EP1718906A1 - Plattenförmige heizvorrichtung und geformtes teil für einen durchlauferhitzer und durchlauferhitzer - Google Patents

Plattenförmige heizvorrichtung und geformtes teil für einen durchlauferhitzer und durchlauferhitzer

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EP1718906A1
EP1718906A1 EP04804661A EP04804661A EP1718906A1 EP 1718906 A1 EP1718906 A1 EP 1718906A1 EP 04804661 A EP04804661 A EP 04804661A EP 04804661 A EP04804661 A EP 04804661A EP 1718906 A1 EP1718906 A1 EP 1718906A1
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EP
European Patent Office
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heating device
wall
molded part
channel
central region
Prior art date
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EP04804661A
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EP1718906B1 (de
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Classifications

    • 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
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means

Definitions

  • the invention relates to a heating device for fluids for installation in a water heater with a heat transfer element, wherein the heat transfer element has a substantially planar central region, on which an electric heating element is arranged, and a channel surrounding the central region, which is for receiving a wall portion of a molded part, to attach the heater to the molded part has.
  • the application further relates to a molded part adapted to the heating device and to a continuous flow heater which has at least the heating device and the molded part.
  • Tubular heaters usually consist of a resistance wire, which is arranged centrally in a stainless steel tube, so that no voltage breakdowns on this are possible.
  • the space between the resistance wire and the stainless steel tube is filled with an insulation-resistant material, usually a magnesium oxide powder.
  • an insulation-resistant material usually a magnesium oxide powder.
  • heaters having an applied on a support plate electrical resistance heater are used, inter alia, in coffee machines or kettles and are subject to only static pressure, ie they are operated virtually without pressure. The requirements for the tightness and the attachment of a heater with a molding are therefore not particularly high.
  • the heating device, and in particular the heat transfer element to which the heating element is applied does not require any special shaping and frequently only flat or simply deformed heat transfer elements are used.
  • a heating vessel for liquids in which an electric heating element is attached to the underside of a metallic vessel base or provided thereon.
  • the vessel base has a heat transfer member having a substantially planar central portion on which the electric heating element is disposed and a channel circumscribing the central portion for receiving a wall portion of a molded part around the heater the advantage to install.
  • the outer channel wall is rolled over a bead provided in the wall portion to clamp the lower end portion of the wall portion therebetween and a seal in the form of a sealing ring.
  • the plate-shaped heating device for a pressure-stable water heater on a channel wall which is formed from a series of axially extending tabs, which are provided for the positive reception of the wall portion of the molded part.
  • the tabs allow the heater with the molding, z. B. to lock, to interlock or secure with a bayonet lock and securely hold in position.
  • the tabs which preferably have recesses in the channel wall, ensure secure attachment of the components, the heating device and the molded part, even if the fluid to be heated is in a fluid space formed between them under pressure and a high temperature.
  • the molding for a fluid flow heater according to the invention for joining with a heating device according to the invention comprises a central portion which is adapted in shape to the central region of the heater, and a central portion surrounding wall portion for insertion into the channel of the heat transfer element of the heater, wherein the Wall section having a series of connecting means which are provided for non-releasable, positive connection in respective tabs of the heat transfer element in the heating device to prevent after assembly, a release of the two components, even under pressure.
  • the molding is preferably made of a Plastic formed.
  • latching hooks are preferably used as connecting means.
  • Latch hooks have the advantage that the assembly can be made particularly simple, since the two components can be joined together by applying a force.
  • the latching hooks spread apart the tabs formed in the channel wall a little until they reach the region of the recess of the tabs, as a result of which the tabs return to their starting position due to the resilient properties of the heat transfer element, in particular in the region of the channel wall.
  • By appropriate design of the latching hook creates a permanent connection. The separation of the heating device and molded part would only be possible in that the channel wall and in particular the channel tabs would be mechanically bent over the outermost end of the latching hook, so that they no longer engage in the recesses of respective tabs and a pulling apart.
  • the recesses of the tabs extend from the channel wall into a section of the channel bottom.
  • a particularly good backup of the connection is provided. Due to the high-temperature fluid, which is under pressure due to the containment of the fluid space, both the molding and the plate-shaped heating device may deform. In particular, the molded part will have such a deformation.
  • a deformation of at least one of the two components has the consequence that the original arrangement of latching hook can change to the respective tabs, so that slipping out of the latching hook would be conceivable from a recess.
  • the protrusion provided in the molding at the end of the wall portion which in the initial state (i.e., without pressurization) projects through the part of the recess located in the channel bottom can effectively prevent such a situation.
  • the projection which bears intimately against the edge of the recess in the channel bottom, counteracts the deformation by a counterforce which holds the latching hook in its position relative to the recess in the tab.
  • the tabs in the channel wall could be formed both in the inner, ie the channel area facing the central area and in the outer channel wall, it is preferred if these are formed in the outer channel wall facing away from the central area. In this variant can be particularly easy way to achieve a good tightness of the heater formed from the heater and the molded part heater.
  • the inner and outer channel wall substantially parallel to each other and are aligned substantially perpendicular to the central region.
  • the heat transfer member has an upwardly extending wall connecting the central region with a raised rim surrounding the plate, the inner channel wall extending downwardly from the edge without passing below the surface of the central region extend.
  • the relative location of the channel edge to the area of the central area with a certain distance, which does not need to be large, allows unhindered access to the central area to provide the heating element, e.g. B. by means of a printing process to apply to this.
  • the edge which, like the channel, can be produced for example by means of embossing, serves to increase the rigidity of the heat transfer element and thus of the heating device. The edge basically prevents uncontrolled, temperature-related distortions or deformations of the heat transfer element.
