DE3401935C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch be­ heizten Durchlauferhitzer gemäß dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs.

Ein solches Gerät ist aus dem DE-GM 19 29 112 bekanntgeworden. Hierbei sind die Umlenkkörper Teile des Deckels beziehungsweise des Bodens. Ist ein solcher Kanalkörper demgemäß aus Kunststoff hergestellt, ruhen die thermisch hoch belasteten Wendeln mit ihren Umlenkabschnitten auf den Kunststoffstegen.

Aus der DE-AS 13 01 033 ist ein elektrisch beheizter Durchlaufer­ hitzer bekanntgeworden, bei dem der Querschnitt jedes Wasserka­ nals auf der jeweiligen Länge verändert wird. Die Kanäle erweitern sich, bzw. verengen sich, wobei besonders darauf hinge­ wiesen wird, daß sich jeder Wasserkanal in Durchflußrichtung ko­ nisch verjüngen kann.

Aus dem DE-GM 18 10 419 ist ein elektrisch beheizter Durchlauf­ erhitzer mit einem aus isolierendem Kunststoff hergestellten Grundkörper bekanntgeworden, wobei in eine Bohrung des Grundkör­ pers ein Einsatzkörper eingesetzt ist, der die Umlenkung für die Heizwendel bildet, die scharfkantig ausgebildet ist.

Schließlich zeigt die US-PS 20 26 809 einen elektrisch beheizten Wasserheizer mit zwei in ein Gehäuse eingesetzten Kunststoffroh­ ren, die ihrerseits die Wendeln tragen.

Elektrisch beheizte Durchlauferhitzer gemäß dem DE-GM 19 29 112 weisen einen Kunst­ stoffkanalkörper auf, der aus einem Deckel, einem Mittelteil und einem Boden besteht. Das Mittelteil des Kanalkörpers weist eine Vielzahl parallel zueinander im Abstand angeordneter senkrecht stehender Kanäle auf, von denen einige beheizt sind und einen re­ lativ großen Durchmesser aufweisen, während die anderen unbeheizt sind und als Vor- bzw. Nachlaufstrecken für die von unmit­ telbar mit elektrischem Strom beaufschlagten Drahtwendeln beheiz­ ten Kanalstrecken dienen. Die einzelnen Kanäle liegen in Serie. Sie sind über Ausnehmungen miteinander verbunden, die in den dem Mittelteil zugewandten Seiten des Deckels und Bodenteils ange­ ordnet sind. Bei einer solchen Konstruktion entstehen Quer­ schnittssprünge zwischen der ersten und letzten beheizten Kanal­ strecke und dem Anschluß an das Ende beziehungsweise den Anfang der vorhergehenden Vor- bzw. Nachlaufkanalstrecke sowie im Bereich der Umleitungen.

An solchen Querschnittssprüngen kommt es besonders beim Übergang vom Ende der Vorlaufstrecke auf den ersten beheizten Kanal sowie an den unten im Boden liegenden Umleitungen zwischen beheizten Kanälen zur Bildung unerwünschter Luftblasen, die einen Angriff auf die mit elektrischem Strom beheizten Drahtwendeln bewirken können, wenn sie groß genug sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, Querschnittsübergänge derart zu schaffen, daß solche Luftblasen­ ansammlungen nicht auftreten und bei denen ein minimaler Durch­ flußwiderstand durch den gesamten Kanalkörper gewährleistet ist, wobei thermische Überlastungen an den Umlenkstellen der Heizwen­ deln vermieden werden sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt eine Querschnittsprinzipdarstellung durch einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer.

