DE8803711U1

DE8803711U1 - Heizgerät

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Publication number: DE8803711U1
Application number: DE8803711U
Authority: DE
Original assignee: SUEZER EROL 8000 MUENCHEN DE
Current assignee: SUEZER EROL 8000 MUENCHEN DE
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1988-07-07

Description

SUzer Oil G

- 1 Heizgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Heizgeräte in Form von Tauchsiedern sind seit langer Zeit zur

Erwärmung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, bekannt.. Sie werden einfach in den Wassertopf eingehängt und Über einen Stecker mit einer Steckdose verbunden.

Diese Heizgeräte haben erhebliche Nachteile und sind daher in

den letzten Jahren mehr und mehr vom Markt verschwunden. Zum einen besteht eine gewisse elektrische Kurzschlußgefahr, zum anderen wirkt die mit der Zeit verkalkende wendeiförmige

2Q Eintauchspirale unansehnlich, insbesondere dann läßt auch die Leistungsfähigkeit nach, bei Nichtbenutzung liegt ein derartiger Tauchsieder auch unaufgeräumt herum. Darüber hinaus kann ein Vergessen des Tauchsieders zu ganz erheblichen Schäden bis zu vollständigen Gebäudebränden rühren, insbesondere bei der

2g Verwendung von Plastikeimern, die heutzutage praktisch ausschließlich für Reinigungs arbeiten verwendet werden.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszuge- nQ stalten, daß die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und ein kleineres, handlicheres, sichereres und energiespare &eegr; der es Gerät geschaffen wird.

Das technische Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale _oc des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen

der Erfindung sind in den Unter ans pr Uc he &eegr; unter Schutz gestellt.

-Z-

WMhrend bisherige Heizgeräte in Form von Tauchsiedern elektrische Heizwicklungen innerhalb einer metallischen Wendel und 5

gegenüber dieser isoliert aufweisen, sind nach dem- verblüffenden

Lösungsprinzip der Erfindung die beiden entgegengesetzt gepolten elektrischen Leiter unmittelbar der Flüssigkeit, insbesondere derr Wasser, ausgesetzt und gegeneinander isoliert, überraschenderweise reicht die elektrische Leitfähigkeit des Wassers aus, um einen 10

ausreichenden Stromfluß in Gang zu bringen und in Gang zu halten. Es zeigte sich, daß dafUr lediglich ein Stromanschluß an das übliche 220 V-Netz ausreicht. Die bisherige Wendelform erübrigt sich, desgleichen irgendwelche Sicherheitsisolierungen, wenn der mit der StromzufUhrungs-Leitung verbundene erste Leiter

von dem mit der StromrUckfUhrungs-Leitung verbundenen zweiten Leiter bzw. einer Sicherheitshülse umgeben ist. D ar Über hinaus ergaben sich weitere überraschende Vorteile, wie ein erheblich höherer Wirkungsgrad, ein rascheres, mehr als doppelt so

schnelles Aufheizen durch ein halb so großes Gerät, das

weitgehende Verhindern einer Verkalkung der beiden Leiter sowie ein praktisch automatisches Ausschalten des Tauchsieders nach dem Erreichen, der Siedetemperatur, wohl bedingt durch die entstehenden Luftbläschen, welche die elektrische Leitfähigkeit zwischen den beiden Leitern entscheidend herabsetzen. Selbst ein

Herausziehen des Tauchsieders aus der Flüssigkeit ist unschädlich. Da ja dann kein Strom fließt, kann nichts passieren. Man kann somit den Tauchsieder sogar immer eingesteckt lassen und auf Wunsch in die zu erwärmende Flüssigkeit stecken, beispielsweise in eine Kanne oder auch nur eine Tasse für Tee oder Kaffee, oder in einen großen Topf oder Kübel oder eine Schüssel mit zu erwärmender Flüssigkeit, die im übrigen auch ohne weiteres aus Kunststoff sein können. Da wegen des verwendeten Stromleitungsprinzip die elektrischen Leiter selbst maximal Siedetemperatur der erwärmten Flüssigkeit erreichen können, kann der Tauchsieder ohne weiteres auch mit Kunststoffwänden in Berührung kommen.

