EP1650507A1

EP1650507A1 - Sicherheits-unterbrechungseinrichtung für einen Wassererhitzer

Info

Publication number: EP1650507A1
Application number: EP04090401A
Authority: EP
Inventors: Christian Koch
Original assignee: Gerdes OHG
Current assignee: Gerdes OHG
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-04-26
Also published as: WO2006042762A1; DE212005000061U1

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung (21) für einen Wassererhilzer (10), mit einer Schalteinrichtung (23, 24) zur Unterbrechung von Heizeinrichtungs-Versorgungsleitungen (15) des Wassererhitzers (10), wobei die Schalteinrichtung (23) mit einem Temperaturfühler (25) verbunden ist, so daß infolge einer von dem Temperaturfühler (25) erfaßten Temperaturwertüberschreitung eine Unterbrechung der Schalteinrichtung (23, 24) bewirkt wird, und die Schalteinrichtung (23, 24) mit einem Drucksensor (19) mechanisch verbunden ist, so daß infolge einer von dem Drucksensor (19) erfaßten Drucküberschreitung eine Unterbrechung der Schalteinrichtung (23, 24) mechanisch bewirkt wird, und zeichnet sich dadurch aus, daß die Schalteinrichtung (23, 24) rein mechanisch mit einem thermomechanischen Element (26) verbunden ist, das wärmeübertragend mit dem Temperaturfühler (25) verbunden ist, so daß infolge einer von dem Temperaturfühler (25) erfaßten Temperaturwertüberschreitung rein mechanisch eine Unterbrechung der Schalteinrichtung (23, 24) bewirkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung für einen Wassererhitzer, insbesondere einen Durchlauferhitzer, mit einer Schalteinrichtung zur Unterbrechung von Heizeinrichtungs-Versorgungsleitungen des Wassererhitzers, wobei die Schalteinrichtung mit einem Temperaturfühler verbunden ist, so daß infolge einer von dem Temperaturfühler erfaßten Temperaturwertüberschreitung eine Unterbrechung der Schalteinrichtung bewirkt wird, und die Schalteinrichtung mit einem Drucksensor mechanisch verbunden ist, so daß infolge einer von dem Drucksensor erfaßten Drucküberschreitung eines bestimmten Drucks eine Unterbrechung der Schalteinrichtung mechanisch bewirkt wird.
Eine solche Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung ist aus der DE 101 04 438 A1 bekannt, die eine Spule und einen darin verschiebbaren Ankerstift zur Unterbrechung entsprechender elektrischer Kontakte umfaßt. Dabei werden Temperatursignale in einem Steuergerät verarbeitet, das die Spule zur Verschiebung des Ankerstifts elektrisch ansteuert. Bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung des Steuergeräts bzw. der elektrische Ansteuerung der Spule kann jedoch die Temperaturüberwachungsfunktion der Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung gefährdet sein.
Weitere verwandte Sicherheits-Unterbrechungseinrichtungen sind aus der DE 92 02 892.6 U und der DE 195 25 313 C2 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung mit Temperatur- und Drucküberwachung bereitzustellen, die ein hohes Maß an Funktionssicherheit aufweist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe insbesondere dadurch, daß die Schalteinrichtung rein mechanisch mit einem thermomechanischen Element verbunden ist, das wärmeübertragend mit dem Temperaturfühler verbunden ist, so daß infolge einer von dem Temperaturfühler erfaßten Temperaturwertüberschreitung rein mechanisch eine Unterbrechung der Schalteinrichtung bewirkt wird. Aufgrund des Verzichts auf elektrische oder elektromechanische Übertragungsmittel zwischen dem Temperaturfühler und der Schalteinrichtung wird die Funktion der Temperaturüberwachung durch einen vollständigen oder teilweisen Ausfall der Versorgungsspannung nicht beeinträchtigt, wodurch die Funktionssicherheit des Wassererhitzers insgesamt erhöht wird. Weiterhin kann eine Vereinfachung des Aufbaus der Unterbrechungseinrichtung erreicht werden.
Dabei bedeutet eine rein mechanische Verbindung, daß weder elektrische noch elektromechanische Übertragungsmittel Verwendung finden, wobei jedoch hydraulische oder pneumatische Übertragungsmittel nicht ausgeschlossen sind. Ein thermomechanisches Element bezeichnet ein Element, bei dem eine Temperaturänderung in eine Bewegung umgesetzt wird. Ein einfaches und daher bevorzugtes thermomechanisches Element ist ein Bimetallelement. Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Denkbar ist beispielsweise auch ein auf der thermischen Ausdehnung einer Flüssigkeit beruhendes Element.
Zweckmäßigerweise weist die Schalteinrichtung einen Schnappmechanismus zum Unterbrechen der Heizleitungen auf, um ein schlagartiges Öffnen der elektrischen Kontakte zu ermöglichen und ein Verschweißen derselben zu verhindern. Ein Aspekt der Erfindung besteht daher darin, denselben Schnappmechanismus sowohl für die Temperaturabschaltung als auch für die Druckabschaltung zu nutzen, was den Aufwand gegenüber separaten Abschaltmechanismen erheblich verringert.
Weitere vorteilhafte Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1:: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Durchlauferhitzers.

