DER0000103MA - Flüssigkeitsdurchlauferhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung besteht in einer vorzugsweise an eine Entnahmestelle der Flüssigkeitsleitung anzuschliessende Durchflußdose, mit einem in deren Innern angeordneten, schraubenförmig gewundenen Heizrohr und mit einer vom Druck der zu erhitzenden Flüssigkeit betätigten Kontakteinrichtung für das Heizmittel. Es wird das Heizrohr nach der Erfindung insbesondere elektrisch geheizt und der Heizstromkreis ist mit einem auf Druck ansprechenden Kontakt versehen. Dieser wiederum besteht z.B. aus einer gegebenenfalls unter Vorspannung stehenden elektrischen Membrane, die entweder unmittelbar oder über ein geeignetes Zwischenglied, z.B. einen Druckknopf, eine vor den elektrischen Kontakten liegende Kontaktfeder beeinflußt. Die Membrane schließt entweder allein oder im Zusammenwirken mit einer Trennwand den Heizraum für die Aufnahme der zu erhitzenden Flüssigkeit gegenüber dem Schalterraum dampf- und flüssigkeitsdicht ab. Darüber hinaus kann sie auch wärme-isolierend wirkend und den Schalterraum vor Überhitzung schützen. Der Druckknopf oder die Membrane beeinflußt außerdem möglicherweise die Abströmöffnung für die Heizflüssigkeit durch ein Ventil derart, dass die Abströmöffnung erst beim Auftreten des Flüssigkeitsdruckes gegen die Membrane freigegeben wird. Das Heizrohr kann im Rahmen der Erfindung doppelwandig ausgebildet sein und von der zu erhitzenden Flüssigkeit nicht nur von außen umspült, sondern auch durchflossen werden. In diesem Fall liegt die Heizwicklung zwischen der äußeren und inneren Rohrwand. Der Düsenabfluß ist nicht völlig absperrbar, und zu- sätzlich zu dieser Maßnahme kann ein Drucksicherheitsventil, sowie ein vor der Abströmöffnung liegendes Überlaufrohr vorgesehen sein, das bis nahezu an die Decke des Heizraumes reicht. Die Kontakteinrichtung ist als ein sich seitlich vor ein Gegenkontakt sich liegender Schleifkontakt ausgebildet und gegebenenfalls mit einer Kühlvorrichtung versehen. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung erläutert.

Durch die Ausbildung des Erfindungsgegenstandes als Durchflußdose mit druck-ansprechender Kontakteinrichtung wird ein baulich kleines, handliches, leicht herzustellendes, billiges, einfach zu bedienendes, rasch und sicher wirkendes Gerät zum Erzeugen von Heißwasser und Dampf für Haushalt und Industrie geschaffen. Durch die Anordnung des Druckkontaktes wird die Heizung erst eingeschaltet, wenn der die aufzuheizende Flüssigkeit aufnehmende Raum auch wirklich vollgelaufen ist. Die Membrane und eventuell eine Trennwand schützen den Schalterraum vor kurzuschließender Feuchtigkeit, isolieren diesen gegen Wärme und isolieren auch weitgehend elektrisch. Es kann aber auch die Membrane aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehen. Ein Durchglühen der Heizwicklung und des Rohres ist ausgeschlossen. Durch die nicht völlig abschließende Ablaßleitung, des nahezu bis zur Heizraumdecke reichenden Überlaufrohres und ein vorgesehenes Überdruckventil ist das Gerät in dreifacher Hinsicht gegen eine unerwünschte Dampfsackbildung und gegen Bersten durch auftretenden Überdruck gesichert. Durch die besondere Ausbildung der Kontakteinrichtung ist deren Verschmoren weitgehend unterbunden und selbst bei auftretenden Verzundereungserscheinungen werden diese von der Kontaktstelle ohne weiteres entfernt. Das Gerät kann an jeden Hahn angeschlossen werden.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Abb. 1 einen an einen Wasserleitungshahn mittels eines Schlauches angeschlossenen, elektrischen Erhitzer im Aufriß;

Abb. 2 einen Querschnitt durch den Erhitzer nach der Linie a-a von Abb. 1;

Abb. 3 und 4 eine druckansprechende, automatische Schaltvorrichtung des Erhitzers nach Abb. 1, in Aus- und Einschaltstellung;

Abb. 5 einen verstellbaren Abflußnippel für den Erhitzer nach Abb. 1, im Längsschnitt;

