DE1936112C3

DE1936112C3 - Elektrischer Durchlauferhitzer

Info

Publication number: DE1936112C3
Application number: DE19691936112
Authority: DE
Inventors: Ernst 3450 Holzminden Appun
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1969-07-16
Filing date: 1969-07-16
Publication date: 1975-10-30
Also published as: DE1936112A1; DE1936112B2

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer mit wenigstens zwei aneinandergefügten Teilen zur Führung wenigstens eines Flüssigkeitsstromes, der aus einem Teil in das andere strömt. Teile zur Flüssigkeitsführung können beispielsweise Kunststoffauch solche aus Keramik, haben jedoch den Nachteil, daß sie sich preisgünstig nur mit relaitv großen Toleranzen herstellen lassen. Wenn nun aber mehrere solcher Teile aneinandergefügt werdea. können sich die Toleranzen addieren, und die Befestigung der Teile wird für den Konstrukteur schwierig.

Aufgabe der Erfindung ist es, wenigstens zwei aneinandergefügte Teile mit großen Toleranzen in einem elektrischen Durchlauferhitzer mit möglichst geringem Aufwand zu halten, platzsparend zu befestigen und die Kosten und Schwierigkeiten bei der Montage möglichst gering zu halten.

Die Aufgabe wird bei einem elektrischen Durchlauferhitzer der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß eine die aneinandergefügten Teile in der gewünschten Lage haltende Feder vorgesehen ist.

Die Feder, entsprechend dimensioniert und unter Spannung stehend, sorgt durch ihre Vorspannkraft zum einen für die Befestigung und Halterung der aneinandergefügteri Teile und ist zum anderen in der Lage, auch größere Maßabweichungen der Teile auszugleichen. Bei der konstruktiven Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird man selbstverständlich Mittel, beispielsweise Zapfen oder Nuten, vorsehen, die dafür sorgen, daß die aneinandergefügten Teile sich nicht quer zur Kraftrichtung der Feder gegeneinander verschieben können. Durch die Kraftwirkung der Feder wird also erreicht, daß die aneinandergefügten Teile gegeneinandergepreßt werden, so daß diese dicht aufeinanderliegen und der von einem Teil in das aHere Teil strömende Flüssigkeitsstrom an der Berührungsstelle zwischen den Teilen nicht entweichen kann. Gleichzeitig wird durch die Kraftwirkung der Feder aber auch erreicht, daß das Aufeinanderpressen der aneinandergefügten Teile auch dann noch — und zwar mit praktisch gleichbleibender Kraft — der Fall ist, wenn die bzw. eines der aneinandergefügten Teile oder wenn Dichtmittel zwischen den aneinandergefügten Teile nach längerer Benutzung des Durchlauferhitzers eine geringfügige Maßabweichung (beispielsweise durch Alterung) erfahren.

Wie eben bereits angedeutet, können an den Berührungsflächen benachbarter Teile Dichtmitlei vorgesehen sein, um einen unkontrollierbaren Verlauf von Tei-

teile mit Kanälen, aber auch Rohre u. dgl. sein. Solche ₄₅ len des Flüssigkeitsstromes und eine hierdurch mögli-

Teile können z. B. als Wasservorlauf- oder -nachlaufstrecken in elektrischen Wasserdurchlauferhitzern dienen. Derartige Wasservorlauf- oder -nachlaufstrecken bezwecken eine Verminderung des über das Wasser fließenden Ableitstromes, der von den elektrischen Heizwendeln des Durchlauferhitzers ausgeht und über das Wasser abzufließen versucht. Ein zur Führung eines Flüssigkeitsstromes dienendes Teil kann aber auch das eigentliche Heizteil eines Durchlauferhitzers enthalten, d. h., es kann die elektrischen Heizkörper enthalten, an denen der Flüssigkeitsstrom vorbeigeführt wird. Diese Heizkörper können elektrisch isolierte Mantelrohrheizkörper, aber auch blanke Heizwendeln sein.

Insbesondere bei elektrischen Durchlauferhitzern mit blanken Heizwendeln ist die Verwendung von Teilen aus elektrisch isolierenden Stoffen geboten. Nun ist allerdings nicht jeder Isolierstoff für die Verwendung in einem elektrischen Durchlauferhitzer geeignet. Insbesondere die Teile des Durchlauferhitzers, die sich in der Nähe des elektrischen Heizkörpers befinden, werden durch Hitze besonders beansprucht. Hier kann sich die Verwendung von Keramik als notwendig erweisen.

Teile aus elektrischen Isolierstoffen, insbesondere cherweise bedingte Verringerung der Schutzwirkung der Wasservorlauf- und -nachlaufstrecken zu verhindern.

