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Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierte Flanschverschlußplatte
für einen elektrisch beheizten Heißwasserspeicher, bei dem der Wasserbehälter und
die die Heizkörper tragende Flanschverschlußplatte aus verschiedenen Metallen besteht
und mit den zugehörigen Verbindungselementen elektrisch isoliert am Wasserbehälter
befestigt ist.
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Bei Heißwasserspeichern ist der Wasserbehälter, insbesondere bei Speichern
mit einem größeren Fassungsvermögen, aus Gründen der Wirtschaftlichkeit aus verzinktem
Stahlblech gefertigt, während der in das Innere des Wasserbehälters hineinragende
Heizkörper und die den Heizkörper tragende Flanschverschlußplatte aus verzinntem
Kupfer bestehen. Die den Heizkörper tragende Flanschverschlußplatte ist über eine
Andruckplatte und die durch die Andruckplatte geführten Flanschverschlußschrauben
elektrisch sehr niederohmig mit dem aus verzinktem Stahlblech bestehenden Wasserbehälter
verbunden. Physikalisch betrachtet, stellt diese Anordnung ein galvanisches Element
dar, welches einerseits aus Kupfer und andererseits aus Zink besteht und das außerhalb
des Elektrolyten kurzgeschlossen ist. Den Elektrolyten bildet der Wasserinhalt des
verzinkten Stahlbehälters. Bei einem solchen Element findet, da die beiden sich
gegenüberliegenden Werkstoffe Kupfer -Zink in der sogenannten Spannungsreihe verhältnismäßig
weit auseinanderliegen, ein Abbau des unedleren Metalls, im vorliegenden Falle des
Zinks, statt. Im weiteren Verlauf wird dann nach Aufzehren der Zinkschicht der Stahlbehälter
selbst angegriffen.
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Es ist zwar bekannt, durch Zwischenschalten von isolierenden Dichtungen
die elektrochemische Korrosion bei stählernenHeißwasserboilern zu unterbinden. Es
hat sich aber gezeigt, daß insbesondere bei Boilern mit aus Stahlblech bestehenden
Wasserbehältern und aus Kupfer bestehenden Heizkörpern auch dann eine elektrochemische
Korrosion im Behälter auftritt, wenn der Heizkörperfiansch isoliert im Behälter
angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Heißwasserspeicher,
bei dem der Wasserbehälter und der Heizkörperfiansch aus verschiedenen Metallen
bestehen, die durch ein ungleiches elektrochemisches Spannungspotential bedingten
Korrosionserscheinungen im Wasserbehälter auszuschalten.
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Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
die Flanschverschlußplatte mit dem Wasserbehälter durch eine hochohmig ausgelegte
Brücke verbunden ist, in der eine bei Überschreiten einer bestimmten, an der Flanschverschlußplatte
auftretenden WechseIstromspannung ansprechende, die Stromzufuhr zum Heizkörper unterbrechende
Schutzeinrichtung angeordnet ist.
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Dadurch, daß die den Heizkörper tragende Flanschverschlußplatte zum
einen vom Wasserbehälter elektrisch isoliert ist und zum anderen die Flanschplatte
mit dem Behälter durch eine hochohmige Brücke verbunden ist, deren Widerstandswert
über dem Widerstandswert der Verbindungselemente liegt, wird das Fließen eines galvanischen
Gleichstroms zwischen Flanschverschlußplatte und Wasserbehälter verhindert und somit
die Korrosionsbildung im Wasserbehälter ausgeschaltet. Durch die Anordnung der Brücke
ist die Flanschverschlußplatte mit der Schutzerdung für Wechselstrom gut leitend
verbunden. Ein galvanischer Gleichstrom kann dabei jedoch nicht fließen. Durch das
Einschalten einer nur auf Wechsel-Stromspannung ansprechende Schutzeinrichtung in
der Brücke, wird gewährleistet, daß auch bei einer möglichen Beschädigung des Heizkörpers,
wodurch vom Heizkörper ein höherer Ableitstrom als der zulässige abgegeben wird,
die Unfallgefahr ausgeschaltet ist.
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Die Erfindung ist an Hand mehrerer in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiele beschrieben. Gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein aus verzinktem Stahlblech bestehender
Wasserbehälter eines elektrisch beheizten Heißwasserspeichers bezeichnet, der von
einem Außengehäuse 2 umgeben ist. An dem umgebördelten Behälterhals 3 ist ein Flanschring
4 angeordnet. An diesem Flanschring ist eine FlanschverschlußpIatte 6 mit Schrauben
7 unter Zwischenschaltung einer am Behälterhals 3 anliegenden Dichtung 8 befestigt.
