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Elektrischer Durchflußerhitzer mit Wärmeschutz Den Gegenstand der
Erfindung bildet ein elektrischer Durchflußerhitzer mit Wärmeschutz.
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Elektrische Flüssigkeitsapparate, bei denen innerhalb eines Gehäuses
ein elektrischer Heizkörper auf einem aufrecht stehenden Träger aus Isolationsmaterial
derart angeordnet ist, daß zwischen dem Gehäuseboden und dem Boden des Trägers ein
freier Flüssigkeitsdurchflußraum vorhanden ist, sind an sich bekannt.
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Um eine besonders gute Wärmehaltung zu erreichen und den Wirkungsgrad
zu erhöhen, wird der elektrische Durchflußerhitzer erfindungsgemäß so ausgebildet,
daß eine den aufrecht stehenden elektrischen Heizkörper umgebende Bekleidung aus
feuerfestem, wärmehaltendem Material zwischen sich und dem Gehäusemantel aus Aluminium
einen zylinderförmigen Hohlraum frei läßt, der, von einer Dichtung abgeschlossen
und von ruhender Flüssigkeit erfüllt, die Wärmeisolation und den Wirkungsgrad durch
diesen Flüssigkeitsmantel erhöht.
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Bei einer Ausführungsform ist die den Heizkörper umgebende Bekleidung
nach dem Ausflußende zu verifingt, derart, daß in dem hier verengten, den Heizkörper
umgebenden Umlaufraum eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird.
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Die Erfindung sei an Hand beiliegender Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es bedeutet: Abb. i einen Schnitt durch eine Ausführungsform, .
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Abb. 2 einen Schnitt nach Linie I-I der Abb. i, Abb. 3 einen Schnitt
nach Linie III-III der Abb. i.
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Das rohrförmige Gehäuse 6 besteht zweckmäßig aus Aluminiumguß mit
einem halbkugeligen oberen Ende 7 und einer Gewindeöffnung 8 für das Auslaßrohr
9.
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An der Seite des Gehäuses ist ein Stutzen io (Abb. i) in der Nähe
des unteren Endes vorgesehen und besitzt eine Gewindeöffnung I I für das Einlaßrohr
12. Die Rohre g und 12 dienen gleichzeitig als Träger des Apparates.
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Das untere offene Ende des Gehäuses 6 besitzt ein Gewinde 14 zur Aufnahme
eines mit Außengewinde versehenen Bodenteiles 15, dessen glatte Oberfläche 17 mit
einer anderen glatten Oberfläche 13 des Gehäusebodens übereinstimmt und unter Zwischenschaltung
einer Dichtung i9 einen wasserdichten Verschluß bildet. Ein zwölfseitiger Teil 6'
(Abb. 2) des Gehäuses 6 und Flachseite 18 (Abb. i) an dem Bodenteil dienen dazu,
um mit Hilfe von Schraubenschlüsseln den Boden in das Gehäuse einzuschrauben.
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Im Boden r 5 sind in gewisser Entfernung voneinander Öffnungen vorgesehen,
die zur Aufnahme von Klemmschrauben 2 1 (Abb. 2) dienen, welche durch Glimmermuffen
22 von dem Bodenkörper isoliert sind. Die Enden
der :Muffen 22 ragen
zu beiden Seiten aus dem Bodenkörper i 5 heraus und greifen in Löcher der inneren
Bodenbekleidung 24 und in einen Anschluläblock 25, der wie die Bekleidung 24 aus
Porzellan besteht.
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An beiden Enden der Muffen 22 wird Wasser- und wärmesicherer Kitt
verwendet. Die Unterlegscheiben, welche mit Klebstoff oder Kitt bestrichen sind,
werden über die elektrischen Zuführungsstifte 21 gestreift; außerdem werden metallene
Unterlegscheiben 27 über die Dichtungsscheiben gelegt, und das Ganze wird durch
Muttern 28 an dem Gewindeteil der Zuleitungsstifte befestigt. Auf diese Weise erzielt
man einen wirksamen wasserdichten Verschluß rund um die Stromzuführungsstifte innerhalb
der Heizkammer und einen zweiten wasserdichten Verschluß an der Außenseite der Heizkammer.
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Abstandsblöcke 29 aus Porzellan, die Aussparungen besitzen, nehmen
die Muttern 28 auf. Die Zuleitungsstifte 2i greifen nach oben durch die Augen eines
Kernes 32 aus feuerfestem Material und besitzen Unterlegscheiben 35 sowie Muttern
33 an dem oberen Ende. Der Kern 32 ruht auf Abstandsblöcken 29 und wird durch Muttern
befestigt.
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Eine Widerstandsspirale 34 wird schraubenförmig um den Kern 32 gewickelt
und ist mit ihrem unteren Ende mit dem einen Zuleitungsstift 21 durch Unterlegscheibe
und Muttern in Verbindung, während das obere Ende der Widerstandsspirale durch die
axiale Höhlung des Kernes 32 greift, um nach Auflösung der Windungen durch einen
radialen Schlitz 39 nach außen zu ragen und mit dem anderen Zuleitungsstift verbunden
zu werden. Der Schlitz 39 erleichtert die Verbindung.