Damit die aneinandergefügten Teile nicht das Bestreben haben, sich gegenseitig zu verschieben, insbesondere aber auch, um eine gleichmäßige Belastung der aneinandergefügten Teile und der gegebenenfalls dazwischenliegenden Dichtmittel zu erhalten, ist die Achse der Feder senkrecht zur Trennfläche der aneinandergefügten Teile angeordnet. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß etwa in der Trennebene liegende Dichtmittel mit der vollen Federkraft belastet sind.

Zweifellos ist die Verwendung einer Feder in der erfindungsgemäßen Weise die einfachste Möglichkeit zur Halterung und Befestigung der aneinandergefügten Teile, und zwar nicht nur deshalb, weil die Feder das einzig benötigte Befestigungsmittel ist, sondern auch deshalb, weil sich durch die Verwendung der Feder äußerst günstige Montagezeiten ergeben. Die Anwendung der Feder bringt jedoch noch einen weiteren Vorteil mit sich, der mit anderen Befestigungs- und Halterungsmitteln nicht möglich wäre.
Die Benutzung der Feder gestattet nämlich eine der-

• _e Weiterbildung des erfindungsgemäßen elekiri-"h η Durchlauferhitzers, daß durch diesen eine Ge-Bh dung d^er Umwelt ausgeschlossen ist. Eine solche •fährdung _kann eintreten, wenn sich im Inneren des I)U chlauferhitzers Dampf mit sehr hohem Druck bil-5eL In diesem Fall kann nämlich der Benutzer des nurchlauferhitzers durch den sehr heißen Dampf verfcriilit werden, und es könnte im ungünstigen Fall sogar ^Explosion d^es Durchlauferhitzers kommen. Solche •cslie können eintreten, wenn im Wasserleitungsnetz • hoher Druck von z. B. 15atü herrscht und 4er im Durchlauferhitzer eingebaute elektrische Schalter infolge eines Defektes die Heizkörper nicht schon dann m elektrischen Netz trennt, wenn das Zapfventil nur nahezu, aber eben nicht völlig geschlossen wird. In ,₅

em solchen Fäll werden im Durchlauferhitzer schon bald ein Dampfdruck von 15 atü und eine entsprechende Temperatur von etwa 200⁰C auftreten. Dieser Fall wird sehr selten sein, es sollten jedoch Mittel vorgesehen sein, die bewirken, daß ein derartig er gefährlicher Zustand so schnell wie möglich beendet wird

Diese Mittel bestehen, einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes entsprechend, darin, daß das die Kraft der Feder weiterleitende Teil eine Erweichungstemperatur von etwa 150⁰C aufweist. Hierbei wird vorausgesetzt, daß wenigstens dieses eine der aneinandergefügten Teile zwar die Kraft der Feder aufnehmen und weiterleiten, aber nicht den Druckunterschied zwischen dem Inneren und der Umgebung des Durchlauferhitzers auffangen soll und kann.

Bei derartiger Weiterbildung des Erfindungpgegenstandes wird der oben beschriebene Gefahrenzustand folgendermaßen beendet: Wird die genannte Erweichungstemperatur im Durchlauferhitzer erreicht, so wird sich das erweichbare Teil unter der Federkraft so weit verformen, daß die Feder keine Kraft mehr auf das erweichte Teil und die anderen aneinandergefügten Teile ausüben kann. Die Folge davon wird sein, daß der sonst von einem Teil in ein anderes der aneinandergefügten Teile strömende Flüssigkeitsstrom nun zwischen benachbarten Teilen austreten kann und somit die Flüssigkeit nicht mehr zwangsweise geführt wird. Das heißt mit anderen Worten, die Flüssigkeit wird nicht mehr wie vorher an den elektrischen Heizkörpern vorbeiströmen und diese kühlen. Die Heizkörper brennen deshalb durch, womit der gefährliche Zustand beendet ist, da eine weitere Erhitzung der Flüssigkeit und des Dampfes nicht mehr möglich ist.

Die Schutzwirkung des erweichenden Teiles kann abe; auch darin bestehen, daß der Strömungsweg der Flüssigkeit durch das Verformen dieses Teiles verstopft wird, wodurch der Flüssigkeitsstrom und damit die Kühlung der Heizkörper ebenfalls unterbrochen wird. Die Zerstörung der Heizkörper und des erweichten Teiles wird dabei in Kauf genommen, da der relativ geringe materielle Schaden durch den verhinderten Gefahrenzustand und somit durch die Bannung eines möglicherweise sehr viel größeren Schadens mehr als aufgewogen wird.

