EP2489952B2 - Elektrischer Durchlauferhitzer - Google Patents

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EP2489952B2
EP2489952B2 EP11155220.4A EP11155220A EP2489952B2 EP 2489952 B2 EP2489952 B2 EP 2489952B2 EP 11155220 A EP11155220 A EP 11155220A EP 2489952 B2 EP2489952 B2 EP 2489952B2
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EP
European Patent Office
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channel
arrangement
base body
channels
height
Prior art date
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EP11155220.4A
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French (fr)
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EP2489952A1 (de
EP2489952B1 (de
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Klaus Beck
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Gerdes OHG
Original Assignee
Gerdes OHG
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Publication date
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Priority to CN201210202167.7A priority patent/CN102767896B/zh
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Publication of EP2489952B1 publication Critical patent/EP2489952B1/de
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    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
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    • F24H1/103Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance with bare resistances in direct contact with the fluid
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    • F24H1/14Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/142Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form using electric energy supply
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    • F24H9/14Arrangements for connecting different sections, e.g. in water heaters 
    • F24H9/146Connecting elements of a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/18Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818Arrangement or mounting of electric heating means

Definitions

  • the invention relates to an electric instantaneous water heater, comprising a base body extending in the longitudinal, width and height dimensions with a front and a rear, the rear separating a rear wet area from a front drying room, comprising an electric heating device which is attached to the inside of the drying room
  • the front side of the base body is arranged, comprising a channel arrangement formed in the base body which comprises several water channels set up for the passage of water to be heated and heated, which extend as longitudinal channels in the longitudinal dimension and in width and height positions on the base body through an arrangement profile cross-section directed transversely to the channel extension are determined in the width dimension of the base body channel layers of channels lying next to one another in a row with close packing, namely channel width layers, as well as in the height dimension of the base body channel layers in series closely packed adjacent channels, namely channel elevation layers, wherein a deflection face corresponding to the arrangement profile cross-section is formed on a broad side of the base body, which is designed to divert the water passage between channel openings, with which adjacent channels
  • Known electrical instantaneous water heaters of the type mentioned have a base body which, as is preferably also the case with the subject matter of the invention, is designed monolithically in its entirety, being manufactured, for example, as a plastic injection-molded part that has sufficient strength and electrical insulating properties.
  • The, in particular, monolithic base body forms a one-piece assembly body on which the front side, namely in the dry space between its front or inner side located in the water heater and an outer housing, e.g. a hood, components of an electrical heating device are mounted or arranged.
  • Such components include, for example, electrical circuit boards and their assembly, in particular with electronic power switching elements, for example triacs, transformers and capacitors.
  • the base body of the generic instantaneous water heater is open on two broad sides, each on an edge surface of a monolithic area of the base body, which has openings and is intended to deflect the waterway, namely in the deflection face with water channels.
  • the deflection end faces and the cover parts are joined together in a watertight and pressure-tight manner. Sealed bridge channels are formed between the cover parts and the deflection end faces, which connect adjacent or mutually associated channel openings.
  • the base body mostly extends longer in the longitudinal dimension than in the width dimension, the length ratio can be reversed in the two dimensions or the lengths can be at least substantially the same.
  • the base body is usually a cuboid structure. It can also be at least partially free of corners and thus round.
  • the body front side of the base body is always to be understood as the side facing the drying room and the back side of the body as the side facing away from the drying room, regardless of the designation, orientation and / or arrangement of the side of the water heater or its housing.
  • the water-carrying channels are part of the preferably completely monolithic base body.
  • the area forming the channel arrangement can, however, also be divided into, for example, two monolithic parts of the base body.
  • Known electrical water heaters of the type mentioned have a base body forming a monolithic central part with two end faces forming broad sides, on each of which a cover part is attached in a butt seat over the entire surface of the broad side.
  • the channel arrangement of such instantaneous water heaters is formed over the entire width, length and height of the base body.
  • water-conducting channels which are provided essentially free of elements for guiding water that engage in them, are arranged in two layers one above the other.
  • additional water channels with relatively large cross-sections, into which heating coils are inserted are arranged in a third layer.
  • the main body with the large-scale channel system integrated over its entire width dimension and the corresponding one Channel arrangement as relatively voluminous, its rear side and its front side can only be used to a limited extent for the arrangement of components, namely with a special overall height in addition to the height of the channel arrangement.
  • the objectives of the invention are to improve the generic instantaneous water heater with regard to the simple construction, the sealing property between the deflection end face and the cover part, and a compact design and yet space-saving arrangement of components on the base body.
  • the manufacture and handling of the base body as an injection-molded part made of plastic should also be improved.
  • the aims of the invention are achieved by the features of claim 1 in conjunction with the features of the electrical water heater mentioned at the outset.
  • the spatial area of the channel arrangement is concentrated and limited to only a part of the base body, which is preferably entirely monolithic.
  • the channels of the channel arrangement are preferably exclusive water channels which, as such, do not accommodate any other components that increase the cross-section, in particular no heating wires.
  • body-free height is obtained in the area or areas of the base body, which forms installation space with a corresponding installation depth.
  • the area free from the duct arrangement essentially comprises only at least one flat body wall, on whose side facing the drying room adjoining it and / or carried by it, components of the heating device, in particular voluminous parts such as transformers and capacitors, are received.
  • the base body in addition to the channel arrangement free from this, recessed relative to their height, which are expediently equipped with the body wall mentioned as a mounting mounting platform.
  • the space obtained in this way and free from the duct arrangement can, in particular lying next to one another in the longitudinal dimension and / or height dimension, be divided into spaces, preferably separated into receiving compartments. Savings are also achieved in terms of the space required for the base area of the flow heater.
  • the concentration of Channel arrangement in a height range of the base body the entire base area of the base body, while maintaining or even expanding the electrical equipment of the device, is smaller in comparison with conventional base bodies.
  • the effective sealing surface is limited to the area of a circular surface within which the geometry of the deflection end face or the corresponding sealing surface formed thereby is uniform in terms of width and height.
  • Such a sealing surface can be sealed with reduced clamping force compared to a sealing surface that is conventionally long, so that the clamping means expenditure is also reduced and the clamping force is achieved particularly effectively with a few, for example only four, fastening points on the circumference of the sealing / deflection face .
  • the compression of the sealing / deflection end face according to the invention also reduces the disadvantageous effects of production-related deformations of the base body made of plastic, which is produced in the injection molding process. This means that the warpage of plastic parts is reduced and the sealing effect is improved.
  • the advantages of the invention are particularly evident when the base body in its entirety is a monolithic body made of plastic.
  • the design with already three channel height layers allows the construction depth of the second base body part in the height range corresponding to the height of the channel arrangement to be equal to the height of at least one and a half channel height layers and preferably equal to the height of at least two channel height layers.
  • the installation space limited by the body wall also on the rear side of the second base body component can be formed with a depth that is equal to the height of at least one and a half channel height layers.
  • the deflection end face is particularly advantageously given a shape that can be compactly inserted into the imaginary circular geometry mentioned, in such a way that the deflection end face is delimited by an annular circumferential surface edge which surrounds the entirety of the channel openings, the deflection end face having a geometric surface shape delimited by the surface edge , which corresponds at least approximately to a surface shape that belongs to the group of surface basic shapes that are circular, oval, trapezoidal, square and rhombus-shaped.
  • a basic surface shape can be defined in that two normal axes of the surface shape, which are at right angles to one another, are central axes with half-lengths spanning the surface shape.
  • the correspondence ratio of the lengths of the two normal axes of the surface shape mentioned is advantageously chosen to be not less than 50% and preferably not less than 55%.
  • a recessed arrangement of the cover part has proven to be particularly advantageous in connection with the compact channel arrangement and the corresponding deflection face.
  • a surface edge delimiting the deflection end face is designed as a collar edge, which forms a receptacle which receives the cover part and advantageously also fastening elements without protrusion.
  • Fastening points are advantageously arranged on the deflection end face delimited by means of a surface edge or sunk by a collar edge, in particular as corner points or points of the surface edge.
  • the arrangement profile cross-sections of the channels can be represented and determined with a geometric arrangement matrix comprising matrix fields.
  • the matrix fields define possible positions of the channels.
  • the arrangement matrix has the number of N arrangement rows and the number of n arrangement columns, which are preferably in the height dimension.
  • the rows or columns can have different widths. This means that in a row or column and / or in different rows or columns, the channels have different cross-sections and / or are also offset from one another so that the duct openings in a row or column do not necessarily align with one another.
  • Such designs of the channel arrangement are independent of the arrangement matrix mentioned.
  • the rows or columns can be at an angle to the margins.
