EP0469279B1 - Pflegeplatz zur Pflege ärztlicher und zahnärztlicher Instrumente mit einem Erhitzer für ein Medium - Google Patents

Pflegeplatz zur Pflege ärztlicher und zahnärztlicher Instrumente mit einem Erhitzer für ein Medium Download PDF

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EP0469279B1
EP0469279B1 EP91110196A EP91110196A EP0469279B1 EP 0469279 B1 EP0469279 B1 EP 0469279B1 EP 91110196 A EP91110196 A EP 91110196A EP 91110196 A EP91110196 A EP 91110196A EP 0469279 B1 EP0469279 B1 EP 0469279B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
heat exchanger
maintenance station
station according
channel section
Prior art date
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EP91110196A
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English (en)
French (fr)
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EP0469279A1 (de
Inventor
Anton Bodenmiller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaltenbach and Voigt GmbH
Original Assignee
Kaltenbach and Voigt GmbH
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Publication date
Application filed by Kaltenbach and Voigt GmbH filed Critical Kaltenbach and Voigt GmbH
Priority to AT91110196T priority Critical patent/ATE104420T1/de
Publication of EP0469279A1 publication Critical patent/EP0469279A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between

Definitions

  • the invention relates to a nursing home according to the preamble of claim 1.
  • a nursing home of this type is described in DE-A-28 13 452.
  • a heating arrangement with an electric heating coil is apparently provided in the form of a immersion heater for the hot water supply of dental instruments.
  • the heating arrangement can only supply a single consumer.
  • DE-C-553 156 describes an electrically heatable evaporator, in particular for generating protective gas for welding arcs, the evaporator having a tubular heat exchanger and a tube surrounding it at an annular distance.
  • An electrical heating coil is arranged in the heat exchanger and is embedded in the cavity of the heat exchanger by means of copper chips.
  • a helical flow guide is provided, which is formed by a web strip helically placed on the heat exchanger 7 as a separate part and fastened thereon.
  • DE-C-38 08 061 describes a heater for a motor vehicle heater for heating the heating air to be conducted into the passenger compartment of the motor vehicle.
  • This heater is operated with a burner, the combustion chamber being located in the tubular heat exchanger which is closed in a pot shape on its side facing away from the burner.
  • Radially arranged and axially extending heat conducting webs are located on the inner lateral surface of the tubular heat exchanger.
  • the tubular heat exchanger is surrounded by a housing, leaving an annular flow channel section for the medium to be heated, radially arranged and axially extending heat conducting webs also being arranged on the outer surface of the heat exchanger and thus extending into the flow channel section.
  • This known embodiment is only suitable for relatively large designs, such as are given by space heating. On the one hand, this is due to the The presence of a burner and of the flame tube and, on the other hand, due to the necessarily large cross section of the annular flow channel.
  • the size of the first flow channel depends on the size of the room to be heated, with emphasis being placed on efficient room heating, in particular on rapid room heating.
  • the heat transfer performance of the heat exchanger is rather low because the fresh air flowing in the flow channel flows through the area of the heat exchanger relatively quickly and therefore little time is available for heat transfer.
  • Another disadvantage of the known embodiment is that it is only suitable for the use of such heaters that are operated with a burner.
  • the invention has for its object to improve the heat transfer in the heater in a nursing home of the type mentioned and thereby enable a small or compact design.
  • the heat source is formed by a heating cartridge arranged in the heat exchanger, in which the heat exchanger sits with its inner lateral surface in a form-fitting or flat manner on the lateral surface of the heating cartridge and thus lies flat. Because of this configuration, there is a large contact surface with mutual surface contact between the heating cartridge and the heat exchanger, so that a large heat transfer capacity can take place between the heating cartridge and the heat exchanger. Therefore, the heat exchanger is able to deliver a large amount of heat to the medium, so that a large heat transfer performance is achieved between the heat exchanger and the medium.
  • the configuration according to the invention also leads to a small and compact design, since there are no internal heat conducting webs, as are present in the known configuration according to DE-C-38 08 061, and the heat exchanger is seated directly on the heating cartridge.
  • the heating cartridge itself can be made relatively small, so that the heat exchanger and thus the heater as a whole can be implemented in a small design. Therefore, the configuration according to the invention is particularly suitable for medical or dental instruments for a nursing home for heating a treatment medium in a medical or dental instrument, on the one hand for reasons of handling and on the other hand a small construction is specified for handling reasons and on the other hand because of the given small dimensions.
  • the normal axial flow direction of the medium is converted into a helical flow direction and therefore the path covered by the medium in the flow channel is also increased by a multiple.
  • the residence time of the medium in the area of the heat exchanger is also increased, and there is thus more time available for the heat transfer between the heat exchanger and the medium, as a result of which a larger quantity of heat can be transferred at a predetermined flow quantity of the medium and thus a higher temperature or greater temperature difference between the inlet and outlet temperatures of the medium is reached.
