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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Heizkörper für einen Sterilisierkessel,
der an der Außenwand des liegend angeordneten Sterilisierkessels angeordnet ist
und seine Heizleistung durch die Kesselwand in das Kesselinnere überträgt.
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In bekannten Sterilisierkesseln dieser Art wird eine Sterilisierflüssigkeit,
vorzugsweise Wasser, verdampft, und der entstehende Flüssigkeitsdampf sterilisiert
die in dem Sterilisierkessel angeordneten Gegenstände, beispielsweise chirurgische
Instrumente. Es ist zu diesem Zweck bekannt, derartige Heizkessel, die vorzugsweise
eine kreiszylindrische Form aufweisen, mit einem sogenannten Ringheizkörper zu umgeben,
durch den die zum Verdampfen der Flüssigkeit benötigte Wärme längs der gesamten
Mantelfläche in das Kesselinnere eingeführt wird.
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Es hat sich bei diesen bekannten Ringheizkörpern jedoch herausgestellt,
daß hier Überhitzungen auftreten können, da die Flüssigkeit in dem Kessel selbst
in der Regel nur im unteren Bereich an der Innenwand ansteht, im oberen Bereich
dagegen nur die Gasphase. Durch die Ringheizung, die den gesamten Kessel gleichmäßig
umgibt, wird aber die Heizwärme über den gesamten Umfang gleichmäßig in das Innere
eingeleitet, so daß in dem an die Gasphase angrenzenden Teil eine zu starke Erwärmung
eintreten kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Heizkörper für Sterilisierkessel
derart zu verbessern, daß lokale Erhitzungen vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Heizkörper der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Heizkörper einen Übertragungsblock aus
gut wärmeleitendem Material umfaßt, in dem Heizelemente angeordnet sind, und daß
der Übertragungsblock mit einer flächig an der Kesselwand anliegenden Kontaktfläche
versehen ist, die sich an der tiefsten Stelle des Kessels befindet und sich in Umfangsrichtung
des Kessels über einen geringen Umfangsbereich, in Längsrichtung jedoch zumindest
über den wesentlichen Teil der Kesselgesamtlänge erstreckt.
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Durch diese Ausbildung des Heizkörpers mit einem Übertragungsblock,
der selbst die in Heizelementen erzeugte Wärme gleichmäßig an den Kessel überträgt,
und durch die speziellen Abmessungen dieses Übertragungsblocks, der mit seiner Kontaktfläche
an der tiefsten Stelle des Kessels über einen geringen Umfangsbereich und im wesentlichen
über die gesamte Länge am Kessel anliegt, wird sichergestellt, daß Wärme nur in
dem Bereich in den Kessel eingeleitet wird, in dem die Wärme unmittelbar in die
im tiefsten Bereich des Kessels anstehende Flüssigkeit eingeleitet wird, nicht dagegen
in die Gasphase. Damit können Überhitzungen nicht eintreten, da die Temperaturerhöhung
im Kessel ausschließlich über die Flüssigkeit und deren Verdampfung erfolgt.
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Günstig ist es, wenn der Übertragungsblock parallel zur Längsrichtung
des Kessels verlaufende Aufnahmebohrungen für Heizpatronen aufweist. Der Übertragungsblock
kann beispielsweise aus Aluminium bestehen.
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Es ist günstig, wenn zur Regelung der Heizungsleistung ein Temperaturfühler
in eine Sacklochbohrung des Übertragungsblockes eingesetzt ist. Da der Übertragungsblock
die von den Heizelementen abgegebene Heizleistung gleichmäßig an den Kessel überträgt,
kann die Messung der Temperatur im Übertragungsblock selbst Aufschluß über die Temperatur
im Kesselinneren geben, und damit über den Leistungsbedarf. Es läßt sich mittels
dieses Temperaturfühlers der Heizkörper so regeln, daß im Inneren des Sterilisierkessels
eine gewünschte Temperatur eingehalten wird.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Übertragungsblock
in der Kontaktfläche in deren Mitte eine Ausnehmung aufweist, in der ein gegen die
Außenwand des Kessels gedrückter Temperaturfühler im Abstand zu dem Übertragungsblock
angeordnet ist, der beim Überschreiten einer Grenztemperatur die Heizelemente abschaltet.
