DE3213619C2

DE3213619C2 - Fluidheizvorrichtung

Info

Publication number: DE3213619C2
Application number: DE3213619A
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Yokaichi Shiga Nakamura; Takashi Shikama; Minoru Shimada; Asami Yokaichi Shiga Wakabayashi; Hirofumi Kanzaki Shiga Yoshida
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1986-05-28
Also published as: IT1157954B; GB2099118B; JPS57170481A; IT8267483A0; FR2503846A1; DE3213619A1; FR2503846B1; GB2099118A

Abstract

Eine Fluid-Heizvorrichtung mit einem Thermistor (22) mit positivem Temperaturkoeffizienten mit ersten und zweiten Hauptheizflächen an einander gegenüberliegenden Seiten, und mit Mehrfach-Durchgangsrohren (23, 24), die jeweils aus Metall mit einer günstigen Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind, und so angeordnet sind, daß ein erster Durchgang entlang der ersten Hauptheizfläche und dann ein Durchgang entlang der zweiten Hauptheizfläche des Thermistors erfolgt, um zu bewirken, daß das Fluid durch die Mehrfach-Durchgänge in den Mehrfach-Durchgangsrohren (23, 24) fließt und dabei zuerst durch die Wärme der ersten Hauptheizfläche und dann weiter durch die zweite Hauptheizfläche aufgeheizt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluid-Heizvorrichtung mit einem Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten als Heizelement sowie den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Eine derartige Fluid-Heizvorrichtung ist aus der DE-GM 19 60 779 bekannt, wobei der Thermistor in einem wasserdurchflossenen Behälter oder Rohr angeordnet ist. Dies bringt zwar einen relativ guten Wärmeübergang zwischen Thermistor und Fluid mit sich, führt aber gleichzeitig zu Schwierigkeiten betreffend die Kontaktierung des Kaltleiters sowie eine eventuelle Korrosion des Kaltleiters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Fluid-Heizvorrichtung so zu verbessern, daß trotz guten Wärmeüberganges zwischen Thermistor und Fluid ein einfacher Aufbau der Heizvorrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Aus GB-PS 9 38 888 ist es an sich bekannt, ein Wärmeausiauschelement, welches mit mehreren Fluid-Durchgängen versehen ist. in Plattenform auszugestalten. Aus dieser Druckschrift ist es jedoch nicht bekannt, derartige plattenförmige Durchgangselemente auf bei-

den Seiten eines Thermistors anzuordnen, wie dies die Lehre der Erfindung ist

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2, welcher F i g. 9 der Beschreibung entspricht. Durch U-förmige Ausgestaltung des Durchgangselementes wird die Anzahl der Zuführ- und Abgabeleitungen reduziert. Ferner werden in dieser Ausführungsform die an den gegenüberliegenden Hauptheizflächen anliegenden Teile des Durchgangselements in jeweils entgegengesetzter Richtung durch- strömt, wodurch die thermischen Spannungen im Thermistor minimiert werden. Die Unteransprüche 3—13 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung ist anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher eriäutert Die- se zeigt

F ■ g. 1 eine schematische Seitenansicht teilweise im Schnitt einer Filter- oder Tropfkaffeemaschine, bei der eine Fluid-Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann (bereits beschrieben);

Fig.2(a) eine schematische Draufsicht teilweise im Schnitt auf eine herkömmliche Wasserheizvorrichtung, die in einer Kaffeemaschine gemäß der F i g. 1 verwendet wird (bereits beschrieben);

Fig. 2(b) einen Schnitt entlang der Schnittlinie Ub- Ubgemäß der F i g. 2(a) (bereits beschrieben);

Fig.3 eine perspektivische Ansicht einer allgemeinen Konstruktion einer Fluid-Heizvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig.4 eine perspektivische Explosionsansicht einer Heizeinheit, die in der Fluid-Heizvorrichtung gemäß der F i g. 3 verwendet wird;

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Mehrfachdurchgangsrohres, welches in der FIuid-Heizvorrichtung gemäß der F i g. 3 verwendet wird;

Fi g. 6 eine Draufsicht auf das fviehrfachdurchgangsrohr gemäß Fig.5, an dem eine Wasserzuführleätung und eine Wasserabgabeleitung befestigt sind;

F i g. 7(a) eine perspektivische Ansicht eines Metallhalters, der in der Fluid-Heizvorrichtung gemäß der F i g. 3 verwendet wird;