  • the subclaims contain features which contribute to problem solving, lead to an increase in the heat transfer areas, result in better flow guidance, in particular in countercurrent, and are also of a construction which is simpler and more cost-effective to manufacture and simple and easy to assemble or disassemble and cost-effectively.
  • the configurations according to the invention and in particular those according to claim 1 are particularly suitable for electrical heat sources with resistance wires which are accommodated in the heating cartridge according to the invention in the form of a full-volume cartridge body.
  • the configurations according to the invention enable simple temperature control and temperature regulation. High efficiency is also achieved.
  • Reference numerals 1 show a rinsing chamber into which the instruments 2 to be maintained, here dental handpieces, are hung, 3 an air line system with a compressed air connection in which an air heater 4 according to the invention is used, for supplying air to the instruments 2, and 8 a water pipe system with a softener 9 for supplying the washing chamber 1 with water, to which a water connection 8a and a water drain 8b are assigned.
  • the air line system 3 is assigned a container 5 for a maintenance oil or the like, which is connected by a pipe 5a to a metering device 5b, which is arranged in a common or individual air line 5c, which flows downstream of the air heater 4 into the instrument 2 leading supply line for heated air opens.
  • a container 6 for a surfactant or the like is provided, which is connected to the rinsing chamber 1 by a pipeline 6a and a metering device 6b arranged therein.
  • the heater 4 consists of a lower clamping frame 11 and an upper cover 12, each in the form of an annular plate, which are held together by screws 13 at a distance.
  • the screws 13 pass through the clamping frame 11 in through holes and the cover 12 in threaded holes, so that the clamping frame 11 can be clamped against the cover 12 by means of the screw heads arranged on the outside thereof.
  • An outer sleeve 14, preferably of round cross section, has a medium inlet in the form of an inlet opening 15 in its upper region, to which a feed line (not shown) can be connected.
  • the outer sleeve 14 surrounds a deflection tube 22, preferably a round cross section, while leaving a first annular flow channel section 10 coaxial, in which the heat exchanger 21 is arranged in the form of a preferably round sleeve, in particular a finned tube heat exchanger, which in turn surrounds a heating cartridge 20 which surrounds itself extends essentially over the entire length of the heat exchanger 21 and is formed by a straight rod, preferably a round cross-section, the heat exchanger 21 sitting with its inner lateral surface on the lateral surface of the heating cartridge 20 and thus lying flat against it.
  • the outer surface of the heating cartridge 20 is conical, here convergent upwards, so that the heat exchanger 21 and the heating cartridge 20 are pressed together in an axially clamping manner for assembly can be, the outer surfaces abut against each other over a large area.
  • the outer sleeve 14 is arranged, preferably clamped, between a cartridge receptacle 17 and an end piece 16, which abut the inner sides of the clamping frame 11 and the cover 12 and are clamped axially by means of these against the end faces of the outer sleeve 14 with the screws 13.
  • the recess 26 On the mutually facing sides of the end piece 16 and the cartridge receptacle 17 there are round recesses 26, 27 into which the front ends of the outer sleeve 14 border and are centered therein.
  • the recess 26 has a flat end face.
  • the recess 27 is an annular recess, whereby a central, round pin 28 is formed on the inside of the end piece 16, on which the upper end of the heat exchanger 21 with its correspondingly shaped inner cross-sectional dimension sits.
  • the lower end of the heat exchanger 21, which essentially closes with the lower end of the deflection tube 22, has an axial distance from the cartridge receptacle 17.
  • the divergent end, here the lower end, of the heating cartridge 20 projects downward from the lower end of the heat exchanger 21 and is mounted in a coaxial hole 29 in the cartridge holder 17.
  • the electrical connection 31 extends axially outward from the heating cartridge 20 through the hole 29.
  • the annular space between the outer sleeve 14 and the deflecting tube 22 is sealed off at the top, for example by a flange 23 projecting radially outward from the upper end of the deflecting tube 22, and by means of seals 24 present on both sides between the upper end of the outer sleeve 14 and the end piece 16 is clamped axially that the media or media entering at 15 through the annular space and radially inward through the radial gap 32 around the lower free end of the deflection tube 22 into the space forming a second axial flow channel section 33 between the deflection tube 22 and the heat exchanger 21 be forced and flow past the outer surface of the heat exchanger 21 and absorb heat.
  • the annular recess 27 on the end piece 16 is also recessed by an inner step, as a result of which a free annular space 27a is formed, into which the heated medium flows.
  • a connection 18 arranged on a pitch circle for the consumer or consumers, which are connected by axial passages 34 in the end piece 16 to the free annular space (27a) in the recess 27 and which face outwards in particular flexible hoses 19, preferably silicone hoses, which lead to the consumers.
