DE8428975U1

DE8428975U1 - Heißwasser-Durchlauferhitzer

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Publication number: DE8428975U1
Application number: DE8428975U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1985-12-19

Description

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U Heißwasser-Purcnlauferhitzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heißwassser-Durchlauferhitzer mit einem einen wasserdurchströmten Kanal aufweisenden Gehäuse, bei welchem in einem Teilstück dieses Kanals ein eine von elektrischem Strom durchflossene Heizspirale enthaltendes Isolierrohr angeordnet ist.

Bei den bekannten Geräten der in Betracht kommenden Art, beispielsweise einem Gerät nach dem DE-Gbm 79 16 786, erfolgt die Einschaltung des Heizstroms der Heizspirale mit Hilfe einer Wasserdruck-beaufschlagbaren, unter dem Wasserdruck verformbaren Membran und eines von dieser gesteuerten Schaltelements» Bei derartigen HeiQwasser-Durchlauferhitzern wird der Heizstrom der Heizspirale aber auch dann eingeschaltet, wenn sich im Wasserstrom Gas- bzw. Luftblasen befinden, und die Heizspirale nicht oder nicht vollständig im Wasserstrom liegt. Dies führt zu einer sehr raschen Überhitzung und zu einer Zerstörung der Heizspirale. Das Entstehen derartiger Gas- bzw. Luftblasen beruht in erster Linie auf dem Absperren von Wasserleitungssträngen| •aus Anlaß von Montage- bzw. Reparaturarbeiten ,am Wasserleitungssystem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heißwasser-Durchlauferhitzer der in Betracht kommenden Art in der Weise zu verbessern und auszubilden, daß selbst im Falle des Auftretens von Gas- oder Luftblasen innerhalb des Leitungssystems eine Zerstörung der stfomdufchfldssenen Heizspirale vermieden und damit ein zuverlässiger Betrieb des betreffenden Geräts über einen langen Zeitraum hinweg gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

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Hilfe dieser Sichnrurigseinrichtung wird die Leitfähigkeit des das Gerät durchströmenden Wassers gemessen und in Abhängigkeit Von dem Heßwert der Heizstrom der Heizspirale nur dann eingeschaltet, wenn diese vollständig und ständig im Wasserstrom liegt.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäG ausgebildeten Heißwasser-Durchlauferhitzers gehen aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung eines in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Heißwasser-Durchlauferhitzers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des elektrischen Steuerkreises der Wassermangel-Sicherungseinrichtung, und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Teilstück des Gehäuses in demjenigen Bereich, wo sich die Elektroden des Fühlers der Wassermangel-Sicherungseinrichtung befinden.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Heißwasser-Durchlauferhitzer weist in an sich bekannter Weise ein Gehäuse 11 auf, in welchem ein wasserdurchströmter Kanal 12 angeordnet ist. In einem Teilstück 13 dieses Kanals 12 befindet sich ein Isolierrohr 14, in welchem eine Heizspirale 15 angeordnet ist. Beim Durchströmen des Isolierr.ohrs 14 wird das Wasser von der stromdurchflossenen Heizspirale 15 unmittelbar erwärmt bzw. erhitzt.

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Am Au-strittsende des Isolierrohrs IA befindet sich in der Nähe der Heizspirale 15 die eine Elektrode 16 des Fühlers 17 der Wassermangel^Sicherungseinrichtung 18 (Fig. 2), mit welcher die Leitfähigkeit des zwischen der Elektrode 16 und der von der Heizspirale 15 gebildeten zweiten Elektrode des Fühlers 17 befindlichen Mediums bestimmt werden kann. Aufgrund der Tatsache, daß das Leitungswasser eine bestimmte Leitfähigkeit besitzt und die Leitfähigkeit von Gas bzw. Luft praktisch Null ist, kann die Leitfähigkeit der Medien zwischen den Elektroden 15 und 16 in sehr einfacher Weise als Kriterium für die Ein- bzw. Abschaltung des Heizstroms der Heizspirale 15 benutzt werden.

Dies geschieht mit Hilfe des in Fig. 2 schematisch dargestellten Steuerkreises der Wassermangel-Sicherungseinrichtung 18, dessen schaltungsmäßiger Aufbau in Fig. 2 dargestellt ist. Die einzelnen Elemente dieses Steuerkreises sind auf einer mit vorgegebenen Leiterbahnen versehenen Platine befestigt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Steuerkreis der Wassermangel-Sicherungseinrichtung 18 vier Anschlußkontakte 21, 22, 23 und 24 auf. Die AnschluQkontakte 21 und 22 sind unmittelbar mit den beiden Netzklemmen 25 und 26 verbunden. Die Netzklemme 25 ist vorzugsweise mit dem spannungsführenden Leiter und die Netzklemme 26 mit dem nicht spannungsführenden Leiter verbunden., Der Kontakt 23 des Steuerkreises ist mit dem einen Ende der Heizspirale 15 verbunden, deren anderes Ende an die nicht spannungsführende Netzklemme 26 geführt ist. Der Anschlußkontakt 24 ist schließlich über einen Leiter 27 mit der Elektrode 16 des Fühlers 17 verbunden.

