DE1506040A1 - Liquid heaters and reservoirs, in particular for use in aircraft - Google Patents

Description

Flüssigkeitserhitzer und -speicher, insbesondere zur Verwendung in Flugzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen und zur Ausgabe von Flüssigkeiten, zum Beispiel heißem Wasser. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Flüssigkeitsmeß-und -mischvorrichtungen und einen diese enthaltenden Flüssigkeitsheiz- und -ausgabetank, zum Beispiel einen Warmwasserspeicher.Liquid heaters and storage tanks, in particular for use in Aircraft The invention relates to a device for heating and for Dispensing liquids such as hot water. In particular, relates the invention to liquid measuring and mixing devices and one containing them Liquid heating and dispensing tank, for example a hot water tank.

Obwohl sich die Erfindung allgemein auf Flüssigkeitsheiz- und -ausgabevorrichtungen nach der Art von Warmwasserspeichern bezieht, sind die Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, normalerweise nicht bei Verwendung solcher Apparate innerhalb von Gebäuden und anderen stationären geheizten Räumen vorhanden. Die Versorgung mit heißem Wasser bei Einrichtungen für die Bequemlichkeit der Passagiere in Flugzeugen, zum Beispiel für Waschbecken in den Waschräumen des Flugzeugs, erfordert die Lösung einer Anzahl besonderer Probleme. Im Hinblick auf Gewichts- und Raumersparnis muß der Versorgungstank klein und gedrängt ausgeführt sein. Dabei muß er aber etwaiges Einfrieren des im Tank zurückgelassenen Wassers aushalten, wie es zum Beispiel eintreten kann, wenn das Flugzeug unbeheizt bei Temperaturen unterhalb des Wassergefrierpunktes abgestellt wird. Der Tank darf deshalb nicht, wie bei üblichen im Haushalt verwendeten Wasser- erhitzern, vollständig gefüllt werden. Wegen der kleinen Größe und vstl sich die Wassereinlaßtemperatur innerhalb weiter Grenzen ändern kann, müssen kleine Flüssigkeits- erhitzer und-ausgabetanks, auf die sich die Erfindung besonders bezieht, das Wasser ohne Schichtenbildung innerhalb des Tanks gleichmäßig erhitzen. Weiterhin muß das Wasser mit gleichförmi- ger Temperatur ausgegeben werden und sowohl die Ausgabe von`erhältnismäßig kaltem Einlaßwasser als auch die Ausgabe von Über- mäßig heißem Wasser aus dem Tank vermieden werden. Although the invention relates generally to hot water tank type liquid heating and dispensing devices, the problems with which the invention is concerned do not normally exist with the use of such devices inside buildings and other stationary heated spaces. The supply of hot water to facilities for the convenience of passengers in aircraft, for example wash basins in aircraft washrooms, requires the solution of a number of particular problems. With a view to saving weight and space, the supply tank must be made small and compact. In doing so, however, it must withstand any freezing of the water left behind in the tank, as can occur, for example, when the aircraft is parked unheated at temperatures below the water freezing point. The tank must therefore not be completely filled , as is the case with conventional water heaters used in the household. Because of the small size and possibly the water inlet temperature can vary within wide limits, small liquid heaters and dispensing tanks, to which the invention particularly relates, must heat the water uniformly without stratification within the tank. The water must continue to be output with gleichförmi- ger temperature and both the output von`erhältnismäßig cold inlet water be avoided as well as the issue of excessively hot water from the tank.

Das Problem, Beschädigungen des Tanks durch Ausdehnen des Wassers beim Frieren zu vermeiden, kann dadurch gelöst werden, daß man ein Luftkissen am oberen Ende des Tanks vorsieht. Wäh- rend des Betriebes von gewissen Flugzeugwassersystemen, kann sich der Wasserstand im Tank bei Gebrauch des Wassersystems ändern. Deshalb ist es nicht möglich, immer genau die Lage der Wasseroberfläche anzugeben, bei der das Wasser mit der höchsten zulässigen Temperatur gespeichert ist, der man es zuerst zu entfernen wünscht. In einem solchen Fall kann das heiße Wasser nicht immer von dem oberen Wasserbereich entfernt werden, wo es seine größte Temperatur hat oder im heißesten Zustand aufgespei- chert ist. Es muß an einem Punkt zwischen dem oberen Ende und dem Boden abgezapft werden. The problem of avoiding damage to the tank by expanding the water when it freezes can be solved by providing an air cushion at the top of the tank. Currency rend the operation of certain aircraft water systems, the water level in the tank in use of the water system may change. Therefore it is not possible to always specify the exact position of the water surface at which the water with the highest permissible temperature is stored, who one wishes to remove first. In such a case, the hot water cannot always be removed from the upper water area where it has its highest temperature or is stored in the hottest state. It must be tapped at a point between the top and the bottom.

Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Tank für das Erhitzen und die Abgabe von Flüssigkeiten zu schaffen, wobei der Tank sowohl Meß- und Mischvorrichtungen enthält als auch Mittel zur Vermeidung der Durchwirbelung der Einlaßflüssigkeit mit der in dem Tank aufgespeicherten warmen Flüssigkeit. Der Flüssigkeitserhitzer und -speicher gemäß der Erfindung enthält einen Speichertank mit an seinem Boden angeordneten Heizkörpern und einer Flüssigkeitseinlaß- und einer Flüssig- keitsauslaßvorrichtung, wobei innerhalb des Tanks eine mit dem Tankauslaß verbundene Mischkammer vorgesehen ist, die einerseits über eine Meßöffnung mit einem mit dem Flüssigkeitseinlaß in Ver- bindung stehenden Bohrstück und andererseits mit einem Rohrstück mit Meßöffnungen verbunden ist, das zur Zufuhr von Flüssigkeit aus dem Tank mit höherer Temperatur als der Temperatur der Ein- laßflüssigkeit dient, und wobei ferner die Meßöffnungen in dem letztgenannten Rohrstück oberhalb der Mischkammer liegen und Flüssigkeitskapazitäten haben, die mit zunehmendem Vertikal- abstand von der Mischkammer zunehmen. Der Tankeinlaß ist mit einer Flüssigkeitsführung versehen, die eine bogenförmig ge- krümmte Leitfläche hat, so daß ein Teil der Einlaßflüssigkeit entlang des Bodens des Tanks eingefüllt wird. Die Mischkammer ist noch mit einem Kanal versehen, `!;i -ihre oben liegende Seite mit dem Inneren des Tanks verbindet. Thus, it is an object of the invention to provide a tank for heating and dispensing liquids, the tank including measuring and mixing devices as well as means for preventing the inlet liquid from being swirled with the warm liquid stored in the tank. The liquid heater and storage according to the invention contains a storage tank with radiators arranged on its bottom and a liquid inlet and a liquid outlet device, a mixing chamber connected to the tank outlet being provided inside the tank , which is connected to the liquid inlet via a measuring opening connected drilling piece and on the other hand is connected to a pipe section with measuring openings, which is used to supply liquid from the tank at a higher temperature than the temperature of the inlet liquid, and furthermore the measuring openings in the latter pipe section are above the mixing chamber and Have liquid capacities that increase with increasing vertical distance from the mixing chamber . The tank inlet is provided with a liquid guide which has an arcuately curved guide surface so that part of the inlet liquid is filled in along the bottom of the tank . The mixing chamber is also provided with a channel, `!; I - connects its upper side with the interior of the tank .

Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht eines Flüssigkeitserhitzungs- und -ausgabetanks, die eine Ausführungsform der Meß- und Mischein- richtung und verbesserte Mittel zur Einführung des Wassers in den Tank zeigt. Fig. 1 of the accompanying drawing is a partially-drawn in the sectional view of a Flüssigkeitserhitzungs- and -ausgabetanks which direction an embodiment of the measuring and Mixing equipment and exhibits improved means for introducing the water into the tank.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Tank der Fig. 1 entlang der Linie 2-2. Figure 2 is a section through the tank of Figure 1 taken along line 2-2.

Fig. 3 ist eine fragmentarische Schnittansicht der Flüssigkeitsmeß- und-abgabeeinriclitung, des Speichertanks der Fig. 1. Fig. 4 ist eine Schnittansicht entsprechend der Linie 4-4 der Fig. 3 Fig. 5 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Flüssigkeitsmeß- und -abgabeeinrichtung nach der Erfindung.Fig. 3 is a fragmentary sectional view of the liquid metering and dispensing device of the storage tank of Fig. 1. Fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of Fig. 3; Fig. 5 is a partially sectioned view of another embodiment the liquid measuring and dispensing device according to the invention.

Fig. 6 ist eine fragmentarische Ansicht einer Ausführungsform des Endteils der Flüssigkeitsmeß- und -abgabeeinrichtung der Erfindung.6 is a fragmentary view of an embodiment of the End portion of the liquid metering and dispensing device of the invention.

Fig. ? ist ein graphischer Vegleich der vorliegenden Erfindung ' mit einem Apparat, den sie ersetzt hat.Fig.? Figure 3 is a graphical comparison of the present invention with an apparatus that she has replaced.

Der allgemein als 10 bezeichnete Tank enthält eine allgemein mit 12 bezeichnete Flüssigkeitsmeß- und -mischeinrichtung, deren Einzelheiten in Fig. 3, 4 und 5 gezeigt sind. Obwohl der Tank 10 verschiedene Formen und Größen haben kann, zum Beispiel rechteckig, kugelförmig und dergleichen ausgeführt werden kann, wird er am einfachsten als ein zylindrischer Tank mit zylindrischem Seitenwandteil 14 hergestellt und durch einen oberen Teil 16 und einen Bodenteil 18 verschlossen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der obere Teil 16 und der Bodenteil 18 an dem Seiten-oder Mittelteil 14 angeschweißt. Die Schweißverbindung ist durch 20 angedeutet. Andere Verbindungsmittel können je nach dem für den Tank verwendeten Material Verwendung; finden.The tank, generally designated 10, includes one generally designated 12 designated liquid measuring and mixing device, the details of which in Fig. 3, 4 and 5 are shown. Although the tank can be 10 different shapes and sizes, for example, rectangular, spherical and the like can be made it is most simply called a cylindrical tank with a cylindrical side wall part 14 produced and closed by an upper part 16 and a bottom part 18. In the embodiment of FIG. 1, the upper part is 16 and the bottom part 18 welded to the side or middle part 14. The weld is through 20 indicated. Other lanyards may vary depending on the one used for the tank Material use; Find.