  • the arrangement matrix defines a group of possible arrangement areas for a maximum of N x n channels with, of course, number N ⁇ 3 and N-1 ⁇ n N + 4. Thereafter, the smallest arrangement areas are for a maximum of N x (N-1) channels and largest arrangement areas defined for a maximum of N x (N + 4) channels.
  • the number and arrangement of the channels are further determined by the fact that in an arrangement area selected from the group mentioned in at least one arrangement column in number N in series successive channels and also in each arrangement line and in each arrangement column at least one channel are arranged. As a result, a channel pattern is determined in the profile cross-section of the arrangement.
  • a channel arrangement approximating in particular a square or square surface shape can be formed by a central arrangement of K x K channels with, of course, the number K ⁇ 3, each with K channel height positions and K channel width positions.
  • Surface forms or areas deviating from the K x K channel arrangement can also be defined in that the central arrangement is surrounded by at least one further channel adjoining it, which the central arrangement in at least one of two dimensions, namely in the width dimension and height dimension of the first Basic body part, supplemented by a maximum of one channel each side of the central arrangement.
  • Said central arrangement can also be surrounded by at least one group of channels adjoining it, which supplements the central arrangement in the direction of at least one of two dimensions, namely the width dimension and height dimension of the first main body part, by a maximum of two channel layers each to the side of the central arrangement.
  • Arrangements can be designed in such a way that the channels surrounding the central arrangement are arranged diagonally opposite one another in relation to the central arrangement.
  • the first base body part has, for example, a width dimension that is approximately one-half to two-thirds the width dimension of the base body.
  • the channel arrangement of the longitudinal channels can, although it is formed only in part of the base body, be connected to the inlet channel and outlet channel directed transversely, in particular perpendicular to the longitudinal channels, which extend in an area of the base body free from the channel arrangement.
  • the channel arrangement can comprise an outer channel which is divided at a separation point into two sub-channels adjoining one another in series, the first sub-channel forming an inlet channel and the second sub-channel forming an outlet channel in the channel arrangement, each for connection to a water line in the area of the Separation point with an external opening are open.
  • each duct is connected at its end through the associated outer opening to the associated sub-duct and at its other end to the external connection is provided on a water pipe.
  • the flow heater according to the invention is not limited to an embodiment with a bare wire heating device
  • the duct arrangement according to the invention is particularly advantageously provided in a flow heater with a heating device which comprises at least one heating element, which is set up with at least one bare wire arranged in the water, on the base body arranged and connected between water channels forming electrical water resistance paths.
  • An electric instantaneous water heater 1 shown in the figures comprises a hood 12, a frame-shaped housing back part 13 and a monolithic base body 2 with a body front 201, body back 202 and circumferential body edge 200.
  • the basic shape of the instantaneous water heater 1 is essentially cuboid.
  • the basic shape of the base body 2 is cuboid with mutually opposite longitudinal sides and broad sides forming the edge side 200.
  • the long sides and broad sides extend in longitudinal dimension L or width dimension B and the edge side 200 is in height dimension H.
  • the base body is expediently a part molded from plastic.
  • the base body 2 divides the water heater 1 into a drying room 101 and a wet room or wet area 102.
  • the drying room 101 is the area covered by the hood 12, while the wet area is surrounded by the frame of the rear part 13 of the housing.
  • the rear side 202 of the main body is an outer side.
  • An electrical heating device for heating water flowing through is arranged on the inside or front side 201 of the base body 2.
  • some components 15, namely in particular a flat circuit board 151, a circuit board 152, a transformer 153 and a capacitor 154 are shown.
  • a bare wire heating cartridge 8 is also part of the heating device.
  • the edge side 200 of the base body 2 is equipped all around with a web system which is fitted between the base body 2 and the hood 12.
  • the bar system separates the drying room 101 from the wet area 202 in such a way that the passage of dripping water, splash water and / or water jets is blocked.
  • the web system comprises sealing webs 280 formed on side walls 28 and on cover parts 3.
  • the width of the monolithic base body 2 is divided into two base body parts 203, 204 which, as in particular from Fig. 1 , 3 and 4B appears to form two longitudinal halves of the base body 2.
  • the first base body part 203 forms a part body protruding in height dimension H on the front side 201 and on the rear side 202, in which water channels 5 are formed in a special channel arrangement 4.
  • the water channels 5 extend in the longitudinal dimension L parallel.
  • the water channels 5 are open on the base body 2 on both broad sides in an end face with channel openings 51. This end face is referred to as the deflection end face 21, at which the channel openings 51 are connected to one another in a deflecting manner along the waterway of the channel arrangement 4.
  • the water heater 1 further comprises the cover parts 3, which are formed by monolithic edge parts.
  • Each deflection end face 21 has a cover part 3 with an inner surface 32 adapted to the deflection end face 21 and correspondingly delimiting the inside of the cover. That to the in Fig. 3
  • the cover parts 3 are expediently injection-molded parts made of plastic.
  • Figure 4A , 4B and 4C show one broad side of the base body 2.
  • the other broad side is designed with a corresponding basic shape of the corresponding deflection end face 21, as shown in FIG Fig. 3 can be seen.
  • the water channels 5 of the channel arrangement 4 extend between the two deflection end faces 21, to which they are directed perpendicularly.
  • the openings 51 of the water channels 5 are connected to form a waterway of the channel arrangement 4.
  • Adjacent channel openings 51 or channel ends are connected to one another in pairs with vertical and horizontal channel pairs 511, 512, each via a bridge channel.
  • Bridge channel halves 29 are formed in the deflection end face 21 and corresponding bridge channel halves 39 are formed in the cover part 3.
  • each lid part 3 forms a sealing surface with the bridge channel halves 39.
  • the deflection end surface 21 likewise forms a sealing surface with the sealing surface of the cover part 3 of a corresponding shape.
  • the bridge channel halves 29, 39 come to lie against one another in a sealed manner.
  • a watertight and pressure-tight seal can each have the half-shape of the channel halves 29, 39, 38 corresponding edge sealing rings, not shown, which can be components of a sealing mat, a sealing net or similar sealing elements, and between the base body 2 and the cover part 3 in grooves 24 , 34 are inserted horizontally.
  • the second base body part 204 free from the channel arrangement 4 of the longitudinal channels is embodied with body walls 25 extending in the longitudinal and width dimensions L, B.
  • Each body wall 25 leaves construction space 26, in particular in the form of receiving compartments, on the front side of the second base body part 204 facing the drying space 201.
  • This installation space 26 or the receiving compartments are formed in the height dimension H next to the duct arrangement 4 and in this area have a maximum installation depth T for components 15 of the electrical heating device 8, in particular as shown in FIG Fig. 1 and 5 can be seen for transformers, capacitors and printed circuit boards. Not all such components are shown, and in particular in FIG Fig.
  • the base body 2 is shown with the receiving compartments without components 15 received by them.
  • the maximum overall depth T of the second base body part 204 in the height range corresponding to the height of the channel arrangement is approximately the height of two channel height layers 42 of the channel arrangement 4.
  • the second base body part 204 also has body walls 25 which delimit the installation space 27 which is formed on the underside of the second base body part 204 next to the channel arrangement 4, namely next to the channel arrangement 4 with a maximum installation depth t, which is approximately equal to the height of approx one and a half duct elevations 42 is.
  • the channel arrangement 4 protrudes both on the front side 201 and on the rear side 202 of the base body 2 to form the installation spaces 26, 27 mentioned.
  • the arrangement of the water channels 5 has in the profile cross-section perpendicular to the channels, which is referred to below as the arrangement profile cross-section 41, in each case on the deflection end face 21, the deflection end face 21 forming a surface bounded by a surface edge 22 and having the channel openings 51 .
  • the arrangement profile cross-section 41 is initially based on Figure 4C Described on a broad side of the base body 2.
  • the arrangement profile cross-section 41 is determined there by an arrangement matrix 6 comprising matrix fields and by specific matrix fields occupied by water channels 5, so that a profile pattern of the channels 5 is defined.
  • a tight packing is formed when the majority of the channels are arranged in adjacent matrix fields regardless of a distribution rule on the matrix fields.
  • the arrangement matrix 6 determines a group of arrangement areas for a maximum of N xn channels with a natural number N ⁇ 3 and N-1 n N + 4, namely the smallest arrangement areas for a maximum of N x (N-1) channels and the largest arrangement areas for a maximum of N x (N + 4) channels.
  • N 3
  • the largest arrangement area is three matrix rows Z. and comprises seven matrix columns S, that is to say twenty-one matrix fields.
  • channels 5 following one another in series are arranged in at least one arrangement column S according to the number N and in addition at least one channel is arranged in each arrangement line Z.
  • the arrangement is further determined by the fact that it is surrounded by a further channel 54 adjoining it, which is the central arrangement 40 in the width dimension B supplemented by a channel on the side of the central arrangement.
