EP0755172A2

EP0755172A2 - Metallischer Einbauteil, insbesondere Elektroheizkörper, für einen wasserführenden Metallbauteil einer Wassererwärmungsanlage

Info

Publication number: EP0755172A2
Application number: EP96890120A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Glanz; Rudolf Holly
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1997-01-22
Also published as: EP0755172A3

Abstract

Ein metallischer Einbauteil, insbesondere ein Elektroheizkörper, für einen mit einer Schutzschicht versehenen wasserführenden Stahlbehälter einer Wassererwärmungsanlage weist ein höheres Potential der elektrochemischen Spannungsreihe als der Metallbehälter auf und ist an seiner mit dem Wasser in Berührung kommenden Außenseite (6) mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht versehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen metallischen Einbauteil, insbesondere einen Elektroheizkörper, für einen mit einer Schutzschicht gegen Korrosion, beispielsweise einer Emaillierung, versehenen wasserführenden Metallbauteil, insbesondere Stahlbehälter, einer Wassererwärmungsanlage, vorzugsweise eines Brauchwasserboilers, wobei der metallische Einbauteil ein höheres Potential der elektrochemischen Spannungsreihe als der Metallbauteil besitzt.
Brauchwasserboiler aus Stahl werden innen mit einer Schutzschicht gegen Korrosion versehen, die frei von physiologisch bedenklichen Substanzen und beständig gegen Säure sein muß. In der Regel besteht diese Schutzschicht aus einer Emaillierung, es können aber auch andere Materialien, beispielsweise Kunststoff, verwendet werden.
Unabhängig vom verwendeten Material weist die Schutzschicht stets Fehlstellen auf, beispielsweise Poren, Blasen od.dgl., die den Stahl nicht hinreichend schützen. Das stets mit Beimengungen versehene und daher eine Elektrolytlösung bildende Wasser verursacht nun im Bereich dieser Fehlstellen eine Korrosion des Stahlbehälters durch eine elektrochemische Reaktion, und zwar eine anodische Auflösung des Stahls und eine kathodische Elektronenaufnahme unter Vermittlung des Elektrolyten. Dadurch entstehen im Bereich der erwähnten Fehlstellen zunächst kraterförmige Vertiefungen, die bis zur Durchlöcherung der Wand des Stahlbehälters führen und diesen dadurch unbrauchbar machen. Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, einen kathodischen Korrosionsschutz vorzusehen. Dieser besteht darin, innerhalb des Stahlbehälters eine sogenannte Opferanode anzuordnen, die mit dem Stahlbehälter leitend verbunden ist und die entweder aus einem Material besteht, das ein geringeres Potential in der elektrochemischen Spannungsreihe gegenüber dem Stahl aufweist, also beispielsweise aus einer Magnesiumlegierung, oder die durch Fremdstrom entsprechend gespeist wird. Diese Opferelektrode bildet den Minuspol einer natürlichen elektrolytischen Zelle, in der ein Strom zu dem zu schützenden Stahlbehälter fließt und dadurch dessen Korrosion verhindert. Die Opferelektrode verzehrt sich unter Abgabe des Schutzstromes allmählich und muß dann ersetzt werden.
Brauchwasserboiler und damit das in diesen befindliche Brauchwasser werden häufig durch Elektroheizkörper erwärmt. Diese Elektroheizkörper weisen einen metallischen, in das Innere des Brauchwasserboilers ragenden Einbauteil auf. Werden nun solche metallischen Einbauteile mit dem Stahlbehälter elektrisch leitend verbunden, so wird dadurch ein vorhandener kathodischer Korrosionsschutz unwirksam, da diese metallischen Einbauteile in der Regel ein höheres Potential der elektrochemischen Spannungsreihe als der Stahlmantel des Brauchwasserboilers aufweisen, weil diese beispielsweise aus Edelstahl gefertigt sind. Es muß daher ein solcher