  • the outer sleeve 14 is also sealed below on the cartridge receptacle 17 by means of a seal 24.
  • a term sensor 25 is inserted axially from above and outside, preferably screwed in, with its sensing element with the free Annulus 27a in the region of the recess 27 is connected.
  • three connections 18 are provided for three consumers or instruments 2.
  • the medium entering at 15 is prevented by the flange 23 or the like from the direct transition to the connections 18 and forced to flow down through the annular space forming the first axial flow channel section 10 between the outer sleeve 14 and the deflection tube 22, where it flows through the gap 32 between the cartridge receptacle 17 and the deflection tube 22 in the area between the heat exchanger 21 and the deflection tube 22 and from there with absorption of heat from the heat exchanger up to the connections 18.
  • the passage between the heat exchanger 21 and the deflection tube 22 can be a thin annular gap which forms the second flow channel section 33. The smaller this annular gap, the smaller the flow rate of the medium flowing through it and the higher the heat absorption of the medium and thus also its initial temperature.
  • a helical flow guide 35 is preferably provided in the annular gap forming the second flow channel section 33, which causes a helical flow of the medium from the gap 32 to the annular space 27a.
  • the flow guide 35 is formed in the present embodiment by a helical web, preferably in the form of a pointed thread on the outer circumference of the heat exchanger 21.
  • the arrangement is such that the helical web tip rests against the inner wall of the deflecting tube 22 and thus seals the individual flow channel coils from one another. In addition, this only gives a linear contact between the heat exchanger 21 and the deflection tube 22, so that the direct contact is kept small and little heat is transferred to the deflection tube 22.
  • the outer sleeve 14 is cooled by the flow of the cold medium so that it does not have to be made from a heat-resistant material.
  • the outer sleeve 14 does not have to be made of a material with high temperature resistance. A high degree of efficiency is achieved.
  • the medium absorbs heat from the deflection tube 22 on the way down.
  • the turbulent or helically flowing medium is forced on the finned outer surface of the finned tube heat exchanger 21 very large surface and heats up to the temperature value set by the control.
  • the finned tube heat exchanger 21 contains the conical, gas-tight welded heating cartridge 20 with an output of 400 watts and consists of a positively fitted finned tube made of copper.
  • Cartridge cartridges 20 of this type have a very long service life because they are welded gas-tight and the heating wire does not contain the medium, e.g. comes into contact with oxidizing air and is not attacked by its impurities. The system is therefore independent of the quality of the air, it does not need treatment, e.g. to be cleaned.
  • the cone-shape connection between the heating cartridge 20 and the finned tube 21 ensures the best form fit and improves the heat transfer.
  • the finned tube conducts the heat from the heating cartridge 20 to the surface of the heat exchanger 21 without great thermal resistance and in a very short time.
  • the heat is distributed over the entire finned tube 21, so that there is no temperature gradient on the heating cartridge 20 which would impair the service life.
  • the heating cartridge 20 can preferably be equipped with a thermocouple to control an additional safety control circuit.
  • the temperature sensor 25 screwed into the end piece 16 is used to control the temperature control, the sensor itself is directly surrounded by the hot medium and, with its low heat capacity, ensures rapid and very precise temperature control.
  • the heating cartridge 20 is equipped with an additional temperature fuse, so that destruction of the heater 4 is avoided in each case of damage.
  • the end piece 16 is expediently made of a suitable plastic, e.g. Teflon manufactured.
  • the heater 4 is constructed from components that are easy to manufacture. The assembly is done by plugging and screwing together the individual parts. The escape of medium is changed by the seals 24, in particular flat seals. The contact pressure and a length compensation between the clamping frame 11 and the cover 12 is carried out by spring washers under the heads of the screws 13 on the clamping frame 11.
  • the heater according to the invention is suitable for both liquid media such as e.g. Water or a water-air mixture or a gaseous medium, such as preferably air.
  • liquid media such as e.g. Water or a water-air mixture or a gaseous medium, such as preferably air.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Pflegeplatz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Pflegeplatz dieser Art ist in der DE-A-28 13 452 beschrieben. Bei diesem bekannten Pflegeplatz ist eine Heizungsanordnung mit einer elektrischen Heizspirale offenbar in Form eines Tauchsieders für die Warmwasserversorgung zahnärztlicher Instrumente vorgesehen. Die Heizungsanordnung kann nur einen einzigen Verbraucher versorgen.
  • In der DE-C- 553 156 ist ein elektrisch beheizbarer Verdampfer, insbesondere zur Erzeugung von Schutzgas für Schweißlichtbögen, beschrieben, wobei der Verdampfer einen rohrförmigen Wärmetauscher und ein ihn in einem Ringabstand umgebendes Rohr aufweist. Im Wärmetauscher ist eine elektrische Heizschlange angeordnet, die mittels Kupferspänen im Hohlraum des Wärmetauschers eingebettet ist. Im Ringabstand zwischen dem Wärmetauscher und dem Rohr ist eine wendelförmige Strömungsführung vorgesehen, die durch einen auf den Wärmetauscher 7 als separates Teil wendelförmig aufgesetzten und daran befestigten Stegstreifen gebildet ist.
