DE10313876B4 - Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten - Google Patents

Abstract

Vorrichtung für Flugzeug-Frischwassersysteme zur Wasserentnahme durch ein Zuflußrohr (25) über einen Wasserhahn (12) und das Zuflußrohr (25) zur Erwärmung des Wassers mehrere unterschiedliche Materialschichten (21, 22, 23, 24) aufweist sowie eine Schicht (22) als elektrisches Heizelement (1) ausgebildet ist, das über eine Steuereinheit (10) einstellbar ist, wobei die Steuereinheit (10) die Heizleistung eine Wasserentnahme über ein Ventil (4) in Abhängigkeit eines Bedarfsschalters (2) und einen Temperaturwahlschalter über Temperatursensoren (5, 7, 9) einstellt und daß eine Heizleistung über die Steuereinheit (10) zur Keimminderung im gefüllten Zustand oder zur thermischen Desinfektion nach Drainage des Zuflußrohres (25) im Bereich von 80° Grad Celsius einstellbar ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für Flugzeug-Frischwassersysteme zur Wasserentnahme durch ein Zuflußrohr über einen Wasserhahn und zur Erwärmung des zugeführten Wassers.
• Für den Einsatz derartiger Vorrichtungen im Flugzeug ist es erforderlich, getrennte zugängliche Zuführrohre anzuordnen, um eine Drainierbarkeit und eine Desinfektion zu ermöglichen.
• Ferner ist die Betriebssicherheit bei vorgegebenen Temperaturen und ein diskontinuierlicher Betrieb bei der Warmwassererzeugung mit geringem Gewicht bedeutsam.
• Es ist. nach der DE 83 53 19 C eine Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten bekannt, bei der das Zuflußrohr als elektrische Heizeinrichtung zur Erwärmung von Wasser während des Durchlaufs ausgebildet ist. Hierbei ist auch bekannt, eine Unterteilung der Wicklung zur Temperaturregelung heranzuziehen.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, für den Betrieb in Flugzeugen eine relativ gewichtsarme Anordnung zur einfachen Entwässerung zu schaffen, die die Heizleitung entsprechend dem Bedarf minimiert und eine Keimminderung sowie Desinfektion auf einfache weise bedarfsweise ermöglicht.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruches 1.
• Hierdurch ist es möglich, daß keine Übertemperatur eintritt und eine Energieoptimierung vorgenommen wird. Gleichzeitig ist ohne weitere Hilfsmittel eine Keimminderung und Desinfizierbarkeit durchführbar.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:
• 1 eine Vorrichtung zur Erwärmung eines, einem Wasserhahn einer Handwaschanlage zugeführten Wasserstromes,
• 2 die Heizeinrichtung der Vorrichtung gemäß 1, und
• 3 einen den Aufbau eines Zuflußrohres zeigenden Ausschnitt.
• Die in 1 dargestellte Vorrichtung zur Erwärmung eines Wasserstromes, der ein Zuflußrohr 25 durchfließt, weist ein Heizelement 1 auf, welches in zwei Teilheizelemente 6 und 8 unterteilt ist. Das Heizelement 1 ist in dem Zuflußohr 25 integriert, welches einen Wasserzufluß 11 und einen Wasserhahn 12 einer Waschanlage miteinander verbindet. Das Heizelement 1 bzw. die Teilheizelemente 6 und 8 wird bzw. werden von einer Steuereinheit 10 gesteuert, die ihre Bedarfsgrößen über einen Temperaturwahlschalter 3 und einen Bedarfsschalter 2 erhält. Die Temperatur des zufließenden Wassers wird mit einem Temperatursensor 9 gemessen. Je nach gewählter Temperatur gemäß Temperaturwahlschalter 3 und gemessener Eingangstemperatur werden die Teilheizelemente 6 und 8 mit elektrischer Energie versorgt. An den Heizelementen angeordnete Sensoren, in 1 der Temperatursensor 7, messen die aktuelle Temperatur und bewirken eine Herauf- oder Herunterregelung der Stromzufuhr zu dem Heizelement 1 bzw. zu den Teilheizelementen 6 und 8. Ein weiterer Temperatursensor 5 mißt die Temperatur des Wasserstromes am Ausgang des Heizelementes 1 bzw. der Teilheizelemente 6 und 8. Dieser Temperatursensor 5 hat noch eine zusätzliche Aufgabe; er prüft, ob ein Strom aus dem Heizelement 1 in das Wassersystem eingeleitet wird, um in diesem Falle die elektrische Energiezufuhr für das gesamte System zu unterbrechen.
• Wie weiterhin aus 1 zu ersehen ist, befindet sich das Ventil 4 zweckmäßigerweise in dem Zuflußrohr 25 zwischen dem Heizelement 1 bzw. den Teilheizelementen 6 und 8 und dem Wasserhahn 12 der Waschanlage. Der Bedarfsschalter 2 und der Temperaturwahlschalter 3 ist hingegen in unmittelbarer Nähe des Wasserhahnes 1 der Waschanlage angeordnet. Vorteilhafterweise kann im drainierten Fall eine Entkeimung des Wassers durch Überhitzung des Heizelementes 1 durchgeführt werden. Eine Keimminderung wird im gefüllten Zustand durch Aufheizen auf Temperaturen von über 80°C erzielt. Hierbei kann die Erwärmung des Wassers auch durch Einkoppeln von Mikrowellenenergie erreicht werden.
• In 1 ist lediglich ein gerades Zuflußrohr 25 dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, das Zuflußrohr von seinem Zufluß 11 ausgehend in stetig steigender oder waagerechter, jedoch nicht fallender Form auszubilden. So ist aus 2 das Zuflußrohr 26 ersichtlich, welches – von seinem Wasserzufluß 11 ausgehend – einen stetig steigenden Verlauf aufweist. Dieses Zuflußrohr ist spiralförmig ausgebildet, wobei in seinem Spiralbereich 27 Heizelemente 6 und Temperatursensoren 5 angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist jeweils einer Windung des Spiralbereiches 27 des Zuflußrohres 26 ein Heizelement und ein Temperatursensor zugeordnet, denen die Steuereinheit 10 vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet ist, wobei die Anschlüsse der Steuereinheit 10 für die Heizelemente mit 15 und diejenigen für die Temperatursensoren mit 14 bezeichnet sind. Weiterhin sind elektrische Leitungen 13, 16, 17, 18 und 19 vorgesehen, welche eine elektrische Verbindung der Steuereinheit mit dem Temperatursensor für das aus dem Zuflußrohr 25 abfließende Wasser, mit dem Ventil, mit dem Temperaturwahlschalter, mit dem Temperatursensor für das zufließende Wasser sowie mit dem Bedarfsschalter herstellen.
• 3 zeigt in einem Ausschnitt den Aufbau des geraden Zuflußrohres 25, welches eine als elektrisches Heizelement ausgebildete rohrförmige Schicht 22 aufweist, die zwischen zwei rohrförmige Isolierschichten 21 bzw. 23 angeordnet ist und über elektrische Zuleitungen an eine elektrische Energiequelle angeschlossen ist. Als Heizelemente kommt ein Widerstandsheizelement oder ein Halbleiterheizelement zur Anwendung. Die äußere Isolierschicht 23, die auf der als Heizelement 1 ausgebildeten Schicht 22 angeordnet ist, ist von einer eine Trägerstruktur darstellenden Schicht 24 umgeben, die zweckmäßigerweise auch eine thermisch isolierende Schicht darstellt. Es ist jedoch auch möglich, die Isolierschicht 23 selbst als Trägerstruktur des Zuflußrohres 25 auszubilden. Weiterhin ist vorgesehen, die Isolierschicht 21, die zwischen der das Heizelement 1 bildenden Schicht 22 und dem zu erwärmenden Wasser angeordnet ist, auf ihrer rohrförmigen Innenwand mit einer metallischen Schicht 20 überzogen ist. Hierbei kann es sich um eine metallische Schicht 24 aus Silber, Kupfer oder Aluminium handeln, die zur Verhinderung einer Einkopplung von elektrischem Strom in das zu erwärmende Wasser mit der elektrischen Masse des Systems verbunden ist.

