DE1238591B

DE1238591B - Elektrischer Durchlauferhitzer mit mehreren Heizkanaelen

Info

Publication number: DE1238591B
Application number: DE1961E0020489
Authority: DE
Inventors: Alfred Eckerfeld; Leonid Schomann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-01-24
Filing date: 1961-01-24
Publication date: 1967-04-13

Description

Elektrischer Durchlauferhitzer mit mehreren Heizkanälen Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer mit unmittelbar vom Wasser umspülten, im Durchlaufweg angeordneten Heizwendeln.
Bei Durchlauferhitzern erwärmt sich das Wasser um so mehr, je näher es dem Auslauf kommt. Die Kühlung eines auf den Durchlaufkanal verteilten Heizkörpers wird daher um so schlechter, je stärker das Wasser vorher erwärmt wurde. Es ist bereits bekannt, aus diesem Grund bei Durchlauferhitzern mit induktiven Heizkörpern oder mit Heizwendeln die auf die Längeneinheit des Durchlaufweges bezogene Wärmeleistung des Heizkörpers auslaufseitig geringer zu machen als einlaufseitig. Bei dem bekannten induktiv beheizten Durchlauferhitzer wird das dadurch erreicht, daß auslaufseitig eine kleinere Induktionsspule mit geringerer Wärmeleistung vorgesehen wird. In entsprechender Weise kann man bei Heizwendeln verfahren, die unmittelbar vom Wasser umspült werden, indem man auslaufseitig eine Heizwendel mit geringerer Leistungsaufnahme vorsieht oder, was bereits bekannt ist, eine einzige Heizwendel mit nach der Auslaufseite hin zunehmender Steigung verwendet.
In der Praxis sind jedoch meist mehrere im Durchlaufkanal angeordnete Heizwendeln parallel geschaltet oder an je eine Drehstromphase angeschlossen. Um auch in solchem Fall eine nach der Auslaufseite hin abnehmende Heizleistung, bezogen auf die Längeneinheit des Durchlaufweges, zu verwirklichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mehrere parallelgeschaltete oder an je eine Drehstromphase angeschlossene Heizwendeln gleicher Leistungsaufnahme auf einzelne hintereinandergeschaltete Heizkanäle des Durchlaufweges in der Weise verteilt sind, daß für die auslaufseitige Heizwendel eine Kanallänge vorgesehen ist, die doppelt so groß ist wie die für die übrigen Heizwendeln vorgesehene.
Es steht dann zur Kühlung der auslaufseitigen Heizwendel die doppelte Menge vorerhitzten Wassers zur Verfügung, so daß eine entsprechend stärkere Kühlwirkung erzielt und ein Anstieg der Oberflächentemperatur der Heizwendel vermieden wird.
Unter Beibehaltung dieses Grundgedankens sind verschiedene Ausführungsformen möglich, von denen im folgenden einige besonders zweckmäßige, unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher beschrieben sind.
In F i g. 1 ist ein Durchlauferhitzer dargestellt, bei dem in einem blockartigen Isolierstoffkörper 1 vier Heizkanäle 2, 3, 4, 4' gleicher Länge untergebracht und durch Verbindungskanäle 5 hintereinandergeschaltet sind. Dem Heizkanal 2 ist ein mit dem Einlaßstutzen 6 verbundener Einlaßkanal 7, der zur Bildung eines elektrischen Wassersäulenwiderstandes dient, vorgeschaltet. Ein ebensolcher Kanal 8, der zum Auslaßstutzen 9 führt, ist als Auslaßwiderstandskanal dem Heizkanal 4' nachgeschaltet. In den Heizkanälen 2 und 3 ist je eine an eine Phase TS eines Drehstromnetzes angeschlossene Heizwendel 10, 11 untergebracht, während in den beiden Heizkanälen 4, 4' eine längere, an die dritte Drehstromphase R angeschlossene Heizwende112 liegt. Die Heizwendeln 10,11,12 sind so bemessen, daß jede die gleiche elektrische Leistung aufnimmt. Sie sind zu einem Sternpunkt zusammengeschaltet. Die Ein- und Ausschaltung der Heizwendeln 10, 11, 12 erfolgt durch einen nicht dargestellten Strömungsschalter durch Herstellen bzw. Trennen der Sternpunktverbindung, die im Spannungsnullbereich liegt. Die Widerstandskanäle 7 und 8 münden im Bereich der Nullspannung in die Heizkanäle 2, 4', so daß die in den Widerstandskanälen 7, 8 vorhandenen Wassersäulen bei intakten Heizwendeln 10, 11, 12 spannungsfrei bleiben und nur bei dem Bruch einer Heizwendel ihre Schutzfunktion ausüben.
Das durchfließende Wasser erwärmt sich in den einlaufseitigen Heizkanälen 2, 3 und tritt mit erhöhter Temperatur in die auslaufseitigen Heizkanäle 4, 4' ein. Dort wird es durch die Heizwendel 12 bis zum Erreichen der gewünschten Auslauftemperatur weiter erhitzt. Würde für die Leistungsaufnahme aus der dritten Drehstromphase R nur die gleiche Heizkanallänge zur Verfügung stehen wie bei der Phase T, so würde die R-Heizwendel wegen der höheren Wassertemperatur weniger stark gekühlt als die T -Heizwendel, so daß an der RHeizwendel erheblich höhere Oberflächentemperaturen auftreten würden, die eine stärkere Verkalkung und eine allmähliche Zerstörung der R-Heizwendel infolge einer progressiv fortschreitenden Verschlechterung der Kühlung zur Folge hätten. Um diese Erscheinungen zu vermeiden, ist für die Leistungsaufnahme aus der R-Heizwendel die doppelte Heizkanallänge 4, 4' vorgesehen, so daß für die Kühlung der R-Heizwendel jetzt die doppelte Wassermenge zur Verfügung steht. Dadurch wird die Kühlung der R-Heizwendel trotz der erhöhten Wassertemperatur so verbessert, daß keine unzuträglichen Oberflächentemperaturen auftreten.