DE3323058C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer mit einem Behälter, in dem ein elektrischer Heizkörper angeordnet ist und an den ein Einströmstutzen für das zu beheizende Kaltwasser und ein Ausströmstutzen angeschlossen sind.

Ein derartiger Durchlauferhitzer ist in der Patentanmeldung P 32 18 863.3 beschrieben. Dort soll die Dampfblasenbildung am Heizkörper durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des zu erwärmenden Wassers vermindert werden.

In dem DE-GM 17 69 157 ist ein druckloser Boiler, also kein Durchlauferhitzer, beschrieben. In dem Boiler entsteht eine thermische Zirkulation des Wassers. Es wird keine durch den Strömungsdruck des Wassers bewirkte Ansaugung eines Wasser-Teilstroms erreicht.

In der FR 24 20 726 ist eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Flüssigkeit, nämlich einer Chemikalie, auf eine vorgegebene Temperatur beschrieben. Diese Vorrichtung ist nicht als Durchlauferhitzer geeignet, denn die elektrische Leistung der Vorrichtung ist im Hinblick auf die vorgesehene Durchflußmenge äußerst gering. Bei dieser Vorrichtung spielt eine Dampfblasenbildung am Heizkörper und eine Geräuschentwicklung keine Rolle. Es kommt dort darauf an, eine homogene Temperatur bei vergleichsweise langer Reaktionszeit zu erreichen.

In der JP 56-97 104 ist ein Heißwasserbereiter beschrieben, mit dem auch Kaltwasser zapfbar sein soll. Aus einer Heißwasserkammer, in der Heißwasser unter einer natürlichen Konvektion bereitgehalten werden soll, wird Heißwasser über eine Düsengestaltung angesaugt, wenn diese von Kaltwasser durchströmt ist und eine Bypassleitung geöffnet ist, die von dem Kaltwasseranschluß zum der Düsenanordnung abgewandten Ende der Heißwasserkammer führt. Für eine Kaltwasserzapfung wird die Bypassleitung geschlossen. Um einen Durchlauferhitzer handelt es sich hier nicht. Es treten dementsprechend auch nicht die Probleme der Dampfblasenbildung auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, beim Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art die Strömung des Behälterwassers zu verstärken.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß im Behälter zwischen dem Heizkörper und der Behälterwand eine Leitwand vorgesehen ist, die einen ersten Teilraum von einem zweiten Teilraum, in dem der Heizkörper angeordnet ist, trennt, wobei die beiden Teilräume an beiden Enden zueinander offen sind und der Einströmstutzen am einen Ende in den zweiten Teilraum mündet, daß der durch den zweiten Teilraum eintretende Wasserstrahl Wasser aus dem ersten Teilraum saugt und daß der Ausströmstutzen am anderen Ende des zweiten Teilraums mündet.

Dadurch ist eine gegenüber der üblichen Durchströmung des Behälters zusätzliche Wasserzirkulation im Zapfbetrieb gewährleistet. Es strömt also an dem Heizkörper nicht nur diejenige Wassermenge entlang, die durch den Einströmstutzen eintritt, sondern zusätzlich Wasser, das aus dem ersten Teilraum angesaugt ist. Die Beströmung des bzw. der Heizkörper ist dadurch verstärkt, was eine Verminderung der Dampfblasenbildung und damit auch der Geräuschentwicklung zur Folge hat.

Die zwangsweise Wasserzirkulation führt im Behälter zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung. Dies gestattet es, das Volumen des Behälters klein zu bemessen, was einen kompakten Aufbau des Durchlauferhitzers begünstigt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Gefahr von Kalkablagerungen wesentlich herabgesetzt ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mündet der Einströmstutzen unten in den Behälter. Dadurch ist erreicht, daß der durch den Heizkörper hervorgerufene thermische Wasserauftrieb und die durch die Wassereinströmung im zweiten Teilraum entstehende Strömung gleichgerichtet sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, die die Strömung ver­ bessern und einen kompakten Aufbau gestatten, ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Durch­ lauferhitzers,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 einen Teilschnitt eines Behälters eines Durch­ lauferhitzers,

