DE19632459A1 - Heizblock für Wasserdurchlauferhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizblock für Wasserdurchlauferhitzer, der aus einem Gehäuse aus Kunststoff mit darin gebildeten, vom Wasser durchflossenen Kanälen und aus in den Kanälen angeordneten elektrischen Heizdrähten besteht.

Dabei dient das Kunststoffgehäuse nicht nur als Konstruktionsteil zur Bildung der vom Wasser durchflossenen Kanäle, sondern zugleich auch als elektrische Isolation. Die Heizdrähte verlaufen in Form von Wendeln in den Strömungskanälen, wo sie direkt mit dem hindurchströmenden Wasser in Berührung stehen, und sind an ihren Enden durch entsprechende Durchfüh­ rungen zu außen am Gehäuse angeordneten elektrischen Anschlüssen herausgeführt. Die Anordnung der vom Wasser durchflossenen Strömungskanäle in dem Kunststoffgehäuse ist so getroffen, daß im Anschluß an die mit eingebauten Heizdrähten versehenen Strömungskanalabschnitte noch ein ausreichend langer Strömungskanalabschnitt ohne Heizdraht vorgesehen ist, der dem Spannungsabbau im strömenden Wasser dient, das ja unmittelbar mit dem blanken, stromführenden Heizdrähten in Berührung kommt.

Bisher besteht bei solchen Heizblöcken das Kunststoffgehäuse aus einem länglichen Mittelteil, das mit einer Mehrzahl paralleler längsverlaufender Bohrungen versehen ist, die jeweils einen Strömungskanalabschnitt bilden und zwei beiderseits aufgesetzte stirndeckelartige Flanschteile haben, in denen als Umlenkbögen dienende Vertiefungen gebildet sind und die im montierten Zustand des Gehäuses jeweils zwei benachbarte Bohrungen des Gehäusemittelteils am jeweiligen Stirnende so miteinander verbinden, daß die einzelnen Längsbohrungen des Gehäusemittelteils zu einem mäanderartig mehrfach hin und her durch das Gehäuse verlaufenden einzigen Strömungskanal in Reihenschaltung miteinander verbunden sind.

An einem der Flanschteile sind auch Anschlußstutzen zum Anschluß von Wasserzulauf und Wasserablauf gebildet. Die beiden Flanschteile sind jeweils unter Zwischenlegen einer sogenannten Spinnendichtung, also einer kompliziert gestalteten, das Gehäuse ebenso nach außen wie auch die einzelnen Strömungskanalwindungen voneinander abdichtenden Weichdich­ tung mittels jeweils mehrerer Schrauben mit dem Gehäusemittelteil ver­ schraubt. In einigen der Längsbohrungen sind die Heizdrähte eingebaut, üblicherweise derart, daß ein Heizdraht vom einen Stirnende des Gehäusemittelteils her durch eine Längsbohrung zum anderen Stirnende und von dort unter Umlenkung um 180 durch eine benachbarte Längsbohrung hin­ durch wieder zurück zum ersteren Stirnende verläuft, wobei der Heizdraht dann mit seinen beiden Enden durch im betreffenden Flanschteil gebildete Durchführungen hindurchgeführt und mit dort angeordneten elektrischen Anschlüssen verbunden ist. Die Längsbohrungen des Gehäusemittelteils, die zusammen den abschließenden, nicht beheizten und dem Spannungsabbau dienenden Strömungsweg des Wassers durch das Gehäuse bilden, enthalten keinen Heizdraht und sind im Durchmesser deutlich dünner als die mit Heizdrähten bestückten Bohrungen.

Diese herkömmliche Heizblockkonstruktion bedingt eine Mehrzahl fertigungs- und montagetechnischer Probleme.

Die aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteile werden im Spritzgußverfahren hergestellt. Zum Formen der mehreren Längsbohrungen im Gehäusemittelteil sind entsprechende Formkerne notwendig, die entsprechend der Länge des Gehäusemittelteils eine große Länge haben müssen, und die, um das Entformen zu ermöglichen, ebenso wie die dann gebildeten Bohrungen eine entsprechende Konizität haben müssen. Da die verbleibenden Wandstärken im Gehäusemittelteil auch bei verhältnismäßig eng nebeneinander angeordneten Bohrungen relativ dicke Bereiche, also Materialanhäufungen aufweisen, die sich nicht vermeiden lassen, müssen die Kerne gekühlt werden und dazu mit inneren Kühlkanälen versehen sein, was besonders bei den für die Spannungsabbaubereiche notwendigen dünneren Kerne Probleme schafft. Das Einfädeln der Heizdrähte ist eine schwierige und mühselige Arbeit, ebenso das Anschließen von deren Enden am betreffenden Flanschteil. Das Einlegen der Flanschteildichtungen und das Verschrauben der Flanschteile mit dem Gehäusemittelteil muß sorgfältig erfolgen, damit einerseits die notwendige Dichtigkeit und ein gleichmäßiger Anpreßdruck über die ganze Stirnfläche erreicht wird, daß aber andererseits keine Überbeanspruchung des brüchigen Kunststoffmaterials beim Anschrauben erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine fertigungs- und montagefreundlichere Konstruktion eines solchen Heizblocks zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen angegebene Konstruktion gelöst.

