EP0608569B1 - Continuous-flow heater - Google Patents
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- EP0608569B1 EP0608569B1 EP93121104A EP93121104A EP0608569B1 EP 0608569 B1 EP0608569 B1 EP 0608569B1 EP 93121104 A EP93121104 A EP 93121104A EP 93121104 A EP93121104 A EP 93121104A EP 0608569 B1 EP0608569 B1 EP 0608569B1
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- European Patent Office
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- casing
- instantaneous heater
- pressure
- wall
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
- H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
Definitions
- the invention relates to a continuous-flow heater with a housing in which at least one material channel is provided for the flow of a fluid to be heated, and with a surface heating element which lies flat against a surface of the housing.
- a metallic housing is surrounded in the circumferential direction by a heating foil.
- the heating foil is enclosed by a thin metal foil, on which in turn an insulating wall made of foam or a similar insulating material is applied.
- the entire arrangement in turn is housed in a further housing, which can be covered by a further insulating layer.
- the known instantaneous water heater is used in particular for preheating liquid fuels.
- Continuous-flow heaters are also used to heat paints with a higher viscosity. These varnishes can then be processed with less addition of thinners or solvents. The heating of the paints leads to a reduction in viscosity, which leads to fine atomization at lower spray pressures. However, when such paints are heated, vapors can form which, if ignited, can lead to explosions. It is obvious that such explosions are dangerous and that measures must be taken that such explosions do not occur at all or that the effects of such explosions do no harm.
- DE-C-865 334 shows a pressure-resistant electric instantaneous water heater, in particular for a viscous oil mixture.
- a tubular heater is covered with an insulating jacket, which in turn is surrounded by a bandage.
- An insert is arranged in the radiator and is composed of axially stacked steatite rings. The steatite rings are held together by a clamping screw.
- the insert is located approximately centrally in the tube-like radiator, so that a free flow cross section is formed between the insert and the inner wall of the radiator, which has a small thickness. In this way, an oil flow through the water heater is formed, which is only a small one Has thickness. The oil is then heated evenly. A large amount of heat can be transferred to the oil without any heat-damaging effects on the heating material to be heated.
- Continuous-flow heaters are also known which have heating cartridges or heating spirals between the material channels. These are either cast in or inserted into bores that run between the material channels.
- the basic structure is similar to that of the instantaneous water heater from US 4,866,250.
- the heating cartridges or spirals are completely enclosed by the housing, so that paint or liquid vapors cannot reach the heating cartridge in order to ignite there.
- This object is achieved according to the invention in a continuous-flow heater of the type mentioned at the outset in that the surface heating element is arranged on a boundary wall of a pressure-tightly encapsulated space.
- the heating element is exposed to one side of an atmosphere into which flammable vapors can get. It is also permitted that these vapors ignite on the heating element and can lead to an explosion. The effects of this explosion are controlled.
- the boundary walls of the flameproof enclosure are designed so that they can withstand the pressure generated in the event of an explosion that may occur in the flameproof enclosure and prevent the explosion from being transmitted to the outside. Since the surface heating element is only connected to the boundary wall on one side, but is not loaded on the other side, the risk of thermal stresses with the risk of damage or destruction of the surface heating element is very small.
- the surface heating element is also freely accessible after opening the flameproof enclosure and can be easily repaired or replaced in the event of damage without having to destroy parts of the instantaneous water heater.
- the boundary wall forms part of the housing.
- the heat emitted by the surface heating element can then reach the material channel or channels directly through the housing without having to traverse larger housing parts.
- the surface heating element is therefore arranged in the immediate vicinity of the material channel.
- a flame-arresting gap is advantageously provided, which connects the pressure-tightly encapsulated space with the surroundings. On the one hand, this prevents a dangerous increase in pressure in the flameproof enclosure in the event of an explosion. On the other hand, the explosion cannot be transmitted outside.
- the flame-arresting gap prevents flames from escaping and causing further explosions in the outside environment.
- the gap acts as a throttle, through which a pressure can escape from the pressure-proof, enclosed space. If necessary, several columns can also be provided. The individual dimensions depend on the intended use.
- the flameproof enclosure is advantageously filled with a non-combustible material in powder form.
- This material can be sand, for example. This greatly reduces the volume available for the vapors or gases. Even if vapors or gases reach the heating element and ignite there, it is only small amounts that can explode. Accordingly, the force of the explosion is also small.
- a powdery material can be easily introduced and also easily removed, so that the repair options are not significantly impaired.
- the pressure-tightly encapsulated space advantageously has an extension perpendicular to the boundary wall which is in the range from two to twenty times the thickness of the surface heating element.
- the volume of the flameproof encapsulated space is therefore relatively small. This also keeps the amount of steam or gas that can explode small, which in turn keeps the force or force of an explosion at a low level.
- the surface heating element is at a distance from the non-touched boundary wall, which is opposite to its surface extension, which is at least as large as its thickness.
- the surface heating element is preferably designed as a heating foil.
- Such heating foils are available, for example, under the name “MINCO foil heating elements” from Telemeter Electronic GmbH, Donauwörth, Federal Republic of Germany.
- Such heating foils are relatively thin. Their thickness ranges from 1/4 to 3 mm.
- Such films can be glued to the boundary wall. They adapt easily to the surface, even if this surface is not completely flat. When using heating foils, it is possible to keep the volume of the flameproof enclosure relatively small.
- a pressure-tightly encapsulated switchgear room in which electrical switching devices are arranged and which is connected to the pressure-tightly encapsulated space.
- the electrical switching devices can be temperature regulators and limiters, for example, which generate sparks during operation, for example when they switch the power supply of the electrically heated surface heating element on or off.
- Such a control room must be provided for instantaneous water heaters that are to be used in potentially explosive environments. This However, control room generally only takes up a relatively small proportion of the volume of the instantaneous water heater.
- control room completely surrounds the housing over part of its length in the circumferential direction, the pressure-tightly encapsulated room opening with its end face on the entire circumference into the control room. This ensures a large-scale transition between the flameproof enclosure and the control room. If an explosion spreads, pressure equalization between the flameproof enclosure and the control room can take place relatively quickly without dangerous local pressure increases due to constrictions.
- the housing is essentially cylindrical, the material channel running essentially parallel to the cylinder axis. Both the flameproof enclosure and the switch room can then also be enclosed by an essentially cylindrical outer wall. There are no edges or knicks that can weaken the material of the outer walls. Rather, the cylindrical shape is well suited to easily absorb the resulting pressures.
- the housing it is particularly advantageous for the housing to have a recess in the region of the boundary wall, in which the surface heating element is arranged.
- This return has two advantages: On the one hand, it creates space for the flameproof enclosure without increasing the external dimensions of the instantaneous water heater. On the other hand, the surface heating element can also be closer to the material channel be arranged, whereby the heat transfer is improved.
- the recess is covered at least over part of its length by a wall pushed onto the housing from one end face.
- This wall then forms the outer wall of the flameproof enclosure. Because the wall can be pushed open, the wall can be closed all around. Axial connections can be avoided, so that a relatively high pressure safety can be achieved with this simple measure. By pushing it on, the flame-retardant gaps are created automatically if dimensioned accordingly.
