DE9218448U1 - Durchlauferhitzer mit Flächenberührung zwischen Rohrheizkörper und Mantelrohr - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer, umfassend wenigstens einen Rohrheizkörper mit einem Mantelrohr und ein das zu erhitzende Medium führendes Leitungsrohr.

Aus der DE 28 08 182 Al geht ein Durchlauferhitzer hervor, bei welchem das Mantelrohr des Rohrheizkörpers, im Querschnitt betrachtet, dreieckförmige Gestalt aufweist. Das Leitungsrohr ist hierbei durch einen Lötvorgang an dem Rohrheizkörper-Mantelrohr angebracht. Aufgrund des zylindrischen Querschnittes des Leitungsrohres einerseits und dem dreieckförmigen Querschnitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres andererseits besteht zwischen dem Rohrheizkörper und dem Leitungsrohr nur eine Linienberührung, so daß der Wärmeübergang von dem Rohrheizkörper zu dem Leitungsrohr zum größten Teil über das Lötmaterial erfolgt, wobei die Lötverbindung selbst nicht sonderlich stabil gegenüber mechanischen Beanspruchungen ist.

Aus der DE 26 47 152 Al ist demgegenüber ein Durchlauferhitzer bekannt, bei dem das Rohrheizkörper-Mantelrohr und das Leitungsrohr einstückig aus einem gezogenen Aluminiumprofil hergestellt sind. Zwischen dem Rohrheizkörper-Mantelrohr und dem Leitungsrohr ist ein Steg ausgebildet, über den der Wärmeübergang von dem Rohrheizkörper zu dem Leitungsrohr erfolgt. Hierbei bestimmt die Querschnittsform des Steges die übertragbare Wärmemenge, wobei aber ein im Querschnitt zu breiter Steg eine zu große Materialanhäufung bedeuten würde, die unwirtschaftlich wäre. Darüber hinaus erweist sich die einstückige Ausbildung zwischen dem Rohrheizkörper-Mantelrohr und dem Leitungsrohr von diesem bekannten Rohrheizkörper als nachteilig, da eine getrennte Herstellung des Rohrheizkörpers und des Leitungsrohres nicht möglich ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das die Heizwendel des Rohrheizkörpers umgebende Isoliermaterial im Inneren des Mantel-

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rohres nach dem Zusammenbau des Rohrheizkörpers durch einen
Walzvorgang oder dgl. verdichtet werden soll.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einem guten Wärmeübergang eine sichere und haltbare Verbindung zwischen dem Leitungsrohr und dem Rohrheizkörper aufweist.

Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Mantelrohr des Rohrheizkörpers einen konkaven Umfangsabschnitt aufweist, dessen Außenkontur einer Außenkontur eines konvexen
Umfangsabschnitts des Leitungsrohres angepaßt ist, so daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr und das Leitungsrohr zumindest auf einem Teil ihrer Länge flächig aneinanderliegen, und daß das Mantelrohr des Rohrheizkörpers mit dem Leitungsrohr im Bereich ihrer aneinanderliegenden Umfangsabschnitte durch eine stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden ist. Durch
die konkav-konvexe Ausbildung der Umfangsabschnitte des Leitungsrohres und des Rohrheizkörper-Mantelrohres an den aneinanderliegenden Seiten wird eine unmittelbare Kontaktfläche
zwischen dem Rohrheizkörper und dem Leitungsrohr geschaffen, die einen guten Wärmeübergang gestattet. Darüber hinaus sind die Verluste durch Abstrahlung an die umgebende Atmosphäre
verringert, da die Wärme verhältnismäßig großflächig und direkt an das Leitungsrohr abgegeben wird. Ferner besteht die
Möglichkeit, daß das Leitungsrohr und der Rohrheizkörper getrennt voneinander hergestellt werden können und erst durch
die stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden werden. Dabei ist die stoffschlüssige Verbindung stabiler, da nun

nicht nur eine Linienberührung zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Teilen besteht, sondern eine flächige Berührung .

