DE3506215A1

DE3506215A1 - Wassererhitzer mit elektroheizeinsatz

Info

Publication number: DE3506215A1
Application number: DE19853506215
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Ing. 6336 Solms Groß
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1985-09-12

Description

Wassererhitzer mit Elektroheizeinsatz
Wassererhitzer, wie z.fl0 Warmwasserspeicher, Durchlauferhitzer, Haushaltsgeräte, chemisch-technische Apparate u.a.
die mit Elektroheizeinsätzen beheizt werden, sind je nach Wasserhärte durch Kalkablagerungen auf den Heizstäben infolge Überhitzung gefährdete Es sind Vorschläge bekannt, durch Ausnutzung des elektrolytischen; Dissoziationseffektes die Ablagerung der Härtebildner am Eletrohsizstab zu verhindern: Durch Anlegung einer Gleichspannung zwischen Heizstab und Behälterwandung - wobei das Hüllrohr des Heizstabes als Anode und die Behälterwandung als Kathode geschaltet ist - werden die Ionen der Härtebildner bevorzugt an der Behälterwand abgelagert. Zur Verhinderung von Abtragsverlusten muß das Hüllrohr des Elektroheizeinsatzes dabei aus einem anodisch passivierbarem Material bestehen, wie z.B. Titan, Tantal oder Niob. Das Hüllrohr muß auf der Außenfläche zusätzlich zur Gewährleistung eines ausreichenden Stromüberganges mit einer dünnen Edelmetall schicht aus der Platinreihe überzogen sein.
Der Stromübergang an einer platinfreien Oberfläche ist infolge der Isolierwirkung der Titanschutzschicht unzureichend, so daß normalerweise solche Oberflächen trotz angelegter Cleichspannung verkalken. Werden aber platinierte und nicht platinierte Flächen gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Heizstabes verteilt, so kann man den nachstehend beschriebenen elektro-chemischen Effekt für den Kalkschutz der nicht platinierten Flächen ausnutzen: An der Anode d.h. am Elektroheirstab entsteht aus den hier abgeschiedenen Hydrogenkarbonat-Ioneni Kohlensäure. Letztere löst eine an den platinfreien Stellen sich bildende Calzium- bzw. Magnesiumkarbonat-Schicht sofort wieder auf. Bei einem Flächenverhältnis von Titanfläche zu Platinfläche von 1:1 bis 2:1 ist dieser Effekt voll wirksam, wobei der Abstand der platinierten Flächen ca 1-2 cm betragen kann.
Bei dieser Gestaltung der Heizstab-Oberfläche wird durch Einsparung von Platinmetall eine erheblich kostengünstigere Herstellung der kalkgeschützten Elektroheizeinsätze erreicht.
Die platinfreien Flächen können durch Aufwickeln von Abdeckbändern spiralförmig oder ringförmig beim Aufbringen der Platinschicht erhalten werden, ebenso durch Kunstharzauftrag oder Abdeckmasken.
Es kann sich ferner als zweckmäßig erweisen, eine zusätzliche kathodische Fläche mantelförmig um den Heizstab herum anzuordnen. Als Blechmantei z.B. kann die Fläche geschlossen oder segmentförmig ausgeführt sein. Sie kann aber auch aus einem metalldrahtnetz, aus MetaLlstäben, oder aus einem gelochten Streckmetallgitter bestehen.
Nähere Einzelheiten sind der beigefügten Zeichnung zu entnehmen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt.
Es zeigt: Fig. 1 : Einen Längsschnitt Fig. 2 : Einen Querschnitt durch einen Wassererhitzer Fig. 3 : Ein vergrößertes Teilstück des Elektroheizeinsatzes.
Innerhalb des Wassererhitzers 1 ist ein Elektroheizeinsatz 2 angeordnet, der bei 3 in der Behälterwandung bzwe in einem Deckel oder in einem Verschraubungskopf elektrisch isoliert gelagert ist. Die elektrische Energie zur Beheizung, vorzugsweise Wechselstrom, wird bei 4 zugeführt. Die Kalkablagerung an dem Elektroheizeinsatz wird wie folgt in bekannter Weise durch eine Gleichstromspannung verhindert: Eine Gleichstromquelle 5 ist bei 6 mit dem Pluspol an das Hüllrohr des Elektroheizeinsatzes und bei 7 mit dem minuspol an die Behälterwand angeschlossen, Durch diese anodische Schaltung des Heizstabes wird die Ablagerung der Ionen der Härtebildner am Heizstab und damit die Kalkschichtbildung verhindert.
In Fig. 1 und 2 ist eine gegenüber der Behälterwand 1 zusätzliche Kathodenfläche 8 dargestellt, an der gezielt Kalk abgelagert wirde Sie ist besonders bei Speichern mit Innenemaillierung odær Kunststoffbeschichtung erforderlich.
Die Kathoden fläche umhüllt ja nach Behälterausführung den Elektroheizstab 2 ganz oder teilweise und ist über die Leitung. 9 mit der Behälterwandung elektrisch leitend verbunden.
An dieser zusätzlichen Kathoden fläche kann sich, unabhängig von der geometrischen Form und Oberflächenbeschichtung der Behälterwandung der Kalkbildner absetzen.
Die Kathodenfläche 8 besteht aus einem Metallteil, Als material hierfür kann r.B. normales oder verzinktes Eisen verwendet werden. Die Ausführungsform wurde vorstehend bereits beschrieben, Diese zusätzlichen Kathodenflächen können ferner aus 8i-Xetall-Blechstücken bestehen. Bei Bi-metallblechen sind 2 Zetallbleche von verschiedenem thermischem Ausdehnungskoeffizienten zusammengewalzt. Durch den Biegungseffekt unter Temperaturwechsel platzen anhaftende Kalkschichten leicht ab.
Fig. 3 zeigt ein vergrößertes Teilstück des beispielsweise haarnadelförmigen Elektroheizeinsatzes. Die doppelschraffierr ten Flächen 10 - 12 stellen die platinierten Flächenstücke dar: 10 z.B. eine spiralförmige, 11 eine ringförmige Flächenanordnung. Bei 12 ist eine rasterförmige Ausführung gezeichnete Die zwischen den schraffierten Stellen liegenden Flächenteile des Heizstabes sind platinfrei.

Claims

Patentansprüche 1) Elektrisch beheizter Wassererhitzer mit einem Elektroheizeinsatz, dessen Hüllrohr aus einem anodisch passivierbarem material besteht und mit einem Edelmetall aus der Platinreihe beschichtet ist, dadurch gekennzeichnot, daß die Edelmetallschicht zur Ausbildung von beschichtungsfreien Stellen in beliebigen geometrischen mustern auf dem Hüllrohr des Heizstabes aufgetragen ist.
2) Wasererhitzer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Elektroheizeinsatz zusätzlich mit einer Kathodenfläche innerhalb des Wasserbehälters ganz oder teilweise umhüllt ist.
3) Wassererhitzer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kathodenfläche aus einem Bimetall besteht.