EP1700514A1 - Safety device for a heating apparatus, heating apparatus, and continuous flow heater - Google Patents

Safety device for a heating apparatus, heating apparatus, and continuous flow heater

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Publication number
EP1700514A1
EP1700514A1 EP04819705A EP04819705A EP1700514A1 EP 1700514 A1 EP1700514 A1 EP 1700514A1 EP 04819705 A EP04819705 A EP 04819705A EP 04819705 A EP04819705 A EP 04819705A EP 1700514 A1 EP1700514 A1 EP 1700514A1
Authority
EP
European Patent Office
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heating
fuse
heating element
fluid
heater
Prior art date
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Application number
EP04819705A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1700514B1 (en
Inventor
Martin Stickel
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority to PL04819705T priority Critical patent/PL1700514T3/en
Publication of EP1700514A1 publication Critical patent/EP1700514A1/en
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Publication of EP1700514B1 publication Critical patent/EP1700514B1/en
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    • 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
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H05B1/0205—Switches using a fusible material
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply

Definitions

  • the application relates to a securing device for a heating device for fluids, the heating device having a heating element and a heat transfer element which is in heat-conducting connection for transferring the heat generated by the heating element to the fluid with the heating element and the fluid, with a safety fuse, which interrupts the heating circuit of the heating element when the heat transfer element can no longer transfer thermal energy into the fluid.
  • the application further relates to a Schuv ⁇ cardi and a water heater with a Schuv ⁇ cardi the v ⁇ kind.
  • Schuv ⁇ cardien and water heaters said Alt are used for example in dishwashers or washing machines.
  • For heating the fluid Seebeh ⁇ cardien are now predominantly based on Ro radiators used.
  • Tubular heaters usually consist of a resistance wire, which is arranged centrally in a Bdelstahlrohr so that no voltage breakdowns are possible on this, for accurate fixation of the resistance wire in the middle of the tube and to improve the insulation, the space between the resistance wire and the Bdelstahlrohr with a insulation-resistant material, usually a magnesium oxide powder, filled.
  • a insulation-resistant material usually a magnesium oxide powder
  • the use of tubular heaters can be done in different ways. For example, it can be arranged in a flow heater through which the fluid flows, lying in fluid flow.
  • the tubular heating element can also be arranged on a fluid guide tube through which the fluid flows, optionally with the interposition of a heat transfer element. Another simple variant provides to let the tubular heater lying in the interior of a container surrounded by the fluid.
  • a Schuv ⁇ cardi for fluids with at least one heating element which has a heat transfer element, which is for transmitting the heat generated by the heating element to the fluid with the heating element and the fluid in heat-conducting connection.
  • a fluid guide tube on the outside of the heating element is applied.
  • a temperature monitoring device is provided in the form of an NTC resistor v ⁇ , which is connected to a control device for controlling the heating element.
  • an overload protection in the form of a fuse is additionally disclosed, which shuts off the heating element during drying.
  • the object of the present invention is therefore to provide a securing device for a heating device for fluids, which is able to a Schuv ⁇ cardi with low heat capacity, such as an electrical resistance heater in the form of a thick-film element, which have a fast response on easy and cost effective way to protect reliably. It is further an object of the present invention to provide a Schuv ⁇ cardi and a water heater, which are effectively protected in a drying cycle.
  • the securing device in addition to the fuse, has a further thermal heating device, which is in thermal communication with the fuse and additionally supplies a limited amount of heat to the fuse in order to accelerate the tripping of the fuse.
  • the fuse is triggered by thermal energy input, i. the heating circuit separated.
  • the separation of the heating circuit would, as in the case of the arrangement described in DE 199 34 319 A1, also take place if no thermal heating device were provided.
  • the time duration until the release of the fuse would possibly be so long that a heating device realized in the form of an electrical resistance heater, which has only a low heat capacity, would be destroyed.
  • a ground fault would be conceivable, whereby household standard fault current switch would be triggered.
  • the provision of the thermal heater sogt now that the fuse triggers before the destruction of the heater and the response of the above-mentioned residual current switch in the household.
  • the shortening of the time duration can be realized by providing the additional heating device.
  • the securing device according to the invention responds exclusively to the heat released by the heating device, more precisely the heating element, in particular the amount of heat generated by the thermal heating device is Fuse also supplied in normal operation, wherein the amount of heat supplied in normal operation is less than the energy required to trigger the fuse.
  • the thermal heating device is not triggered, as is the case in DE 19946 826 AI, due to a control signal which detects a current in the heating circuit, but due to the heat generated in the heating element.
  • the evaluation device according to the invention completely dispenses with evaluation and control logic. The detection of the rated current of the Schuv ⁇ cardi, in particular of the heating element, would be able to accomplish due to the very high, necessary currents only with considerable effort.
  • the thermal heating device is formed by the heating element. It is preferred if the heating element has a number of heating sections and the thermal heating device is formed by at least one of the Schuabs chnitte.
  • the amount of heat supplied by the thermal heating device of the fuse thus essentially depends on how much is removed via the fluid heated by the heating device.
  • the thermal heater thus generates both in normal operation as well as in an error basically the same amount of heat.
  • most of the amount of heat generated by the thermal heater is dissipated via the fluid. If this is no longer present, i. If the heating device is operated in the doorway, the amount of heat can no longer be dissipated, as a result of which the thermal heating device heats up the fuse very quickly and reliably separates the heating circuit.
  • the fuse is arranged on the heat transfer element of the heating device in a region in which the heating sections have the smallest radii. In these areas, the current concentration is highest, which causes local overheating to occur fastest. The speed with which the fuse is triggered, so it can also be adjusted by, in which area of the Schuv ⁇ cardi this is ange ⁇ dnet.
  • the Schmelzv ⁇ cardi is soldered into the heating circuit of the heating element, wherein the contact points formed thereby electrical and mechanical support of the fuse takes place and wherein the interruption of the heating circuit in the region of at least one contact point.
  • the separation of the heating circuit can be done by melting only one contact point. It is preferred if both contact points are separated during melting in about the same time.
  • the fuse in the installed position relative to the heating element and the heat transfer unit is arranged such that the separation of the solder joint takes place with the aid of gravity acting on the fuse.
  • the triggering of the fuse is caused on the one hand by the very high heating of the Schuv ⁇ raum, in particular the heating element in the field of fuse, as liquefied by the self-heating of the fuse, the solder at the contact points of the fuse. Due to the installation position downwards, the weight of the fuse exceeds the holding force of the solder, whereby the fuse irreversibly drops down. This reliably stops the heating circuit.
  • the heating element has a resistor with a positive temperature characteristic.
  • the heating element thus has a PTC characteristic. This means that, to some extent, overheating is limited if a drying cycle was unavoidable.
  • the heating element is preferably formed by an electrical resistance heater, in particular a thick-film heater. These can not be used because of the low heat capacity sluggish fuses, since the time until the response or release of the fuse is too long and the heater, more precisely, the heating element would be destroyed due to excessive thermal stress.
  • an electronically operating temperature monitoring device can be provided which regulates the energy supply through the heating element as a function of the temperature of the fluid.
  • the electronically operating temperature monitoring device can be designed, for example, in the form of an NTC resistor, whose resistance value is detected as a function of the temperature and used to control or regulate the heating. zleaned is used.
  • the temperature monitoring device is an independently operating safety device, which should normally also detect a drying cycle of the heating device and accordingly should switch off the heating element. In the event that the heating device has a defect and does not recognize it, the fuse in connection with the thermal heating device is a final, reliable and simple protection for the heating device. [023] It is provided that the temperature monitoring device and the fuse have no reciprocal interaction or influence with regard to their monitoring function. In other words, the result obtained by the electronic temperature monitor is not used to drive the fuse or thermal heater and cause the fuse to trip.
  • the heating device according to the invention for installation in a water heater has at least one heating element designed as an electrical resistance heater and at least one heat transfer element which is in heat-conducting connection for transferring the heat generated by the heating element to the fluid with the heating element and the fluid, wherein a erf ⁇ ndungsgeffle3e Sich mecanicsv ⁇ cardi is provided.
  • a flow heater according to the invention having a protruding heating device and a molded part which is firmly and pressure-tightly connected to it to form a fluid space, the molded part having at least one inlet opening and at least one outlet opening.
  • a temperature monitoring element is provided, it is preferred if it is arranged on the heat transfer element of the heating device in an area located near the inlet opening in this molded part. This makes it possible in a particularly simple manner, to precisely detect the fluid temperature of the inflowing water heater fluid and quickly detect a drying cycle.
  • FIG. 1 shows a plan view of the outer surface of a heating device according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through the heating device from FIG. 1 along the line AA
  • FIG. 3 shows a side view of the heating device according to the invention, the latter being shown in its subsequent installation position, with the outer surface facing downwards,
  • FIG. 4 shows a detailed view of the edge of the heating device bordered by a dashed line in FIG.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a continuous-flow heater according to the invention composed of a heating device and a fuel element
  • FIG. 6 is a perspective view of a heating device and a safety device according to the invention lying in its heating circuit
  • FIG. 7 shows an enlarged view of the securing device according to the invention from FIG. 6.
  • FIG. 1 shows a heating device 1 in a plan view of its outer surface 14.
  • the heating device 1 has a substantially circular shape.
  • a heat transfer element 3 e.g. made of a stainless steel
  • a heating element 2 is arranged on a central area 4 of a heat transfer element 3, e.g. made of a stainless steel.
  • the heat transfer element is made of a metal, for example a stainless steel, which has a poor thermal conductivity in the lateral direction. Perpendicular thereto, i. in a plane perpendicular to the drawing plane, however, the heat transfer element on the other hand, a good thermal conductivity, so that an effective transfer of the energy generated by the heating element is ensured to the fluid.
  • the heating element 2 consists, for example, of a total of seven circular concentric circular segments, each of which forms a heating section 5.
  • the heating sections 5 are arranged relative to one another in such a way that adjacent ends of the circular segments are electrically connected to one another via a short conductor track 7.
  • the single heating circuit in this case thus extends from one connection end 11 via the outermost concentric ring and each of the further concentric rings to a further connection end 12.
  • the heating element 2 of the present heating device 1 has a single heating circuit.
  • all the heating sections 5 of the heating element 2 are connected in series with one another by corresponding conductor track sections 7.
  • a component of this heating circuit is also a safety fuse 10, which is part of the securing device according to the invention and which is located substantially in the center of the central area 4, in which the heating segments 5 have the lowest radii exhibit.
  • FIGS. 2 and 3 show the heating device 1 in its later installation position, e.g. in a dish washer or a washing machine.
  • the installation position is defined such that the outer surface 14, on which the heating element 2, the fuse 10, another and later described temperature monitoring element 8 and the Kunststoffierv ⁇ cardi 9 are turned down.