  • the inner channel wall which extends from the edge down, also forms a sealing surface, which allows a radial seal between the heater and the molding. Due to the installation position of the heater with the edge upwards, this forms a water barrier, which prevents that in case of leakage escaping fluid can reach the heating element. First of all, the fluid would have to overcome the edge, which is curved upward, against gravity. The transition areas between the channel bottom and respective channel walls continue to represent a drip edge, can drain on the escaping water before it reaches the edge. In addition to a mechanical reinforcement of the heater, the edge also causes an increase in the length of the thermal path to the channel into which the wall portion of the molding is inserted.
  • the upwardly extending wall may be turned outwardly away from the central area or substantially perpendicular to the central area. In the first variant, a slightly greater pressure resistance is achieved.
  • the electrical heating element has an electrically insulating substrate with an electrical resistance heating strip applied to the substrate.
  • the heat transfer element is preferably made of a material, in particular stainless steel, which has a low thermal conductivity, in particular in the lateral direction.
  • the connecting means are provided on the side of the wall portion, which is associated with the channel wall with the tabs. This is the outside of the wall portion in accordance with the preferred embodiment of the heater.
  • At least one connecting means engages in a tab of the heating device.
  • the fewer connecting means per tab the larger, i. E. a connecting means should be made wider in order not to let the forces per unit area or length section become too great.
  • the inner wall region of the wall section of the molding directed towards the inner channel wall of the heating device is designed to receive a sealing ring which is arranged radially between the inner channel wall and the wall region, radially after the joining of the molded part with the heating device ,
  • the inner wall region of the wall section must in particular be designed in such a way that the sealing ring is held in position even under deformation of one of the two components.
  • a displacement which could be favored for example by a plastic deformation of the molded part, must be prevented in order to ensure the tightness even in extreme situations.
  • the inner wall region is preferably stepped.
  • the inner wall portion is formed such that it adjoins at least partially to the inner channel wall of the heater after assembly with the heater in the pressure-unloaded state.
  • the molded part has at least one inlet and at least one outlet opening for the fluid, wherein these are arranged in the central region of the molded part.
  • the instantaneous water heater according to the invention has either a heating device as described above or a molded part as described above or both. This has the same advantages as described above in connection with the heater or the molding.
  • the water heater between the molding and the heater has a seal.
  • This is preferably a sealing ring, the has a circular or round cross-section. Sealing rings of the type mentioned can be arranged in a particularly simple manner between these two components when joining the molding and heating device.
  • the cross section allows for some deformation, so that the sealing function is ensured at different, pressure-induced, relative positions of the molding and heating device.
  • 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 A-A
  • 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. 2,
  • FIG. 5 is a perspective view of a continuous heater according to the invention composed of a heating device and a molded part
  • FIG. 6 shows an enlarged sectional view of the outer region of the flow heater, from which the intermeshing of heating device, molded part and sealing ring emerges.
  • FIG. 1 shows a heating device 1 according to the invention 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 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.
  • Part of this heating circuit is also a fuse 10, which is located substantially in the center of the central region 4, in which the heating segments 5 the have the lowest radii.
  • FIGS. 2 and 3 show the heating device 1 in its later installation position, e.g. in a dishwasher or a washing machine.
  • the mounting 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 a contacting device 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 a dry running of the heater 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.
  • the heat transfer member is made of a metal such as 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.
  • a temperature monitoring element 8 with a negative temperature coefficient is provided in a mounting area 6.
  • 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 supplied signal is much easier compared to a PTC resistor.
  • a PTC resistor requires high temperature gradients in order to detect a sufficient change in the resistance.
  • the mounting region 6, which is recessed by the heating element 2 in the central region 3 of the heat transfer element 3, and the contacting device 9 is arranged. With the contacting device 9, the terminal ends 11 and 12 of the heating element 2 via respective conductor tracks 24 and 25 are electrically connected.
  • the contacting device 9 has corresponding contact tongues in its interior, via which it can be mechanically and electrically connected to a correspondingly formed plug. Via the contacting device 9, the heating element 9 is supplied with the necessary voltage and the necessary current.
  • the temperature monitoring device is arranged in the immediate vicinity of the contacting device 9 and electrically connected thereto. This can be contacted via the contacting all provided in the heater electrical loads via a single plug 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 region outside the edge 15, serves to receive a wall section of the molded part in order to attach the heating device to the molded part in a manner that is stable in terms of pressure and temperature.
  • 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 ( Figure 5).
  • the channel walls 18 and 19 are arranged 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 operation 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 heater and the molded part. Due to the mounting position of the heater shown in Figures 2 to 4, with the outer surface 14 down, the edge in conjunction with the channel 16 also forms a water barrier, which prevents in the event of leakage of the water heater, the exiting fluid to the heating element 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 locking of the heating device 1 can be done with the molding 50.
  • FIG. 5 shows, in a perspective view, 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 spray device of 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 latching between the heating device 1 and the molded part 50 can be seen.
  • the latching 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 heating device 1 under pressure.
  • a sealing ring is arranged between the molding 50 and the heater 1, a sealing ring is arranged. More specifically, the sealing ring is disposed between a wall of the molded part extending in the channel 16 and the inner channel wall 18, whereby also under pressure, i. under a possible deformation, in particular of the molding, but also the heater, a high density is ensured.
  • FIG. 6 which shows an enlarged sectional view of the outside portion of the flow heater 100, the intermeshing of the heater 1, the molding 50, and a seal ring 57 will become more apparent.
  • the inner wall portion 58 is stepped to receive a seal 57 between the inner duct wall 18 and the inner wall portion.
  • the seal 57 is formed as a sealing ring and in the initial state o-shaped.
  • the seal lies in the reference numeral 58th provided level of the inner wall area.
  • a further step is formed, which allows the wall 55 to be adjacent to the inner channel wall 18 and the edge 15.