- control room is provided in a housing part which is pushed onto the housing from the front side and at least partially covers the wall. It also applies to this housing part that it no longer has to be closed in the axial or longitudinal direction because it is already closed in a ring. This also results in a relatively high compressive strength. Sliding on the wall and the housing part automatically creates gaps with appropriate dimensions, which in turn can be designed so that they are flame-proof.
- the housing part and the wall are made in one piece and in particular as a cast part. With such a configuration, assembly is simplified. Only a part has to be pushed onto the housing to form the flameproof enclosure and the control room.
- a space of increased security can be provided in the housing part.
- a room is used, for example, to accommodate incandescent lamps or other display devices and to carry electrical cables through.
- the space of increased security can be arranged on the outside in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the housing.
- the control room and the room for increased security each extend over a part of the circumference.
- the switch room and the room of increased security can be arranged in the direction of the longitudinal axis of the housing at opposite ends of the housing part. The last two configurations in particular are very space-saving.
- the housing is preferably made of stainless steel. With such a material, water-based paints can now also be used. Heating with surface heating elements is particularly advantageous for stainless steel housings because heating cartridges or heating spirals would be difficult to attach here.
- a continuous-flow heater 1 has a housing 2 which is essentially cylindrical.
- Material channels 3 run parallel to the cylinder axis and are connected to one another via connecting grooves 6, 7 provided in an upper cover 4 and in a lower cover 5 such that a fluid entering through an inlet 8 alternately moves the housing 2 upwards and downwards interspersed from top to bottom until it has flowed through all material channels 3 and can exit again from an inlet 9.
- the material channels can have a circular cross section, as shown in FIG. 2. However, they can also have an approximately trapezoidal cross section, as is represented in FIG. 3 by material channels 3 '. If an odd number of material channels 3 or 3 'is provided, the inlet 8 and outlet 9 are arranged on opposite ends of the housing 2.
- the housing 2 has a recess 11 over part of its axial length on its outer circumference. This recess 11 is covered by a wall 12.
- the wall 12 is designed as a hollow cylinder and pushed onto the housing. The wall 12 thus, together with the housing 2, delimits a pressure-tight encapsulated space 15.
- the wall 12 is guided in the region of the lower cover on the outer wall 13 of the housing, i.e. the housing 2 has the same outer diameter as the inner diameter of the wall 12 in this area.
- the housing 2 has a step 16 at the lower end against which the wall 12 abuts.
- a flame-proof gap between wall 12 and outer wall 13 of the housing i.e. a narrow gap through which gases can escape from the pressure-tightly encapsulated space 15, which is so narrow and long that it does not allow the passage of flames and also reduces the pressure of the gases to the outside due to its throttling effect.
- a housing part 17 which surrounds the housing 2 in a ring.
- the housing part 17 has a radially outwardly projecting extension 18, in which there is a switch space 20 closed by a cover 19 and a space 22 of increased security 22 separated by a partition 21.
- the increased security space 22 is closed by a cover 23.
- a flame-arresting gap 24 is also provided between the cover 19 and the housing part 17.
- electrical switching devices such as temperature regulators or the like are provided. These switching devices can generate sparks when switching. Lamps or similar display instruments and cable glands are arranged in the area of increased security.
- the pressure-tightly encapsulated space 15 and, if appropriate, the control room 20 can be filled with sand or the like.
- the housing part 17 not only surrounds the housing 2 in a ring shape, the switching space 20 also being guided in a ring shape around the housing, but also the wall 12.
- the housing part 17 is pushed onto the wall 12.
- a flame-arresting gap 25 is also provided between the housing part 17 and the housing 2 in the area of the upper cover 4.
- the housing 2 is made of stainless steel.
- a heating foil 26 that is to say a surface heating element with a relatively small thickness, is glued to the housing 2. In this area, the distance between the heating foil and the material channels 3 is relatively small.
- the heating foil is electrically heated. As soon as current flows through the heating foil 26, it generates heat and emits this heat to the housing 2, from where it can penetrate to a fluid flowing in the material channels 3.
- the heating foil Due to its design, the heating foil is not intrinsically safe. It can become so hot that it can ignite an ignitable gas mixture. When processing liquid paints, vapors can easily form, which together with the ambient air form an ignitable mixture that can explode or even explode when ignited. Such a mixture can also penetrate up to the heating foil 26. Since the heating film 26 in the flameproof space 15 is arranged, explosions that arise in this flameproof space 15 can have no negative effects to the outside. A pressure rise resulting from an explosion in the pressure-tightly encapsulated space 15 can be reduced to the outside through the flame-arresting gaps 14, 24, 25 without the risk that flames can also reach the outside and ignite the ignitable mixture located there.
- the pressure-tight encapsulated space 15 has only a relatively small thickness and thus a relatively small volume.
- the thickness is approximately two to twenty times the thickness of the heating film 26. This ensures on the one hand that not too much ignitable mixture can penetrate to the heating film 26. However, the less the mixture is ignited, the smaller the forces that occur during an explosion. On the other hand, it is ensured that the heating foil 26 is firmly connected to the housing 2 with only one surface. The other surface is free, so that due to different thermal expansions of different housing parts, no more stresses are applied to the heating foil 26, which can lead to damage or even destruction of the heating foil 26. On the other hand, by simply pulling off the housing part 17 and the wall 12 from the housing 2, access to the heating foil 26 can be gained, through which the heating foil 26 can be repaired or replaced.
- the pressure-tightly encapsulated space 15 is connected to the switching space 20 over a relatively large area, namely over its entire upper end face. This ensures that a relatively good exchange of the gas can take place between the control room 20 and the pressure-tight encapsulated room 15. So if there are explosions in one room or another, can distribute the pressures evenly relatively quickly.
- Fig. 4 shows a further embodiment of a water heater 101, which differs from the water heater 1 according to Fig. 1 in that the wall and the housing part are integrally formed. Corresponding parts are provided with reference numbers increased by 100.
- the wall and the housing together form a casting 112 which is pushed onto the housing 102. As a result, the pressure-tight encapsulated space 115 in the recess 111 is covered. Otherwise, the instantaneous water heater 101 corresponds to the instantaneous water heater 1 according to FIG. 1.
- FIG. 5 shows a third embodiment of a water heater, in which corresponding parts are provided with reference numerals increased by 200 compared to the water heater 1 from FIG. 1.
- the material channels 203 are no longer circular, but are arranged along a line in an essentially rectangular housing 202.
- the housing 202 has a pressure-tightly encapsulated space 220 in the middle, in which the heating foil 226 is arranged, i.e. the heating foil 226 is glued to a boundary wall of the pressure-tightly encapsulated space 220.
- a space of increased security 222 is provided, separated from it by a partition wall 221.
- FIGS. 6 and 7 A fourth embodiment is shown in FIGS. 6 and 7, corresponding parts being provided with reference numerals increased by 300 compared to FIG. 1.
- the control room 320 no longer surrounds the housing 302 in a ring. Rather, the control room 320 is only in one half (in the circumferential direction) provided, while the increased security room 322 is provided in the other half.
- the housing 302 is otherwise unchanged from the housing 2 of FIG. 1.
- the pressure-tight encapsulated space 315 is also closed by a wall 312. However, this wall extends over the entire axial length of the housing 302. It has a window 27 through which the pressure-tightly encapsulated space 315 is connected to the control space 320.
- Two flameproof gaps 324, 325 allow explosion pressures to escape from the pressure-proof encapsulated space 315 on the one hand and from the control room 320 on the other. In both cases, however, the escape of flames or sparks is prevented.