metallischer Einbauteil, insbesondere in Brauchwasserboilem mit kathodischem Korrosionsschutz, gegen eine metalleitende Verbindung zur Wand des Stahlbehälters und zu einem mit dieser Wand verbundenen Schutzleiter, der von den Elektroversorgungsunternehmen zwingend vorgeschrieben ist, isoliert eingebaut werden. Zu diesem Zweck hat man bereits vorgeschlagen, den Einbau über einen zweigeteilten Einbaukorpus, beispielsweise einen Flansch, Nippel od.dgl., vorzunehmen, wobei der eine Teil am metallischen Einbauteil befestigt ist und der andere Teil zum Einbau in den Metallbehälter, insbesondere Brauchwasserboiler, beispielsweise mittels eines Gewindeflansches, vorgesehen ist. Zwischen den beiden Teilen dieses Einbaukorpus ist ein elektrisch isolierendes Zwischenstück, beispielsweise eine Scheibe, eine Dichtung oder ein Kunststoffdrehteil, angeordnet, durch welches eine elektrische Isolierung zwischen dem metallischen Einbauteil und dem Metallbehälter bewirkt wird.
Eine weitere Möglichkeit, eine solche elektrische Isolierung zwischen dem Metallbehälter und dem metallischen Einbauteil vorzusehen, besteht dann, den metallischen Einbauteil im Bereich der Befestigung mit dem Metallbehälter in einen Kunststoffteil einzugießen, der beispielsweise mit einem Befestigungsflansch für die Befestigung am Metallbehälter versehen ist.
Das Problem besteht nun darin, daß auch der metallische Einbauteil, insbesondere ein Elektroheizkörper, mit dem Schutzleiter verbunden werden muß, so daß auch bei elektrischer Isolierung zwischen dem Metallbehälter und dem metallischen Einbauteil über den Schutzleiter bzw. über den Potentialausgleich der elektrischen Hausinstallation eine elektrisch leitende Verbindung erfolgt.
Um dieses Problem zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, den elektrisch isoliert eingebauten metallischen Einbauteil, also beispielsweise den Metallmantel eines Elektroheizkörpers, über einen definierten Abgleichswiderstand von beispielsweise 600 Ohm wieder mit dem Stahlbehälter zu verbinden.
Die angeführten bekannten Ausführungen weisen den Nachteil auf, daß sie einerseits zusätzliche Bauteile und/oder komplizierte mechanische Lösungen erfordern und andererseits nicht immer eine einwandfreie Schutzmaßnahme gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und einen metallischen Einbauteil, insbesondere einen Elektroheizkörper, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der in einen wasserführenden Metallbauteil ohne zusätzliche Maßnahmen eingebaut werden kann, auch wenn dieser mit einem kathodischen Korrosionsschutz, also mit einer Opferanode, versehen ist. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der metallische Einbauteil an seiner mit dem Wasser in Berührung kommenden Außenseite mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht versehen ist. Diese isolierende Schutzschicht verhindert weitgehend das Fließen von Strömen im eine Elektrolytlösung bildenden Wasser und stellt sicher, daß auch der kathodische Korrosionsschutz durch Anbringung des metallischen Einbauteiles im Metallbauteil nicht wesentlich gestört wird. Durch die den metallischen Einbauteil an seiner Außenseite zur Gänze bedeckende elektrisch isolierende Schutzschicht wird dieser metallische Einbauteil potentialfrei und hat somit keinen Einfluß auf die elektrolytischen Ströme in dem eine Elektrolytlösung bildenden Wasser, das sich im Metallbehälter befindet, so daß auch der kathodische Korrosionsschutz weiterhin wirksam ist. Natürlich kann auch diese Beschichtung des metallischen Einbauteiles mit Fehlstellen versehen sein. Dadurch, daß aber der metallische Einbauteil ein höheres Potential der elektrochemischen Spannungsreihe als der Metallbauteil besitzt, weil er beispielsweise aus Edelstahl besteht, und die Flächen dieser Fehlstellen sowohl einzeln als auch in Summe äußerst klein sind, wird verhindert, daß in dem eine Elektrolytlösung bildenden Wasser ein Strom fließt, der eine nennenswerte Korrosion des Metallbauteiles im Bereich seiner Fehlstellen bewirkt.