1

Heizelement

2

Bedarfsschalter

3

Temperaturwahlschalter

4

Ventil

5

Temperatursensor

6

Teilheizelement

7

Temperatursensor

8

Teilheizelement

9

Temperatursensor

10

Steuereinheit

11

Zufluss des Wassers

12

Wasserhahn/Wasserabfluss

13

elektrische Leitung für Temperatursensor 5

14

Anschluss für Temperatursensoren

15

Anschluss für Heizelemente

16

elektrische Leitung für Ventil 4

17

elektrische Leitung für Temperaturwahlschalter 3

18

elektrische Leitung für Temperatursensor 9

19

elektrische Leitung für Bedarfsschalter 2

20

metallische Schicht

21

Isolierschicht

22

als elektrisches Heizelement ausgebildete Schicht

23

Isolierschicht

24

Trägerstruktur/thermisch isolierende Schicht

25

gerades Zuflussrohr

26

spiralförmiges Zuflussrohr

27

Spiralbereich des Zuflussrohres 26

Claims (5)

1. Vorrichtung für Flugzeug-Frischwassersysteme zur Wasserentnahme durch ein Zuflußrohr (25) über einen Wasserhahn (12) und das Zuflußrohr (25) zur Erwärmung des Wassers mehrere unterschiedliche Materialschichten (21, 22, 23, 24) aufweist sowie eine Schicht (22) als elektrisches Heizelement (1) ausgebildet ist, das über eine Steuereinheit (10) einstellbar ist, wobei die Steuereinheit (10) die Heizleistung eine Wasserentnahme über ein Ventil (4) in Abhängigkeit eines Bedarfsschalters (2) und einen Temperaturwahlschalter über Temperatursensoren (5, 7, 9) einstellt und daß eine Heizleistung über die Steuereinheit (10) zur Keimminderung im gefüllten Zustand oder zur thermischen Desinfektion nach Drainage des Zuflußrohres (25) im Bereich von 80° Grad Celsius einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (22) als elektrisches Heizelement (1) zwischen zwei Isolierschichten (21, 23) auf dem Zuflußrohr (25) angeordnet ist, die von einer außenliegenden isolierenden Schicht (24) umgeben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht (24) als metallische Schicht aus Silber, Kupfer oder Aluminium ausgebildet und zur elektrischen Masseverbindung dient.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement (1) mindestens in zwei Teilheizelemente (6, 8) aufgeteilt ist, die in Strömungsrichtung des zugeführten Wassers hintereinander angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Bereiche des Zuflußrohres (25) der Teilheizelemente (6, 8) mindestens ein Temperatursensor (7) zugeordnet ist und Temperatursensoren (5, 9) für zuströmenden und abströmendes Wasser zur Signalzuführung für die Steuereinheit (10) angeordnet sind.