- FIG. 8 A fifth embodiment of a water heater 401 is shown in FIG. 8.
- the housing 402 and the wall 412, which together delimit the pressure-tight encapsulated space 415, are unchanged from the embodiment according to FIG. 1.
- the housing part 417 has changed.
- the housing part 417 has a switching space 420 which surrounds the housing 402 in a ring shape.
- the housing part 417 has an axial extension 418, in which a space 422 of increased security 422, which is also annular, is arranged, which is closed by a cover 423. Since the extension 418 does not allow the fluid to exit in the radial direction, the outlet 409 is now essentially axially aligned.
- FIG. 9 shows a sixth embodiment of the water heater 501, in which corresponding parts are provided with reference numerals increased by 500 compared to FIG. 1.
- the housing 502 and the wall 512 are unchanged from the embodiment according to FIG. 1.
- Only the housing part 517 has changed, which has an annularly extending end at its end facing the upper cover 504 Has control room 520 and at its other end the room of increased security 522.
- the housing part 517 has an outer wall 28 which connect the two sections, which accommodate the control room 520 and the increased security room 522, with each other. This outer wall is at a small distance from the wall 512 over most of its length. This makes it easier to push the housing part 517 onto the wall 512.
- FIG. 10 A seventh embodiment of a water heater 601 is shown in FIG. 10. This corresponds to the configuration according to FIG. 9 with the exception that no room with increased security is provided. Rather, only one control room 620 is provided, which is connected to the pressure-tightly encapsulated space 615 over the entire end face of the pressure-tightly encapsulated space 615.
- the heating foil 626 is arranged in the pressure-tightly encapsulated space 615. This is glued to the boundary wall of the pressure-tightly encapsulated space 615, which at the same time forms the outer boundary of the housing 602 in the recess 611.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer mit einem Gehäuse, in dem mindestens ein Materialkanal zum Durchfluß eines zu erhitzenden Fluids vorgesehen ist, und mit einem Flächenheizelement, das an einer Fläche des Gehäuses flächig anliegt.The invention relates to a continuous-flow heater with a housing in which at least one material channel is provided for the flow of a fluid to be heated, and with a surface heating element which lies flat against a surface of the housing.
Bei einem bekannten Durchlauferhitzer dieser Art (US 4 866 250) ist ein metallisches Gehäuse in Umfangsrichtung von einer Heizfolie umgeben. Die Heizfolie ist von einer dünnen Metallfolie umschlossen, auf die wiederum eine Isolierwand aus Schaumstoff oder einem ähnlichen Isolierwerkstoff aufgebracht ist. Die gesamte Anordnung ihrerseits wiederum ist in einem weiteren Gehäuse untergebracht, das von einer weiteren Isolierschicht abgedeckt sein kann. Der bekannte Durchlauferhitzer dient insbesondere zum Vorwärmen von flüssigen Brenn- oder Kraftstoffen.In a known instantaneous water heater of this type (US 4,866,250), a metallic housing is surrounded in the circumferential direction by a heating foil. The heating foil is enclosed by a thin metal foil, on which in turn an insulating wall made of foam or a similar insulating material is applied. The entire arrangement in turn is housed in a further housing, which can be covered by a further insulating layer. The known instantaneous water heater is used in particular for preheating liquid fuels.
Durchlauferhitzer dienen auch zum Erhitzen von Lacken einer höheren Viskosität. Diese Lacke können dann mit einem geringeren Zusatz von Verdünnungs- oder Lösungsmitteln verarbeitet werden. Die Erwärmung der Lacke hat eine Viskositätsabsenkung zur Folge, was zu einer Feinzerstäubung bei niedrigeren Spritzdrücken führt. Wenn derartige Lacke aber erwärmt werden, können Dämpfe entstehen, die, wenn sie entzündet werden, zu Explosionen führen können. Es liegt auf der Hand, daß derartige Explosionen gefährlich sind und Maßnahmen getroffen werden müssen, daß derartige Explosionen überhaupt nicht entstehen oder daß die Auswirkungen derartiger Explosionen keine Schäden anrichten.Continuous-flow heaters are also used to heat paints with a higher viscosity. These varnishes can then be processed with less addition of thinners or solvents. The heating of the paints leads to a reduction in viscosity, which leads to fine atomization at lower spray pressures. However, when such paints are heated, vapors can form which, if ignited, can lead to explosions. It is obvious that such explosions are dangerous and that measures must be taken that such explosions do not occur at all or that the effects of such explosions do no harm.
Dieser Sicherheitsaspekt wird beim bekannten Durchlauferhitzer (US 4 866 250) nicht behandelt. Möglicherweise geht man hier davon aus, daß durch eine Einbettung des Heizelements in andere Materialien eine Gefährdung auszuschließen ist. Allerdings hat diese Einbettung den Nachteil, daß die Reparatur des Durchlauferhitzers sehr aufwendig wird. In vielen Fällen wird ein Austausch oder eine Reparatur des Heizelementes ohne eine Zerstörung weiterer Teile nicht möglich sein.This safety aspect is not dealt with in the known instantaneous water heater (US 4,866,250). It may be assumed here that a hazard can be excluded by embedding the heating element in other materials. However, this embedding has the disadvantage that the repair of the instantaneous water heater becomes very complex. In many cases, it will not be possible to replace or repair the heating element without destroying other parts.
DE-C-865 334 zeigt einen druckfesten Elektro-Durchlauferhitzer, insbesondere für ein zähflüssiges Ölgemisch. Ein rohrähnlicher Heizkörper ist mit einem Isoliermantel umhüllt, der wiederum von einer Bandage umgeben ist. In dem Heizkörper ist ein Einsatz angeordnet, der aus axial gestapelten Steatitringen zusammengesetzt ist. Die Steatitringe werden durch eine Spannschraube zusammengehalten. Der Einsatz befindet sich etwa zentrisch in dem rohrähnlichen Heizkörper, so daß zwischen dem Einsatz und der Innenwand des Heizkörpers ein freier Strömungsquerschnitt entsteht, der eine geringe Dicke hat. Auf diese Weise bildet sich ein Ölstrom durch den Durchlauferhitzer aus, der nur eine geringe Dicke hat. Die Beheizung des Öls erfolgt dann gleichmäßig. Es kann eine hohe Wärmemenge auf das Öl übertragen werden, ohne daß mit wärmeschädlichen Einwirkungen auf das zu erhitzende Heizgut zu rechnen ist.DE-C-865 334 shows a pressure-resistant electric instantaneous water heater, in particular for a viscous oil mixture. A tubular heater is covered with an insulating jacket, which in turn is surrounded by a bandage. An insert is arranged in the radiator and is composed of axially stacked steatite rings. The steatite rings are held together by a clamping screw. The insert is located approximately centrally in the tube-like radiator, so that a free flow cross section is formed between the insert and the inner wall of the radiator, which has a small thickness. In this way, an oil flow through the water heater is formed, which is only a small one Has thickness. The oil is then heated evenly. A large amount of heat can be transferred to the oil without any heat-damaging effects on the heating material to be heated.