Fig. 5 eine Aufsicht auf den Behälter nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Befestigung des Behälters nach Fig. 4 an einem Gehäuse des Durchlauferhitzers,

Fig. 7 einen Flansch des Behälters nach Fig. 4 im Schnitt,

Fig. 8 einen weiteren Schnitt des Flansches nach Fig. 7 in einer zu Fig. 7 senkrechten Schnitt­ ebene,

Fig. 9 einen Distanzhalter für Heizkörper im Behälter nach Fig. 4,

Fig. 10 einen Ausströmstutzen des Behälters nach Fig. 4 und

Fig. 11 eine Alternative zum Ausströmstutzen nach Fig. 10.

In einen zylindrischen Behälter 1 mündet unten ein Ein­ strömstutzen 2. Oben ist an den Behälter 1 ein Ausström­ stutzen 3 angeschlossen.

Der Einströmstutzen 2 liegt etwa in der Zylinderachse. Um die Zylinderachse sind einige elektrische Heizkörper 4 gruppiert, welche sich parallel zur Zylinderachse erstrecken.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Einström­ stutzen 2 als Wasserstrahlpumpe ausgebildet. Er weist hierfür eine Injektordüse 5 und ein Diffusorrohr 6 auf. Zwischen der Injektordüse 5 und dem Diffusorrohr 6 ist eine ringförmige Ansaugöffnung 7 offen, die unten im Behälter 1 liegt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren ist zwischen den Heizkörpern 4 und dem Behälter 1 ein zylin­ drisches Leitrohr als Leitwand 8 angeordnet. Dieses bildet einen im Querschnitt ringförmigen ersten Teilraum 9, der sowohl oben als auch unten zum Behälter 1 im übrigen bzw. zu einem zweiten Teilraum 9′ offen ist, in dem die Heiz­ körper 4 angeordnet sind.

In den Fig. 3 ff ist der Einströmstutzen 2 von einer Venturidüse 10 gebildet. An diese ist ein Differenzdruck­ schalter 11 angeschlossen, welcher die Heizkörper 4 schaltet. Die Venturidüse 10 weist eine Verengung 12 auf. Wird die Venturidüse 10 von Kaltwasser durchströmt, baut sich vor der Verengung 12 - in Strömungsrichtung gesehen - ein höherer Druck und im Bereich der Verengung 12 ein niedrigerer Druck auf. Durch die Druckdifferenz wird der Differenzdruckschalter 11 geschaltet.

In Strömungsrichtung gesehen schließt sich an die Ver­ engung 12 der Venturidüse 10 eine Erweiterung 13 an. Diese liegt im Innern des Behälters 1. Die Erweiterung 13 entspricht in ihrer Funktion der Injektordüse 5 nach Fig. 1. Die Ansaugöffnung 7 ist bei den Ausführungsbei­ spielen der Fig. 3 ff von dem Abstand zwischen der Erweiterung 13 und dem unteren Rand des Leitrohres gebildet.

Wie in Fig. 4 gezeigt, trägt der Behälter 1 ein oberes Flanschstück 14 und ein unteres Flanschstück 15. Am oberen Flanschstück 14 sind sechs haarnadelförmig gebo­ gene Heizkörper 4 gehalten. Auf sie sind Distanzhalter 16 aufgeschoben. Ein solcher Distanzhalter 16 ist in Fig. 9 gezeigt. Der Distanzhalter 16 weist verbundene Ringe 17 auf, die über die Heizkörper 4 zu schieben sind. Er ist mit Nasen 18 versehen, welche das Leitrohr halten. Außerdem sind an ihm Schrägflächen 19 ausgebildet, welche eine gewisse Rotation der Wasserströmung um die Zylinder­ achse hervorrufen. Elektrisch sind die Heizkörper 4 mit drei Formstücken 20 im Dreieck verbunden, welche an Pole R, S und T eines Dreileiter-Versorgungsnetzes angeschlossen sind (vgl. Fig. 5).