Die Flanschverschlußplatte dient als Träger für einen vorzugsweise aus verzinntem
Kupfer bestehenden Mandelrohrheizkörper 9, der in das Innere des Wasserbehälters
1 geführt ist.
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Um in dem aus verzinktem Stahlblech bestehenden Wasserbehälter 1 auftretende
Korrosionsbildung, die durch Fließen eines galvanischen Gleichstroms, der durch
das unterschiedliche elektrochemische Spannungspotential der Flanschplatte und des
Wasserbehälters bedingt ist, zu verhindern, sind die die Flanschverschlußplatte
6 mit dem am Behälterhals 3 anliegenden Flanschring 4 verbindenden Schraubelemente
7 gegenüber dem Wasserbehälter 1 elektrisch isoliert angeordnet. Diese Isolation
besteht aus einem zylinderartigen Hohlkörper 10, der auf den Schaft der die Flanschverschlußplatte
6 mit dem Wasserbehälter 1 verbindenden Schraubelement 7 aufgeschoben ist. Durch
diese Maßnahme wird das Fließen eines galvanischen Gleichstroms zwischen Flanschverschlußplatte
6 und Wasserbehälter 1 ausgeschaltet.
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Über eine Brücke 12, die mit einer das Außengehäuse 2 und den Flanschring
4 verbindenden Leitung 12' verbunden ist, ist die Flanschverschlußplatte 6 an dem
Schutzleiter 13 angeschlossen. Der Widerstandswert der Brücke 12 muß dabei höher
bemessen sein als der Widerstandwert der übrigen Verbindungselemente.
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Um bei einer Beschädigung des Heizkörpers 9 bzw. bei Isolationsschäden,
wodurch von dem Heizkörper ein höherer Ableitstrom als der zulässige abgegeben wird,
die Unfallgefahr auszuschalten, ist es zweckmäßig, in der die Flanschverschlußplatte
6 mit dem Schutzleiter 13 verbindenden Brücke 12 einen Fehlerspannungsschutzschalter
11 (FU-Schalter) vorzusehen, der bei Überschreiten einer höchstzulässigen Wechselstromspannung
an der Flanschverschlußplatte die Energiezufuhr zum Heizkörper 9 unterbricht.
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Diese Anordnung nach F i g. 1 arbeitet in der Weise, daß der galvanische
Korrosionsgleichstrom in der hochohmig ausgelegten Spule des FU-Schalters 11 stark
gemindert wird, jedoch den an der Flanschverschlußplatte 6 auftretenden Ableitstrom
zum Schutzleiter 13 abführt und bei Überschreiten einer höchstzulässigen Wechselstrom-Spannung
an der Flanschverschlußplatte 6 durch öffnen der in der Zuführungsleitung 14 angeordneten
Kontakte 15 die Stromzufuhr zum Heizkörper 9 unterbricht.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 2 dargestellt,
bei
dem ein Fehlerstromschutzschalter 16 (FI-Schalter) in der Zuleitung zu den Heizelementen
eingeschaltet ist. Dieser Fehlerstromschutzschalter besteht aus einem mit vier Wicklungen
versehenen Magnetkern 17. Diese Wicklungen werden von den drei Phasen R S T der
Zuleitung 14 und dem Schutzleiter 13 durchflossen. Im Normalfall ist die Summe aller
durchfließenden Ströme durch den Magnetkern gleich Null. Tritt aber am Heizkörper
ein höherer Ableitstrom auf, so fließt dieser über das Wasser zum Behälter ab, und
es wird das Gleichgewicht der zu-und abfließenden Ströme gestört. In einer fünften
Wicklung 18 des Magnetkerns wird in diesem Fäll eine Spannung induziert, die in
der Zuführungsleitung 14 angeordneten Kontakte 15' öffnet und damit den Heizkörper
9 vom Netz trennt.
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Eine weitere Maßnahme zum Ableiten von eventuell auftretenden Masseschlußströmen
ist in F i g. 3 dargestellt. Diese Anordnung besteht aus einem Kondensator 20 hoher
Kapazität, der in der Brücke 12 eingebaut ist. Dieser Kondensator sperrt den galvanischen
Gleichstrom, läßt aber die durch Isolationsfehler entstehenden Wechselströme bzw.
Ableitströme zum Schutzleiter 13 abfließen, wodurch dann die betreffende Gerätesicherung
durch Kurzschluß ausgelöst wird.