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Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer Die Erfindung bezieht sich
auf einen Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer mit wendelförmigen, auf der äußeren
Manteloberfläche eines hülsenförmigen Isolierkörpers befindlichen Ausnehmungen,
die der Führung des Durchflußwassers und der Aufnahme der Heizeinrichtung, vorzugsweise
aus Heizwendeln bestehend, dienen sowie nach außen wasserdicht abgedeckt sind durch
einen Isolier-Hohlzylinder, der seinerseits von einem Druckgehäuse umgeben ist unter
Belassung eines mit dem Innenraum des hülsenförmigen Isolierkörpers und der Wasserzuleitung
verbundenen Hohlraumes.
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Das den Hohlraum durchfließende und im Innenraum des Isolierkörpers
stehende Wasser wirkt vorzugsweise auf den Isolier-Hohlzylinder und die Isolierkörperwandung
druckentlastend und verringert zugleich die unerwünschterweise wärmespeichernde
Wirkung derselben.
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Größere Leistungen bedingen bekanntlich praktisch längere Heizwendeln.
Dementsprechend ist man bei Beibehaltung der Konstruktionsmerkmale gezwungen, die
Höhe und/oder den Durchmesser des Isolierkörpers und der-diesen- umgebenden Teile
zu vergrößern oder mehrere so und nebeneinander aufgebaute Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer
unter Einfügung von längeren Verbindungsrohren in einem gemeinsamen Druckgehäuse
hintereinander zu schalten, wie dies von Durchlauferhitzern gleichen Prinzips, jedoch
ohne druckentlastende Hohlräume und Isolierkörper-Innenräume bekannt ist.
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Auch sind den wendelförmigen, die Heizwendeln aufnehmenden Ausnehmungen
im Isolierkörper keine innerhalb des Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzers hinreichenden
elektrischen Widerstandsstrecken zur Verringerung des sonst gefährlichen Ableitstromes
vor- und nachgeordnet, wie dies beispielsweise von benutzten Ausführungsformen im
Prinzip anders aufgebauter Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer in Form von längeren
Wasserkanälen kleinen Querschnittes, die in das Innere des Druckgehäuses eingelassen
oder zusammen mit den die Heizwendeln enthaltenen Wasserkanälen in einem gemeinsamen
Teil untergebracht sind, bekannt ist.
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Aus dem Aufbau ergibt sich weiterhin, daß die Wasserauslauftemperatur
sehr empfindlich auf die nicht vermeidbaren, kurzzeitigen Wasserdruckschwankungen,
beispielsweise ausgelöst durch Betätigen benachbarter, zum gleichen Wassernetz gehöriger
Zapfstellen, reagieren, da die sich entsprechend und schnell mitändemde Durchflußwassertemperatur
in diesen im Heißwasserbereich behälterlosen Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzern
sich nicht ausgleichen kann.
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Der Erfindung liegt ein mit derartigen Nachteilen nicht behafteter
Widerstands=Elektrodendurchlauferhitzer zugrunde, in welchem zudem die Heizwendeln
und Wasserwiderstandsstrecken in leicht lös- und auswechselbaren Baueinheiten so
untergebracht und aufeinander abgestimmt sind, daß sie in ihrer Gesamtheit eine
Kompaktbauweise des Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzers gestatten.
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Erreicht wird dies an einem Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer
mit wendelförmigen, auf der äußeren Manteloberfläche eines hülsenförmigen Isolierkörpers
befindlichen Ausnehmungen, die der Führung des Durchflußwassers und der Aufnahme
der Heizwendeln dienen sowie nach außen wasserdicht abgedeckt sind durch einen Isolier-Hohlzylinder,
der seinerseits von einem Druckgehäuse umgeben ist unter Belassung eines mit dem
Innenraum des hülsenförmigen Isolierkörpers und der Wasserzuleitung verbundenen
Hohlraumes dadurch, daß innerhalb des Isolier-Hohlzylinders mehrere derartig ausgebildete
und vorzugsweise teilweise mit den Heizwendeln bestückte hülsenförmige Isolierkörper
jeweils mit ihrem Boden gegen den Öffnungsrand des nächstfolgenden Isolierkörpers
unter Belassung eines wasserführbaren Abstandes gerichtet sowie mit ihren einander
zugewandten Mantelflächen sich berührend, lösbar ineinandergesetzt sind und der
Innenraum des am weitesten innen befindlichen Isolierzylinders, mit dem Wasserauslauf
direkt verbunden, eine geräumige (Misch-Kammer bildet.
