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Elektrischer Warmwasserbereiter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Warmwasserbereiter
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Elektrische Warmwasserbereiter der im Oberbegriff des Anspruches 1
genannten Art werden zum Beispiel in Kaffeemaschinen verwendet oder zum Bereiten
von Badewasser, Spuiwasser, Wasser zum Händewaschen und dergleichen.
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Es ist bereits ein elektrischer Warmwasserbereiter nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 bekannt. Der Tauchheizkörper besteht hierbei aus einem Rohrheizkörper,
dessen Enden etwa waagrecht aus der Mitte des Behälters herausgeführt sind und dessen
sich zwischen den Enden erstreckender Längenabschnitt einen stehenden Kreis beschreibt,
der nahezu bis zum Boden des Behälters reicht. Der Inhalt des Behälters erwärmt
sich etwa linear. Verschieden warme Wasserschichten bilden sich nicht aus(DE-Gbm
17 70 272).
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Es ist auch bekannt, bei einem Warmwasserbereiter ein lotrechtes Rohr
vorzusehen, das sich von der Kopfseite des Behälters bis huber die Mitte des Behälterinneren
erstreckt. Das Rohr ist oben offen und unten geschlossen. Es dient zur Aufnahme
einer elektrischen Heizeinrichtung. Bei diesem bekannten Warmwasserbereiter bleibt
das unterhalb des Rohres befindliche Wasser mehr oder minder kalt (DE-PS 802 467).
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Bei einem anderen bekannten Warmwasserbereiter sind zwei Tauchheizkörper
vorgesehen, die sich hintereinander vom Kopf des Behälters in die Behältertiefe
erstrecken. Der beheizte Teil des einen Tauchheizkörpers liegt etwa im unteren Viertel
des Behälters, während der beheizte Teil des anderen Rohrheizkörpers etwa im zweiten
Viertel von oben des Behälters angeordnet ist. Die Entnahme warmen Wassers erfolgt
auch hier durch ein Rohr, das etwa bis zum Behälterkopf'reicht und aus dem Behälterboden
herausgeführt ist. Nach dem Einschalten des oberen Tauchheizkörpers kann erst dann
warmes -Wasser entnommen werden, wenn die über diesem Tauchheizkörper stehende Wassersäule
erwärmt ist, wozu einige Zeit benötigt wird.
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Wird über die über dem oberen Tauchheizkörper stehende Wassersäule
hinaus Warmwasser benötigt, muß auch der untere Tauchheizkörper eingeschaltet werden
(DE-Gbm 17 26 414).
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Schließlich ist noch ein Warmwasserbereiter bekannt, bei dem nahe
dem Boden eines Behälters ein waagrechtes Rohr in das Behälterinnere ragt, das ein
elektrisches Heizelement enthält und das an dem in das Behälterinnere gerichteten
Ende verschlossen ist. Auch hier wird etwa linear hochgeheizt und es dauert sehr
lange, bis aus dem Behälterkopf warmes Wasser entnommen werden kann. Eine Temperaturschichtung
des Wassers tritt nicht ein (DE-Gbm 71 o4 256).
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Aufgabe der Erfindung ist es, den elektrischen Warmwasserbereiter
der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung mit einfachen Mitteln so auszubilden,
daß schon kurz nach dem Einschalten des Tauchheizkörpers eine obere Schicht heißen
Wassers entsteht und mit fortschreitender Zeit, bei etwa konstanter Temperatur der
oberen Schicht, eine schichtweise Aufheizung des übrigen Behälterinhalts
erfolgt.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.
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Die gefundene Lösung hat den Vorteil, daß in Abhängigkeit von der
Tageszeit und der Einschaltzeit des Tauchheizkörpers eine den Jeweiligen Bedürfnissen
angepaßte Menge warmen Wassers bereitet werden kann und nicht auf jeden Fall der
ganze Inhalt oder eine beträchtliche Menge dieses Inhaltes aufgeheizt werden muß,
ehe überhaupt warmes Wasser gezapft werden kann.
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Zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind
in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
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Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der
Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 im Schnitt einen Aufriß eines Behälters
mit einem lotrecht angeordneten Tauchheizkörper und einer aus einem einzigen Rohr
bestehenden Rohranordnung, Fig. 2 im Schnitt einen Aufriß eines Behälters mit einem
waagrecht angeordneten Tauchheizkörper und einer aus drei Rohren bestehenden Rohranordnung,
Fig. 3 im Schnitt einen Aufriß -eines Behälters mit einem waagrecht angeordneten
Rohrheizkörper und einer aus zwei Rohren bestehenden Rohranordnung.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Behälter eines elektrischen Warmwasserbereiters
bezeichnet und mit 2 ein Tauchheizkörper.
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Der Tauchheizkörper 2 durchgreift den Kopf des Behälters 1 und erstreckt
sich etwa bis zum Bodenbereich des Behälters 1, Außerhalb des Behälters 1 trägt
der Tauchheizkörper 2 eine übliche Schalteinrichtung 3, die einen Ein-und Ausschalter,
eine Zeitschaltuhr, eine Einstellhandhabe für einen Temperaturbegrenzer, eine Schaltanzeigevorrichtung
und dergleichen aufweisen kann.
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Der Tauchheizkörper 2 ist innerhalb des Behälters 1 von einer aus
einem einzigen Rohr 4 bestehenden Rohranordnung umschlossen. Das Rohr 4 erstreckt
sich vom Behälterkopf bis zum unteren Ende des Tauchheizkörpers 2.
