DE1156181B

DE1156181B - Anordnung bei elektrisch beheizten Durchlauferhitzern

Info

Publication number: DE1156181B
Application number: DEE19900A
Authority: DE
Inventors: Alfred Eckerfeld
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-09-09
Filing date: 1960-09-09
Publication date: 1963-10-24
Also published as: CH387825A; GB974852A; FR1299353A

Description

Anordnung bei elektrisch beheizten Durchlauferhitzern Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei elektrisch beheizten Durchlauferhitzern mit einer unisolierten unmittelbar vom Wasser umspülten Heizwendel.
Bisher hat man bei solchen Geräten Heizwendel verwandt, deren Wickeldurchmesser etwa 8 bis 12 mm beträgt. Diese sind üblicherweise in einem Durchlaufkanal angeordnet, dessen Durchmesser nur wenig größer ist als der Wickeldurchmesser der Heizwendel. Im allgemeinen hat man bei Heizwendeln von diesen Abmessungen darauf verzichtet, diese auf einen mit Rillen versehenen Heizwendelträger aufzuwickeln, wie das bei luftgekühlten Heizwendeln von größerem Wickeldurchmesser üblich ist. Es ist auch bei einem Durchlauferhitzer bekannt, eine unmittelbar vom Wasser umspülte Heizwendel von wesentlich größerem Wickeldurchmesser zu verwenden und diese - da man solche Wendel nicht freitragend ausbilden kann - auf einen mit Längsnuten und Rillen versehenen Heizwendelträger aufzuwickeln. Bei dem bekannten Durchlauferhitzer füllt die Querschnittsfläche des Heizwendelirägers mehr als Dreiviertel der Querschnittsfläche des Heizkanals aus. Außerdem liegen die Windungen der Heizwendel auf der gerillten Mantelfläche des Heizwendelträgers auf und sind nur über den relativ schmalen Längsnuten des Heizwendelträgers allseitig frei. Bei einer solchen Anordnung ist die Kühlung der Heizwendel unvollkommen, so daß diese nur einer geringen Strombelastung ausgesetzt werden können. Die Wärme wird außerdem zum erheblichen Teil an die große Masse des Heizwendelträgers abgegeben und in dieser gespeichert. Der Vorteil der unmittelbaren Berührung von Wasser und Heizwendel wird durch eine solche Anordnung praktisch aufgehoben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei Durchlauferhitzern auch dann vorteilhaft ist, einen geeigneten Heizwendelträger vorzusehen, wenn Heizwendel mit relativ kleinem Wickeldurchmesser von 8 bis 12 mm verwendet werden. Dabei kommt es nicht allein auf das Festlegen der Heizwendelwindungen an, was zweifellos vorteilhaft ist, um eine unerwünschte Berührung der Windungen untereinander und mit der Kanalwandung auszuschließen.
Es hat sich vielmehr gezeigt, daß auch bei den hier üblichen kleineren Heizkanaldurchmessern die Heizwendelwärme nicht gleichmäßig an das durchfließende Wasser abgegeben wird, daß vielmehr im zentralen Teil des Heizkanals ein kalt bleibender Wasserstrang fließt. Es ist an sich bekannt, bei rohrförmigen Wärmeaustauschern diesen kalten Wasserstrang durch Einsetzen eines Füllkörpers zu vermeiden, so daß nur die Randteile des Wasserstranges, die Wärme aufnehmen können, mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit durchfließen.
Ein Heizwendelträger kann also zugleich in diesem Sinne einen Füllkörper bilden, was natürlich auch bei dem bekannten Durchlauferhitzer mit großem Heizwendeldurchmesser der Fall ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für kleinere Wickeldurchmesser geeigneten Heizwendelträger so auszubilden und so zu bemessen, daß er als Füllkörper wirken kann, ohne die Kühlung der Heizwendel zu behindern und in größerem Umfang Wärme von den Heizwendeln aufzunehmen und zu speichern.