  • the channel 54 and the channels 56 of the channel group 401 are arranged diagonally opposite one another with respect to the central arrangement 40.
  • the channel arrangement 4 or in Figure 4A , B, and C shown deflection face 21 due to the described channel arrangement 4 on a special trapezoidal surface shape 210.
  • the trapezoidal surface shape 210 is determined at least essentially by straight polygon sections or lines of the surface edge 22 of the sealing deflection face 21.
  • the surface edge 22 surrounds the entirety of the channels 5 or the channel openings 51 in an annular manner.
  • Fastening points 23 are provided at four corner points of the polygonal sections in the area adjoining the channels 5. This means that in the exemplary embodiment, the essentially trapezoidal shape is formed between four fastening points 23 with two lines that are essentially parallel in width dimension B and with inclined, identically oriented sections in height dimension H.
  • the parallel lines are one in length Normal axis 211 and the inclined sections with the length of a normal axis 212 spaced apart.
  • These normal axes 211, 212 are defined as central axes which intersect at right angles and which form half-lengths spanning the trapezoidal surface shape 210.
  • the ratio of the length of the normal axis 211 in the height dimension H and the normal axis 212 in the width dimension B is approximately 57%.
  • the exemplary embodiment shows the trapezoidal shape 210 of the deflection end face 21 as an example.
  • other surface shapes in which a compressed arrangement of the channels 5 is inscribed can be provided, for example surface shapes that are at least approximately circular, oval, square or rhombus-shaped.
  • Such surface shapes, which are not shown, are also determined by two normal axes in accordance with the preceding description.
  • the four fastening points 23 are equally or approximately equally distributed in relation to the height dimension H and the width dimension B.
  • the surface edge 22 is designed as a collar edge 221, so that the deflection face 21 is sunk therein and the associated cover part 3 with the same shape sealing / cover surface 32 as well as a cover thickness adapted to the collar edge depth is framed without protrusion in the collar edge 221.
  • the fastening points 23 are, as is generally advantageous, screw connections between the base body 2 and the cover part 3.
  • the channel arrangement 4 comprises an outer channel 55 adjoining the installation space 26 or delimiting the first base body part 203 from the second base body part 204, which at a separation point approximately in the longitudinal center of the base body 2 into two sub-channels 551, 552 adjoining one another in series is divided.
  • the first sub-channel 551 forms a water inlet channel
  • the second channel 552 is a water outlet channel.
  • These two channels are each open for connection to a water pipe separation point with an external opening in the region of the separation point.
  • two line channels 7 arranged transversely to the partial channels 551, 552 are incorporated.
  • Each line channel 7 is connected at its one end through the associated outer opening to the associated sub-channel 551, 552 and provided at its other end for connection to a water line, as shown in particular Fig. 5 can be seen.
  • a bare wire heating cartridge 8 which extends above the channel arrangement 4 and, as shown in FIG Fig. 2 is connected via connection shafts 81 with stub channels 57 belonging to the channel arrangement 4, each of which opens into a deflection face 21.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer, umfassend einen sich in Längs-, Breiten- und Höhendimension erstreckenden Grundkörper mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Rückseite einen rückseitigen Nassbereich von einem vorderseitigen Trockenraum trennt, umfassend eine elektrische Heizeinrichtung, die innerhalb des Trockenraums an der Vorderseite des Grundkörpers angeordnet ist, umfassend eine in dem Grundkörper ausgebildete Kanalanordnung, die mehrere zur Durchleitung von zu erwärmendem und erwärmtem Wasser eingerichtete Wasserkanäle umfasst, die sich als Längskanäle in der Längsdimension erstrecken und in Breiten- und Höhenpositionen am Grundkörper durch einen zur Kanalerstreckung quergerichteten Anordnungsprofilquerschnitt bestimmt sind, der in der Breitendimension des Grundkörpers Kanallagen von in Reihe mit dichter Packung nebeneinander liegenden Kanälen, nämlich Kanalbreitenlagen, sowie in der Höhendimension des Grundkörpers Kanallagen von in Reihe mit dichter Packung nebeneinander liegenden Kanälen, nämlich Kanalhöhenlagen, umfasst, wobei an einer Breitseite des Grundkörpers eine dort dem Anordnungsprofilquerschnitt entsprechende Umlenkungsstirnfläche ausgebildet ist, die zum Umlenken der Wasserdurchleitung zwischen Kanalöffnungen eingerichtet ist, mit denen benachbarte Kanäle in der Umlenkungsstirnfläche offen und paarweise einander zugehörig enden, und umfassend ein Deckelteil, das, der Umlenkungsstirnfläche entsprechend, gedichtet an die Umlenkungsstirnfläche angesetzt ist und damit zusammen dichtende Umlenkungsbrückenkanäle zwischen zugehörigen Kanalöffnungen ausbildet.
  • Bekannte elektrische Durchlauferhitzer der genannten Art weisen einen Grundkörper auf, der, wie vorzugsweise auch bei dem Erfindungsgegenstand, in seiner Gesamtheit monolithisch ausgebildet ist, wobei er zum Beispiel als Kunststoffspritzteil gefertigt ist, das ausreichende Festigkeit und elektrische Isoliereigenschaften aufweist. Der insbesondere monolithische Grundkörper bildet einen einstückigen Montagekörper, an dem vorderseitig, nämlich in dem Trockenraum zwischen seiner im Durchlauferhitzer gelegenen Vorder- bzw. Innenseite und einem Außengehäuse, z.B. einer Haube, Bauelemente einer elektrischen Heizeinrichtung montiert bzw. angeordnet sind. Zu solchen Bauelementen gehören zum Beispiel elektrische Leiterplatten und deren Bestückung insbesondere mit elektronischen Leistungsschaltelementen, zum Beispiel Triacs, Transformatoren und Kondensatoren. Bauelemente, insbesondere Transformatoren und Kondensatoren, können auch separat von Leiterplatten montiert sein. Üblicherweise ist der Grundkörper des gattungsgemäßen Durchlauferhitzers an zwei Breitseiten jeweils an einer Öffnungen aufweisenden und zur Umlenkung des Wasserwegs vorgesehenen Randfläche eines monolithischen Bereichs des Grundkörpers, nämlich in der Umlenkungsstirnfläche mit Wasserkanälen offen. Die Umlenkungsstirnflächen und die Deckelteile sind wasser- und druckdicht aneinandergefügt. Zwischen den Deckelteilen und den Umlenkungsstirnflächen sind gedichtete Brückenkanäle ausgebildet, die benachbarte oder einander zugeordnete Kanalöffnungen miteinander verbinden.
  • Wenngleich sich der Grundkörper in der Längsdimension zumeist länger als in der Breitendimension erstreckt, so kann in den beiden Dimensionen das Längenverhältnis umgekehrt sein oder die Längen können zumindest im Wesentlichen gleich sein. Üblicherweise ist der Grundkörper ein quaderförmiges Gebilde. Er kann auch zumindest teilweise eckenfrei und damit rundförmig sein. Die Körpervorderseite des Grundkörpers ist stets als dem Trockenraum zugewandte Seite und die Körperrückseite als dem Trockenraum abgewandte Seite unabhängig von der Bezeichnung, Ausrichtung und/oder Anordnung der Seite des Durchlauferhitzers bzw. seines Gehäuses zu verstehen. Die wasserführenden Kanäle sind Teil des vorzugsweise in Gänze monolithischen Grundkörpers. Der die Kanalanordnung ausbildende Bereich kann aber auch in zum Beispiel zwei monolithische Teile des Grundkörpers unterteilt sein.