  • In der DE-C-38 08 061 ist ein Erhitzer für eine Kraftfahrzeugheizung zum Erhitzen der in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs zu leitenden Heizungsluft beschrieben. Dieser Erhitzer wird mit einem Brenner betrieben, wobei der Brennraum sich im rohrförmigen Wärmetauscher befindet, der auf seiner dem Brenner abgewandten Seite topfförmig verschlossen ist. An der Innenmantelfläche des rohrförmigen Wärmetauschers befinden sich radial angeordnete und axial erstreckende Wärmeleitstege. Koaxial im Zentrum des Wärmetauschers befindet sich ein Flammrohr, dessen Zweck es ist, eine Flammenführung vorzugeben. Der rohrförmige Wärmetauscher ist unter Belassung eines ringförmigen Strömungskanalabschnitts für das zu erhitzende Medium von einem Gehäuse umgeben, wobei auf der Außenmantelfläche des Wärmetauschers ebenfalls radial angeordnete und sich axial erstreckende Wärmeleitstege angeordnet sind, die sich somit in den Strömungskanalabschnitt erstrecken.
  • Diese bekannte Ausgestaltung ist nur für verhältnismäßig große Bauweisen geeignet, wie sie durch Raumheizung vorgegeben sind. Dies ist zum einen durch das Vorhandensein eines Brenners sowie des Flammrohrs und zum anderen durch den notwendigerweise großen Querschnitt des ringförmigen Strömungskanals bedingt. Die Größe des ersten Strömungskanals richtet sich nach der Größe des zu beheizenden Raumes, wobei Wert auf eine leistungsfähige Raumheizung, und zwar insbesondere auf eine schnelle Aufheizung des Raumes, gelegt wird. Außerdem ist die Wärmeübertragungsleistung des Wärmeaustauschers ziemlich gering, weil die im Strömungskanal strömende Frischluft den Bereich des Wärmetauschers verhältnismäßig schnell durchströmt und deshalb wenig Zeit zur Wärmeübertragung zur Verfügung steht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausgestaltung besteht darin, daß sie sich überhaupt nur für die Verwendung von solchen Erhitzern eignet, die mit einem Brenner betrieben werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Pflegeplatz der eingangs angegebenen Art die Wärmeübertragung im Erhitzer zu verbessern und dabei eine kleine bzw. kompakte Bauweise zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Pflegeplatz wird die Wärmequelle durch eine im Wärmetauscher angeordnete Heizpatrone gebildet, bei der Wärmetauscher mit seiner Innenmantelfläche formschlüssig bzw. flächig auf der Mantelfläche der Heizpatrone sitzt und somit flächig anliegt. Aufgrund dieser Ausgestaltung besteht zwischen der Heizpatrone und dem Wärmetauscher eine große Kontaktfläche mit gegenseitiger Flächenberührung, so daß eine große Wärmeübertragungsleistung zwischen der Heizpatrone und dem Wärmetauscher stattfinden kann. Deshalb ist auch der Wärmetauscher in der Lage, eine große Wärmemenge an das Medium abzugeben, so daß auch zwischen dem Wärmetauscher und dem Medium eine große Wärmeübertragungsleistung erzielt wird. Dabei führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch zu einer kleinen und kompakten Bauweise, weil innere Wärmeleitstege entfallen, wie sie bei der bekannten Ausgestaltung gemäß DE-C-38 08 061 vorhanden sind, und der Wärmetauscher direkt auf der Heizpatrone sitzt. Die Heizpatrone selbst kann dabei verhältnismäßig klein ausgebildet werden, so daß auch der Wärmetauscher und somit der Erhitzer insgesamt in kleiner Bauweise realisiert werden können. Deshalb eignet sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung vorzüglich für ärztliche oder zahnärztliche Instrumente für einen Pflegeplatz zum Erwärmen eines Behandlungsmediums in einem ärztlichen oder zahnärztlichen Instrument, bei dem zum einen aus Handhabungsgründen und zum anderen wegen einen aus Handhabungsgründen und zum anderen wegen vorgegebener kleiner Abmessungen eine kleine Bauweise vorgegeben ist.
  • Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die normal axiale Strömungsrichtung des Mediums in eine wendelförmige Strömungsrichtung umgewandelt und deshalb wird auch der vom Medium im Strömungskanal zurückgelegte Weg um ein mehrfaches vergrößert. Infolgedessen wird auch die Verweilzeit des Mediums im Bereich des Wärmetauschers vergrößert, und es steht somit mehr Zeit für die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauscher und dem Medium zur Verfügung, wodurch bei einer vorgegebenen Strömungsmenge des Mediums eine größere Wärmemenge übertragen werden kann und somit eine höhere Temperatur bzw. größere Temperaturdifferenz, zwischen der Eingangs- und der Ausgangstemperatur des Mediums, erreicht wird.
  • In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die zur Problemlösung beitragen, zu einer Vergrößerung der Wärmeübertragungsflächen führen, eine bessere Strömungsführung, insbesondere im Gegenstrom, ergeben und auch von einfacher und kostengünstig herstellbarer sowie einfacher und handhabungsfreundlich montierbarer bzw. demontierbarer und kostengünstig herstellbarer Bauweise sind.
  • Die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen und insbesondere die nach Anspruch 1 eignen sich insbesondere für elektrische Wärmequellen mit Widerstandsdrähten, die in der erfindungsgemäßen Heizpatrone in Form eines vollvolumigen Patronenkörpers aufgenommen sind.
  • Ferner ermöglichen die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eine einfache Temperatursteuer- und Temperaturregelung. Es wird auch ein hoher Wirkungsgrad erreicht.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1
    einen Pflegeplatz mit einem erfindungsgemäßen Erhitzer insbesondere für einen zahnärztlichen Behandlungsstuhl in schematischer Darstellung;
    Fig.2
    den erfindungsgemäßen Erhitzer im Längsschnitt;
    Fig.3
    den Erhitzer nach Fig.2 in der Draufsicht.
  • In Fig. 1 sind, soweit für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich, die Einzelheiten bzw. die Einzelteile des Pflegeplatzes dargestellt und beziffert. Es zeigen die Bezugszeichen 1 eine Spülkammer, in die die zu pflegende Instrumente 2, hier zahnärztliche Handstücke, eingehängt werden, 3 ein Luftleitungssystem, mit einem Druckluftanschluß in dem ein erfindungsgemäßer Lufterhitzer 4 Verwendung findet, zur Zuführung von Luft zu den Instrumenten 2, und 8 ein Wasserleitungssystem mit einem Enthärter 9 zur Versorgung der Spülkammer 1 mit Wasser, dem ein Wasseranschluß 8a und ein Wasserabfluß 8b zugeordnet ist.
  • Dem Luftleitungssystem 3 ist ein Behälter 5 für ein Pflegeöl oder dergleichen zugeordnet, der durch eine Rohrleitung 5a mit einem Dosierer 5b verbunden ist, der in einer gemeinsamen oder jeweils einzelnen Luftleitung 5c angeordnet ist, die in Strömungsrichtung hinter dem Lufterhitzer 4 in die zum Instrument 2 führenden Zuführungsleitung für erhitzte Luft mündet.
  • Außerdem ist ein Behälter 6 für ein Tensid oder dergleichen vorgesehen, der durch eine Rohrleitung 6a und einem darin angeordneten Dosierer 6b mit der Spülkammer 1 verbunden ist.
  • Gem. Fig.2 und 3 besteht der Erhitzer 4 aus einem unteren Spannrahmen 11 und einem oberen Deckel 12, jeweils in Form einer ringförmigen Platte, die durch Schrauben 13 zusammen auf Abstand gehalten sind. Die Schrauben 13 durchfassen den Spannrahmen 11 in Durchgangslöchern und den Deckel 12 in Gewindelöchern, so daß der Spannrahmen 11 mittels der von ihm außenseitig angeordneten Schraubenköpfe gegen den Deckel 12 spannbar ist. Eine Außenhülse 14, vorzugsweise runden Querschnitts, weißt in ihrem oberen Bereich einen Mediumseintritt in Form einer Eingangsöffnung 15 auf, an die eine Zuführungsleitung (nicht dargestellt) anschließbar ist. Die Außenhülse 14 umgibt unter Belassung eines ersten ringförmigen Strömungskanalabschnitts 10 koaxia ein Umlenkrohr 22, vorzugsweise runden Querschnitts, in dem der Wärmetauscher 21 in Form einer vorzugsweise runden Hülse, insbesondere ein Rippenrohr-Wärmetauscher, angeordnet ist, der seinerseits eine Heizpatrone 20 umgibt, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Wärmetauschers 21 erstreckt und durch einen geraden Stab vorzugsweise runden Querschnitts gebildet ist, wobei der Wärmetauscher 21 