  • the outer wall region has latching hooks 53, of which only one can be seen in cross-section.
  • the catch hook 53 protrudes through the recess 21 of a tab 20.
  • the recess 21 extends from the outer channel wall 19 down into a portion of the channel bottom 22. Through this region of the recess 21 protrudes a projection 56 which is arranged at the outer end of the wall portion 55.
  • the projection 50 adjoins in the unloaded state to an edge 23 of the recess.
  • a reinforcement 59 circulates the central region 54 in a circular manner and serves only for mechanical reinforcement. Depending on the pressures for which the water heater must be designed, the gain 59 could be performed radially wider. If necessary, if only slight pressures occur, it would also be dispensable.
  • the design of the inner wall area in conjunction with the sealing ring ensures reliable sealing of the flow heater 100, even in the case of a possible deformation of the molded part 50 and / or heating device 1. This is essentially based on the fact that the inner channel wall 18 a sealing seat forms for a radial seal.
  • the fluid space formed in the interior between the heating device and the molded part has no flow resistance, as is the case, for example, with tubular heating elements located in the interior of a fluid space.
  • the pump power can be reduced in a water heater according to the invention, since 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 according to the invention has a very low number of parts and can be produced in a particularly simple manner.
  • the necessary measures for producing a secure seal measures are much lower, since only a single sealing ring between the Schuvo ⁇ ichtung and the molded part must be provided.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine plattenförmige Heizvorrichtung (1) und Formteil (50) für einen Durchlauferhitzer sowie einen druck- und temperaturstabilen Durchlauferhitzer (100). Die plat­tenförmige Heizvorrichtung (1) für einen Durchlauferhitzer (100) für Fluide umfasst ein Wärme­übertragungselement (3), wobei das Wärmeübertragungselement einen im wesentlichen planaren Zentralbereich (4), auf dem ein elektrisches Heizelement (2) angeordnet ist, und einen den Zen­tralbereich (4) umlaufenden Kanal (16), der zur Aufnahme eines Wandabschnitts (55) eines Formteils (50) dient, um die Heizvorrichtung (1) an dem Formteil (50) anzubringen, aufweist. Es ist weiter eine Kanalwand (19) vorgesehen, die aus einer Reihe sich axial erstreckender Laschen (20) gebildet ist, die zur Aufnahme von Verbindungsmitteln, die in dem Wandabschnitt (55) des Formteils (50) vorgesehen sind, dienen.

Description

Beschreibung Plattenförmige Heizvorrichtung und Formteil für einen Durchlauferhitzer und Durchlauferhitzer Die Anmeldung betrifft eine Heizvorrichtung für Fluide zum Einbau in einen Durchlauferhitzer mit einem Wärmeübertragungselement, wobei das Wärmeübertragungselement einen im wesentlichen planaren Zentralbereich, auf dem ein elektrisches Heizelement angeordnet ist, und einen den Zentralbereich umlaufenden Kanal, der zur Aufnahme eines Wandabschnitts eines Formteils dient, um die Heizvorrichtung an dem Formteil anzubringen, aufweist. Die Anmeldung betrifft weiter ein an die Heizvorrichtung angepasstes Formteil sowie einen Durchlauferhitzer, der zumindest die Heizvorrichtung und das Formteil aufweist. Zur Erwärmung des Fluids werden heute überwiegend auf Rohrheizkörpern basierende Heizvorrichtungen verwendet. Rohrheizkörper bestehen üblicherweise aus einem Widerstandsdraht, der mittig in einem Edelstahlrohr 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 Edelstahlrohr mit einem isolationsfesten Material, in der Regel einem Magnesiumoxid-Pulver, ausgefüllt. Bekannt sind auch Heizvorrichtungen, die eine auf einer Trägerplatte aufgebrachte elektrische Widerstandheizung aufweisen. Die genannten Heizvorrichtungen werden unter anderem in Kaffeemaschinen oder Wasserkochern eingesetzt und unterliegen dort einem nur statischen Druck, d.h. sie werden praktisch drucklos betrieben. Die Anforderungen hinsichtlich der Dichtigkeit und der Befestigung einer Heizvorrichtung mit einem Formteil sind damit nicht sonderlich hoch. Die Heizvorrichtung und insbesondere das Wärmeübertragungselement, auf welches das Heizelement aufgebracht wird, benötigen keine spezielle Formgebung und es werden häufig nur flache oder einfach verformte Wärmeübertragungselemente eingesetzt. Die Befestigung der Heizvorrichtung mit dem Formteil, das den Fluidraum zur Verfügung stellt, in welchem das Fluid erhitzt werden soll, erfolgt häufig unlösbar, z.B. durch Verschweißen. Aus der DE 695 20563 T2 ist ein Heizgefäß für Flüssigkeiten bekannt, in dem ein elektrisches Heizelement an die Unterseite einer metallischen Gefäßbasis angebracht oder an dieser vorgesehen ist. Die Gefäßbasis weist ein Wärmeübertragungselement mit einem im wesentlichen planaren Zentralbereich auf, auf dem das elektrische Heizelement angeordnet ist, und einen den Zentralbereich umlaufenden Kanal, der zur Aufnahme eines Wandabschnitts eines Formteiles dient, um die Heizvorrichtung an dem Vorteil anzubringen. Wenn der Wandabschnitt in den Kanal eingebracht ist, wird die äußere Kanalwand über einen in dem Wandabschnitt vorgesehenen Wulst gerollt bzw. gebördelt, um den unteren Endteil des Wandabschnitts zwischen sich und eine Abdichtung in Form eines Dichtringes zu klemmen. Hierdurch wird eine Druckkraft auf den Wandabschnitt ausgeübt, um das Formteil fest mit der Heizvorrichtung zu verbinden. Die vorgeschlagene Anordnung sorgt für eine gute Dichtigkeit, so lange das zu erhitzende Fluid nicht unter Druck steht, was bei dem beschriebenen Gegenstand konstruktionsbedingt jedoch nie der Fall ist. Für den Einsatz in Durchlauferhitzern ist das vorgeschlagene Vorgehen deshalb ungeeignet, wenn dieser auch unter Druck und hohen Temperaturen eine Dichtigkeit gewährleisten muss.