Es sind ferner Durchlauferhitzer bekannt, die zwischen den Materialkanälen Heizpatronen oder Heizspiralen aufweisen. Diese sind entweder eingegossen oder in Bohrungen eingesetzt, die zwischen den Materialkanälen verlaufen. In diesem Fall ist der prinzipielle Aufbau ähnlich wie der des Durchlauferhitzers aus US 4 866 250. Die Heizpatronen oder -spiralen sind vollständig vom Gehäuse umschlossen, so daß Lack- oder Flüssigkeitsdämpfe nicht an die Heizpatrone gelangen können, um sich dort zu entzünden. Eine Reparatur des Durchlauferhitzers, etwa nach einem Ausfall eines Heizelements, war praktisch nicht möglich und zwar auch dann nicht, wenn Heizpatronen in Bohrungen eingesetzt waren. Nach längerer Betriebszeit können nämlich die Heizpatronen aus ihren Bohrungen praktisch nicht mehr entfernt werden.Continuous-flow heaters are also known which have heating cartridges or heating spirals between the material channels. These are either cast in or inserted into bores that run between the material channels. In this case, the basic structure is similar to that of the instantaneous water heater from US 4,866,250. The heating cartridges or spirals are completely enclosed by the housing, so that paint or liquid vapors cannot reach the heating cartridge in order to ignite there. A repair of the instantaneous water heater, for example after a heating element failed, was practically not possible, even if heating cartridges were inserted in the holes. To After a long period of operation, the heating cartridges can practically no longer be removed from their holes.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchlauferhitzer mit einem Flächenheizelement auch in einer explosionsgefährdeten Umgebung verwenden zu können.It is therefore the object of the present invention to be able to use a continuous-flow heater with a surface heating element even in an explosive environment.
Diese Aufgabe wird bei einem Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flächenheizelement an einer Begrenzungswand eines druckfest gekapselten Raumes angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in a continuous-flow heater of the type mentioned at the outset in that the surface heating element is arranged on a boundary wall of a pressure-tightly encapsulated space.
Man setzt hierbei zwar das Heizelement mit einer Seite einer Atmosphäre aus, in die durchaus entzündbare Dämpfe gelangen können. Es wird auch zugelassen, daß sich diese Dämpfe am Heizelement entzünden und zu einer Explosion führen können. Die Auswirkung dieser Explosion werden aber kontrolliert. Die Begrenzungswände des druckfest gekapselten Raumes sind so ausgelegt, daß sie bei einer eventuell im druckfest gekapselten Raum auftretenden Explosion den dabei entstehenden Druck aushalten und eine Übertragung der Explosion nach außen verhindern. Da das Flächenheizelement nur auf einer Seite mit der Begrenzungswand in Verbindung steht, auf der anderen Seite jedoch unbelastet ist, ist die Gefahr thermischer Spannungen mit dem Risiko der Beschädigung oder Zerstörung des Flächenheizelements sehr klein. Das Flächenheizelement ist nach Öffnen des druckfest gekapselten Raums auch frei zugänglich und kann im Falle von Beschädigungen leicht repariert oder ersetzt werden, ohne daß Teile des Durchlauferhitzers zerstört werden müssen.The heating element is exposed to one side of an atmosphere into which flammable vapors can get. It is also permitted that these vapors ignite on the heating element and can lead to an explosion. The effects of this explosion are controlled. The boundary walls of the flameproof enclosure are designed so that they can withstand the pressure generated in the event of an explosion that may occur in the flameproof enclosure and prevent the explosion from being transmitted to the outside. Since the surface heating element is only connected to the boundary wall on one side, but is not loaded on the other side, the risk of thermal stresses with the risk of damage or destruction of the surface heating element is very small. The surface heating element is also freely accessible after opening the flameproof enclosure and can be easily repaired or replaced in the event of damage without having to destroy parts of the instantaneous water heater.
Auch ist bevorzugt, daß die Begrenzungswand Teil des Gehäuses bildet. Die vom Flächenheizelement abgegebene Wärme kann dann unmittelbar durch das Gehäuse zu dem Materialkanal bzw. den Materialkanälen zu gelangen, ohne größere Gehäuseteile durchqueren zu müssen. Das Flächenheizelement ist also in unmittelbarer Nachbarschaft des Materialkanals angeordnet.It is also preferred that the boundary wall forms part of the housing. The heat emitted by the surface heating element can then reach the material channel or channels directly through the housing without having to traverse larger housing parts. The surface heating element is therefore arranged in the immediate vicinity of the material channel.
Vorteilhafterweise ist ein flammdurchschlagsicherer Spalt vorgesehen, der den druckfest gekapselten Raum mit der Umgebung verbindet. Damit vermeidet man einerseits einen gefährlichen Druckanstieg im druckfest gekapselten Raum bei einer Explosion. Andererseits kann die Explosion nicht nach außen übertragen werden. Der flammdurchschlagsichere Spalt verhindert, daß Flammen nach außen gelangen und in der Außenumgebung zu weiteren Explosionen führen können. Der Spalt wirkt aber als Drossel, über die ein Druck aus dem druckfest gekapselten Raum entweichen kann. Gegebenenfalls können auch mehrere Spalte vorgesehene sein. Die Dimensionierung im einzelnen ist vom beabsichtigten Verwendungszweck abhängig.A flame-arresting gap is advantageously provided, which connects the pressure-tightly encapsulated space with the surroundings. On the one hand, this prevents a dangerous increase in pressure in the flameproof enclosure in the event of an explosion. On the other hand, the explosion cannot be transmitted outside. The flame-arresting gap prevents flames from escaping and causing further explosions in the outside environment. The gap, however, acts as a throttle, through which a pressure can escape from the pressure-proof, enclosed space. If necessary, several columns can also be provided. The individual dimensions depend on the intended use.
Mit Vorteil ist der druckfest gekapselte Raum mit einem nicht brennbaren Material in Pulverform gefüllt. Dieses Material kann beispielsweise Sand sein. Hierdurch wird das für die Dämpfe oder Gase zur Verfügung stehende Volumen stark verringert. Selbst wenn Dämpfe oder Gase bis zum Heizelement vordringen und sich dort entzünden, sind es nur kleine Mengen, die explodieren können. Dementsprechend ist die Kraft der Explosion auch klein. Andererseits läßt sich ein derartiges pulverförmiges Material leicht einbringen und auch wieder leicht entfernen, so daß die Reparaturmöglichkeiten hierdurch nicht nennenswert beeinträchtigt werden.The flameproof enclosure is advantageously filled with a non-combustible material in powder form. This material can be sand, for example. This greatly reduces the volume available for the vapors or gases. Even if vapors or gases reach the heating element and ignite there, it is only small amounts that can explode. Accordingly, the force of the explosion is also small. On the other hand, such a powdery material can be easily introduced and also easily removed, so that the repair options are not significantly impaired.
Mit Vorteil weist der druckfest gekapselte Raum eine Ausdehnung senkrecht zur Begrenzungswand auf, die im Bereich des zwei- bis zwanzig-fachen der Dicke des Flächenheizelements liegt. Das Volumen des druckfest gekapselten Raumes ist also relativ klein. Auch hierdurch kann die Dampf- oder Gasmenge, die explodieren kann, kleingehalten werden, wodurch wiederum die Wucht oder Kraft einer Explosion auf einem niedrigen Niveau gehalten wird. Andererseits hat das Flächenheizelement von der nicht berührten Begrenzungswand, die seiner Flächenausdehnung gegenüberliegt, einen Abstand, der mindestens genauso groß ist wie seine Dicke.The pressure-tightly encapsulated space advantageously has an extension perpendicular to the boundary wall which is in the range from two to twenty times the thickness of the surface heating element. The volume of the flameproof encapsulated space is therefore relatively small. This also keeps the amount of steam or gas that can explode small, which in turn keeps the force or force of an explosion at a low level. On the other hand, the surface heating element is at a distance from the non-touched boundary wall, which is opposite to its surface extension, which is at least as large as its thickness.