Innerhalb des Tanks sind mehrere durch den Bodenteil 18 eingesetzte Heizkörper 22 angeordnet. In der Mitte des Tankbodens 18 ist ein Temperaturfühler 24, zum Beispiel ein einstellbarer Thermostat 24 vorgesehen. Beild.einen Tanks, wie dem in Fig. 1 gezeigten Tank, ist es wichtig, daß der Temperaturfühler 24 die Tempergut nicht nur an einem einzigen Punkt, sondern über einen erheblichen Teil des Tanks erfaßt und vorzugsweise inte- griert. Der Temperaturfühler 24 der Fig. 1 erstreckt sich etwa über die Hälfte des Tanks, um Schwingungen zu vermeiden; jedoch könnte sich der Fühler auch bis an das obere Tankende erstrecken, wenn Schwingungen, wie sie bei Flugzeugbetrieb bestehen, nicht in Betracht kommen. Die Heizkörper 22 sind so dicht wie möglich am unteren Ende des Tanks angeordnet. Im Idealfall könnte die ge- samte untere Fläche als dienen. Der Thermostat 24 und die Heizkörper 22 sind mittels elektrischer Leiter 17 an eine nicht gezeigte Stromquelle angeschlossen, wobei der Thermostat 24 das Arbeiten der Heizkörper 22 als Funktion der Flüssigkeits- temperatur im Tank 10 in an sich bekannter Weise überwacht. In den Stromkreis der Leiter 17 kann eine nicht dargestellte von der Temperatur am oberen Ende des Tanks beeinflußte Übertemperaturvorrichtung eingebaut werden, für den Fall, daß der Temperatur- fühler 24 nicht ordnungsgemäß arbeitet. In solchem Falle kann der Strom zu den Heizkörpern 22 automatische abgeschaltet werden. A plurality of heating elements 22 inserted through the bottom part 18 are arranged within the tank. In the middle of the tank bottom 18, a temperature sensor 24, for example an adjustable thermostat 24, is provided. Beild.einen tank as the tank shown in Fig. 1, it is important that the temperature sensor 24, the tempering vessel detected not only at a single point, but over a substantial part of the tank and preferably inte- grated. The temperature sensor 24 of FIG. 1 extends approximately over half of the tank in order to avoid vibrations; however , the sensor could also extend to the upper end of the tank if vibrations, such as those that exist during aircraft operation, are not an issue. The heating elements 22 are arranged as close as possible to the lower end of the tank. Ideally, the entire lower surface could be used as to serve. The thermostat 24 and the heating elements 22 are connected to a power source (not shown) by means of electrical conductors 17 , the thermostat 24 monitoring the operation of the heating elements 22 as a function of the liquid temperature in the tank 10 in a manner known per se. An overtemperature device, not shown, influenced by the temperature at the upper end of the tank, can be built into the circuit of the conductors 17 in the event that the temperature sensor 24 does not work properly. In such a case, the power to the radiators 22 can be switched off automatically.

Der Bodenteil 18 des Tanks 10 enthält eine Flüssigkeitseinlaßvorrichtung, die in Fig. 1 und 2 allgemein mit 26 bezeichnet ist. Diese Einlaßvorrichtung 26 versorgt sowohl den Tank als auch die Flüssigkeitsmeß- und Mischvorrichtung 12 mit Einlaßflüssigkeit, wie dies unten eingehender beschrieben ist. Die Flüssigkeitseinlaßvorrichtung enthält ein Flüssigkeitsleitteil 28, der eine Leitfläche 30 im Stromkreis des Teils der Einlaßflüssigkeits 32 enthält, der durch die Öffnungen 27 in den Tank In Fig. 2 ist der Leitteil 28 teilweise im Schnitt gezeigt-,-.,,. um zu verdeutlichen, daß ein Tragglied 25 mit Löchern oder Kanälen für Einlaßflüssigkeit vorgesehen ist, die durch die Oberfläche 30 des Leitteils 28 entlang dem Bodenteil 18 des Tanks wird. Die Öffnungen 2? sollen den Zufluß von Einlaßflüssigkeit in den Tank nicht einschränken oder bemessen. Die in Fig. 1 als bogenförmig gezeigte Führungsfläche oder Leitfläche 30 des Leitteils 28, veranlaßt einen Teil 32 der Einlaßflüssigkeit 33 an dem Bodenteil 18 des Tanks 10 entlang und zu den Heizeinrichtungen 22 und dem Thermostat 24 zu fliessen. Die allmähliche Änderung in der Steigung der Fläche 30 vermeidet ein scharfes Aufstoßen der Einlaßflüssigkeit 32 auf eine Fläche, wie etwa eine Stauscheibe, die senkrecht zu der ursprünglichen Richtung der Einlaßflüssigkeit 33 steht. Die getroffene Anordnung vermeidet Turbulenz und erlaubt die Einführung von Einlaßf lüssigkeit in den Tank 10, ohne daß die mit der in dem Tank vorhandenen geheizten Flüssigkeit vermischt wird. Infolge der geringen Größe des Tanks der Fig. 1, wird die Einlaßflüssigkeit nicht nur dran gehindert, sich mit der aufgespeicherten Flüssigkeit zu vermischen sondern auch daran, direkt nach dem oberen Ende des Tanks in einem unkontrollierten Strom zu fließen, der direkt zu dem Tankauslaß 36 führen könnte. The bottom portion 18 of the tank 10 contains a liquid inlet device , indicated generally at 26 in Figs. This inlet device 26 supplies both the tank and the liquid metering and mixing device 12 with inlet liquid, as will be described in more detail below. The liquid inlet device includes a liquid baffle 28 which contains a baffle 30 in the circuit of the portion of the inlet liquid 32 which passes through the openings 27 into the tank . to indicate that a support member 25 is provided with holes or channels for inlet liquid passing through the surface 30 of the guide portion 28 along the bottom portion 18 of the tank will. The openings 2? are not intended to restrict or meter the flow of inlet liquid into the tank. The guide surface or guide surface 30 of the guide part 28, shown in FIG. 1 as arcuate, causes a part 32 of the inlet liquid 33 to flow along the bottom part 18 of the tank 10 and to the heating devices 22 and the thermostat 24. The gradual change in the slope of the surface 30 avoids a sharp impingement of the inlet liquid 32 on a surface, such as a baffle plate, which is perpendicular to the original direction of the inlet liquid 33. The agreement arrangement avoids turbulence and permits the introduction of Einlaßf lüssigkeit into the tank 10 without the with the present in the tank heated liquid is mixed. Due to the small size of the tank of FIG could lead.

