizt der für die Wasseraufheizung bestimmte Heizkörper weiter und bringt bei entsprechend vorbestimmbarer Bemessung der Weiterheizzeit, d. h. Auslegung des Hilfsheizkörpers und/oder der Wärmeleitverbindung sowie der eigentlichen Heizleistung, das Wasser für eine echte Kochendwasserentnahme hinreichend lange zum Kochen, ehe die Abschaltung erfolgt.So in the boiling water switch position from the water heat not up temperature-sensitive organ of the first which can be heated up to the switch-off point (approx. 110 ° C) Temperature switch is activated after switching the second temperature switch Steam passage through the steam discharge pipe from the auxiliary heating element to the switch-off point further heated. During this constructively expediently for several minutes The radiator intended for water heating heats up the time span to be designed further and brings about predeterminable Dimensioning the Further heating time, d. H. Design of the auxiliary heater and / or the heat conduction connection as well as the actual heating output, the water for real boiling water extraction long enough to cook before it switches off.
Damit nun aber das zum zweiten Temperaturschalter gehörige, am oder im Dampfableitrohr befindliche temperaturempfindliche Organ, welches bei einer Temperaturbeaufschlagung ab etwa 85° C schaltet, nicht auf wärmeleitende Wege an. der Wasserwärme zum Umschalten gebrächt werden kann, ist in das Dampfableitrohr im Bereich zwischen der Befestigungsstelle des temperaturempfindlichen Organs und seiner Befestigungsstelle am Wasserbehälter ein Isolierstück, zweckmäßigerweise in Form eines Isoliernippels, eingesetzt.But now the one belonging to the second temperature switch, am or temperature-sensitive organ located in the vapor discharge pipe, which when exposed to temperature switches from about 85 ° C, does not switch on in a thermally conductive way. the water heat to switch can be used is in the vapor discharge pipe in the area between the attachment point of the temperature-sensitive organ and its attachment point to the water tank an insulating piece, expediently in the form of an insulating nipple, is used.
Weiterhin gestattet die Anordnung, eine elektrische Signaleinrichtung vorzusehen, welche in der Zeit von der Dampfentwicklung, d. h. Zuschaltung des Hilfsheizkörpers, bis zur Abschaltung in Betrieb ist.Furthermore, the arrangement allows an electrical signaling device to provide which in the time of the steam development, d. H. Connection of the auxiliary heater, is in operation until shutdown.
Dies wird erreicht, wenn die elektrische Signaleinrichtung zum Hilfsheizkörper elektrisch parallel angeordnet wird. Die Wirkung und Bedeutung der elektrischen Signaleinrichtung kann gesteigert werden, indem letztere als elektrische Blinkeinrichtung üblicher Frequenz - wie jedermann von Kraftfahrzeugen her bekannt - ausgebildet ist.This is achieved when the electrical signaling device is connected to the auxiliary heater is arranged electrically in parallel. The effect and importance of the electrical Signaling device can be increased by using the latter as an electric flasher device Usual frequency - as everyone knows from motor vehicles - trained is.
Auf diese Weise wird nicht nur angezeigt, daß der Bereitungszustand sich in der Kochendwasserphase befindet, sondern es kann auch der Laie, dem die kurz bemessene Dauer der Fortkochzeit nicht bekannt ist, aus der schnellen Folge der Leuchtzeichen schließen, daß das Aufheizende nahe bevorsteht und sich ein Abwarten lohnt.In this way it is not only indicated that the state of readiness is in the boiling water phase, but it can also be the layperson to whom the The short duration of the continued cooking time is not known from the quick episode the luminous signs conclude that the end of the heating is imminent and a wait and see worth it.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand eines Beschreibungsbeispiels in, Verbindung mit einer figürlichen Darstellung näher erläutert: Die Unterseite eines einen Wasserbehälter 1 abschließenden Heizflansches 2, bestehend aus einer gut wärmeleitenden Flanschplatte 3 mit eingelötetem Wasserheizkörper 4 -und durchgeführtem Wassereir-und -ablaufrohr 5 mit Dreiwegehahn 6 sowie wärmeleitendem Dampfableitrohr 7, steht über eine metallische Wärmebrücke 8 in Wärmekontakt mit einem Bimetall-Temperaturabschalter 9, dessen Konstruktion und Funktion als bekannt vorausgesetzt wird. Die Abschalttemperatur des Bimetall-Temperaturabschalters 9 ist mittels eines Sollwerteinstellers 9 a in einem Bereich von etwa 30 bis 90° C sowie punktförmig auf 110° C einstellbar.In the following, the subject matter of the invention is illustrated using a description example in, in connection with a figurative representation explained in more detail: The underside a heating flange 2 terminating a water tank 1, consisting of a Good heat conducting flange plate 3 with soldered water heater 4 and carried out Water inlet and outlet pipe 5 with three-way tap 6 and heat-conducting steam discharge pipe 7, is in thermal contact with a bimetal temperature switch via a metallic thermal bridge 8 9, the construction and function of which is assumed to be known. The shutdown temperature the bimetal temperature switch 9 is by means of a setpoint adjuster 9 a in adjustable in a range from about 30 to 90 ° C as well as point-like to 110 ° C.