Nun kann es bei dem eben geschilderten Vorgang geschehen, daß die Heizkörper sich beim Durchbrennen verformen und dadurch andere Teile des Durchlauferhitzers in Mitleidenschaft ziehen, beispielsweise weil sie beim Durchbrennen dieses erweichte Teil durchdringen und dann andere Teile berühren und zerstören. Dies kann dadurch vermieden werden, daß in dem eine Erweichungstemperatur von etwa 15O⁰C aufweisenden Teil keine Heizkörper angeordnet sind. Das bzw. die Teile, in welchen sich die Heizkörper befinden, sollten vielmehr eine über etwa 15O⁰C liegende Erweichungstemperatur aufweisen, also beispielsweise aus Keramik hergestellt sein. Damit also beim Erweichen des betreffenden Teiles mit der niedrigen Erweichungstemperatur und dem hierauf folgenden Durchbrennen der Heizkörper nicht auch noch andere Teile in Mitleidenschaft gezogen werden, weisen alle anderen Teile eine höhere Erweichungstemperatur auf als das genannte Teil mit der niedrig gewählten Erweichungstemperatur.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen elektrischen Durchlauferhitzer mit unisolierten Heizwendeln gemäß der Schnittlinie 1-1 in F i g. 2, wobei die beiden in einem Winkel zueinanderliegenden Schnittebenen in die Zeichnungsebene geschwenkt dargestellt sind,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Durchlauferhitzer gemäß der Schnittlinie 2-2 in F i g. 1.

Wie in Fig. 1 ersichtlich, ist ein den funktionalen Teil des elektrischen Durchlauferhitzers beinhaltendes Gehäuse 3 durch einen Verschlußstopfen 4 und eine Metallplatte 5 verschlossen. Hierbei eventuell erforderliche Abdichtmittel sind bei dieser Darstellung fortgelassen worden. Durch die Metallplatte 5 sind drei Heizkörper 6, 7 und 8 geführt. Diese bestehen aus je einem Bolzen 6a bzw. 7a und 8a, der jeweils an eine Phase eines (nicht angedeuteten) Drehstromnetzes angeschlossen wird, ferner aus einem um den Bolzen gelegten Isolierschlauch 6b bzw. 7b und 8ö und einer blanken Heizwendel 6c bzw. Tc und 8c. jede der blanken Heizwendeln 6c, 7c und 8c ist am oberen Ende des ihr zugeordneten Bolzens (6a, 7a, 8a) angeschlossen. Alle Heizwendeln sind mit der Metallplatte 5 verbunden, die bei elektrisch symmetrischem Aufbau der He.zwendeln und bei elektrisch symmetrischen Spannungen an den Bolzen keine Spannung führt.

Im Gehäuse 3 befindet sich ein erstes Teil 9 zur lunrung der drei an den Heizkörpern 6, 7 und 8 vorbeistrotnenden Flüssigkeitsströmen. Zur Führung des Flussig keitsstromes dienen die Kanäle 9a, 9£> und 9c.

An das erste Teil 9 ist ein zweites Teil 10 angefügt welches Flüssigkeitsführungen 10a, 10ö und 10c autweist. Über dem zweiten Teil 10 befindet sich ein drittes Teil 11. Die aneinandergefügten Teile 9, 10 und Il werden durch eine Feder 12 in der gewünschten Lage gehalten. Dabei ist es unwichtig, ob die aneinandergefügten Teile 9 bis 11 genau maßhaltig sind oder nicht, denn in jedem Falle werden die aneinandergefügten Teile aufeinandergepreßt, so daß die Flüssigkeit den gewünschten Weg nehmen muß. Dieser Weg^durch Pfeile angedeutet, geht aus von einem Einlautscnlitz υ im Verschlußstopfen 4. Der Flüssigkeitsstrom folgt dann dem Kanal 9b, den Flüssigkeitsführungen 10fc> und 10c dem Kanal 9c tritt durch einen Ourchbruch 14 auf dem Teil 9 hinaus, tritt durch die Öffnung 15 in die Flüssigkeitsführung 10a ein. folgt dem Kanal 9a und verläßt diesen durch den Auslaufschlitz 16. An den Übergangsstellen des Flüssigkeitsstromes von dem Verschlußstopfen 4 zum ersten Teil 9 und von diesem ersten Teil 9 zum zweiten Teil 10 sind D.chtm.ttel und 18 vorgesehen. Auch zwischen dem zweiten und dem dritten Teil befindet sich ein Dichtmittel 19