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Das Rohr 4 ist ferner zur Bildung einer Eintrittsöffnung 4a unten
offen und besitzt im Bereich des Behälterkopfes am Umfang seinesMantels verteilt
angeordnete Ausschnittsöffungen 4b.
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Durch die Anordnung des unten die Eintrittsöffnung.
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4a und oben die Austrittsöffnung 4b aufweisenden Rohres stellt sich
nach dem Einschalten des Tauchheizkörpers 2 eine Schwerkraftströmung des Behälterinhaltes
ein, welche schon nach kurzer Einschaltzeit eine mehrschichtige Erwärmung des Wassers
im Behälter 1 bewirkt. Mit fortschreitender Einschaltzeit des Tauchheizkörpers erwärmt
sich der Wasserinhalt des Behälters 1 schichtweise auf die in der obersten Wasserschicht
herrschende maximale Temperatur. Diese maximale Temperatur wird schon nach sehr
kurzer Einschaltdauer des Tauchheizkörpers 2 erreicht und
bleibt
bei einem geeigneten Verhältnis des Behälterinhaltes zur Heizleistung des Tauchheizkörpers
2 nahezu konstant.
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Die Schwerkraftströmung wird durch den Tauchheizkörper 2 in Gang gesetzt.
Das Wasser um den Tauchheizkörper 2 erwärmt sich, strömt aus den Austrittsöffnungen
4b in den oberen Bereich des Behälters 1 und bildet dort die erste erwärmte'Schicht.
Das zuvor dort befindliche kältere Wasser sinkt infolge seiner gröberen Dichte und
damit seines größeren Gewichtes nach unten und drückt das dort befindliche Wasser
in das Rohr 4, worauf das Spiel von vorne beginnt.
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Die Anordnung nach Fig. 2 ist gleichwirkend der Anordnung nach Fig.
1.
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Der in Fig. 2 gezeigte Warmwasserbereiter besitzt ebenfalls eine Rohranordnung.
Diese besteht aus einem unteren, etwa lotrechten Rohrabschnitt 7, einem mittlernen,
etwa waagrechten Rohrabschnitt 8 und einem oberen etwa lotrechten Abschnitt 9.
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Die lotrechten Rohrabschnitte 7,9 sind gegeneinander versetzt, münden
Jeweils an einem Ende im-mittleren waagrechten Rohrabschnitt 8 und sind an ihren
freien Enden offen.
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Im mittleren, waagrechten Rohrabschnitt 8 ist ein mit 6 bezeichneter
Tauchheizkörper angeordnet, der den Mantel des Behälters waagrecht durchgreift.
Das der Schalteinrichtung 3 entgegengesetzte Ende des mittleren waagrechten Rohrabschnittes
8 kann, wie gezeigt, offen oder in nicht dargestellter Weise geschlossen sein.
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Die Schwerkraftströmung beim Gegenstand nach Fig. 2 erfolgt in der
Richtung Eintrittsöffnung 7a, unterer lotrechter Rohrabschnitt 7, waagrechter Rohrabschnitt
8, lotrechter Rohrabschnitt 9, Austrittsöffnung 9a.
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Das aus der Austrittsöffnung 9a ausströmende erwärmte Wasser verdrängt
das im Kopf des Behälters 1 befindliche kältere Wasser, das nach unten absinkt und
das dortige Wasser in das lotrechte Rohr 7 verdrängt und so fort.
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Die Wirkungsweise des in Fig. 3 dargestellten Warmwasserbereiters
ist etwa gleich den beiden vorher beschriebenen Warmwasserbereitern. Auch bei dem
Warmwasserbereiter nach Fig. 3 ist eine Rohranordnung vorgesehen. Diese besteht
hier aus einem im Bodenbereich des Behälters 1 etwa waagrecht angeordneten Rohrabschnitt
12 und einem vom waagrechten Rohrabschnitt 12 ausgehenden lotrechten Rohrabschnitt
13.
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Dieser erstreckt sich etwa bis zum Kopf des Behälters 1 und ist oben
offen (13a).
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Der waagrechte Rohrabschnitt 12 enthält einen mit 14 bezeichneten
Tauchheizkörper und besitzt auf seiner Unterseite mehrere Eintrittsöffnungen 15.
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Wie beim waagrechten Rohrabschnitt 8 nach Fig.. 2, kann der waagrechte
Rohrabschnitt 12 in Fig. 3 an seinem der Schalteinrichtung 3 entgegengesetzten Ende
offen oder geschlossen sein.
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Auch bei dem Warmwasserbereiter nach Fig. 3 stellt sich nach den Einschalten
des Tauchheizkörpers 14 eine Schwerkraftströmung des im Behälter 1 befindlichen
Wassers ein. Das Wasser wird am Tauchheizkörper 14 erwärmt. Das darüber befindliche
kältere Wasser sinkt ab und drückt das vom Tauchheizkörper 14 er-
wärmte
Wasser im lotrechten Rohrabschnitt 13 hoch, bis es dort in den Kopfbereich des Behälters
1 austritt und die oberste erwärmte Schicht mit der höchsten Temperatur bildet.
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Der Abstand der Ausströmöffnung 4bj 9a und 13a zum Behälterkopf kann
verschieden sein, je nachdem, wie groß die Menge der ersten Schicht sein soll und
wie schnell warmes.Wasserbereit stehen soll.
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4 Patentansprüche 3 Figuren
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