-
Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer, insbesondere
Wasserdurchlauferhitzer, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1.
-
Derartige
Flüssigkeitserhitzer, insbesondere Wasserdurchlauferhitzer,
sind im Stand der Technik ausführlich beschrieben.
-
So
ist in der
DE 10322034 ein
gattungsgemäßer Flüssigkeitserhitzer
beschrieben, mit einem die Flüssigkeit führenden
Strömungsraum, der zwischen einem Außenmantelteil
und einem Innenrohr besteht und mit wenigstens einem auf das Außenmantelteil
und/oder das Innenrohr aufgebrachten Flächenheizkörper,
wobei sich der Strömungsquerschnitt des Strömungsraumes
in Strömungsrichtung verkleinert und/oder die Heizleistung
des/der Flächenheizkörper in Strömungsrichtung
abnimmt. Der Innenraum des Innenrohres des Flüssigkeitserhitzers bildet
einen weiteren Strömungsraum für die Flüssigkeit
aus.
-
Dieser
Flüssigkeitserhitzer dient bevorzugt als Wasserdurchlauferhitzer,
mit dem Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, zwar erhitzt,
jedoch nicht verdampft werden sollen. Geeignet soll dieser Flüssigkeitserhitzer
als Durchlauferhitzer in der Sanitärtechnik, für
Badewannen, Duschen bzw. für Geräte der Küchentechnik
wie Spülmaschinen bzw. Geräte der Raumheiztechnik
oder auch Waschmaschinen sein.
-
Nachteilig
bei diesem Flüssigkeitserhitzer wird gesehen, dass dieser
Flüssigkeitserhitzer, bedingt durch seinen geometrischen
Aufbau, teuer in der Herstellung und in seinem geplanten Anwendungsbereich
sehr eingeschränkt einsetzbar ist.
-
Ein
weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass die das Außenrohr
abdichtenden Verschlusskappen einer hohen Temperaturwechselbelastung ausgesetzt
sind und somit die Dichtigkeit des Flüssigkeitserhitzers über
einen langen Zeitraum nicht optimal gewährleistet ist.
-
Weitere
Flüssigkeitserhitzer aus dem Stand der Technik, welche
beispielsweise elektrisch beheizbar sind, weisen ein Rohr aus Metall
mit einer darin isolierend geführten Widerstandswendel
als Heizelement auf.
-
Nachteilig
bei diesen Flüssigkeitserhitzern ist, dass in Folge der
elektrischen Leitfähigkeit des mit Wasser in direkter Berührung
stehenden Schlangenrohres eine Polarisation und eine Korrosion bzw. Oxidation
desselben auf seiner Oberfläche entstehen kann. Ein weiterer
Nachteil dieser Flüssigkeitserhitzer besteht darin, dass
beispielsweise bei kalkhaltigem Wasser die Verunreinigungen sich
auf der Oberfläche des Schlangenrohres niederschlagen,
was zu einem wesentlich schlechteren Wärmeübergang
zwischen dem Heizelement und dem zu erwärmenden Wasser
führt.
-
Darüber
hinaus wird durch die Geometrie dieser Flüssigkeitserhitzer
die zu erwärmende Flüssigkeit im Wesentlichen
quer zum Heizelement vorbeigeführt. Die Flüssigkeit
durchfließt somit dieses Schlangenrohr nicht entlang seiner
gesamten Länge, so dass nachteiligerweise die Verweilzeit
der Flüssigkeit im wirksamen Heizbereich des Schlangenrohres nur
sehr kurz ist, so dass derartige Flüssigkeitserhitzer überdimensioniert
werden müssen, um eine optimale Übertragung der
Wärme auf die Flüssigkeit zu realisieren.
-
-
Dieser
Flüssigkeitserhitzer umfasst ein Heizrohr mit einem Innenrohr
und einem Widerstandswendel, ein das Innenrohr umschließendes
Zwischenrohr, welches auf einem niedrigen Niveau einer Anzahl von
Einlassöffnungen und auf einem hohen Niveau einer Anzahl
von Auslassöffnungen aufweist und ein das Zwischenrohr
umschließendes Außenrohr, welches auf einem niedrigen
Niveau einer Eintrittsöffnung und auch einem höheren
Niveau eine Austrittsöffnung aufweist. Das Innenrohr ist
hierbei aus Quarz hergestellt und der Widerstandswendel bzw. das
Heizelement aus Kohlenstofffaser.