[005] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung, ein Formteil sowie einen Durchlauferhitzer mit zumindest diesen beiden Baugruppen anzugeben, die bei einem einfachen und kostengünstigen Aufbau eine energiesparende Erhitzung des Fluids erlauben.
[006] Diese Aufgaben werden durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, durch ein Formteil mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 sowie durch einen Durchlauferhitzer mit den Merkmalen des Patentanspruches 22 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Patent- • ansprüchen.
[007] Erfindungsgemäß weist die plattenförmige Heizvorrichtung für einen druckstabilen Durchlauferhitzer eine Kanalwand auf, die aus einer Reihe sich axial erstreckender Laschen gebildet ist, die zur formschlüssigen Aufnahme des Wandabschnitts des Formteils vorgesehen sind. Die Laschen erlauben es, die Heizvorrichtung mit dem Formteil, z. B. zu verrasten, zu verschränken oder mit einem Bajonett-Verschluss zu befestigen und sicher in der Position zu halten. Die Laschen, die vorzugsweise Aussparungen in der Kanalwand aufweisen, stellen eine sichere Befestigung der Bauteile, der Heizvorrichtung und des Formteils sicher, auch wenn das zu erhitzende Fluid in einem zwischen diesen gebildeten Fluidraum unter Druck und einer hohen Temperatur steht.
[008] Das erfindungsgemäße Formteil für einen Durchlauferhitzer für Fluide zum Zusammenfügen mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung umfasst einen Zentralbereich, der in seiner Form dem Zentralbereich der Heizvorrichtung angepasst ist, und einen den Zentralbereich umlaufenden Wandabschnitt zum Einführen in den Kanal des Wärmeübertragungselementes der Heizvorrichtung, wobei der Wandabschnitt eine Reihe von Verbindungsmitteln aufweist, die zum unlösbaren, formschlüssigen Verbinden in jeweiligen Laschen des Wärmeübertragungselementes in der Heizvorrichtung vorgesehen sind, um nach dem Zusammenfügen ein Lösen der beiden Bauteile, auch unter Druck, zu verhindern. Das Formteil wird bevorzugt aus einem Kunststoff gebildet.
[009] Zur mechanischen Verbindung zwischen der Heizvorrichtung und dem Formteil werden bevorzugt Rasthaken als Verbindungsmittel verwendet. Rasthaken weisen den Vorteil auf, dass sich der Zusammenbau besonders einfach gestalten lässt, da sich die beiden Bauteile unter Beaufschlagung einer Kraft zusammenfügen lassen. Die Rasthaken spreizen dazu die in der Kanalwand gebildeten Laschen ein wenig auf, bis diese in den Bereich der Aussparung der Laschen geraten, wodurch aufgrund der federnden Eigenschaften des Wärmeübertragungselementes, insbesondere im Bereich der Kanalwand, die Laschen zurück in ihre Ausgangsposition gelangen. Durch entsprechende Ausgestaltung der Rasthaken entsteht dadurch eine unlösbare Verbindung. Das Auftrennen von Heizvorrichtung und Formteil wäre lediglich dadurch möglich, dass die Kanalwand und insbesondere die Kanallaschen über das äußerste Ende der Rasthaken mechanisch gebogen würden, so dass diese nicht mehr in die Aussparungen jeweiliger Laschen eingreifen und ein Auseinanderziehen ist.
[010] Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die Aussparungen der Laschen von der Kanalwand in einen Abschnitt des Kanalbodens erstrecken. In Verbindung mit einem Formteil, bei dem das äußerste Ende des Wandabschmtts mit einem Vorsprung versehen ist, der zum Durchführen durch den im Kanalboden des Wärmeübertragungs- elementes der Heizeinrichtung befindlichen Teil der Aussparung vorgesehen ist, um nach dem Zusammenfügen innig an dem Rand der Aussparung im Kanalboden anzuliegen, wird eine besonders gute Sicherung der Verbindung bereitgestellt. Aufgrund des eine hohe Temperatur aufweisenden Fluids, das aufgrund der Abgeschlossenheit des Fluidraums unter Druck steht, können sich sowohl das Formteil als auch die plattenförmige Heizvorrichtung verformen. Insbesondere wird das Formteil eine solche Verformung aufweisen. Eine Verformung zumindest eines der beiden Bauteile hat jedoch zur Folge, dass sich die ursprüngliche Anordnung von Rasthaken zu den jeweiligen Laschen sich verändern kann, so dass ein Herausrutschen des Rasthakens aus einer Aussparung denkbar wäre. Der in dem Formteil vorgesehene Vorsprung am Ende des Wandabschnittes, der im Ausgangszustand (d.h. ohne Druckbeaufschlagung) durch dem im Kanalboden befindlichen Teil der Aussparung ragt, kann genau eine solche Situation wirksam verhindern. Der Vorsprung, der innig an dem Rand der Aussparung im Kanalboden anliegt, stellt der Verformung eine Gegenkraft entgegen, die den Rasthaken relativ zur Aussparung in der Lasche in seiner Position hält.
[011] Obwohl die Laschen in der Kanalwand sowohl in der inneren, d.h. der zum Zentralbereich zugewandten, Kanalwand als auch in der äußeren Kanalwand ausgebildet sein könnten, ist es bevorzugt, wenn diese in der vom Zentralbereich abgewandten äußeren Kanalwand ausgebildet sind. In dieser Variante lässt sich auf besonders einfache Weise eine gute Dichtigkeit des aus der Heizvorrichtung und dem Formteil gebildeten Durchlauferhitzers erzielen.