Fig.7(b) eine perspektivische Ansicht einer Blattfeder, die mit dem Metallhalter gemäß Fig.7(a) zusammenwirkt, um ein Halteelement zu bilden, und welche in der Fluid-Heizvorrichtung gemäß Fig.3 verwendet wird;

Fig.8(a) und 8(b) schematische Diagramme zur Erläuterung der Temperaturverteilungen in den Mehrfachdurchgangsrohren, die in der Fluid-Heizvorrichtung gemäß F i g. 3 verwendet werden;

F i g. 9 eine Modifikation in einer Ansicht gemäß der Fig. 3;

Fig. 10(a) und 10(b) schematische Diagramme der Ausbildung der Mehrfachdurchgangsrohre, die in der modifizierten Fluid-Heizvorrichtung gemäß F i g. 9 verwendet werden;

Fig. 11 eine perspektivische Explosionsansicht einer anderen Modifikation des Metallhaltcrs, der in der Fluid-Heizvorrichtung gemäß der Fig.3 oder 9 verwendet ist;

Fig. 12 eine weitere Modifikation des Hallers in einer Ansicht gemäß der Fig. 11;

Fig. 13 eine weitere Modifikation des Halters in einer Ansicht gemäß F i g. 11;

F i g. 14(a) und f4(L>) schematische Diagramme zur Erläuterung einer weiteren Modifikation des Metallhalters gemäß Fig. 13;

Fig. 15 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer Fluid-Heizvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsforrn der vorliegenden Erfindung,

Fig. 16 eine perspektivische Darstellung im vergrößerten Maßstab eines Rohrelementes, welches in der Fluid-Heizvorrichtung gemäß der Fig. 15 verwendet wird: und

Fig. 17(a) und 17(b) schematische Diagramme weiterer Modifikationen mit sich kreuzenden Richtungen der über die oberen und unteren Hauptheizflächen des Thermistors mit positivem Temperaturkoeffizienten verlaufenden Wasserströme.

Anzumerken ist, daß in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet worden sind.

Bezugnehmend auf die Figuren ist in der F i g. 3 eine Fluid-Heizeinheit ///gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die im allgemeinen aus einer Heizeinheit 2t mit einem Thermistor 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten in Plattenform, Mehrfach-Durchgangsrohren 23 und 24 jeweils mit einer großen Anzahl vor, -Durchgängen oder Durchgangsbohrungen 53 (F i g. 5) als W asserdurchgänge, die mit den einander gegenüberliegenden Flächen der Heizeinheit 21 in Berührung stehen, und einer Metallhalterung 25 mit im allgemeinen U-förmigem Querschnitt, die so angeordnet ist, daß sie die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 umgibt, um die Heizeinheit 21 zwischen den Rohren 23 und 24 als Halteelement in Verbindung mit einer Blattfeder 26, die in die einander gegenüberliegenden Seitenwände der Mctallhalterung 25 in einer später beschriebenen Art und Weise eingreifen kann, zu halten.

Wie aus der F i g. 4 ersichtlich, besteht die Heizeinheit 21 wie vorstehend beschrieben weiterhin aus dem Thermistor 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten, einer Zwischenplatte 27 unter dem Thermistor 22, Anschlußpiatten 28 und 29, zwischen denen der Thermistor 22 und die elektrisch isolierende Zwischenplatte 27 gehalten ist, und elektrisch isolierenden Keramikplatten 30 und 31, die jeweils zur Halterung der dazwischen liegenden Anschlußplatten 28 und 29 vorgesehen sind. Für die Montage ist der Thermistor 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten, der durch Sintern eines Thermistormaterials mit positivem Temperaturkoeffizient zu der Plattform und Ausbilden von Elektrodenschichten 22a und 22t an den einander gegenüberliegenden Flächen hergestellt ist. in einer rechteckigen Öffnung 32 in der elektrisch isolierenden Zwischenplatte 27 befestigt, die bezüglich ihres Außenumfanges so ausgebildet ist. daß der Thermistor 22 und die elektrisch isolierende Keramikplatte 30 auf dar Anschlußplatte 28, die über der Elektrodenschicht 22a angeordnet ist, aufgeschichtet sind, während die elektrisch isolierende Keramikplatte 21 auf der Anschlußplatte 29 angeordnet ist, die auf der Elektrodenschicht 226 liegt.