Bevorzugterweise ist das Flächenheizelement als Heizfolie ausgebildet. Derartige Heizfolien sind beispielsweise unter dem Namen "MINCO Folienheizelemente" von der Telemeter Electronic GmbH, Donauwörth, Bundesrepublik Deutschland, erhältlich. Derartige Heizfolien sind relativ dünn. Ihre Dicke bewegt sich im Bereich von einem 1/4 bis 3 mm. Derartige Folien können auf die Begrenzungswand aufgeklebt werden. Sie passen sich der Oberfläche leicht an, auch wenn diese Oberfläche nicht vollkommen eben ist. Bei der Verwendung von Heizfolien ist es möglich, das Volumen des druckfest gekapselten Raums relativ klein zu halten.The surface heating element is preferably designed as a heating foil. Such heating foils are available, for example, under the name "MINCO foil heating elements" from Telemeter Electronic GmbH, Donauwörth, Federal Republic of Germany. Such heating foils are relatively thin. Their thickness ranges from 1/4 to 3 mm. Such films can be glued to the boundary wall. They adapt easily to the surface, even if this surface is not completely flat. When using heating foils, it is possible to keep the volume of the flameproof enclosure relatively small.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist ein druckfest gekapselter Schaltraum vorgesehen, in dem elektrische Schalteinrichtungen angeordnet sind und der mit dem druckfest gekapselten Raum verbunden ist. Die elektrischen Schalteinrichtungen können beispielsweise Temperaturregler und Begrenzer sein, die im Betrieb Funken erzeugen, beispielsweise wenn sie die Stromzufuhr des elektrisch beheizten Flächenheizelements an- oder abschalten. Ein derartiger Schaltraum muß bei Durchlauferhitzern vorgesehen sein, die in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden sollen. Dieser Schaltraum nimmt aber in der Regel nur einen relativ kleinen Anteil des Volumens des Durchlauferhitzers in Anspruch. Durch die Verbindung des Schaltraumes mit dem druckfest gekapselten Raum wird der Schaltraum nun so ausgedehnt, daß er das Flächenheizelement mitaufnehmen kann.In a particularly preferred embodiment, a pressure-tightly encapsulated switchgear room is provided, in which electrical switching devices are arranged and which is connected to the pressure-tightly encapsulated space. The electrical switching devices can be temperature regulators and limiters, for example, which generate sparks during operation, for example when they switch the power supply of the electrically heated surface heating element on or off. Such a control room must be provided for instantaneous water heaters that are to be used in potentially explosive environments. This However, control room generally only takes up a relatively small proportion of the volume of the instantaneous water heater. By connecting the switch room with the flameproof encapsulated room, the switch room is now expanded so that it can take up the surface heating element.
Hierbei ist bevorzugt, daß der Schaltraum das Gehäuse über einen Teil seiner Länge in Umfangsrichtung vollständig umgibt, wobei der druckfest gekapselte Raum mit seiner Stirnseite am gesamten Umfang in den Schaltraum mündet. Hierdurch wird ein großräumiger Übergang zwischen dem druckfest gekapselten Raum und dem Schaltraum sichergestellt. Wenn sich eine Explosion ausbreitet, kann hier relativ schnell ein Druckausgleich zwischen dem druckfest gekapselten Raum und dem Schaltraum stattfinden, ohne daß durch Engstellen gefährliche lokale Drucküberhöhungen erfolgen.It is preferred here that the control room completely surrounds the housing over part of its length in the circumferential direction, the pressure-tightly encapsulated room opening with its end face on the entire circumference into the control room. This ensures a large-scale transition between the flameproof enclosure and the control room. If an explosion spreads, pressure equalization between the flameproof enclosure and the control room can take place relatively quickly without dangerous local pressure increases due to constrictions.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn das Gehäuse im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist, wobei der Materialkanal im wesentlichen parallel zur Zylinderachse verläuft. Sowohl der druckfest gekapselte Raum als auch der Schaltraum können dann ebenfalls von einer im wesentlichen zylinderförmig gestalteten Außenwand umschlossen werden. Es entstehen weder Kanten noch Knikke, die das Material der Außenwände schwächen können. Vielmehr ist die Zylinderform gut geeignet, entstehende Drücke problemlos aufzunehmen.It is also advantageous if the housing is essentially cylindrical, the material channel running essentially parallel to the cylinder axis. Both the flameproof enclosure and the switch room can then also be enclosed by an essentially cylindrical outer wall. There are no edges or knicks that can weaken the material of the outer walls. Rather, the cylindrical shape is well suited to easily absorb the resulting pressures.
Mit besonderem Vorteil weist das Gehäuse im Bereich der Begrenzungswand einen Rücksprung auf, in dem das Flächenheizelement angeordnet ist. Dieser Rücksprung bietet zwei Vorteile: Zum einen schafft er Platz für den druckfest gekapselten Raum, ohne die Außenabmessungen des Durchlauferhitzers zu vergrößern. Zum anderen kann hierdurch das Flächenheizelement auch näher an dem Materialkanal angeordnet werden, wodurch die Wärmeübertragung verbessert wird.It is particularly advantageous for the housing to have a recess in the region of the boundary wall, in which the surface heating element is arranged. This return has two advantages: On the one hand, it creates space for the flameproof enclosure without increasing the external dimensions of the instantaneous water heater. On the other hand, the surface heating element can also be closer to the material channel be arranged, whereby the heat transfer is improved.
Hierbei ist bevorzugt, daß der Rücksprung zumindest über einen Teil seiner Länge von einer von einer Stirnseite her auf das Gehäuse aufgeschobenen Wand abgedeckt ist. Diese Wand bildet dann die Außenwand des druckfest gekapselten Raumes. Dadurch, daß die Wand aufgeschoben werden kann, läßt sich die Wand ringsum geschlossen ausbilden. Axial verlaufende Verbindungen können vermieden werden, so daß mit dieser einfachen Maßnahme eine relativ hohe Drucksicherheit erreicht werden kann. Durch das Aufschieben ergeben sich bei entsprechender Dimensionierung die flammdurchschlagsicheren Spalte von selbst.It is preferred that the recess is covered at least over part of its length by a wall pushed onto the housing from one end face. This wall then forms the outer wall of the flameproof enclosure. Because the wall can be pushed open, the wall can be closed all around. Axial connections can be avoided, so that a relatively high pressure safety can be achieved with this simple measure. By pushing it on, the flame-retardant gaps are created automatically if dimensioned accordingly.