[012] Zweckmäßigerweise verlaufen die innere und die äußere Kanal wand im wesentlichen parallel zueinander und sind im wesentlichen senkrecht zu dem Zentralbereich ausgerichtet. Durch diese Maßnahme wird das Zusammenfügen von Formteil und Heizvorrichtung erleichtert. Weiterhin lässt sich auf einfachste Weise die Dichtigkeit des Durchlauferhitzers sicherstellen.
[013] Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Wärmeübertragungselement eine sich nach oben erstreckende Wandung aufweist, die den Zentralbereich mit einem die Platte umgebenden erhöhten Rand verbindet, wobei die innere Kanalwand von dem Rand nach unten verläuft, ohne sich unter die Fläche des Zentralbereichs zu erstrecken. Durch die relative Anordnung des Kanalrands zur Fläche des Zentralbereiches mit einem gewissen Abstand, der nicht groß zu sein braucht, wird ungehinderter Zugang zu dem Zentralbereich ermöglicht, um das Heizelement, z. B. mittels eines Druckverfahrens, auf diesen aufzubringen. Der Rand, der, wie der Kanal, beispielsweise mittels einer Prägung hergestellt werden kann, dient zur Erhöhung der Steifigkeit des Wärmeübertragungselements und damit der Heizvorrichtung. Durch den Rand wird grundsätzlich verhindert, dass es zu unkontrollierten, temperaturbedingten Ver- windungen bzw. Verformungen des Wärmeübertragungselementes kommen kann. Eventuell entstehende Spannungen werden über den Rand abgefedert, da dieser in einem begrenzten Maß einen Federweg zur Verfügung stellt. Die innere Kanalwand, die von dem Rand nach unten verläuft, bildet zudem eine Dichtfläche, die eine radiale Abdichtung zwischen der Heizvorrichtung und dem Formteil erlaubt. Aufgrund der Einbaulage der Heizvorrichtung mit dem Rand nach oben, bildet dieser eine Wassersperre, die verhindert, dass im Falle einer Undichtheit austretendes Fluid auf das Heizelement gelangen kann. Das Fluid müsste nämlich zunächst entgegen der Schwerkraft erst den Rand, der nach oben gewölbt ist, überwinden. Die Übergangsbereiche zwischen dem Kanalboden und jeweiligen Kanalwänden stellen weiterhin eine Abtropfkante dar, an der austretendes Wasser abtropfen kann bevor es an den Rand gelangt. Neben einer mechanischen Verstärkung der Heizvorrichtung bewirkt der Rand auch eine Erhöhung der Länge des thermischen Pfades zu dem Kanal hin, in den der Wandabschnitt des Formteils eingeführt ist.
[014] Die sich nach oben erstreckende Wandung kann nach außen von dem Zentralbereich weg gewandt sein oder im wesentlichen senkrecht zu dem Zentralbereich verlaufen. Bei der ersten Variante wird eine etwas größere Druckresistenz erzielt.
[015] Zweckmäßigerweise weist das elektrische Heizelement ein elektrisch isolierendes Substrat mit einer auf dem Substrat aufgebrachten elektrischen Widerstandsheizbahn auf. [016] Das Wärmeübertragungselement besteht bevorzugt aus einem Material, insbesondere rostfreiem Stahl, das eine geringe thermische Leitfähigkeit, insbesondere in lateraler Richtung, aufweist.
[017] Zurückkommend auf das erfindungsgemäße Formteil sind die Verbindungsmittel auf der Seite des Wandabschnitts vorgesehen, welcher der Kanalwand mit den Laschen zugeordnet ist. Dies ist, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausgestaltung der Heizvorrichtung, die Außenseite des Wandabschnitts.
[018] Um eine sichere Verbindung zwischen dem Formteil und der Heizvorrichtung sicherstellen zu können, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in eine Lasche der Heizvorrichtung zumindest ein Verbindungsmittel eingreift. Je weniger Verbindungsmittel pro Lasche vorgesehen sind, desto größer, d.h. breiter sollte ein Verbindungsmittel ausgeführt sein, um die pro Flächeneinheit bzw. Längenabschnitt wirkenden Kräfte nicht zu groß werden zu lassen.
[019] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der zur inneren Kanalwand der Heizvorrichtung gerichtete innere Wandbereich des Wandabschnitts des Formteils zur Aufnahme eines Dichtrings ausgebildet, der nach dem Zusammenfügen des Formteils mit der Heizvorrichtung zwischen der inneren Kanalwand und dem Wandbereich, radial abdichtend, angeordnet ist. Der innere Wandbereich des Wandabschnitts muss insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Dichtring auch unter Verformung eines der beiden Bauteile an seiner Position gehalten wird. Eine Verschiebung, welche beispielsweise durch eine plastische Verformung des Formteiles begünstigt werden könnte, muss verhindert werden, um auch in extremen Situationen die Dichtigkeit sicherstellen zu können.
[020] Zu diesem Zweck wird der innere Wandbereich bevorzugt gestuft ausgebildet. Insbesondere ist der innere Wandbereich derart ausgebildet, dass diese nach dem Zusammenfügen mit der Heizvorrichtung im druck-unbelasteten Zustand zumindest abschnittsweise an die innere Kanal wand der Heizvorrichtung angrenzt.
[021] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Formteil zumindest eine Einlass- und zumindest eine Auslassöffnung für das Fluid aufweist, wobei diese in dem Zentralbereich des Formteils angeordnet sind. Dies weist den Vorteil auf, dass der Wandabschnitt des Formteils hinsichtlich seiner abdichtenden Funktion hin optimiert werden kann.