Abb. 6 ein Grundrißschema des Nippels nach Abb. 5;

Abb. 7 und 8 eine automatische Schaltvorrichtung ähnlich derjenigen nach Abb. 3 und 4, welche gleichzeitig ein Boden-Abflußventil des Erhitzers betätigt;

Abb. 9 einen Erhitzer mit außen und innen bespültem Heizrohr, teilweise in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt;

Abb. 10 ein Stück außen und innen bespültes Heizrohr, in verschiedenen Ebenen längsgeschnitten;

Abb. 11 einen Erhitzer mit einer in den Heizraum hineinragenden Bodenerhebung, im Längsschnitt;

Abb. 12 einen Querschnitt durch die Verbindungsstelle zwischen Dose und Klappe des Erhitzers nach Abb. 11;

Abb. 13, 14 und 15 die Kontakteinrichtung des Erhitzers in drei verschiedenen Schaltstellungen, in Seitenansicht: ausgeschnitten (13) während seiner Schaltbewegung (Abb. 14) und eingeschaltet: (Abb. 15);

Abb. 16 ein elektrisches Schaltschema;

Abb. 17 ein z.B. am Flüssigkeitszuleitungsnippel angeordnetes Überdruckventil im Querschnitt;

Die Abb. 10, 12, 13, 14, 15 und 17 sind gegenüber den übrigen Abbildungen in einem größeren Maßstab gezeichnet.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. 1 und 2 besteht der Erhitzer aus einer verhältnismäßig kleinen Dose 1 mit einer aufgesetzten Kappe 2. Dose und Kappe sind mittels Flansche 3, 4 dampfdicht miteinander verbunden. Zwischen den beiden Flanschen ist eine Membrane 5 zusammen mit einer Trennwand 6 eingespannt (Abb. 3 und 4). Die Trennwand weist ein größeres Loch 7 auf und in dessen Bereich ist die Membrane 5 mit einer unter Vorspannung stehenden Wölbung 8 versehen, die bestrebt ist, nach unten auszubiegen. Auf der Oberseite der Ausbiegung liegt ein Druckknopf 9 und dieser beeinflußt eine Feder 10, die an einem zweiten Kontakt 11 befestigt ist und deren freies Ende vor einem zweiten Kontakt 12 in der Schwebe gehalten wird. Die Kontakte 11 und 12 liegen im Stromkreis der Anschlußleitung eines Steckkontaktes 14. Zum willkürlichen Ein- und Ausschalten des Stromes ohne den Stecker 14 herausziehen zu müssen, dient außerdem ein Kippschalter 15, der entweder im Steckerkabel 16 oder an der Eintrittsstelle des Kabels in die Kappe 2 angeordnet ist. Der erwähnte Stromkreis dient zur Erwärmung eines Heizrohres 17, dessen beide Enden in der vorerwähnten Trennwand 6 befestigt sind. Als Zufluß zu dem von dem Heizrohr ausgefüllten Dosenraum dient ein Schlauchanschlußnippel 18 und der auf diesen aufgeschobene Schlauch 19 ist z.B. an einen Wasserleitungshahn 20 angeschlossen. Auf dem Hahn 20 ist außerdem eine die Dose 1 haltende Klemmschraubenschelle 21 befestigt.

Als Dosenabfluß dient ein zentrales Rohr 22, dessen oberes offenes Ende bis dicht unter die Membrane 5 bzw. Trennwand 6 reicht. Unten endet das Rohr 22 an einem zweiteiligen Anschlußnippel 23, 24. Der äußere, gleichfalls als Schlauchanschluß dienende Nippelteil 24 sitzt drehbar auf dem inneren, am Dosenboden 1a befestigten Nippelteil 23, und die beiden Bohrungen 25, 26 dieser Teile liegen derart zueinander versetzt, dass sie zwar zueinander in eine Flucht gebracht werden können, aber niemals völlig außer Deckung gelangen; also immer noch ein kleiner Durchlaß 27 (Abb. 6) freibleibt. Die Verstellung dieses Nippels erfolgt mittels eines Handgriffes 28.