Ein Durchlauferhitzer 10 umfaßt eine Heizkammer 13 zwischen dem Wassereinlauf 11 und dem Wasserauslauf 12. In der Heizkammer 13 ist eine Heizeinrichtung 14 angeordnet, die ein oder mehrere nicht gezeigte Heizelemente zum Erhitzen von durch die Heizkammer 13 fließendem Wasser aufweist. Die Stromversorgung der Heizeinrichtung 14 erfolgt mittels Versorgungsleitungen 15, die beispielsweise an ein Versorgungsnetz angeschlossen sind. Zum bedienerseitigen Ein- und Ausschalten des Durchlauferhitzers 10 oder zum Einstellen unterschiedlicher Heizstufen kann eine Schalteinheit 16 vorgesehen sein, die beispielsweise mittels einer Steuereinrichtung 17, etwa einem Mikroprozessor, ansteuerbar sein kann. Die Steuereinrichtung 17 ist über Leitungen 18 an Versorgungsleitungen 15b, 15c angeschlossen.
Zur Überwachung des Wasserdrucks ist beispielsweise in der Heizkammer 13 ein Drucksensor 19 vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise einfach um das offene Ende einer Druckleitung 20 handeln. Die Druckleitung 20 überträgt den Wasserdruck an die Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung 21 bzw. an einen in der Unterbrechungseinrichtung 21 angeordnete Schaltmechanismus 23 und weist zu diesem Zweck einen Druckeingang 22 und eine entsprechende Durchführung auf. Der Schaltmechanismus 23 dient zur gekoppelten Betätigung von Schaltern 24, wobei jeder Schalter 24 in jeweils eine der Versorgungsleitungen 15 geschaltet ist. Überschreitet der Wasserdruck in der Heizkammer 13 einen bestimmten Druck, löst das mittels der Druckleitung 20 übertragenen Drucksignal den Schaltmechanismus 23 zur Unterbrechung der Schalter 24 und damit zur vollständigen Trennung der Versorgungsleitungen 15 vom Netz aus. Der Schaltmechanismus 23 ist zur Vermeidung eines Verschweißens der Kontakte als Schnappmechanismus ausgebildet, so daß die Öffnung der Schalter 24 schlagartig erfolgt. Zweckmäßigerweise ist ein Druckwandler als Teil des Schaltmechanismus 23, als Teil des Drucksensors 19 oder an einer beliebigen Stelle zwischen dem Drucksensor 19 und dem Schaltmechanismus 23 vorgesehen, beispielsweise in Form eines Kolbenzylinders oder einer Membran, um den vom Drucksensor 19 erfaßten Wasserdruck in eine Bewegung umzuwandeln, die rein mechanisch an den Schaltmechanismus 23 übertragen wird. Die Übertragung des Drucksignals erfolgt dabei ohne Fremdenergie, insbesondere ohne von den Versorgungsleistungen 15 bezogene elektrische Energie, damit bei einem Ausfall einer der Versorgungsleitungen 15a, 15b, 15c die Drucküberwachung nicht beeinträchtigt wird.
Zur Überwachung der Temperatur des Durchlauferhitzers 10 ist ein Temperatursensor 25 vorgesehen, der zweckmäßigerweise in der Nähe der Heizeinrichtung 14 angeordnet ist, wobei dies jedoch nicht zwingend der Fall sein muß. Die gemessene Temperatur wird an ein thermomechanisches Element beispielsweise in Form eines Bimetallstreifens 26 übertragen. Dies kann beispielsweise mittels einer Wärmebrücke 27, beispielsweise aus einem gut wärmeleitfähigen Metall, etwa Messing oder Kupfer, geschehen. Überschreitet die von dem Temperaturfühler 25 gemessene bzw. mittels der Temperaturbrücke 27 übertragene Temperatur eine bestimmte Schwellentemperatur, verursacht das thermomechanische Element 26 - beispielsweise durch hinreichende Biegung im Fall eines Bimetallstreifens - eine geführte Bewegung, die an den gleichen Schaltmechanismus 23 zur Unterbrechung der gleichen Schalter 24 und damit zur vollständigen Trennung der Versorgungsleitungen 15 vom Netz übertragen wird. Die Unterbrechungseinrichtung 21 weist zu diesem Zweck einen Temperatureingang 28 und eine entsprechende Durchführung auf. Das thermomechanische Element 26 dient als mechanischer Temperaturwandler zur Umwandlung der Temperatur in eine Bewegung, die rein mechanisch an den Schaltmechanismus 23 übertragen wird. Die Übertragung des Temperatursignals erfolgt dabei ohne Fremdenergie, insbesondere ohne von den Versorgungsleistungen 15 bezogene elektrische Energie, damit bei einem Ausfall einer der Versorgungsleitungen 15a, 15b, 15c die Temperaturüberwachung nicht beeinträchtigt wird.
Die Zeichnung ist bezüglich der Temperaturüberwachung schematisch zu verstehen. Da die Wärmeleitung in der Praxis relativ träge ist, ist das thermomechanische Element 26 vorzugsweise in kurzem Abstand zu dem Temperatursensor 25 angeordnet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Temperatursensor 25 Bestandteil der Unterbrechungseinrichtung 21 ist, beispielsweise in Form einer metallischen Bodenplatte derselben. Die Unterbrechungseinrichtung 21 ist daher vorzugsweise in der Nähe der Heizkammer 13 angeordnet oder mit dieser verbunden.
Anstelle der in Fig. 1 gezeigten Temperaturüberwachung kann beispielsweise auch eine Leitung mit einer sich bei Temperaturanstieg ausdehnenden Flüssigkeit vorgesehen sein, deren Ausdehnung beispielsweise mittels eines Kolbens in eine Bewegung umgesetzte wird. Diese Leitung kann die Funktion des thermomechanischen Elements 26 und gegebenenfalls auch des Temperatursensors 25 und der zwischengeordneten Wärmebrücke 27 erfüllen. Der Bimetallstreifen 26 aus Fig. 1 ist dann entbehrlich. Bei einer weiteren Ausführungsfonn können thermomechanisches Element 26 und Unterbrechungseinrichtung 21 räumlich getrennt voneinander getrennt angeordnet sein, wobei die Übertragung des Temperatursignals zwischen beiden Einrichtungen rein mechanisch erfolgt.
Insbesondere bei einer Mehrzahl von Heizelementen kann eine Erfassung der Temperatur an mehreren Punkten zweckmäßig sein. Zu diesem Zweck kann eine Mehrzahl von Temperatursensoren 25 vorgesehen sein, die jeweils mit dem thermomechanischen Element 26 verbunden sind und beispielsweise jeweils in der Nähe eines Heizelements angeordnet sind, oder ein räumlich ausgedehnter, beispielsweise länglicher, mehrere Heizelemente abdeckender Temperatursensor 25.
Nach der Auslösung der Schalteinrichtung 23, 24 kann diese wieder zurückgesetzt werden, wenn die auslösende Bedingung (Temperatur- oder Drucküberschreitung) nicht mehr gegeben ist, um dadurch die Schalter 24 zu schließen und eine Fortsetzung des Normalbetriebs zu ermöglichen.