Die erhabenen 'feile oder Vorsprünge 33 and 34. die an den einander gegenüber liegenden Kanten der Anschlußplatte 28 vorgesehen sind, sind so angeordnet, daß sie in die entsprechenden Schlitze 35 und 36 in der elektrisch isolierenden Zwischenplatte 27 passen, da sie an ihren äußeren Enden umgebogen sind, um eine Positionsverschiebung der Anschlußplatte 29 zu verhindern, während vorstehende Teile 37 und 38. die an den einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Anschlußplatte 29 vorgesehen sind, ebenfalls in entsprechende Schlitze 39 und 40 in der elektrisch isolierenden Zwischenplatte 27 passen, in dem sie an ihren äußersten Enden umgebogen sind, um so die Positionsverschie-

bung der Anschlußplatte 29 zu verhindern.

Die Anschlußplatten 28 und 29 sind weiterhin mit Vorsprüngen oder Lappen 41 und 42, und 43 und 44 zum Anschließen der jeweiligen Anschlußdrähte (nicht dargestellt) versehen, und an die Positionen entsprechend dieser Lappen 41 und 42 und 43 und 44 ist die elektrisch isolierende Zwischenplatte 27 mit Vorsprüngen 45 und 46 versehen, während die elektrisch isolierenden Keramikplatten 30 und 3t jeweils mit Vorsprüngen 47 und 48, und 49 und 50 (wie dargestellt) versehen sind. Anzumerken ist. daß zur Vereinfachung der Konstruktion abhängig von der Notwendigkeit einer der Sätze der Lappen 41 und 42 oder 43 und 44 an den Anschlußplatten 28 und 29 weggelassen werden kann.

Die früher genannten Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 haben einen Aufbau, wie er in der F i g. 5 dargestellt ist.

Genauer gesagt ist jedes der Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 aus einem Metall mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer od. dgL beispielsweise durch ein Gießverfahren, hergestellt, und mit einer großen Anzahl von Bohrungen oder Durchgangslöchern 53 als Wasserdurchgänge von der einen Seitenfläche 51 zur anderen Seitenfläche 52, versehen. Mit der einen Seitenfläche 51 und der anderen Seitenfläche 52 jedes der Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 ist eine Wasserzuführleitung 54 und eine Wasserabgabeleitung 55 (Fig. 6) auf die im folgenden beschriebene Art und Weise befestigt.

Die Wasserzuführleitung 54 und die Wasserabgabeleitung 55 sind jeweils an vorbestimmten Teilen ausgeschnitten, um darin die eine Seitenfläche 51 und die andere Seitenfläche 52 des Mehrfach-Durchgangsrohres 23 oder 24 aufzunehmen, und sind an den Rohren 23 oder 24 durch ein Verfahren, wie beispielsweise Löten od. dgl. befestigt.

Anzumerken ist. daß die Befestigung der Wasserzuführleitung 54 und Wasserabgabeleitung 55 beispielsweise durch das bekannte Vakuumlötverfahren unter Verwendung eines Lötmaterials durchgeführt werden kann, und bei der vorstehend genannten Verwendung können gleichzeitig eine große Anzahl von Wasserzuführleitungen 54 und Wasserabgabeleitungen 55 wirksam gelötet werden.

Wie aus der F i g. 6 ersichtlich sind ein Ende 54a der Wasserzuführleitung 54 und auch ein Ende 55a der Wasserabgabeleitung 55 jeweils durch Löten verschlossen, nachdem sie zusammengedrückt worden sind, und somit fließt in die Wasserzuführleitung 54, wie durch den Pfeil A 0 angegeben, durch die Durchgänge 53 in dem Mehrfach- Durchgang^ohr 23 (oder 24) wie durch die Pfeile A 1 angegeben, und wird wie durch den Pfeil A 2 angegeben durch die Wasserabgabeleitung 55 herausgeleitet.

Zwischen den beiden Mehrfach-Durchgangsrohren 23 und 24 mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist wie in der Fig.3 dargestellt die Heizeinheit 21 angeordnet, wobei die Heizeinheit 21 und die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 durch den Metallhalter 25 und die Blattfeder 26 als Halteelement wie im folgenden im einzelnen beschrieben, zu einer Baueinheit verbunden sind.