Ein Teil der Einlaßflüssigkeit 34 strömt durch das Führungsrohr 38 für Einlaßf lüssigkeit, das mit einem Rohrstück 40 kommuniziert oder einen Teil desselben bildet, wie aus Fig. 3 und 4 zu erkennen ist. Das Rohrstück 40 ist durch eine die Einlaßf lüssigkeit bemessende Öffnung 56 mit der Mischkammer 42 verbunden. Gemäß .Fig. 3 und 4 wird in der Mischkammer 42 des Mischteils 41 Einlaßflüssigkeit 34 mit Tankflüssigkeit vermischt, die verschiealne Temperaturen haben kann, wie dies durch die Pfeile 44, 44a, 44b und 44c angedeutet ist. Etwas Tankflüssigkeit dringt auch durch den Kanal 46 ein, der beim Füllen des Tanks 10 benutzt wird, wie später beschrieben.Part of the inlet liquid 34 flows through the guide tube 38 for inlet liquid which communicates with a pipe section 40 or forms part of it, as can be seen from FIGS. The pipe section 40 is connected to the mixing chamber 42 through an opening 56 which measures the inlet liquid. According to Fig. 3 and 4, in the mixing chamber 42 of the mixing part 41, inlet liquid 34 is mixed with tank liquid, which can have different temperatures, as indicated by arrows 44, 44a, 44b and 44c. Some tank liquid also penetrates through the channel 46 which is used in filling the tank 10 , as described later.

Mit der Mischkammer 42 steht ein zweites Flüssigkeit führendes Rohrstück 48 in Verbindungldessen Endabschnitt in dem in den Zeichnungen dargestellten AesFührungsbeispiel etwa bei 50 beginnt. Der Endabschnitt 50 besitzt als Mittel zum Abmessen von geheizter Flüssigkeit Öffnungen und Schlitze, deren Größe mit zunehmendem Vertikalabstand von der Mischkammer 42 zunimmt. A second pipe section 48 carrying liquid is connected to the mixing chamber 42, the end section of which begins approximately at 50 in the example shown in the drawings. The end section 50 has, as a means for measuring heated liquid, openings and slots, the size of which increases as the vertical distance from the mixing chamber 42 increases.

Der Ausdruck "Flüssigkeitskapazität", wie er mit Bezug auf die Öffnungen der Einlässe oder andere flüssigkeitsführende Öffnungen, zum Beispiel dem Inneren des Tanks kommunizierenden Meßöff -nungen im Endteil 50 gebraucht ist, bedeutet den Betrag an Flüssigkeit, der durch solche Schlitze oder Öffnungen unter bestimmten Bedingungen hindurchströmt. Gemäß der Erfindung ist die Summe der Flüssigkeitskapazitäten der Meßmittel, d.h. der Schlitze und Öffnungen an einem bestimmten Niveau größer als die Summe der Flüssigkeitskapazitäten der Öffnungen an einem niedrigeren Niveau. Ein Meßteil geringerer Flüssigkeitskapazität liegt im Gebrauch vertikal unterhalb des untersten Flüssigk4tsstandes der von dem Tank aufgenommenen Flüssigld.t. Das größte Volumen an Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, strömte jedoch vom Tank 10 in das Rohrstück 48 durch die obersten Öffnungen oder Passagen. Dies ist deshalb erwünscht, damit der höchste Flüssigkeitsstand in dem Tank mit der größten Geschwindigkeit abgelassen Wird, während zur gleichen Zeit auch Ablaß von Flüssigkeit an Stellen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche vorgesehen ist. Diese An- ordnung vermeidet das Pumpen des Luftkissens 52 durch den Ausr laß 36. The term "liquid capacity" as used with reference to the openings of the inlets or other liquid-carrying openings, for example The inside of the tank communicating measuring openings in the end portion 50 is used, means the amount of liquid which flows through such slots or openings under certain conditions. According to the invention, the sum of the liquid capacities of the measuring means, ie the slots and openings at a certain level is greater than the sum of the liquid capacities of the openings at a lower level. In use, a measuring part with a lower liquid capacity lies vertically below the lowest liquid level of the liquid taken up by the tank. However, the largest volume of liquid, for example water, flowed from the tank 10 into the pipe section 48 through the uppermost openings or passages. This is therefore desirable so that the highest level of liquid in the tank is drained off at the greatest rate, while at the same time draining of liquid is provided at locations below the surface of the liquid. This arrangement avoids the pumping of the air cushion 52 through the outlet 36.