  • the inner surface 13, which comes into contact with the fluid, however, is arranged upward.
  • the fuse 10 is intended to prevent damage to the heating element 2 in the event of drying of the heating device, by melting connection ends 26 of the fuse 10 at contact points 28 which are connected to the conductor 7 of the heating circuit via a solder. Due to the small radii of the heating segments, power concentrations are created in this area which promote the triggering of the fuse. Due to its installation position, the separation of the contact points 28 in the case of melting of the solder can be supported by gravity.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the heating device 1 and a safety device according to the invention located in its heating circuit.
  • FIG. 7 shows an enlarged view of the fuse device according to the invention from FIG. 6. It consists of the already mentioned fuse 10 and a heating device 27.
  • the heating device 27 is formed by a heating section 5 of the heating element 2, which is connected via a conductor 29 to a contact point 28 of the fuse 10 is electrically connected.
  • the other contact point 28 of the fuse 10 is electrically connected via a conductor 30 with another heating section 5 of the heating element 2.
  • the solder joints melt at the contact points 28, thereby causing a detachment of the fuse 10 from the heat transfer element.
  • FIGS. 6 and 7 it should be noted that, for better clarity, this does not show the actual installation position.
  • the actual mounting position is shown in the cross-sectional views of Figures 2 and 3.
  • the detachment of the fuse 10 from the heat transfer element 3 is therefore supported by gravity.
  • the thermal heater 27, which is part of the heating element 2, favors the rapid heating of the fuse. Since this consists of a good heat-conducting material, such as a metal, which introduced by the thermal heater 27 spreads Amount of heat along the terminal ends 26 towards the contact points 28 to cause the melting of the solder.
  • the thermal heater 27 is not a separate component which is subject to a particular driving, e.g. requires a control signal. Rather, the thermal heater is part of the heating element 2, whereby also in normal operation (i.e., there is no drying cycle) a quantity of heat is released to the fuse 10, which is not sufficient, however, to melt the solder at the contact points 28. This is due to the fact that the amount of heat generated by the thermal heater is essentially removed by the fluid flowing around on the inner side 13. However, as soon as this removal comes to a halt, the amount of heat introduced into the fuse is increased, which leads to tripping.
  • the safety direction is located in the center of the central area 4. Since the heating sections 5 are formed in F ⁇ m of concentric circle segments, the securing direction is ange ⁇ dnet in a region in which the heating sections have the smallest radii. At these points, the current concentration is highest, so that the risk of damage to the heater is also greatest in a drying cycle at these locations.
  • the securing device in principle in the center of the heating device.
  • the choice of suitable location depends essentially on the design of the heating element. Due to the above, it is preferable to use the securing device, i. to arrange the fuse and the thermal heater in the area in which the heating sections have the smallest radii.
  • a thermal-mechanical safety device independent of the electronic control and in particular one of the additional electronic temperature monitoring devices provided is provided in a particularly simple manner.
  • the response time of the backup device is less than the time necessary to destroy the heater or heater.
  • the safety device triggers before an error protection switch triggers in a house.
  • a temperature monitoring element 8 with a negative temperature coefficient is provided in a mounting area 6.
  • the temperature monitoring device 8 is formed as an NTC resistor detected due to the properties of the heat transfer element 3, only the temperature of the inner surface 13 flushing fluid, but not the heat generated by the heating element 2. The temperature monitoring device 8 is thus decoupled from the heating element.
  • the temperature monitoring device 8 and the backup device form complementary, but not mutually influencing, monitoring systems.
  • a contacting direction 9 is also arranged.
  • the Kunststoffierv ⁇ cardi 9 With the Kunststoffierv ⁇ cardi 9, the terminal ends 11 and 12 of the heating element 2 via respective conductor tracks 24 and 25 are electrically connected.
  • the Kunststoffierv ⁇ cardi 9 has corresponding contact tongues in their interior, via which they can graze mechanically and electrically connected to a correspondingly shaped plug. Via the Bachierv ⁇ cardi 9 the heating element 9, the necessary voltage and the necessary current is supplied.
  • the temperature monitoring device is arranged in the immediate vicinity of the contacting device 9 and electrically connected thereto. Thus, all electrical consumers provided in the heating device can be contacted via the contacting device via a single plug-in contact.
  • FIG. 1 shows a section along the line A-A of Figure 1, and the side view of Figure 3, the design of the heat transfer device 3 is better understood.
  • the central area 4 is surrounded by a peripheral edge 15.
  • the rim 15 is formed by a wall 17 extending upwardly from the central portion 4 at an angle and a channel wall 18 extending downwardly from the rim 15.
  • the channel wall 18 is part of a channel 16, which further has an outer channel wall 19 and a channel bottom 22.
  • the channel 16, which circumscribes the central area outside the edge 15, serves for Receiving a wall portion of the F ⁇ rmmaschines to attach the Schuv ⁇ cardi to the F ⁇ rmteil pressure and temperature stable.
  • the channel wall 19 is formed with a series of tabs 20, which are for receiving latching hooks, which are formed in the wall portion of the molding 50 of a flow heater 100 according to the invention according to the invention ( Figure 5).
  • the channel walls 18 and 19 are substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the plane formed by the central region 4.
  • the channel bottom does not extend below the central region 4.
  • the distance d is therefore 0 in the limiting case or, as shown, greater than 0. This makes it possible in a simple manner, on the outer surface 14 of the central region 4, the heating element 2, in particular the heating sections. 5 to apply in a printing process.
  • the geometry of the metal plate may be formed, for example, by a stamping process in which the tabs 20 are formed and an embossment.
  • the inner channel wall 18 provides a sealing seat which allows a radial seal between the heating and the F ⁇ rmteil. Due to the installation position of the heating device shown in FIGS. 2 to 4, with the outer surface 14 downwards, the edge in connection with the channel 16 also forms a water barrier which prevents the escaping fluid from leaking onto the heating element in the event of a leakage of the Duichlaufe heater 2 can run.
  • the channel bottom 23 thus represents a drip edge, can drain on the exiting fluid before it can reach the serving as a water barrier edge 15.
  • the tabs formed in the outer channel wall 19 each have a recess 21 which extends from the outer channel wall 19 in the direction of the channel bottom 22. This design ensures that a secure latching of the heating device 1 with the cooling part 50 can take place.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the instantaneous water heater 100 according to the invention, which shows the heating device 1 with a molded part 50 connected thereto.
  • the molded part 50 which consists for example of a plastic, has an inlet opening 51, which is oriented radially. Furthermore, two outlet openings 52 extending axially are provided. Each of the outlet openings 52 can be connected to a separate Sprühv ⁇ cardi a dishwasher. Of course, the arrangement of the inlet opening and the outlet openings can also take place at locations other than those shown in the figure.
  • the connection between the heating device 1 and the cooling part 50 can be seen.
  • connection takes place via the already mentioned tabs 20, engage in the latching hooks 53, and prevent the release of the molded part 50 of the Schuv ⁇ cardi 1 even under pressure.
  • a sealing ring is attached between the fuel part 50 and the heating device 1. More specifically, the sealing ring between a in the channel 16 extending wall of the F ⁇ rmmaschines and the inner channel wall 18 ange ⁇ dnet, whereby even under pressure, ie under a possible deformation, in particular of the molding, but also the heater, a high density is explicatturchUUT.
  • the fluid space formed in the interior between the heating and the F ⁇ mteil has no flow resistance, as is the case, for example, in tubular heaters, which are located inside a fluid space.
  • the pump power can be reduced because less flow losses are compensated. With a smaller pump costs can be saved.
  • higher pressures can be achieved while maintaining the previously used pumps, so that the mechanical loading of a wash ware is increased.
  • the instantaneous water heater has a very low number of parts and can be produced in a particularly simple manner.
  • the measures necessary for the production of a secure seal are much less, since only a single sealing ring has to be provided between the heating device and the molded part.
  • To determine a dry running no mechanically acted upon by the fluid switch must be provided. This can be determined solely by the intended temperature monitoring device outside the fluid space.
  • the securing device ensures reliable separation of the heating circuit.

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Abstract

The invention relates to a safety device for a fluid heating apparatus (1) comprising a heating element (2) and a heat exchanging element (3) that is connected in a heat-conducting manner to the heating element (2) and the fluid in order to transfer the heat generated by the heating element (2) to the fluid, and a fuse (10) which interrupts the heating circuit of the heating element (2) when the heat exchanging element (3) is able to transfer no more thermal energy into the fluid. A thermal heating apparatus (27) is also provided which is thermally connected to the fuse (10) and additionally supplies a limited amount of heat to said fuse (10) so as to accelerate the triggering process of the fuse (10).