Der Durchlauferhitzer besteht aus einem in einem Gehäuse angeordneten Kanalkörper, der aus einem Deckel 1, einem Mittelteil 2 und einem Boden 3 bestehen kann. Im Mittel­ teil sind eine Reihe von senkrecht verlaufenden Kanälen im Abstand und parallel zueinander angeordnet, die Kreis­ querschnitt aufweisen und von denen die beiden ersten mit dem Bezugszeichen 4 einen relativ kleinen Querschnitt aufweisen, als Vorschaltwiderstandsstrecke dienen und mit einem Kaltwasser-Einlaßstutzen 5 verbunden sind. Die sich hieran anschließenden Kanäle 6, sechs Stück an der Zahl, sind mit Drahtwendeln 7 versehen und weisen bei Kreisquer­ schnitt einen relativ großen Durchmesser, bezogen auf den Durchmesser der Kanäle 4, auf. Die Drahtwendeln 7 sind an ein elektrisches Drehspannungsnetz über Zuleitungen 8 an­ geschlossen. Die Drahtwendeln 7 enden in einem Abstand 20 vom unteren und oberen Ende des Mittelteils 2 beziehungs­ weise der Umlenkung, so daß jeder Anfang und jedes Ende jedes Kanals 6 unbeheizt ist. In den untenliegenden Um­ lenkungen 13 sind die Drahtwendeln benachbarter beheizter Kanäle 6 durch gestreckte Wendelstücke verbunden, die in Fließrichtung des Wassers verlaufen. Den Heizkanälen 6 sind vier Nachschaltkanäle 9 nachgeschaltet, von denen der letzte mit einem Warmwasser-Auslaßstutzen 10 ver­ bunden ist.

Während das Mittelteil 2 nur die reinen Kanalbohrungen aufweist, sind an den Seiten 11 und 12 des Deckels be­ ziehungsweise des Bodens, die dem Mittelteil zugewandt sind, 180°-Umlenkungen 13, die Zylindermäntel aufweisen, angeordnet, mit denen jeweils zwei Kanäle des Mittel­ teils miteinander verbunden werden. Durch diese Umlen­ kungen 13 sind alle Kanäle in Serie geschaltet. Die Durchströmrichtung in den Kanälen ist mit Pfeilen 14 angegeben.

Während der Boden 3 von keinem einzigen Kanal durchströmt ist, ist der Deckel 1 von zwei Kanälen 15 und 16 durch­ strömt, die von der einen zur anderen Deckelseite reichen und die den Ein- bzw. Auslaßstutzen mit dem er­ sten Kanal 4 bzw. dem letzten Kanal 9 verbin­ den. Somit bildet der in der Zeichnung rechts liegende Kanal 4 den ersten Teil der unbeheizten Kanalstrecke, die am zweiten Kanal 4 oben endet. Da hier der Übergang zwi­ schen dem letzten unbeheizten engen Kanal und dem ersten beheizten im Durchmesser hierzu größeren Kanal 6 kritisch ist, befindet sich am Ende des zweiten Kanals 4 vor der Umlenkung 13 in den ersten beheizten Kanal ein Kegel 17, der einen Kegelwinkel von 9,5° aufweist. Mit Vorteil liegt der Kegelwinkel in einem Bereich von 6° und 13°. Der Kegel erweitert den Durchmesser des vor dem ersten beheizten Kanal unmittelbar liegenden letzten unbeheizten Kanals, von dessen Durchmesser auf den größeren Durchmes­ ser des ersten beheizten Kanals. Der Kegelwinkel ist so gewählt, daß er einerseits nicht zu groß sein darf, weil sonst ein störender Querschnittssprung zur Ansammlung von Luftblasen führt, und er ist so klein gewählt, daß der Widerstand der vorgeschalteten Kanalstrecke für den Ab­ leitstrom aus dem beheizten nachfolgenden Kanal noch groß genug ist. Wesentlich ist, daß sich an den Kegel 17 un­ mittelbar die Umlenkung 13 in den ersten beheizten Kanal anschließt.

Die Umlenkung 13 ist so gehalten, daß sich in ihr der Kanalquerschnitt in seiner Fläche nicht ändert.

Ein ähnlicher Kegel kann am Anfang des ersten unbeheizten Kanals 9 angeordnet sein, der sich an den letzten be­ heizten Kanal 6, in Strömungsrichtung des Wassers jeweils gesehen, anschließt, wobei der Kegel auch auf der ab­ strömseitigen Seite einer Umlenkung 13 liegen kann.