Die für den Betrieb erforderliche Betriebsgleichspannung liefert ein Stromversorgungsteil 28, welches einen Transformator Tl aufweist, der eingangsseitig mit den Anschlußkontakten 21 und

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Verbunden ist. Dieser Transformator Tl ist ausgangaseitig mit einem Vierweggleichrichter Gl verbunden» dessen Gleichspannung über eine Diode Dl einem Ladekondensätor Gl zugeführt wird« Im Hinblick auf eine Stabilisierung gegenüber Netzspannungsschwankungen wird die an dem Ladekondensator Cl liegende Spannung über einen Spannungsregler Ul einem weiteren Ladekondensator C2 zugeführt, an welchem eine auf 12 Volt stabilisierte Betriebsgleichspannung abnehmbar ist.

Die Elektrode 16 des Fühlers 17 ist über den Anschlußkontakt 24 mit dem mittleren Verbindungspunkt eines aus den Widerständen Rl und R3 bestehenden Spannungsteilers verbunden, welcher über die Anschlußkontakte 21 und 22 an die an den Netzklemmen 25 und 26 anliegende Netzspannung angelegt ist. Parallel zu dein Widerstand R3 liegt dabei ein imaginärer Widerstand, welcher durch die Leitfähigkeit des Mediums zwischen der Elektrode 16 und der Heizspirale 15 zustande kommt. Die an dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen Rl und R3 anliegende Wechselspannung wird über einen Widerstand R4 einem ersten Spannungskomparator U2 zugeführt, welcher mit der an dem Ladekondensator C2 anliegenden Spannung gespeist wird. Dieser erste Spannungskomparator U2 ist ausgangsseitig über einen Widerstand R5 mit dem mittleren Verbindungspunkt eines aus einem Widerstand R6 und einem Kondensator C3 bestehenden RC-Gliedes verbunden, welches mit seinen äußeren Kontakten die an dem Ladekondensator C2 anliegende Betriebsspannung erhält. Die Schaltelemente R5, R6 und C3 sind dabei derart dimensioniert, daß im Anschluß an das Ansprechen des ersten Spannungskomparätörs U2 eine Einschaltverzögerung von bestimmter Dauer, beispielsweise etwa 0,5 see, zustande kommt. Die an dem mittleren Verbindungspunkt des RC-Gliedes R6, C3 anliegende Spannung wird einem zweiten Spannungskomparator U3 zugeführt, welchem die an dem Speisekondensator C2 anliegende Betriebsspannung zugeführt wird.

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Der Vierweggleichrichter Gl des Stromversorgungsteils 28 ist
ausgangsseitig zusätzlich über einen Widerstand R2 und eine
parallel dazu geschaltete Leuchtdiode D2 mit den Wicklungen
der beiden Relais Kl und K2 verbunden, welche mit ihren
zweiten Anschlußkontakten über einen Leiter 29 mit dem
zweiten Spannungskomparator U3 verbunden sind. Der Spannungsku.nparator U3 ist derart aufgebaut, daß bei seinem Ansprechen eine niederohmige Verbindung des zu den Wicklungen der Relais Kl, K2 führenden Leiters 29 mit dem an dem Anschlußkantakt 22 angeschlossenen, im wesentlichen Erdpotential aufweisenden
Leiters zustande kommt, so daß auf diese Weise die beiden
Relais Kl und K2 zum Ansprechen gebracht werden.

Parallel zu den Wicklungen der beiden Relais Kl und K2 ist
zusätzlich eine Freilaufdiode D3 vorgesehen, mit welcher eine Unterdrückung der beim Abschalten der Relaiswicklungen sich
ergebenden Spannungsspitzen erfolgt. Die beiden Relais Kl und K2 sind mit zwei parallel zueinander angeordneten Arbeitskontakten kl und k2 versehen, mittels welcher die Heizspirale 15 an die Netzklemmen 25 und 26 angelegt wird, so daß dann
die Heizspirale 15 von einem Heizstrom durchflossen wird.

Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung ist
wie folgt: Wenn der Heißwasser-Durchlauferhitzer in Betrieb
genommen wird, was beispielsweise durch Öffnen eines Absperrorgans geschieht, durchströmt Wasser den Kanal 12 in dem
Durchlauferhitzer. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Druckschalters werden zwei Kontakte geschlossen, wodurch die Netzspannung an den Netzklemmen 25 und 26 anliegt. Diese Netzspannung wird dann mit Hilfe der aus den Elementen Tl, Gl, Dl, Cl, Ul und C2 bestehenden Stromversorgung 28 in eine netzstabi lisierte Gleichspannung von etwa 12 Volt umgesetzt, welche an dem Lädeköndensätor C2 zur Speisung der beiden Spannungskomparatoren U2 und U3 sowie des RC-Gliedes R6, C3 zur Ver-

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fügung steht. Darüber hinaus steht die am Ausgang des Vierweggleichrichters Gl auftretende Gleichspannung zur Speisung der Wicklungen der beiden Relais Kl und K2 zur Verfügung.

Die an den Netzklemmen 25 und 26 anliegende Netzspannung wird ebenfalls über die Anschlußkontakte 21 und 22 dem aus den | beiden Widerständen Rl und R3 bestehenden Spannungsteiler | zugeführt. Die Werte der Widerstände Rl und R3 dieses Spannungsteilers sind dabei derart gewählt, daß bei Vorhandensein einer Gas- bzw. Luftblase im Bereich zwischen der Elektrode 16 und der Heizspirale 15 des Fühlersl7, d.h. bei Vorhandensein eines im wesentlichen unendlichen Widerstands zwischen den beiden Elektroden 15 und 16 die am gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände Rl, R3 sich ergebende Wechselspannung derart hoch ist, daß über den Widerstand R4 eine Aktivierung des ersten Spannungskomparators U2 nicht zustande kommt. Wenn jedoch zwischen der Elektrode 16 und der Heizspirale 15 keine Luftblase vorhanden ist, d.h. der zwischen diesen befindliche Raum mit Wasser gefüllt ist, ergibt sich aufgrund der Leitfähigkeit des Wassers ein bestimmter, relativ niedriger Widerstandswert, wodurch die am Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen Rl und R3 anliegende Wechselspannung absinkt und über den Widerstand R4 eine Aktivierung des ersten Spannungskomparators U2 erfolgt .

Die dem zweiten Komparator U3 zugeführte Steuerspannung wird durch die Werte des Widerstandes R6 und des Kondensators C3 des RC-Gliedes R6, C3 festgelegt und besitzt somit nach dem Einschalten einen hohen Spannungswert. Nach dem Ansprechen des ersten Spannungskomparators U2 ergibt sich jedoch innerhalb desselben eine niederohmige Verbindung zwischen seinem Ausgang und der mit dem AnsGhlußkontakt 22 verbundenen, auf

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Erdpotential liegenden Leitung, so daß auf diese Weise eine Entladung des Kondensators C3 über den Widerstand R5 zustande kommt. Dies wiederum führt dazu, daß die am Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen R5 und R6 anliegende Spannung mit einer durch die Kapazität des Kondensators C3 festgelegten zeitlichen Verzögerung derart absinkt, daß der zweite Spannungskomparator U3 mit einer zeitlichen Verzögerung von etwa 0,5 see nach dem Ansprechen •dess ersten Komparators U2 ebenfalls zum Ansprechen gelangt. Aufgrund dieser zeitlichen Verzögerung kann sichergestellt werden, daß die Strömungsverhältnisse innerhalb des Isolierrohres 14 im Anschluß an die Eliminierung eventuell vorhandener Gas- oder Luftblasen sich so weit stabilisieren konnten, daß mit dem Auftreten weiterer Gas- oder Luftblasen nicht zu rechnen ist.

Durch das' Ansprechen des zweiten Spannungskomparators U3 wird zwischen seinem Ausgang und der mit dem Anschlußkontakt 22 verbundenen, im wesentlichen auf Erdpotential liegenden Leitung eine niederohmige Verbindung hergestellt, so d.^ß von dem Vierweggleichrichter Gl über den Widerstand R2 und die parallel geschaltete Leuchtdiode D2 ί-owie die parallel geschalteten Wicklungen der beiden Relais Kl und K2 ein Stromfluß in Richtung der mit dem Anschlußkontakt 22 verbundenen geerdeten Leitung zustande kommt. Die beiden Relais Kl und K2 gelangen somit zum Ansprechen, wodurch die Arbeitskontakte kl und k2 geschlossen werden. Auf diese Weise wird der von der Netzklemme 25, den Anschlußkontakt 21, die beiden Arbeitskontakte kl und k2, den Anschlußkontakt 23, die Heizspirale 15 und die Netzklemme 26 gebildete Stromkreis geschlossen, so daß die Heizspirale 15 das das Isolierrohr 14 durchströmende Wasser erhitzt. Durch das gleichzeitige Aufleuchten der Leuchtdiode D2 wird die Aktivierung der beiden Relais Kl und K2 und damit der Betrieb des Durchlauferhitzers angezeigt«