Description

Sicherungsvorrichtung für eine Heizvorrichtung, Heizvorrichtung und DurchlauferhitzerSafety device for a heater, heater and water heater
Die Anmeldung betrifft eine Sicherungsvαrichtung für eine Heizvαrichtung für Fluide, wobei die Heizvαrichtung ein Heizelement und ein Wärmeübertra- gungselement aufweist, das zum Übertragen der von dem Heizelement erzeugten Wärme an das Fluid mit dem Heizelement und dem Fluid in wärmeleitender Verbindung steht, mit einer Schmelzsicherung, die den Heizkreis des Heizelements unterbricht, wenn das Wärmeüberlragungselement keine thermische Energie mehr in das Fluid übertragen kann. Die Anmeldung betrifft weiterhin eine Heizvαrichtung und einen Durchlauferhitzer mit einer Heizvαrichtung der vαgenannten Art. Heizvαrichtungen und Durchlauferhitzer der genannten Alt werden beispielsweise in Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen eingesetzt. Zur Erwärmung des Fluids werden heute überwiegend auf Ro heizkörpern basierende Heizvαrichtungen verwendet. Rohrheizkörper bestehen üblicherweise aus einem Widerstandsdraht, der mittig in einem Bdelstahlrohr angeordnet ist, so dass keine Spannungsdurchschläge auf dieses möglich sind, zur genauen Fixierung des Widerstandsdrahtes in der Mitte des Rohres und zur Verbesserung der Isolation wird der Raum zwischen dem Widerstandsdraht und dem Bdelstahlrohr mit einem isolationsfesten Material, in der Regel einem Magnesiumoxid-Pulver, ausgefüllt. Der Einsatz von Rohrheizkörpern kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann dieser beispielsweise in einem von dem Fluid durchströmten Durchlauferhitzer, im Fluidstrom liegend, angeordnet sein. Der Rohrheizkörper kann auch auf einem von dem Fluid durchströmten Fluidführungssohr, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Wärmeübertragungselements, angeordnet sein. Eine weitere einfache Variante sieht vor, den Rohrheizkörper im Inneren eines Behälters liegend von dem Fluid umspülen zu lassen. Allen beschriebenen Varianten ist gemeinsam, dass die Heizvαrichtung aufgrund der Bauart des Rohrheizkörpers eine gewisse Trägheit aufweist. Aufgrund geringer erzielbarer Flächenleistungen des Rohrheizkörpers resultieren hieraus große Bauteilabmessungen. Probleme ergeben sich ebenfalls häufig bei der Kontaktierung des Rohr- heizkörpeis und weiterer dazugehöriger Komponenten wie z.B. einem Schaltelement, das ein Trockenlaufen der Heizvαrichtung bzw. des Durchlauferhitzers verhindern soll. [005] Ein derartiger Durchlauferhitzer mit einem aufwendigen Dichtungssystem und einer integrierten Überwachungseinheit in Form eines Mikroschalters zum Schutz vor einem Trockenlaufen kann beispielsweise der DE 36 26 955 C2 entnommen werden.The application relates to a securing device for a heating device for fluids, the heating device having a heating element and a heat transfer element which is in heat-conducting connection for transferring the heat generated by the heating element to the fluid with the heating element and the fluid, with a safety fuse, which interrupts the heating circuit of the heating element when the heat transfer element can no longer transfer thermal energy into the fluid. The application further relates to a Heizvαrichtung and a water heater with a Heizvαrichtung the vα kind. Heizvαrichtungen and water heaters said Alt are used for example in dishwashers or washing machines. For heating the fluid Heizbehαrichtungen are now predominantly based on Ro radiators used. Tubular heaters usually consist of a resistance wire, which is arranged centrally in a Bdelstahlrohr so that no voltage breakdowns are possible on this, for accurate fixation of the resistance wire in the middle of the tube and to improve the insulation, the space between the resistance wire and the Bdelstahlrohr with a insulation-resistant material, usually a magnesium oxide powder, filled. The use of tubular heaters can be done in different ways. For example, it can be arranged in a flow heater through which the fluid flows, lying in fluid flow. The tubular heating element can also be arranged on a fluid guide tube through which the fluid flows, optionally with the interposition of a heat transfer element. Another simple variant provides to let the tubular heater lying in the interior of a container surrounded by the fluid. All variants described have in common that the Heizvαrichtung has a certain inertia due to the design of the tubular heater. Due to low achievable area performance of the tubular heater resulting in large component dimensions. Problems also frequently arise in the contacting of the tubular heating element and other associated components, such as a switching element, which is intended to prevent dry running of the heating device or of the continuous flow heater. Such a water heater with a complex sealing system and an integrated monitoring unit in the form of a micro-switch to protect against dry running, for example, DE 36 26 955 C2 be removed.
[006] Zur mechanischen Absicherung der Heizvαrichtungen werden üblicherweise Schmelzsicherungen verwendet. Diese werden duich thermischen Energieeintrag zum Schmelzen gebracht und unterbrechen damit den Heizkreis, wodurch die Heizvαrichtung von der Spannung abgetrennt wird.For mechanical protection of Heizvαrichtungen fuses are usually used. These are brought to melting thermal energy input and thus interrupt the heating circuit, whereby the Heizvαrichtung is separated from the voltage.
[007] Aus der DE 199 34 319 AI ist eine Heizvαrichtung für Fluide mit zumindest einem Heizelement bekannt, die ein W rmeubertragungselement aufweist, das zum Übertragen der von dem Heizelement erzeugten Wärme an das Fluid mit dem Heizelement und dem Fluid in wärmeleitender Verbindung steht. Bei der dort beschriebenen Heizvαrichtung handelt es sich um ein Fluidführungsrohr, auf dessen Außenseite das Heizelement aufgebracht ist. Zur Überwachung des Heizelementes der Heizvαrichtung als auch des zu erhitzenden Fluids ist eine Temperaturüberwachungseinrichtung in Form eines NTC- Widerstands vαgesehen, die mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Heizelements verbunden ist. Daneben ist zusätzHch eine Überlastsicherung in Form einer Schmelzsicherung offenbart, die das Heizelement bei Trockengang abschaltet.From DE 199 34 319 AI a Heizvαrichtung for fluids with at least one heating element is known which has a heat transfer element, which is for transmitting the heat generated by the heating element to the fluid with the heating element and the fluid in heat-conducting connection. In the Heizvαrichtung described there is a fluid guide tube, on the outside of the heating element is applied. For monitoring the heating element of the heating device as well as of the fluid to be heated, a temperature monitoring device is provided in the form of an NTC resistor vα, which is connected to a control device for controlling the heating element. In addition, an overload protection in the form of a fuse is additionally disclosed, which shuts off the heating element during drying.
[008] Der Nachteil solcher Schmelzsicherungen besteht darin, dass die Ansprechzeit der Schmelzsicherung sehr lange ist. Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass die Wärmekapazitäten der verwendeten Heizungen, z.B. eines Rohrheizkörpers, sehr hoch sind und damit das Ansprechverhalten der Heizvαrichtung sehr träge ist. Im Falle des unerwünschten Trockengangs bedeutet dies, dass die Heizvαrichtung, genauer das Heizelement, länger betrieben werden kann, ohne dass dieses beschädigt wird. Aufgrund dieses langen Zeitraumes heizt sich die Schmelzsicherung auf, schmilzt, um damit den Heizkreis zu unterbrechen. Ob die in der DE 199 34 319 A1 beschriebene Heizvαrichtung, bei dem das Heizelement Rohrheizkörper oder als elektrische Widerstandsheizung ausgeführt ist, einen Schutz der selben bezwecken kann, erscheint fraglich.The disadvantage of such fuses is that the response time of the fuse is very long. This can be attributed to the fact that the heat capacities of the heaters used, e.g. a tubular heater, are very high and thus the response of the Heizvαrichtung is very sluggish. In the case of the unwanted drying cycle, this means that the Heizvαrichtung, more precisely the heating element, can be operated longer without this being damaged. Due to this long period, the fuse heats up, melts to interrupt the heating circuit. Whether the heating device described in DE 199 34 319 A1, in which the heating element is designed as a tubular heating element or as an electrical resistance heater, can be used to protect the same, is questionable.
[009] Weiter offenbart die DE 199 46 826 AI eine Sicherungsvαrichtung für einen Stromkreis in Kraftfahrzeugen mit einer Schmelzsicherung und einer thermischen Fremdheizung, die mit der Schmelzsicherung in thermischer Verbindung steht und dieser eine begrenzte Wärmemenge zuführt, um diese im Fall eines zu hohen Nennstroms zum Auslösen zu bringen. Hierdurch kann, verglichen mit einer einzelnen Schmelzsicherung, eine schneilere Unterbrechung des Stromkreises erfolgen. [010] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sicherungsvαrichtung für eine Heizvαrichtung für Fluide bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Heizvαrichtung mit geringer Wärmekapazität, wie z.B. einer elektrischen Widerstandsheizung in Form eines Dickschichtelements, welche ein schnelles Ansprechverhalten aufweisen, auf einfache und kostengünstige Weise zuverlässig zu schützen. Es ist weiter eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvαrichtung und einen Durchlauferhitzer anzugeben, die bei einem Trockengang wirksam geschützt sind.DE 199 46 826 AI discloses a Sicherungsvαrichtung for a circuit in motor vehicles with a fuse and a thermal external heating, which is in thermal communication with the fuse and this supplies a limited amount of heat to this in the case of too high a rated current for To trigger. As a result, compared to a single fuse, a more rapid interruption of the circuit can take place. The object of the present invention is therefore to provide a securing device for a heating device for fluids, which is able to a Heizvαrichtung with low heat capacity, such as an electrical resistance heater in the form of a thick-film element, which have a fast response on easy and cost effective way to protect reliably. It is further an object of the present invention to provide a Heizvαrichtung and a water heater, which are effectively protected in a drying cycle.
[011] Diese Aufgaben weiden durch eine Sicherungsvαrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, durch eine Heizvαrichtung für Fluide mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 sowie duich einen Duichlauferhitzer mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Patentansprüchen.[011] These objects are achieved by a Sicherungsvαrichtung with the features of claim 1, by a Heizvαrichtung for fluids having the features of claim 11 and duich a Duichlaufer¬ solved with the features of claim 13. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
[012] Erfindungsgemäß weist die Sicherungsvαrichtung neben der Schmelzsicherung eine weitere thermische Heizeinrichtung auf, die mit der Schmelzsicherung in thermischer Verbindung steht und der Schmelzsicherung zusätzlich eine begrenzte Wärmemenge zuführt, um den Auslösevαgang der Schmelzsicherung zu beschleunigen.According to the invention, the securing device, in addition to the fuse, has a further thermal heating device, which is in thermal communication with the fuse and additionally supplies a limited amount of heat to the fuse in order to accelerate the tripping of the fuse.
[013] Wie bei konventionellen Schmelzsicherungen wird bei der erfindungsgemäten Sicherungsvαrichtung die Schmelzsicherung durch thermischen Energieeintrag ausgelöst, d.h. der Heizkreis aufgetrennt. Das Auftrennen des Heizkreises würde, wie bei der in der DE 199 34 319 A1 beschriebenen Anordnung, zwar auch dann erfolgen, wenn keine thermische Heizeinrichtung vorgesehen wäre. Die Zeitdauer bis zum Auslösen der Schmelzsicherung wäre dabei jedoch möglicherweise so lange, dass eine in Form einer elektrischen Widerstandsheizung realisierte Heizvαrichtung, die lediglich eine geringe Wärmekapazität aufweist, zerstört würde. Bei der Zerstörung der Heizvαrichtung wäre dann eine Masseschluss denkbar, wodurch z.B. im Haushalt übliche Fehlerstromschalter ausgelöst werden würden. Das Vorsehen der thermischen Heizeinrichtung sogt nun dafür, dass die Schmelzsicherung vor der Zerstörung der Heizung und dem Ansprechen der oben erwähnten Fehlerstromschalter im Haushalt auslöst. Die Verkürzung der Zeitdauer lässt sich durch das Vorsehen der zusätzlichen Heizeinrichtung realisieren.As in the case of conventional fuses, in the fuse device according to the invention the fuse is triggered by thermal energy input, i. the heating circuit separated. The separation of the heating circuit would, as in the case of the arrangement described in DE 199 34 319 A1, also take place if no thermal heating device were provided. However, the time duration until the release of the fuse would possibly be so long that a heating device realized in the form of an electrical resistance heater, which has only a low heat capacity, would be destroyed. In the destruction of the Heizvαrichtung then a ground fault would be conceivable, whereby household standard fault current switch would be triggered. The provision of the thermal heater sogt now that the fuse triggers before the destruction of the heater and the response of the above-mentioned residual current switch in the household. The shortening of the time duration can be realized by providing the additional heating device.