Dadurch ergibt sich ein überraschend guter Querschnittsübergang zwischen den Querschnittssprüngen und zwischen beheizten und unbeheiz­ ten Kanälen. Es konnte beobachtet werden, daß sich keine störenden Luftblasen an den Übergängen bilden, gleichzeitig ergab sich ein überraschend niedriger Durch­ strömwiderstand durch den gesamten Kanalkörper.

In den Stegen 21 zwischen den beheizten Kanälen 6 befin­ den sich auf der dem Boden 3 zugewandten Seite des Mit­ telteils Ausnehmungen, in die Umlenkkörper 22 eingesetzt sind, die Halbzylinderform aufweisen und aus keramischem Material bestehen, deren Zylinderwand der Umlenkung zu­ gewandt ist, während die ebene Fläche des Halbzylinders dem Steg zugewandt ist. Die in diesem Bereich gestreckte Drahtwendel legt sich an die Zylinderwand an und ver­ läuft ausschließlich in Strömungsrichtung. Somit stellt die Drahtwendel im Bereich der Umlenkungen für den Flüssigkeitspfad keine störende Hinterschneidung dar. Im Bereich der im Boden 3 liegenden Umlenkungen ändert sich zwar die Querschnittsform des Flüssigkeits­ pfades, es ändert sich aber nicht die Quer­ schnittsflächengröße. Sämtliche Querschnittsübergänge sind stetig abgerundet. Somit finden sich im Strömungs­ pfad für das aufzuheizende Fluid keinerlei Hinterschnei­ dungen oder störende Kanten, in denen sich insbesondere in den untenliegenden Umlenkungen Gasblasen festsetzen können, so daß die Drahtwendel in diesem Bereich unbeeinflußt bleibt.

Es ist möglich, bei den Umlenkungen des Flüssigkeits­ pfades im Boden 3 und Deckel 1 von der Zylinderform ab­ zuweichen, wenn dann die entsprechenden Stege 21 beziehungsweise die Umlenkkörper eine dazu passende Figurierung aufweisen. Durch das Herausnehmen der Wen­ delanfänge und -enden aus dem Bereich der untenliegenden Umlenkungen 13 ergibt sich eine Unterstützung des hin­ terschneidungsfreien Verlaufs des Flüssigkeitspfades im Bereich der Umlenkungen. Die Drahtwendel 7 kann im Bereich der untenliegenden Umlenkungen 13 entweder durch Zug ge­ streckt werden, oder in diesem Bereich werden gestreckte Elemente gesondert eingesetzt.

Claims (5)

1. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer mit einem aus Kunststoff bestehenden Kanalkörper mit durch Drahtwen­ deln direkt beheizten senkrecht verlaufenden Kanälen, größeren und unbeheizten Kanälen kleineren Durchmes­ sers, die über in einem Deckel und einem Boden einge­ formte Umlenkungen miteinander in Verbindung stehen, wo­ bei die Verbindung beheizter Kanäle über Umlenkkörper erfolgt und die Drahtwendel im beheizten Kanal im Abstand von einer Umlenkung endet, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (22), auf dem die Drahtwendel (7) aufliegt, als gesonderter abgerundeter keramischer Körper ausgebildet ist und in den Kanalsteg (21) zwischen zwei beheizten Kanälen (6) eingesetzt ist und daß vor der Umlenkung (13) in den ersten der beheizten Kanäle (6) ein sich in Strömungsrichtung des Wassers erweiternder Kegel (17) angeordnet ist.

2. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des Kegels (17) zwischen 6° und 13° liegt und daß die Umlenkungen (13) im Deckel (1) als 180°-Umlenkung ausgebildet sind.

3. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel 9,5° be­ trägt.

4. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwendel (7), in Strömungsrichtung verlaufend, über den Umlenkkörper (22) gelegt ist.

5. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (22) Halb­ zylinderform aufweist und daß der Zylindermantel dem Boden (3) zugewendet ist.