Das Flanschstück 14 ist mittels eines Gegenringes 21 an einer Stufung 22 des Behälters 1 gehalten. In der Stufung 22 liegt ein Dichtring 23. Der Behälter 1 ist in einem Gehäuse 24 des Durchlauferhitzers befestigt. Hierfür ist am Gegenring 21 ein Fortsatz 25 und an der Rückwand des Gehäuses 24 eine Aufnahme 26 vorgesehen. Der Behälter 1 hängt dadurch an der Rückwand. Unten am Gehäuse 24 ist ein Winkel 27 angeordnet. Das untere Flanschstück 15 weist eine Gewindebohrung 28 auf, mittels der das Flansch­ stück 15 an den Winkel 27 geschraubt ist.

Das Flanschstück 15 ist ein Gesenkschmiedeteil (vgl. Fig. 7 und 8). In ihm ist die Venturidüse 10 ausge­ bildet. Es weist Bohrungen 29 und 30 für den hochdruck­ seitigen bzw. niederdruckseitigen Anschluß des Differenz­ druckschalters 11 auf. An ein Gewinde 31 ist die Kalt­ wasserleitung anzuschließen. Ein Bypaß 32 erlaubt die Einstellung des Druckes, bei dem der Differenzdruck­ schalter 11 schaltet. Der Bypass 32 mündet wie die Venturidüse 10 in den Teilraum 9′.

Um den Anschluß der Heizkörper 4 am oberen Flanschstück 14 nicht zu behindern, ist der Ausströmstutzen 3 bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 ff seitlich am Behälter 1 angeordnet. Bei der Ausführung nach Fig. 10 ist eine Buchse 33 an einen Durchzug 34 des Behälters 1 angebördelt. Ein Ausströmrohr 35 weist einen durch Stau­ chen entstandenen Wulst 36 auf. Dieser wird von einer in die Buchse 33 geschraubten Schraube 37 gegen einen Dicht­ ring 38, der an der Umbördelung 39 anliegt, gedrückt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 sind anstelle der Buchse 33 und der Schraube 37 Stanzteile 40 und 41 ver­ wendet, die mittels Schrauben 42 gegeneinander verspannt sind und die Dichtung herstellen. Ein gelochter Kunst­ stoffeinsatz 43 erzeugt im Behälter 1 einen Staudruck.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Durchlauferhitzer ist etwa folgende:

Die sich im Behälter 1 einstellende Wasserströmung ist in den Fig. 1 und 3 mit Pfeilen dargestellt. Tritt Kaltwasser durch den Einströmstutzen 2 in den Behälter 1 ein, dann entsteht an der Ansaugöffnung 7 eine Sogwir­ kung. Es wird damit bereits im Behälter 1 befindliches Wasser angesaugt und von dem durch den Einströmstutzen 2 eingespritzten Wasser mitgerissen. Die Temperatur dieses so entstehenden Mischstromes liegt zwischen der des ein­ gespritzten Kaltwassers und der des durch die Ansaug­ öffnung 7 aus dem ersten Teilraum 9 angesaugten Wassers, welche regelmäßig höher als die des Kaltwassers ist. Die Heizkörper 4 werden von dem Mischstrom beaufschlagt. Aufgrund der genannten Mischtemperatur sind die Heiz­ körper 4 somit von vorgewärmtem Wasser beaufschlagt. Dadurch und durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Mischstromes sowie dessen gegenüber dem durch den Ein­ strömstutzen 2 eintretenden Wasservolumens vergrößertes Volumen ist eine Dampfblasenbildung an den Heizkörpern 4 herabgesetzt. Der nach oben gerichtete Wasserstrom ver­ läßt den Behälter 1 durch den Ausströmstutzen 3 teilweise. Teilweise kehrt er um und wird im Teilraum 9 zur Ansaug­ öffnung 7 zurückgesaugt. Dasselbe Wasservolumen zieht also mehrfach an den Heizkörpern 4 vorbei. Wie bei Durchlauf­ erhitzern üblich, ist der durch den Einströmstutzen 2 eintretende Kaltwasser-Volumenstrom gleich dem durch den Ausströmstutzen 3 austretenden Heißwasser-Volumenstrom. Dadurch wird praktisch ein zusätzlicher, an den Heizkörpern 4 vorbeiströmender Volumenstrom geschaf­ fen. Es ist damit erreicht, daß sich unten im Behälter 1 absetzender Kalk oder Wasserstein nicht festsetzt, sondern mitausgespült wird.