Danach wird das Kunststoffgehäuse in Form von zwei Halbschalen ausgeführt, in denen alle längsverlaufenden Strömungskanalabschnitte einschließlich ihrer gegenseitigen Verbindungen eingeformt sind und die, nachdem zuvor die Heiz­ drähte in die Halbschale eingelegt worden sind, durch Schweißen, vorzugs­ weise Vibrationsschweißen miteinander verbunden werden, wobei es sich zweckmäßigerweise um einen Reibschweißvorgang handelt, bei welchem die beiden Teile mit ihren Anlageflächen vibrationsartig reibend aufeinander bewegt werden, bis das Material an der Grenzfläche sich durch die Reibung bis zur Verfließen erwärmt hat. Danach werden die beiden Teile zum Verschweißen an ihren Grenzflächen in einer definierten Endposition zueinander unter Anwendung eines gegenseitigen Anpreßdrucks festgehalten.

Die erfindungsgemäße Konstruktion bringt eine Reihe von Vorteilen. Die Fertigung der beiden halbschalenförmigen Gehäuseteile ist bedeutend einfacher als die Fertigung des bisherigen Gehäusemittelteils. Die Montage der Heizdrähte erfolgt einfach durch Einlegen in die Halbschalen, wobei ein mühsames Einfädeln durch lange Bohrungen entfällt. Die Verbindung der beiden Gehäuseteile durch Verschweißen macht die Verwendung von Dichtungen und Schrauben überflüssig und stellt eine dauerhafte mechanisch feste und flüssigkeitsdichte Verbindung her.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegende schematische Zeichnung kurz beschrieben.

Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in Draufsicht eine halbschalenförmige Gehäusehälfte mit eingelegten Heizdrähten,

Fig. 2 einen durch Aufsetzen einer im wesentlichen spiegelbildlich ausgebildeten komplementären Gehäusehälfte komplettierten fertigen Heizblock.

In der in Fig. 1 dargestellten, aus Kunststoff gespritzten Gehäusehälfte 1 ist eine Reihe von parallelen geradlinigen Strömungskanalabschnitten 11 und 12 mit jeweils halbkreisförmigem Querschnitt (der sich bei dem aufeinandergesetzten Gehäusehälften zu einem Vollkreisquerschnitt ergänzt) mit den zugehörigen Verbindungsbögen 13 und 14 eingeformt. Die eine größere Lichtweite aufweisenden Strömungskanalabschnitte 11 bilden den beheizten Teil und die eine kleinere Lichtweite aufweisenden Strömungskanalabschnitte 12 bilden den Spannungsabbauteil des durch das Gehäuse mäanderartig hindurchverlaufenden Strömungskanals.

In die beheizten Strömungskanalabschnitte sind Heizdrähte 25 eingelegt, die jeweils U-förmig durch zwei benachbarte Kanalabschnitte und den zugehörigen Verbindungsbogen verlaufen und mit ihren beiden Enden durch in den Gehäusehälften gebildete Durchführungen 15 zu außenliegend angebrachten elektrischen Anschlüssen geführt sind.

An der einen (in Fig. 1 dargestellten) Gehäusehälfte ist außerdem ein Zulauf- Anschlußstutzen 16 und ein Ablauf-Anschlußstutzen 18 gebildet.

Die beiden Gehäusehälften werden, nachdem die Heizdrähte 2 eingelegt sind, aufeinandergesetzt und vorzugsweise im Vibrationsschweißverfahren miteinander verschweißt. Damit ist der Heizblock fertiggestellt und kann als Heizblock-Baugruppe in einen Durchlauferhitzer-Warmwasserbereiter eingebaut werden.

In Fig. 2 ist der fertiggestellte Heizblock dargestellt, wobei die aufgesetzte andere Gehäusehälfte mit 1′ bezeichnet ist und auch Durchführungen 15 für Heizdrähte angedeutet sind.

Claims (3)

1. Heizblock für Wasserdurchlauferhitzer, bestehend aus einem Kunststoffgehäuse, in welchem ein Wassereinlaß, ein Wasserauslaß und ein dazwischen verlaufender, aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Strömungskanalabschnitten zusammengesetzter Strömungskanal zur Wasserführung gebildet ist, weiter aus in mindestens einige (11) der Strömungskanalabschnitte (11, 12) eingebauten Heizdrähten (2), deren Enden durch Durchführungen (15) an außen am Gehäuse (1) angeordnete elektrische Anschlüsse geführt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse aus zwei komplementären, flachen und halbschalenartigen Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, die mit gegenseitigen Anlageflächen in einer Trennebene aneinander anliegen und in denen die Strömungskanalabschnitte (11, 12) und deren Verbindungen (13, 14) mit zueinander komplementären Teilquerschnitten in den einander zugewandten Flächen eingeformt sind,
und daß die beiden Gehäuseteile nach Einbau der Heizdrähte und gegebenenfalls weiterer Einbauteile in die entsprechenden Öffnungen des betreffenden Gehäuseteils (1) durch Verschweißen der gegenseitigen Anlageflächen miteinander verbunden sind.

2. Heizblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanalabschnitte (11, 12) durch parallel nebeneinander in den beiden Gehäuseteilen eingeformte Längsnuten mit halbrundem Querschnitt gebildet und durch an deren Enden gebildete Bogenabschnitte (13, 14) mäanderartig miteinander verbunden sind.

3. Heizblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden komplementären Gehäuseteile durch Reibverschweißen miteinander verbunden sind.