Auch wenn vergessen wird, den Tauchsieder auszustecken, oder aus der siedenden Flüssigkeit zu entfernen, kann nicnte passieren, da zum einen die elektrische Leistung nach Erreichen der Siedetemperatur auf einen minimalen Wert absinkt, die Flüssigkeit somit lediglich auf Siedetemperatur gehalten wird, ein weiterer Vorteil - und da sich insbesondere der Strom automatisch auf Null reduziert, wenn etwa die FlUssigke.it

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Das verwendete Strom leitungs prinzip ermöglicht, auch wegen des höheren Wirkungsgrades, eine wesentlich kleinere und kompaktere Bauweise als bei üblichen Tauchsiedern. So kann man mit einem Tauchsieder, der lediglich 15 cm lang ist und einen Durchmesser von 3 cm aufweist, eine bestimmte Wassermenge erheblich rascher, nämlich etwa doppelt so schnell, erwärmen, als dies bei einem üblichen etwa doppelt so langen Tauchsieder der Fall ist, dessen Wendeldurchmesser ebenfalls doppelt so groß wie der genannte Durchmesser ist.

Das Konstruktionsprinzip ermöglicht unterschiedlichste Bauweisen je nach Anwendungszweck, der vom schlichten Haushaltsgerät bis zu industriellen Anwendungen geht, bei denen beispielsweise lanft*

Flüssigkeitströge mit hohem Flüssigkeitvolumen in kürzester Zeit aufgeheizt werden sollen. Im letzteren Fall können beliebig lan_i;e Reihen von gegenüberliegenden Leitern entgegengesetzter Polung oder von zwei Leife platten verwendet werden, für Haushaltungszwecke genügt ein kleiner Stab, der von einer Hülse umgeben ist,.

Auch die Wahl der verwendeten Spannungs quelle ist in weiten Bereichen flexibel, es kann sowohl Gleichspannung als auch Wechselspannung verwendet werden. Je nach verwendeter Spannungsquelle und gewünschter elektrischer Leistung sin^ uie Abmessungen der elektrischen Leiter anzupassen. Bei der Verwendung von Gleichstrom wird das Wasser teilweise zu Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt, wobei diese Gase abgeführt werdein

können; in einem abgeschlossenen Gefäß re kombiniere &eegr; diese Gase wieder zu Wasser.

Es können die unterschiedlichsten Flüssigkeiten erhitzt werden, &ogr;

Neben üblichem Leitungswasser können auch sämtliche andere Flüssigkeiten wie Haushaltsöl, Maschinenöl, Milch, etc. erwärmt werden. Auch destilliertes Wasser läßt sich dann erwärmen, wenn man erheblich nähere Leiterabstände wählt oder geringfügige Mengen an Kochsalz oder einem anderen Leitzusatz hinzugibt. Auch unterschiedliche Wasserhärte führt zu unterschiedlichen ^;

elektrischen Leitungs- und somit Leistungsverhältnissen. Das I

Lösungsprinzip läßt sich beispielsweise mit erheblicher Verringe- |

rung des Volumens des Stromverbrauchs und der Aufheizzeit bei %

mit Öl gefüllten und elektrisch geheizten Heizkörpern anwenden. \

Es zeigte sich überraschenderweise, daß bei der erfindungsgemäßen Abschirmung des mit der Strom phase verbundenen elektrischen Leiters durch den nach Art eines sog. Faraday-Käfigs diesen

Leiter umschließenden zweiten Leiter, der mit der StromrUckfüh-20

rungeleitung verbunden ist, bei Anlegen einer üblichen 220 V-Wechselepannung und einer Frequenz von 50 Hz keinerlei Stromechlaggefahr besteht. Diese Anordnung wirkt genau umgekehrt ,_

wie ein Faraday'scher Käfig, der das Eindringen von Hochspan- j

nung in dessen Inneres verhindert, indem er das Austreten von S

'

Spannung in die umgebende Flüssigkeit verhindert. Wenn man

zusätzlich um den äußeren Leiter und gegenüber diesem isoliert in einem Abstand von wenigstens S mm eine Schutzhülse herumlegt, die aus elektrisch leitendem Material besteht und eine Verbindung derselben mit dem Nulleiter bzw. Schutzleiter sicherstellt, so ist

man auch bei Vertauschung von erstem und zweitem Leiter-Anschluß elektrisch elcher. Bs 1st hierbei sicherzustellen, daß die Flüssigkeit durch entsprechende Offnungen hindurch leicht zu Jedem der entgegengesetzt gepolten elektrischen Leiter gelangen

kann.
36

Bei einer bevorzugten AuefUhruiigeform der Erfindung 1st der erste

Leiter in Form eines länglichen Stabes angeordnet, der vom zweiten Leiter in Form einer Hülse konzentrisch umgeben ist. Wenn ^ sichergestellt ist, daß der innere Leiter stets mit der Strom phase verbunden ist und der äußere hülsenförmige Leiter lediglich mit dem Nullanschluß verbunden ist, kann man sich in diesem Falle sogar die zusätzliche Sicherheitshülse sparen.