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; Befinden sich während des Betriebs des Geräts Gas- bzw. Luftblasen in dem Isolierrohr 14, so wird mit Hilfe der Fühlerelektrode 16 und des Steuerkreises der Wassermangel-Sicherungseinrichtung 18 der der Heizspirale 15 zugeführte Heizstrom sofort unterbrochen, weil sich der Widerstandswert des Mediums zwischen der Fühlerelektrode 16 und der Heizspirale 15 ändert. Der Anstieg der am Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen Rl und R3 anliegenden Spannung bewirkt über den Widerstand R4 eine Entaktivierung des Sp?nnungskomparators Ü2, was iurch Spannungsanstieg an dem Vtrbindungs-

; punkt der Elemente RC und C3 eine entsprechende Entaktivierung

< des zweiten Spannungskomparators U3 hervorruft. Durch die sich

ergebende hochohmige Verbindung in bezug auf die mit dem An- ; schlußkontakt 22 verbundene geerdete Leitung werden die beiden

Relais Kl und K2 entaktiviert, was ein Öffnen der entsprechenden Arbeitskontakte kl und k2 und damit eine Unterbrechung des Stromkreises der Heizspirale 15 zur Folge hat. Ein erneutes Einschalten der Heizspirale 15 kann in der Folge nur dann

erfolgen, wenn in dem Isolierrohr 14 wieder stabile Strömungs- ; Verhältnisse herrschen.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Elektrode 16 in unmittelbarer Nähe der Heizspirale 15 bzw. deren Anschlußdrähten angeordnet, und zwar so weit von dieser entfernt, daß eine Berührung unmöglich ist; andererseits aber wiederum so nah, daß zwischen dem in den Strömungskanal 12 ragenden, am vorderen Ernie der Kontaktschraube 31 befindlichen Elektrodenstift 32 und der Heizspirale 15 ein elektrischer Widerstand gewünschter Größe vorhanden ist.

Wenn vorgeschlagen wird, zwei parallel geschaltete Relais Kl und K2 vorzusehen, so geschieht dies aus Gründen größerer Sicherheit. Selbstverständlich ist die Anordnung auch nur ' eines einzelnen Relais ausreichend, um das angestrebte Ziel

zu erreichen.

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Zusammenfassend ergibt sich somit, daß mit Hilfe der gemäß der Erfindung Vorgesehenen Wassermangel-Sicherungseinrichtung ein sehr wirksamer Schutz gegen eine Zerstörung der Heizspirale des Heißwasser-Durchlauferhitzers erreicht werden kann* weil immer dann, wenn im Bereich der Heizspirale 15 Gas- bzw. Luftblasen auftreten, eine sofortige Unterbrechüng der Stromzufuhr zu der Heizspirale 15 erfolgt.

Claims

Ansprüche

1. Heißwasser-Durchlauferhitzer mit einem einen wasserdurchströmten Kanal aufweisenden Gehäuse, bei welchem in einem Teilstück dieses Kanals ein eine von elektrischem Strom durchflossene Heizspirale enthaltendes Isolierrohr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses eine durch eine in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit des im Strömungskanal (12) enthaltenen Wassers kontrollierbare und den Heizstrom der Heizspirale (15) steuerbare Wassermangel-Sicherungseinrichtung (18) angeordnet ist, die einen Fühler (17) aufweist, welcher innerhalb des Kanals (12) angeordnet ist.

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (17) zwei Elektroden (16, 15) aufweist, von denen die eine die Heizspirale (15) ist.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (16) des Fühlers (17) im Kanal (12) in der Nähe der Heizspirale (15), vorzugsweise an

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deren Strömungsrichtung hinterem Ende derart angeordnet ist, daß eine niederohmige Verbindung der beiden Elektroden besteht.

4. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (16) aus einer in die Wandung des Strömungskanals (12) eingeschraubten Kontaktschraube (31) besteht, deren Elektrodenstift (32) in unmittelbarer Nähe der Heizspirale (15) in den Strömungskanal (12) hineinragt.

5. Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenstift (32) und die Heizspirale (15) in einem einen elektrischen Widerstand bestimmter Größe bildenden Abstand zueinander angeordnet sind.

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