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Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer
Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer für Flüssigkeiten, insbesondere Öle, mit einem luftdicht abgeschlossenen, evakuierten Gefäss, das ein Heizelement und eine von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchströmte Rohrschlange enthält und dessen äussere Gefässwand doppelwandig ausgebildet und ebenfalls von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchflossen ist.
Es ist bereits ein elektrisch geheizter Durchlauferhitzer dieser Art bekannt, der zur raschen Dampferzeugung dient. Bei diesem Erhitzer ist das Gefässinnere luftleer gemacht oder mit einem neutralen Gas gefüllt, so dass man die Heizdrähte auf eine sehr hohe Temperatur erhitzen kann. Die Stromzufuhr zum Heizelement ist nicht regelbar und die Temperatur des aus dem Erhitzer austretenden Mediums ändert sich deshalb je nach der Flüssigkeitsmenge, die den Erhitzer durchströmt.
Der Durchlauferhitzer nach der Erfindung dient dagegen hauptsächlich zur Erwärmung von Öl, u. zw. vorzugsweise zum Vorwärmen von Schweröl, das in Ölbrennern von Heizungen u. dgl. verbrannt wird. Für diesen Zweck ist es sehr wichtig, dass das aus dem Erhitzer austretende Öl eine konstante Temperatur aufweist, da sich bekanntlich seine Viskosität mit der Temperatur ändert und dadurch die Brennerleistung beeinflusst. Es ist ferner wichtig, dass im Durchlauferhitzer keine örtlichen Überhitzungen auftreten, da diese zu Verkokungen des Öles führen können. Beide Voraussetzungen werden durch den bekannten Durchlauferhitzer nicht erfüllt. Dieser Nachteil wird beim Durchlauferhitzer nach der Erfindung behoben.
Erfindungsgemäss ist sein Gefäss teilweise mit einer Flüssigkeit und zum andern Teil vom Dampf derselben gefüllt, und er ist mit einem elastischen, gegenüber dem im Gefässinnern herrschenden Dampfdruck empfindlichen Steuerelement zur Regelung der Energiezufuhr zum Heizelement ausgerüstet.
Es ist zwar eine elektrisch beheizte Kochvorrichtung bekannt geworden, die ein luftdicht verschlossenes, evakuiertes Gefäss aufweist, in dem sich eine kleine Menge Flüssigkeit befindet, die bei der Erwärmung verdampft und eine in der Wandung des Vakuumgefässes eingebaute Membran beeinflusst, die ihrerseits einen Stromunterbrecher des elektrischen Heizkörpers öffnet und schliesst. Im Gegensatz zum Steuerelement des erfindungsgemässen Durchlauferhitzers ist der Stromunterbrecher bei dieser Kochvorrichtung nicht regelbar, sondern er öffnet den Stromkreis immer, wenn die Temperatur im Vakuumbehälter über 1000 C steigt. Er dient also nur dazu, die Kochtemperatur auf etwa 1000 C konstant zu halten.
Beim erfindungsgemässen Durchlauferhitzer kann mittels einer Regulierschraube der Ansprechdruck und damit die Temperatur in weiten Grenzen sehr fein eingestellt werden, was zum Einregulieren der richtigen Öltemperatur wichtig ist. Die Dampftemperatur im Gefässinnern kann nötigenfalls auf mehrere hundert Grad erhöht werden, um eine genügende Erwärmung des durchfliessenden Öles sicherzustellen.
Es sind auch schon Durchlauferhitzer bekanntgeworden, bei denen ein elektrisches Heizelement eine in einem Behälter eingeschlossene Flüssigkeit erhitzt, die ihrerseits durch die Behälterwände hindurch ihre Wärme auf die zu erwärmende zirkulierende Flüssigkeit überträgt. Bei solchen Durchlauferhitzern ist jedoch die Heizflüssigkeit dauernd mit der Aussenluft verbunden. Die höchste Temperatur der Heizflüssigkeit ist somit durch ihren Siedepunkt begrenzt und eine Möglichkeit zum Regulieren der Temperatur ist vorhanden. Ein solcher Durchlauferhitzer wäre für die Erwärmung von Schweröl für Ölbrenner nicht geeignet.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfiudungsgemässen Durchlauferhitzers, der zum Erwärmen von Schweröl dient, welches in einem Ölbrenner für Zentralheizungen verbrannt wird.
