DE1222182B

DE1222182B - Electric instantaneous water heater with safety switch

Info

Publication number: DE1222182B
Application number: DEE18241A
Authority: DE
Inventors: Leonid Schomann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-12-11
Filing date: 1959-09-14
Publication date: 1966-08-04

Description

Elektrischer Durchlauferhitzer mit Sicherheitsschalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer mit einer im Durchlaufweg der Flüssigkeit liegenden Heizwicklung, die durch einen Sicherheitsschalter abschaltbar ist, bei welchem der Sicherheitsschalter bei Überdruck im Bereich der Heizwicklung von einer vorbelasteten Membran im öffnenden Sinne betätigt wird, die der Vorbelastung entgegenwirkend von dem im Bereich der Heizwicklung herrschenden Druck beaufschlagt ist.Electric instantaneous water heater with safety switch The invention relates to an electric water heater with one in the flow path of the liquid lying heating coil, which can be switched off by a safety switch which the safety switch of a preloaded membrane is actuated in the opening sense, which counteracts the preload is acted upon by the pressure prevailing in the area of the heating coil.

Es ist bereits eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei welcher der Sicherheitsschalter von einer auslaufseitig an den Durchlaufweg angeschlossenen Membran betätigt wird und bei welcher die Heizkanäle unmittelbar in der Überdruckkammer dieser Membran münden und ein Teil der Heizwicklung in dieser Überdruckkammer liegt. Wenn sich im Heizkanal Dampf bildet, so hat das einen plötzlichen Druckanstieg zur Folge, welcher unmittelbar an der Membran wirksam wird und der über den Sicherheitsschalter das Gerät abschaltet. Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist die Membran als vorgeprägte Metallmembran ausgebildet, die auf der einen Seite vom Wasserdruck beaufschlagt ist, während die andere Seite unter Atmosphärendruck steht. Der Wasserdruck wird dabei also im Normalzustand von der Eigenfederung der Membran überwunden. Erst wenn der Druck infolge Dampfbildung über ein gewisses Maß hinaus ansteigt, schnappt die Metallmembran in ihre andere Endlage und öffnet dabei den Sicherheitsschalter. Die dem Wasserdruck entgegenwirkende Eigenfederung der Membran muß dann ziemlich kräftig sein, da der Wasseranschlußdruck je nach dem Installationswert des Gerätes in weiten Grenzen verschieden sein kann. Der Sicherheitsschalter darf ja nicht schon ansprechen, wenn das Gerät nur bei einem verhältnismäßig hohen Anschlußdruck installiert ist. Das hat aber nur zur Folge, daß bei niedrigen Anschlußdrücken der Sicherheitsschalter unempfindlicher wird und erst bei einem größeren Druckanstieg anspricht.An arrangement has already been proposed in which the Safety switch from one connected to the flow path on the outlet side Membrane is actuated and in which the heating channels are located directly in the overpressure chamber open into this membrane and part of the heating coil lies in this overpressure chamber. If steam forms in the heating duct, this causes a sudden increase in pressure Result, which is effective directly on the membrane and that via the safety switch the device switches off. In the proposed arrangement, the membrane is as pre-embossed Metal membrane formed, which is acted upon on one side by the water pressure while the other side is under atmospheric pressure. The water pressure will in the normal state it is overcome by the self-resilience of the membrane. Only when the pressure rises above a certain level as a result of the formation of steam, the snaps Metal membrane in its other end position and opens the safety switch. the The self-resilience of the membrane counteracting the water pressure must then be quite strong as the water connection pressure varies depending on the installation value of the device Limits can be different. The safety switch must not respond already, if the device is only installed with a relatively high connection pressure. The only consequence of this is that the safety switch is activated at low connection pressures becomes less sensitive and only responds to a greater increase in pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der vorgeschlagenen Anordnung zu vermeiden.The invention is based on these disadvantages of the proposed Avoid arrangement.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß auf die Membran auf der anderen Seite ein von dem in der Wasserleitung herrschenden Anschlußdruck abhängiger, die Membranvorbelastung unterstützender Gegendruck wirkt. Dann gleichen sich die unterschiedlichen Anschlußdrücke aus, so daß an der Membran nur plötzliche Druckanstiege im Heizkanal, wie sie durch Dampfbildung auftreten können, wirksam werden. Die Sicherheitsmembran kann daher wesentlich empfindlicher gemacht werden, ohne daß bei hohem Anschlußdruck ein unzeitiges Ansprechen des Sicherheitschalters befürchtet zu werden braucht.According to the invention this is achieved in that on the membrane on the other hand, a connection pressure that depends on the pressure in the water pipe, the diaphragm preload supporting counterpressure acts. Then they are alike different connection pressures, so that there are only sudden increases in pressure on the membrane take effect in the heating channel, as can occur due to the formation of steam. The safety membrane can therefore be made much more sensitive without the need for high connection pressure an untimely response of the safety switch needs to be feared.