  • Bekannte elektrische Durchlauferhitzer der genannten Art weisen einen ein monolithisches Mittelteil bildenden Grundkörper mit zwei Stirnseiten bildenden Breitseiten auf, an die jeweils über die gesamte Fläche der Breitseite ein Deckelteil im Stoßsitz angesetzt ist. Die Kanalanordnung derartiger Durchlauferhitzer ist über die gesamte Breite, Länge und Höhe des Grundkörpers ausgebildet. Über die gesamten Flächen der Breitseiten sind wasserführende Kanäle, die im Wesentlichen frei von in sie eingreifenden Elementen zur Wasserführung vorgesehen sind, in zwei Lagen übereinander angeordnet. Bei einigen Ausführungen solcher Grundkörper sind zusätzliche, relativ große Querschnitte aufweisende Wasserkanäle, in die Heizwendel eingefügt sind, in einer dritten Lage angeordnet. Die Konstruktion derartiger bekannter Grundkörper ist mit komplexen, langgezogenen Geometrien von Dichtflächen verbunden, nämlich mit Dichtflächen bzw. Dichtbereichen, die sich an der Körperbreitseite über die gesamte Breite und Höhe erstrecken. Demgemäß sind die Stirnteile bildenden Deckelteile relativ groß und massiv. Dies führt zu erheblichen Problemen der Abdichtung der Flächen zwischen den Umlenkungsstirnflächen und den Deckelteilen. Insbesondere wirkt sich die Eigenschaft von den Grundkörper und die Deckelteile bildenden Kunststoff-Spritzgussteilen nachteilig aus, indem diese im Zuge der Herstellung nach dem Spritzvorgang auskristallisieren und sich dadurch verformen. Um dem zu begegnen, sind hinsichtlich der Kraftverteilung an den Deckelteilen zur Dichtung über die gesamte Körperbreite aufwändige Befestigungsmaßnahmen mit einer Vielzahl von Befestigungsstellen und auch zusätzliche Dichtmittel und/oder besondere Abstimmung darauf erforderlich. Im Übrigen erweist sich der Grundkörper mit dem großräumig über seine gesamte Breitendimension integrierten Kanalsystem und der entsprechenden Kanalanordnung als relativ voluminös, wobei seine Rückseite und seine Vorderseite nur eingeschränkt zur Anordnung von Bauteilen nutzbar sind, nämlich mit besonderer Bauhöhe zusätzlich zur Höhe der Kanalanordnung.
  • Danach bestehen Ziele der Erfindung darin, den gattungsgemäßen Durchlauferhitzer zu verbessern hinsichtlich zugleich einfacher Bauweise, der Dichteigenschaft zwischen Umlenkungsstirnfläche und Deckelteil sowie kompakter Bauform und dennoch raumsparender Anordnung von Bauelementen an dem Grundkörper. Auch soll die Herstellung und Handhabung des Grundkörpers als aus Kunststoff gefertigtes Spritzteil verbessert sein.
  • Die Ziele der Erfindung werden in Verbindung mit den Merkmalen des eingangs genannten elektrischen Durchlauferhitzers durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
  • Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Reihe von Vorteilen erreicht. Der räumliche Bereich der Kanalanordnung wird auf nur einen Teil des Grundkörpers, der vorzugsweise in Gänze monolithisch ausgebildet ist, konzentriert und beschränkt. Die Kanäle der Kanalanordnung sind vorzugsweise ausschließliche Wasserkanäle, die als solche keine anderen querschnittsvergrößernde Bestandteile, insbesondere keine Heizdrähte aufnehmen. Man gewinnt in dem oder den Bereichen des Grundkörpers neben der Kanalordnung körperfreie Höhe, die Bauraum mit entsprechender Bautiefe bildet. Der von der Kanalanordnung freie Bereich umfasst im Wesentlichen nur wenigstens eine flache Körperwand, auf deren dem Trockenraum zugewandter Seite an sie angrenzend und/oder von ihr getragen Bauelemente der Heizeinrichtung, insbesondere voluminöse Teile wie Transformatoren und Kondensatoren aufgenommen werden. Es sind also am Grundkörper neben der Kanalordnung von dieser freie, relativ zu ihrer Höhe versenkte Räume ausgebildet, die zweckmäßig mit der genannten Körperwand als Montage-Befestigungsplattform ausgestattet sind. Der so gewonnene, von der Kanalanordnung freie Raum kann, insbesondere in der Längsdimension und/oder Höhendimension nebeneinander liegend, in vorzugsweise in Aufnahmefächer getrennte Räume unterteilt sein. Einsparung erzielt man auch hinsichtlich des Platzbedarfs der Grundfläche des Durchlauferhitzers. Infolge der Konzentrierung der Kanalanordnung in einem Höhenbereich des Grundkörpers wird die gesamte Grundfläche des Grundkörpers, und zwar unter Beibehaltung oder sogar Erweiterung der elektrischen Ausstattung des Geräts, im Vergleich mit herkömmlichen Grundkörpern kleiner. Mit den genannten Vorteilen geht gleichermaßen und insoweit aufgrund ein und derselben erfindungsgemäßen Gestaltung eine wesentliche Verbesserung der Abdichtung der Deckelteile an der wenigstens einen, vorzugsweise an jeder Breitseite ausgebildeten Umlenkungsstirnfläche einher. Es ist nämlich das herkömmliche über die gesamte Stirnbreite sich erstreckende Deckelteil beseitigt, und stattdessen ist die dem Anordnungsquerschnitt der Kanalordnung entsprechende Umlenkungsstirnfläche erreicht, die flächenoptimiert innerhalb einer gedachten Kreisfläche mit einem Durchmesser liegt, der nur einen Teil der Breite des Grundkörpers, vorzugsweise nur ca. 60 % und weiter vorzugsweise ca. 50 % und weniger beträgt.
  • Die wirksame Dichtfläche ist auf den Bereich einer Kreisfläche beschränkt, innerhalb derer die Geometrie der Umlenkungsstirnfläche bzw. der dadurch gebildeten entsprechenden Dichtfläche in Breitendimension und Höhendimension vergleichmäßigt ist. Eine solche Dichtfläche ist im Vergleich zu einer Dichtfläche, die sich herkömmlich lang erstreckt, mit reduzierter Klemmkraft dichtbar, so dass auch der Klemmmittelaufwand reduziert ist und die Klemmkraft mit wenigen, zum Beispiel nur vier Befestigungsstellen am Umfang der Dicht-/Umlenkungsstirnfläche besonders wirksam erzielt wird. Die erfindungsgemäße Komprimierung der Dicht-/Umlenkungsstirnfläche reduziert darüber hinaus nachteilige Auswirkungen von herstellungsbedingten Verformungen des Grundkörpers aus Kunststoff, der im Spritzgussverfahren hergestellt wird. Das heißt, dass der Verzug von Kunststoffteilen reduziert und die Dichtwirkung verbessert ist. Die Vorteile der Erfindung kommen in besonderem Maße zur Geltung, wenn der Grundkörper in seiner Gesamtheit ein monolithischer Körper aus Kunststoff ist.
  • Die Gestaltung mit bereits drei Kanalhöhenlagen erlaubt es, dass die Bautiefe des zweiten Grundkörperteils im der Höhe der Kanalanordnung entsprechenden Höhenbereich gleich der Höhe von wenigstens einundeinhalb Kanalhöhenlagen und vorzugsweise gleich der Höhe von wenigstens zwei Kanalhöhenlagen ist. Von besonderem Vorteil ist darüber hinaus, dass in dem zweiten Grundkörperteil durch die Körperwand begrenzter Bauraum auch an der dem Nassbereich zugewandten Rückseite des zweiten Grundkörperbauteils mit Bautiefe ausgebildet sein kann, die gleich der Höhe von wenigstens einundeinhalb Kanalhöhenlagen ist.
  • Besonders vorteilhaft erhält die Umlenkungsstirnfläche eine Gestalt, die sich kompakt in die genannte gedachte Kreisgeometrie einfügen lässt, derart, dass die Umlenkungsstirnfläche durch einen ringförmigen umlaufenden Flächenrand begrenzt ist, der die Gesamtheit der Kanalöffnungen umgibt, wobei die Umlenkungsstirnfläche eine durch den Flächenrand begrenzte geometrische Flächenform aufweist, die zumindest annähernd einer Flächenform entspricht, die zur Gruppe von Flächengrundformen gehört, die kreisförmig, ovalförmig, trapezförmig, quadratisch und rombusförmig sind. Eine solche Flächengrundform kann dadurch definiert werden, dass zwei Normalachsen der Flächenform, die rechtwinklig aufeinanderstehen, Mittenachsen mit die Flächenform aufspannenden Halblängen sind. Vorteilhaft wird das Übereinstimmungsverhältnis der Längen der beiden Normalachsen der genannten Flächenform nicht kleiner als 50 % und vorzugsweise nicht kleiner als 55 % gewählt.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich in Verbindung mit der kompakten Kanalanordnung und der entsprechenden Umlenkungsstirnfläche eine versenkte Anordnung des Deckelteils erwiesen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein die Umlenkungsstirnfläche umgrenzender Flächenrand als Kragenrand ausgebildet, der eine das Deckelteil sowie vorteilhaft auch Befestigungselemente überstandsfrei aufnehmende Aufnahme bildet. Vorteilhaft sind Befestigungsstellen an mittels eines Flächenrandes umgrenzter bzw. eines Kragenrandes versenkter Umlenkungsstirnfläche, insbesondere als Eckpunkte oder -stellen des Flächenrandes, angeordnet.