Ebenso ist ein Bimetall-Temperaturumschalter 10 mit bei etwa 85° C erfolgender Umschaltung mechanisch über eine Wärmebrücke 11 an dem außerhalb des Wasserbehälters 1 befindlichen Teil des Dampfableitrohres 7 befestigt. Der Bimetall-Temperaturumschalter 10 ist mit dem Bimetall-Temperaturabsahalter 9, dem der Wasserheizkörper 4 elektrisch nachgeordnet ist, in Grundstellung a über die elektrische Leitung 12 direkt und in durch unterbrochene Linienführung angedeuteter Umschaltstellung b über einen Hilfsheizkörper 13 verbunden, der mit dem Bimetall-Temperaturabschalter 9 über eine Wärrnebrücke 14 in Wärmekontakt steht.Likewise, a bimetal temperature switch 10 is at about 85 ° C subsequent switchover mechanically via a thermal bridge 11 on the outside of the Water container 1 located part of the steam discharge pipe 7 attached. The bimetal temperature switch 10 is with the bimetallic Temperaturabsahalter 9, which the water heater 4 electrical is downstream, in the basic position a via the electrical line 12 and directly in switching position b indicated by broken lines via a Auxiliary heater 13 connected to the bimetal temperature switch 9 via a Thermal bridge 14 is in thermal contact.
Parallel zum Hilfsheizkörper 13 ist noch eine elektrische Signaleinrichtung in Form eines Blinkers 15 angeordnet, desgleichen eine Glimmlampe 16 parallel zum Wasserheizkörper 4. Ferner ist das wärmeleitende Dampfableitrohr 7 im Bereich zwischen Austrittsstelle aus der Flanschplatte 3 und Befestigungsstelle des Bimetall-Temperaturumschalters 10 ein Isoliernippel 17 eingesetzt.There is also an electrical signaling device in parallel with the auxiliary heating element 13 arranged in the form of a flasher 15, as well as a glow lamp 16 parallel to Water heater 4. Furthermore, the thermally conductive steam discharge pipe 7 is in the area between Exit point from flange plate 3 and attachment point of the bimetal temperature switch 10 an insulating nipple 17 is used.
Der Wasserheizkörper 4 kann aber auch, ohne daß der Erfindungsgegenstand und die Aufgabe der Erfindung eine Abänderung erfährt, alternativ an der dem Behälterwasser abgewandten Seite der Flanschplatte 3 - wie durch unterbrochene Linienführung angedeutet - angeordnet sein. Der Bimetall-Temperaturabschalter 9 wird temperaturmäßig in diesem Falle zwar von der direkt beheizten Flanschplatte 3 beaufschlagt, die Flanschplattentemperatur steht jedoch in funktionalem Zusammenhang mit der Temperatur des Behälterwassers, so daß es lediglich experimentell vorbestimmbarer Abschalttemperaturverschiebungen mit Hilfe des Sollwerteinstellers 9 a bedarf, um zu gleichen Werten zu gelangen.The water heater 4 can, however, also without the subject matter of the invention and the object of the invention is modified, alternatively to that of the container water remote side of the flange plate 3 - as indicated by broken lines - be arranged. The bimetal temperature switch 9 is temperature-wise in this If the directly heated flange plate 3 acts on it, the flange plate temperature but is functionally related to the temperature of the tank water, so that there are only experimentally predeterminable switch-off temperature shifts with the help of the setpoint adjuster 9 a is required to arrive at the same values.