-
In
diesem Flüssigkeitserhitzer sind sämtliche mit
dem fließenden Wasser in Kontakt stehenden Oberflächen
aus einem korrosionsfesten Material nämlich aus Quarz hergestellt.
Die Beheizung der Flüssigkeit erfolgt nicht durch seine
direkte thermische Berührung mit der Wand des Heizelementes, sondern
durch die Strahlung aus der darin liegenden Widerstandswendel.
-
Nachteilig
bei diesem Flüssigkeitserhitzer wird gesehen, dass die Übertragung
der Wärme des Heizelementes nur beschränkt auf
die durchströmende Flüssigkeit möglich
ist und dass damit Wärme bzw. Stromverluste einhergehen.
-
Weiterhin
ist durch den komplizierten Aufbau und die teueren Materialien der
Flüssigkeitserhitzer nicht kostengünstig herstellbar.
-
Ein
weiterer Nachteil neben der komplizierten Abdichtung besteht in
der Tatsache, dass dieser Flüssigkeitserhitzer nur linear
bzw. in geradliniger Bauweise einsetzbar ist und somit keine dreidimensionalen
Strukturen durch Winkel- bzw. bogenförmige Flüssigkeitserhitzer
möglich sind.
-
Hier
setzt die Erfindung ein, die sich die Aufgabe gestellt hat, die
Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und einen
Flüssigkeitserhitzer aufzuzeigen, der wirtschaftlich und
kostengünstig herstellbar ist, mit dem eine optimale Wärmeübertragung
der Heizleistung auf die Flüssigkeit erreichbar ist und
mit dem eine gefahrlose Übertragung der zugeführten
elektrischen Energie auf das Heizelement realisierbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
-
Überraschend
wurde festgestellt, dass ein Flüssigkeitserhitzer, insbesondere
Wasserdurchlauferhitzer, umfassend wenigstens ein eine Flüssigkeit führendes
Lumen eines rohrförmigen Abschnittes, welcher an seinen
freien Enden wenigstens ein Verbindungselement aufweist, wobei im
Lumen des rohrförmigen Abschnittes wenigstens ein Heizelement
angeordnet ist und dass wenigstens ein freies Ende des Heizleiters
am Verbindungselement angeordnet ist, eine optimale Möglichkeit
der Übertragung von elektrischer Energie vom Verbindungselement über
das Heizelement auf die im Lumen befindliche Flüssigkeit
bietet.
-
Dabei
hat sich vorteilhaft herausgestellt, dass der rohrförmige
Abschnitt aus einem elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff
besteht, vorzugsweise aus einem polymeren und/oder duromeren und/oder
keramischen Werkstoff oder aus Mischungen dieser, so dass einerseits
die im Lumen des rohrförmigen Abschnittes zu erhitzende
Flüssigkeit diese optimal in sich aufnimmt, ohne dass über
den rohrförmigen Abschnitt diese Wärme nach außen
abgegeben werden kann und dass andererseits das sich im Lumen des rohrförmigen
Abschnittes befindliche Heizelement, durch das ein elektrischer
Strom fließt, isolierend geschützt angeordnet
ist.
-
Der
Werkstoff des rohrförmigen Abschnittes kann dabei ausgewählt
sein aus der Gruppe der Polyolefine (PO), der Acrylnitril-Butadien-Styrole
(ABS), der Polyamide (PA), der Polyvinylchloride (PVC), der Ethylenvinylacetate
(EVA), der Polyacetale, der Polymethylmethacrylate (PMMA), der Polyethylenterephthalate
(PET), der Polycarbonate (PC), der thermoplastischen Copolyester,
der Styrol-Blockcopolymere, der thermoplastischen Copolyamide, der
thermoplastischen Elastomere und dergleichen oder aus Mischungen
dieser.