Die Handhabung und Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ergibt sich aus den Abbildungen ohne weiteres. Der Stecker 14 wird eingesteckt und der Schalter 15 geschlossen, bzw. eingeschaltet. Das Heizrohr 17 bleibt noch stromlos. Der Wasserhahn 20 wird geöffnet. Die Weite der Abflußleitung 25, 26 entsprechend eingestellt. Der Wasserhahn 20 ist soweit zu öffnen, dass durch diesen mehr Flüssigkeit zufließen kann als durch den Abfluß entweicht. Die geregelte Abflußmenge regelt die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers durch die Dose. Von dieser Durchflußgeschwindigkeit ist die Temperatur der aus der Dose abfließenden Flüssigkeit abhängig. Den Abflußnippel kann man mit Hilfe des Griffes 28 derart einstellen, dass lauwarme bis heiße Flüssigkeit oder sogar

Dampf ausströmt. Durch eine im Schwenkbereich des Griffes 28 an der Außenseite der Dose angebrachte Gradeinteilung o.dgl. Markierung ist das Einstellen der Heizwirkung erleichtert. Den ausströmenden Dampf kann man wiederum in der Weise auswerten, dass man auf den Nippel 24 ebenfalls einen Schlauch 29 (Abb. 1) oder sonst eine Leitung anbringt und diesen Dampf in die Flüssigkeit eines Gefäßes oder in den Heizmantel einer sonstigen Vorrichtung einströmen lässt, bzw. den Dampf einem sonstigen, beliebigen Verwendungszweck zuführt.

Mit dem oben geschilderten Erhitzer lässt sich in wenigen Sekunden heißes Wasser erzeugen. Es lassen sich weiterhin steife Fette oder Öle flüssig machen und in Gebrauch zu nehmende Geschirre erwärmen.

Ein Bersten der Dose durch auftretenden Überdruck ist durch die stets etwas offene Abflußöffnung 27 (Abb. 6) verhindert. Sobald der Druck in der Dose 1 unter eine bestimmte Größe sinkt, schnappt die Membrane 8 aus der Stellung von Abb. 4 wieder in die Ausschaltstellung nach Abb. 3 zurück und schaltet damit den Strom der Heizspirale ab, sobald sich das Federende 10 vom Kontakt 12 abhebt.

Wie die Abb. 7 und 8 zeigen, kann man die Kontakteinrichtung 8, 9, 10 jedoch auch mit einem Bodenventil koppeln, das den Ablass erst dann freigibt, wenn der Flüssigkeitsdruck auf die Membrane einwirkt. Zu diesem Zweck ist z.B. nach den oben erwähnten Abbildungen an der Membrane 5 ein Rohr 30 befestigt, das bei geöffnetem Schalter in die Bohrung 25 des Ablaßnippels 23 eintaucht. In den eintauchenden Rohrabschnitt sind kleine Schlitze 31 o.dgl. Durchbrechungen in solcher Höhe angeordnet, dass diese dann, wenn das Rohr 30 durch den sich anhebenden Druckknopf angehoben wird, über den Nippel hinaus, in den Raum der Dose 1 gelangen und damit den Durchfluß freigeben. Einen heiztechnisch noch wirksameren Erhitzer zeigt die Abb. 9, bei welchem das Heizrohr 17 auch innen von dem zu erhitzenden Medium bespült wird. Zu diesem Zweck liegt in dem weiten Heizrohr 17 dessen eines Ende in vorliegendem Fall in der Nähe des Dosenabflusses endigt, ein zweites Rohr 32, das z.B. an seinem unteren Ende mit der Ablaßöffnung verbunden ist.

Das obere Ende des inneren Rohres endigt an der Unterseite der Stützscheibe 4 oder Membrane 5 im Raum der Dose 1. Zwischen den beiden Rohren 17 und 32 ist der Heizdraht 33 isoliert angeordnet, der seine Wärme nach außen und innen abgibt. Als äußeres Rohr wird zweckmässig ein Kupferrohr verwendet. Als Stromleiter eine Chromnickellegierung, die in einem Glas- oder Glimmerseidenband 34 eingewickelt liegt. Als inneres Rohr dient wieder ein Kupferrohr. Die frei durch den Kabelraum sich erstreckenden Drahtabschnitte können in Glas- oder Specksteinperlen o.dgl. eingebettet sein, dem gleichen Material, mit welchem auch die Kabeldurchbrüche in den Wänden des Erhitzers elektrisch isoliert sind. Am unteren Ende des Heizrohres ist eine abschließende Büchse 36 angeordnet (Abb. 9 u. 10).