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Abgesehen davon, daß sich die Isolierkörper beim Zusammenbau praktisch
ohne Hilfsmittel gegeneinander selbst zentrieren, läßt sich-der einzelne Isolierkörper
mit wenigen Handgriffen- auswechseln. Auch braucht infolge des Baukastenprinzips
im Reparaturfall nicht mehr ausgetauscht zu werden als unbedingt notwendig. Hinzu
kommt, daß@durch die hülsenförmige
Ausbildung in Verbindung mit
dem gegenläufigen Ineinandersetzen der Isolierkörper keine Irr-und Ableitströme
von den wendelförmigen Ausnehmungen des einen Isolierkörpers zu denen des benachbarten
auf den gewünschten Wasserstromweg teilweise kurzschließenden Wegen wie dies bei
beidseitig offenen Isolierhohlkörpern ohne besondere Dichtmittel zwischen dem dann
bodenlosen Ende der Isolierkörper und dem Druckgehäuse bzw. dem Innenraum des innersten
Isolierkörpers der Fall ist. Die hülsenförmigen Isolierkörper brauchen aus dem gleichen
Grunde auch nicht in Längsrichtung gegen das Druckgehäuse merkbar verspannt werden,
wie auch nach wie vor nur ein Isolier-Hohlzylinder zur Abdeckung der Ausnehmungen
des äußersten Isolierkörpers notwendig ist, wenn man nicht ganz auf diesen Isolier-Hohlzylinder
und den Hohlraum verzichten will.
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Selbst elektrische Irrströme und Leckwasserwege zwischen benachbarten
Gängen der wendelartigen Ausnehmungen ein und desselben Isolierkörpers über den
gemeinsamen Trennsteg hinweg lassen sich vermeiden, wenn die Isolierkörper aus thermoplastischem
Kunststoff bestehen und die zwischen den einzelnen Gängen der wendelförmigen Ausnehmungen
des Isolierkörpers vorhandenen Trennstege durch dünnwandige Ausbildung elastisch
und in Richtung senkrecht zur Längsachse des Isolierkörpers um ein Geringes länger
bemessen sind, als dem kürzesten Abstand zwischen Wendelkern und Mantel des nächst
größeren Isolierkörpers entspricht.
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Die Trennstege legen sich dann beim Ineinandersetzen der Isolierkörper
unter seitlichem Nachgeben ihrer freien Enden mit Sicherheit dicht gegen den nächstgrößeren
Isolierkörper.
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Wird weiterhin ein Isolierkörper ungleich kürzer bemessen als der
ihn nächst umgebende und der Boden des letzteren entsprechend tief eingezogen, so
kann der Boden zusammen mit dem überstehenden Mantelteil, wenn dieser am Druckgehäuse
dicht befestigt wird, einen wasserfreien Schaltraum bilden.
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Auch kann ein so eingezogener Boden durch Auswölbung und Wandstärkenverringerung
zugleich als wasserdruckempfindliches Organ zur Betätigung eines im zuvor aufgezeigten
Schaltraum untergebrachten Temperaturschalters herangezogen werden. Es entfällt
auf diese Weise nicht nur das bisher übliche, separate druckempfindliche Organ und
der ebenso übliche, außerhalb angeordnete Schaltraum, sondern man kann auch auf
die in diesem Zusammenhang althergebrachte, reklamationsanfällige Stopfbuchse zur
Herausführung der Bewegungen des druckempfindlichen Organs verzichten.
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Wenn man sich an die empfohlene Ausbildung und Zusammensetzung der
Isolierkörper unter Beachtung des aufgezeigten Baukastenprinzips hält, wird man
aus den bereits genannten Gründen (Abmaße, Austausch) die Isolierkörper in solche
mit Heizwendeln in den wendelförmigen Ausnehmungen und solche mit nur wendelartigen
Ausnehmungen kleineren Querschnitts als Wasserwiderstandsvor- bzw. -nachlaufstrecken
aufteilen, also in jedem Fall mindestens drei Isolierkörper vorsehen.