mit seiner Innenmantelfläche auf der Mantelfläche der Heizpatrone 20 sitzt und somit an ihr flächig anliegt. Vorzugsweise ist die Mantelfläche der Heizpatrone 20 kegelförmig, hier nach oben konvergent, geformt, so daß zur Montage der Wärmetauscher 21 und die Heizpatrone 20 axial klemmend zusammengedrückt werden können, wobei die Mantelflächen großflächig aneinander anliegen. Die Außenhülse 14 ist zwischen einer Patronenaufnahme 17 und einem Endstück 16 angeordnet, vorzugsweise eingeklemmt, die an den Innenseiten des Spannrahmens 11 und des Deckels 12 anliegen und über diese axial gegen die Stirnenden der Außenhülse 14 mit den Schrauben 13 gespannt sind. An den einander zugewandten Seiten des Endstücks 16 und der Patronenaufnahme 17 sind runde Ausnehmungen 26,27 vorhanden, in die die Stirnenden der Außenhülse 14 einfassen und darin zentriert sind. Die Ausnehmung 26 weist eine ebene Stirnfläche auf. Die Ausnehmung 27 ist eine Ringausnehmung, wodurch ein mittiger, runder Zapfen 28 an der Innenseite des Endstücks 16 gebildet ist, auf dem das obere Ende des Wärmetauschers 21 mit seiner entsprechend geformten Innenquerschnittsabmessung schließend sitzt. Dabei weist das untere Ende des Wärmetauschers 21, das mit dem unteren Ende des Umlenkrohr 22 im wesentlichen abschließt einen axialen Abstand von der Patronenaufnahme 17 auf. Das divergente Ende, hier das untere Ende, der Heizpatrone 20 überragt das untere Ende des Wärmetauschers 21 nach unten und ist in einem koaxialen Loch 29 in der Patronenaufnahme 17 gelagert. Durch das Loch 29 erstreckt sich von der Heizpatrone 20 deren elektrischer Anschluß 31 axial nach außen.
  • Der Ringraum zwischen der Außenhülse 14 und dem Umlenkrohr 22 ist oben so dicht abgeschlossen, z.B. durch einen vom oberen Ende des Umlenkrohrs 22 radial nach außen ragenden Flansch 23, der mittels zu beiden Seiten vorhandenen Dichtungen 24 zwischen dem oberen Ende der Außenhülse 14 und dem Endstück 16 axial eingeklemmt ist, daß das bzw. die bei 15 eintretenden Medien durch den Ringraum und radial einwärts durch den radialen Spalt 32 um das untere freie Ende des Umlenkrohrs 22 in den einen zweiten axialen Strömungskanalabschnitt 33 bildenden Raum zwischen dem Umlenkrohr 22 und dem Wärmetauscher 21 gezwungen werden und so an der Außenmantelfläche des Wärmetauschers 21 vorbeiströmen und dabei Wärme aufnehmen. Die ringförmige Ausnehmung 27 am Endstück 16 ist mit durch eine innere Stufe vertieft, wodurch ein freier Ringraum 27a gebildet ist, in den das erwärmte Medium strömt. Oben am Deckel 12 sind ein oder mehrere auf einem Teilkreis verteilt angeordnete Anschlüsse 18 für den oder die Verbraucher vorgesehen, die durch axiale Durchgänge 34 im Endstück 16 mit dem freien Ringraum (27a) in der Ausnehmung 27 in Verbindung stehen, und die sich nach außen in insbesonders flexible Schläuche 19, vorzugsweise Silikonschläuche, fortsetzen, die zu den Verbrauchern führen. Auch unten ist die Außenhülse 14 mittels einer Dichtung 24 an der Patronenaufnahme 17 abgedichtet. In das Endstück 16 ist axial von oben und außen ein Termofühler 25 eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt, der mit seinem Fühlelement mit dem freien Ringraum 27a im Bereich der Ausnehmung 27 in Verbindung steht. Bei der vorliegenden Ausgestaltung sind drei Anschlüsse 18 für drei Verbraucher bzw. Instrumente 2 vorgesehen.
  • Das bei 15 eintretende Medium wird durch den Flansch 23 oder dergleichen am unmittelbaren Übertritt zu den Anschlüssen 18 gehindert und gezwungen, durch den ersten axialen Strömungskanalabschnitt 10 bildenden Ringraum zwischen der Außenhülse 14 und dem Umlenkrohr 22 nach unten zu strömen, wo es durch den Spalt 32 zwischen der Patronenaufnahme 17 und dem Umlenkrohr 22 in den Bereich zwischen dem Wärmetauscher 21 und dem Umlenkrohr 22 und von dort unter Aufnahme von Wärme aus dem Wärmetauscher nach oben zu den Anschlüssen 18 gelangt. Der Durchgang zwischen dem Wärmetauscher 21 und dem Umlenkrohr 22 kann ein dünner, den zweiten Strömungskanalabschnitt 33 bildender Ringspalt sein. Je kleiner dieser Ringspalt ist, umso geringer ist die Strömungsmenge des ihn durchströmenden Mediums und desto höher ist die Wärmeaufnahme des Mediums und somit auch dessen Ausgangstemperatur.