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Anordnung gleicht im wesentlichen derjenigen nach der Vorrichtung von Abb. 1. Das aus dem Hahn ausfließende kalte Wasser fließt durch die Schlauchleitung 19 und den Nippel 20 in die Dose 1 ein, tritt oben an der Membrane in das dünne Überlaufrohr 22 über und verläßt dieses am Nippel 23. Da das Überlaufrohr 22 weniger Flüssigkeit zu fassen vermag als durch die Leitung 19 zufließt, tritt ein Überdruck auf, sobald die Flüssigkeit bis zur oberen Einlaßöffnung des Röhrchens reicht. Die Folge dieses Druckes ist, dass die Membrane 5 wieder nach oben ausschwingt und den Heizstrom schließt, unter der Voraussetzung, dass auch der Hauptschalter 15 geschlossen ist.

Neben der Anordnung eines nach außen und innen wirkenden Heizrohres wird eine Beschleunigung des Reaktionsvermögens dadurch erzielt, dass man den Heizraum möglichst klein hält. Es kann dies bei Belassung eines großen Heizrohres dadurch geschehen, dass man eine Bodenerhebung 1c mehr oder weniger weit in den Dosenraum hineinragen lässt, wie das Ausführungsbeispiel der Abb. 11 zeigt. Es zeigt dieses Ausführungsbeispiel auch eine besonders vorteilhafte Ausführung der Kontakteinrichtung. Zunächst ist dieser mit einer als Kühlrippe wirkenden Ringscheibe 37 versehen. Außerdem ist der Kontakt 11 entweder durch einen etwas steifen Kabelanschluß 38 oder durch eine etwas einseitig wirkende Vorspannung der Membrane 5 derart einseitig belastet, dass er sich bei seiner Bewegung aus der Ausschaltstellung (Abb. 13) heraus zunächst etwas schräg stellt (Abb. 14) und hernach von der Seite her und unten gegen seinen Gegenkontakt 12 in die Einschaltstellung schiebt (Abb. 15). Eine solche Bewegung hat die Folge, dass der beim Kontaktschluß sich seitlich verschiebende Kontakt evtl. am Kontakt vorhandene Zunder- und Oxydationspartikelchen wegscheuert und somit die Kontaktstelle immer blank und glatt bleibt.

Ein weiteres besonderes Merkmal der Anordnung nach Abb. 11 ist ein im Dosendeckel 2 vorgesehener Kontakthalter 39, z.B. in Gestalt eines U-förmig gebogenen Flacheisens. Dieser Kontakthalter trägt neben den notwendigen Kontakten und Kabelführungen auch die Kabel-Zugentlastungsschrauben oder -klemmen 40. Schließlich ist zwischen Dosen- und Kappenzarge ein Entlüftungskanal 41 für den Kabelraum angeordnet. Außerdem ist die Fuge zwischen Kappe und Dose aussen durch einen Spritzwasserschutzkragen 42 abgeschirmt, der z.B. vom Kappenrand nach unten ragt. Als Abflußhahn ist beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 11 ein Drehhahn 43 vorgesehen, der durch einen Griff 44 betätigt wird. Der Drehhahn kann, wie auch alle anderen Ablaß-Abschlüsse noch unter der Wirkung einer z.B. aus Feder und Kugel bestehenden Rast stehen, die den Hahn in einer Öffnungsstellung für z.B. 40, 50, 60 und 100°C Abflußtemperatur festhält, bzw. einen für die Technik gewohnte Hausfrau leicht erfühlbaren Druckpunkt bildet. Das Überlaufrohr 45 verhindert wiederum eine unerwünschte Dampfsackbildung. Insbesondere dann, wenn ein völlig abschließbarer Ablaßhahn vorgesehen ist, ist es von Vorteil, an einer geeigneten Stelle ein Überdruckventil anzubringen. Ein solches zeigt in besonders einfacher Ausführung die Abb. 17. In den Zuleitungsnippel 46 sind z.B. eine Anzahl mit der Zuleitung 47 in Verbindung stehende Radialbohrungen 48 angeordnet, die außen durch ein elastisches Glied, z.B. durch einen Gummiring 49 abgedichtet sind. Unter dem Gummiring sind an einem Nippelbund 50 weitere Abströmbohrungen 51 angebracht. Bei auftretendem Überdruck weicht der Gummiring aus, so daß sich der Druck über die Bohrungen 48 und 51 ausgleichen kann. Der Gummiring kann auch durch anderweitige Dichtglieder ersetzt werden, die unter dem Einfluß von Federzungen 52 stehen.

Die Abb. 16 veranschaulicht schließlich das für alle Erhitzerbeispiele vorteilhafte Schaltschema der elektrischen Einrichtung. In dieses sind die zugehörigen Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele eingetragen, sodass dieses im Einzelnen nicht weiter beschrieben zu werden braucht.