[014] Die erfindungsgemä3e Sicherungsvαrichtung reagiert ausschließlich auf die von der Heizeinrichtung, genauer dem Heizelement, abgegebenen Wärme, insbesondere wird die von der thermischen Heizeinrichtung erzeugte Wärmemenge der Schmelz- Sicherung auch im Normalbetrieb zugeführt, wobei die im normalen Betrieb zugeführte Wärmemenge geringer als die zur Auslösung der Schmelzsicherung benötigte Energie ist. Die thermische Heizeinrichtung wird dabei nicht, wie dies bei der DE 19946 826 AI der Fall ist, aufgrund eines Steuersignals, das einen Strom in dem Heizkreis detektiert, ausgelöst, sondern aufgrund der in dem Heizelement entstehenden Wärme. Auf eine Auswerte- und Steuerlogik verzichtet die erfin- dungsgemä3e Sicherungsvαrichtung vollständig. Die Erfassung des Nennstroms der Heizvαrichtung, insbesondere des Heizelementes, würde sich aufgrund der sehr hohen, notwendigen Ströme auch nur mit erheblichem Aufwand bewerkstelligen lassen.[014] The securing device according to the invention responds exclusively to the heat released by the heating device, more precisely the heating element, in particular the amount of heat generated by the thermal heating device is Fuse also supplied in normal operation, wherein the amount of heat supplied in normal operation is less than the energy required to trigger the fuse. The thermal heating device is not triggered, as is the case in DE 19946 826 AI, due to a control signal which detects a current in the heating circuit, but due to the heat generated in the heating element. The evaluation device according to the invention completely dispenses with evaluation and control logic. The detection of the rated current of the Heizvαrichtung, in particular of the heating element, would be able to accomplish due to the very high, necessary currents only with considerable effort.
[015] Um eine möglichst einfache und kostengünstige Anαdnung zu erhalten, wird bei der erfindungsgemä3en Sicherungsvαrichtung auf eine elektronische Überwachung verzichtet. Um dennoch ein zuverlässiges und schnelles Auslösen der Sicherungsvαrichtung sicherzustellen, ist vorgesehen, die thermische Heizeinrichtung auch im nα-malen Betrieb der Heizvαrichtung bereits zu betreiben. Dies lässt sich besonders einfach dadurch bewerkstelligen, dass die thermische Heizeinrichtung durch das Heizelement gebildet ist. Bevorzugt ist es, wenn das Heizelement eine Anzahl an Heizabschnitten aufweist und die thermische Heizeinrichtung durch zumindest einen der Heizabs chnitte gebildet ist.In order to obtain the simplest and most cost-effective arrangement, electronic monitoring is dispensed with in the case of the securing device according to the invention. In order nevertheless to ensure a reliable and rapid triggering of the backup device, it is provided to operate the thermal heater even in the n-alpha mode of operation of the heating device. This can be accomplished particularly simply by the fact that the thermal heating device is formed by the heating element. It is preferred if the heating element has a number of heating sections and the thermal heating device is formed by at least one of the Heizabs chnitte.
[016] Die von der thermischen Heizeinrichtung der Schmelzsicherung zugeführte Wärmemenge hängt damit im wesentlichen davon ab, wie viel über das von der Hei- zeinrichtung erhitzte Fluid abgeführt wird. Die thermische Heizeinrichtung erzeugt damit sowohl im normalen Betrieb als auch in einem Fehlerfall grundsätzlich die gleiche Wärmemenge. Die Aufteilung, welchen Elementen (dies sind einerseits die Schmelzsicherung und andererseits das zu erhitzende Fluid) wie viel an Wärmemenge zugeführt wird, bestimmt sich damit im wesentlichen ausschließlich durch das Fluid. Im normalen Betrieb wird der größte Teil der von dem thermischen Heizeinrichtung erzeugten Wärmemenge über das Fluid abgeführt. Ist dieses nicht mehr vorhanden, d.h. wird die Heizvαrichtung im Tiockengang betrieben, kann die Wärmemenge nicht mehr abgeführt werden, wodurch die thermische Heizeinrichtung die Schmelzsicherung sehr schnell erhitzt und den Heizkreis zuverlässig auftrennt.[016] The amount of heat supplied by the thermal heating device of the fuse thus essentially depends on how much is removed via the fluid heated by the heating device. The thermal heater thus generates both in normal operation as well as in an error basically the same amount of heat. The division of which elements (these are on the one hand the fuse and on the other hand the fluid to be heated) how much amount of heat is supplied, thus determined essentially exclusively by the fluid. In normal operation, most of the amount of heat generated by the thermal heater is dissipated via the fluid. If this is no longer present, i. If the heating device is operated in the doorway, the amount of heat can no longer be dissipated, as a result of which the thermal heating device heats up the fuse very quickly and reliably separates the heating circuit.
[017] Bevorzugt ist die Schmelzsicherung auf dem Wärmeübertragungselement der Heizvαrichtung in einem Bereich angeordnet, in dem die Heizabschnitte die kleinsten Radien aufweisen. In diesen Bereichen ist die Stromkonzentration am größten, wodurch eine lokale Überhitzung am schnellsten auftritt. Die Geschwindigkeit, mit der die Schmelzsicherung auslöst, kann also auch dadurch eingestellt werden, in welchem Bereich der Heizvαrichtung diese angeαdnet wird.[017] Preferably, the fuse is arranged on the heat transfer element of the heating device in a region in which the heating sections have the smallest radii. In these areas, the current concentration is highest, which causes local overheating to occur fastest. The speed with which the fuse is triggered, so it can also be adjusted by, in which area of the Heizvαrichtung this is angeαdnet.
[018] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schmelzvαrichtung in den Heizkreis des Heizelementes gelötet, wobei durch die dabei gebildeten Kontaktstellen eine elektrische und mechanische Halterung der Schmelzsicherung erfolgt und wobei die Unterbrechung des Heizkreises im Bereich der zumindest einen Kontaktstelle erfolgt. Das Auftrennen des Heizkreises kann durch Schmelzen lediglich einer Kontaktstelle erfolgen. Bevorzugt ist es, wenn beide Kontaktstellen beim Schmelzen in etwa gleichzeitig aufgetrennt werden.In one embodiment of the invention, the Schmelzvαrichtung is soldered into the heating circuit of the heating element, wherein the contact points formed thereby electrical and mechanical support of the fuse takes place and wherein the interruption of the heating circuit in the region of at least one contact point. The separation of the heating circuit can be done by melting only one contact point. It is preferred if both contact points are separated during melting in about the same time.
[019] Zweckm∑ßigerweise ist die Schmelzsicherung in Einbaulage relativ zu dem Heizelement und der Wärmeübertragungseinheit derart angeordnet, dass das Auftrennen der Lotverbindung mit Unterstützung der auf die Schmelzsicherung einwirkenden Schwerkraft erfolgt. Das Auslösen der Schmelzsicherung wird einerseits durch die sehr hohe Erwärmung der Heizvαrichtung, insbesondere des Heizelementes im Bereich der Schmelzsicherung bewirkt, da durch die Eigenerwärmung der Schmelzsicherung sich das Lot an den Kontaktstellen der Schmelzsicherung verflüssigt. Aufgrund der Einbauposition nach unten übersteigt die Gewichtskraft der Schmelzsicherung die Haltekraft des Lotes, wodurch die Schmelzsicherung irreversibel nach unten abfällt. Damit ist der Heizkreis zuverlässig unterbrochen.Conveniently, the fuse in the installed position relative to the heating element and the heat transfer unit is arranged such that the separation of the solder joint takes place with the aid of gravity acting on the fuse. The triggering of the fuse is caused on the one hand by the very high heating of the Heizvαrichtung, in particular the heating element in the field of fuse, as liquefied by the self-heating of the fuse, the solder at the contact points of the fuse. Due to the installation position downwards, the weight of the fuse exceeds the holding force of the solder, whereby the fuse irreversibly drops down. This reliably stops the heating circuit.
[020] In einer weiteren Ausgestaltung weist das Heizelement einen Widerstand mit positiver Temperaturkennlinie auf. Das Heizelement hat damit eine PTC- Charakteristik. Dies bedeutet, dass bis zu einem gewissen Maße eine Überhitzung begrenzt wird, falls ein Trockengang nicht zu vermeiden war.[020] In a further embodiment, the heating element has a resistor with a positive temperature characteristic. The heating element thus has a PTC characteristic. This means that, to some extent, overheating is limited if a drying cycle was unavoidable.
[021] Das Heizelement ist bevαzugt durch eine elektrische Widerstandsheizung, insbesondere eine Dickschichtheizung, gebildet. Bei diesen können aufgrund der geringen Wärmekapazität träge Schmelzsicherungen nicht verwendet werden, da der Zeitraum bis zum Ansprechen oder Auslösen der Schmelzsicherung zu lang ist und die Heizvorrichtung, genauer das Heizelement, aufgrund zu hoher thermischer Belastung zerstört werden würde.The heating element is preferably formed by an electrical resistance heater, in particular a thick-film heater. These can not be used because of the low heat capacity sluggish fuses, since the time until the response or release of the fuse is too long and the heater, more precisely, the heating element would be destroyed due to excessive thermal stress.
[022] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann eine elektronisch arbeitende Temperaturüberwachungseinrichtung vαgesehen sein, die in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids die Energiezufuhr durch das Heizelement regelt. Die elektronisch arbeitende Temperaturüberwachungseinrichtung kann beispielsweise in Fαm eines NTC-Widerstandes ausgebildet sein, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit der Temperatur erfasst und zur Steuerung bzw. Regelung der Hei- zeinrichtung verwendet wird. Die Temperaturüberwachungseinrichtung stellt eine eigenständig arbeitende Sicherang dar, die üblicherweise auch einen Trockengang der Heizvαrichtung erkennen sollte und demgemäss das Heizelement abschalten sollte. Für den Fall, dass die Heizvαrichtung einen Defekt aufweist und dies nicht erkennt, ist die Schmelzsicherung in Verbindung mit der thermischen Heizeinrichtung ein letztendlicher, zuverlässiger und einfacher Schutz für die Heizvαrichtung. [023] Es ist dabei vorgesehen, dass die Temperaturüberwachungseinrichtung und die Schmelzsicherung hinsichthch ihrer überwachenden Funktion keine gegenseitige Wechselwirkung oder Beeinflussung aufweisen. Dies bedeutet mit anderen Worten, das von der elektronischen Temperaturüberwachungseinrichtung gewonnene Ergebnis wird nicht dazu verwendet, die Schmelzsicherung bzw. die thermische Heizeinrichtung anzusteuern und ein Auslösen der Schmelzsicherung zu verursachen.In another preferred embodiment, an electronically operating temperature monitoring device can be provided which regulates the energy supply through the heating element as a function of the temperature of the fluid. The electronically operating temperature monitoring device can be designed, for example, in the form of an NTC resistor, whose resistance value is detected as a function of the temperature and used to control or regulate the heating. zeinrichtung is used. The temperature monitoring device is an independently operating safety device, which should normally also detect a drying cycle of the heating device and accordingly should switch off the heating element. In the event that the heating device has a defect and does not recognize it, the fuse in connection with the thermal heating device is a final, reliable and simple protection for the heating device. [023] It is provided that the temperature monitoring device and the fuse have no reciprocal interaction or influence with regard to their monitoring function. In other words, the result obtained by the electronic temperature monitor is not used to drive the fuse or thermal heater and cause the fuse to trip.