  • Vorzugweise ist in den den zweiten Strömungskanalabschnitt 33 bildenden Ringspalt eine wendelförmige Strömungsführung 35 vorgesehen, die eine wendelförmige Strömung des Mediums vom Spalt 32 zum Ringraum 27a hervorruft. Die Strömungsführung 35 wird bei der vorliegenden Ausgestaltung durch einen wendelförmigen Steg vorzugsweise in der Form eines Spitzgewindes auf dem Außenumfang des Wärmetauschers 21 gebildet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die wendelförmig verlaufende Stegspitze an der Innenwandung des Umlenkrohrs 22 anliegt und somit die einzelnen Strömungskanalwendeln von einander abdichtet. Außerdem ist hierdurch eine nur linienförmige Anlage zwischen dem Wärmetauscher 21 und dem Umlenkrohr 22 gegeben, so daß der direkte Kontakt klein gehalten ist und wenig Wärme auf das Umlenkrohr 22 übertragen wird.
  • Die vorbeschriebene Betriebsweise hat folgende Vorteile:
  • Die Außenhülse 14 wird durch den Strom des kalten Mediums gekühlt, so daß sie nicht aus hitzebeständigem Werkstoff hergestellt werden muß. Die Außenhülse 14 muß nicht aus einem Material mit hoher Temperaturbeständigkeit gefertigt werden. Es wird ein hoher Wirkungsgrad erreicht. Das Medium nimmt beim Weg abwärts Wärme aus dem Umlenkrohr 22 auf. Das turbulent oder wendelförmig strömende Medium wird zwangsweise an der gerippten Außenoberfläche des Rippenrohr-Wärmetauschers 21 mit sehr großer Oberfläche vorbeigeführt und erhitzt sich dabei auf den durch die Regelung eingestellten Temperaturwertpunkt.
  • Der Rippenrohr-Wärmetauscher 21 enthält die konische, gasdicht verschweißte Heizpatrone 20 mit einer Leistung von 400 Watt und besteht aus einem formschlüssig aufgesetzten Rippenrohr aus Kupfer. Heizpatronen 20 dieser Art erreichen eine sehr hohe Lebensdauer, da sie gasdicht verschweißt sind und der Heizdraht nicht mit dem Medium z.B. oxidierender Luft in Berührung kommt und durch deren Verunreinigungen nicht angegriffen wird. Daher ist das System von der Qualität der Luft unabhängig, diese braucht nicht behandelt, z.B. gereinigt zu werden.
  • Die Kegel-Form-Verbindung zwischen der Heizpatrone 20 und dem Rippenrohr 21 gewahrleistet besten Formschluß und verbessert den Wärmeübergang.
  • Das Rippenrohr leitet die Wärme von der Heizpatrone 20 zur Oberfläche des Wärmetauschers 21 ohne großen Wärmewiderstand und in kürzester Zeit. Die Wärme verteilt sich über das gesamte Rippenrohr 21, so daß kein die Lebensdauer beeinträchtigendes Temperaturgefälle an der Heizpatrone 20 besteht.
  • Die Heizpatrone 20 kann vorzugsweise zur Ansteuerung eines zusätzlichen Sicherheitsregelkreise mit einem Termoelement ausgestattet sein. Der im Endstück 16 eingeschraubte Temperaturfühler 25 dient zur Ansteuerung der Temperaturregelung, der Fühler selbst wird unmittelbar von dem heißen Medium umströmt und gewährleistet mit seiner geringen Wärmekapazität eine schnelle und sehr genaue Temperaturregelung.
  • Ergänzend zur Temperaturregelung ist die Heizpatrone 20 mit einer zusätzlichen Temperatursicherung ausgerüstet, so daß in jedem Schadensfall eine Zerstörung des Erhitzers 4 vermieden wird. Das Endstück 16 wird zweckmäßig aus einem geeigneten Kunststoff, z.B. Teflon hergestellt. Der Erhitzer 4 ist aus einfach zu fertigenden Bauteilen aufgebaut. Die Montage erfolgt durch Zusammenstecken und -schrauben der Einzelteile. Das Entweichen von Medium wird durch die Dichtungen 24, insbesondere Flachdichtungen, verändert. Der Anpressdruck und ein Längenausgleich zwischen Spannrahmen 11 und dem Deckel 12 erfolgt durch Federscheiben unter den Köpfen der Schrauben 13 am Spannrahmen 11.
  • Der erfindungsgemäße Erhitzer eignet sich sowohl für flüssige Medien wie z.B. Wasser oder ein Wasser-Luft-Gemisch oder ein gasförmiges Medium, wie vorzugsweise Luft.

Claims (16)

  1. Pflegeplatz zur Pflege ärztlicher und zahnärztlicher Instrumente mit einem Erhitzer (4) für ein in einer Leitung strömendes flussiges und/oder gasförmiges Medium, insbesondere Lufterhitzer, wobei der Erhitzer (4) vom Medium in einem Strömungskanal durchströmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Erhitzer (4) einen rohrförmigen Wärmetauscher (21) aufweist, der unter Bildung eines Strömungskanalabschnitts (33) von einem Rohr (22) umgeben ist, daß im Wärmetauscher (21) eine Heizpatrone (20) angeordnet ist, deren Mantelfläche mit der Innenmantelfläche des Wärmetauschers (21) in flächiger, wärmeleitender Verbindung steht, daß im Strömungskanalabschnitt (33) zwischen dem Wärmetauscher (21) und dem Rohr (22) eine wendelförmige Strömungsführung (35) angeordnet ist, die im Betrieb des Erhitzers (4) eine wendelförmige Strömung des Mediums im Strömungskanal (33) hervorruft, daß die Strömungsführung (35) durch eine wendelförmige Nut in der Außenmantelfläche des Wärmetauschers (21) oder in der Innenmantelfläche des Rohrs (22) gebildet ist und daß die Mantelfläche der Heizpatrone (20) zu ihrem einen Stirnende hin konvergent gebildet ist und die Innenmantelfläche des Wärmetauschers (21) zwecks flächiger Anlage an der Mantelfläche der Heizpatrone (20) entsprechend konvergent und vorzugsweise vollflächig geformt ist.
  2. Pflegeplatz nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die wendelförmige Nut durch ein Außen- oder Innengewinde, insbeondere ein Spitzgewinde gebildet ist.
  3. Pflegeplatz nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gewindesteg mit seiner Spitze linienförmig am jeweils gegenüberliegenden Teil (Wärmetauscher 21, Rohr 22) anliegt.
  4. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Wärmetauscher (21) auf der Heizpatrone (20) formschlüssig sitzt.
  5. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rohr (22) unter Belassung eines vozugsweise ringförmigen axialen äußeren Strömungskanalabschnitts (10) von einer Außenhülse (14) umgeben ist, und daß die Eingangsöffnung (15) des äußeren Strömungskanalabschnitts (10) gegenüber dem Anfangsende des inneren Strömungskanalabschnitts (33) axial in die Richtung der Strömung im inneren Strömungskanalabschnitt (33) versetzt ist.
  6. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizpatrone (20) der Wärmetauscher (21), das Rohr (22) und/oder die Außenhülse (14) eine runde Querschnittsform aufweisen.
  7. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizpatrone (20) ein bezüglich seiner Mantelfläche vollflächiger vorzugsweise vollvolumiger, insbesondere gerader stabförmiger Patronenkörper, insbesondere mit eingebetteten elektrischen Widerstandsdrähten ist.
  8. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mantelfläche der Heizpatrone (20) durch eine Kegelfläche gebildet ist.
  9. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einlaßöffnung (15) im äußeren Strömungskanalabschnitt (10) in dem dem Anfangsbereich des inneren Strömungskanalabschnitts (33) gegenüberliegenden Endbereich des äußeren Strömungskanalabschnitts (10), insbesondere in der Außenhülse (14) vorzugsweise radial angeordnet ist.
  10. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der äußere und der innere Strömungskanalabschnitt (10,33) durch einen radialen Spalt (32) miteinander verbunden sind, der vorzugsweise zwischen dem zugehörigen Ende des Rohrs (22) und einer Stirnwand (17) des Erhitzers (4) angeordnet ist.
  11. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Außenhülse (14) und vorzugsweise auch die Heizpatrone (20) und/oder der Wärmetauscher (21) mittels Schrauben (13) axial zusammengehalten sind, die zwei die Außenhülsen (14) zwischen sich einspannende Stirnwände (16, 17) oder außenseitig von den Stirnwänden angeordnete Spannrahmen (11,12) durchfassen bzw. darin einfassen.
  12. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der innere Strömungskanalabschnitt (33) in Strömungsrichtung in einem Ringraum (27a) mündet.
  13. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der innere Strömungskänalabschnitt (33) mit mehreren, Anschlüssen, vorzugsweise Rohr- und Schlauchanschlüssen, in Verbindung steht, die vorzugsweise vom Ringraum (27a) radial oder axial ausgehen und insbesondere auf einem Teilkreis verteilt angeordnet sind.
  14. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ihm eine Regeleinrichtung für die Temperatur des erhitzten Mediums zugeordnet ist, die einen Temperaturfühler (25) im Endbereich des inneren Strömungskanalabschnitts (33) vorzugsweise im Ringraum (27a) aufweist.
  15. Pflegeplatz nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizpatrone (20) zur Ansteuerung einer Regeleinrichtung für die Temperatur des erhitzten Mediums ein Termoelement aufweist.
  16. Pflegeplatz nach einem, der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Heizpatrone (20) mit einer zusätzlichen Temperatursicherung ausgerüstet ist.
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