Der so beschaffene Heiß- und Kochendwasserbereiter arbeitet nun wie folgt: Bei Sollwerteinstellungen des Temperaturabschalters 9 im Bereich zwischen etwa 30 und 90° C bleibt der Temperaturumschalter 10 in Grundstellung a, da sich bei äquivalenten Wassertemperaturen noch kein Dampf bildet und folglich der nur von letzterem beeinflußbare Temperaturumschalter 10 nicht in Tätigkeit treten kann. Demgemäß erhält nur der Wasserheizkörper 4 Strom. Je nach eingestellter Abschalttemperatur schaltet der Temperaturabschalter 9 infolge Wärmeaufnahme vom aufgeheizten Wasser über die Flanschplatte 3 und die Wärmebrücke 8 bei Erreichen entsprechender Wassertemperaturen.The hot and boiling water heater made in this way now works as follows: With setpoint settings of the temperature switch 9 in the range between about 30 and 90 ° C, the temperature switch 10 remains in basic position a, since at equivalent water temperatures no steam is formed and consequently only the latter can be influenced Temperature switch 10 can not come into action. Accordingly, only the water heater 4 receives power. Depending on the set switch-off temperature, the temperature switch 9 switches as a result of heat absorption from the heated water via the flange plate 3 and the thermal bridge 8 when the corresponding water temperatures are reached.
Bei 110° C Sollwerteinstellung des Temperaturabschalters 9 kann der Temperaturabschalter 9 von der Wassertemperatur über die Wärmebrücke 8 nicht mehr zum Abschalten gebracht werden, da der Wasserbehälter 1 über das Dampfableitrohr 7 frei mit der Atmosphäre verbunden ist und folglich nur Kochtemperaturen von etwa 100° C erreicht werden können.At 110 ° C setpoint adjustment of the temperature switch 9 can Temperature switch 9 from the water temperature via the thermal bridge 8 no longer be brought to shutdown, as the water tank 1 via the steam discharge pipe 7 is freely connected to the atmosphere and consequently only cooking temperatures of about 100 ° C can be reached.
Bei Erreichen einer Wassertemperatur von etwa 95° C entwickelt sich jedoch schon im Wasserbehälter 1 langsam Dampf, der einen größeren Raum einnehmen möchte als dem Behälterraum oberhalb des Wasserspiegels entspricht und folglich über das Dampfableitrohr 7 seinen Weg ins Freie nimmt. Hierbei kondensiert ein Teil des in das Dampfableitrohr7 eintretenden Dampfes an der - in Dampfabströmrichtung gesehen - hinter dem Isoliernippel 17 bis zu diesem Zeitpunkt kalten Wandung des Dampfableitrohres 7, und ein Teil der dabei frei werdenden Kondensationswärme wird über die Wärmebrücke 11 auf den auf etwa 85° C eingestellten Bimetall Temperaturumschalter 10 übertragen. Letzterer begibt sich in seine Umschaltstellung b und leitet den elektrischen Strom nunmehr über den Hilfsheizkörper 13 und den Blinker 15 zum Bimetall-Temperaturabschalter 9 und weiter zum Wasserheizkörper 4. Der Hilfsheizkörper 13 heizt im weiteren Verlauf über die Wärmebrücke 14 so lange den Temperaturabschalter 9 auf, bis derselbe seine eingestellte Abscbalttemperatur, d. h. in diesem Falle etwa 110° C, erreicht hat. Während dieser Zeit heizt der Wasserheizkörper 4 das Wasser weiter bis zum Kochpunkt auf und läßt dasselbe noch etwa 1 bis 2 Minuten sieden.When the water temperature reaches around 95 ° C, it develops but already in the water tank 1 slowly steam, which takes up a larger space would like to correspond to the container space above the water level and consequently via the vapor discharge pipe 7 takes its way into the open air. Part of it condenses of the steam entering the steam discharge pipe 7 at the - in steam outflow direction seen - behind the insulating nipple 17 up to this point in time the cold wall of the Steam discharge pipe 7, and part of the heat of condensation released in the process via the thermal bridge 11 to the bimetal temperature switch set to about 85 ° C 10 transferred. The latter moves into its switchover position b and directs the electrical current now through the auxiliary heater 13 and the blinker 15 to the bimetal temperature switch 9 and on to the water heater 4. The auxiliary heater 13 heats in the further course Over the thermal bridge 14 so long the temperature switch 9 until it is the same set shut-off temperature, d. H. in this case has reached about 110 ° C. During this time, the water heater 4 continues to heat the water to the boiling point and let it simmer for another 1 to 2 minutes.