[024] Die erfindungsgemä3e Heizvαrichtung für Fluide zum Einbau in einen Durchlauferhitzer weist zumindest ein als elektrische Widerstandsheizung ausgeführtes Heizelement und mindestens ein Wärmeübertragungselement auf, das zum Übertragen der von dem Heizelement erzeugten Wärme an das Fluid mit dem Heizelement und dem Fluid in wärmeleitender Verbindung steht, wobei eine erfϊndungsgemä3e Sicherungsvαrichtung vorgesehen ist. Damit sind die gleichen Vorteile verbunden, wie sie verstehend im Zusammenhang mit der Sicherungsvαrichtung erläutert werden sind.[024] The heating device according to the invention for installation in a water heater has at least one heating element designed as an electrical resistance heater and at least one heat transfer element which is in heat-conducting connection for transferring the heat generated by the heating element to the fluid with the heating element and the fluid, wherein a erfϊndungsgemä3e Sicherungsvαrichtung is provided. Thus, the same advantages are associated, as they are understood to be explained in connection with the Sicherungsvαrichtung.
[025] Gleiches gilt auch für einen erfindungsgemä3en Durchlauferhitzer mit einer vorstehenden Heizvαrichtung und einem mit dieser fermschlüssig druck- und temperaturfest verbundenen Formteil zur Bildung eines Fluidraums, wobei das Formteil zumindest eine Einlassöffnung und zumindest eine Auslassöffnung aufweist.The same also applies to a flow heater according to the invention having a protruding heating device and a molded part which is firmly and pressure-tightly connected to it to form a fluid space, the molded part having at least one inlet opening and at least one outlet opening.
[026] Sofern ein Temperaturüberwachungselement vorgesehen ist, ist des bevorzugt, wenn dies auf dem Wärmeübertragungselement der Heizvαrichtung in einem Bereich angeordnet ist, der nahe der Einlassöffnung in diesem Formteil gelegen ist. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, die Fluidtemperatur des dem Durchlauferhitzer zuströmenden Fluids präzise zu erfassen und einen Trockengang schnell zu erkennen.[026] If a temperature monitoring element is provided, it is preferred if it is arranged on the heat transfer element of the heating device in an area located near the inlet opening in this molded part. This makes it possible in a particularly simple manner, to precisely detect the fluid temperature of the inflowing water heater fluid and quickly detect a drying cycle.
[027] Nachstehend werden weitere vαteilhafte Ausgestaltungen sowie Ausführungs- beispiele der erfindungsgemä3en Heizvαrichtung sowie des erfindungsgemä3en Durchlauferhitzers beschrieben. Hierbei zeigen:[027] Below, further advantageous embodiments and exemplary embodiments of the heating device according to the invention and of the continuous flow heater according to the invention will be described. Hereby show:
[028] Figur 1 eine Draufsicht auf die Außenfläche einer erfindungsgemä3en Heizvαrichtung,[028] FIG. 1 shows a plan view of the outer surface of a heating device according to the invention,
[029] Figur 2 einen Schnitt durch die Heizvαrichtung aus Figur 1 längs der Linie A-A, [030] Figur 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemjßen Heizvαrichtung, wobei diese in ihrer späteren Einbaulage, mit der Außenfläche nach unten, dargestellt ist,FIG. 2 shows a section through the heating device from FIG. 1 along the line AA, [030] FIG. 3 shows a side view of the heating device according to the invention, the latter being shown in its subsequent installation position, with the outer surface facing downwards,
[031] Figur 4 eine Detailansicht des in Figur 2 gestrichelt umrandeten Randes der Heizvαrichtung,[031] FIG. 4 shows a detailed view of the edge of the heating device bordered by a dashed line in FIG.
[032] Figur 5 eine Perspektivansicht eines erfindungsgen -ßen aus einer Heizvαrichtung und einem Fcrmteil zusammengesetzten Durchlauferhitzers,FIG. 5 shows a perspective view of a continuous-flow heater according to the invention composed of a heating device and a fuel element,
[033] Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer Heizvαrichtung und einer in deren Heizkreis liegenden erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung, und[033] FIG. 6 is a perspective view of a heating device and a safety device according to the invention lying in its heating circuit, and
[034] Figur 7 eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemέßen Sicherungsvαrichtung aus Figur 6.[034] FIG. 7 shows an enlarged view of the securing device according to the invention from FIG. 6.
[035] Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 wird nachfolgend eine Heizvorrichtung beschrieben, in der die erfindungsgemέße Sicherungsvαrichtung zur Anwendung gelangt.[035] With reference to FIGS. 1 to 4, a heating device will now be described in which the securing device according to the invention is used.
[036] Figur 1 zeigt eine Heizvαrichtung 1 in einer Draufsicht auf deren Außenfläche 14. Die Heizvαrichtung 1 weist eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt auf. Auf einem Zentralbereich 4 eines Wärmeüberrragungselementes 3, z.B. aus einem rostfreien Stahl, ist ein Heizelement 2 angeordnet. Das Wärmeübertragungselement ist aus einem Metall, beispielsweise einem rostfreien Stahl gefertigt, welches in lateraler Richtung eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Senkrecht dazu, d.h. in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene, weist das Wärmeübertragungselement hingegen eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, so dass eine effektive Übertragung der von dem Heizelement erzeugten Energie an das Fluid sichergestellt ist. Das Heizelement 2 besteht beispielhaft aus insgesamt sieben kreisförmigen konzentrischen Kreissegmenten, die jeweils einen Heizabschnitt 5 bilden. Die Heizabschnitte 5 sind derart zueinander angeordnet, dass benachbarte Enden der Kreissegmente über eine kurze Leiterbahn 7 elektrisch miteinander in Verbindung gebracht sind. Der in diesem Fall einzige Heizkreis erstreckt sich damit von einem Anschlussende 11 über den äußersten konzentrischen Ring und jeden der weiteren konzentrischen Ringe bis zu einem weiteren Anschlussende 12.FIG. 1 shows a heating device 1 in a plan view of its outer surface 14. The heating device 1 has a substantially circular shape. On a central area 4 of a heat transfer element 3, e.g. made of a stainless steel, a heating element 2 is arranged. The heat transfer element is made of a metal, for example a stainless steel, which has a poor thermal conductivity in the lateral direction. Perpendicular thereto, i. in a plane perpendicular to the drawing plane, however, the heat transfer element on the other hand, a good thermal conductivity, so that an effective transfer of the energy generated by the heating element is ensured to the fluid. The heating element 2 consists, for example, of a total of seven circular concentric circular segments, each of which forms a heating section 5. The heating sections 5 are arranged relative to one another in such a way that adjacent ends of the circular segments are electrically connected to one another via a short conductor track 7. The single heating circuit in this case thus extends from one connection end 11 via the outermost concentric ring and each of the further concentric rings to a further connection end 12.
[037] Das Heizelement 2 der vorliegenden Heizvorrichtung 1 weist einen einzigen Heizkreis auf. Mit anderen Worten sind sämtliche Heizabschnitte 5 des Heizelementes 2 seriell miteinander durch entsprechende Leiterbahnabschnitte 7 verbunden. Bestandteil dieses Heizkreises ist auch eine Schmelzsicherung 10, die Teil der erfin- dungsgemä3en Sicherungsvαrichtung ist und die sich im wesentlichen im Zentrum des Zentralbereiches 4 befindet, in dem die Heizsegmente 5 die geringsten Radien aufweisen.[037] The heating element 2 of the present heating device 1 has a single heating circuit. In other words, all the heating sections 5 of the heating element 2 are connected in series with one another by corresponding conductor track sections 7. A component of this heating circuit is also a safety fuse 10, which is part of the securing device according to the invention and which is located substantially in the center of the central area 4, in which the heating segments 5 have the lowest radii exhibit.
[038] Die Figuren 2 und 3 zeigen die Heizvαrichtung 1 in ihrer späteren Einbaulage, z.B. in einer Geschiirspülmaschine oder einer Waschmaschine. Die Einbaulage ist derart definiert, dass die Außenfläche 14, auf der sich das Heizelement 2, die Schmelzsicherung 10, ein weiteres und später beschriebenes Temperaturüberwachungselement 8 sowie die Kontaktiervαrichtung 9 befinden, nach unten gewandt sind. Die Innenfläche 13, die in Kontakt mit dem Fluid gerät, ist hingegen nach oben angeordnet.FIGS. 2 and 3 show the heating device 1 in its later installation position, e.g. in a dish washer or a washing machine. The installation position is defined such that the outer surface 14, on which the heating element 2, the fuse 10, another and later described temperature monitoring element 8 and the Kontaktiervαrichtung 9 are turned down. The inner surface 13, which comes into contact with the fluid, however, is arranged upward.
[039] Die Schmelzsicherung 10 soll im Falle eines Trockengehens der Heizvαrichtung eine Beschädigung des Heizelementes 2 verhindern, indem Anschlussenden 26 der Schmelzsicherung 10 an Kontaktstellen 28, die mit der Leiterbahn 7 des Heizkreises über ein Lot verbunden sind, schmelzen. Durch die kleinen Radien der Heizsegmente entstehen in diesem Bereich Stromkonzentrationen, die das Auslösen der Schmelzsicherung begünstigen. Aufgrund seiner Einbaulage kann das Auftrennen der Kontaktstellen 28 im Falle eines Schmelzen des Lotes durch die Schwerkraft unterstützt werden.[039] The fuse 10 is intended to prevent damage to the heating element 2 in the event of drying of the heating device, by melting connection ends 26 of the fuse 10 at contact points 28 which are connected to the conductor 7 of the heating circuit via a solder. Due to the small radii of the heating segments, power concentrations are created in this area which promote the triggering of the fuse. Due to its installation position, the separation of the contact points 28 in the case of melting of the solder can be supported by gravity.