Auch ist hierbei bevorzugt, daß der Schaltraum in einem Gehäuseteil vorgesehen ist, das von der Stirnseite her auf das Gehäuse aufgeschoben ist und die Wand zumindest teilweise überdeckt. Auch für dieses Gehäuseteil gilt also, daß es in Axial- oder Längsrichtung nicht mehr geschlossen werden muß, weil es bereits ringförmig geschlossen ist. Auch hierdurch ergibt sich ein relativ große Druckfestigkeit. Durch das Aufschieben der Wand und des Gehäuseteils entstehen bei entsprechender Dimensionierung automatisch Spalte, die wiederum so ausgelegt werden können, daß sie flammdurchschlagsicher sind.It is also preferred here that the control room is provided in a housing part which is pushed onto the housing from the front side and at least partially covers the wall. It also applies to this housing part that it no longer has to be closed in the axial or longitudinal direction because it is already closed in a ring. This also results in a relatively high compressive strength. Sliding on the wall and the housing part automatically creates gaps with appropriate dimensions, which in turn can be designed so that they are flame-proof.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind Gehäuseteil und Wand einstückig und insbesondere als Gußteil ausgebildet. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird die Montage vereinfacht. Es muß nur noch ein Teil auf das Gehäuse aufgeschoben werden, um den druckfest gekapselten Raum und den Schaltraum zu bilden.In another preferred embodiment, the housing part and the wall are made in one piece and in particular as a cast part. With such a configuration, assembly is simplified. Only a part has to be pushed onto the housing to form the flameproof enclosure and the control room.
Zusätzlich kann in dem Gehäuseteil ein Raum erhöhter Sicherheit vorgesehen sein. Ein derartiger Raum dient beispielsweise zur Aufnahme von Glühlampen oder anderen Anzeigeeinrichtungen und zur Durchführung von elektrischen Kabeln.In addition, a space of increased security can be provided in the housing part. Such a room is used, for example, to accommodate incandescent lamps or other display devices and to carry electrical cables through.
Der Raum erhöhter Sicherheit kann in einer bevorzugten Ausgestaltung in einer Richtung senkrecht zur Gehäuse-Längsachse außen angeordnet sein. Eine andere bevorzugte Ausgestaltungsmöglichkeit ist, daß sich der Schaltraum und der Raum erhöhter Sicherheit jeweils über einen Teil des Umfangs erstrecken. Als dritte Alternative kann der Schaltraum und der Raum erhöhter Sicherheit in Richtung der Gehäuselängsachse an entgegengesetzten Enden des Gehäuseteils angeordnet sein. Insbesondere die letzten beiden Ausgestaltungen sind sehr platzsparend.In a preferred embodiment, the space of increased security can be arranged on the outside in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the housing. Another preferred design option is that the control room and the room for increased security each extend over a part of the circumference. As a third alternative, the switch room and the room of increased security can be arranged in the direction of the longitudinal axis of the housing at opposite ends of the housing part. The last two configurations in particular are very space-saving.
Bevorzugterweise ist das Gehäuse aus Edelstahl gebildet. Mit einem derartigen Material lassen sich nun auch Lacke auf Wasserbasis verwenden. Gerade für Edelstahlgehäuse ist die Beheizung mit Flächenheizelementen von Vorteil, weil hier Heizpatronen oder Heizspiralen nur schwer anzubringen wären.The housing is preferably made of stainless steel. With such a material, water-based paints can now also be used. Heating with surface heating elements is particularly advantageous for stainless steel housings because heating cartridges or heating spirals would be difficult to attach here.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- einen Axialschnitt durch eine erste Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers,
- Fig. 2
- einen Schnitt II-II nach Fig. 1 in einer ersten Ausgestaltung,
- Fig. 3
- einen Schnitt II-II in einer zweiten Ausgestaltung,
- Fig. 4
- eine zweite Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers,
- Fig. 5
- eine dritte Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers,
- Fig. 6
- eine vierte Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers,
- Fig. 7
- einen Schnitt VII-VII nach Fig. 6,
- Fig. 8
- eine fünfte Ausgestaltung,
- Fig. 9
- eine sechste Ausgestaltung und
- Fig. 10
- eine siebte Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers.
- Fig. 1
- an axial section through a first embodiment of a water heater,
- Fig. 2
- 2 shows a section II-II according to FIG. 1 in a first embodiment,
- Fig. 3
- a section II-II in a second embodiment,
- Fig. 4
- a second embodiment of a water heater,
- Fig. 5
- a third embodiment of a water heater,
- Fig. 6
- a fourth embodiment of a water heater,
- Fig. 7
- 6 shows a section VII-VII according to FIG. 6,
- Fig. 8
- a fifth embodiment,
- Fig. 9
- a sixth embodiment and
- Fig. 10
- a seventh embodiment of a water heater.
Ein Durchlauferhitzer 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Parallel zur Zylinderachse verlaufen Materialkanäle 3, die über in einem oberen Deckel 4 und in einem unteren Deckel 5 vorgesehenen Verbindungsnuten 6, 7 miteinander in Verbindung stehen und zwar so, daß ein durch einen Eingang 8 eintretendes Fluid das Gehäuse 2 abwechselnd von unten nach oben und von oben nach unten durchsetzt, bis es alle Materialkanäle 3 durchflossen hat und aus einem Eingang 9 wieder austreten kann. Die Materialkanäle können einen kreisförmigen Querschnitt haben, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Sie können jedoch auch einen annähernd trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wie er in Fig. 3 durch Materialkanäle 3' dargestellt ist. Wenn eine ungerade Anzahl von Materialkanälen 3 bzw. 3' vorgesehen ist, sind Eingang 8 und Ausgang 9 an entgegengesetzten Enden des Gehäuses 2 angeordnet. Ist hingegen eine gerade Anzahl von Materialkanälen 3 bzw. 3' vorgesehen (Fig. 2 und 3), dann sind Eingang 8 und Ausgang 9 am gleichen Enden des Gehäuses 2 bzw. 2' angeordnet. Beispielsweise sind Eingang 8 und Ausgang 9 dann im unteren Deckel 5 vorgesehen.A continuous-
Das Gehäuse 2 weist über einen Teil seiner axialen Länge auf seinem Außenumfang einen Rücksprung 11 auf. Dieser Rücksprung 11 ist von einer Wand 12 abgedeckt. Die Wand 12 ist als Hohlzylinder ausgebildet und auf das Gehäuse aufgeschoben. Die Wand 12 begrenzt damit zusammen mit dem Gehäuse 2 eine druckfest gekapselten Raum 15.The
Die Wand 12 ist im Bereich des unteren Deckels auf der Gehäuseaußenwand 13 geführt, d.h. das Gehäuse 2 hat in diesem Bereich den gleichen Außendurchmesser wie der Innendurchmesser der Wand 12. Das Gehäuse 2 weist am unteren Ende eine Stufe 16 auf, an der die Wand 12 anliegt.The
Zwischen der Wand 12 und der Gehäuseaußenwand 13 befindet sich ein flammdurchschlagsicherer Spalt, d.h. ein enger Spalt, durch den Gase aus dem druckfest gekapselten Raum 15 nach außen gelangen können, der ab so eng und lang bemessen ist, daß er den Durchtritt von Flammen nicht zuläßt und durch seine Drosselwirkung auch den Druck der Gase nach außen hin abbaut.There is a flame-proof gap between