Obwohl die Öffnungen 45, 45a und 45b in Reihen gleichen axialen Abstands von der Mischkammer 42 dargestellt sind, können sie auch in irgendeiner anderen Weise die Oberfläche des Endteiles 50 durchsetzen, vorausgesetzt, daß die Summen ihrer Flüssig- keitskapazitäten derart abgestimmt sind, daß sie im Betrieb mit größerer vertikaler Höhe von der Mischkammer 41 zunehmen. Anstelle von Durchbohrungen können auch Schlitze derart verwendet werden, wie sie bei 4? in Fig. 6 dargestellt sind. Die Breite der Schlitze 4? und demgemäß ihre Flüssigkeitskapazität nimmt mit zunehmendem vertikalen Abstand von der Mischkammer 42 zu. Although the openings 45, 45a and 45b are shown in rows equidistant axially from the mixing chamber 42, they can also penetrate the surface of the end portion 50 in some other way, provided that the sums of their liquid capacities are coordinated such that they are in Operation with greater vertical height from the mixing chamber 41 increase. Instead of through-holes, slots can also be used, as in 4? are shown in FIG . The width of the slots 4? and accordingly, their liquid capacity increases as the vertical distance from the mixing chamber 42 increases.

In der Anordnung nach Fig. 3 ist innerhalb des Rohrstücks 48 eine Meßöffnung 54 vorgesehen, deren Flüssigkeitskapazität auf diejenigen der Öffnung 56 in dem die $inlaßflüssigkeit 34 führenden Rohrstück 40 abgestimmt ist. Geeignete Vermischung der Flüssigkeit aus den Rohrstücken 40 und 48 ergibt eine Aus, laßflüssigkeit 58 innerhalb eines gleichmäßigen Temperaturbe- reiches. Fig. 4 ist ein Schnitt gemäß der Linie 4-4 der Fig. 3 und zeigt die Öffnung 56 sowie andere Teile. Eine andere Anordnung für die Koordinierung des Zuflusses von Einlaßflüssigkeit 34nit der durch die Pfeile 44a, 44b und 44c dargestellten Tankflüssigkeit ist in Fig. 5 gezeigt. Das Rohrstück 38 durchsetzt die gesamte Länge innerhalb des Rohrstücks 48 und seines Endteils 50 und endet in einem Deckel 51. Die ringförmige Flüssigkeitskapazität zwischen den beiden Rohrstücken"ist so gewählt, daß sie eine Meßöffnung für direkt aus dem Tank entnommene Flüssigkeit bildet. In the arrangement according to FIG. 3, a measuring opening 54 is provided within the pipe section 48 , the liquid capacity of which is matched to that of the opening 56 in the pipe section 40 carrying the inlet fluid 34. Appropriate mixing of the liquid from the pipe sections 40 and 48 results in an outlet liquid 58 within a uniform temperature range . Fig. 4 is a section taken on line 4-4 of Fig. 3 showing opening 56 and other parts. Another arrangement for coordinating the influx of inlet fluid 34nit the tank fluid represented by the arrows 44a, 44b and 44c shown in Fig. 5. The pipe section 38 penetrates the entire length within the pipe section 48 and its end part 50 and ends in a cover 51. The annular liquid capacity between the two pipe sections "is selected so that it forms a measuring opening for liquid withdrawn directly from the tank.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die allgemein mit 12 bezeichnete Meß- und Mischeinrichtung durch eine Wand des Tanks hindurchgeführt und durch Anschweißen befestigt. In ähnlicher Weise können die Heizkörper 22, der Thermostat 24 und die Flüssigkeitseinlaßvorrichtung 26, sowie gewünschtenfalls ein Überdruckventil 60 durch Schweißen befestigt werden, um eine abgedichtete Einheit von geringem Gewicht zu erhalten. Andererseits, um Zutritt zur Einstellung oder zum Ersatz der Heizkörper und des Thermostates 24 zu gewähren, ist eine Abdeckung 23 an dem Bodenteil 18, zum Beispiel durch Schrauben 21 befestigt.In the embodiment shown in Fig. 1, this is general with 12 designated measuring and mixing device passed through a wall of the tank and attached by welding. Similarly, the radiators 22, the Thermostat 24 and liquid inlet device 26, as well as if desired Pressure relief valve 60 can be attached by welding to a sealed unit of low weight. On the other hand, to gain access to the setting or A cover is required to replace the radiator and thermostat 24 23 attached to the bottom part 18, for example by screws 21.

flenn der Tank und die Flüssigkeitsmeß- und -mischvorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, zusammengebaut sind, kann der Einlaß mit einer Flüssigkeitszuleitung, zum Beispiel Wasser, und der Auslaß mit einem Ventil, zum Beispiel dem Wasserhahn für das Waschraum-Waschbecken verbunden werden. Nach dem Anschluß wird der Tank durch Öffnen eines nicht gezeigten Ventils, das den Flüssigkeitseinlauf kontrolliert, und durch Öffnen eines ebenfalls nicht gezeigten Ventils, das den Wasserauslauf kontrolliert, gefüllt. Das Wasser beginnt dann den Tank zu füllen und verdrängt die Luft durch den Auslaß 58 bis der Wasserstand in dem Tank den Luftabschlußkanal 46 bedeckt. Dann wird das den Ausfluß kontrollierende Ventil im allgemeinen geschlossen. When the tank and the liquid metering and mixing device are assembled as shown in Fig. 1, the inlet can be connected to a liquid supply line, for example water, and the outlet can be connected to a valve, for example the faucet for the washroom sink . After the connection, the tank is filled by opening a valve, not shown, which controls the liquid inlet, and by opening a valve, also not shown, which controls the water outlet. The water then begins to fill the tank and displaces the air through the outlet 58 until the water level in the tank covers the air closure duct 46. Then the valve controlling the outflow is generally closed.