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Es gibt aber unter Einhaltung des Erfindungsgedankens eine Möglichkeit,
die Anzahl der Isolierkörper sinn- und vorteilhaft auf zwei zu beschränken, und
zwar bei Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzern mit in Abwandlung zur eingangs
genannten Art - an die die Erfindung anknüpft - innen wasserrreiem Isolierkörper
durch einen den Isolierkörper dicht umgebenden zweiten, jedoch heizwendelfreien
Isolierkörper mit einem die im abdeckenden Isolier-Hohlzylinder befindliche Zulauföffnung
von dem ebendört befindlichen direkten Ablaufstutzen trennenden und die wendelförmigen
Ausnehmungen unterbrechenden Steg sowie in das Druckgehäuse im Bereich der Enden
der Isolierzylinder ganz oder teilweise eingearbeitete Wasserumlenkbögen zwischen
äußerem und innerem Isolierkörper mit gegenüber den wendelförmigen Ausnehmungen
ungleich größeren Querschnitten.
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Bei einem so -ausgebildeten Widerstands-Elektro= dendurchlauferhitzer
enthält der zweite, heizwendelfreie Isolierkörper sowohl Wasserwiderstandsvorlaufals
auch -nachlaufstrecken bildende Ausnehmungen. Dies läßt sich auch insofern ohne
Schwierigkeiten einrichten, als die Querschnitte derselben ohnehin sehr klein gehalten
werden müssen und sich folglich sehr lange Wasserwiderstandsstrecken unterbringen
lassen.
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Bei dieser Anordnung entfallen trotz bodenloser Isolierkörperausführung
die Ableitstromprobleme an deren Enden, da das Durchflußwasser um beide offene Enden
hier herumgeführt wird und nicht wie zuvor Wasserwege zwischen Isolierzylindern
teilweise getrennt werden sollen; im Gegenteil, es sind hier sogar so große wasserführende
Querschnitte in Form von Wasserumlenkbögen vorzusehen, daß in diesen die mit den
plötzlichen Wasserdruckschwankungen in den wendelförmigen, die Heizwendeln aufnehmenden
Ausnehmungen einhergehenden Wassertemperaturänderungen aufgefangen werden.
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Diese und weitere Merkmale des Erfindungsgedankens werden im nachfolgenden
an Hand zweier Erläuterungsbeispiele unter Bezug auf die in der Zeichnung enthaltenen
beiden . Figuren, die je einen Widerstands-Eiektrodendurchlauferhitzer im Längsschnitt
wiedergeben, näher verdeutlicht.
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Der Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer gemäß F i g. 1 besteht
aus zwei hülsenförmigen, gegenläufig ineinandergesetzten Isolierkörpern 1, 2 mit
auf ihrer äußeren Mantelfläche wendelartigen Ausnehmungen 3, 4. Die Ausnehmungen
4 im äußeren Isolierkörper 2 dienen zur Aufnahme einer Heizwendel 5 und sind durch
einen Isolier-Hohlzylinder 6 abgedeckt. Die Ausnehmungen 3 des inneren Isolierkörpers
1 dienen als Wasserwiderstandsnachlaufstrecke und besitzen einen entsprechenden
kleinen Querschnitt.