[022] Der erfindungsgemäße Durchlauferhitzer weist entweder eine wie oben b eschriebene Heizvorrichtung oder ein wie vorstehend beschriebenes Formteil oder beides auf. Hiermit sind die gleichen Vorteile verbunden, wie sie vorstehend in Verbindung mit der Heizvorrichtung bzw. dem Formteil beschrieben wurden.
[023] Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Durchlauferhitzer zwischen dem Formteil und der Heizvorrichtung eine Dichtung aufweist. Diese ist bevorzugt ein Dichtring, der einen kreisförmigen oder runden Querschnitt aufweist. Dichtringe der genannten Art lassen sich beim Zusammenfügen von Formteil und Heizvorrichtung auf besonders einfache Weise zwischen diesen beiden Bauteilen anordnen. Darüber hinaus lässt der Querschnitt eine gewisse Verformung zu, so dass die Dichtfunktion bei verschiedenen, druckverursachten, relativen Positionen von Formteil und Heizvorrichtung gewährleistet ist.
[024] Nachstehend werden weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers beschrieben. Hierbei zeigen:
[025] Figur 1 eine Draufsicht auf die Außenfläche einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung,
[026] Figur 2 einen Schnitt durch die Heizvorrichtung aus Figur 1 längs der Linie A-A,
[027] Figur 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, wobei diese in ihrer späteren Einbaulage, mit der Außenfläche nach unten, dargestellt ist,
[028] Figur 4 eine Detailansicht des in Figur 2 gestrichelt umrandeten Randes der Heizvorrichtung,
[029] Figur 5 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen aus einer Heizvorrichtung und einem Formteil zusammengesetzten Durchlauferhitzers, und
[030] Figur 6 eine vergrößerte Schnittansicht des Außenbereichs des Durchlauferhitzers, aus der das Ineinandergreifen von Heizvoπichtung, Formteil und Dichtring hervorgeht.
[031] Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 wird nachfolgend eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung beschrieben.
[032] Figur 1 zeigt eine erfmdungsgemäße Heizvorrichtung 1 in einer Draufsicht auf deren Außenfläche 14. Die Heizvorrichtung 1 weist eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt auf. Auf einem Zentralbereich 4 eines Wärmeübertragungselementes 3, z.B. aus einem rostfreien Stahl, ist ein Heizelement 2 angeordnet. 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.
[033] 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 sich im wesentlichen im Zentrum des Zentralbereiches 4 befindet, in dem die Heizsegmente 5 die geringsten Radien aufweisen.
[034] Die Figuren 2 und 3 zeigen die Heizvorrichtung 1 in ihrer späteren Einbaulage, z.B. in einer Geschirrspülmaschine 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 eine Kontaktiervorrichtung 9 befinden, nach unten gewandt sind. Die Innenfläche 13, die in Kontakt mit dem Fluid gerät, ist hingegen nach oben angeordnet. Die Schmelzsicherung 10 soll im Falle eines Trockengehens der Heizvorrichtung 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.
[035] 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.
[036] Während das Heizelement, d. h. die als elektrische Widerstandsheizung ausgebildete 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.
[037] 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 gelieferten Signals, verglichen mit einem PTC-Widerstand sehr viel einfacher möglich ist. Ein PTC-Widerstand benötigt im Gegensatz zu einem NTC-Widerstand nämlich starke Temperaturgradienten, um eine ausreichende Änderung des Widerstandes de- tektieren zu können. [038] In dem Montagebereich 6, der durch das Heizelement 2 in dem Zentralbereich 3 des Wärmeübertragungselementes 3 ausgespart ist, ist auch die Kontaktiervorrichtung 9 angeordnet. Mit der Kontaktiervorrichtung 9 sind die Anschlussenden 11 und 12 des Heizelementes 2 über jeweilige Leiterbahnen 24 und 25 elektrisch verbunden. Die Kontaktiervorrichtung 9 weist in ihrem Inneren entsprechende Kontaktzungen auf, über die sie mit einem entsprechend ausgebildeten Stecker mechanisch und elektrisch verbunden werden kann. Über die Kontaktiervorrichtung 9 wird dem Heizelement 9 die notwendige Spannung und der notwendige Strom zugeführt.
[039] Die Temperaturüberwachungseinrichtung ist in unmittelbarer Nähe der Kontaktiereinrichtung 9 angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden. Damit können über die Kontaktiereinrichtung sämtliche in der Heizvorrichtung vorgesehenen elektrischen Verbraucher über einen einzigen Steckkontakt kontaktiert werden.
[040] 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 Formteiles, um die Heizvorrichtung an dem Formteil druck- und temperaturstabil anzubringen. Die Kanalwand 19 ist mit einer Reihe von Laschen 20 gebildet, die zur Aufnahme von Rasthaken, die in dem Wandabschnitt des Formteils 50 eines erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers 100 gebildet sind (Figur 5).
[041] Wie aus der vergrößerten Detailansicht des Randes des Wärmeübertragungselements 3 der Figur 4 besser hervorgeht, sind die Kanalwände 18 und 19 im wesentlichen parallel zueinander und im wesentlichen senkrecht zu der von dem Zentralbereich 4 gebildeten Ebene angeordnet. 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.
[042] 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 wesentlichen parallel zu den Kanalwänden 18 und 19 verlaufen. Die Geometrie der Metallplatte kann beispielsweise durch einen Stanzvorgang, in dem die Laschen 20 ausgebildet werden, und eine Prägung geformt werden. Die innere Kanal wand 18 stellt einen Dichtsitz zur Verfügung, der eine radiale Abdichtung zwischen der Heizvorrichtung und dem Formteil erlaubt. Aufgrund der in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Einbaulage der Heizvorrichtung, mit der Außenfläche 14 nach unten, bildet der Rand in Verbindung mit dem Kanal 16 außerdem eine Wassersperre, die verhindert, dass im Falle einer Undichtigkeit des Durchlauferhitzers 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.