[040] Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Heizvorrichtung 1 und einer in deren Heizkreis liegenden erfrndungsgemä3en Sicherungsvorrichtung. Figur 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Sicherungsvαrichtung aus Figur 6. Diese besteht aus der bereits erwähnten Schmelzsicherung 10 und einer Heizeinrichtung 27. Die Heizeinrichtung 27 ist durch einen Heizabschnitt 5 des Heizelementes 2 gebildet, der über einen Leiterzug 29 mit einer Kontaktstelle 28 der Schmelzsicherung 10 elektrisch verbunden ist. Die andere Kontaktstelle 28 der Schmelzsicherung 10 ist über einen Leiterzug 30 mit einem anderen Heizabschnitt 5 des Heizelementes 2 elektrisch verbunden. An den Kontaktstellen 28 besteht eine Lotverbindung zwischen der Schmelzsicherung 10 und jeweiligen Leiterzügen 29 und 30. Im Falle eines Trockenganges schmelzen die Lotverbindungen an den Kontaktstellen 28 auf, um dadurch ein Ablösen der Schmelzsicherung 10 von dem Wärmeübertragungselement zu bewirken. Bei den Darstellungen der Figuren 6 und 7 ist zu berücksichtigen, dass diese der besseren Anschauhchkeit halber nicht die tatsächliche Einbaulage zeigt. Die tatsächliche Einbaulage ist in den Querschnittsdarstellungen der Figuren 2 und 3 wiedergegeben. Das Ablösen der Schmelzsicherung 10 von dem Wärmeübertragungselement 3 wird deshalb durch die Schwerkraft unterstützt. Die thermische Heizeinrichtung 27, die Teil des Heizelementes 2 ist, begünstigt das schnelle Erwärmen der Schmelzsicherung. Da diese aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. einem Metall, besteht, breitet sich die durch die thermische Heizeinrichtung 27 eingebrachte Wärmemenge entlang der Anschlussenden 26 hin zu den Kontaktstellen 28 aus, um das Schmelzen des Lotes zu bewirken.[040] FIG. 6 shows a perspective view of the heating device 1 and a safety device according to the invention located in its heating circuit. FIG. 7 shows an enlarged view of the fuse device according to the invention from FIG. 6. It consists of the already mentioned fuse 10 and a heating device 27. The heating device 27 is formed by a heating section 5 of the heating element 2, which is connected via a conductor 29 to a contact point 28 of the fuse 10 is electrically connected. The other contact point 28 of the fuse 10 is electrically connected via a conductor 30 with another heating section 5 of the heating element 2. At the contact points 28 there is a solder connection between the fuse 10 and respective conductor tracks 29 and 30. In the case of a drying path, the solder joints melt at the contact points 28, thereby causing a detachment of the fuse 10 from the heat transfer element. In the illustrations of FIGS. 6 and 7, it should be noted that, for better clarity, this does not show the actual installation position. The actual mounting position is shown in the cross-sectional views of Figures 2 and 3. The detachment of the fuse 10 from the heat transfer element 3 is therefore supported by gravity. The thermal heater 27, which is part of the heating element 2, favors the rapid heating of the fuse. Since this consists of a good heat-conducting material, such as a metal, which introduced by the thermal heater 27 spreads Amount of heat along the terminal ends 26 towards the contact points 28 to cause the melting of the solder.
[041] Aus den Figuren 6 und 7 geht gut hervor, dass die thermische Heizeinrichtung 27 kein separates Bauteil ist, das einer besonderen Ansteuerung, z.B. mittels eines Steuersignals bedarf. Vielmehr ist die thermische Heizeinrichtung Bestandteil des Heizelementes 2, wodurch auch im normalen Betrieb (d.h. es liegt kein Trockengang vcr) eine Wärmemenge an die Schmelzsicherung 10 abgegeben wird, die jedoch nicht ausreichend ist, das Lot an den Kontaktstellen 28 zu schmelzen. Dies liegt daran, dass die von der thermischen Heizeinrichtung erzeugte Wärmemenge im wesentlichen durch das auf der Innenseite 13 umspülende Fluid abtransportiert wird. Sobald dieser Abtransport jedoch ins Stocken gerät, wird die in die Schmelzsicherung eingetragene Wärmemenge erhöht, was zum Auslösen führt.From Figs. 6 and 7, it is well understood that the thermal heater 27 is not a separate component which is subject to a particular driving, e.g. requires a control signal. Rather, the thermal heater is part of the heating element 2, whereby also in normal operation (i.e., there is no drying cycle) a quantity of heat is released to the fuse 10, which is not sufficient, however, to melt the solder at the contact points 28. This is due to the fact that the amount of heat generated by the thermal heater is essentially removed by the fluid flowing around on the inner side 13. However, as soon as this removal comes to a halt, the amount of heat introduced into the fuse is increased, which leads to tripping.
[042] Aus der Figur 6 ist gut ersichtlich, dass die Sicherangsvαrichtung im Zentrum des Zentralbereichs 4 angeαdnet ist. Da die Heizabschnitte 5 in Fαm von konzentrischen Kreissegmenten ausgebildet sind, ist die Sicherungsvαrichtung in einem Bereich angeαdnet, in dem die Heizabschnitte die kleinsten Radien aufweisen. An diesen Stellen ist die Stromkonzentration am höchsten, so dass bei einem Trockengang an diesen Stellen die Gefahr einer Beschädigung der Heizung auch am größten ist.It can be clearly seen from FIG. 6 that the safety direction is located in the center of the central area 4. Since the heating sections 5 are formed in Fαm of concentric circle segments, the securing direction is angeαdnet in a region in which the heating sections have the smallest radii. At these points, the current concentration is highest, so that the risk of damage to the heater is also greatest in a drying cycle at these locations.
[043] Es ist natürlich nicht notwendig, die Sicherungsvorrichtung prinzipiell im Zentrum der Heizvαrichtung anzuordnen. Die Wahl des geeigneten Ortes hängt im wesentlichen von der Ausgestaltung des Heizelementes ab. Aufgrund des oben Gesagten ist es bevorzugt, die Sicherungsvorrichtung, d.h. die Schmelzsicherung und die thermische Heizeinrichtung in dem Bereich anzuordnen, in dem die Heizabschnitte die kleinsten Radien aufweisen.Of course, it is not necessary to arrange the securing device in principle in the center of the heating device. The choice of suitable location depends essentially on the design of the heating element. Due to the above, it is preferable to use the securing device, i. to arrange the fuse and the thermal heater in the area in which the heating sections have the smallest radii.
[044] Mit der beschriebenen Sicherungsvorrichtung wird auf besonders einfache Weise eine von der elektronischen Steuerung und insbesondere eine von der zusätzHch vorgesehenen elektronisch arbeitenden Temperaturüberwachungseinrichtung unabhängige thermisch-mechanische Sicherungsvαrichtung bereitgestellt. Die Ansprechzeit der Sicherungsvαrichtung ist kleiner als die Zeit, die zur Zerstörung der Heizvorrichtung bzw. des Heizelements notwendig ist. Insbesondere löst die Sicherungsvorrichtung aus, bevor ein Fehlerschutzschalter in einem Haus auslöst.With the safety device described, a thermal-mechanical safety device independent of the electronic control and in particular one of the additional electronic temperature monitoring devices provided is provided in a particularly simple manner. The response time of the backup device is less than the time necessary to destroy the heater or heater. In particular, the safety device triggers before an error protection switch triggers in a house.
[045] Während das Heizelement, d.h. die als elektrische Widerstandsheizung ausgebildeten Heizabschnitte einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen, ist in einem Montagebereich 6 ein Temperaturüberwachungselement 8 mit einem negativen Temperaturkoeffizienten vorgesehen. Die Temperaturüberwachungseinrichtung 8, die beispielsweise als NTC- Widerstand ausgebildet ist, erfasst aufgrund der Eigenschaften des Wärmeübertragungselementes 3 lediglich die Temperatur des die Innenfläche 13 umspülenden Fluids, jedoch nicht die von dem Heizelement 2 erzeugte Wärme. Die Temperaturüberwachungseinrichtung 8 ist somit von dem Heizelement entkoppelt.[045] While the heating element, ie the heating sections designed as electrical resistance heating, have a positive temperature coefficient, a temperature monitoring element 8 with a negative temperature coefficient is provided in a mounting area 6. The temperature monitoring device 8, the For example, is formed as an NTC resistor detected due to the properties of the heat transfer element 3, only the temperature of the inner surface 13 flushing fluid, but not the heat generated by the heating element 2. The temperature monitoring device 8 is thus decoupled from the heating element.
[046] Trotz der thermischen Entkoppelung der Temperaturüberwachungseinrichtung von dem Heizelement kann auf das Verhalten des Heizelementes geschlossen werden, indem die die Innenseite des Wärmeübertragungselementes umspülende Fluid- temperatur erfasst und ausgewertet wird. Die Verwendung eines NTC- Widerstands als Temperaturüberwachungseinrichtung weist den Vorteil auf, dass die Auswertung des geHeferten Signals, verglichen mit einem PTC-Widerstand sehr viel einfacher möglich ist. Ein PTC-Widerstand benötigt im Gegensatz zu einem NTC- Widerstand nämHch starke Temperaturgradienten, um eine ausreichende Änderung des Widerstandes de- tektieren zu können.[046] Despite the thermal decoupling of the temperature monitoring device from the heating element, the behavior of the heating element can be deduced by detecting and evaluating the fluid temperature flowing around the inside of the heat transfer element. The use of an NTC resistor as a temperature monitoring device has the advantage that the evaluation of the amplified signal is much easier compared to a PTC resistor. In contrast to an NTC resistor, a PTC resistor requires strong temperature gradients in order to detect a sufficient change in the resistance.
[047] Die Temperaturüberwachungseinrichtung 8 und die Sicherungsvαrichtung bilden sich ergänzende, jedoch nicht gegenseitig beeinflussende, Überwachungssysteme.[047] The temperature monitoring device 8 and the backup device form complementary, but not mutually influencing, monitoring systems.
[048] In dem Montagebereich 6, der durch das Heizelement 2 in dem Zentralbereich 3 des Wärmeübertragungselementes 3 ausgespart ist, ist auch eine Kontaktiervαrichtung 9 angeordnet. Mit der Kontaktiervαrichtung 9 sind die Anschlussenden 11 und 12 des Heizelementes 2 über jeweilige Leiterbahnen 24 und 25 elektrisch verbunden. Die Kontaktiervαrichtung 9 weist in ihrem Inneren entsprechende Kontaktzungen auf, über die sie mit einem entsprechend ausgebildeten Stecker mechanisch und elektrisch verbunden weiden kann. Über die Kontaktiervαrichtung 9 wird dem Heizelement 9 die notwendige Spannung und der notwendige Strom zugeführt.In the mounting area 6 recessed by the heating element 2 in the central area 3 of the heat transfer element 3, a contacting direction 9 is also arranged. With the Kontaktiervαrichtung 9, the terminal ends 11 and 12 of the heating element 2 via respective conductor tracks 24 and 25 are electrically connected. The Kontaktiervαrichtung 9 has corresponding contact tongues in their interior, via which they can graze mechanically and electrically connected to a correspondingly shaped plug. Via the Kontaktiervαrichtung 9 the heating element 9, the necessary voltage and the necessary current is supplied.