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Der Isolier-Hohlzylinder 6 seinerseits ist unter Belassung eines Hohlraumes
7 von einem Druckgehäuse 8 umgeben. In dem Druckgehäuse 8, dem Isolier-Hohlzylinder
6 und in den Isolierkörpern 1, 2 sind öffnungen 9, 10, 11, 12 vorgesehen,
die dem zu erhitzenden Durchflußwasser entsprechend der eingezeichneten Pfeilrichtung
der Reihenfolge nach den Weg durch den Hohlraum 7 auf ganzer Länge, die mit der
Heizwendel 5 bestückten Ausnehmungen 4 des Isolierkörpers 2, die als Wasserwiderstandsnachlaufstrecke
ausgebildeten Ausnehmungen 3 des Isolierkörpers 1 und den Innenraum 13 des letzteren
auf ganzer Länge zur Auslauföffnung 14, an welcher sich ein Zapfventil 15 befindet,
ermöglichen. Zur Vermeidung von elektrischen Irrströmen und Leckwasserströmen zwischen
benachbarten Gängen der wendelartigen Ausnehmungen 3, 4 ein und desselben Isolierkörpers
1,
2 sind die zwischen diesen befindlichen Trennstege 16 so lang ausgeführt, daß sich
diese beim Ineinandersetzen der Isolierkörper 1, 2 unter seitlichem Ausbiegen ihrer
freien Enden dichtend gegen den benachbarten Isolierkörper legen.
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Der wassererfüllte Hohlraum 7 dient als Wasserwiderstandsvorlaufstrecke.
Dieselbe kann aber auch alternativ in Form von wendelartigen Ausnehmnngen auf einem
-in Wasserstromrichtung gesehen -dem Isolierkörper 2 unmittelbar- vorgeschalteten,
nicht gezeichneten Isolierkörper und letzteren abdeckenden, ebenfalls nicht gezeichneten
Isolierkörper ausgebildet sein. Der Innenraum 13 des inneren Isolierkörpers 1 ist
als geräumige Mischkammer ausgebildet zwecks Ausgleich unterschiedlicher Durchlauftemperaturen
bei plötzlichen Wasserdruckschwankungen, d. h. vorübergehend kurzzeitigen Durchflußmengenänderungen.
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Der Boden 17 des hülsenförmigen Isolierkörpers 2 ist weit in das Innere
desselben hineinverlegt und bildet mit dem überstehenden Mantelteil 18 einen wasserfreien
Raum 19, in welchem ein die Heizwendel 5 ein- und ausschaltender Schalter 20 untergebracht
ist. Das Mittelteil des Bodens 17 des Isolierkörpers 2 ist durch Wandstärkenverringerung
und Auswölbung als druckempfindliches Organ 21 ausgebildet, das auf den beim Öffnen
und Schließen des Zapfventils 15 im Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer sich
ändernden statischen Wasserdruckanteil anspricht, indem es dann die durch unterbrochene
Linienführung angedeutete bzw. gezeichnete Endlage einnimmt und dadurch das Schaltglied
des Schalters 20 in die Ein- bzw. Ausschaltstellung bewegt.
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Der Widerstands-Elektrodendurchlauferhitzer gemäß F i g. 2 ist ähnlich
demjenigen aus F i g. 1, jedoch noch kompakter als dieser aufgebaut. Der wesentliche
Unterschied. besteht darin, daß der äußere Isolierkörper 1 a nicht hülsenförmig,
sondern hohlzylindrisch, d. h. mit beiderseits offenen Enden ausgebildet ist und
in den Ausnehmungen 3 a außer der Wasserwiderstandsnachlaufstrecke auch die Wasserwiderstandsvorlaufstrecke
untergebracht ist, indem die wendelförmigen Ausnehmungen 3 a durch einen umlaufend
geschlossenen Trennsteg 22 unterbrochen sowie die Einlaßöffnung 10 a und die Auslaßöffnung
12 a diesseits und jenseits des Trennsteges 22 an die wendelförmigen Ausnehmungen
3 a angeschlossen sind.
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In das Druckgehäuse 8 a sind Wasserumlenkbögen 11 a, 12 b großen lichten
Querschnittes eingearbeitet, welche die benachbarten Enden der Isolierkörper 1 a,
2 a auf ihren Außenseiten verbinden. Die Wasserumlenkbögen 12.b übernehmen zugleich
die Aufgabe der Mischkammer 13 aus F i g. 1.
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Die jeweilige Wasserdurchflußrichtung ist durch Pfeil angedeutet und
der Druckverlust durch die groß gehaltenen Wasserumlenkbögenlla, 12b und - in Wasserdurchflußrichtung
- gleichbleibendem Drehsinn der wendelförmigen Ausnehmungen 3 a, 4 a klein gehalten.