Wie aus den Fig. 7(a) und 7(b) weiterhin ersichtlich, ist der Metailhalter 25 durch Biegen einer federnden Metallplatte mit vorbestimmter Breite zu einer im allgemeinen Ü-Form (wie aus der F i g. 7(a) ersichtlich), und die einander gegenüberliegenden Wände 56 und 57 des Metallhalters 25 sind jeweils mit Öffnungen oder Schlitzen 5 versehen, die jeweils untere Teile mit einer Breite WO zur Aufnahme der Vorsprünge 45, 47 und 49 und 46, 48 und 50 mit einer entsprechenden Breite W der elektrisch isolierenden Zwischenplatte 27 und Keramikplatten 30 und 31 für die Heizeinheit 21, und obere Teile mit einer Breite Wl zur Aufnahme der Unterteile 60 und 61, die an den einander gegenüberliegenden Enden 58 und 59 der Blattfeder 26 (F i g. 7b) und mit mittleren Schlitzen 56a und 57a mit einer Breite W2 zur Aufnahme der einander gegenüberliegenden Enden 58 und 59 der Blattfeder 26.

Die Breiten VV, WO, W1 und W2 sollten so bemessen sein, daß W< WO, W0< W2, und Wl < W2, und daß die gebogenen Teile 62 und 63 des Metallhalters 25 mit einem vorbestimmten kleinen Radius, wie aus der F i g. 7(a) ersichtlich, abgerundet sind, so daß der Metallhalter 25 mit der entsprechenden Oberfläche des Mehrfach-Durchgangsrohres 24 in gleichförmigen Preßkontakt gebracht werden kann.

Wie aus der F i g. 7(b) ersichtlich, ist die Blattfeder 26 durch Nachobenbiegen an zwei Stellen in der Nähe der einander gegenüberliegenden Kanten eines Federmaterials in plattenähnlicher Form hergestellt, wobei ihre einander gegenüberliegenden Endteile 58 und 59 verglichen mit den anderen Teilen bezüglich ihrer Breite verringert sind, wobei die Enden 58 und 59 weiterhin mit Nuten versehen sind, um die vorstehend bereits beschriebenen Unterteile 60 und 61 zu erzeugen.

Für die Montage werden die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24, die dazwischen die Heizeinheit 21 halten, zwischen den Seitenwänden 56 und 57 des Metallhalters 25 angeordnet und dann werden die einander gegenüberliegenden Endteile 58 und 59 der Blattfeder 26 jeweils in den Schlitzen 56a und 57a der Seitenwände 56 und 57 des Metallhalters 25 angeordnet, um die Heizeinheit 21 und die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 fest zwischen den Metallhalter 25 und der Blattfeder 26 mittels der Federkraft der Blattfeder 2b zu halten (siehe F i g. 3). Das offene Ende der Wasserabgabeleitung 55 für das Mehrfach-Durchgangsrohr 24 und das offene Ende der Wasserzuführleitung 54 des anderen Mehrfach-Durchgangswasserrohres 23 sind miteinander über eine Leitung oder ein Rohr (nicht besonders dargestellt) verbunden.

Bei Verwendung der insoweit beschriebenen Heizvorrichtung HX mit der Konstruktion gemäß der F i g. 3, in einer Wasserheizvorrichtung, beispielsweise der Kaffeemaschine gemäß der F i g. 1, fließt bei Eingießen von Wasser Fin das offene Ende der Wasserzuführleitung 54 für die Mehrfach-Durchgangsrohre 24 in Pfeilrichtung SO(F i g. 3) Wasser durch die Durchgänge 53 (F i g. 5) des Mehrfach-Durchgangsrohres 24 und hat sich bevor es die Wasserabgabeleitung 55 erreicht, seine Temperatur durch die Hitze erhöht, die durch den Thermistor 22 mit dem positiven Temperaturkoeffizienten auf das Mehrfach-Durchgangsrohr 24 wirkt.

In der Zwischenzeit ist an der Wasser-Abgabejeitung 55 für das Mehrfach-Durchgangsrohr 24 abgegebenes Wasser F in die Durchgänge 53 (F i g. 5) wie durch den Pfeil B1 angegeben, in das andere Mehrfach-Durchgangsrohr 23 über die Wasserzuführleitung 54 geleitet, und daher, bevor es die Wasserabgabeleitung 55 für das Rohr 23 erreicht, weiter durch die Hitze aufgeheizt, die dem Mehrfach-Durchgangsrohr 23 durch den Thermistör 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten verliehen ist. um durch diese Äbgabeieitung 55 im kochenden Zustand oder kurz vor dem Kochen, wie durch Pfeil B 2 angegeben, abgegeben zu werden.

Wenn demgemäß die vorstehend genannte Wasserabgabeleitung 55 für das Mehrfach-Durchgangsrohr 23 in Verbindung mit der Heißwasserleitung 6 der Tropfkaffeemaschine gemäß Fig. I verbunden ist. wird heißes Wasser im kochenden Zustand oder dem Zustand kurz vor dem Kochen aus der Leitung 6 in den Filter 7 getropft.