Das Volumen des Behälters 1 sollte so groß ausgelegt werden, daß die nach dem Abschalten der Heizkörper 4 und der Wasserströmung noch erfolgende Nacherwärmung nicht zu einer Überhitzung führt.

Des weiteren ist es möglich, das Diffusorrohr 6 direkt mit dem Leitrohr zu verbinden, so daß der Ringraum 9 unten direkt in die Ansaugöffnung 7 übergeht. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 ff entfällt das Diffusorrohr 6 völlig. Es ist nicht notwendig, den Einströmstutzen 2 als Injektordüse oder Venturidüse auszubilden. Auch mit einer einfachen Rohr­ mündung läßt sich die gewünschte Ansaugwirkung erreichen. Anstelle des Leitrohrs genügt auch eine ebene Wandung, die im Behälter 1 einen heizkörperfreien Teilraum 9 schafft, durch die Behälterwasser durch das frisch einströmende Wasser vom einen Ende zum anderen Ende zurückgesaugt wird.

Es ist weiterhin möglich, das Leitrohr längs seiner Ebene mit Durchbrechungen zu versehen, durch die dann Wasserteilströme zwischen den Teilräumen 9 und 9′ zirku­ lieren.

Claims (14)

1. Durchlauferhitzer mit einem Behälter, in dem ein elek­ trischer Heizkörper angeordnet ist und an den ein Ein­ strömstutzen für das zu beheizende Kaltwasser und ein Aus­ strömstutzen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (1) zwischen dem Heizkörper (4) und der Behälterwand eine Leitwand (8) vorgesehen ist, die einen ersten Teilraum (9) von einem zweiten Teilraum (9′), in dem der Heizkörper (4) angeordnet ist, trennt, wobei die bei­ den Teilräume (9, 9′) an beiden Enden zueinander offen sind und der Einströmstutzen (2) am einen Ende in den zweiten Teilraum (9′) mündet, daß der durch den zweiten Teilraum (9′) eintretende Wasserstrahl Wasser aus dem ersten Teil­ raum (9) saugt und daß der Ausströmstutzen (3) am anderen Ende des zweiten Teilraumes (9′) mündet.

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einström­ stutzen (2) unten in den Behälter (1) mündet.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (8) als zum Behälter (1) koaxiales Leitrohr ausgebildet ist.

4. Durchlauferhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einströmstutzen (2) koaxial zum Leit­ rohr in den Behälter (1) mündet.

5. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einström­ stutzen (2) als Wasserstrahlpumpe ausgebildet ist.

6. Durchlauferhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe von einer Injektor­ düse (5), durch die das Kaltwasser zugeführt wird, und einem Diffusorrohr (6) gebildet ist.

7. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmstutzen (2) als Venturidüse (10) ausgebildet ist, in deren Verengung (12) der Unterdruck für einen Differenzdruckschalter (11) abgegriffen wird.

8. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturi­ düse (10) an einem Flanschstück (15) ausgebildet ist, die den Behälter (1) verschließt.

9. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bypass (32) zur Venturidüse (10) im Flanschstück (15) ausgebildet ist.

10. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschstück (15) als unteres Flanschstück an einem Gehäuse (24) des Behälters (1) befestigt ist und ein oberes Flanschstück (14) des Behälters (1) an das Gehäuse (24) gehängt ist.

11. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Distanz­ halter (16) vorgesehen ist, der die Heizkörper (4) unter­ einander beabstandet hält und das Leitrohr an diesen hält, wobei die Heizkörper (4) an einem der Flansch­ stücke (14, 15) befestigt sind.

12. Durchlauferhitzer nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Distanzhalter (16) Schrägflächen (19) zur Lenkung der Wasserströmung aufweist.

13. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausström­ stutzen (3) von einer an den Behälter (1) angebördelten Buchse (33) und einem an dieser gehaltenen Ausströmrohr (35) gebildet ist.

14. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausströmstutzen (3) von einem an den Behälter (1) angebördelten Stanzteil (40) und einem an diesem gehaltenen Ausströmrohr (35) gebildet ist.