Wenn die Flüssigkeit im Tank 10 den Kanal 46 bedeckt und die Mischkammer 42 angefüllt hat, wird die das Luftkissen 42 bildende Luft in dem oberen Teil des Tanks festgehalten. Wenn der Auslaß 58 geschlossen oder wenn die Zuflußgeschwindigkeit größer ist als die Auslaßgeschwindigkeit, füllt die Eintritts- flüssigkeit den Tank weiter auf, bis die Luft im oberen Teil des Tanke soweit zusammengepreßt ist, daß der von der zusammen- gepreßten Luft und der von dem Einlaßwasser ausgeübte Druck einan- der das Gleichgewicht halten. Zum Beispiel wird in einigen Anlagen ein Wassereinlaßüberdruck von 1,? kg/cm 2 (25psig), das Wasser- niveau in dem Tank soweit erhöhen, wie dies durch die gestrichelte Linie 62 in Fig. 1 dargestellt ist. Dies ist der Hochdruck- flüssigkeits- oder Wasserstand in dem Tank und liegt vertikal über dem Endteil 50 des Rohrstücks 48. In einigen Flugzeugan- lagen wird der Einlaßwasserdruck bisweilen fallen. Wenn der Tank in solch ein veränderliches Drucksystem eingebaut ist, kann ein zweites Niveau 64 erreicht werden, das niedriger als der Wasser- stand 62 ist. When the liquid in the tank 10 has covered the channel 46 and filled the mixing chamber 42, the air forming the air cushion 42 is trapped in the upper part of the tank. When the outlet 58 is closed or when the inflow rate is greater than the outlet rate, the inlet liquid continues to fill the tank until the air in the upper part of the tank is compressed to such an extent that that of the compressed air and that of the inlet water pressure exerted to keep one another in balance. For example , in some systems an excess water inlet pressure of 1.0? kg / cm 2 (25 psig), increase the water level in the tank as shown by the dashed line 62 in FIG . This is the high pressure liquid or water level in the tank and is vertically above the end portion 50 of the tubing 48. In some aircraft systems the inlet water pressure will occasionally drop. If the tank is built into such a variable pressure system, a second level 64 which is lower than the water level 62 can be reached.

Auf diese Weise ist ein Luftkissen 52 von solchem Volumen vor- gesehen, daß es ein Zerplatzen des Tanks verhindert, wenn es durch gefrorene Flüssigkeit voll zusammengepreßt wird. Die Größe des Luftkissens 52 ändert sich innerhalb des Tanks bei einem System mit veränderlichem Einlaßdruck zwischen einem kleinen Volumen, welches durch die gestrichelte Linie 62 angedeutet ist,und einem größeren durch die Linie 64 angedeuteten Volumen. Die Meßlöcher 45, 45a und 45b sind so angeordnet, daß die untersten Öffnungen unterhalb des Flüssigkeitsstandes 64 bei niedrigem Druck liegen, so daß Tank- flüssigkeit entnommen werden kann, wenn die Flüssigkeit im Tank ihren Niederdruckstand hat. Dabei muß jedoch die gesamte Flüssigkeitskapa- zität der Öffnungen, die vertikal der Mischkammer 41 am nächsten liegen,genügend groß gewählt werden, um genügend Flüssigkeit zu liefern, die der Meßöffnung 54 der Fig. 3 oder der ringförmigen Flüssigkeits- kapazität zwischen den Röhren 40 und 48 in Fig. 5 entspricht, und das Ansaugen von Luft aus dem Luftkissen 52 verhütet. In this way, an air cushion 52 is provided of such a volume that it prevents the tank from bursting when it is fully compressed by frozen liquid. The size of the air cushion 52 changes within the tank in a system with variable inlet pressure between a small volume, which is indicated by the dashed line 62 , and a larger volume, which is indicated by the line 64. The measuring holes 45, 45a and 45b are arranged in such a way that the lowermost openings are below the liquid level 64 at low pressure, so that tank liquid can be removed when the liquid in the tank has its low pressure level . However, it has the entire Flüssigkeitskapa- capacity of the openings, which are vertical to the mixing chamber 41 are closest, sufficiently selected to be large to provide sufficient liquid 54 of FIG. 3 or the annular fluid capacity of the measuring opening between the tubes 40 and 48 in Fig. 5 corresponds, and the suction of air from the air bag 52 is prevented.