Es sind gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer bekannt, die mit einer sogenannten »Wassermangelsicherung« versehen sind. Dabei wird im Wasserweg eine Drosselstelle vorgesehen und der Druck vor und hinter der Drosselstelle auf die beiden Seiten einer Wassermangelsicherungs-Membran gegeben. Bei fließendem Wasser tritt an der Drosselstelle ein dynamischer Differenzdruck auf, so daß die Membran einen Hub und ein Gasventil gegen die Wirkung einer Schließfeder aufdrückt. Ähnliche Wassermangelsicherungen sind auch für elektrisch beheizte Durchlauferhitzer bekannt. Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen »Sicherheitsschalter-Anordnung« wirkt hierbei der Anschlußdruck, nämlich der Druck vor der Drosselstelle, nicht im Sinne der Membranbelastung, sondern der Membranbelastung, nämlich der Schließfeder des Gasventils, entgegen. Auch wirkt nicht der im Heizsystem herrschende Druck der Vorbelastung entgegen, sondern im gleichen Sinne wie diese. Während bei abgesperrtem Auslaufventil eine Wassermangelsicherung die Energiezufuhr unterbricht, wird bei einem Sicherheitsschalter der erfindungsgemäßen Art der Sicherheitskontakt normalerweise geschlossen gehalten. Der Sicherheitskontakt öffnet nur bei einem Überdruck im Bereich der Heizwicklung, der durch Dampfbildung hervorgerufen wird und den Anschlußdruck überwindet. Eine solche Dampfbildung hat bei Gasgeräten keine schädliche Wirkung, weil dort nicht das Problem besteht, eine im Durchlaufweg liegende Heizwicklung gegen örtliche überhitzung zu schützen. Ein durch Dampfbildung etwa entstehender Überdruck im Durchlaufkanal eines bekannten Durchlauferhitzers wird nicht auf der Niederdruckseite der Wassermangelsicherung wirksam - und soll das auch gar nicht -, sondern gleicht sich über den Auslauf aus. Die' bekannten Wassermangelsicherungen sind also weder bestimmt noch geeignet, im Sinne des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters zu wirken. Sie müssen vielmehr zusätzlich zu einem solchen vorgesehen werden.There are gas-heated liquid heaters known with a so-called "Low water protection" are provided. This creates a throttle point in the waterway provided and the pressure upstream and downstream of the throttle point on both sides given to a water shortage safety membrane. When the water is running, the Throttle point on a dynamic differential pressure, so that the diaphragm has a stroke and a gas valve pushes open against the action of a closing spring. Similar low water protection are also known for electrically heated water heaters. In contrast to the "Safety switch arrangement" according to the invention here acts the connection pressure, namely the pressure in front of the throttle point, not in the sense of the membrane load, but against the diaphragm load, namely the closing spring of the gas valve. Also works not the pressure prevailing in the heating system against the previous load, but in the same sense as this. While a water shortage safety device when the outlet valve is shut off interrupts the energy supply, is in a safety switch of the invention Type of safety contact normally kept closed. The safety contact opens only when there is excess pressure in the area of the heating coil, caused by the formation of steam is caused and overcomes the connection pressure. Has such a vapor formation with gas appliances no harmful effect because there is no problem with one Heating coil located in the flow path to prevent local overheating to protection. An overpressure caused by steam formation in the flow channel of a known water heater is not on the low pressure side of the low water protection effective - and shouldn't be - but balances out over the spout. The 'well-known water shortage safety devices are neither determined nor suitable in To act the sense of the safety switch according to the invention. Rather, you have to in addition to one.