Hk'.i bei ist anzumerken, daß die Fließrichtungen des Wassers F durch die Wasserdurchgänge 53 für die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 vorzugsweise in einander entgegengesetzten Richtungen entlang der oberen und unteren Hauptheizflächen des Thermistors

22 mit positivem Temperaturkoeffizienten, wie vorstehend bereits beschrieben, erfolgen sollte. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung und wie durch die schematische Darstellung der Temperaturverteilungen für die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 in einem Diagramm gemäß der F i g. 8(a) gezeigt, ist die Temperatur der oberen Hauptheizfiäche gegenüber einem Niedertemperaturteil der unteren Hauptheizfläche des Thermistors 22 erhöht, während umgekehrt die Temperatur der oberen Hauptheizfläche entsprechend einem Hochtemperaturteil der unteren Hauptheizfläche des Thermistors 22 verringert ist, und somit wird die thermische Beanspruchung im Thermistor 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten vorteilhafterweise verringert.

Wenn auf der anderen Seite v/ic aus der F i g. 8(b) ersichtlich, das Wasser F durch die Wasserdurchgänge 53 der Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 in den gleichen Richtungen entlang der oberen und unteren Seiten des Thermistors 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten fließt, ist dieser Thermistor 22 einer großen thermischen Beanspruchung ausgesetzt, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der Wasserheizvorrichtung führt.

In der F i g. 9 ist eine Modifikation der Fluid-Heizvorrichtung H 1 gemäß der F i g. 3 dargestellt. Bei der modifizierten Heizvorrichtung H2 gemäß der Fig.9 sind die zwei Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24, die bei der Anordnung gemäß der Fig.3 verwendet worden sind, durch sin Mehrfach-Durchgangsrohr 70 ersetzt, welches beispielsweise durch einen Strangpreßprozeß hergestellt ist und dann ungefähr in der Mitte zu einer U-Form gebogen ist, wobei die Wasserabgabeleitungen 55 für das Mehrfach-Durchgangsrohr 24 und die Wasserzuführleitung 54 für das Mehrfach-Durchgangsrohr

23 gemäß der Anordnung nach F i g. 3 an einer Seite der Heizvorrichtung H2 weggelassen sind.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung gemäß Fig.9 können Arbeitsschritte zum Herstellen und Montieren der Wasserabgabeleitung 55 für das Rohr 24 und der Wasserzuführleitung 54 für das Rohr 23, die bei der Anordnung gemäß der Fig.3 erforderlich waren, vorteilhafterweise zur Verringerung der Kosten für die Wasserheizvorrichtung weggelassen werden.

Hierbei ist anzumerken, daß wenn der Abstand χ (= Dicke der Heizeinheit 21) bei dem gebogenen Mehrfach-Durchgangsrohr 70 gemäß der Fig. 10(a) verringert werden soll, für den Fall, bei dem die Hälfte eines Unterschiedes zwischen der Dicke T des Mehrfach-Durchgangsrohres 70 und dem Außendurchmesser f der Wasserzuführleitung 54 und Wasserabgabeleitung 55, (t— T)I2 größer als beispielsweise x/2 ist, daß die Mittelpunkte der Wasserzuführleitung 54 und der Wasserabgabeleitung 55 vorzugsweise um einen Abstand y versetzt sind (F i g. 10(a)). Wenn dagegen der Abstand χ bei dem gebogenen Rohr 70 und die Dicke Tdes Rohres der Beziehung χ < T entsprechen, werden die Wasserdurchgänge (nicht insbesondere dargestellt) in dem Mehrfach-Durchgangsrohr 70 einer großen Deformation ausgesetzt, wenn dieses Rohr 70 auf die in der F i g. 10(a) dargestellte Art gebogen ist, wobei die Möglichkeit der Blockierung dieser Wasserdurchgänge bestellt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Fall kann wie aus der Fig. IO(b) ersichtlich, das Mehrfach-Durchgangsrohr 70 mit einem Krümmungsradius R > x/2 unter Bezug auf die vorstehenden Ausführungen gebogen sein, um eine Form zu erzeugen, wie sie durch die gestrichelten Linien in der F i g. 9 dargestellt ist. Durch die vorstehend genannte Anordnung wird bewirkt, daß das Mehrfach-Durchgangsrohr 70 unter gleichförmigem Druck die oberen und unteren Hauptheizflächen des Thermistors 22 für die Heizeinheit 21 im rechten Winkel hierzu, berührt.