[049] Die Temperaturüberwachungseinrichtung ist in unmittelbarer Nähe der Kontaktiereinrichtung 9 angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden. Damit können über die Kontaktiereinrichtung sämtliche in der Heizvαrichtung vorgesehenen elektrischen Verbraucher über einen einzigen Steckkontakt kontaktiert werden.[049] The temperature monitoring device is arranged in the immediate vicinity of the contacting device 9 and electrically connected thereto. Thus, all electrical consumers provided in the heating device can be contacted via the contacting device via a single plug-in contact.
[050] Aus der Querschnittsdarstellung der Figur 2, die einen Schnitt entlang der Linie A- A aus Figur 1 zeigt, und der Seitenansicht der Figur 3 wird das Design der Wärmeübertragungseinrichtung 3 besser deutlich. Der Zentralbereich 4 wird von einem umlaufenden Rand 15 umgeben. Der Rand 15 wird durch eine Wandung 17, die sich von dem Zentralbereich 4 in einem Winkel nach oben erstreckt, und einer Kanalwand 18, die von dem Rand 15 nach unten verläuft, gebildet. Die Kanalwand 18 ist Teil eines Kanals 16, der weiter eine äußere Kanalwand 19 und einen Kanalboden 22 aufweist. Der Kanal 16, der den Zentralbereich außerhalb des Rands 15 umläuft, dient zur Aufnahme eines Wandabschnittes des Fαrmteiles, um die Heizvαrichtung an dem Fαrmteil druck- und temperaturstabil anzubringen. Die Kanal wand 19 ist mit einer Reihe von Laschen 20 gebildet, die zur Aufnahme von Rasthaken, die in dem Wandabschnitt des Formteils 50 eines erfindungsgem_ßen Durchlauf erhitzers 100 gebildet sind (Figur 5).[050] From the cross-sectional view of Figure 2, which shows a section along the line A-A of Figure 1, and the side view of Figure 3, the design of the heat transfer device 3 is better understood. The central area 4 is surrounded by a peripheral edge 15. The rim 15 is formed by a wall 17 extending upwardly from the central portion 4 at an angle and a channel wall 18 extending downwardly from the rim 15. The channel wall 18 is part of a channel 16, which further has an outer channel wall 19 and a channel bottom 22. The channel 16, which circumscribes the central area outside the edge 15, serves for Receiving a wall portion of the Fαrmteiles to attach the Heizvαrichtung to the Fαrmteil pressure and temperature stable. The channel wall 19 is formed with a series of tabs 20, which are for receiving latching hooks, which are formed in the wall portion of the molding 50 of a flow heater 100 according to the invention according to the invention (Figure 5).
[051] Wie aus der vergrößerten Detailansicht des Randes des Wärmeübertra- gungselements 3 der Figur 4 besser hervorgeht, sind die Kanalwände 18 und 19 im we- sentHchen paraUel zueinander und im wesentlichen senkrecht zu der von dem Zentralbereich 4 gebildeten Ebene angeαdnet. Der Kanalboden erstreckt sich dabei keinesfalls unterhalb des Zentralbereiches 4. Der Abstand d ist deshalb im Grenzfall 0 oder, wie eingezeichnet, größer als 0. Dies ermöglicht es auf einfache Weise, auf die Außenfläche 14 des Zentralbereiches 4 das Heizelement 2, insbesondere die Heizabschnitte 5, in einem Druckverfahren aufzubringen.[051] As better shown in the enlarged detail view of the edge of the heat transfer element 3 of FIG. 4, the channel walls 18 and 19 are substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the plane formed by the central region 4. The channel bottom does not extend below the central region 4. The distance d is therefore 0 in the limiting case or, as shown, greater than 0. This makes it possible in a simple manner, on the outer surface 14 of the central region 4, the heating element 2, in particular the heating sections. 5 to apply in a printing process.
[052] Die Wandung 17, die in einem Winkel von dem Zentralbereich zu dem Rand 15 verläuft, könnte auch senkrecht zu dem Zentralbereich 4 ausgebildet sein und damit im wesenfüchen parallel zu den Kanalwänden 18 und 19 verlaufen. Die Geometrie der Metallplatte kann beispielsweise durch einen Stanzvαgang, in dem die Laschen 20 ausgebildet werden, und eine Prägung geformt werden. Die innere Kanalwand 18 stellt einen Dichtsitz zur Verfügung, der eine radiale Abdichtung zwischen der Heizvαrichtung und dem Fαrmteil erlaubt. Aufgrund der in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Einbaulage der Heizvαrichtung, mit der Außenfläche 14 nach unten, bildet der Rand in Verbindung mit dem Kanal 16 außerdem eine Wassersperre, die verhindert, dass im FaUe einer Undichtigkeit des Duichlaufe hitzers das austretende Fluid auf das Heizelement 2 laufen kann. Der Kanalboden 23 stellt damit eine Abtropfkante dar, an der austretendes Fluid abtropfen kann, bevor es an den als Wassersperre dienenden Rand 15 gelangen kann.The wall 17, which extends at an angle from the central region to the edge 15, could also be formed perpendicular to the central region 4 and thus extend parallel to the channel walls 18 and 19 in the field. The geometry of the metal plate may be formed, for example, by a stamping process in which the tabs 20 are formed and an embossment. The inner channel wall 18 provides a sealing seat which allows a radial seal between the heating and the Fαrmteil. Due to the installation position of the heating device shown in FIGS. 2 to 4, with the outer surface 14 downwards, the edge in connection with the channel 16 also forms a water barrier which prevents the escaping fluid from leaking onto the heating element in the event of a leakage of the Duichlaufe heater 2 can run. The channel bottom 23 thus represents a drip edge, can drain on the exiting fluid before it can reach the serving as a water barrier edge 15.
[053] Die in der äußeren Kanalwand 19 gebildeten Laschen weisen jeweils eine Aussparung 21 auf, die sich von der äußeren Kanalwand 19 in Richtung des Kanalbodens 22 erstreckt. Durch dieses Design ist sichergestellt, dass eine sichere Verrastung der Heizvαrichtung 1 mit dem Fαrmteil 50 erfolgen kann.[053] The tabs formed in the outer channel wall 19 each have a recess 21 which extends from the outer channel wall 19 in the direction of the channel bottom 22. This design ensures that a secure latching of the heating device 1 with the cooling part 50 can take place.
[054] In Figur 5 ist in einer Perspektivansicht der erfindungsgemäße Durchlauferhitzer 100 dargestellt, der die Heizvorrichtung 1 mit einem damit verbundenen Formteil 50 zeigt. Das Formteil 50, das beispielsweise aus einem Kunststoff besteht, weist eine Einlassöffnung 51 auf, welche radial orientiert ist. Weiterhin sind zwei Auslassöffnungen 52, die sich axial erstrecken, vorgesehen. Jede der Auslassöffnungen 52 kann mit einer separaten Sprühvαrichtung einer Geschirrspülmaschine verbunden werden. Die Anordnung der Einlassöffnung und der Auslassöffnungen kann natürlich auch an anderen als den in der Figur gezeigten Stellen erfolgen. [055] Aus der Perspektivdarstellung der Figur 5 ist weiterhin die Verbindung zwischen der Heizvαrichtung 1 und dem Fαmteil 50 ersichtlich. Die Verbindung erfolgt über die bereits erwähnten Laschen 20, in die Rasthaken 53 eingreifen, und die auch unter Druck ein Lösen des Formteils 50 von der Heizvαrichtung 1 verhindern. Aus der Darstellung ist nicht ersichtiich, dass zwischen dem Fαrmteil 50 und der Heizvαrichtung 1 ein Dichtring angeαdnet ist. Genauer wird der Dichtring zwischen einer sich in den Kanal 16 erstreckenden Wand des Fαrmteiles und der inneren Kanalwand 18 angeαdnet, wodurch auch unter Druck, d.h. unter einer möglichen Verformung, insbesondere des Formteils, aber auch der Heizvorrichtung, eine hohe Dichtigkeit si- chergesteUt ist.[054] FIG. 5 shows a perspective view of the instantaneous water heater 100 according to the invention, which shows the heating device 1 with a molded part 50 connected thereto. The molded part 50, which consists for example of a plastic, has an inlet opening 51, which is oriented radially. Furthermore, two outlet openings 52 extending axially are provided. Each of the outlet openings 52 can be connected to a separate Sprühvαrichtung a dishwasher. Of course, the arrangement of the inlet opening and the outlet openings can also take place at locations other than those shown in the figure. [055] From the perspective view of FIG. 5, the connection between the heating device 1 and the cooling part 50 can be seen. The connection takes place via the already mentioned tabs 20, engage in the latching hooks 53, and prevent the release of the molded part 50 of the Heizvαrichtung 1 even under pressure. It is not apparent from the illustration that a sealing ring is attached between the fuel part 50 and the heating device 1. More specifically, the sealing ring between a in the channel 16 extending wall of the Fαrmteiles and the inner channel wall 18 angeαdnet, whereby even under pressure, ie under a possible deformation, in particular of the molding, but also the heater, a high density is sichergesturchUUT.
[056] Der im Inneren zwischen der Heizvαrichtung und dem Fαmteil gebildete Fluidraum weist keinerlei Strömungswiderstände auf, wie dies beispielsweise bei Rohrheizkörpern, die im Inneren eines Fluidraums liegen, der Fall ist. Aus diesem Grund kann bei einem erfindungsgemäßen Duichlauferhitzer die Pumpenleistung reduziert werden, da weniger Strömungsverluste auszugleichen sind. Mit einer kleineren Pumpe können Kosten eingespart werden. Andererseits können bei Beibehaltung der bislang verwendeten Pumpen höhere Drücke erzielt werden, so dass die mechanische Beaufschlagung eines Spülgutes vergrößert wird.[056] The fluid space formed in the interior between the heating and the Fαmteil has no flow resistance, as is the case, for example, in tubular heaters, which are located inside a fluid space. For this reason, in a Duichlauferhitzer invention, the pump power can be reduced because less flow losses are compensated. With a smaller pump costs can be saved. On the other hand, higher pressures can be achieved while maintaining the previously used pumps, so that the mechanical loading of a wash ware is increased.