Wie oben erwähnt, spielt die Frage der Abmessungen, Abstände etc. der gegenüberliegenden elektrischen Leiter entgegengesetzter Polung eine Rolle. Im FaTIe eines zweiten elektrischen Leiters in Form einer den ersten stabförmigen elektrischen Leiter hülsenförmig umgebenden Leiter spielt auch das Verhältnis der Leiterfläche des zweiten Leiters zur Leiterfläche des ersten Leiters eine gewisse Rolle.

Die verbleibende Leiterfläche soll Jedenfalls nicht erheblich geringer als die Oberfläche des stabförmigen konzentrischen Innenleiters sein. Im Übrigen sollen möglichst viele Öffnungen vorhanden sein, um ein möglichst ungehindertes Hindurchströmen der zu erwärmenden Flüssigkeit zu gewährleisten. Aufgrund der Erwärmung bildet sich im übrigen eine sehr intensive Flussigkeits-Konvekttonsströmung heraus. Das bevorzugte dargestellte Ausfuhrungebeispiel eines Tauchsieders mit konzentrisch zueinander angeordneten Leitern weist zweckmäßige konstruktive Ausgestaltungen auf, so obere und untere isolierende Abständeringe, eine umgebende konzentrische Sicherheitshülse und einen unteren und einen oberen Abschluß. Der obere Abschluß kann durch ein oberes SchraubstUck in Form einer Sechskant-Mutter gebildet werden, der an einem Außengewinde der Sicherheitshülse verschraubt 1st. Dieses Außengewinde kann darüber hinaus noch einem anderen Zweck dienen, nämlich dem Festschrauben des ganzen Tauchsieders an einem Deckel, wobei man lediglich unterhalb des Deckels eine Gegenmutter zur erwähnten oberen Sechskantmutter anbringt.

Als Material kann ein beliebiger nichtrostender oder mit einem

nichtrostenden Überzug versehener elektrischer Leiter wie Edelstahl oder verchromtes Metall verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung

dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel eines Tauchsieders

mit konzentrisch angeordneten Ringen im Längsschnitt,
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte AusfUhrungsbeispiel im Querschnitt längs der Linie U-II₁

Fig. 3 in schematise her Darstellung die Draufsicht auf einen 15

Tauchsieder in Form von reihe nförm ig angeordneten

Einzelplätzen,
Fig. 4 bis Fig. 12 Einzelheiten des AusfUhrungsbeispieles gemäß Fig. 1.

Fig. 13 in schemati&-her Darstellung die Draufsicht auf einen 20

Tauchsieder in Form von zwei gegenüberliegenden Platten.

In Fig. 1 ist die elektrische Spannungsquelle, beispielsweise 220 V-Wechselspannung mit 50 Hz, mit 1 bezeichnet. Die erste elektrische Anechlußleitung 2 ist mit einem zentral angeordneten

stabförmigen elektrischen Leiter 4 verbunden, der von einem hülse nförm ige &eegr; zweiten elektrischen Leiter 5 gleicher Länge umgeben ist. Darum herum ist eine ebenfalls kreiszylindrische Sicherheitshülse 6 angeordnet, die wie der zweite elektrische

Leiter 5 eine Reihe von Ausnehmungen in Form von kreisrunden Bohrungen 15 aufweist, während die entsprechenden Bohrungen

beim Leiter 5 mit 14 bezeichnet sind. Der Abstand zwischen erstem Leiter 4 und zweitem Leiter 5 sowie zwischen zweitem Leiter 5 und Sicherheitshülse 6 ist mit a bezeichnet und betragt im maßstabsgerecht gezeichneten AusfUhrungsbeispiel der Fig. 1, 2 sowie 4 bis 12 Je 5 Millimeter. Die zylindrische Anordnung der drei Hauptteile ist insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen. Wie weiter

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oben erwähnt, kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Sicherheitshülse 6 dann entfallen, wenn sichergestellt ist, daß der äußere zweite Leiter 5 über die zweite Anschlußleitung 3 ausschließlich mit dem Nulleiter und nicht mit der stromführenden Phase verbunden ist.

Die weiterhin in Fig. 1 eingezeichneten Teile dienen im weserttlichen der Hontage dieser drei Hauptteile. Im einzelnen sind sämtliche Teile des Tauchsieders in den Figuren 4 ^is 12 dargestellt. Der untere Teil des Tauchsieders ist über einen Isolierring 8 mit einer großen zentralen Öffnung entsprechend dem A u ße &eegr; d ure hm essers des hülsenförmigen zweiten Leiters 5 (Fig. 7) sowie durch ein im wesentlichen T-förmigen Paßstück 9 (Fig. 8) festgelegt, wobei das Paßstück 9 eine zentrale zylindrische Ausnehmung 17 entsprechend dem Außendurchmesser des ersten stabförmigen Leiters 4 (Fig. 4) aufweist. Von oben sind die drei Teile 4, 5, 6 über einen Isolierring 7 (Fig. 7) und ein Paßstück ll befestigt.

Das Paßstück 11 weist ebenfalls eine zentrische Ausnehmung 18 für Jie Aufnahme des ersten stabförmige &eegr; Leiters 4 auf. Darüber hinaus sind im Paßstück 11 eine zentrieche Bohrung und eine seitliche Bohrung für die Durchleitung der elektrischen Anschlußleitungen 2 und 3 vorgesehen. Schließlich weist die Oberseite des Tauchsieders ein über den Rand der Sicherheitshülse 6 vorstehendes Sechskantschraubstück 12 auf, in dessen oberem Innengewinde ein zentrisches T-förmiges Teil 13 aus elektrisch isolierendem Material eingeschraubt 1st, das eine zentrische Bohrung zum Hindurchleiten der elektrischen Anschlußleitungen 2 und 3 aufweist.

Zu den Fig. 4-12 sei ergänzend auf Fig. &bgr; hingewiesen, wobei ein Außengewinde 16 fUr die Verschraubung mit der Muttor 12,

Jedoch ggf. auch einer zusatzlich unter einem Deckel angeordneten

(nicht gezeigten) Gegenmutter, dargestellt 1st. In Fig. 10 ist das

&igr; "^&thgr;-

SechskantschraubstUck 12 im Detail dargestellt« Es weist danach ein unteres Gewinde mit größerem Durchmesser fltr die Verschrau- _ bung mit der SioherheitshUlse 6 auf, und ein oberes Gewinde mit

kleinerem Durchmesser fUr die Verschraubung mit dem Teil 13 gemäß Fig. 12. Fig. 11 zeigt einen Verschlußdeckel 10 zur Verschraubung mit dem unteren Ende der Sicherheitshülse 6.

_ Mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel konnten bei einer

elektrischen Leistung von 1 KW in der gleichen Zeit 36 1 Wasser zum Kochen gebracht werden, in der ein Üblicher Tauchsieder gleicher Leistung 14 1 Waessr zum Kochen brachte.

Fig. 3 zeigt in se hem atischer Darstellung die Draufsicht auf ein 16

anderes Ausfuhr ungsbeispiel der Erfindung, wobei von der Stromquelle 21 aus eine erste Anschlußleitung 22 zu einer Leitungsschiene 24 fuhrt, die mit einer Reihe nebeneinander angeordneter erster Leiter 27 verbunden 1st. In gleicher Weise ist

die zweite Anschlußleitung 23 mit einer gemeinsamen Leiterschiene 20

25 verbunden, die ihrerseits mit einzelnen Platten oder stabförmige &eegr; zweiten Leitern 28 verbunden ist. Die gesamte Leiteranordnung ist in einer. Schutzhülse 26 angeordnet. Dieses AusfUhrungsbelspiel eignet sich besonders für größere längliche Behälter und

hohe Leistungen.
25

Fig. 13 zeigt ein in der Anordnung und dem Anwendungszweck dem AusfUhrungsbeispiel von Fig. 3 ähnliches Beispiel. Hierbei bilden jedoch die Stromschienen unmittelbar den ersten Leiter 34

bzw. den zweiten Leiter 35, die sich in Form von Platten 30

gegenüberliegen. Diese Plätten sind von einem Sicherheitsgehäuse 36 umgeben, die Zuleitung von der Spannungsquelle 31 erfolg Über eine erste Anschlußleitung 32 und eine zweite Anschlußleitung 33.

Das beschriebene Heizgerät ist somit einfach, billig in der Herstellung, energiesparend und vielseitig einsetzbar.

Claims

Süzer Oil G 16.03.1988 Bm/jo. ANSPRÜCHE

1. Heizgerät, das in eine zu erwärmende Flüssigkeit eintaucht b

und über eine elektrische Spannungsquelle (1) mit wenigstens einer ersten Stromzuführungs— Leitung {Phasenleitung) (2) und wenigstens einer zweiten Stromrückführungs—Leitung (Nullleitung) (3) mit Strom versorgt wird,
gekennzeichnet durch

a) wenigstens einen mit der StromzufUhrungs—Leitung (2) verbundenen ersten Leiter (4) aus rostfreiem Material oder mit rostfreier Oberfläche, der unmittelbar in die Flüssigkeit eintaucht,