Bei dem Hochdruckwasserstand 62 ist es erwünscht, soviel wie möglich von dem heißesten Wasser zu entfernen, das sich an dem oberen Ende des Tanks ansammelt. Die Größe oder die Flüssigkeitskapazität der Meßöffnungen in dem Endteil 50 und auch sein innerer Durchmesser, wenn er, wie in Fig. 3 gezeigt, am oberen Ende offen ist, müssen des- halb so gewählt werden, daß sie einen veränderlichen Widerstand für die Flüssigkeitsströmung aus dem Tank 10 darstellen, um den gewünsch- ten Flüssigkeitsbetrag entsprechend dem veränderlichen Druck zwischen dem Hochdruckstand 62 und dem Niederdruckstand 64 in Anpassung an die Flüssigkeitskapazität der Meßöffnung 64 und der Meßmittel 56 durchzu- lassen. At the high pressure water level 62, it is desirable to remove as much as possible of the hottest water that collects at the top of the tank. The size or the liquid capacity of the measuring openings in the end part 50 and also its inner diameter, if it is open at the upper end , as shown in FIG. 3, must therefore be chosen so that they provide a variable resistance to the flow of liquid the tank 10 in order to allow the desired amount of liquid to pass through according to the variable pressure between the high pressure level 62 and the low pressure level 64 in adaptation to the liquid capacity of the measuring opening 64 and the measuring means 56 .

Obwohl der Tank nach der Erfindung, wie er in den Zeichnungen dargestellt ist, eine Entnahmevorrichtung enthält, die mit einer an der Seitenwand des Tanks befestigten Flüssigkeitsmeß- und -mischvorrichtung zusammenarbeitet, sei darauf hingewiesen, daß die Ent- nahme an irgendeiner Stelle des Tanks erfolgen kann, vorausge- setzt, daß wenigstens die Flüssigkeitsmeßmittel 45b und 54 und 56 und der Luf tabflußkanal 46 im Betrieb unterhalb des niedrigsten Flüssigkeitsstandes liegen Bei einer typischen Anlage wird Einlaßwasser mit einem Druck von 1,7 kg/cm 2 (25psig) und einer Temperatur innerhalb eines Bereiches von ungefähr 2-16o C (35-60o F) in einen Tank eingeführt, der ein Flüssigkeitsfassungsvermögen von etwa 1,5 1 (50 fluid ounces) hat. Die gewünschte Auslaßtemperatur soll bei einer Höhe von nicht mehr als 600 C (140o F) und vorzugsweise bei etwa 50o C (12Ö F) liegen. Unter Verwendung der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung konnte die Auslaß- 5 0 C (10o F), selbst bei einer Entnahme von etwa 1,4 1 (48 oz) Wasser, kontrolliert werden. Die Wirkungsweise ist graphisch durch die Kurven der Fig. 7 dargestellt, in der typische Leistungen für die erfindungsgemäße Einrichtung mit einer anderen bei Verkehrsflugzeugen verwendeten Konstruktion verglichen wurden. Die Kurve stellt eine Entnahmegeschwindigkeit von etwa 3.78 1/min (1 Gallone/min) bei einem Einlaßdruck von 1,7 kg/cm 2 (25psig) dar. Wie ohne weiteres zu erkennen ist, behält die erfindungsgemäße Einrichtung ihre Beständigkeit bei,selbst wenn beinahe der volle Tank Wasser abgenommen wird. Bei den alten Einrichtungen fiel die Temperatur von 600 C (140o F) auf unter 400 C (100o F) bei den gleichen Entnahmeversuchen ab. Although the tank according to the invention, as shown in the drawings , contains an extraction device which cooperates with a liquid measuring and mixing device attached to the side wall of the tank , it should be pointed out that the extraction takes place at any point in the tank can, provided that at least the liquid measuring means 45b and 54 and 56 and the air outflow channel 46 are below the lowest liquid level during operation. In a typical system, inlet water is at a pressure of 1.7 kg / cm 2 (25 psig) and a temperature placed within about 2-16o C (35-60o F) in a tank having a liquid capacity of about 1.5 liters (50 fluid ounces). The desired outlet temperature should be at an altitude of no more than 600 ° C (140 ° F) and preferably about 50 ° C (120 ° F). Using the device according to the present invention, the outlet 5 ° C (10o F), even with a withdrawal of approximately 1.4 liters (48 oz) of water. The mode of operation is shown graphically by the curves in FIG. 7, in which typical performances for the device according to the invention were compared with another construction used in commercial aircraft. The curve represents a withdrawal rate of about 3.78 l / min (1 gallon / min) at an inlet pressure of 1.7 kg / cm 2 (25 psig). As can be readily seen, the inventive device maintains its durability even when almost the full tank of water is consumed. In the old facilities, the temperature dropped from 600 C (140o F) to below 400 C (100o F) on the same sampling attempts.

Bei früheren Einrichtungen wurde ein Patronenheizkörper benutzt, der sich von dem oberen Deckel beinahe bis zum Boden des Tanks erstreckte, während der Thermostat die Temperatur an einem Punkt nahe des Bodens des Tanks feststellte. Das von dem Heizkörper erhitzte Wasser stieg dabei zum oberen Ende des Tanks entlang der Oberfläche der Heizkörper auf, ohne sich dabei mit kälterem Wasser im Tank zu vermischen. Der Thermostat, der das kältere Wasser am unteren Ende des Tanks an von dem Heizkörper ent- fernten Stellen feststellte, verlangte weiter mehr Hitze. Wenn aus solchem Tank Wasser in wiederholten 0,1 1 (4 ounces) ,Mengen abgezogen wurde, stieg die Wassertemperatur am oberen Ende des Tanks genügend hoch an, um einen Übertemperatursicherheitsschalter zu betätigen, der auf 82o C (180o F) einge- stellt war. Diese Situation ergab die Möglichkeit von Verbrühungs-und Dampfzuständen bei Gebrauch des Waschbeckens. In previous devices, a cartridge heater was used that extended from the top lid almost to the bottom of the tank, while the thermostat detected the temperature at a point near the bottom of the tank. The heated by the heater while water rose to the top of the tank along the surface of the radiator on, without departing mix with cooler water in the tank. The thermostat, which corresponds the colder water at the bottom of the tank of the radiator noted fernten places further demanded more heat. If, quantities withdrawn from such tank water in repeated 0.1 1 (4 ounces), the water temperature rose at the upper end of the tank at high enough to actuate an over-temperature safety switch which provides einge- at 82o C (180o F) was . This situation resulted in the possibility of scalding and steaming conditions when using the sink.