Die Richtung der Auslenkung der Feder 12 steht senkrecht auf den Trennebenen der aneinandergefügten Teile 9 bis 11 und des Verschlußstopfens 4, der mit

zu den aneinandergefügten Teilen zu zählen ist. Die Trennebenen zwischen den Teilen sind die Ebenen, in welchen die Dichtmittel 17, 18 und 19 liegen. Durch die Federwirkung werden die Teile 9 bis 11 auf die Dichtmittel 17, 18 und 19 gepreßt, so daß Dichtigkeit der Kanäle und Flüssigkeitsführungen erreicht wird. Gleichzeitig wird durch die Ausrichtung der Federkraft in Achsrichtung des Gehäuses 3 erreicht, daß die Teile 4 und 9 bis 11 nicht dazu neigen, sich gegeneinander zu verschieben. Diese Wirkung wird noch dadurch unterstützt, daß das erste Teil 9 und das zweite Teil 10 ineinandergreifen, indem die Flüssigkeitsführungen 10a, 106 und 10c in die Kanäle 9a bis 9c eingeführt sind. Diese Maßnahme verfolgt gleichzeitig den Zweck, daß die Flüssigkeitsführungen 10a, 106 und 10c gegenüber den Kanälen 9a bis 9c einen reduzierten Querschnitt aufweisen, wodurch der elektrische Widerstand, der in den Flüssigkeitsführungen 10a bzw. 106 und 10c enthaltenden Wassersäulen erhöht werden soll. Diese Maßnahme bezweckt eine Verringerung des durch diese Wassersäulen fließenden elektrischen Stromes, der eine unerwünschte elektrolytische Korrosion der Heizkörper 6 bis 8 zur Folge haben kann.

Um den selten auftretenden Zustand, daß sich stark erhitzter Dampf im Durchlauferhitzer befindet, mögliehst rasch selbsttätig beenden zu können, ist das zweite Teil 10 aus einem Kunststoff mit einer Erweichungstemperatur von beispielsweise 150⁰C hergestellt. Findet nun eine gefährliche Überhitzung des Durchlauferhilzers statt, so erweicht das die Kraft der Feder 12 weiterleitende zweite Teil 10, so daß die Federkraft nicht mehr auf das erste Teil 9 weiter übertragen werden kann. Im Extremfall werden sich sogar die öffnung 15 und der horizontale, die Flüssigkeitsführungen 106 und 10c verbindende Durchbruch 20 verschließen. In jedem Falle wird die Flüssigkeit nicht mehr entlang dem vorbestimmten Weg strömen, weil das Dichtmittel 17 in der Trennebene zwischen dem ersten Teil 9 und dem Verschlußstopfen 4 mangels Federwirkung nicht mehr wirksam ist. Die Flüssigkeit wird, ausgehend vom Einlaufschlitz 13, durch den Zwischenraum zwischen dem ersten Teil 9 und dem Verschlußstopfen 4 unmittelbar zum Auslaufschlitz 16 fließen.

Dadurch werden die Heizkörper 6 bis 8 nicht mehr gekühlt, so daß sie sofort durchbrennen. Der gefährliche Zustand ist damit beendet.

Das erste Teil 9 sollte aus einem Werkstoff bestehen, der beim Durchbrennen der Heizkörper 6 bis 8 nicht beschädigt wird. Wenn außerdem dafür gesorgt ist, daß alle Teile außer dem Teil 10 eine Erweichungstemperatur haben, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Teiles 10 liegen, braucht nach dem Durchbrennen der Heizkörper 6 bis 8 und nach dem Erweichen des zweiten Teiles 10 außer den Heizkörpern Und dem zweiten Teil 10 nichts ausgewechselt zu werden, um den Durchlauferhitzer wieder funktionsfähig zu machen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Durchlauferhitzer mit wenigstens zwei aneinandergefügten Teilen zur Führung wenigstens eines Flüssigkeitsstromes, der von einem Teil in das andere führt, gekennzeichnet durch eine die Teile (9, 10) in der gewünschten Lage haltende Feder (12).

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Berührungsflächen benachbarter Teile (4,9,10,11) Dichtmittel (17, 18,19) vorgesehen sind.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Feder (12) senkrecht zur Trennfläche der aneinandergefügten Teile (4,9,10,11) angeordnet ist.

4. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kraft der Feder (12) weiterleitende Teil (10) eine Erweichungstemperatur von etwa 150°C aufweist.

5. Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem eine Erweichungstemperatur von etwa 150°C aufweisenden Teil (10) keine Heizkörper (6,7,8) angeordnet sind.

6. Durchlauferhitzer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Teile (4, 9, 11) eine über etwa 150°C liegende Erweichungstemperatur aufweisen.

7. Durchlauferhitzer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kraft der Feder (12) weiterleitende Teil (10) in eine Zentrierung der aneinandergrenzenden Teile (9, 10) ergebenden Kanäle (9a, 96, 9c) des angrenzenden Teiles (9) eingreift.