  • Für die Zwecke der Erfindung lassen sich Anordnungsprofilquerschnitte der Kanäle mit einer Matrixfelder umfassenden geometrischen Anordnungsmatrix darstellen und bestimmen. Die Matrixfelder definieren mögliche Positionen der Kanäle. Die Anordnungsmatrix weist der Zahl nach N Anordnungszeilen und der Zahl nach n Anordnungsspalten auf, die vorzugsweise in der Höhendimension liegen. Die Zeilen bzw. Spalten können unterschiedliche Breite aufweisen. Das heißt, dass in einer Zeile bzw. Spalte und/oder in unterschiedlichen Zeilen bzw. Spalten die Kanäle unterschiedliche Querschnitte aufweisen und/oder auch zueinander versetzt sein können, so dass die Kanalöffnungen in einer Zeile bzw. Spalte nicht notwendig miteinander fluchten. Solche Gestaltungen der Kanalanordnung sind unabhängig von der genannten Anordnungsmatrix. Die Zeilen bzw. Spalten können zu den Seitenrändern schräg liegen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung definiert die Anordnungsmatrix eine Gruppe von möglichen Anordnungsbereichen für maximal N x n-Kanäle mit natürlich Zahl N ≥ 3 und N-1 ≤ n ≤ N + 4. Danach sind kleinste Anordnungsbereich für maximal N x (N-1) Kanäle und größte Anordnungsbereiche für maximal N x (N+4) Kanäle definiert. Zahl und Anordnung der Kanäle werden weiterhin dadurch bestimmt, dass in einem aus der genannten Gruppe gewählten Anordnungsbereich in wenigstens einer Anordnungsspalte der Zahl nach N in Reihe aufeinanderfolgende Kanäle und zudem in jeder Anordnungszeile und in jeder Anordnungsspalte wenigstens ein Kanal angeordnet sind. Dadurch ist im Profilquerschnitt der Anordnung ein Kanalmuster bestimmt.
  • Eine insbesondere quadratische bzw. quadratischer Flächenform angenäherte Kanalanordnung kann durch eine Zentralanordnung von K x K Kanälen mit natürlich Zahl K ≥ 3 mit jeweils K-Kanalhöhenlagen und K-Kanalbreitenlagen gebildet sein. Von der K x K-Kanalanordnung abweichende Flächenformen oder -bereiche können auch dadurch definiert werden, dass die Zentralanordnung von wenigstens einem weiteren, an sie angrenzenden Kanal umgeben ist, der die Zentralanordnung in wenigstens einer von zwei Dimensionen, nämlich in Breitendimension und Höhendimension des ersten Grundkörperteils, um maximal einen Kanal jeweils seitlich der Zentralanordnung ergänzt. Die genannte Zentralanordnung kann auch von wenigstens einer an sie angrenzenden Gruppe von Kanälen umgeben sein, die die Zentralanordnung in Richtung wenigstens einer von zwei Dimensionen, nämlich von Breitendimension und Höhendimension des ersten Grundkörperteils, um maximal zwei Kanallagen jeweils seitlich der Zentralanordnung ergänzt. Anordnungen können so gestaltet sein, dass die die Zentralanordnung umgebenden Kanäle in Bezug auf die Zentralanordnung einander diagonal gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Mit Eingrenzung der Kanalanordnung bzw. Kanäle in der genannten gedachten Kreisfläche mit Durchmesser, der nur einen Teil der Körperbreite ist, erreicht man, dass der erste Grundkörperteil zum Beispiel eine Breitendimension aufweist, die etwa einhalb bis zweidrittel der Breitendimension des Grundkörpers ist.
  • Die Kanalanordnung der Längskanäle kann, obwohl sie nur in einem Teil des Grundkörpers ausgebildet ist, mit quer, insbesondere senkrecht zu den Längskanälen gerichtetem Zulaufkanal und Ablaufkanal, die sich in einem von der Kanalanordnung freien Bereich des Grundkörpers erstrecken, verbunden sein. So kann die Kanalanordnung einen äußeren Kanal umfassen, der an einer Trennstelle in zwei in Reihe aneinander angrenzende Teilkanäle unterteilt ist, wobei in der Kanalanordnung der erste Teilkanal einen Zulaufkanal und der zweite Teilkanal einen Ablaufkanal bilden, die jeweils zur Verbindung mit einer Wasserleitung im Bereich der Trennstelle mit einer Außenöffnung offen sind. In Verbindung damit sind in den zweiten Grundkörperteil, der frei von der Kanalanordnung der Längskanäle ist, zwei quer zu den Teilkanälen angeordnete Leitungskanäle eingearbeitet, und jeder Leitungskanal ist an seinem Ende durch die zugehörige Außenöffnung mit dem zugehörigen Teilkanal verbunden sowie an seinem anderen Ende zum Außenanschluss an eine Wasserleitung vorgesehen ist.
  • Wenngleich der erfindungsgemäße Durchlauferhitzer nicht auf eine Ausführung mit einer Blankdraht-Heizeinrichtung beschränkt ist, so wird die erfindungsgemäße Kanalanordnung besonders vorteilhaft in einem Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung vorgesehen, die wenigstens ein Heizelement umfasst, das mit wenigstens einem im Wasser angeordneten Blankdraht eingerichtet, an dem Grundkörper angeordnet und zwischen elektrische Wasser-Widerstandsstrecken bildende Wasserkanäle geschaltet ist.
  • Auf die genannten und noch andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Unteransprüche gerichtet. Lediglich besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungsformen und -möglichkeiten werden anhand der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Jede beschriebene Einzel- oder Detailgestaltung innerhalb eines Ausführungsbeispiels ist als unabhängiges Detailbeispiel und Kennzeichnung für andere nicht oder nicht vollständig beschriebene, unter die Erfindung fallende Ausführungen und Gestaltungen zu verstehen.
  • Es zeigen
  • Fig. 1
    im Schnitt eine Breitenansicht eines erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers,
    Fig. 2
    in axonometrischer Draufsicht auf seine Vorderseite den Grundkörper des Durchlauferhitzers gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    in axonometrischer Unteransicht die Rückseite des Grundkörpers des Durchlauferhitzers gemäß Fig. 1,
    Fig. 4A und B
    in Breitseitenansicht den Grundkörper gemäß Fig. 1,
    Fig. 4C
    einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 4A, B,
    Fig. 5
    in Längsansicht einen von Kanalanordnung freien Grundkörperteil des Grundkörpers des Durchlauferhitzers gemäß Fig. 1 und
    Fig. 6A und B
    axonometrische Ansichten von Deckelteilen.
  • Ein in den Figuren dargestellter elektrischer Durchlauferhitzer 1 umfasst eine Haube 12, ein rahmenförmiges Gehäuserückteil 13 und einen monolithischen Grundkörper 2 mit Körpervorderseite 201, Körperrückseite 202 und umlaufender Körperrandseite 200. Die Grundform des Durchlauferhitzers 1 ist im Wesentlichen quaderförmig. Entsprechend ist die Grundform des Grundkörpers 2 quaderförmig mit jeweils einander gegenüberliegenden, die Randseite 200 bildenden Längsseiten und Breitseiten. Die Längsseiten und Breitseiten erstrecken sich in Längsdimension L bzw. Breitendimension B und die Randseite 200 liegt in Höhendimension H. Der Grundkörper ist zweckmäßig ein aus Kunststoff gespritztes Teil.
  • Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, unterteilt der Grundkörper 2 den Durchlauferhitzer 1 in einen Trockenraum 101 und einen Nassraum oder Nassbereich 102. Der Trockenraum 101 ist der von der Haube 12 überdeckte Bereich, während der Nassbereich von dem Rahmen des Gehäuserückteils 13 umgeben ist. Die Rückseite 202 des Grundkörpers ist eine Außenseite.
  • Eine elektrische Heizeinrichtung zum Erwärmen von durchlaufendem Wasser ist an der Innenseite oder Vorderseite 201 des Grundkörpers 2 angeordnet. In Fig. 1 und 5 sind einige Bauteile 15, nämlich insbesondere eine flache Leiterplatte 151, eine Leiterplatte 152, ein Transformator 153 und ein Kondensator 154 dargestellt. Bestandteil der Heizeinrichtung ist auch eine Blankdraht-Heizkartusche 8.
  • Die Randseite 200 des Grundkörpers 2 ist umlaufend mit einem Stegsystem ausgestattet, das zwischen den Grundkörper 2 und die Haube 12 eingepasst ist. Das Stegsystem trennt den Trockenraum 101 von dem Nassbereich 202 derart ab, dass der Durchtritt von Tropfwasser, Spritzwasser und/oder Strahlwasser gesperrt ist. Das Stegsystem umfasst an Seitenwände 28 sowie an Deckelteile 3 angeformte Dichtstege 280.