Bei einem Gerät, bei welchem der Stromkreis der Heizwicklung durch zwei je von einem Membranschalter betätigte hintereinandergeschaltete Kontaktfedern geschlossen oder geöffnet wird und bei welchem einer der Membranschalter auf einen beim Durchfließen der Flüssigkeit vor einer Drosselstelle entstehenden Druck als Wassermangelsicherung anspricht, während der andere als Sicherheitsschalter wirkt, kann die Erfindung in der Weise verwirklicht werden, daß beide Membranschalter koaxial zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, in welchem durch die beiden Membranen drei Membrankammern abgetrennt sind, von denen die mittlere an den Einlaßkanal des Gerätes vor einer -Drosselstelle und die äußere an den Auslaßkanal angeschlossen ist, während in der unteren Kammer der Heizkanal mündet und ein Teil der Heizwicklung liegt.In a device in which the circuit of the heating coil through two contact springs connected in series, each actuated by a membrane switch is closed or opened and in which one of the membrane switches to a when the liquid flows through in front of a throttle point as pressure Low water protection activates while the other acts as a safety switch, the invention can be implemented in such a way that both membrane switches coaxially are housed to each other in a common housing, in which by the two membranes three membrane chambers are separated, of which the middle one the inlet channel of the device in front of a throttle point and the outer to the outlet channel is connected, while the heating channel opens into the lower chamber and a part the heating coil lies.

Der Ausgleich des Anschlußdruckes kann aber auch in der Weise erfolgen, daß die beiden Membrankammern der auf den Sicherheitsschalter wirkenden Membran über eine Drosselstelle miteinander in Verbindung stehen, beispielsweise indem die Membran ein enges Loch aufweist. Plötzliche Druckänderungen können sich durch das enge Loch nicht ausgleichen und bringen den Sicherheitsschalter zum Ansprechen.The connection pressure can also be compensated for that the two membrane chambers of the membrane acting on the safety switch are in communication with one another via a throttle point, for example by the Membrane has a narrow hole. Sudden changes in pressure can be caused by the do not compensate for narrow holes and cause the safety switch to respond.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Aufriß des Durchlauferhitzers, F i g. 2 einen Schnitt IIAI der F i g. 1, F i g. 3 einen Längsschnitt III/III der F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt IV/IV der F i g. 3, F i g. 5 einen Schnitt V/V der F i g. 3; F i g. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Schnitt, welcher etwa F i g. 3 des ersten Beispiels entspricht.Two embodiments of the invention are shown in the drawings and described below. It shows F i g. 1 an elevation of the flow heater, F i g. 2 shows a section IIAI of FIG. 1, Fig. 3 a longitudinal section III / III of the F i g. 1, Fig. 4 shows a section IV / IV of FIG. 3, fig. 5 shows a section V / V the F i g. 3; F i g. 6 shows a second embodiment of the invention in one Section, which is about F i g. 3 corresponds to the first example.