Im Bereich des oberen Deckels 4 ist ein Gehäuseteil 17 vorgesehen, das das Gehäuse 2 ringförmig umgibt. Das Gehäuseteil 17 weist einen radial nach außen ragenden Fortsatz 18 auf, in dem sich ein durch einen Deckel 19 verschlossener Schaltraum 20 und ein davon durch eine Trennwand 21 getrennter Raum erhöhter Sicherheit 22 befindet. Der Raum erhöhter Sicherheit 22 ist durch einen Deckel 23 verschlossen. Zwischen dem Deckel 19 und dem Gehäuseteil 17 ist ebenfalls ein flammdurchschlagsicherer Spalt 24 vorgesehen. Im Schaltraum 20 sind elektrische Schaltgeräte, wie Temperaturregler oder ähnliches, vorgesehen. Diese Schaltgeräte können beim Schalten Funken erzeugen. Im Raum erhöhter Sicherheit sind Lampen oder ähnliche Anzeigeinstrumente und Kabeldurchführungen angeordnet.In the area of the upper cover 4, a
Der druckfest gekapselte Raum 15 und gegebenenfalls der Schaltraum 20 können mit Sand oder ähnlichem gefüllt sein.The pressure-tightly encapsulated
Das Gehäuseteil 17 umgibt nicht nur das Gehäuse 2 ringförmig, wobei auch der Schaltraum 20 ringförmig um das Gehäuse herumgeführt ist, sondern auch die Wand 12. Das Gehäuseteil 17 ist auf die Wand 12 aufgeschoben. Zwischen dem Gehäuseteil 17 und dem Gehäuse 2 ist im Bereich des oberen Deckels 4 ebenfalls ein flammdurchschlagsicherer Spalt 25 vorgesehen.The
Das Gehäuse 2 ist aus Edelstahl gebildet. In dem Rücksprung ist eine Heizfolie 26, also ein Flächenheizelement mit einer relativ kleinen Dicke, auf das Gehäuse 2 aufgeklebt. In diesem Bereich ist der Abstand der Heizfolie von den Materialkanälen 3 relativ klein. Die Heizfolie ist elektrisch beheizt. Sobald Strom durch die Heizfolie 26 hindurchfließt, erzeugt sie Wärme und gibt diese Wärme an das Gehäuse 2 ab, von wo aus sie zu einem in den Materialkanälen 3 strömenden Fluid vordringen kann.The
Die Heizfolie ist konstruktionsbedingt nicht eigensicher. Sie kann so heiß werden, daß sie ein zündfähiges Gasgemisch entzünden kann. Beim Verarbeiten von flüssigen Lacken können sich leicht Dämpfe bilden, die zusammen mit der Umgebungsluft ein zündfähiges Gemisch bilden, das beim Entzünden verpuffen oder sogar explodieren kann. Ein derartiges Gemisch kann auch bis zur Heizfolie 26 vordringen. Da die Heizfolie 26 aber in dem druckfest gekapselten Raum 15 angeordnet ist, können Explosionen, die in diesem druckfest gekapselten Raum 15 entstehen, keine negativen Wirkungen nach außen haben. Ein sich bei einer Explosion im druckfest gekapselten Raum 15 ergebender Druckanstieg kann durch die flammdurchschlagsicheren Spalte 14, 24, 25 nach außen abgebaut werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß auch Flammen nach außen gelangen und dort befindliches zündfähiges Gemisch entzünden.Due to its design, the heating foil is not intrinsically safe. It can become so hot that it can ignite an ignitable gas mixture. When processing liquid paints, vapors can easily form, which together with the ambient air form an ignitable mixture that can explode or even explode when ignited. Such a mixture can also penetrate up to the
Der druckfest gekapselte Raum 15 hat nur eine relativ geringe Dicke und damit ein relativ kleines Volumen. Die Dicke beträgt etwa das zwei- bis zwanzigfache der Dicke der Heizfolie 26. Hiermit ist einerseits sichergestellt, daß nicht allzu viel zündfähiges Gemisch bis zur Heizfolie 26 vordringen kann. Je weniger Gemisch aber entzündet wird, desto kleiner sind die bei einer Explosion auftretenden Kräfte. Andererseits ist aber sichergestellt, daß die Heizfolie 26 nur mit einer Oberfläche fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die andere Oberfläche ist frei, so daß durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen verschiedener Gehäuseteile keine Spannungen mehr auf die Heizfolie 26 aufgebracht werden, die zu einer Beschädigung oder sogar Zerstörung der Heizfolie 26 führen können. Andererseits läßt sich durch ein einfaches Abziehen des Gehäuseteils 17 und der Wand 12 vom Gehäuse 2 ein Zugang zur Heizfolie 26 gewinnen, durch den die Heizfolie 26 repariert oder ersetzt werden kann.The pressure-tight encapsulated
Der druckfest gekapselte Raum 15 steht über einen relativ große Fläche, nämlich über seine gesamte obere Stirnfläche mit dem Schaltraum 20 in Verbindung. Hierdurch ist gewährleistet, daß ein relativ guter Austausch des Gases zwischen dem Schaltraum 20 und dem druckfest gekapselten Raum 15 erfolgen kann. Sollten also Explosionen in dem ein oder anderen Raum auftreten, können sich die Drücke relativ schnell gleichmäßig verteilen.The pressure-tightly encapsulated
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers 101, der sich vom Durchlauferhitzer 1 nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß die Wand und das Gehäuseteil einstückig ausgebildet sind. Entsprechende Teile sind mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen. Wand und Gehäuse bilden zusammen ein Gußteil 112, das auf das Gehäuse 102 aufgeschoben wird. Hierdurch wird der druckfest gekapselte Raum 115 im Rücksprung 111 abgedeckt. Im übrigen entspricht der Durchlauferhitzer 101 dem Durchlauferhitzer 1 nach Fig. 1.Fig. 4 shows a further embodiment of a
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers, bei dem entsprechende Teile gegenüber dem Durchlauferhitzer 1 aus Fig. 1 mit um 200 erhöhten Bezugszeichen versehen sind.FIG. 5 shows a third embodiment of a water heater, in which corresponding parts are provided with reference numerals increased by 200 compared to the
Die Materialkanäle 203 sind nun nicht mehr kreisringförmig, sondern entlang einer Linie in einem im wesentlichen rechteckförmigen Gehäuse 202 angeordnet. Das Gehäuse 202 hat etwa in der Mitte einen druckfest gekapselten Raum 220, in dem die Heizfolie 226 angeordnet ist, d.h. die Heizfolie 226 ist auf einer Begrenzungswand des druckfest gekapselten Raums 220 aufgeklebt. Auf der den Materialkanälen 203 abgewandten Seite des druckfest gekapselten Raums 220 ist, durch eine Trennwand 221 davon getrennt, ein Raum erhöhter Sicherheit 222 vorgesehen.The
Eine vierte Ausgestaltung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, wobei entsprechende Teile mit um 300 erhöhten Bezugszeichen gegenüber Fig. 1 versehen sind. Im Unterschied zu den Fig. 1 und 4 umgibt der Schaltraum 320 das Gehäuse 302 nicht mehr ringförmig. Vielmehr ist der Schaltraum 320 nur noch in einer Hälfte (in Umfangsrichtung) vorgesehen, während der Raum erhöhter Sicherheit 322 in der anderen Hälfte vorgesehen ist. Das Gehäuse 302 ist im übrigen gegenüber dem Gehäuse 2 von Fig. 1 unverändert. Der druckfest gekapselte Raum 315 ist ebenfalls von einer Wand 312 verschlossen. Diese Wand geht allerdings über die gesamte axiale Länge des Gehäuses 302. Sie weist ein Fenster 27 auf, über das der druckfest gekapselte Raum 315 mit dem Schaltraum 320 in Verbindung steht. Zwei flammdurchschlagsichere Spalte 324, 325 erlauben das Entweichen von Explosionsdrücken aus dem druckfest gekapselten Raum 315 einerseits und aus dem Schaltraum 320 andererseits. In beiden Fällen wird jedoch das Austreten von Flammen oder Funken verhindert.A fourth embodiment is shown in FIGS. 6 and 7, corresponding parts being provided with reference numerals increased by 300 compared to FIG. 1. In contrast to FIGS. 1 and 4, the