In den F i g. 11 bis 13 sind Modifikationen des Metaliliaiieis 25 und der Bläüfeder 26 als bei den Aus'ührungsformen gemäß der Fig.3 und 9 verwendet, beschrieben.

Bei der Modifikation gemäß der Fig. 11 besteht das Metallhalteelement aus einem Metallhalter 72. der zu einer allgemeinen U-Form gebogen ist und an seinen einander gegenüberliegenden Seitenwänden mit Nuten 73 und 74 versehen ist. einer Platte 75 und einer U-förmigen Drahtfeder 71. Im Gebrauch wirkt die Drahtfeder 71 mit den entsprechenden Nuten 73 und 74 des Metallhalters 72 zusammen, so daß die Heizeinheit 21

jo und die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 (Fig.3) oder die Heizeinheit 21 und das gebogene Mehrfach-Durchgangsrohr 70 (F i g. 9) zwischen der Platte 75 und dem Metallhalter 72 durch die Federkraft der Drahtfeder 71 zu einer Baueinheit zusammengehalten werden.

Im vorstehend genannten Fall kann abhängig von der Erfordernis die Platte 75 weggelassen werden.

Bei der Modifikation gemäß der Fig. 12 ist ein Federteil 26S. der der Blattfeder 26 in der F i g. 3 und 9 entspricht, einstückig mit einer Kante des Metallhalters 255 zur Vereinfachung des Aufbaus und des Herstellvorganges verbunden, obwohl die Funktionen und Wirkungen im allgemeinen gleich der Kombination aus Blattfeder 26 und Metallhalter 25 gemäß der F i g. 3 und 9 sind.

Bei der Modifikation gemäß der Fig. 13 besteht das Metallhalteelement weiterhin aus einem oberen Metallhalter 82 mit im wesentlichen U-Form, mit nach innen gebogenen Teilen 81 an den Enden der einander gegenüberliegenden Seitenwände, und einem unteren Metallhalter 84 mit ähnlicher U-Form mit entsprechend nach außen gebogenen Teilen 83 an den Endteilen der einander gegenüberliegenden Seitenwänden. Im Gebrauch wurden die Metalihalter 82 und 84 auf die Kombination aus Heizeinheit 21 und Mehrfach-Durchgangsrohren 23 und 24 (Fi g. 3) oder die Kombination aus Heizeinheit 21 und Mehrfach-Durchgangsrohr 70 (Fig.9) um die Kombination zu einer Baueinheit durch Zusammenwirken der gebogenen Teile 81 und 83 der Metallhalter 82 und 84 durch einen einzigen Arbeitsschritt zu befestigen.

Das Metallbefestigungselement gemäß der Fig. 13 kann weiterhin wie durch die Fig. 14(a) und 14(b) dargestellt, modifiziert sein.

Bei der Modifikation gemäß der Fig. 14(a) ist der obere Metallhalter 82' an den Endteilen seiner Seitenwände mit gebogenen Teilen 8Γ und 81" versehen, die in die gleiche Richtung weisen, während der untere Metallhalter 84' ebenfalls an seinen Endteilen seiner Seiten-

wände mit entsprechenden umgebogenen Teilen 83' und 83" versehen ist, die in die gleiche Richtung, jedoch zur Richtung der gebogenen Teile 81' und 81" des oberen Metallhalters 82' in die entgegengesetzte Richtung weisen. Für die Montage werden der obere und untere Metallhalter 82' und 84' auf der Kombination bestehend aus Heizeinheit 21 und Rohren 23 und 24 (F i g. 3) oder der Kombin?'.ion aus Heizeinheit 21 und Rohr 70 (F i g. 9) von oben und unten aufgesetzt, um die Kombination zu einer Baueinheit durch Einsetzen von Stiften 85 zwischen den umgebogenen Teilen 81' und 83' und 81" und 83" zu befestigen.

Hierbei ist anzumerken, daß obwohl nicht insbesondere dargestellt, die Heizeinheit 21 und die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 oder die Heizeinheit 21 und das Mehrfach-Durchgangsrohr 70 auch durch Schrauben und Muttern, etc. oder durch Einstemmen oder Anschäften u.dgl. anstatt der Verwendung der Metallhalter oder bis hierher beschriebenen Befestigungselemente, zu einer Baueinheit verbunden werden kann.