In einem aus isolierendem Kunststoff hergestellten Grundkörper 1 ist ein an einem Einlaßstutzen 2 angeschlossener Einlaßkanal3 angeordnet, in den eine einstellbare Drosselschraube 4 hineinragt. An den Auslaßkanal 3 schließt sich ein Heizkanal 5 von größerem Querschnitt an, in dem eine Heizwendel 6 angeordnet ist. Der Heizkanal s mündet in einer Kammer 7 im Grundkörper 1. Vom Raum 7 führt ein weiterer Heizkanal s', der eine Heizwendel 6' umschließt, zu einem Auslaßkanal8, der in einem Auslaufstutzen 9 endet. Die Heizkanäle 5, 5' und die an Anschlußklemmen 17,17' angeschlossenen Heizwendel 6, 6' befinden sich in einem aus dem Grundkörper 1 herausnehmbaren Einsatzkörper 18.In a base body 1 made of insulating plastic a connected to an inlet port 2 inlet duct 3 is arranged, into which one adjustable throttle screw 4 protrudes. At the outlet channel 3 includes Heating channel 5 of larger cross-section, in which a heating coil 6 is arranged. The heating channel s opens into a chamber 7 in the base body 1. From the space 7 leads another heating channel s ', which surrounds a heating coil 6', to an outlet channel 8, which ends in an outlet nozzle 9. The heating channels 5, 5 'and the terminals 17, 17 'connected heating coil 6, 6' are located in one of the base body 1 removable insert body 18.

Der Raum 7 ist nach außen durch eine vorgeprägte Bimetallmembran 11 abgeschlossen, so daß der Raum 7 als überdruckkammer eines Membranschalters wirkt. Ein Teil 6" der Heizwendel 6, 6' ragt in den Raum 7 hinein. Die Bimetallmembran 11 wird von einem Membrangehäusetei119 gehalten, das oben durch eine zweite vorgeprägte Metallmembran 10 abgeschlossen ist. Zwischen den beiden Membranen 10,11 befindet sich eine Membrankammer 20, die durch einen Verbindungskanal 21 an den Einlaßkanal 3 vor der Drosselschraube 4 angeschlossen ist. Das Membrangehäusetei119 ist mit einer Gehäusekappe 19', die eine äußere Membrankammer 22 umschließt, mittels Schrauben 23 am Grundkörper befestigt. Die äußere Membrankammer 22 ist durch einen Verbindungskanal 24 an den Auslaßkanal 8 angeschlossen.The space 7 is outwardly through a pre-embossed bimetal membrane 11 closed, so that the space 7 acts as a pressure chamber of a membrane switch. A part 6 ″ of the heating coil 6, 6 ′ protrudes into the space 7. The bimetallic membrane 11 is held by a diaphragm housing part 119, which is pre-stamped at the top by a second Metal diaphragm 10 is complete. Located between the two membranes 10, 11 a membrane chamber 20, which through a connecting channel 21 to the inlet channel 3 is connected before the throttle screw 4. The membrane housing part 119 is with a housing cap 19 ', which encloses an outer membrane chamber 22, by means of screws 23 attached to the base body. The outer diaphragm chamber 22 is through a connecting channel 24 connected to the outlet channel 8.

