DE19651086A1 - Heizblock für einen Durchlauferhitzer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizblock für einen elektrisch beheizten Durch­ lauferhitzer mit einem Gehäuse des Heizblockes, der einen von Wasser durchström­ ten, mit Heizwendeln versehenen Wasserströmungskanal aufweist und einen ent­ sprechend ausgestatteten Durchlauferhitzer.

Ein derartiger Heizblock ist bekannt bei dem Durchlauferhitzer des Typs DDLT 24 der Fa. AEG Hausgeräte GmbH, wobei in dem Heizblock ein Wasserströmungskanal mäander­ förmig verläuft. Der Heizblock weist einen Kanalblock mit röhrenförmigen, zueinander parallelen Kanalbohrungen sowie einen Deckel- und einen Bodenteil auf. In dem Deckel und in dem Bodenteil sind jeweils Kanalbögen ausgeformt, die das aus einer Kanalbohrung aus der Stirnfläche des Kanalblockes strömende Wasser jeweils um 180∘ umlenken und in die entsprechende benachbarte Bohrung des Kanalblockes zurückführen. Um einen auch bei 30 bar Wasserdruck dichten und druckfesten Heizblock bereitstellen zu können, sind zwischen dem Kanalblock und dem Deckel- bzw. dem Bodenteil entsprechende Dich­ tungen eingelegt und der Kanalblock mit dem Deckel- und dem Bodenteil fest verschraubt. An den Wasserströmungskanal sind außerhalb des Gehäuses des Heizblockes eine Venturidüse zur Erfassung der Wasserdurchflußmenge und ein Differenzdruckschalter mit einer Membrandose zur Umsetzung der Durchflußmenge in einen Betätigungsweg für die Schaltsätze des Durchlauferhitzers angeschlossen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Heizblock bereitzustellen, dessen Fertigungs- und Montagetechnik verbessert ist.

Dies ist erfindungsgemäß bei einem Heizblock gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 dadurch erreicht, daß das Gehäuse durch zwei Gehäuseschalen gebil­ det ist, die, mit korrespondierenden Anlageflächen aneinander liegend, miteinander dicht verbunden sind und zwischen sich den Wasserströmungskanal bilden, und daß zwischen den Gehäuseschalen des Heizblockes die Heizwendeln und mindestens ein weiteres Funktionselement des Durchlauferhitzers angeordnet sind. Durch die Auf­ trennung des Gehäuses in zwei Gehäuseschalen können auf einfache Weise Aufnah­ mebereiche für verschiedene Funktionselemente des Durchlauferhitzers bereitgestellt werden. Das Einlegen bzw. Montieren der Funktionselemente ist durch die offene Schalentechnik besonders einfach. Desweiteren kann auf bisher nach dem Stand der Technik erforderliche zusätzliche Verbindungsleitungen zwischen den Funktions­ elementen und insbesondere dem Wasserströmungskanal und deren Abdichtung ver­ zichtet werden und durch die Integration der Funktionselemente in den Heizblock ein kompakter Aufbau des Durchlauferhitzers erreicht werden. Das aus dem Stand der Technik bekannte umständliche Einfädeln der U-förmig in dem Wasserströmungskanal anzuordnenden Heizwendeln in den Heizblock entfällt. Die Heizwendeln können bei der Montage des Heizblockes problemlos in eine der beiden Gehäuseschalen einge­ legt und durch das Montieren der zweiten Gehäuseschale im Wasserströmungskanal gehaltert werden.

Fertigungs- und montagetechnisch besonders günstig ist es, wenn die beiden Ge­ häuseschalen durch Schweißen miteinander verbunden sind. Dabei können die an­ sonsten erforderlichen Dichtungs- und Verbindungselemente zwischen den Gehäuse­ teilen entfallen und zugleich eine ausreichende Stabilität des Heizblockes auch bei Wasserdrücken bis zu 30 bar gewährleistet werden. Aufgrund der Größe des Heiz­ blockes bzw. der Gehäuseschalen ist hierfür insbesondere die Reibschweißtechnik geeignet.