Eine fünfte Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers 401 ist in Fig. 8 dargestellt. Das Gehäuse 402 und die Wand 412, die zusammen den druckfest gekapselten Raum 415 begrenzen, sind gegenüber der Ausgestaltung nach Fig. 1 unverändert. Geändert hat sich allerdings das Gehäuseteil 417. Das Gehäuseteil 417 weist einen Schaltraum 420 auf, der das Gehäuse 402 ringförmig umgibt. Das Gehäuseteil 417 weist einen axialen Fortsatz 418 auf, in dem ein ebenfalls ringförmig verlaufender Raum erhöhter Sicherheit 422 angeordnet ist, der durch einen Deckel 423 verschlossen ist. Da der Fortsatz 418 einen Austritt des Fluids in radialer Richtung nicht zuläßt, ist der Ausgang 409 nun im wesentlichen axial ausgerichtet.A fifth embodiment of a
Fig. 9 zeigt eine sechste Ausgestaltung des Durchlauferhitzers 501, bei dem entsprechende Teile mit um 500 erhöhten Bezugszeichen gegenüber Fig. 1 versehen sind. Das Gehäuse 502 und die Wand 512 sind gegenüber der Ausgestaltung nach Fig. 1 unverändert. Geändert hat sich nur das Gehäuseteil 517, das an seinem dem oberen Deckel 504 zugewandten Ende einen ringförmig verlaufenden Schaltraum 520 aufweist und an seinem anderen Ende den Raum erhöhter Sicherheit 522. Das Gehäuseteil 517 weist eine Außenwand 28 auf, die die beiden Abschnitte, die den Schaltraum 520 bzw. den Raum erhöhter Sicherheit 522 aufnehmen, miteinander verbinden. Diese Außenwand hat über den größten Teil ihrer Länge einen kleinen Abstand von der Wand 512. Dies erleichtert das Aufschieben des Gehäuseteils 517 auf die Wand 512.FIG. 9 shows a sixth embodiment of the
Eine siebte Ausgestaltung eines Durchlauferhitzers 601 ist in Fig. 10 dargestellt. Diese entspricht der Ausgestaltung nach Fig. 9 mit der Ausnahme, daß kein Raum erhöhter Sicherheit vorgesehen ist. Vielmehr ist lediglich ein Schaltraum 620 vorgesehen, der mit dem druckfest gekapselten Raum 615 über die gesamte Stirnfläche des druckfest gekapselten Raums 615 in Verbindung steht. Im druckfest gekapselten Raum 615 ist die Heizfolie 626 angeordnet. Diese ist auf die Begrenzungswand des druckfest gekapselten Raums 615 flächig aufgeklebt, die gleichzeitig die Außenbegrenzung des Gehäuses 602 im Rücksprung 611 bildet.A seventh embodiment of a
Claims (18)
- Instantaneous heater with a casing (2, 102, 202, 302, 402, 502, 602) in which there is provided at least one material channel (3, 103, 203, 303, 403, 503, 603) for the through passage of a fluid to be heated, and with a surface heating member (26, 126, 226, 326, 426, 526, 626), which lies flat on one surface of the casing (2, 102, 202, 302, 402, 502, 602), characterised in that the surface heating element (26, 126, 226, 326, 426, 526, 626) is disposed on one defining wall of a pressure-tight encapsulated space (15, 115, 215, 315, 415, 515, 615).
- Instantaneous heater according to claim 1, characterised in that the defining wall forms part of the casing (2, 102, 202, 302, 402, 502, 602).
- Instantaneous heater according to claim 1 or 2, characterised in that a flame-proof gap (14, 24, 25, 324, 325) is provided, which connects the pressure-tight encapsulated space (15, 315) with the environment.
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 3, characterised in that the pressure-tight encapsulated space (15, 115, 215, 315, 415, 515, 615) is filled with a non-combustible material in powder form.
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 4, characterised in that the pressure-tight encapsulated heater (15, 115, 315, 415, 515, 615) has an expanded portion vertical to the defining wall, which lies in a range of two to twenty times the thickness of the surface heating element (26, 126, 326, 426, 526, 626).
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 5, characterised in that the surface heating element (26, 126, 226, 326, 426, 526, 626) is in the form of a heating film.
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 6, characterised in that a pressure-tight encapsulated switch chamber (20, 120, 320, 420, 520, 620) is provided in which there are located electrical switch devices, and which is connected with the pressure-tight encapsulated space (15, 115, 315, 415, 515, 615).
- Instantaneous heater according to claim 7, characterised in that the switch chamber (20, 120, 420 520, 620) totally surrounds the casing (2, 102, 402, 502, 602) over a portion of its length in the circumferential direction, the pressure-tight encapsulated space (15, 115, 415, 515, 615) opening with its end face over the entire circumference into the switch chamber (20, 120, 420, 520, 620).
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 8, characterised in that the casing (2, 102, 302, 402, 502, 602) is substantially cylindrical, the material channel (3, 103, 303, 403, 503, 603) extending substantially parallel to the axis of the cylinder.
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 9, characterised in that the casing (2, 102, 302, 402, 502, 602) has in the region of the defining wall a return (11, 111, 311, 411, 511, 611) in which the surface heating element (26, 126, 326, 426, 526, 626) is disposed.
- Instantaneous heater according to claim 10, characterised in that the return (11, 111, 311, 411, 511, 611) is covered over at least a portion of its length by a wall (12, 112, 312, 412, 512, 612) pushed from an end face on to the casing (2, 102, 302, 402, 502, 602).
- Instantaneous heater according to claim 11, characterised in that the switch chamber (22, 122, 322, 422, 522) is provided in a casing portion (17, 117, 317, 417, 517, 617) which is pushed from the end face on to the casing (2, 102, 302, 402, 502, 602), and at least partly covers the wall (12, 112, 312, 412, 512, 612).
- Instantaneous heater according to claim 12, characterised in that the casing portion (117) and the wall are integrally formed, especially as a cast metal part.
- Instantaneous heater according to claim 12 or 13, characterised in that there is provided in the casing portion (17, 117, 317, 417, 517) a high-security chamber (22, 122, 322, 422, 522).
- Instantaneous heater according to claim 14, characterised in that the high-security chamber (22, 122) is externally located in a direction perpendicular to the casing longitudinal axis.
- Instantaneous heater according to claim 15, characterised in that the switch chamber (320) and the high-security chamber (322) respectively extend over a portion of the circumference.
- Instantaneous heater according to claim 14, characterised in that the switch chamber (520) and the high-security chamber (522) are disposed in the direction of the casing longitudinal axis at opposed ends of the casing portion (517).
- Instantaneous heater according to one of claims 1 to 17, characterised in that the casing (2, 102, 202, 302, 402, 502, 602) is made from stainless steel.
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