Der metallische Einbauteil kann beispielsweise an seiner Außenseite mit einer Lackierung, insbesondere mit einer Tauchlackierung versehen sein, die die elektrisch isolierende Schutzschicht bildet, er kann aber auch mit einer Beschichtung, beispielsweise einer Kunststoffbeschichtung versehen sein, die z.B. auf elektrostatischem Wege aufgebracht wird.
Auch andere Arten von Schutzschichten sind selbstverständlich möglich, beispielsweise ein elektrisch isolierender Überzug.
Der erfindungsgemäß ausgebildete metallische Einbauteil eignet sich nicht nur für die Anordnung in Metallbehältem, also beispielsweise in aus Stahl bestehenden Brauchwasserboilem, sondern auch in wasserdurchflossenen Metallrohren, in welchen das Brauchwasser im Durchlaufverfahren erwärmt wird. Auch andere Einsatzgebiete für die Warmwassererwärmung sind möglich.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, aus einem Elektroheizkörper bestehender metallischen Einbauteiles in Seitenansicht dargestellt.
Dieser metallische Einbauteil besteht aus einem Gehäuse 1, in dem elektrische Regelungseinrichtungen, insbesondere auch ein durch einen Drehknopf 2 einstellbarer Thermostat zur Regelung der Brauchwassertemperatur, vorgesehen sind. Über eine Anschlußleitung 3 erfolgt die Stromzuführung.
Das Gehäuse 1 weist einen Anschlußstutzen 4 mit einem Schraubgewinde auf, über welchen der Elektroheizkörper in eine entsprechende Bohrung oder Muffe in die Stahlwand eines Brauchwasserboilers eingeschraubt werden kann. Die Wand des Brauchwasserboilers ist an ihrer Innenseite mit einer Schutzschicht gegen Korrosion, beispielsweise eine Emaillierung versehen und im Inneren des Brauchwasserboilers ist ein kathodischer Korrosionsschutz in Form einer Opferanode angeordnet.
Vom Gehäuse 1 ragen Heizstäbe 5 und ein metallisches Schutzrohr 7 für den Temperaturfühler der elektrischen Regelungseinrichtungen in das Innere des Brauchwasserboilers. Die Heizstäbe 5 bestehen aus mehreren Metallrohren, die in ihrem Inneren die stromdurchflossenen Heizspiralen aufweisen. Die Außenseite 6 der Heizstäbe 5 und des Schutzrohres 7 sind mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen, die beispielsweise aus einer Lackierung, insbesondere einer Tauchlackierung, oder aus einer Pulverbeschichtung od.dgl. besteht.

Claims

Metallischer Einbauteil, insbesondere Elektroheizkörper für einen mit einer Schutzschicht gegen Korrosion, beispielsweise einer Emaillierung, versehenen wasserführenden Metallbauteil, insbesondere Stahlbehälter, einer Wassererwärmungsanlage, vorzugsweise eines Brauchwasserboilers, wobei der metallische Einbauteil (5) ein höheres Potential der elektrochemischen Spannungsreihe als der Metallbauteil besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Einbauteil (5) an seiner mit dem Wasser in Berührung kommenden Außenseite (6) mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht versehen ist.
Einbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner Außenseite (6) mit einer Lackierung, insbesondere mit einer Tauchlackierung, versehen ist.
Einbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner Außenseite (6) mit einer Beschichtung, beispielsweise einer Kunststoffbeschichtung, versehen ist.
Einbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außenseite (6) mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen ist.