Hat man anstelle von elektrischem Strom z.B. eine Flüssigkeit oder ein Gas zur Verfügung (z.B. Abdampf oder Abgas), so tritt anstelle des elektrischen Schalters ein Quetschhahn, ein Flach-Kolben- oder Drehschieber o.dgl. Vorrichtung, welche das Heizmittel für das Heizrohr zu- oder abschaltet.

Claims (18)

1.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise unmittelbar an eine Entnahmestelle der Flüssigkeitsleitung anschließbare Durchflußdose (1) mit einem in deren Innern angeordneten schraubenförmig gewundenen Heizrohr (17) und einer vom Druck der zu erhitzenden Flüssigkeit betätigten Einrichtung zum Einschalten des Heizmittels, z.B. des elektrischen Stromes.

2.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom über eien auf den Flüssigkeitsdruck ansprechende Kontakteinrichtung einschaltbar ist.

3.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung aus einer gegebenenfalls unter Vorspannung stehenden elastischen Membrane (5) besteht, die entweder unmittelbar oder über ein geeignetes Zwischenglied, z.B. einen Schaltknopf (9), eine vor den Kontakten (11, 12) angeordnete Kontaktfeder (10) beeinflußt.

4.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (5) entweder allein oder im Zusammenwirken mit einer Trennwand (6) den Heizraum für die Aufnahme der zu erhitzenden Flüssigkeit von dem Schalterraum abschließt.

5.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung gleichzeitig ein an der Abflußöffnung (25) der Durchflußdose (1) liegendes Bodenventil, insbesondere eine mit Abströmöffnungen (31) versehene, axial verschiebbare Hülse (30) betätigt, die erst durch die Druckwirkung der Flüssigkeit auf die Membrane (5) die Abflußöffnung freigibt.

6.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben der automatisch wirkenden Kontakteinrichtung und einem Anschlußstecker für das Heizstromkabel ein willkürlich zu betätigender Ein- und Ausschalter (15) vorgesehen ist.

7.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr doppelwandig ausgebildet ist, und von der zu erhitzenden Flüssigkeit nicht nur von außen umspült, sondern auch innen durchflossen wird, wobei der innere Heizraum dem äußeren Heizraum vor- oder nachgeschaltet sein kann.

8.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosenabfluß (23, 24) mit einem nicht ganz abschließenden, insbesondere veränderlichen Drosseldurchlaß (25, 26) versehen ist.

9.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderlicher Drosseldurchlaß ein zweiteiliger Exzenternippel (23, 24) vorgesehen ist, dessen Bohrungen (25, 26) durch Verdrehen des einen oder der beiden Nippelteile gegeneinander mehr oder weniger versetzt werden können.

10.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Durchflußdose (1) eine zu den handelsüblichen Wasserhähnen passende Haltearmatur, insbesondere eine Klemmschelle (24) vorgesehen ist.

11.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußdose (1) mit einer deren Heizraum verkleinernden, insbesondere vom Boden der Dose aufragenden Vertiefung versehen ist, um die Reaktionszeit des Erhitzers abzukürzen.

12.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterraum des Erhitzers mit einem Entlüftungskanal (41) versehen ist.

13.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge zwischen Flüssigkeitsbehälter und Schalterraum außen durch einen Spritzschutzkragen (12) abgedeckt ist, der insbesondere von einem vom Kappenflansch nach unten ragenden Ringhals gebildet wird.

14.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung als ein seitlich sich vor den Gegenkontakt schiebender Schleifkontakt ausgebildet ist.

15.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung mit einer Kühlvorrichtung, insbesondere mit einer eine Kühlrippe bildenden Ringscheibe (32) versehen ist.

16.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußdose mit einem Überdruckventil (Abb. ) versehen ist.

17.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil dadurch gebildet ist, daß der Ein- und Austrittsnippel mit einer oder mit mehreren Querbohrungen versehen und diese durch einen unter Spannung stehenden Gummiring oder durch sonst eine z.B. unter Federwirkung stehende Klappe außen abgedeckt sind.

18.) Flüssigkeitsdurchlauferhitzer nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßvorrichtung des Erhitzers mit einer Markierung versehen ist, die jeweils die Temperatur des abfließenden Mittels bei einer bestimmten Öffnungsstellung der Ablaßvorrichtung anzeigt.