[043] 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 Heizvorrichtung 1 mit dem Formteil 50 erfolgen kann.
[044] 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 Sprühvorrichtung einer Geschirrspülmaschine verbunden werden. Die Anordnung der Einlassöffnung und der Auslassöffnungen kann natürlich auch an anderen als den in der Figur gezeigten Stellen erfolgen.
[045] Aus der Perspektivdarstellung der Figur 5 ist weiterhin die Verrastung zwischen der Heizvorrichtung 1 und dem Formteil 50 ersichtlich. Die Verrastung erfolgt über die bereits erwähnten Laschen 20, in die Rasthaken 53 eingreifen, und die auch unter Druck ein Lösen des Formteils 50 von der Heizvorrichtung 1 verhindern. Aus der Darstellung ist nicht ersichtlich, dass zwischen dem Formteil 50 und der Heizvorrichtung 1 ein Dichtring angeordnet ist. Genauer wird der Dichtring zwischen einer sich in den Kanal 16 erstreckenden Wand des Formteiles und der inneren Kanalwand 18 angeordnet, wodurch auch unter Druck, d.h. unter einer möglichen Verformung, insbesondere des Formteils, aber auch der Heizvorrichtung, eine hohe Dichtigkeit sichergestellt ist.
[046] Aus Figur 6, die eine vergrößerte Schnittansicht des Außenbereichs des Durchlauferhitzers 100 zeigt, wird das Ineinandergreifen der Heizvorrichtung 1, des Formteils 50 und eines Dichtringes 57 besser ersichtlich. Aus dieser Darstellung wird insbesondere die Ausgestaltung des Formteils 50 und der Wand 55, die in den Kanal 16 eingreift, ersichtlich. Der innere Wandbereich 58 ist gestuft ausgebildet, um zwischen der inneren Kanalwand 18 und dem inneren Wandbereich eine Dichtung 57 aufnehmen zu können. Die Dichtung 57 ist als Dichtring ausgebildet und im Ausgangszustand o-förmig. Die Dichtung liegt dabei in der mit den Bezugszeichen 58 versehenen Stufe des inneren Wandbereichs. Nach oben hin ist eine weitere Stufe ausgebildet, die die Wand 55 an die innere Kanalwand 18 und den Rand 15 angrenzen lässt.
[047] Der äußere Wandbereich weist Rasthaken 53 auf, von denen im Querschnitt lediglich einer erkennbar ist. Der Rasthaken 53 ragt durch die Aussparung 21 einer Lasche 20. Weiterhin ist gut erkennbar, dass die Aussparung 21 sich von der äußeren Kanalwand 19 nach unten in einen Abschnitt des Kanalbodens 22 erstreckt. Durch diesen Bereich der Aussparung 21 ragt ein Vorsprung 56, der am äußeren Ende des Wandabschnitts 55 angeordnet ist. Der Vorsprung 50 grenzt dabei im unbelasteten Zustand an einen Rand 23 der Aussparung an.
[048] Eine Verstärkung 59 umläuft den Zentralbereich 54 kreisförmig und dient lediglich einer mechanischen Verstärkung. Je nach dem, für welche Drücke der Durchlauferhitzer ausgelegt werden muss, könnte die Verstärkung 59 radial breiter ausgeführt werden. Sie wäre gegebenenfalls, sofern lediglich geringe Drücke auftreten, auch entbehrbar.
[049] Der Sinn dieser Konstruktion wird bei Betrachtung der gestrichelten Begrenzung ersichtlich, die das Formteil unter Druck zeigt. Würde das Formteil am äußeren Ende des Wandabschnitts 55 den Vorsprung 56 nicht aufweisen, so könnte sich das Ende desselben in Richtung innere Kanalwand 18 verformen. Die Verformung würde alleine davon abhängen, inwieweit sich die Dichtung 57 komprimieren lässt. Dabei könnte es zu einer Situation kommen, bei der der Rasthaken 53 sich aus der Aussparung 21 ins Innere des Kanals zurückzieht, wodurch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Formteil 50 und der Heizvorrichtung 1 aufgetrennt werden würde. Der Vorsprung 56 sorgt nun dafür, dass das äußere Ende des Wandabschnitts 55 nicht, wie gestrichelt eingezeichnet, sich in Richtung des Kanalinneren verformen kann. Da das Formteil aus einem Kunststoff gefertigt wird, kann es dennoch in einem gewissem Maß dem Druck nachgeben und sich verformen. Die plastische Verformung wird sich jedoch im wesentlichen in dem Zentralbereich 54 des Formteils 50 abspielen.
[050] Die Ausgestaltung des inneren Wandbereiches in Verbindung mit dem Dichtring sorgt für eine zuverlässige Abdichtung des Durchlauferhitzers 100, auch bei einer eventuellen Verformung von Formteil 50 und/oder Heizvorrichtung 1. Dies gründet sich im wesentlichen darauf, dass die innere Kanalwand 18 einen Dichtsitz für eine radiale Abdichtung bildet.
[051] Aufgrund der Geometrie des Randes 15 und des Kanals 16 und der schlechten lateralen Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselementes 3 herrschen im Bereich der Dichtung 57 verglichen mit dem Fluid niedrige Temperaturen vor. Dies begünstigt eine lange Lebensdauer der Dichtung und verhindert ein vorzeitiges Altern der Dichtung. Damit kann die Dichtigkeit über einen langen Zeitraum sichergestellt werden.