Vorteilhafterweise ist eine Venturidüse mit einem Düsengehäuse als separates Teil zwischen den Gehäuseschalen angeordnet. Der Anschluß der Venturidüse an den be­ heizten Wasserströmungskanal ist dadurch besonders kostengünstig möglich. Die dichte Verbindung einer der Druck-Meßöffnungen der Venturidüse an einer Oberfläche des Düsengehäuses kann dadurch erreicht werden, daß die Druck-Meßöffnung von einem erhabenen, über die Oberfläche ragenden, und mit dem Düsengehäuse ein­ stückigen Wulst umgeben ist. Im Bereich der Wulst wird dann beim Schweißvorgang, insbesondere beim Reibschweißen, eine dichte Verbindung zwischen dem Düsen­ gehäuse im Bereich der Druckmeßöffnung und der entsprechenden Gehäuseschale erreicht. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Venturidüse aus einem bezüglich des Schweißverhaltens ähnlichem Material wie die entsprechende Gehäuseschale be­ steht.

Weitere, insbesondere montage- und verbindungstechnische Vorteile können dadurch erzielt werden, daß eine Membrandose eines Differenzdruckschalters zwischen den Gehäuseschalen angeordnet ist.

Um einen sicheren Sitz der Funktionselemente bei der Montage des Heizblockes ge­ währleisten zu können, weist mindestens eine der Gehäuseschalen Aufnahmevertie­ fungen für einen festen Sitz der Funktionselemente auf. Damit die Relativbewegung der beiden Gehäuseschalen zueinander beim Reibschweißen nicht durch ein aus einer der Gehäuseschalen ragendes Funktionselement erschwert wird, und zugleich eine besonders einfache Fertigungstechnik der Gehäuseschalen möglich ist, sind in einer der Gehäuseschalen die Aufnahmevertiefungen besonders tief ausgebildet, während die andere Gehäuseschale im Vergleich dazu wesentlich dünner und im Bereich der Anlagefläche im wesentlichen eben ausgebildet ist.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizblockes beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung die beiden Gehäuse­ schalen des Heizblockes,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab stark vereinfacht eine Schnittdar­ stellung des Heizblockes bei verschweißten Gehäuseschalen,

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung im wesentlichen entlang der Linie III-III in Fig. 1 vereinfacht in vergrößertem Maßstab abschnitts­ weise den Heizblock bei verschweißten Gehäuseschalen,

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung eine Venturidüse zum Einbau in den Heizblock und

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung eine Membrandose zum Einbau in den Heizblock.

Ein Heizblock 1 weist, wie in Fig. 1 gezeigt, eine flache untere Gehäuseschale 3 und eine entsprechend ausgebildete obere Gehäuseschale 5 auf. Die beiden Gehäuse­ schalen 3, 5 sind aus dem Kunststoff PPE mit einem Glasfaseranteil und weisen an den einander zugewandten Vorderseiten, zwischen denen das Wasser durch den Heizblock 1 geführt wird, einander entsprechende Anlageflächen 7, 8 auf (Fig. 1, 2). Diese erstrecken sich jeweils im wesentlichen am Umfangsrand und von dort von zwei sich gegenüberliegenden Seiten jeweils, kammförmig ineinander greifend, über die Oberflächen der beiden Gehäuseschalen 3, 5. In den Anlageflächen 7, 8 erstrecken sich jeweils schmälere Verbindungsflächen 9, in denen die untere Gehäuseschale 3 und die obere Gehäuseschale 5 miteinander verschweißt sind. Die Verbindungsflächen 9 sind aus Gründen der einfacheren Darstellung in Fig. 1 nur abschnittsweise mit un­ terbrochenen Linien angedeutet. Sie umziehen einen zwischen den beiden Gehäuse­ schalen 3, 5 ausgebildeten, mäanderförmig im Heizblock 1 verlaufenden Wasserströ­ mungskanal 11, um diesen sicher abzudichten (Fig. 1, 2).

Der Wasserströmungskanal 11 ist durch eine mäanderförmig in der Vorderseite der un­ teren Gehäuseschale 3 verlaufende untere Rinne 13 und eine entsprechend in der Vorderseite der oberen Gehäuseschale 5 ausgebildete obere Rinne 15 realisiert (Fig. 2). Im strömungstechnischen Anfangsabschnitt des Wasserströmungskanales 11 ist durch eine Öffnung in der unteren Gehäuseschale 3 ein Wasserzulauf 17 (Fig. 1) des Heizblockes 1 gebildet. Dieser ist an entsprechende nicht gezeigte Wasserleitungen des Durchlauferhitzers anschließbar. Vom Wasserzulauf 17 aus erstreckt sich ein ent­ sprechend den Sicherheitsvorschriften geeignet ausgebildeter erster elektrischer Iso­ lationskanal 18 (Fig. 1, 2).