Mit einem Heizwendelträger, der einen vollen Kern und von diesem radial vorspringende, mit Rillen versehene Längsstege aufweist, in deren Rillen die Windungen der Heizwendel liegen, wird das erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Stege des im Querschnitt sternförmig ausgebildeten Heizwendelträgers sich nach außen hin zuspitzen und die Querschnittsfläche des Heizwendelträgers etwa ein Drittel der Querschnittsfläche des Heizkanals ausfüllt.
Dabei ergibt sich eine vorteilhafte Aufteilung des freien Heizkanalquerschnittes in eine äußere Kühlzone, die die Heizwendel umgibt, in innere Kühlzonen zwischen den Längskanten des Heizwendelträgers, die innerhalb der Heizwendel liegen, und in eine vom Heizwendelträger ausgefüllte Verdrängungszone. Jede dieser Zonen entspricht etwa einem Drittel der freien Querschnittsfläche des Heizkanals. Die Masse eines solchen Heizwendelträgers ist gering, so daß auch die Wärmespeicherung nicht ins Gewicht fällt. Durch die schmalen Berührungsstellen an den Längskanten des Heizwendelträgers wird nur wenig Wärme abgeleitet. Andererseits liegen die Windungen der Heizwendel auch innen fast völlig frei.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Ein in. einem Kunststoffkörper 1 angebrachter Heizkanal 2 bildet einen Teil eines nicht vollständig dargestellten Durchlaufweges. Der Heizkanal 2 ist mit einer wärmefesten Ausfütterung 3 versehen. Eine Heizwendel 4, deren Wicklungsdurchmesser im allgemeinen 8 bis 12 mm beträgt und etwas kleiner ist als der Durchmesser des Heizkanals 2, ist auf einem vorzugsweise aus keramischem Werkstoff hergestellten Heizwendelträger 5 aufgewickelt und mit diesem zusammen in den Heizkanal 2 eingesetzt. Der Heizwendelträger 5 weist einen sternförmigen Querschnitt auf, dessen Fläche etwa ein Drittel der freien Querschnittsfläche des Heizkanals 2 ausfüllt. Die radial von dem vollen Kern vorspringenden schmalen Längskanten 5', 5", 5"' des Heizwendelträgers 5 sind mit Rillen 6 zur Aufnahme der einzelnen Heizwendelwindungen 4 versehen, so daß diese nur auf einer schmalen Berührungsfläche aufliegen und auch innen im wesentlichen frei sind.
Der freie Querschnitt des Heizkanals 2 ist nach dem Einsetzen des Heizwendelträgers 5 in drei Zonen von etwa gleichem Flächeninhalt aufgeteilt, nämlich in eine die Heizwendel 4 umgebende äußere Kühlzone a, in innere Kühlzone i, die zwischen den Längskanten 5', 5", 5"' innerhalb der Heizwendel 4 liegen, und in eine Verdrängerzone V, die von dem Heizwendelträger 5 ausgefüllt ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Anordnung bei elektrisch beheizten Durchlauferhitzern mit einer unisolierten, auf einen mit Rillen versehenen Heizwendelträger aufgewickelten, unmittelbar vom Wasser umspülten Heizwendel, bei dem die Heizwendel in einem Durchlaufkanal angeordnet ist, dessen Durchmesser nur wenig größer ist als der Durchmesser der Heizwendel, wobei der Heizwendelträger einem vollen Kern und von diesem radial vorspringende, mit Rillen versehene Längsstege aufweist, in deren Rillen die Windungen der Heizwendel liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5, 5', 5") des im Querschnitt sternförmig ausgebildeten Heizwendelträgers (5) sich nach außen hin zuspitzen und die Querschnittsfläche des Heizwendelträgers (5) etwa ein Drittel der Querschnittsfläche des Heizkanals (2) ausfüllt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 793118.