Der erfindungsgemäße Durchlauferhitzer kann für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete verwendet werden. Wird er beispielsweise als Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine

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eingesetzt, so erhitzt der Rohrheizkörper nicht nur das in dem Leitungsrohr geführte Wasser, sondern er dient auch dazu, die Abstellplatte für das Kaffeeauffanggefäß der Kaffeemaschine zu erwärmen, wodurch diese als Warmhalteplatte verwendet werden kann. Damit die Platte leicht an dem Rohrheizkörper angebracht werden kann, ist es vorteilhaft, wenn das Mantelrohr des Rohrheizkörpers gegenüber dem Leitungsrohr so angebracht ist, daß ein Umfangsabschnitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres über den Außenumfang des Leitungsrohrs hervortritt. Der überragende Umfangsabschitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres wird dann zur Anbringung der Warmhalteplatte verwendet, wobei der Werkzeugeinsatz erleichtert wird.

Die Anbringung der Warmhalteplatte an dem Rohrheizkörper, bzw. umgekehrt, und die Wärmeübertragung von dem Rohrheizkörper an die Warmhalteplatte kann hierbei dadurch verbessert werden, daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr neben seinem konkaven Umfangsabschnitt einen planen Umfangsabschnitt aufweist, wobei dieser im Bereich des über den Außenumfang des Leitungsrohres hervortretenden Umfangsabschnitts des Rohrheizkörper-Mantelrohres vorgesehen ist.

Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, nur abschnittsweise einen konkaven Umfangsabschnitt an dem Mantelrohr des Rohrheizkörpers vorzusehen. Eine bessere Anbringung sowie Wärmeübertragung zwischen dem Rohrheizkörper-Mantelrohr und dem Leitungsrohr wird dadurch erreicht, daß sich der konkave Umfangsabschnitt des Rohrheizkörpers-Mantelrohres bis auf den Bereich der Anschlußenden des Rohrheizkörpers über die volle Länge des Rohrheizkörpers erstreckt.

Der konkave Umfangsabschnitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres kann einen beliebigen Winkelsektor des Mantelrohres umfassen. Grundsätzlich wäre denkbar, daß ein Winkelsektor von ca. 180° vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der kon

kave Umfangsabschnitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres einen Uitifangssektor von ca. 90° umfaßt.

Der Rohrheizkörper und das Leitungsrohr können grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen. So besteht die Möglichkeit, daß der Rohrheizkörper und das Leitungsrohr geradlinig aneinander liegend verlaufen. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers im Zusammenhang mit einer Kaffeemaschine ist es jedoch vorteilhaft, wenn der Rohrheizkörper und das Leitungsrohr im wesentlichen C-förmig gebogen sind. Es besteht dann die Möglichkeit, daß der Rohrheizkörper an der Innenseite des C-förmigen Leitungsrohres angeordnet ist oder aber an dessen Außenseite.

Soll das zu erhitzende Medium schnell auf eine hohe Temperatur gebracht werden, so kann es notwendig sein, nicht nur einen Rohrheizkörper vorzusehen, sondern deren zwei. Hierbei können die beiden Rohrheizkörper-Mantelrohre mit ihren konkaven Umfangsabschnitten beidseits einer Mittellängsebene des Leitungsrohres angeordnet sein. Ist das Leitungsrohr hierbei C-förmig ausgebildet, so besteht die Möglichkeit, daß einer der beiden Rohrheizkörper an der Außenseite und der andere an der Innenseite des C-förmigen Leitungsrohres angeordnet ist.

Neben dem konkaven Umfangsabschnitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres kann dieses jede beliebige weitere Form aufweisen. So besteht grundsätzlich die Möglichkeit, daß die übrigen Umfangsabschnitte des Rohrheizkörper-Mantelrohres im wesentlichen kreisbogenförmig ausgebildet sind. Aus Montage- und/oder Herstellungsgründen (Verpressen des Isoliermaterials) kann aber auch das Rohrheizkörper-Mantelrohr einen einen Winkelsektor von ca. 90° umfassenden konkaven Umfangsabschnitt und einen sich an die konkave Krümmung tangential anschließenden, planen Umfangsabschnitt aufweisen, wobei diese beiden Umfangsabschnitte in der Weise durch einen weiteren Umfangsabschnitt miteinander verbunden sind, daß sich ein geschlosse

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ner Linienzug ergibt, der einen Hohlraum für die Bauteile des Rohrheizkörpers umschließt.