Um diesen letztgenannten Effekt zu erzielen, genügt es unter normalen Umständen, den Hilfsheizkörper 13, welcher unter anderem der angekoppelten Wärmebrücke 14 wegen zweckmäßigerweise als Mantelrohrheizkörper ausgebildet ist, mit einer Leistung in der Größenordnung von etwa 20 Watt bei einer Oberflächenbelastung von etwa 2,6 W/cm2, bezogen auf einen Rohrdurchmesser von etwa 5,4 mm, auszustatten, wenn der Wasserbehälter 1 ein Fassungsvermögen von 51 hat und der Wasserheizkörper 4 für eine Leistung von etwa 2 Kilowatt ausgelegt ist.To achieve this latter effect, it is sufficient under normal Circumstances, the auxiliary radiator 13, which among other things, the coupled Heat bridge 14 is expediently designed as a tubular heating element, with a power on the order of about 20 watts with a surface load of about 2.6 W / cm2, based on a pipe diameter of about 5.4 mm, when the water tank 1 has a capacity of 51 and the water heater 4 is designed for an output of around 2 kilowatts.
In der Zeit zwischen Um- und Abschaltung ist auch der Blinker 15 in Betrieb und läßt durch die ihm eigentümliche Arbeitsweise erkennen, daß das Ende der Aufheizung unmittelbar bevorsteht, während die Glimmlampe 16 unabhängig von der Sollwerteinstellung und Umschaltung wie üblich lediglich anzeigt, daß Wasser zur Zeit aufgaheizt wird.In the time between conversion and disconnection is also the turn signal 15 in operation and can be through the peculiar him operation seen that the end of the heating imminent, while the glow lamp isplays as usual only anz regardless of the set point adjustment and switch 16, that water is currently being heated up.
Die Rückschaltung des Bimetall-Temperaturumschalters 10 in die Grundstellung a erfolgt bei Ausbleiben der nach dem Abschalten abnehmenden Dampferzeugung. Damit wird der Heiß- und Kochendwasserbereiter jedoch noch nicht wieder eingeschaltet. Der Temperaturabschalter 9 verbleibt vielmehr nach Abschalten in seiner AUS-Stellung. Eine Wiedereinschaltmöglichkeit besteht bei derartigen Funktionstemperaturabschaltern durch entsprechende Betätigung von Hand.The switching back of the bimetal temperature switch 10 to the basic position a takes place when the steam generation, which decreases after switching off, does not occur. In order to However, the hot and boiling water heater is not switched on again yet. Rather, the temperature switch 9 remains in its OFF position after it has been switched off. A restart option exists with such functional temperature cut-outs by hand actuation.
Der zuvor behandelte Heiß- und Kochendwasserbereiter wird zum Heiß- und Kochendwasserspeicher, in welchem heißes und kochendes Wasser nicht nur bereitet, sondern auch bereitgehalten wird, wenn der Temperaturabschalter 9 mit Wiedereinschaltmöglichkeit von Hand durch einen Temperaturregler bekannter Art ersetzt wird.The previously treated hot and boiling water heater becomes the hot water heater and boiling water storage tank, in which hot and boiling water not only prepares but is also kept ready when the temperature switch 9 can be switched on again is replaced by hand by a temperature controller of a known type.
Claims (5)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5887041U (en) * | 1981-12-09 | 1983-06-13 | 株式会社日本イトミツク | electric water heater |
| JPS5898546U (en) * | 1981-12-26 | 1983-07-05 | 株式会社日本イトミツク | electric water heater |
| WO2006056883A1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Thermowatt S.P.A. | Accumulator water heater and flange for accumulator water heater |
-
1961
- 1961-07-08 DE DEST18052A patent/DE1153473B/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JPS5887041U (en) * | 1981-12-09 | 1983-06-13 | 株式会社日本イトミツク | electric water heater |
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