In dem Wasserströmungskanal 11 sind in der unteren und oberen Rinne 13,15 jeweils zwei sich paarweise gegenüberliegende Stützrippen 39 angeordnet. Diese bilden einen im Querschnitt im wesentlichen kreisförmigen Aufnahmebereich 40 (mit unterbroche­ ner Linie in Fig. 2 angedeutet) für die im Heizblock 1 angeordneten drei Heizwendeln 41, 43, 45 (Fig. 2). Dabei erstrecken sich die Stützrippen 39 im wesentlichen über die gesamte Länge des beheizten Bereiches des Wasserströmungskanals 11. Der be­ heizte Bereich des Wasserströmungskanals 11 weist eine Querschnittsfläche für das strömende Wasser auf, die entlang der gesamten Strecke im wesentlichen gleich groß ist. Die Querschnittsfläche des beheizten Bereiches ist dabei größer als die im Bereich des ersten Isolationskanals 18. Zwei benachbarte, parallel zueinander und geradlinig verlaufende Teilstücke des beheizten Bereiches des Wasserströmungskanals 11 sind jeweils durch einen Trennsteg 27 voneinander wasserdicht getrennt. Diese erstrecken sich jeweils von den gegenüberliegenden Umfangsrändern der unteren und oberen Gehäuseschale 3, 5, kammartig ineinander greifend, stabförmig entlang des geradlinig verlaufenden beheizten Abschnittes des Wasserströmungskanals 11 zu einem kopf­ förmig verbreiteten Endabschnitt 46. Dadurch ist der mäanderförmig verlaufende Was­ serströmungskanal 11 im Heizblock 1 festgelegt.

Der Trennsteg 27 ist je etwa zur Hälfte durch die untere und durch die obere Gehäuse­ schale 3, 5 gebildet (Fig. 2). Im Anschluß an den mit den Heizwendeln 41, 43, 45 be­ heizten Bereich ist der Querschnitt des Wasserströmungskanales 11 wieder entspre­ chend dessen Ausbildung im Bereich des Wasserzulaufs 17 verringert. Dieser Bereich des Wasserströmungskanales 11 dient als ein zweiter elektrischer Isolationskanal 29. In dessen Endabschnitt ist ein Wasserauslauf 31 gebildet, der durch eine entsprechen­ de Öffnung der unteren Gehäuseschale 3 realisiert ist (Fig. 1).

Die Heizwendeln 41, 43, 45 sind im wesentlichen unmittelbar hintereinander jeweils U-förmig um den entsprechenden Trennsteg 27 gelegt und mit rechtwinklig abgewinkel­ ten Anschlußstiften (nicht gezeigt) in entsprechenden Anschlußöffnungen 48 der un­ teren Gehäuseschale 3 fixierbar (Fig. 1), so daß sie zu deren elektrischer Verschaltung aus dem Heizblock 1 ragen. Dazu werden die Heizwendeln 41, 43, 45 in die untere Rinne 13 der unteren Gehäuseschale 3 auf die Stützrippen 39 gelegt und die An­ schlußstifte 47 in die Anschlußöffnungen 48 gesteckt. Aufgrund der räumlichen Anord­ nung der Anschlußöffnungen in der unteren Gehäuseschale 3 ertrecken sich die Heiz­ wendeln 41, 43, 45 von einer Heizwendel zur nächsten in Strömungsrichtung über eine größere Länge.