Auf der Membran 11 stützt sich ein sich quer zum Membranhub erstreckendes übertragungsglied 25 ab, das seitlich aus dem Membrangehäuseteil 19 herausgeführt ist. Dieses Übertragungsglied 25 ist durch ein elastisches Kunststoffröhrchen 25', das zur Abdichtung dient, mit dem Gehäuseteil 19 verbunden. Das Übertragungsglied 25 liegt auf einer Isolierbrücke 26 auf, die zwei am Grundkörper 1 befestigte Kontaktfedern 27 mechanisch miteinander verbindet. In gleicher Weise ist ein sich auf der Membran 10 abstützendes Übertragungsglied 28 aus der Gehäusekappe 19' nach außen geführt und liegt auf einer- Isolierbrücke 29 eines weiteren Kontaktfederpaares 30 auf. Die Kontaktfedern 27, 30 sind in den Stromkreis der Heizwendel 6, 6', 6" in Reihe geschaltet und arbeiten mit festen Gegenkontakten 31, 31' zusammen. An der Stirnfläche des Übertragungsgliedes 25 liegt eine am Grundkörper 1 befestigte federnde Zunge 32 an, die bei Ausschaltstellung des übertragungsgliedes 25 über dessen freies Ende gleitet und verriegelt.A transmission member 25 which extends transversely to the diaphragm stroke is supported on the diaphragm 11 and extends laterally out of the diaphragm housing part 19 . This transmission member 25 is connected to the housing part 19 by an elastic plastic tube 25 ', which is used for sealing. The transmission element 25 rests on an insulating bridge 26 which mechanically connects two contact springs 27 fastened to the base body 1 to one another. In the same way, a transmission member 28 supported on the membrane 10 is guided out of the housing cap 19 ′ and rests on an insulating bridge 29 of a further pair of contact springs 30. The contact springs 27, 30 are connected in series in the circuit of the heating coil 6, 6 ', 6 "and work together with fixed mating contacts 31, 31' when the transmission member 25 is switched off, it slides over its free end and locks.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Normalerweise befindet sich die vorgeprägte Bimetallmembran 11 in der gezeichneten Stellung, bei der das Übertragungsglied 25 von der Isolierbrücke 26 etwas abgehoben ist, so daß die Kontaktfedern 27 unter dem Einfluß ihrer Eigenfederung an den Gegenkontakten 31' anliegen. Solange kein Wasserdurchfluß durch das Gerät stattfindet, hat auch die Membran 10 und das übertragungsglied 28 die dargestellte Lage, bei der die Kontaktfedern 30 keinen Kontaktschluß mit dem Gegenkontakt 31 haben. Der Stromkreis der Heizwendel 6, 6' ist also nicht geschlossen.The mode of operation of the arrangement described is as follows: The pre-embossed bimetallic membrane 11 is normally in the position shown, in which the transmission member 25 is slightly lifted from the insulating bridge 26, so that the contact springs 27 rest against the counter-contacts 31 'under the influence of their own resilience. As long as there is no water flow through the device, the membrane 10 and the transmission member 28 also have the position shown, in which the contact springs 30 have no contact closure with the mating contact 31. The circuit of the heating coil 6, 6 'is therefore not closed.

Sobald nach Öffnen eines nicht dargestellten Zapfventils Wasser durch das Gerät fließt, entsteht infolge der Drosselung bei 4 ein Druckunterschied in den Membrankammern 20 bis 22, so daß die Membran 10 nach oben durchgedrückt wird. Dadurch wird mittels des Übertragungsgliedes 28 der Heizstromkreis zwischen den Kontaktfedern 30 und den Gegenkontakten 31 zweipolig geschlossen, so daß das durchlaufende Wasser erwärmt wird. Entsteht jedoch dabei in den Heizkanälen 5, 5' und im Raum 7 durch Dampfbildung überdruck, so wird die Membran 11 nach oben durchgedrückt und durch das übertragungsglied 25 die Kontaktfedern 27 vom Gegenkontakt 31' abgehoben und der Heizstromkreis unterbrochen. Die Membran spricht in gleicher Weise auch an, wenn das im Raum 7 vorhandene Wasser eine übermäßig hohe Temperatur annimmt, da die Bimetallmembran auch auf Temperaturerhöhung reagiert.As soon as water flows through the device after opening a nozzle (not shown), a pressure difference arises in the diaphragm chambers 20 to 22 as a result of the throttling at 4, so that the diaphragm 10 is pushed through upwards. As a result, the heating circuit between the contact springs 30 and the mating contacts 31 is closed in two poles by means of the transmission element 28 , so that the water flowing through is heated. However, if overpressure occurs in the heating channels 5, 5 'and in the space 7 due to the formation of steam, the membrane 11 is pushed upwards and the contact springs 27 are lifted from the mating contact 31' by the transmission member 25 and the heating circuit is interrupted. The membrane also responds in the same way when the water present in space 7 assumes an excessively high temperature, since the bimetal membrane also reacts to an increase in temperature.