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Heizwendeln 10, 11, 12 in gleicher Weise in Sternschaltung geschaltet, nur sind die Heizwendeln 10 und 11 in bereits vorgeschlagener Weise in axialer Richtung hintereinanderliegend in einem gemeinsamen Heizkanal 13 angeordnet, während die Heizwendel 12 in einem zweiten Heizkanal 14 allein untergebracht ist. Es steht also auch hier der auslaufseitigen Heizwendel 12 eine doppelt so große Heizkanallänge 14 zur Verfügung. Eine solche Ausführungsform wird für Geräte mit geringerer Leistung wegen des verminderten Strömungswiderstandes vorgezogen.
Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Heiz-, Verbindungsuni Widerstandskanäle die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Es sind jedoch in den einlaufseitigen Heizkanälen 2, 3 je zwei in axialer Richtung hintereinanderliegende Heizwendeln 15a, 15b, bzw. 16a, 16b oder je eine Heizwendel mit Mittenanzapfung untergebracht. Die inneren Anschlußenden bzw. die Mittenanzapfungen sind an je eine Phase ST des Drehstromnetzes angeschlossen, während die äußeren Anschlußenden beiderseits zu je einem Sternpunkt 19, 20 zusammengeschaltet sind. In den auslaufseitigen Heizkanälen 4, 4' ist je eine Heizwendel 17, 18 untergebracht, die gemeinsam an die dritte Phase R des Drehstromnetzes angeschlossen sind, während das andere Ende jeder Wendel 17, 18 zu einem der Sternpunkte 19, 20 geführt ist. Wird durch einen nicht dargestellten Schalter die Sternpunktverbindung 19 aufgetrennt, dann bleiben die Wendel 15a, 16a, 18 in Betrieb. Beim Auftrennen der Sternpunktverbindung 20 dagegen bleiben die Wendeln 15b, 16b und 17 eingeschaltet. Man kann also das Gerät mit voller oder halber Leistung betreiben. In jedem Falle aber steht für die auslaßseitigen, an die R-Phase anaeschlossenen Wendeln 17, 18 ein doppelt so langer Heizkanal 4, 4' zur Verfügung.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrischer Durchlauferhitzer mit unmittelbar vom Wasser umspülten, im Durchlaufweg angeordneten Heizwendeln, bei dem die auf die Längeneinheit des Durchlaufweges bezogene Wärmeleistung der Heizwendel auslaufseitig geringer ist als einlaufseitig, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß mehrere parallelgeschaltete oder an je eine Drehstromphase angeschlossene Heizwendeln gleicher Leistungsaufnahme auf einzelne hintereinandergeschaltete Heizkanäle des Durchlaufweges in der Weise verteilt sind, daß für die auslaufseitige Heizwendel eine Kanallänge vorgesehen ist, die doppelt so groß ist wie die für die übrigen Heizwendeln vorgesehene.
2. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier in Reihe geschaltete Heizkanäle (2, 3, 4, 4') gleicher Länge vorgesehen sind, von denen die beiden auslaßseitigen Heizkanäle (4, 4@ die in der einen Drehstromphase (R) liegende Heizwendel (12) und die beiden anderen Heizkanäle (2, 3) je eine an die beiden anderen Drehstromphasen (ST) angeschlossene Heizwendel (10, 11) aufnimmt.
3. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Reihe geschaltete Heizkanäle (13, 14) gleicher Länge vorgesehen sind, von denen der einlaufseitige (13) zwei in axialer Richtung hintereinanderliegende, je an eine Drehstromphase (ST) angeschlossene kürzere Heizwendeln (10, 11) und der auslaufseitige Heizkanal (14) eine längere, an die dritte Drehstromphase (R) angeschlossene Heizwendel (12) enthält.
4. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendelenden zu einem Sternpunkt zusammengeschaltet und durch Herstellen oder Trennen der Sternpunktverbindung ein- und ausschaltbar sind.
5. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier in Reihe geschaltete Heizkanäle (2, 3, 4, 4') gleicher Länge vorgesehen sind, von denen die beiden eingangsseitigen (2, 3) je zwei in axialer Richtung hintereinanderliegende Heizwendeln (15a, 15b, 16a, 16b) aufnehmen, deren innere Anschlußenden in der Mitte der Heizkanäle (2, 3) an je eine Drehstromphase (ST) angeschlossen und deren äußere Anschlußenden beiderseits zu je einem Sternpunkt (19, 20) zusammengeschaltet sind, und daß in den beiden auslaßseitigen Heizkanälen (4, 4') je eine gemeinsam an die dritte Drehstromphase (R) angeschlossene längere Heizwendel (17,18) untergebracht ist, von denen die eine (17) mit dem einen (19) und die andere (18) mit dem anderen Sternpunkt (20) verbunden ist.
6. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Sternschaltung geschalteten Heizwendelsysteme einzeln durch Herstellen oder Trennen der Sternpunktverbindung ein- oder ausschaltbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 841178, 508 237; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1744 072.