  • Der monolithische Grundkörper 2 ist in seiner Breitendimension in zwei Grundkörperteile 203, 204 unterteilt, die, wie insbesondere aus Fig. 1, 3 und 4B hervorgeht, zwei Längshälften des Grundkörpers 2 bilden. Der eine erste Grundkörperteil 203 bildet einen in Höhendimension H an der Vorderseite 201 sowie an der Rückseite 202 hervorstehenden Teilkörper aus, in dem Wasserkanäle 5 in besonderer Kanalanordnung 4 ausgebildet sind. Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, erstrecken sich die Wasserkanäle 5 in der Längsdimension L parallel. Die Wasserkanäle 5 sind am Grundkörper 2 an beiden Breitseiten in einer Stirnfläche mit Kanalöffnungen 51 offen. Diese Stirnfläche wird als Umlenkungsstirnfläche 21 bezeichnet, an der die Kanalöffnungen 51 den Wasserweg der Kanalanordnung 4 umlenkend miteinander verbunden sind.
  • Der Durchlauferhitzer 1 umfasst weiterhin die Deckelteile 3, die durch monolithische Randteile gebildet sind. Zu jeder Umlenkungsstirnfläche 21 gehört ein Deckelteil 3 mit einer an die Umlenkungsstirnfläche 21 angepassten Innenfläche 32 mit korrespondierender Begrenzung der Deckelinnenseite. Das zu der in Fig. 3 dargestellten Umlenkungsstirnfläche 21 gehörende Deckelteil 3 ist in Fig. 6A, B dargestellt. Die Deckelteile 3 sind zweckmäßig aus Kunststoff gefertigte Spritzteile.
  • Fig. 4A, 4B und 4C zeigen die eine Breitseite des Grundkörpers 2. Die andere Breitseite ist mit entsprechender Grundform der entsprechenden Umlenkungsstirnfläche 21 gestaltet, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Wasserkanäle 5 der Kanalanordnung 4 erstrecken sich zwischen den beiden Umlenkungsstirnflächen 21, zu denen sie senkrecht gerichtet sind. An den Umlenkungsstirnflächen 21 sind die Öffnungen 51 der Wasserkanäle 5 zur Ausbildung eines Wasserwegs der Kanalanordnung 4 verbunden. Benachbarte Kanalöffnungen 51 bzw. Kanalenden sind paarweise mit vertikalen und horizontalen Kanalpaaren 511, 512 jeweils über einen Brückenkanal miteinander verbunden. In der Umlenkungsstirnfläche 21 sind Brückenkanalhälften 29 und in dem Deckelteil 3 korrespondierende Brückenkanalhälften 39 ausgebildet. Die Innenfläche 32 jedes Deckelteils 3 bildet eine Dichtfläche mit den Brückenkanalhälften 39. Die Umlenkungsstirnfläche 21 bildet gleichfalls eine Dichtfläche mit der Dichtfläche des Deckelteils 3 entsprechender Form. Die Brückenkanalhälften 29, 39 kommen gedichtet aneinanderzuliegen. Eine wasser- und druckdichte Dichtung kann jeweils der Halbform der Kanalhälften 29, 39 38 entsprechende, nicht dargestellte Randdichtringe umfassen, die Bestandteile einer Dichtmatte, eines Dichtnetzes od. dgl. Dichtelemente sein können, und zwischen dem Grundkörper 2 und dem Deckelteil 3 in Nuten 24, 34 liegend eingefügt sind.
  • Während ausschließlich in dem ersten Grundkörperteil 203 die Kanalanordnung 4 ausgebildet ist, ist der von der Kanalanordnung 4 der Längskanäle freie zweite Grundkörperteil 204 mit sich in der Längs- und Breitendimension L, B erstreckenden Körperwänden 25 ausgebildet. Jede Körperwand 25 belässt an der dem Trockenraum 201 zugewandten Vorderseite des zweiten Grundkörperteils 204 Bauraum 26 insbesondere in Form von Aufnahmefächern. Dieser Bauraum 26 bzw. die Aufnahmefächer sind in der Höhendimension H neben der Kanalanordnung 4 ausgebildet und weisen in diesem Bereich maximal eine Bautiefe T für Bauteile 15 der elektrischen Heizeinrichtung 8 auf, und zwar insbesondere, wie aus Fig. 1 und 5 ersichtlich, für Transformatoren, Kondensatoren und Leiterplatten. Es sind nicht sämtliche solcher Bauteile dargestellt, und insbesondere in den Fig. 2 und 3 ist der Grundkörper 2 mit den Aufnahmefächern ohne von diesen aufgenommenen Bauteilen 15 dargestellt. Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, beträgt die maximale Bautiefe T des zweiten Grundkörperteils 204 im der Höhe der Kanalanordnung entsprechenden Höhenbereich etwa der Höhe von zwei Kanalhöhenlagen 42 der Kanalanordnung 4.
  • Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, weist der zweite Grundkörperteil 204 auch Körperwände 25 auf, die Bauraum 27 begrenzen, der an der Unterseite des zweiten Grundkörperteils 204 neben der Kanalanordnung 4 ausgebildet ist, und zwar neben der Kanalanordnung 4 mit maximaler Bautiefe t, die etwa gleich der Höhe von ca. einundeinhalb Kanalhöhenlagen 42 ist. Die Kanalanordnung 4 ragt zum Ausbilden der genannten Bauräume 26, 27 sowohl an der Vorderseite 201, als auch an der Rückseite 202 des Grundkörpers 2 hervor.
  • Die Anordnung der Wasserkanäle 5 weist im zu den Kanälen senkrechten Profilquerschnitt, der im Folgenden als Anordnungsprofilquerschnitt 41 bezeichnet wird, jeweils an der Umlenkungsstirnfläche 21 eine besondere Anordnung auf, wobei die Umlenkungsstirnfläche 21 jeweils eine durch einen Flächenrand 22 begrenzte, die Kanalöffnungen 51 aufweisende Fläche bildet.
  • Der Anordnungsprofilquerschnitt 41 wird anhand zunächst der Fig. 4C an einer Breitseite des. Grundkörpers 2 beschrieben. Der Anordnungsprofilquerschnitt 41 ist dort durch eine Matrixfelder umfassende Anordnungsmatrix 6 sowie durch bestimmte, mit Wasserkanälen 5 belegte Matrixfelder bestimmt, so dass ein Profilmuster der Kanäle 5 definiert ist. In Fig. 4C umfasst die Anordnungsmatrix 6 in der Höhendimension H drei Anordnungszeilen (Matrixzeilen) Z, bestimmt durch N = 3, sowie in der Breitendimension sechs Anordnungsspalten (Matrixspalten) S, bestimmt durch n = N + 3 = 6. Diese Anordnungsmatrix 6 definiert entsprechend den Matrixfeldern einen Anordnungsbereich für maximal N x n Kanäle mit natürlichen Zahlen N = 3 und n = 6. Weiter ist die Anordnung dadurch bestimmt, dass in sämtlichen drei Matrixzeilen Z Kanäle 5, sowie auch in sämtlichen sechs Spalten S Kanäle 5 vorgesehen sind. Nach Maßgabe dieser Anordnungsregel umfasst die Kanalanordnung 4 in der Höhendimension des Grundkörpers 2 drei (N = 3) Kanalhöhenlagen 42 und in der Breitendimension B des Grundkörpers 2 sechs (n = 6) Kanalbreitenlagen 43, wobei die Kanäle 5 in dichter Packung nebeneinander liegen, indem jedenfalls je zwei Kanäle 5 in benachbarten Matrixfeldern angeordnet sind. Allgemein ist eine dichte Packung ausgebildet, wenn die überwiegende Zahl der Kanäle in benachbarten Matrixfeldern ungeachtet einer Aufteilungsregel auf die Matrixfelder angeordnet sind.
  • In Fig. 4C ist die Aufteilung derart, dass die der Körperrückseite 202 zugewandte, mit Z = 1 bestimmte Matrixzeile Z in fünf aufeinanderfolgenden, durch S = 1 bis S = 5 bestimmten Matrixspalten S mit Wasserkanälen 5 belegt ist. Auch die folgende Matrixzeile Z = 2 ist in den Matrixspalten S = 1 bis S = 5 mit Wasserkanälen 5 belegt. Die der Körpervorderseite 201 zugewandte Matrixzeile Z = 3 ist mit vier Wasserkanälen 5 belegt, und zwar in den Spalten S = 3 bis S= 6. Infolgedessen umfasst die Matrixspalte S = 6 bzw. die in dieser Spalte liegende Kanalbreitenlage 43 nur einen Kanal 5.