Claims

Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung (21) für einen Wassererhitzer (10), mit einer Schalteinrichtung (23, 24) zur Unterbrechung von Heizeinrichtungs-Versorgungsleitungen (15) des Wassererhitzers (10), wobei die Schalteinrichtung (23, 24) mit einem Temperaturfühler (25) verbunden ist, so daß infolge einer von dem Temperaturfühler (25) erfaßten Temperaturwertüberschreitung eine Unterbrechung der Schalteinrichtung (23, 24) bewirkt wird, und die Schalteinrichtung (23, 24) mit einem Drucksensor (19) mechanisch verbunden ist, so daß infolge einer von dem Drucksensor (19) erfaßten Drucküberschreitung eine Unterbrechung der Schalteinrichtung (23, 24) mechanisch bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtung (23, 24) rein mechanisch mit einem thermomechanischen Element (26) verbunden ist, das wärmeübertragend mit dem Temperaturfühler (25) verbunden ist, so daß infolge einer von dem Temperaturfühler (25) erfaßten Temperaturwertüberschreitung rein mechanisch eine Unterbrechung der Schalteinrichtung (23, 24) bewirkt wird.
Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermomechanische Element (26) ein Bimetallelement ist.
Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermomechanische Element (26) in der Unterbrechungseinrichtung (21) angeordnet ist.
Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (25) Teil der Unterbrechungseinrichtung (21) ist.
Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (23, 24) einen Schnappmechanismus aufweist.
Wassererhitzer (10) mit einer mittels Versorgungsleitungen (15) versorgten Heizeinrichtung (14) und einer Sicherheits-Unterbrechungseinrichtung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für die Versorgungsleitungen (15) des Wassererhitzers (10).