Das in dem ersten Isolationskanal 18 zulaufende kalte Wasser fließt nach einer ersten 180°-Umlenkung 49 durch eine zwischen den beiden Gehäuseschalen 3, 5 gehalterten Venturidüse 51, wie nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 und 4 beschrieben ist. In der Venturidüse 51 wird in an sich bekannter Weise ein Differenzdruck abgegriffen, der der Durchflußgeschwindigkeit des durch den Heizblock 1 strömenden Wassers entspricht. Zum Abgriff dieses Differenzdruckes weist die obere Gehäuseschale 5 eine erste Druckmeßöffnung 53 auf, die über einen einstückig mit der oberen Gehäuseschale 5 ausgebildeten ersten Verbindungskanal 55 mit einer ersten Drucköffnung 57 einer ersten, ebenfalls einstückig mit der oberen Gehäuseschale 5 ausgebildeten, Lager­ schale 58 für eine Membrandose 59 für einen Differenzdruckschalter des Durchlauf­ erhitzers (nicht gezeigt) in Verbindung steht. Entsprechend wird der zweite Druck in der Venturidüse 51 abgegriffen und von einer zweiten Druckmeßöffnung 60 der un­ teren Gehäuseschale 3 über einen entsprechenden zweiten Verbindungskanal 61 zu einer zweiten Drucköffnung 63 einer zweiten Lagerschale 65 weitergeleitet. Die erste Lagerschale 58 bildet zusammen mit der entsprechend an der unteren Gehäuseschale 3 ausgebildeten zweiten Lagerschale 65 einen Aufnahmeraum für die Membrandose 59.

Durch die untere und obere Rinne 13, 15 ist zwischen der unteren Gehäuseschale 3 und der oberen Gehäuseschale 5 der Wasserströmungskanal 11 gebildet. Nach einer Umlenkung 49 des ersten Isolationskanals 18 weist der Boden der unteren Rinne 13 ein Eingangsgefälle 67 auf. Dieses endet in einer ersten wannenförmigen Aufnahme­ vertiefung 69 der unteren Gehäuseschale 3. In der ersten Aufnahmevertiefung 69 sitzt die in Fig. 3 mit unterbrochenen Linien und in Fig. 4 perspektivisch gezeigte Venturi­ düse 51. Im Anschluß an das Eingangsgefälle 67 ist in der ersten Aufnahmevertiefung 69 ein ebenfalls wannenförmiger, jedoch geringfügig breiterer und tieferer rinnenförmi­ ger Eingangsdichtbereich 71 und im Endabschnitt der ersten Aufnahmevertiefung 69 ein entsprechender Ausgangsdichtbereich 73 angeordnet. Im Boden der ersten Auf­ nahmevertiefung 69 ist die zweite Druckmeßöffnung 60 mit einem O-Ring-Aufnahme­ bereich 77 ausgebildet. An den Ausgangsdichtbereich 73 der ersten Aufnahmevertie­ fung 69 schließt sich ein Ausgangsgefälle 79 entsprechend dem Eingangsgefälle 67 an. Entlang des Ausgangsgefälles 79 nimmt die Tiefe der oberen Rinne 15 der oberen Gehäuseschale 5 wie auch im Bereich des Eingangsgefälles 67 wieder zu, bis der Wasserströmungskanal 11 gleichmäßig durch die beiden Rinnen 13, 15 gebildet ist.

In die Aufnahmevertiefung 69 ist ein entsprechend dieser wannenförmig ausgebildetes Düsengehäuse 81 der Venturidüse 51 gesteckt. Dabei sitzen ein Eingangsdichtungs­ wulst 83 und ein Ausgangsdichtungswulst 85 wasserdicht in den entsprechenden Dichtbereichen 71, 73 der Aufnahmevertiefung 69. Das durch den Wasserströmungs­ kanal 11 fließende Wasser fließt in eine Wassereintrittsöffnung (nicht gezeigt) der Venturidüse 51, strömt durch diese hindurch und tritt aus einer Wasseraustriftsöffnung 87 wieder aus der Venturidüse 51 aus. An der flachen Oberseite des Düsengehäuses 81 ist eine erste Meßöffnung 89 zum Abgriff des ersten Drucks entlang der Strömung in der Venturidüse 51 vorgesehen. Im Bereich der Meßöffnung 89 ist diese von einem erhabenen, einstückig mit dem Düsengehäuse ausgebildeten ringförmigen Wulst 91 umgeben. Beim Verschweißen der beiden Gehäuseschalen 3, 5 verschweißt insbe­ sondere auch der Wulst 91 mit mit der oberen Gehäuseschale 5, wodurch eine druck­ feste Verbindung zwischen der ersten Meßöffnung 89 und der ersten Drucköffnung 57 hergestellt ist. An der Unterseite des Düsengehäuses 81 weist dieses einen Meßstut­ zen mit einer zweiten Meßöffnung (nicht gezeigt) auf, der in der zweiten Druckmeß­ öffnung 60 steckt. Die Abdichtung erfolgt durch einen geeigneten Dichtungsring (nicht gezeigt).