-
Bei
der Verwendung von polymeren Werkstoffen für den rohrförmigen
Abschnitt haben sich insbesondere auch vernetzte Werkstoffe wie
bspw. Polyethylen oder PVC als sehr preiswert und vorteilhaft herausgestellt.
-
Dabei
hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dass der polymere
Werkstoff des rohrförmigen Abschnittes einen Vernetzungsgrad
von etwa 5% bis 95% aufweist.
-
Hierdurch
ist eine breite Variationsmöglichkeit des polymeren Werkstoffes
möglich, wobei es auch im Rahmen der Erfindung liegt, dass
faserverstärkte polymere Werkstoffe wie beispielsweise
Polyamide, Polyolefine und dergleichen eingesetzt werden.
-
Eine
weitere Möglichkeit besteht darin, hochtemperaturbeständige
thermoplastische Werkstoffe wie beispielsweise Polyvinylidenfluorid
(PVDF), Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Liquid
Crystal Polymer (LCP), Polyamidimid (PAI), Polyphenylsulfon (PPSU),
Polyethersulfon (PESU), Perfluoralkoxylalkan (PFA) einzusetzen.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers ist der rohrförmige Abschnitt,
welche im Allgemeinen einschichtig gebildet ist, mehrschichtig ausgebildet.
Hier besteht der dem Heizelement gegenüberliegende Kern
des rohrförmigen Abschnittes aus einem elektrisch nicht leitfähigen
Werkstoff, beispielsweise aus einem polymeren Werkstoff, während
eine zweite auf der polymeren Oberfläche sich befindliche
Schicht aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einer
Metallfolie, aufgebaut ist, welche eine Dicke von etwa 0,01 bis
2,0 mm aufweisen kann.
-
In
einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers ist die Schicht aus einem metallischen
Werkstoff innerhalb der Wand des rohrförmigen Abschnittes eingebracht.
-
Es
liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass die Schicht aus einem
metallischen Werkstoff durch Bedampfen oder ähnliche Prozesse
auf die Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes
aufgebracht ist.
-
Ein
Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Flüssigkeitserhitzers besteht darin, dass der rohrförmige
Abschnitt bei einer Umformung in eine bauteilspezifische Geometrie,
diese Form auch über eine längere Temperaturwechselbeständigkeit
behält und dass weiterhin die Druckbeständigkeit
des rohrförmigen Abschnittes wesentlich erhöht
werden kann.
-
Dazu
ist es jedoch erforderlich, die Dicken und die Materialien der verschiedenen
Schichten des rohrförmigen Abschnittes optimal aufeinander
abzustimmen und ggf. an sich bekannte Haftvermittler zwischen den
Schichten einzusetzen.
-
Es
liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass dieser mehrschichtige
rohrförmige Abschnitt eine weitere zusätzliche
Schicht aufweist, die beispielsweise die Korrosionsbeständigkeit
der metallischen zweiten Schicht verbessert, die aber auch bestimmte
optische Anforderungen an das Endprodukt erfüllen kann.
-
Vorteilhafterweise
ist bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer
das Verbindungselement über wenigstens ein Halteelement
mit dem rohrförmigen Abschnitt verbunden.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Verbindungselement
aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, beispielsweise
aus einem metallischen, polymeren und dergleichen Werkstoff oder
aus Mischungen dieser. Hierdurch ist es erstmalig möglich,
dass das sich im Lumen des rohrförmigen Abschnittes angeordnete
Heizelement nicht über mühsam abzudichtende Stromdurchführungselemente
anschließbar ist, sondern dass hier über die direkte
elektrische Kontaktierung des Verbindungselementes der Strom auf
das freie Ende des am Verbindungselement angeordneten Heizelementes übertragbar
ist.
-
Dabei
kann es sich als vorteilhaft herausstellen, dass das freie Ende
des Heizelementes stoffschlüssig am Verbindungselement
angeordnet ist, beispielsweise über an sich bekannte Schweißverbindungen
bzw. durch Löten.
-
Es
hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, dass das freie
Ende des Heizelementes kraftschlüssig am Verbindungselement
angeordnet ist, wobei dies sich durch an sich bekannte Pressverbindungen
des Heizelementes am Verbindungselement realisieren lässt,
aber auch durch am Verbindungselement angeordnete Öffnungen,
durch Innen- bzw. Außengewinde und entsprechende Muttern
sowie durch geeignete metallische Halteelemente, welche am Verbindungselement
wiederum angeordnet bzw. befestigt sind.
-
In
einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers ist das Heizelement wenigstens teilweise
als Heizwendel ausgebildet. Hierdurch wird eine optimale Übertragung
der Wärme an die durch das Lumen des rohrförmigen
Abschnittes zu transportierende Flüssigkeit gewährleistet.
-
Durch
die Dimensionierung der Durchmesser der Spiralen sowie der Dicke
des als Heizwendel ausgebildeten Heizelementes lässt sich
die in die Flüssigkeit zu übertragende Energie
für jeden Anwendungsfall optimal dimensionieren.
-
Weiterhin
kann durch unterschiedliche Steigungen des als Heizwendel ausgebildeten
Heizelementes die in die Flüssigkeit zu übertragende
Heizleistung gesteuert werden.
-
Der
erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer ist
in einer weiteren Ausführungsform so ausgebildet, dass
das Heizelement wenigstens teilweise beabstandet von der Innenwand
des rohrförmigen Abschnittes angeordnet ist. In dieser
vorteilhaften Ausgestaltung kann es beispielsweise bei Störungen
im Gesamtsystem des Flüssigkeitserhitzers nicht dazu kommen,
dass das erhitzte Heizelement die beispielsweise polymere Wand des
rohrförmigen Abschnittes in Folge einer Temperaturerhöhung
schädigt.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Heizelement
an seiner der Innenwand des rohrförmigen Abschnittes zugewandten
Seite wenigstens ein Distanzelement auf, welches bei möglichen
Störungen im System des Flüssigkeitserhitzers eine Übertragung
der Wärme in die Wand des rohrförmigen Abschnittes
verhindert.
-
Um
dieses Problem gar nicht erst entstehen zu lassen, ist der erfindungsgemäße
Flüssigkeitserhitzer weiterhin so ausgebildet, dass ein
Distanzelement radial und/oder axial an der Innenwand des rohrförmigen
Abschnittes angeordnet ist, welche dem Heizelement gegenüberliegt.
-
Dies
kann beispielsweise durch wenigstens einen axial angeordneten Steg
an der dem Heizelement gegenüberliegenden Innenwand des
rohrförmigen Abschnittes erfolgen.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Beabstandung
des Heizelementes von der Innenwand des rohrförmigen Abschnittes
dadurch realisiert werden, dass separate Formteile in den rohrförmigen
Abschnitt an den betreffenden Stellen eingebracht sind, wobei diese
Distanzelemente vorteilhafterweise aus einem elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff
bestehen.
-
Das
Distanzelement des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
kann weiterhin aus einem zweiten rohrförmigen Abschnitt
bestehen, der diese Distanzelemente an seiner inneren Wand aufweist.
-
Somit
können die im erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer
angeordneten Distanzelemente sowohl stoffschlüssig als
auch kraftschlüssig an der dem Heizelement gegenüberliegenden
Innenwand des rohrförmigen Abschnittes angeordnet sein.
-
Der
erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer zeichnet
sich weiterhin dadurch aus, dass das Heizelement so ausgebildet
ist, dass dieses nur im Lumen des rohrförmigen Abschnittes
als Heizwendel ausgebildet ist und im Inneren des Verbindungselementes über
geeignete Distanzelemente im Zentrum bzw. im Mittelpunkt des im
Inneren kreisförmig ausgebildeten Verbindungselementes
geführt werden und beispielsweise über dieses
Distanzelement die elektrische Kontaktierung mit der inneren Oberfläche
des Verbindungselementes realisierbar ist.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers ist das Heizelement am Übergang
des Lumens des rohrförmigen Abschnittes zum Verbindungselement
so ausgebildet, dass die spezifische Heizleistung reduziert ist
durch eine lokale Erhöhung der Steigung der Spiralen der
Heizwendel.
-
Das
Halteelement des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
ist dabei so ausgebildet und dimensioniert, dass es den rohrförmigen
Abschnitt flüssigkeitsdicht am Verbindungselement fixiert.
Dabei kann das Halteelement aus einem metallischen und/oder polymeren
und/oder duromeren und/oder keramischen Werkstoff bestehen.
-
Das
Halteelement kann dabei weiterhin als sogenannte Presshülse
bzw. Schiebehülse ausgebildet sein, die zu einer kraftschlüssigen
flüssigkeitsdichten Verbindung des rohrförmigen
Abschnittes mit dem Verbindungselement führt.
-
Es
liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass das Halteelement
an seiner dem rohrförmigen Abschnitt gegenüberliegenden
Fläche ein Gewinde aufweist, mit dem der rohrförmige
Abschnitt ebenfalls flüssigkeitsdicht mit dem Verbindungselement
verbunden ist.
-
Vorteilhafterweise
ist der erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer
weiterhin so ausgebildet, dass der rohrförmige Abschnitt über
wenigstens ein Isolationselement beabstandet vom Verbindungselement und/oder
vom Halteelement angeordnet ist.
-
Dies
führt vorteilhafterweise dazu, dass ein derartiges Isolationselement
zwischen dem rohrförmigen Abschnitt und dem Verbindungselement
zu einer zusätzlichen abdichtenden Wirkung führt.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung eines Isolationselementes zwischen
dem rohrförmigen Abschnitt und dem Verbindungselement besteht
darin, dass beispielsweise bei Einsatz eines rohrförmigen
Abschnittes mit einer metallischen Schicht das Isolationselement
aus einem elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff zu der
gewünschten elektrischen Isolierung zwischen dem elektrisch
leitfähigen Verbindungselement und der metallischen Schicht
des rohrförmigen Abschnittes führt.
-
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
besteht darin, dass bei Einsatz eines elektrisch leitfähigen
Halteelementes dieses durch ein elektrisch nicht leitfähiges
Isolationselement vom ebenfalls elektrisch leitfähigen
Verbindungselement getrennt ist, so dass die bei bestimmungsgemäßem
Gebrauch des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
im Verbindungselement entstehende Wärme nicht auf das Halteelement
und dann auf den rohrförmigen Abschnitt übertragen
werden kann.
-
Der
erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer weist
weiterhin an wenigstens einem Verbindungselement ein Kontaktelement
auf, an dem die Stromzuführung erfolgen kann.
-
Weiterhin
ist der erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer
dahingehend optimiert, dass bei Anordnung eines Messelementes an
wenigstens einem Verbindungselement eine optimale Regulierung der Stromeinspeisung
und damit der Heizleistung für diesen Flüssigkeitserhitzer
besteht.
-
Somit
ist es durch den erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer
erstmals möglich, eine gute Wärmeübertragung
der Heizleistung auf strömende Flüssigkeiten zu
realisieren, ohne dass störanfällige abzudichtende
Stromdurchführungen in das Lumen des rohrförmigen
Abschnittes notwendig sind.
-
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
besteht darin, dass die einzelnen Komponenten nicht durch aufwändige
und dichtigkeitsanfällige Verfahren miteinander verbunden werden
müssen.
-
Durch
die Ausbildung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
kann die bisher bekannte insbesondere lineare bzw. geradlinige Anordnung der
bekannten Flüssigkeitserhitzer so optimiert werden, dass
dreidimensionale Strukturen wie Mäander oder Spiralen möglich
sind, so dass der erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer
einen optimierten kleinen Bauraum einnimmt mit geringen äußeren
Abmessungen zu wirtschaftlichen Herstellungskosten bei optimaler Übertragung
der Heizleistung auf die Flüssigkeiten.
-
Somit
ist es beispielsweise erstmals möglich, dass der erfindungsgemäße
Flüssigkeitserhitzer aufgrund seiner optimalen Wirkungsweise
sowie seiner reduzierten Bauteilgeometrie neue Anwendungsbereiche
erschließt, wie beispielsweise durch seinen Einsatz in
bestehenden Wandanschlussprofilen bzw. Fußbodenleisten
sowie direkter Anschluss an Waschbecken oder Fußbodenheizungen.
-
Der
erfindungsgemäße Flüssigkeitserhitzer ist
somit nicht nur in haustechnischen Geräten einsetzbar,
sondern kann beispielsweise an bestehende Fußboden- bzw.
Wandheizungen angeschlossen und somit zu einer kurzfristigen optimalen
Erwärmung von Räumen eingesetzt werden.
-
Dies
ist beispielsweise auch möglich, indem der erfindungsgemäße
Flüssigkeitserhitzer mit an sich bekannten Heizkörpern
beispielsweise in Bädern kombinierbar ist.
-
Die
Erfindung soll nun an diesen nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen
näher beschrieben werden.
-
Es
zeigen:
-
1:
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers
-
2:
Perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers.
-
In
der 1 ist eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers 1 dargestellt. Dieser Flüssigkeitserhitzer 1 umfasst
einen eine Flüssigkeit führendes Lumen 2 umschließenden rohrförmigen
Abschnitt 3.
-
Im
Lumen 2 der freien Enden des rohrförmigen Abschnittes 3 ist
jeweils ein Verbindungselement 4 angeordnet, welche in
diesem Ausführungsbeispiel als im Querschnitt kreisförmiger
Rohrfitting ausgebildet ist.
-
Die
freien Enden des rohrförmigen Abschnittes 3 sind
am Verbindungselement 4 angeordnet und über jeweils
ein Halteelement 5 mit dem Verbindungselement 4 flüssigkeitsdicht
verbunden.
-
Das
Halteelement 5 ist über das Isolationselement 8 vom
Verbindungselement 4 getrennt angeordnet. Am Verbindungselement 4 sind
Kontaktelemente 10 sowie Kabel 11 angebracht, über
die die Stromeinspeisung für das Heizelement 6 erfolgt.
-
An
einem Verbindungselement 4 ist zusätzlich ein
Messelement 9 angeordnet, welches die Temperatur des Verbindungselementes 4 aufnimmt und
somit eine Möglichkeit der Steuerung der Stromzuführung über
die Kabel 11 zum Heizelement 6 ermöglicht.
Das Messelement 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als funkgesteuerter Messsensor ausgebildet.
-
Im
Lumen 2 des rohrförmigen Abschnittes 3 ist
ein Heizelement 6 angeordnet, welches als Heizwendel spiralförmig
ausgebildet ist.
-
Die
freien Enden des Heizelementes 6 sind an jeweils einem
Verbindungselement 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
sind die freien Enden des Heizelementes 6 im Lumen der
Verbindungselemente 4 nicht spiralförmig, sondern
linear, zentral axial angeordnet.
-
Die
Verbindungselemente 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel
aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und die freien Enden
des Heizelementes 6 sind stoffschlüssig über
bspw. einen Schweißprozess mit der jeweiligen Innenwand
des Verbindungselementes 4 verbunden.
-
Das
als Heizwendel ausgebildete Heizelement 6 ist von der Innenwand
des rohrförmigen Abschnittes 3 beabstandet angeordnet,
wobei dies über an der Innenwand des rohrförmigen
Abschnittes 3 angeordnete Distanzelemente 7 realisiert
ist. Diese Distanzelemente 7 sind stoffschlüssig
mit der Innenwand des rohrförmigen Abschnittes 3 verbunden
und als axial angeformte Stege ausgebildet.
-
Das
als Heizwendel ausgebildete Heizelement 6 liegt somit nur
punktförmig an den Distanzelementen 7 an.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel besteht der rohrförmige
Abschnitt 3 aus einem polymeren Werkstoff, insbesondere
aus einem vernetzten Polyethylen.
-
Das
als Heizwendel ausgebildete Heizelement 6 weist eine definierte
spiralige Geometrie auf und ist in seiner Heizleistung so dimensioniert,
dass die durch das Lumen 2 des rohrförmigen Abschnittes 3 bewegte
Flüssigkeit erhitzt, aber nicht verdampft wird.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser des
rohrförmigen Abschnittes 3 geringfügig
größer als der Innendurchmesser der zylindrisch
ausgebildeten Verbindungselemente 4.
-
In
Flussrichtung der Flüssigkeit nach den Verbindungselementen 4 kann
es zu Veränderungen in der Strömungsgeschwindigkeit
kommen. Dies kann dadurch kompensiert werden, dass einerseits die
spiraligen Wicklungen des als Heizwendel ausgebildeten Heizelementes 6 nur
im Lumen 2 des rohrförmigen Abschnittes 3 beabstandet
vom Verbindungselement 4 angeordnet sind und andererseits durch
eine Veränderung der Steigung der einzelnen spiraligen
Wicklungen des als Heizwendel ausgebildeten Heizelementes 6.
-
Durch
die direkte Kontaktierung der freien Enden des Heizwendels 6 am
Verbindungselement 4 des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers 1 sind keine abzudichtenden
Stromdurchführungsstellen erforderlich, was einerseits
die Montage sowie die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers 1 reduziert und andererseits
die Sicherheit in dessen bestimmungsgemäßen Gebrauch wesentlich
erhöht.
-
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers 1 wird
darin gesehen, dass dieser aus einfachen Teilen zeitnah und kostengünstig montierbar
ist, in dem die erforderlichen rohrförmigen Abschnitte 3 an
ihren freien Enden mit einem Verbindungselement 4 versehen
werden, im Lumen 2 des rohrförmigen Abschnittes 3 ein
Heizelement 6 angeordnet wird und wobei die freien Enden
des Heizelementes 6 am jeweiligen Verbindungselement 4 so
angeordnet werden, dass eine elektrische Verbindung von einer Kontaktstelle 10 über
das Verbindungselement 4 zu den freien Enden des Heizelementes 6 realisierbar
ist.
-
Die
freien Enden des rohrförmigen Abschnittes 3 werden
dann über das als Fitting ausgebildete freie Ende des Verbindungselementes 4 bis
zu einem Anschlag geschoben, während in einem nächsten Arbeitsgang
das als Schiebehülse ausgebildete Halteelement 5 über
das freie Ende des rohrförmigen Abschnittes 3 so
axial verschoben wird, dass eine flüssigkeitsdichte Verbindung
zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 3, dem Verbindungselement 4 und dem
Halteelement 5 entsteht.
-
Durch
diese einfach herzustellenden erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzer 1, der zunächst in
axialer bzw. geradliniger Anordnung einbaubar sind, können
jedoch auch beliebige dreidimensionale Strukturen in Form von Winkeln,
Spiralen und dergleichen hergestellt werden.
-
Weiterhin
ist es insbesondere bei der Verwendung eines rohrförmigen
Abschnittes 3 aus einem polymeren Werkstoff möglich,
den erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer 1 in
seiner äußeren Geometrie fast jedem beliebigen
Bauraum durch thermische Verformung bei gleichbleibender Funktionalität
anzupassen.
-
In 2 ist
eine perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen
Flüssigkeitserhitzers 1 dargestellt.
-
Dieser
Flüssigkeitserhitzer 1 weist insgesamt vier nebeneinander
bzw. übereinander angeordnete Verbindungselemente 4 auf,
die über mehrere rohrförmige Abschnitte 3 flüssigkeitsdicht über
die Halteelemente 5 miteinander verbunden sind.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf
rohrförmige Abschnitt 3 erkennbar, die aus einem
elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff bestehen.
-
Diese
rohrförmigen Abschnitte 3 sind aus einem polymeren
Material hergestellt und weisen an ihrer Außenseite eine
metallische Beschichtung in Form einer Metallfolie auf.
-
Die
rohrförmigen Abschnitte 3 sind durch eine thermische
Verformung so dimensioniert, dass sie als stufenförmig
aufgebaute, rechtwinklige Wendel ausgebildet sind und mit ihren äußeren
Oberflächen aneinander anliegen.
-
Zwischen
den Verbindungselementen 4 sind im Lumen 2 der
rohrförmigen Abschnitte 3 hier nicht sichtbare
Heizelemente 6 angeordnet, welche über das Verbindungselement 4 durch
eine nicht dargestellte Stromeinspeisung aktivierbar sind.
-
Ein
derartig dimensionierter erfindungsgemäßer Flüssigkeitserhitzer 1 kann
eingesetzt werden als beispielsweise Durchlauferhitzer.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10322034 [0003]
- - DE 202007013041 [0010]