Sobald die Bimetallmembran 11, sei es durch Überdruck oder übertemperatur zum Ansprechen gebracht worden ist, das Übertragungsglied 25 also in die Ausschaltstellung geschwenkt worden ist, verriegelt die federnde Zunge 32 das übertragungsglied 25 in dieser Stellung, so daß das Gerät erst wieder in Betrieb genommen werden kann, wenn nach Behebung der Störungsursache die federnde Zunge 32 von Hand zur Seite gedrückt und dadurch das übertragungsglied wieder freigegeben worden ist.As soon as the bimetal membrane 11, be it due to excess pressure or excess temperature has been made to respond, the transmission member 25 so in the off position has been pivoted, the resilient tongue 32 locks the transmission member 25th in this position so that the device can only be started up again, if, after eliminating the cause of the fault, move the resilient tongue 32 to the side by hand pressed and thereby the transmission link has been released again.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 ist die Wassermangelsicherung mit dem Einschaltkontakt getrennt von der den Heizkessel abschließenden Membran 11 und dem Sicherheitskontakt angeordnet. Im übrigen ist der Aufbau ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, und es sind in F i g. 6 für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in F i g. 3.In the embodiment according to FIG. 6 is the low water alarm with the switch-on contact separated from the membrane closing the boiler 11 and the safety contact. Otherwise the structure is similar to in the first embodiment, and in FIG. 6 for related parts the same reference numerals are used as in FIG. 3.

Die Membran 11 weist ein enges Loch 33 auf, durch welches sich der in der überdruckkammer 7 ständig herrschende Druck ausgleichen kann, so daß die Membran 11 im Normalzustand unabhängig vom Anschlußdruck nicht belastet ist. Das Membrangehäuse 19 weist oben eine Sacklochbohrung 34 auf, so daß es sich nicht vollständig mit Wasser füllen kann, sondern stets noch ein Luftpolster bleibt, welches eine Bewegung der Membran 11 gestattet.The membrane 11 has a narrow hole 33 through which the in the overpressure chamber 7 can compensate constantly prevailing pressure, so that the Diaphragm 11 is not loaded in the normal state regardless of the connection pressure. That Membrane housing 19 has a blind hole 34 at the top so that it is not completely can fill with water, but always remains a cushion of air, which is a Movement of the membrane 11 is allowed.

Bei einem plötzlichen Druckanstieg im Kanal 5' kann sich der überdruck nicht so schnell durch das Loch 33 ausgleichen, sondern wird voll an der Membran 11 wirksam. Die Membran weicht, unter Zusammendrückung des Luftpolsters, aus und betätigt den Sicherheitskontakt, der die Heizung abschaltet.In the event of a sudden increase in pressure in the channel 5 ′ , the overpressure cannot equalize itself so quickly through the hole 33, but becomes fully effective on the membrane 11. The membrane gives way by compressing the air cushion and activates the safety contact that switches off the heating.

Claims

Claims: 1. Electric water heater with one in the flow path the liquid lying heating coil, which can be switched off by a safety switch is at which the safety switch in the event of overpressure in the area of the heating coil is actuated by a preloaded diaphragm in the opening sense, that of the preload counteracted by the pressure prevailing in the area of the heating coil is, d a d u r c h marked that on the membrane on the other side The membrane preload depends on the connection pressure prevailing in the water line supporting counter pressure works.

2. Electric water heater according to claim 1, in which the circuit of the heating coil is through two each of a membrane switch operated contact springs connected in series is closed or opened and in which one of the membrane switches on one when the liquid flows through pressure generated in front of a throttle point responds as a water shortage safety device, while the other acts as a safety switch, characterized in that both Membrane switches are housed coaxially to each other in a common housing, in which three membrane chambers are separated by the two membranes, from which the middle one to the inlet channel of the device in front of a throttle point and the outer one is connected to the outlet channel, while the heating channel in the lower chamber opens and part of the heating coil is located.

3. Electric water heater after Claim 1, characterized in that the two membrane chambers of the safety switch acting membrane are connected to each other via a throttle point.

4. Electric Flow heater according to claim 3, characterized in that the membrane has a narrow Has hole.

5. Electrical water heater according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the counter-pressure chamber has a dead space, preferably a blind hole, has, in which an air cushion is formed. Considered publications: German Patent No. 476162. Prior Patents Considered: German U.S. Patent No. 1062,845.