Die mit der Venturidüse 51 abgegriffenen Drücke werden zu der ersten und zweiten Drucköffnung 57, 63 der beiden Lagerschalen 58, 65 weitergeleitet. In dem zwischen diesen gebildeten Aufnahmeraum ist die Membrandose 59 angeordnet (Fig. 3, 5). Die Membrandose 59 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Dosenunterteil 95 und einem Dosenoberteil 97 sowie einer dazwischen eingelegten Trennmembrane mit einem Schaltteller und einem Schaltstößel (nicht gezeigt). Mit Hilfe eines ersten und eines zweiten Druckstutzen 99, 101 und nicht gezeigten Dichtungselementen ist die Membrandose druckdicht an die beiden entsprechenden Drucköffnungen 57, 63 der beiden Gehäuseschalen angeflanscht. Mit einem rohrförmigen Führungsansatz 103 steckt die Membrandose 59 im Boden der zweiten Lagerschale 65. Im Inneren des Führungsansatzes 103 ist der Schaltstößel verschiebbar geführt und ragt aus einer entsprechenden Öffnung der unteren Gehäuseschale 3. Durch die Membrandose 59 ist die Zuschaltung der Heizleistung für die Heizwendeln 41, 43, 45 zur Erwärmung des Wassers in Abhängigkeit von der Durchflußmenge im Wasserströmungskanal 11 steuerbar.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf hydraulisch gesteuerte Durchlauferhitzer be­ grenzt, sondern kann auch bei elektronisch gesteuerten Durchlauferhitzern, beispiels­ weise im Zusammenhang mit einem Sicherheits-Druckbegrenzer, verwendet werden.

Claims (9)

1. Heizblock für einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer mit einem Gehäuse des Heizblockes, der einen von Wasser durchströmten, mit Heizwendeln ver­ sehenen Wasserströmungskanal aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse durch zwei Gehäuseschalen (3, 5) gebildet ist, die, mit korrespondierenden Anlageflächen (7, 8) aneinander liegend, mit­ einander dicht verbunden sind und zwischen sich den Wasserströmungskanal (11) bilden, und daß zwischen den Gehäuseschalen (3, 5) des Heizblockes (1) die Heizwendeln (41, 43, 45) und mindestens ein weiteres Funktionsele­ ment (41, 43, 45, 51, 59) des Durchlauferhitzers angeordnet sind.

2. Heizblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse­ schalen (3, 5) durch Schweißen miteinander verbunden sind.

3. Heizblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Venturi-Düse (51) mit einem Düsengehäuse (81) zwi­ schen den Gehäuseschalen (3, 5) angeordnet ist.

4. Heizblock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsen­ gehäuse (81) an einer Oberfläche eine Meßöffnung (89) aufweist, die von einem erhaben über die Oberfläche ragenden und mit dem Düsengehäuse einstückigen Wulst (91) umgeben ist.

5. Heizblock nach einem der Ansprüche 3 oder 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturi-Düse (51) aus einem bzgl. des Schweißverhaltens ähnlichem Material wie die Gehäuseschalen (3, 5) be­ steht.

6. Heizblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Membrandose (59) eines Differenz-Druckschalters zwischen den Gehäuseschalen (3, 5) angeordnet ist.

7. Heizblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest eine der Gehäuseschalen (3, 5) Aufnahmever­ tiefungen (13,15, 58, 65, 69) für einen festen Sitz der Funktionselemente (41, 43, 45, 51, 59) aufweist.

8. Heizblock nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich in einer der Gehäuseschalen die Aufnahmevertiefungen ausgebildet sind, während die andere Gehäuseschale im Vergleich dazu wesentlich dünner und im Bereich der Anlagefläche im wesentlichen eben ausgebildet ist.

9. Durchlauferhitzer mit einem Heizblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche.