DE2701245A1

DE2701245A1 - Elektrischer wassererhitzer fuer automobile

Info

Publication number: DE2701245A1
Application number: DE19772701245
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Okada
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-13
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1977-07-21
Also published as: JPS5286547A; FR2338164A1; GB1543637A

Description

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München, den 13. Januar 1977

Mein Zeichen: P 2447

Anmelder: Mitsuo Okada

11-9, Shinmori 6-chomo
Asahi-ku, Osaka-shi, Osaka-fu Japan

Elektrischer Wassererhitzer für Automobile

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Wassererhitzer, der insbesondere für den Einsatz in Automobilen gedacht ict, und der die sowieso schon vorhandene Autobatterie als Energiequelle für eine sofort wirkende Warmwasserversorgung benutzt.

Da ein elektrischer "wassererhitzer für Automobile der erfindungsgemäßen Art ein absolutes Novum darstellt, soll zunächst der Grund für dessen Notwendigkeit erläutert werden.

Wenn ein Auto beim Parken Frostjausgesetzt ist, kommt es häufig vor, daß es mit einer Eisschicht bedeckt ist. Die Eisschicht auf den Scheiben behindert dann die Sicht des Fahrers und gefährdet dann ein sicheres Fahren. Eine übliche Maßnahme besteht darin, aus einem Gefäß heißes Wasser wenigstens über die Windschutzscheibe zu gießen, um das Eis wegzuschmelzen. Dieses Verfahren ist das schnellste und wirksamste zum Abtauen; es erfordert jedoch Zeit zum Erhitzen von V7asser. Wenn keine Mög-

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lichkeit zur. ..ässererhitzen besteht, kann dieses Verfahren nicht angewendet werden, und statt dessen wird, gewöhnlich die iZagenheisung eingeschaltet, um eine Enteisung zu erreichen, was jedoch wiederum eine lange Zeit erfordert. Das bedeutet aber, daß bei der Notwendigkeit, mit dem Auto sehne11abzufahren, gegenwärtig in diesem Zusammenhang kein geeignetes Mittel vorhanden ist, obwohl ein dringendes Bedürfnis danach besteht.

was die Heckscheibe des .Jagens anbetrifft, so ist in sie in manchen Fällen ein elektrischer Heizdraht eingebettet. Solch ein elektrischer Heizdraht, der ursprünglich dafür be3tirnp.1t war, Beschlag an der Scheibe zu verhindern, ist auch bein schnellen Abtauen von Eis v/irksam. Er kann jedoch lediglich an der Heckscheibe Anwendung finden, da er an der vorderen Windschutzscheibe stören und d.arait die Sicherheit beeinträchtigen würde, aus welchem Grund es bis jetzt auch nicht zu einer derartigen Anwendung gekommen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Wassererhitzer für Automobile anzugeben, der geeignet ist, mit gutem Wirkungsgrad und sofortiger Wirkung heißes lasser zu liefern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mittel gelöst. Demnach weist ein solcher Viassererhitzer insbesondere Heizelemente auf, die als Energiequelle die Autobatterie benutzen, sowie Durchlaßleitungen für das durch die Heizelemente erhitzte Wasser, wobei das Wasser beim Durchfluß durch diese Durchlaßleitungen eine Erhitzung erfährt.

Die Heizelemente sind vorzugsweise in Form einer Rohrleitung mit relativ hohem elektrxschenWiderstand ausgebildet, die mit der Stromquelle verbunden ist und die die Durchlaßleitung für das Wasser darstellt. Zweckmäßigerweise ist hierzu eine Mehrzahl parallel verlaufender rohrleitungen aus rostfreiem Stahl verwendet.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine Vorderansicht, die den Innenaufbau eines Ausführungsbeispiclo des crfindungsgenrißen .vasscrerhitzerr, wiedergibt;

Fig. 2 eine Ansicht von unten dieses i/assererhitncrG;

Fig. 3 den Schaltplan des elektrischen Kreises des erfindungsgerr.üßen ..assererhitzers.

Der erfindungsgemäße elektrische .iassererhitner für Automobile verwendet als Energiequelle die im Automobil sowieso schon vorhandene Batterie. Für einen derartigen Wassererhitzer ist es daher erforderlich, daß das :.^rasser unter gutem '^irkungsgraö und schnell erhitzt wird, da die verwendete !energiequelle begrenzte Kapazität aufweist.

Figur 1 zeigt die Vorderansicht des Inneren eines erfindungsgemäßen elektrischen Vv'assererhitzers 1 für Automobile, wobei es sich um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt.

In Figur 2 ist die Ansicht von unten dieses elektrischen Vi'assererhitzers dargestellt.

Die Figur 3 seigt den Schaltplan des elektrischen Schaltkreises.

Der V7assererhitzer 1 kann in einem Automobil beispielsweise in Verbindung mit einer bestehenden Scheibenwaschanlage eingebaut sein und wird nachfolgend in dieser Anwendungsart beschrieben .

Automobile sind gewöhnlich mit einer Scheibenwaschanlage für die Frontscheibe ausgerüstet. \;^rie die Figur 3 zeigt, gehört zu einer solchen Scheibenwaschanlage ein Behälter 2, der mit Reinigungsmittel versetztes v/asser enthält, ein Motor 4, der mittels eines Schalters 3 in den Gang gesetzt wird, eine Pumpe 4^f _t

die von dem Motor 4 angetrieben wird, sowie eine Düse 5, durch die dap mit Reinigungsmittel versetzte wasser dann wenn der Motor in Betrieb ist, gegen die VJindschutzscheibe gespritzt wird. Der Motor 4 benutzt die Batterie 6 als Energiequelle.

In Figur 3 sind der Motor 4 und die Pumpe 4^; an verschiedenen Stellen angeordnet dargestellt, wobei die Pumpe 4 Bestandteil der Scheibenwaschvorrichtung und der Motor 4 ein

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Bestandteil des elektrischen Schaltkreises darstellt; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die beiden Feinheiten 4 und 4' auch beieinander angeordnet sein können.

Bei einer üblichen Scheibenwaschanlage ist der Auslaß des Behälters 2 direkt mit der Düse 5 über eine Rohrleitung 7 verbunden (strichpunktierte Darstellung) . Der erfino.ungsgemäße Wassererhitzer 1 ist anstelle der Rohrleitung 7 eingefügt.

wie die Figuren 1 und 2 zeigen, wird der Wassererhitzer 1 von einem Gehäuse S aufgenorainen, von dem zwei wärmebeständige und aus Kunstharz bestehende Rohrleitungen 9,9 ausgehen. Eine der Kunstharzrohrleitungen 9,9 ist mit dem Auslaß des Behälters 2 verbunden; die andere steht mit der Düse 5 in Verbindung. Die Kunstharzrohrleitungen 9,9 stehen innerhalb des Gehäuses mit Rohrleitungen IC aus rostfreiem Stahl in Verbindung, womit Durchlaßwege geschaffen werden, die vom Behälter 2 zur Düse 5 führen. Solche Rohrleitungen 10 aus rostfreiem Stahl sind beispielsv/eise parallel und in Spiralform angeordnet, und werden vom Gehäuse 8 aufgenommen, wobei sie beispielsweise sum Zwecke der 'iiärraeisolation und der elektrischen Isolation mit Asbest, umgeben sind, eine Maßnahme, deren Zweck sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben wird ο

Die aus rostfreiem Stahl bestehenden Rohrleitungen 10 wirken als Heizkörper. In dem Gehäuse C verlaufen mit der Batterie verbundene elektrische Leitungen 12, von denen die eine mit den Enden der einen Art 101 und die andere mit den Enden der anderen Art 102 der rostfreien Stahlrohre 10 elektrisch in Verbindung steht. Die Verbindung mitden Enden 102 der rostfreien Stahlrohre 10 erfolgt über einen Kontaktsatz 14, der durch Aktivieren einer Relais-;7icklung 13 betätigt wird= Das Aktivieren und De-Aktivieren der Relais-Wicklung 13 wird durch einen Schaltkreis 15 zur Temperaturkompensation gesteuert. Zu diesem Zweck ist in der Nachbarschaft der frostfreien Stahlrohre 10 ein Temperaturfühler 16 angebracht.

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Nachstehend v/ird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen .iassererhitzers 1 unter Bezugnahme auf die Figur 3 näher erläutert«. Um den Vergleich mit den Figuren 1 und 2 zu

für

erleichtern sind in dieser Figur 3/dieselben Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.

Der wassererhitzer 1 wird vorzugsweise bei laufendem Motor eingesetzt. In diesem Zusaminenhanc sei darauf hingewiesen, daß die üblichen Automobile so eingerichtet sind, daß das elektrische System eingeschaltet ist, wenn der Schlüssel 3 zum Anlassen des Automotors in eine bestimmte Stellung gedreht wird. Dies hat den Vorteil, daß der Wassererhitzer 1 tatsächlich nur dann in Betrieb genommen werden kann, wenn der Automctor l?.uft. Wenn also der Wassererhitzer 1 in Betrieb gesetzt werden soll, wird der Schlüssel 3 gedreht, woraufhin der Motor 4 unter Strom gesetzt und die Pumpe 4¹ angetrieben wird, woraufhin das mit Reinigungsmittel versetzte Wasser im Behälter 2 durch die Düse 5 ausgesprüht und durch die Rohrleitungen Ic getrieben wird. Gleichzeitig wird

die Relaie-Spule 13 durch den Temparaturkompensationskrexs unter Strom gesetzt und der Kontaktsatz 14 geschlossen, so daß über die Rohrleitungen 10 aus rostfreiem Stahl ein Stromfluß einsetzt. Das für die Rohrleitungen 10 gewählte Material hat in diesem Falle einen höheren elektrischenWiderstand als die übrigen elektrisch leitenden Teile, so daß die Temperatur der Rohrleitungen 10 schnell ansteigt, und dabei das sie durchfließende mit Reinigungsmittel durchsetzte Wasser unter gutem Wirkungsgrad erhitzt wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, da die Durchlaßwege für das mit Reinigungsmittel versetzte Wasser durch zwei parallel verlaufende Rohrleitungen gebildet werden, die Berührungsfläche zwischen Wasser und Rohrleitungswand vergrößert, was auch zu einer weiteren Erhöhung des Wirkungsgrades beim Wärmeaustausch führt. Dementsprechend kann es vorteilhaft sein, eine größere Anzahl von Rohrleitungen zu verwenden, die parallele Durchlaßwege bilden. Es wird also erhitztes, mit

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Reinigungsmittel versetztes Wasser durch die Düse 5 ausgesprüht .

Der Behälter 2 hat gewöhnlich ein Fassungsvermögen von ungefähr einen Liter, wogegen die Menge des jedes Mal verbrauchten, mit Reinigungsmittel versetzten Wassers ungefähr 20 ecm beträgt. Es koiuat daher selten vor, daß der Behälter 2 leer ist. Wenn jedoch durch Unachtsamkeit des Fahrers der Behälter einmal kein mit Reinigungsmittel versetztes Nasser mehr enthalten sollte, so könnte dies zu kritischen Situationen führen. Die Rohrleitungen 10 aus rostfreiem Stahl, in denen dann auch kein Wasser mehr ist, würden sich dann stark erhitzer.. Eine derartige überhitzung wird dadurch vermieden, daß ein Temperaturanstieg vom Temperaturfühler 16 festgestellt wird, der dann den Temperaturkompensationskreis 15 veranlaßt, das Relais 13 zu deaktivieren, wodurch der Kontaktsatz 14 geöffnet wird.

Der erfindungsgemäße elektrische Wassererhitzer, soweit er bisher beschrieben wurde, kann in Verbindung mit einer Scheibenwaschanlage eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bei einer derartigen Anwendung von besonderem Vorteil, da sie eingebaut werden kann, ohne daß an den bestehenden Einrichtungen große Veränderungen vorgenommen werden müssen. Die Erfindung ist jedoch auf eine derartige Anwendung nicht beschränkt und selbstverständlich kann der denentsprechende elektrische Wassererhitzer 1 auch für sich eingesetzt v/erden.

Bei dem obenstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Erwärmung unter Ausnutzung des elektrischen Widerstandes der Rohrleitungen 10 aus rostfreiera Stahl zustande gekommen, wenn diese Rohrleitungen direkt von Strom durchflossen v/erden. Hierdurch koroittt es zu einer sehr wirkungsvollen Wärmeabgabe an das Wasser, da die Rohrleitungen 10, die den Durchlaß für das zu erwärmende Wasser bilden, direkt erhitzt werden. Hinzu kororüt, daß ^.ohrleitun.jen aus rostfreien Stahl vorteilhafter sind, da sie nickt korrodieren. Bei de.™ oben beschriebenen Aus.Cührun'jsbeispiel sine! die einander gegenüberliegenden Enden 101 und 102 mit der Stromquelle verbunden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf

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diese Anschaltart beschränkt, es kann beispielsweise einer der Anschlüsse der Stromquelle in der Mitte der Rohre 10 aus rostfreiem Stahl und der andere Anschluß an den erwähnten gegenüberliegenden Enden lol und 102 angeschlossen sein. Die letzterwähnte Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Rohrleitungen 10 eine große Längenausdehnung haben. Es kommt dann trotz dieser großen Längenausdehnung der Rohrleitungen 10 zu einer größeren Erhitzung. Die Verwendung ausgedehnter Rohrleitungen 10 ist deswegen von Vorteil, weil damit die Länge der zum Aufheizen zur Verfügung stehenden Zeitspanne vergrößert wird. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Art der Heizung natürlich nicht darauf beschränkt ist, die rostfreien Stahlrohrleitungen direkt zu erwärmen.

Nachstehend werden weitere vorteilhafte Eigenschaften des obenstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Wenn beispielsweise zwei Rohrleitungen 10 aus rostfreiem Stahl, von denen jede ungefähr einen Durchmesser von 3 mm und eine Länge von 25 cm aufweist, in Parallelanordnung verwendet werden, kann im Ergebnis auf 0 Grad Celsius befindliches Wasser auf 25 Grad Celsius erwärmt werden. Wenn auch dieser Temperaturanstieg im einzelnen von Faktoren abhängt, zu denen die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers durch die Rohrleitungen und die Ausbildungen der Rohrleitungen gehört, ist der Umstand, daß unter den einschränkenden Bedingungen, die eine schon eingebaute Autobatterie 6 stellt. Wasser von 0 Grad auf 25 Grad Celsius erwärmt werden kann, für sich schon bemerkenswert. Überschlägig bedeutet dies, daß der erfindungsgemäße Wassererhitzer in der Lage ist, die Wassertemperatur um 25 Grad zu steigern, und daß dann, wenn das wasser beispielsweise 30 Grad Celsius hat, es auf 55 Grad Celsius erwärmt werden kann. Wasser, das beispielsweise auf 25 Grad Celsius erwärmt worden ist, reicht aus, um die Vereisung an der Windschutzscheibe abzutauen.

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Wie vorstehend beschrieben verwendet gemäß der vorliegenden Erfindiong ein elektrischer Wassererhitzer als Stromquelle die schon im Auto vorhandene Autobatterie und ermöglicht damit eine Art der Seheibenentfrostung, wie sie bisher nicht möglich war, trotz der Tatsache, daß auf diesem Gebiet ein Bedarf danach bestand. Mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Wassererhitzer, der in ein Auto eingebaut wird, ist es daher möglich. Eis an der Windschutzscheibe, das sich bei kalten Außentemperaturen dort bildet, abzutauen oder Schnee zu entfernen, der die Bewegung der Scheibenwischer während des Fahrens bei Schneefall verhindert, oder das Abwaschen eines Ölfilms von der Windschutzscheibe zu erleichtern.

Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform handelte es sich lediglich um ein Ausfuhrungsbeispiel, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist.

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Claims

Pa tentanspr U c α η _ _ .......

1./Elektrischer Wassererhitzer für mit Windschutzscheibe ^-' versehene ^utonobile, gefrennzeichnet durch einen Wasserbehälter (2) , durch eine ;nit diesem Behälter in Verbindung stehende Puupe (4¹) zu ti Abpumpen des dort befindlichen 'if'assers, durch ;.iit dor Pumpe (4') Jn Verbindung stehende Verbindungswege (9, 10), "Iber die das abgepumpte 'lasser fließt, durch eine elektrische Stromquelle (6), durch einen nit der Pumpe (4¹) in Verbindung stehenden Antrieb (4), durch Heizelemente, die ,ait den Verbindungswegen (9, 10) in Wirkverbindung stehen und an die Stromquelle (G) angeschlossen sind und die dazu dienen, die Verbindungsv/ege zu erhitzen, sowie durch an die Verbindungswege angeschlossene und in der Nachbarschaft der Windschutzscheibe angeordnete Mittel (5), durch die das durch die Puiipe geförderte und erhitzte Wasser auf die Windschutzscheibe gerichtet wird.

2. Elektrisch« Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in *eihe zu.n Antrieb (4) und zu den Heizelementen liegende Schaltmittel (3) aufweist, durch die Antrieb und Heizelemente wahlweise unter Strom gesetzt werden können.

3. elektrischer Wassererhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da"» er Mittel (16) aufweist, die nit den Verbindungswegen (y, 10) in Wirkverbindung stehen und dazu dienen, eine Überhitzung derselben festzustellen, und daß er Mittel (15) aufweist, die nit den Mitteln (16) zur tiberhitzungsanzeige in Verbindung stehen und dazu dienen, die Heizelemente zu deaktivieren.

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4. illsktrisciier Wassererhitzer nach \ns-_;iruc;li 3, dadurch jekennzeichnet, dm» die Verbindung sweg·¹³ in For ι von elektrisch leitenden loh.T leitung er. ( ), 10) ausgebildet fiind, die einen lesti icuten elektrischen L." ng sw id erstand aufweisen, daß die liei zele\icnte ein Veil .lor elektrisch leitenden "iohrleitutiQon siin-i, an.i dir. Uttel vor-jenoher .-jind, u η den von dt-r oloktri£:c'>ei: rtronria^il·? (G) 'j^li«.-·- f orten ;;troa i»L>i>r uic.".er: Teil der t-lektrin·-·;·». 1^i t^fir..Ion Rohrlei tunken (0, 1D) zu fähren.

5. elektrischer Wassererhitzer nach Ansprach Ί , daiurc'i jeker.r.zeichnet, daß C'.ir Ji e elektrisch leitender lohrleitun'jen (9, 1D) ein lelvlacr (3) 7orgcr;ehcn i«t.

G. LJli!j.tri sclier '..'asserrrIiitZor nach \nr.>->i:.icl· 0, Vi.l ir j\\ ■jekennzoichnet, daß elektrisch in.", ther.-iipcrh virkerdes? Isol ier aatorial (11) vorgesehen ist, das die Rohrleitungen innerhalb des Gehäuses (3) lialt.

7. elektrischer Wassererhitzer nao'.i Anspruch c>, .laiurc'i 'jekennzeichnet, JnH ar. dc ι 3eh.^vuse (i) r.ohrar.^r'ili^ne (3) l.efestijt sind, .lit deren el ie el'?!·, tri ? z\\ lr>i f>t.;!'?n lohrleitunjen ('.), 10) in Vtrhir d.ing "toiler.

b. Llektrischer i/assorerhi 'cv.ee nach Anr:pruc>i 7, i~J.irc'^ jekannaeic'finet:, daß eine -le'r.rzahl elektrisch leitender Ietallrohrleitunjen (9, V)) vorges?hen ist.

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