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Der Leitungsquerschnitt innerhalb der Höhlung des Kernes 32 wird durch
einen zweiten Draht verstärkt, der bei 6o spiralenförmig gewickelt und mit der Widerstandsspirale
verlötet ist. Dieser Verstärkungsdraht erhöht die Leistungsfähigkeit und verhindert
ein Durchbrennen der Spirale an dieser Stelle, falls Wasser in die Höhlung gelangen
sollte. Der Kern 32 ist zugespitzt und besitzt Augen 65.
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Eine verjüngte Bekleidung aus Isolationsmaterial, z. B. aus Porzellan,
ist innerhalb des Gehäuses 6 auf der Grundplatte vorgesehen und wirkt mit dieser
zusammen für eine gute elektrische Isolation des Heizkörpers, um zu verhindern,
daß die Heizspirale 34 mit dem Metallgehäuse bei Drahtbruch in Berührung kommt.
Außerdem wird hierdurch auch die Wärme konzentriert und die elektrolytische Wirkung
vermindert. Seitlich am unteren Teil und in der Mitte des oberen Teils der Bekleidung
4o sind öffnungen 41 und 42 vorgesehen, die zum Ein- und Auslaß der Flüssigkeit
dienen. Ein Gummiring 40' übergreift die Außenseiten der Bekleidung und verhindert
das Eindringen von Wasser zwischen die Wände des Gehäuses 6 und die Bekleidung 40.
In der Nähe des oberen Endes des Gehäuses 6 sind Augen 61 vorgesehen, die zum Geradehalten
der Bekleidung 4o dienen. Ein Schlitz 62 am unteren Ende der Bekleidung greift über
einen Vorsprung 63 des Gehäuses und bestimmt dadurch die genaue Lage der Teile beim
Zusammenbau. Eine elektrolytische Wirkung zwischen der Heizspirale 34 und dem Metallgehäuse
6 wird dadurch vermieden, daß das Gehäuse und der Boden 15 aus Aluminium bestehen
und daß Wechselstrom verwandt wird, der von der sekundären Wickelung eines Transformators
abgeleitet wird, wobei man den mittleren Punkt der Drahtspirale in dem Heizrohr
erdet.
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Eine Öffnung 43 (Abb. i) im Bodenkörper 15 ermöglicht das Einführen
der Leitungen, die die elektrischen, nicht dargestellten Zuleitungen umschließt.
Diese Zuleitungen werden an die Klenunschrauben 21 unter Verwendung von Unterlegscheiben
und Muttern befestigt. Über den Bodenkörperi5 wird eine Kappe 47 (Abb. i) gestülpt,
die am unteren Ende ein Loch 48 besitzt, um angesammelte Flüssigkeit zu entfernen
und die Kappe zu lösen.
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Das Wasser tritt durch das Einlaßrohr 12 in den Heizer ein und gelangt
durch die öffnungen 52 und 53 (Abb. i) mit wachsendem Querschnitt. Das Wasser, das
durch die Öffnung 53 eintritt, muß zunächst die Bodenbekleidung 24 umspülen, Blöcke
29 (Abb. 2) bestreichen und hält dadurch den Heizerboden frei von Ablagerungen.
Sammeln sich feste Bestandteile, dann muß hiervon schon eine beträchtliche Menge
vorhanden sein, um die Wirkung des Heizkörpers zu beeinträchtigen, da dieser in
verhältnismäßig großem Abstand über dem Boden des Heizers angebracht ist.
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Der durch die Heizspirale 34 geschaffene Spiralweg veranlaßt das Wasser,
spiralförmig aufzusteigen und dadurch längere Zeit mit dem Heizkörper in Berührung
zu bleiben, so daß das Wasser Zeit genug hat, um Wärme aufzunehmen.
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Die verjüngte Form der Bekleidung 4o bedingt einen nach oben verjüngten
Querschnitt für den Wasserlauf und veranlaßt dadurch das Wasser, bei seiner Aufwärtsbewegung
allmählich eine größere Geschwindigkeit aufzunehmen. Hierdurch werden Wirbel und
eine Ablagerung fester Bestandteile vermieden, die von dem Wasser mitgerissen werden.
Der Raum 54 (Abb. i) zwischen der Außenfläche der Bekleidung 4o und dem Gehäuse
6 sorgt
auch dafür, Ablagerungsteilchen, die zu schwer sind, um
mitgerissen zu werden, zurückzubehalten.
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Der Heizer läßt sich ohne Beeinträchtigung der Röhren g und 12 auseinandernehmen,
indem man die elektrischen Zuleitungsdrähte entfernt und die Kappe q.7 abnimmt.
Hierauf hat man nur noch nötig, den Boden 15
abzuschrauben, und kann dann
den gesamten Heizkörper entfernen. Die verjüngte Form der Bekleidung .4o erleichtert
das Herausnehmen des Heizkörpers mit der Bekleidung. Der eigentliche Heizkörper.
34 kann nach Lösen der Muttern 33 entfernt werden, ohne die übrigen Teile dadurch
zu behindern.
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Der Heizer ist einfach und billig in seiner Herstellung und erfordert
verhältnismäßig geringe Wartung. Mit Hilfe des Heizers kann man z. B. mit einem
Strom von 3 500 Watt in einer Minute Heißwasser nach Einschaltung
des Stromes erhalten.
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Ein Kurzschluß an den Klemmen 2i durch Ablagerung fester Stoffe am
Boden des Gehäuses ist ausgeschlossen, da alle Teile mit Ausnahme der oberen Enden
durch die Platte 2q., die Blöcke 29, die Grundplatte 3 i und die verschiedenen Unterlegscheiben
isoliert sind.