[057] Der Durchlauferhitzer weist insgesamt eine sehr geringe Teilezahl auf und lässt sich auf besonders einfache Weise herstellen. Insbesondere sind die zur Herstellung einer sicheren Dichtung notwendigen Maßnahmen sehr viel geringer, da lediglich ein einziger Dichtring zwischen der Heizvorrichtung und dem Formteil vorgesehen werden muss. Zur Feststellung eines Trockenlaufens müssen keine mechanisch durch das Fluid beaufschlagten Schalter mehr vorgesehen werden. Dies kann allein durch die vorgesehene Temperaturüberwachungseinrichtung außerhalb des Fluidraums festgestellt werden. Bei deren Ausfall sogt die Sicherungsvαrichtung für eine zuverlässige Trennung des Heizkreises. Darüber hinaus vereinfacht sich wesentlich die elektrische Kontaktierung des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers mittels einer Kontaktiervorrichtung, die in elektrischem Kontakt mit allen elektrischen Verbrauchern steht.Overall, the instantaneous water heater has a very low number of parts and can be produced in a particularly simple manner. In particular, the measures necessary for the production of a secure seal are much less, since only a single sealing ring has to be provided between the heating device and the molded part. To determine a dry running no mechanically acted upon by the fluid switch must be provided. This can be determined solely by the intended temperature monitoring device outside the fluid space. In the event of failure, the securing device ensures reliable separation of the heating circuit. In addition, substantially simplifies the electrical contacting of the flow heater according to the invention by means of a contacting device, which is in electrical contact with all electrical consumers.
[058] Bezugszeichenliste[058] List of Reference Numerals
[059] 1 Heizvαrichtung [060] 2 Heizelement [061] 3 Wärmeübertragungselement [062] 4 Zentralbereich [063] 5 Heizabschnitt[059] 1 heating device [060] 2 heating element [061] 3 heat transfer element [062] 4 central region [063] 5 heating section
[064] 6 Montagebereich[064] 6 mounting area
[065] 7 Leiterbahn[065] 7 trace
[066] 8 Temperaturüberwachungseinrichtung[066] 8 Temperature monitoring device
[067] 9 Kontaktiervαrichtung[067] 9 contacting direction
[068] 10 Sicherung[068] 10 fuse
[069] 11 Anschlussende[069] 11 connection end
[070] 12 Anschlussende[070] 12 connection end
[071] 13 Innenfläche[071] 13 inner surface
[072] 14 Außenfläche[072] 14 outer surface
[073] 15 Rand[073] 15 edge
[074] 16 Kanal[074] 16 channel
[075] 17 Wandung[075] 17 wall
[076] 18 Kanalwand[076] 18 channel wall
[077] 19 Kanalwand[077] 19 channel wall
[078] 20 Lasche[078] 20 tab
[079] 21 Aussparung[079] 21 recess
[080] 22 Kanalboden[080] 22 channel bottom
[081] 23 Rand der Aussparung[081] 23 edge of the recess
[082] 24 Leiterbahn[082] 24 trace
[083] 25 Leiterbahn[083] 25 trace
[084] 26 Anschlussende[084] 26 connection end
[085] 27 Heizeinrichtung[085] 27 heating device
[086] 28 Kontaktstelle[086] 28 contact point
[087] 29 Leiterbahn[087] 29 trace
[088] 30 Leiterbahn[088] 30 trace
[089] 50 Fαmteil[089] 50%
[090] 51 Einlassöffnung[090] 51 inlet opening
[091] 52 Auslassöffnung[091] 52 outlet opening
[092] 53 Rasthaken[092] 53 locking hooks
[093] 54 Zentralbereich[093] 54 central area
[094] 55 Wand [095] 56 Vorsprang[094] 55 wall [095] 56 header
[096] 57 Dichtung[096] 57 seal
[097] 58 Wand (Innenbereich)[097] 58 wall (interior)
[098] 59 Verstärkung[098] 59 amplification
[099] 60 Fluidraum[099] 60 fluid space
[100] 100 Durchlauferhitzer[100] 100 instantaneous water heaters
[101] d Abstand [101] d distance

Claims

Ansprüche [001] Sicherungsvαrichtung für eine Heizvαrichtung (1) für Fluide, wobei die Heizvαrichtung (1) ein Heizelement (2) und ein Warmeubertragungselement (3) aufweist, das zum Übertragen der von dem Heizelement (2) erzeugten Wärme an das Fluid mit dem Heizelement (2) und dem Fluid in wärmeleitender Verbindung steht, mit einer Schmelzsicherung (10), die den Heizkreis des Heizelements (2) unterbricht, wenn das Wärmeübertragungselement (3) keine thermische Energie mehr in das Fluid übertragen kann, dadurch gekennzeichnet, dass weiter eine thermische Heizeinrichtung (27) vorgesehen ist, die mit der Schmelzsicherung (10) in thermischer Verbindung steht und der Schmelzsicherung (10) zusätzlich eine begrenzte Wärmemenge zuführt, um den Auslösevorgang der Schmelzsicherung (10) zu beschleunigen.Claims [001] Fuse device for a heating device (1) for fluids, the heating device (1) comprising a heating element (2) and a heat transfer element (3) for transferring the heat generated by the heating element (2) to the fluid Heating element (2) and the fluid is in thermally conductive connection, with a fuse (10) which interrupts the heating circuit of the heating element (2) when the heat transfer element (3) can no longer transfer thermal energy into the fluid, characterized in that further a thermal heater (27) is provided, which is in thermal communication with the fuse (10) and the fuse (10) additionally supplies a limited amount of heat to accelerate the triggering operation of the fuse (10).
[002] Sicherungsvαrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der thermischen Heizeinrichtung (27) erzeugte Wärmemenge der Schmelzsicherung (10) auch im normalen Betrieb zugeführt wird, und die im normalen Betrieb zugefühtte Wärmemenge geringer als die zur Auslösung der Schmelzsicherung (10) benötigte Energie ist.Sicherungsvαrichtung according to claim 1, characterized in that the heat generated by the thermal heater (27) of the fuse (10) is supplied during normal operation, and the amount of heat supplied in normal operation less than that for triggering the fuse (10 ) required energy is.
[003] Sicherungsvαrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Heizeinrichtung (27) durch das Heizelement (2) gebildet ist.Sicherungsvαrichtung according to spoke 1 or 2, characterized in that the thermal heating device (27) by the heating element (2) is formed.
[004] Sicherungsvαrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) eine Anzahl an Heizabschnitten (5) aufweist und die thermische Heizeinrichtung (27) durch zumindest einen der Heizabschnitte (5) gebildet ist.[004] Sicherungsvαrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating element (2) has a number of heating sections (5) and the thermal heating device (27) by at least one of the heating sections (5) is formed.
[005] Sicherungsvαrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzsicherung (10) auf dem Wärmeübertragungselement (3) in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Heizabschnitte (5) die kleinsten Radien aufweisen.[005] Sicherungsvαrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the fuse (10) on the heat transfer element (3) is arranged in an area in which the heating sections (5) have the smallest radii.
[006] Sicherungsvαrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzvαrichtung (10) in den Heizkreis des Heizelements (2) gelötet ist und über diese Kontaktstellen eine elektrische und mechanische Halterung derselben erfolgt, wobei die Unterbrechung des Heizkreises im Bereich der zumindest einen Kontaktstelle (28) erfolgt.[006] Sicherungsvαrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the Schmelzvαrichtung (10) in the heating circuit of the heating element (2) is soldered and via these contact points an electrical and mechanical support thereof, wherein the interruption of the heating circuit in the region of at least a contact point (28) takes place.
[007] Sicherungsvαrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzsicherung (10) in Einbaulage relativ zu dem Heizelement (2) und der Wärmeübertragungseinheit (3) derart angeαdnet ist, dass das Auftrennen der Lotverbindung mit Unterstützung der auf die Schmelzsicherung (10) einwirkenden Schwerkraft erfolgt.Securing device according to claim 6, characterized in that the fuse (10) in the installed position relative to the heating element (2) and the Heat transfer unit (3) is angeαdnet such that the separation of the solder connection with the support of the fuse (10) acting gravity takes place.
[008] Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) einen Widerstand mit positiver Temperaturkennlinie aufweist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element (2) has a resistor with a positive temperature characteristic.
[009] Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) durch eine elektrische Widerstandsheizung, insbesondere eine Dickschichtheizung, gebildet ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element (2) by an electrical resistance heater, in particular a thick film heater, is formed.
[010] Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronisch arbeitende Temperaturüberwachungseinrichtung (8) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der Temperatur des Fluids die Energiezufuhr durch das Heizelement (2) regelt.[010] Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that an electronically operating temperature monitoring device (8) is provided, which regulates the energy supply by the heating element (2) as a function of the temperature of the fluid.
[011] Sicherungsvαrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturüberwachungseinrichtung (8) und die Schmelzsicherung (10) hinsichtlich ihrer überwachenden Funktion keine gegenseitige Wechselwirkung oder Beeinflussung aufweisen.[011] Sicherungsvαrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature monitoring device (8) and the fuse (10) with respect to their monitoring function have no mutual interaction or influence.
[012] Heizvorrichtung (1) für Fluide zum Einbau in einen Durchlauferhitzer (100) mit zumindest einem als elektrische Widerstandsheizung ausgeführten Heizelement (2), mindestens einem Wärmeübertragungselement (3), das zum Übertragen der von dem Heizelement (2) erzeugten Wärme an das Fluid mit dem Heizelement (2) und dem Fluid in wärmeleitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Sicherungsvαrichtung nach einem der vα- hergehenden Ansprüche aufweist.Heating device (1) for fluids for installation in a water heater (100) having at least one designed as an electrical resistance heating heating element (2), at least one heat transfer element (3) for transferring the heat generated by the heating element (2) to the Fluid with the heating element (2) and the fluid is in heat-conducting connection, characterized in that it has a Sicherungsvαrichtung according to one of the vα- forth claims.
[013] Durchlauferhitzer (100) mit einer Heizvαrichtung (1) nach Anspruch 12 und einem mit dieser fαrmschlüssig druck- und temperaturfest verbundenen Fαrmteil (50) zur Bildung eines Fluidraums, wobei das Formteil (50) zumindest eine Einlassöffnung (51) und zumindest eine Auslassöffnung (52) aufweist.Flow heater (100) having a Heizvαrichtung (1) according to claim 12 and a fαrmschlüssig pressure and temperature resistant connected Fαrmteil (50) for forming a fluid space, wherein the molding (50) at least one inlet opening (51) and at least one Having outlet opening (52).
[014] Durchlauf erhitzer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturüberwachungselement (8) auf dem Wärmeübertragungselement (3) der Heizvorrichtung (1) in einem Bereich angeαdnet ist, der nahe der Einlassöffnung (51) in dem Formteil (50) gelegen ist. [014] A flow heater according to claim 13, characterized in that the temperature monitoring element (8) on the heat transfer element (3) of the heating device (1) is angeαdnet in a region which is located near the inlet opening (51) in the molded part (50) ,
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