[052] Der im Inneren zwischen der Heizvorrichtung und dem Formteil gebildete Fluidraum weist keinerlei Strömungswiderstände auf, wie dies beispielsweise bei Rohrheizkörpern, die im Inneren eines Fluidraums liegen, der Fall ist. Aus diesem Grand kann bei einem erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer 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.
[053] Der erfindungsgemäße 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 Heizvoπichtung und dem Formteil vorgesehen werden muss.

Claims

Ansprüche
[001] Plattenförmige Heizvorrichtung (1) für einen druckstabilen Durchlauferhitzer (100) für Fluide mit einem Wärmeübertragungselement (3), wobei das Wärmeübertragungselement einen im wesentlichen planaren Zentralbereich (4), auf dem ein elektrisches Heizelement (2) angeordnet ist, und einen den Zentralbereich (4) umlaufenden Kanal (16), der zur Aufnahme eines Wandabschnitts (55) eines Formteils (50) dient, um die Heizvomchtung (1) an dem Formteil (50) anzubringen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kanal wand (19) aus einer Reihe sich axial erstreckender Laschen (20) gebildet ist, die zur formschlüssigen Aufnahme zumindest eines Teils des Wandabschnitts (55) des Formteils (50) vorgesehen sind.
[002] Heizvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (20) Aussparungen (21) in der Kanalwand (19) aufweisen.
[003] Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussparungen (21) von der Kanalwand (19) in einen Abschnitt des Kanalbodens (22) erstrecken.
[004] Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (20) in der von dem Zentralbereich (4) abgewandten, äußeren Kanalwand (19) ausgebildet sind.
[005] Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und die äußere Kanalwand (18, 19) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und im wesentlichen senkrecht zu dem Zentralbereich (4) ausgerichtet sind.
[006] Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungselement (3) eine sich nach oben erstreckende Wandung (17) aufweist, die den Zentralbereich (4) mit einem die Platte umgebenden erhöhten Rand (15) verbindet, wobei die innere Kanal wand (18) von dem Rand (15) nach unten verläuft, ohne sich unter die Fläche des Zentralbereichs (4) zu erstrecken.
[007] Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sich nach oben erstreckende Wandung (17) nach außen von dem Zentralbereich (4) weg gewandt ist.
[008] Heizvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sich nach oben erstreckende Wandung (17) im wesentlichen senkrecht zu dem Zentralbereich (4) verläuft.
[009] Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Heizelement ein elektrisch isolierendes Substrat mit einer auf dem Substrat aufgebrachten elektrischen Widerstandsheizbahn (5) aufweist.
[010] Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungselement (3) aus einem Material, insbesondere rostfreiem Stahl, mit geringer thermischer Leitfähigkeit besteht.
[011] Formteil für einen Durchlauferhitzer (100) für Fluide zum Zusammenfügen mit einer Heizvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Zentralbereich (54), der in seiner Form dem Zentralbereich (4) der Heizvorrichtung (1) angepasst ist und mit einem den Zentralbereich umlaufenden Wandabschnitt (55) zum Einführen in den Kanal (16) des Wärmeübertragungselements (3) der Heizvoπichtung (1), wobei der Wandabschnitt (55) eine Reihe von Verbindungsmitteln (53) aufweist, die zum unlösbaren Verrasten in jeweiligen Laschen (20) des Wärmeübertragungselements (3) der Heizvorrichtung (1) vorgesehen sind, um nach dem Zusammenfügen ein Lösen der beiden Bauteile zu verhindern.
[012] Formteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einem Kunststoff besteht.
[013] Formteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Ende des Wandabschnitts (55) mit einem Vorsprung (56) versehen ist, der zum Durchführen durch den im Kanalboden (22) des Wärmeübertra- güngselements (3) der Heizeinrichtung (1) befindlichen Teil der Aussparung (21) vorgesehen ist, um nach dem Zusammenfügen innig an dem Rand der Aussparung im Kanalboden (22) anzuliegen.
[014] Formteil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (53) auf der Außenseite des Wandabschnitts (55) vorgesehen sind.
[015] Formteil nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Lasche der Heizvorrichtung (1) zumindest ein Verbindungsmittel (53) eingreift.
[016] Formteil nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zur inneren Kanalwand (18) der Heizvorrichtung (1) gerichtete innere Wandbereich des Wandabschnitts (55) des Formteils zur Aufnahme eines Dichtrings ausgebildet ist, der nach dem Zusammenfügen mit der Heizvorrichtung (1) zwischen der inneren Kanalwand (18) und dem Wandbereich, radial abdichtend, angeordnet ist.
[017] Formteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Wandbereich gestuft ausgebildet ist.
[018] Formteil nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Wandbereich derart ausgebildet ist, dass dieser nach dem Zusammenfügen mit der Heizvorrichtung (1) im druck-unbelasteten Zustand zumindest abschnittsweise an die innere Kanalwand (18) der Heizvorrichtung (1) angrenzt.
[019] Formteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Wandbereich an den an die innere Kanalwand (18) angrenzenden Rand (15) angrenzt.
[020] Formteil nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens eine Einlassöffnung (51) und mindestens eine Auslassöffnung (52) für das Fluid aufweist.
[021] Formteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einlassöffnung (51) und die zumindest eine Auslassöffnung (52) in dem Zentralbereich (54) angeordnet sind.
[022] Durchlauferhitzer (100), dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
[023] Durchlauferhitzer (100), dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Formteil (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 21 aufweist.
[024] Durchlauferhitzer (100), dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und ein Formteil (50) nach einem der Ansprüche 11 bis 21 aufweist.
[025] Durchlauferhitzer nach einem der Ansprache 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Formteil (50) und der Heizvorrichtung (1) eine Dichtung (57) angeordnet ist.
[026] Durchlauferhitzer nach Ansprach 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (57) ein Dichtring ist, der einen kreisförmigen oder einen runden Querschnitt aufweist.
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