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Die Anordnung des Temperaturfühlers in einer speziellen Ausnehmung
im Übertragungsblock stellt sicher, daß der Temperaturfühler durch die Temperatur
im Übertragungsblock im wesentlichen nicht beeinflußt wird, sondern tatsächlich
die Wandtemperatur des Sterilisierkessels mißt. Sobald die Flüssigkeit im Kessel
vollständig
verdampft ist, wird diese Wandtemperatur plötzlich ansteigen, so daß durch die Abschaltung
der Heizkörper sichergestellt ist, daß am Ende des Sterilisiervorganges eine Überhitzung
durch Andauern der Heizung vermieden werden kann. Dabei ist die Anordnung des Temperaturfühlers
in der Mitte der Kontaktfläche vorteilhaft, da der mittlere Bereich des Sterilisierkessels
auch bei Neigung des Kessels in unterschiedlichen Richtungen relativ lange von der
Flüssigkeit bedeckt bleibt, d.h. die bei Neigung auftretenden Fehler können gering
gehalten werden.
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Es ist dabei vorteilhaft, wenn der Temperaturfühler durch eine sich
am Übertragungsblock abstützende Feder elastisch gegen die Außenwand des Kessels
gedrückt wird. Diese Feder kann eine die Ausnehmung überbrükkende Biegefeder sein,
an der der Temperaturfühler gehalten ist.
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Günstig ist es, wenn die Ausnehmung mit einer den Übertragungsblock
durchsetzenden Kabelbohrung verbunden ist, durch die die zum Temperaturfühler führenden
Kabel hindurchlaufen.
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Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1: Eine Draufsicht auf einen Heizkörper mit mittigem Temperaturfühler; Fig.
2: Eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Fig. 1 und Fig. 3: Eine Ansicht des Heizkörpers
in Richtung A in Fig. 1.
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In der Zeichnung ist lediglich ein Heizkörper dargestellt, nicht
dagegen der Sterilisierkessel, zu dessen Aufheizung der Heizkörper verwendet wird.
Dieser Sterilisierkessel ist in der Regel ein kreiszylindrischer, liegend angeordneter
Kessel, bei dem also die Zylinderlängsachse horizontal angeordnet ist. Dieser Kessel
weist eine Mantelfläche auf, die an beiden Seiten durch senkrechte Stirnwände verschlossen
ist.
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Der für einen solchen Sterilisierbehälter geeignete, in der Zeichnung
dargestellte Heizkörper umfaßt einen im wesentlichen quaderförmigen Übertragungsblock
1 aus Aluminium, dessen an der Mantelfläche des Sterilisierkessels anlegbare Kontaktfläche
2 konkav ausgebildet ist und in ihrer Kontur genau an die Außenkontur der Mantelfläche
des Sterilisierbehälters angepaßt ist, d.h.
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im Querschnitt verläuft diese Kontaktfläche kreisbogenförmig (Fig.
3).
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Im Inneren des Übertragungsblockes 1 sind zwei parallel zur Längsachse
des Sterilisierbehälters verlaufende Längsbohrungen 3 vorgesehen, in die in der
Zeichnung nicht dargestellte, elektrische Heizpatronen eingeschoben sind, die mit
ihren Außenflächen an der Innenfläche der Längsbohrung 3 anliegen. Die Heizpatronen
können durch die Längsbohrungen 3 teilweise überdeckende Unterlagscheiben 4 in den
Längsbohrungen 3 festgelegt werden, die durch in die Seitenwände 5 und 6 eingedrehte
Halteschrauben 7 gegen den Übertragungsblock 1 gepreßt sind.
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Die Kontaktfläche 2 weist eine mittige Ausnehmung 8 auf, an die sich
eine senkrecht zur Kontaktfläche 2 verlaufende Bohrung 9 anschließt. Die Ausnehmung
8 wird von einer am Übertragungsblock 1 befestigten zungenförmigen Biegefeder 10
überspannt, die einseitig am Übertragungsblock 1 festgelegt ist und über der Mitte
der Ausnehmung 8 einen Temperaturfühler 11 trägt.
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Dieser ragt geringfügig über die Kontaktfläche 2 hervor, wie dies
aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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Der Temperaturfühler 11 ist mit zwei Anschlußdräh-
ten 12 bzw. 13
verbunden, die beide durch die Bohrung 9 aus dem Übertragungsblock 1 herausgeführt
sind (Fig. 3).
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Gegen die Seitenwand 5 ist zwischen den beiden Längsbohrungen 3 ein
weiterer Temperaturfühler 14 angepreßt, der dadurch in gut wärmeleitendem Kontakt
mit dem Übertragungsblock 1 steht. Dieser Temperaturfühler ist mit Anschlußdrähten
15 und 16 versehen.
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Ein weiterer Temperaturfühler 17 kann in eine seitliche Gewindebohrung
im Übertragungsblock eingeschraubt sein.
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Im Betrieb wird der dargestellte Übertragungsblock mit der Kontaktfläche
2 fest gegen die zylindrische Mantelfläche des Sterilisierkessels angedrückt, und
zwar an der tiefsten Stelle des Sterilisierkessels. Die Abmessungen des Übertragungsblockes
sind dabei so gewählt, daß er sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Sterilisierkessels
erstreckt, in Umfangsrichtung aber eine möglichst geringe Ausdehnung hat, beispielsweise
über einen Winkelbereich von 30° oder weniger.
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Die von den Heizpatronen erzeugte Wärme heizt zunächst den Übertragungsblock
auf, wobei sich dabei aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit desselben eine sehr
gleichmäßige Temperaturverteilung über den gesamten Querschnitt der Kontaktfläche
2 ergibt. Über die Kontaktfläche 2 wird Wärme durch die Außenwand des Sterilisierkessels
in das Kesselinnere übertragen, wobei diese Wärme praktisch vollständig der Flüssigkeit
im Inneren zugeführt wird, die den unteren Bereich des Sterilisierkessels bedeckt.
Es ist dadurch sichergestellt, daß beim Aufheizen der Flüssigkeit die gesamte im
Heizkörper erzeugte Wärme in die Flüssigkeit eingeleitet wird, nicht dagegen in
die Dampfphase.
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Die Temperatur des Heizkörpers und damit die Temperatur im Inneren
des Sterilisierkessels kann mittels des Temperaturfühlers 14, gegebenenfalls auch
mittels des Temperaturfühlers 17 mittels einer ansich bekannten Regelschaltung geregelt
werden.
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Beim Andrücken des Übertragungsblockes 1 an den Sterilisierkessel
wird der Temperaturfühler 11 von der Außenwand des Sterilisierkessels federnd in
das Innere der Ausnehmung 8 hineingedrückt, so daß durch die Biegefeder 10 sichergestellt
ist, daß der Temperaturfühler 11 immer kräftig gegen die Außenwand des Sterilisierkessels
gedrückt wird und damit einen guten Wärmekontakt zur Mantelfläche des Sterilisierkessels
aufweist. Die Kontaktstelle liegt dabei an der tiefsten Stelle des Sterilisierkessels
und in Längsrichtung in dessen Mitte. Dadurch ist sichergestellt, daß der Temperaturfühler
die Temperatur immer in einem Bereich der Kesselwand mißt, die möglichst lang von
Flüssigkeit bedeckt ist, auch wenn der Kessel nicht genau horizontal stehen sollte.
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Der Temperaturfühler 11 ist mit einer Abschaltung für die Heizung
verbunden, sobald der Temperaturfühler eine bestimmte Temperatur überschreitet,
wird die Heizung abgeschaltet. Das ist dann der Fall, wenn die gesamte Flüssigkeit
im Anlagebereich des Temperaturfühlers 11 verdampft ist, wenn also der Sterilisiervorgang
beendet ist. Dadurch wird sichergestellt, daß nach dem Verdampfen der Flüssigkeit
im Sterilisierkessel keine unerwünschte Überhitzung durch weitere Beheizung des
Sterilisierkessels auftreten kann.
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Die Verwendung des beschriebenen Heizkörpers hat den großen Vorteil,
daß alle Funktionsteile in einer Baueinheit vereinigt sind, die außen am Sterilisierkessel
angeordnet werden kann. Eine solche Anordnung ist auch
nachträglich
bei bereits vorhandenen Sterilisierkesseln möglich, ohne daß irgendwelche baulichen
Veränderungen vorgenommen werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen,
daß im Inneren des Sterilisierkesseis keinerlei Funktionsteile notwendig sind, also
insbesondere auch keine Temperaturmeßeinrichtungen. Dadurch werden bei bekannten
Geräten immer wieder auftretende Korrosionserscheinungen durch im Inneren des Sterilisiergerätes
angeordnete Meßinstrumente vermieden.
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Die Beheizung der Flüssigkeit im Sterilisierkessel erfolgt in einem
in Umfangsrichtung gesehen sehr engen Bereich, so daß die Heizenergie ausschließlich
der Flüssigkeit im Sterilisierkessel zugeführt wird, so daß klar reproduzierbare
und eindeutige Heizverhältnisse gewährleistet werden.
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