b) wenigstens einen mit der Stromrückführungs-Leitung (3) Xo

verbundenen zweiten Leiter (5) aus rostfreiem Material oder mit rostfreier Oberfläche, der ebenfalls unmittelbar in die Flüssigkeit eintaucht,

c) wobei, die beiden Leiter (4,5) in einem bestimmten Abstand

(a) im wesentlichen parallel und gegeneinander isoliert

angeordnet sind, und der wenigstens eine mit der StromrUckführungsleitung (3) verbundene zweite Leiter (5) im wesentlichen den mit der StromzufUhrungs-Leitung (2) verbundenen ersten Leiter (4) umschließt, oder ein zusätzlichem mit der

StromrUckfUhrungs-Leitung (3) oder einer Schutzleitung verbun-

dener Schutzkäfig vorgesehen ist.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (34) una der zweite elektrische Leiter (35)aus zueinander

parallelen Platten bestehen.
30

3. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (27) und der zweite elektrische Leiter (26) aus Reihen von gegenüber angeordneten einzelnen Leitern entgegengesetzter Polung bestehen, wobei au beiden Seiten der Reihe erster Leiter (27), mit der die StromzufUhrungs-Leitung (22) verbunden ist, eine Reihe zweiter Leiter (2&THgr;) angeordnet ist, die mit der SiromrUckfUhrungs-Leitung (23) verbunden 1st, und/oder

wobei die Reihen unterschiedlicher Leiter (27, 28) ein mit der Stromrückführungs-Leitung (23) oder Schutzleitung verbundener Schutzkäfig (26) umgibt.

4. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektrische Leiter aus einem im wesentlichen geraden Stab (4) und der zweite elektrische Leiter aus einer den Stab (4) konzentrisch umgebenden Leiterhülse (5) besteht.

5. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterhülse (5) symmetrisch um den Umfang verteilte Ausnehmungen (14) aufweist.

6. Heizgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stab (4) und Leiterhülse (5) an beiden Enden je ein Isolierring (7,8) sowie ein Paßstück (9,11) angeordnet 1st.

⁷· Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Sicherheitshülse (6,26;36) aus elektrisch leitendem Material um die Leiter (4,5;27,28;34,35) herum, die gegenüber der Leiterhülse '(5) elektrisch isoliert ist und regelmäßig um den Umfang verteilte Ausnehmungen (15) aufweist und die mit der StromrUckfUhrungs-Leitung (3) oder einer Sc hutzle itung verbunden ist.

8. Heizgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitshülse (6) in einem bestimmten Abstand konzentrisch die Leitei hülse (5) umgibt.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche A bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Sicherheitshülse (6) ein äußeres Schraubgewinde (16) zur Verschraubung mit

3g wenigstens einer Mutter (12) vorgesehen ist.

10. Heizgerät nach einem der A ns pr Uc he 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (4,5) und vorzugsweise auch

g die Sicherheitshülse (6) aus Edelstahl oder vorzugsweise aus

verchromtem Eisen bestehen.

11. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Leiter (4) und dem

. _n entgegengesetzt gepolten zweiten Leiter (5) ein Abstand (a)

zwischen drei bis fünf Millimetern, vorzugsweise vier Millimetern besteht.

12. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch

gekennzeichnet, daß die Anzahl und Größe der öffnungen (14) 15

der Leiter hlllse (5) so bemessen siru\, daß die verbleibende Leiterfläche im wesentlichen der Leiterfläche des ersten Leiters (4) entspricht.

13. Heizgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 11, gekennzeichnet durch einen äußeren Isolierring (7,8) am oberen sowie am unteren Ende der äußeren Leiter hülse (6), in welche die Leitern U lse (5) passend einschiebbar ist, sowie durch ein unteres (9) und ein oberes Paßstück (11), das in das Innere

der beiden Isolierringe (7,8) einschiebbar ist und eine 25

zentrische Bohrung (17;18) zur Aufnahme der Enden des ersten stabförmigen elektrischen Leiters (4) aufweist.

14. Heizgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 13, gekennzeichnet

durch ein unteres Schraubstück (10) und ein oberes Schraub-

stück (12) zum festen Verbinden und Verschließen des dreiteiligen Heizgeräte mit einem axialen stabfbrmigen inneren ersten Leiter (4), einem konzentrisch darum angeordneten hülsenfö'rmigen zweiten Leiter (5) und eine beide Leiter konzentrisch umgebende äußere Sicherheitshülse (6), wobei

durch das obere Schraubstück die beiden Anschlußleitungen (2,3) für den Strom anschluB isoliert nach außen hin durchführbar sind.