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Der Erhitzer besteht aus einem zylindrischen Mantel 1, dessen Stirnseiten durch Wände 2 und 3 gasdicht abgeschlossen sind. Über den Mantel l ist mit Abstand ein zweiter Mantel 4 angeordnet und im Zwischenraum 6 ist als Schikane ein schraubenlinienförmig gewundener Draht 5 eingelegt. Der Innenraum 12 des Gefässes ist evakuiert und teilweise mit Wasser 13 gefüllt. Im Innenraum ist ein elektrisches Heizelement 7 angeordnet, das über einen Schalter 8 und Leitungen 10,11 mit einer Stromquelle 9 verbunden ist. Ausserdem enthält der Innenraum eine Rohrschlange 14, die mit einer durch den Deckel 2 hindurchführenden Zuflussleitung 15 und mit einem in den Zwischenraum 6 des Gehäusemantels mündenden Abflussstutzen 16 in Verbindung steht.
Im äusseren Mantel 4 ist ferner ein Auslassstutzen 17 angeordnet, der mit dem Zwischenraum 6 verbunden ist.
Auf dem Deckel 3 ist eine an sich bekannte Temperaturregelvorrichtung montiert, die nur schematisch dargestellt ist, da sie nicht zur Erfindung gehört. Sie umfasst einen elastischen Balg 18, dessen Innenraum mit dem Innenraum des Erhitzergefässes in Verbindung steht. Der Balg 18 wirkt über eine Schraube 19 auf eine Blattfeder 20, die an ihrem einen Ende in einem Halter 22 eingespannt ist und mit ihrem andern Ende auf den ebenfalls auf dem Deckel 3 angeordneten Schalter 8 wirkt. Eine Regelschraube 21 gestattet die Blattfeder 20 gegen Schalter 8 vorzuspannen.
Die Wirkungsweise des Erhitzers ist folgende : Der Schalter 8 ist normalerweise geschlossen. Fliesst Strom aus der Stromquelle 9 durch das Heizelement 7 so erhitzt dieses das Wasser 13, das im evakuierten Raum sofort verdampft und die Gefässwände erhitzt. Die Temperatur ist eine Funktion des Druckes im Innenraum 12 des Gefässes. Dieser Druck verursacht eine elastische Dehnung des Balges 18. Dieser drückt über die Schraube 19 auf die Blattfeder 20 und hebt diese nach dem Überschreiten ihrer Vorspannungskraft vom Schalter 8 ab. Dadurch wird der Heizstrom unterbrochen und erst nach dem Unterschreiten eines bestimmten Druckes und damit einer bestimmten Temperatur wieder eingeschaltet. Die Vorspannung der Feder 20 und damit die Temperatur des Erhitzers kann durch Verstellen der Schraube 21 reguliert werden.
Das zu erhitzende Öl wird durch eine nicht gezeichnete Pumpe durch den Einlassstutzen 15 in die Rohrschlange 14 gefördert, in der es vorgewärmt wird. Es verlässt diese durch den Stutzen 16 und strömt in den Zwischenraum 6. Diesen durchfliesst es zwischen den Schikanen 5 auf einer schraubenlinienförmigen Bahn, bis es den Auslass 17 erreicht und zum Ölbrenner geleitet wird. Die grosse beheizte Oberfläche des Mantels 1 ermöglicht eine ganz gleichmässige Erwärmung der verhältnismässig dünnen Ölschicht im Zwischenraum 6. Örtliche Überhitzungen des Öles, die zu Verkokung führen können, werden durch diese Bauart des Erhitzers mit Sicherheit vermieden.
An Stelle des Balges 18 könnte auch eine einfache Membran verwendet werden und zur Erhitzung des Wassers 13 könnten anstatt Elektrizität auch heisse Gase usw. verwendet werden.