  • Die Anordnungsmatrix 6 bestimmt eine Gruppe von Anordnungsbereichen für maximal N x n Kanäle mit natürlicher Zahl N ≥ 3 und N-1 ≤ n ≤ N+4, nämlich kleinste Anordnungsbereiche für maximal N x (N-1) Kanäle und größte Anordnungsbereiche für maximal N x (N+4) Kanäle. Infolgedessen ist mit N = 3 ein kleinster, nicht dargestellter Anordnungsbereich durch N=3 (drei Matrixzeilen Z) und n=2 (zwei Matrixspalten S) gebildet, während für den Fall, dass N = 3 gewählt wird, der größte Anordnungsbereich drei Matrixzeilen Z und sieben Matrixspalten S, also einundzwanzig Matrixfelder umfasst. Gemäß Aufteilungsregel sind in wenigstens einer Anordnungsspalte S der Zahl nach N in Reihe aufeinander folgende Kanäle 5 und zudem in jeder Anordnungszeile Z wenigstens ein Kanal angeordnet.
  • Die in Fig. 4A, 4B, 4C dargestellte Kanalanordnung 4 bzw. der Anordnungsprofilquerschnitt 41 unterfällt auch folgender, zu einer weiteren Ausgestaltung zugehörigen Definition erfindungsgemäßer Kanalanordnungen 4. Eine Zentralanordnung 40 von K x K Kanälen 53 mit natürlicher Zahl K=3 umfasst drei Kanalhöhenlagen 42 mit jeweils drei nebeneinander liegenden Kanälen 5 und drei Kanalbreitenlagen 43 mit jeweils drei nebeneinander liegenden Kanälen 5. Die Anordnung ist weiter dadurch bestimmt, dass sie von einem weiteren, an sie angrenzenden Kanal 54 umgeben ist, der die Zentralanordnung 40 in der Breitendimension B um einen Kanal seitlich der Zentralanordnung ergänzt. In Fig. 4C handelt es sich um den Kanal 54, der in dem durch Z=3 und S=6 bestimmten Matrixfeld liegt.
  • Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4A, 4B, 4C ist die K x K=9 Kanäle aufweisende Zentralanordnung 40 zudem von einer Gruppe 401 von Kanälen 56 umgeben, die die Zentralanordnung 40 in Richtung der Breitendimension B um zwei Kanallagen seitlich der Zentralanordnung ergänzen. Die Kanäle 56 belegen in der Anordnungsmatrix 6 die durch Z=1, Z=2 und S=1, S=2 bestimmten Matrixfelder. Der Kanal 54 sowie die Kanäle 56 der Kanalgruppe 401 sind in Bezug auf die Zentralanordnung 40 einander diagonal gegenüber liegend angeordnet.
  • Anhand der Fig. 4A ist dargestellt, dass sich die Kanalanordnung 4 bzw. der Anordnungsprofilquerschnitt 41, wie er zu Fig. 4C beschrieben worden ist, von einem gedachten Kreis umgeben lässt, dessen Durchmesser D allgemein, unabhängig von dem Ausführungsbeispiel, zumindest im Wesentlichen durch eine gedachte, außenseitig an Kanälen endende Außenachse bestimmt ist, die als solche der maximalen Diagonaldistanz der diagonal am weitesten entfernt gelegenen Kanäle entspricht. Der Durchmesser D dieses Kreises beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 60% der Breite b des Grundkörpers 2.
  • Weiterhin weist die Kanalanordnung 4 bzw. die in Fig. 4A, B, und C dargestellte Umlenkungsstirnfläche 21 aufgrund der beschriebenen Kanalanordnung 4 eine besondere trapezförmige Flächenform 210 auf. Die trapezförmige Flächenform 210 ist zumindest im Wesentlichen durch gerade Polygonabschnitte oder -linien des Flächenrandes 22 der Dicht-Umlenkungsstirnfläche 21 bestimmt. Der Flächenrand 22 umgibt die Gesamtheit der Kanäle 5 bzw. der Kanalöffnungen 51 ringförmig. An vier Eckstellen der Polygonabschnitte sind jeweils im an die Kanäle 5 angrenzenden Bereich Befestigungsstellen 23 vorgesehen. Das heißt, dass im Ausführungsbeispiel zwischen vier Befestigungsstellen 23 die im Wesentlichen trapezähnliche Form ausgebildet ist mit zwei in der Breitendimension B im Wesentlichen parallelen Linien und mit im Übrigen dazu schrägen, gleich orientierten Abschnitten in der Höhendimension H. Die parallelen Linien sind mit der Länge einer Normalachse 211 und die schrägen Abschnitte mit der Länge einer Normalachse 212 beabstandet. Diese Normalachsen 211, 212 sind als Mittenachsen definiert, die sich rechtwinklig schneiden und die die Trapez-Flächenform 210 aufspannende Halblängen bilden. Im Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis der Länge der Normalachse 211 in der Höhendimension H und der Normalachse 212 in der Breitendimension B ca. 57%.
  • Das Ausführungsbeispiel zeigt die trapezähnliche Form 210 der Umlenkungsstirnfläche 21 als Beispiel. Erfindungsgemäß können andere Flächenformen, in die eine komprimierte Anordnung der Kanäle 5 eingeschrieben ist, vorgesehen werden, und zwar zum Beispiel Flächenformen, die wenigstens annähernd kreisförmig, ovalförmig, quadratisch oder rhombusförmig sind. Auch solche nicht dargestellten Flächenformen werden durch zwei Normalachsen entsprechend der vorhergehenden Beschreibung bestimmt.
  • Die vier Befestigungsstellen 23 sind entsprechend der Trapezform jeweils in Bezug auf die Höhendimension H und die Breitendimension B gleich oder annähernd gleich verteilt. Wie insbesondere aus der axonometrischen Darstellung der Fig. 3 hervorgeht, ist der Flächenrand 22 als Kragenrand 221 ausgebildet, so dass die Umlenkungsstirnfläche 21 darin versenkt angeordnet ist und gleichermaßen auch das zugehörige Deckelteil 3 mit formgleicher Dicht-/Deckelfläche 32 sowie einer der Kragenrandtiefe angepassten Deckelstärke überstandsfrei in den Kragenrand 221 eingefasst ist. Die Befestigungsstellen 23 sind, wie allgemein vorteilhaft, Schraubverbindungen zwischen dem Grundkörper 2 und dem Deckelteil 3.
  • Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, umfasst die Kanalanordnung 4 einen äußeren, an den Bauraum 26 angrenzenden bzw. den ersten Grundkörperteil 203 von dem zweiten Grundkörperteil 204 abgrenzenden Kanal 55, der an einer Trennstelle etwa in der Längsmitte des Grundkörpers 2 in zwei in Reihe aneinander angrenzende Teilkanäle 551, 552 unterteilt ist. Der erste Teilkanal 551 bildet einen Wasser-Zulaufkanal, während der zweite Kanal 552 ein Wasser-Ablaufkanal ist. Diese beiden Kanäle sind jeweils zur Verbindung mit einer Wasserleitung Trennstelle mit einer Außenöffnung im Bereich der Trennstelle offen. In dem zweiten Grundkörperteil 204, der frei von der Kanalanordnung 4 der Längskanäle 5 ist, sind zwei quer zu den Teilkanälen 551, 552 angeordnete Leitungskanäle 7 eingearbeitet. Jeder Leitungskanal 7 ist an seinem einen Ende durch die zugehörige Außenöffnung mit dem zugehörigen Teilkanal 551, 552 verbunden und an seinem anderen Ende zum Anschluss an eine Wasserleitung vorgesehen, wie dies insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist.
  • In Fig. 1 erkennt man eine Blankdraht-Heizkartusche 8, die sich oberhalb der Kanalanordnung 4 erstreckt und, wie aus Fig. 2 hervorgeht, über Anschlussschächte 81 mit zu der Kanalanordnung 4 gehörenden Stummelkanälen 57 verbunden ist, die jeweils in einer Umlenkungsstirnfläche 21 münden.