Claims (5)

Ansprüche 1. Flüssigkeitserhitzer und -speicher, insbesondere für Verwendung in Flugzeugen, mit am Boden eines Speichertanks angeordneten Heizkörpern und einer Flüssigkeitseinlaß- und -auslaßvorrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e ich n e t , daß innerhalb des Tanks (10) eine mit der Auslaßvorrichtung (36) verbundene Mischkammer (42) vorgesehen und einerseits über eine Meßöffnung (56) mit einem mit dem Flüssigkeitseinlaß in Verbindung stehenden Rohrstück (38,4O) und andererseits mit einem Rohrstück (48,50) mit Meßöff nungen (45,47) verbunden ist, das zur Zufuhr von Flüssigkeit aus dem Tank (10) mit höherer Temperatur als der Temperatur der Einlaßflüssigkeit dient, wobei die Meßöffnungen (45,47) in dem letztgenannten Rohrstück (48) oberhalb der Mischkammer (42) liegen und Flüssigkeitskapazitäten haben, die mit zunehmendem Vertikalabstand von der Mischkammer (42) zunehmen. Claims 1. Liquid heater and storage, especially for use in aircraft, with arranged at the bottom of a storage tank radiators and a liquid inlet and outlet device, dadurchgekenn I ze net that within the tank (10) is connected to the outlet device (36) mixing chamber (42) is provided and on the one hand via a measuring opening (56) with a pipe section (38,4O) in communication with the liquid inlet and on the other hand with a pipe section (48,50) with Meßöff openings (45,47) connected to the supply of liquid from the tank (10) at a higher temperature than the temperature of the inlet liquid, the measuring openings (45, 47) in the latter pipe section (48) being above the mixing chamber (42) and having liquid capacities that increase with increasing vertical distance from the Increase the mixing chamber (42). 2. Flüssigkeitserhitzer und -speicher gemäß Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e ich n e t , daß die Meßöf f nungen in dem Rohrstück (48,50) für die Zuführung von warmer Tankflüssigkeit Schlitze (47) sind, deren Fläche oder Durchtrittsquerschnitt mit zunehmendem Vertikalabstand von der Mischkammer (42) zunimmt (Fig. 6). 2. Liquid heater and storage according to claim 1, since-durchgekenn I ze net that the Meßöf f openings in the pipe section (48.50) for the supply of warm tank liquid are slots (47) whose area or passage cross-section with increasing vertical distance of the mixing chamber (42) increases (Fig. 6). 3. Flüssigkeitserhitzer und -speicher gemäß Anspruch 1, d a d u r e ,h g e k e n n z e ich n e t , daß die Meßöffnungen (45) in dem der Zuführung von warmer Flüssig- keit aus dem Tank (10) dienenden Rohrstück (48,50) Löcher sind, deren Durchmesser oder Fläche mit zunehmendem Vertikalabstand dieser Löcher von der Mischkammer (42) zunehmen (Siehe Fig. 1, 3 und 5). 3. Liquid heater and storage device according to claim 1, dadur e, h gekennze I net that the measuring openings (45) in which the supply of warm liquid from the tank (10) serving pipe section (48,50) are holes The diameter or area increases with increasing vertical distance of these holes from the mixing chamber (42) (see FIGS. 1, 3 and 5). 4. Flüssigkeitserhitzer und -speicher gemäß einem der Ansprüche 1-3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeitseinlaßeinrichtung (26) einen Flüssigkeitsldtteil (28) mit bogenförmiger Leitfläche (30) hat und daß ein Teil der Einlaßflüssigkeit (33) dadurch entlang des Bodens des Tanks (10) eingeführt wird. 4. Liquid heater and memory according to one of claims 1-3 d a d u r c h g e n n n z e i c h n e t, that the liquid inlet device (26) has a liquid part (28) with an arcuate guide surface (30) and that part of the inlet liquid (33) thereby inserted along the bottom of the tank (10). 5. Flüssigkeitserhitzer und -speicher gemäß einem der Ansprüche 1-4, d a d u r c h g e k e n n z e ich n e t , daß die Mischkammer (42) an ihrer oberen Seite durch einen Kanal (46) mit dem oberen Teil des Speichertanks verbunden ist, wobei die Einlaßöffnung des Kanals aber unterhalb der Meßöff nungen (45) für warme Flüssigkeit in dem Rohrstück (48,50) liegt. 5. Liquid heater and storage according to one of claims 1-4, characterized I n et that the mixing chamber (42) is connected on its upper side by a channel (46) to the upper part of the storage tank, the inlet opening of the channel but below the Meßöff openings (45) for warm liquid in the pipe section (48.50).