In der Fig. 15 ist eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Die Fluid-Heizvorrichtung H3 gemäß der Fig. 15 besteht aus Metallrohren 90, die aus einem Metall mit einer günstigen Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind und jeweils an mehreren Punkten in Zickzackform, wie aus der Fig. 16 ersichtlich, gebogen sind, zwei Ausgleichsplatten 91. auf denen die Metallrohre 90 durch Löten etc. befestigt sind, und dem Thermistor 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten, der zwischen den Ausgleichsplatten 91 liegt und dort durch Verbinden der Platten 91 mit Schrauben 92 und Muttern 93 befestigt ist. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung, bei der Wasser durch die Metallrohre 90 entlang der oberen und unteren Flächen des Thermistors 22 fließt, kann der Vorgang zum Montieren der Wasserzuführleitung 54 und der Wasserabgabeleitung 55. wie sie bei den Mehrfach-Durchgangsrohren 23 und 24 (Fig. 3) oder bei dem Mehrfach-Durchgangsrohr 70 verwendet worden sind, weggelassen werden, während die Menge des aufzuheizenden Wassers durch Verändern des Durchmessers der Metallrohre 90 verändert oder eingestellt werden kann und somit Veränderungen bei der Ausführung und Konstruktion der Heizvorrichtung merklich erleichtert werden können.

Es ist auch möglich, die Mehrfach-Durchgangsrohre 23 und 24 oder das Mehrfach-Durchgangsrohr 70, die bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als. durch das Strangpreßverfahren hergestellt beschrieben worden sind, durch solche zu ersetzen, die durch ein sogenanntes Walz-Verlasch-Verfahren hergestellt sind, bei dem während dem Verlaschen Velaschungsteile und Nichtverlaschungsteile zwischen den Metallplatten verschiedener Dicke auf Aluminium od. dgl. vorgesehen sind, wobei die Durchgänge durch Einspritzen von Luft. Öl etc. unter Druck durch Seitenabschnitte der Nichtverlaschungsteile ausgebildet werden, um zu bewirken, daß die Metallplatte mit einer kleineren Dicke sich ausdehnt.

Es ist weiterhin anzumerken, daß die Fließrichtungen des Wassers entlang der oberen und unteren Hauptheizflächen des Thermistors 22 mit positivem Temperaturkoeffizienten so angeordnet sein können, daß sie im rechten Winkel zueinander an den oberen und unteren Teilen des Thermistors 22 sich kreuzen (siehe F i g. 17(a) und i 7(b)).

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht können gemäß der vorliegenden Erfindung Temperaturjustiereinrichtungen wie beispielsweise ein Thermostat etc. vorteiiiiafterweise infolge der Eigentemperatursteuerungsfunktion des Thermistors mit positivem Temperaturkoeffizienten weggelassen werden, um vorteilhafterweise die Kosten für die Fluid-Heizvorrichtung bei gleichzeitiger Beseitigung der Lärrnerzeugiing und Verringerung der Temperaturschwankung des aufzuheizenden Fluids, zu verringern, da sie so ausgebildet ist, daß das Fluid durch den Thermistor mit positivem

lu Temperaturkoeffizienten aufgeheizt wird, indem bewirkt wird, daß das Fluid durch Durchgänge, von einer Hauptheizfläche zur anderen Hauptheizfläche des Thermistors in dem plattenförmigen Aufbau, fließt. Da das Thermistorelement mit positivem Temperaturkoeffizienten einem Flachläpp- oder Poliervorgang unterzogen werden kann, kann der Wärmewiderstand zwischen dem Fluid und dem Thermistorelement verglichen mit der herkömmlichen Praxis, bei der das Widerstandsdrahtrohr verwendet wird, merklich verringert werden.

und somit hat die Fluid-Heizvorrichtung einen günstigen Wärmewirkungsgrad und Wärmeempfindlichkeit, etc.