Claims (14)

  1. Elektrischer Durchlauferhitzer (1), umfassend einen sich in Längs-, Breiten- und Höhendimension (L, B, H) erstreckenden Grundkörper (2) mit einer Vorderseite (201) und einer Rückseite (202), wobei die Rückseite (202) einen rückseitigen Nassbereich (102) von einem vorderseitigen Trockenraum (101) trennt, umfassend eine elektrische Heizeinrichtung (8), die innerhalb des Trockenraums (101) an der Vorderseite (201) des Grundkörpers (2) angeordnet ist, umfassend eine in dem Grundkörper (2) ausgebildete Kanalanordnung (4), die mehrere zur Durchleitung von zu erwärmendem und erwärmtem Wasser eingerichtete Wasserkanäle (5) umfasst, die sich als Längskanäle in der Längsdimension (L) erstrecken und in Breiten- und Höhenpositionen am Grundkörper (2) durch einen zur Kanalerstreckung quergerichteten Anordnungsprofilquerschnitt (41) bestimmt sind, der in der Breitendimension (B) des Grundkörpers (2) Kanallagen von in Reihe mit dichter Packung nebeneinander liegenden Kanälen, nämlich Kanalbreitenlagen (43), sowie in der Höhendimension (H) des Grundkörpers (2) Kanallagen von in Reihe mit dichter Packung nebeneinander liegenden Kanälen, nämlich Kanalhöhenlagen (42), umfasst, wobei an einer Breitseite des Grundkörpers (2) eine dort dem Anordnungsprofilquerschnitt (41) der Kanalanordnung (4) entsprechende Umlenkungsstirnfläche (21) ausgebildet ist, die zum Umlenken der Wasserdurchleitung zwischen Kanalöffnungen (510) eingerichtet ist, mit denen benachbarte Kanäle (5) in der Umlenkungsstirnfläche (21) offen und einander zugehörig enden, und umfassend ein Deckelteil (3), das der Umlenkungsstirnfläche (21) entsprechend, gedichtet an die Umlenkungsstirnfläche (21), die eine entsprechende Dichtfläche bildet, angesetzt ist und damit zusammen dichtende Umlenkungsbrückenkanäle zwischen zugehörigen Kanalöffnungen (510) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) in seiner Breitendimension (B) in wenigstens zwei Grundkörperteile (203, 204) unterteilt ist, dass die Kanalanordnung (4) in wenigstens einem ersten (203) der Grundkörperteile (203, 204) ausgebildet ist, der eine durch wenigstens drei Kanalhöhenlagen (42) bestimmte Höhe in der Höhendimension (H) aufweist, wobei die Umlenkungsstirnfläche (21), die dem genannten Anordnungsquerschnitt (41) der Kanalanordnung (4) entspricht, die die genannte Dichtfläche bildet und an die das Deckelteil (3) gedichtet angesetzt ist, innerhalb einer gedachten Kreisfläche mit einem Durchmesser liegt, der nur einen Teil der Breite des Grundkörpers (2) beträgt, dass wenigstens ein von der Kanalanordnung (4) der Längskanäle (5) freier zweiter (204) der Grundkörperteile (203, 204) mit wenigstens einer von der Kanalanordnung (4) freien, sich in der Längs- und Breitendimension (L, B) erstreckenden Körperwand (25) ausgebildet ist, die an der dem Trockenraum (101) zugewandten Vorderseite des zweiten Grundkörperteils (204) Bauraum (26) belässt, der in der Höhendimension (H) neben der Kanalanordnung (4) Bautiefe (T) für Bauteile (15) der elektrischen Heizeinrichtung (8) ausbildet, und dass ein die Umlenkungsstirnfläche (21) umgrenzender Flächenrand (22) als Kragenrand (221) ausgebildet ist, der eine das Deckelteil (3) überstandsfrei aufnehmende Aufnahme bildet.
  2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bautiefe (T) des zweiten Grundkörperteils (204) im der Höhe der Kanalanordnung (4) entsprechenden Höhenbereich gleich der Höhe von wenigstens einundeinhalb Kanalhöhenlagen (42) und vorzugsweise gleich der Höhe von wenigstens zwei Kanalhöhenlagen (42) ist.
  3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Grundkörperteil (204) durch die Körperwand (25) begrenzter Bauraum (27) mit Bautiefe (t), die gleich der Höhe von wenigstens einundeinhalb Kanalhöhenlagen (42) ist, auch an der dem Nassbereich (102) zugewandten Rückseite des zweiten Grundkörperbauteils (204) ausgebildet ist.
  4. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkungsstirnfläche (21) an der Breitseite des Grundkörpers (2) einen die Umlenkungsstirnfläche (21) umgrenzenden ringförmig umlaufenden Flächenrand (22) des Grundkörpers (2) umfasst, wobei der Flächenrand (22) die Gesamtheit der Kanalöffnungen (51) umgibt und die Umlenkungsstirnfläche (21) eine durch den Flächenrand (22) begrenzte geometrische Flächenform (210) aufweist, die zumindest annähernd einer Flächenform entspricht, die zur Gruppe von Flächengrundformen gehört, die kreisförmig, ovalförmig, trapezförmig, quadratisch und rhombusförmig sind.
  5. Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übereinstimmungsverhältnis der Längen von zwei Normalachsen (211, 212) der genannten Flächenform (210) nicht kleiner als 50% und vorzugsweise nicht kleiner als 55% ist, wobei die beiden Normalachsen (211, 212) der Flächenform (210) rechtwinklig aufeinander stehende Mittenachsen mit die Flächenform (210) aufspannenden Halblängen sind (Fig. 4B).
  6. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkungsstirnfläche (21) und das zugehörige Deckelteil (3) durch Befestigungsstellen (23) miteinander verbunden sind, die an einem die Umlenkungsstirnfläche (21) begrenzenden Flächenrand (22) durch wenigstens drei und maximal fünf Befestigungsstellen gebildet sind.
  7. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Anordnungsprofilquerschnitt (41) durch eine der Zahl nach N Anordnungszeilen (Z) und der Zahl nach n Anordnungsspalten (S) aufweisende geometrische Anordnungsmatrix (6), in der Positionen der Kanäle (5) definiert sind, bestimmt ist, wobei die Anordnungsmatrix (6) eine Gruppe von Anordnungsbereichen für maximal N x n Kanäle mit natürlicher Zahl N ≥ 3 und N-1 ≤ n ≤ N+4 definiert, nämlich kleinste Anordnungsbereiche für maximal N x (N - 1) Kanäle und größte Anordnungsbereiche für maximal N x (N + 4) Kanäle, und dass die Kanalanordnung (4) dadurch gebildet ist, dass in einem aus der genannten Gruppe gewählten Anordnungsbereich in wenigstens einer Anordnungsspalte (S) der Zahl nach N in Reihe aufeinander folgende Kanäle (5) und zudem in jeder Anordnungszeile (Z) und in jeder Anordnungsspalte (S) wenigstens ein Kanal (5) angeordnet sind (Fig. 4C).
  8. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (4) eine Zentralanordnung (40) von K x K Kanälen (53) mit natürlicher Zahl K ≥ 3 aufweist, die jeweils durch K Kanalhöhenlagen (42) und K Kanalbreitenlagen (43) gebildet ist.
  9. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralanordnung (40) von wenigstens einem weiteren, an die Zentralanordnung (40) angrenzenden Kanal (54) umgeben ist, der die Zentralanordnung (40) in Richtung wenigstens einer von zwei Dimensionen, nämlich von Breitendimension (B) und Höhendimension (H) des ersten Grundkörperteils (203), um maximal einen Kanal jeweils seitlich der Zentralanordnung (40) ergänzt (Fig. 4C).
  10. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralanordnung (40) von wenigstens einer an die Zentralanordnung (40) angrenzenden Gruppe (401) von Kanälen (56) umgeben ist, die die Zentralanordnung (40) in Richtung wenigstens einer von zwei Dimensionen, nämlich von Breitendimension (B) und Höhendimension (H) des ersten Grundkörperteils (203), um maximal zwei Kanallagen jeweils seitlich der Zentralanordnung (40) ergänzt (Fig. 4C).
  11. Durchlauferhitzer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zentralanordnung (40) umgebenden Kanäle (54, 56) in Bezug auf die Zentralanordnung (40) einander diagonal gegenüberliegend angeordnet sind.
  12. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grundkörperteil (203) eine Breitendimension aufweist, die etwa einhalb bis zweidrittel der Breitendimension (B) des Grundkörpers (2) ist.
  13. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalanordnung (4) einen äußeren Kanal (55) umfasst, der an einer Trennstelle in zwei in Reihe aneinander angrenzende Teilkanäle (551, 552) unterteilt ist, wobei in der Kanalanordnung (4) der erste Teilkanal (551) einen Zulaufkanal und der zweite Teilkanal (552) einen Ablaufkanal bilden, die jeweils zur Verbindung mit einer Wasserleitung im Bereich der Trennstelle mit einer Außenöffnung offen sind und dass in den zweiten Grundkörperteil (204), der frei von der Kanalanordnung (4) der Längskanäle (5) ist, zwei quer zu den Teilkanälen (551, 552) angeordnete Leitungskanäle (7) eingearbeitet sind, wobei jeder Leitungskanal (7) an seinem einen Ende durch die zugehörige Außenöffnung mit dem zugehörigen Teilkanal (551, 552) verbunden und an seinem anderen Ende zum Außenanschluss an eine Wasserleitung vorgesehen ist.
  14. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (8) wenigstens ein Heizelement (81) umfasst, das mit wenigstens einem im Wasserweg angeordneten Blankdraht eingerichtet, an dem Grundkörper (2) angeordnet und zwischen elektrische Wasser-Widerstandsstrecken bildende Wasserkanäle (5) der Kanalanordnung (4) geschaltet ist.
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