Infolge der positiven Widerstands-Temperatur-Charakteristiken des Thermistors mit positivem Temperaturkoeffizienten kann die Fluid-Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weiterhin das Fluid beim Start der Stromversorgung ohne irgendeinen Verlust aufheizen, was zu einer merklichen Verringerung der Gesamtheizzeit zum Aufheizen des Fluids führt, während ein äußerst günstiger Energiewirkungsgrad erzielt werden kann, da der Stromverbrauch in Abhängigkeit von der Belastung gesteuert wird.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fluid-Heizvorrichtung mit einem Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten als Heizelement und mit Fluid-Durchgangselementen aus Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, die so in Kontakt mit dem Thermistor angeordnet sind, daß im Betrieb das die Durchgangselemente durchströmende Fluid vom Thermistor aufgeheizt wird, und mit einer Zufahrleitung und einer Abgabeleitung für das Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (22) plattenförmig ausgebildet ist mit einer ersten und einer zweiten Hauptheizfläche(22a,22ö_>>an seinen einander gegenüberliegenden Seiten, daß die Fluid-Durchgangselemente (23,24, 70) in an sich bekannter Weise plattenförmige Rohrelemente sind, die mit mehreren Fluid-Durchgängen (53) versehen sind, und daß je ein plattenförmiges Durchgangselement (23,24,70) an einer der Hauptheizflächen (22a bzw. 226; des Thermistors (22) davon elektrisch isoliert anliegend angeordnet und gehaltert ist.

2. Fluid-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente aus einem Mehrfach-Durchgangsrohr (70) aus einem Metall mit günstiger Wärmeleitfähigkeit bestehen, das einen U-förmigen Querschnitt aufweist, um entlang der ersten und zweiten Hauptheizfläche des Thermistors (22) angeordnet zu sein.

3. Fluid-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente aus ersten und zweiten Rohren (90) in Zickzackform gebogen sind und jeweils entlang der ersten und zweiten Hauptheizflr-che des Thermistors (22) angeordnet sind.

4. Flüid-Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid-Ströme durch die Fluid-Durchgänge entlang der ersten und zweiten Hauptheizflächen des Thermistors (22) in einander entgegengesetzten Richtungen verlaufen.

5. Fluid-Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid-Ströme durch die Fluid-Durchgänge entlang der ersten und zweiten Hauptheizflächen des Thermistors (22) in im rechten Winkel einander schneidenden Richtungen verlaufen.

6. Fluid-Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinheit (21) und die Fluid-Durchgangselemente mittels Verbindungselementen zu einer Baueinheit zur Bildung der Fluid-Heizvorrichtung verbunden sind.

7. Fluid-Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus einem Metallhalter (25) zur Aufnahme der Heizeinheit (21) und der Fluid-Durchgangselemente, und einer Feder bestehen, die mit dem Metallhalter (25) zusammenwirkt, um die Heizeinheit (21) und die Fluid-Durehgangselemente zu einer Baueinheit zusammenzufassen.

8. Fluid-Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus einem Metallhalter (72) zur Aufnahme der Heizeinheit (21) und der Fluid-Durchgangselemente, b5 einer Platte (75) und einer Drahtfeder (71) bestehen, die mit dem Metallhalter (72) zusammenwirkt, um die Heizeinheit und die Fluid-Durchgangselemente

zu einer Baueinheit zusammenzufassen.

9. Fluid-Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus einem Metallhalter mit einem Teil (25B) zur Aufnahme der Heizeinheit (21) und der Fluid-Durchgangselemente und mit einem als Blattfeder wirkenden Federteil (26B) bestehen, der mit dem Aufnahmeteil (25B) zusammenwirkt, um die He'izeinheit und die Fluid-Durchgangselemente zu einer Baueinheit zusammenzufassen.

10. Fluid-Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus Metall-Halteelementen mit einem ersten Metallhalter (82) und einem zweiten Metallnalter (84) bestehen, die die Heizeinheit (21) und die Fluid-Durchgangselemente zwischen sich halten und miteinander an einander gegenüberliegenden Kantenteilen (81,83) in Eingriff bringbar sind, um die Heizeinheit (21) und die Fluid-Durchgangselemente zu einer Baueinheit zusammenzufassen.

11. Fiuid-Heizvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Kantenteile (81', 81"; 83', 83") so ausgebildet sind, daß sie über Stifte (85) miteinander in Eingriff stehen.

12. Fluid-Heizvorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente Einstellschrauben (92) aufv/eisen, die durch die Platten, auf denen die Fluid-Durchgangselemente befestigt sind, ragen und mit entsprechenden Muttern (93) zusammenwirken, um die Heizeinheit (21) und die Fluid-Durchgangselemente zu einer Baueinheit zusammenzufassen.

13. Fluid-Heizvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten Ausgleichsplatten (91) sind, die Fluid-Durchgangselemente aus Metallrohren (90) mit günstiger Wärmeleitfähigkeit bestehen und jeweils an mehreren Stellen in Zickzackform gebogen sind, und auf den Ausgleichsplatten (91) befestigt sind.