Als stoffschlüssige Verbindung kann zum einen ein Lötvorgang oder aber auch ein Schweißvorgang vorgesehen werden. Außerdem können Strangpreßprofile Verwendung finden, die aneinander gefügt werden.

Der vorstehend geschilderte Durchlauferhitzer kann dadurch hergestellt werden, daß der Rohrheizkörper und das Leitungsrohr gegeneinander gepreßt werden, so daß sich ein Umfangsabschnitt des Rohrheizkörper-Mantelrohres in der Weise verformt, daß dieser Umfangsabschnitt eine konkave Außenkontur erhält, die der konvexen Außenkontur des an diesem Umfangsabschnitt des Rohrheizkörpers anliegenden Umfangsabschnitts des Leitungsrohres entspricht, und daß der Rohrheizkörper und das Leitungsrohr im Bereich ihrer aneinanderliegenden Umfangsabschnitte miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Bei dem Aneinanderpressen kann es vorteilhaft sein, in das Leitungsrohr ein dieses Leitungsrohr versteifendes Element zur Vermeidung einer Verformung seiner Außenwand einzuführen, welches nach dem Anexnanderpreßvorgang entfernt wieder wird.

Weist das Rohrheizkörper-Mantelrohr einen planen Umfangsabschnitt auf, so kann der zum einen nach der Anbringung des Leitungsrohres an dem Rohrheizkörper-Mantelrohr oder aber gleichzeitig mit der Anbringung des Leitungsrohres an dem Rohrheizkörper-Mantelrohr erzeugt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Ausführungsbeispiel werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen

Durchlauferhitzer;

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Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Figur 1 gezeigten Durchlauferhitzers; und

Fig. 3 die in Figur 2 gekennzeichnete Einzelheit Z.

Der in Figur 1 gezeigte Durchlauferhitzer 10 weist ein, von oben betrachtet, C-förmiges Leitungsrohr 12 zur Führung des zu erhitzenden Mediums sowie zwei ebenfalls C-förmig gebogene Rohrheizkörper 14, 16 auf. Hierbei ist ein Rohrheizkörper 14, bezogen auf eine in Figur 2 dargestellte Mittellinie M, links von dieser Mittellinie M an der Außenseite A des Leitungsrohres 12 und der andere Rohrheizkörper 16 rechts der Mittellinie M an der Innenseite B des Leitungsrohres 12 angebracht.

Von den beiden Rohrheizkörpern 14, 16 ist in den Figuren 1 bis 3 jeweils nur deren Mantelrohre 18, 20 und in Figur 1 noch zusätzlich die entsprechenden Anschlußenden 14a, 14b; 16a, 16b dargestellt.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, weist das Leitungsrohr 12 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Dagegen besitzen die Mantelrohre 18, 20 der beiden Rohrheizkörper 14, 16 jeweils einen ersten Umfangsabschnitt 18a, 20a, der eine konkave Außenkontur besitzt, die der konvexen Außenkontur des Leitungsrohres 12 in dem Bereich, wo die Rohrheizkörper 14, 16 an dem Leitungsrohr 12 anliegen, angepaßt ist (vgl. auch hierzu Fig. 3). Mit diesen Umfangsabschnitten 18a, 20a liegen die beiden Rohrheizkörper 14, 16 jeweils an dem Leitungsrohr 12 an, so daß sich eine verhältnismäßig große Kontakt- bzw. Wärmeübertragungsfläche zwischen den Rohrheizkörpern 14, 16 und dem Leitungsrohr 12 ergibt. Wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, überdeckt der konkave Umfangsabschnitt 18a, 20a der beiden Rohrheizkörper-Mantelrohre 14, 16 einen Winkel von ca. 90°, bezogen auf die Querschnittsfläche der Mantelrohre 18, 20. Die Mantelrohre 18, 20 der beiden Rohrheizkörper 14, 16 besitzen darüber hinaus einen zweiten Umfangsabschnitt

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18b, 20b, der eine plane Außenkontur aufweist und sich tangential an den ersten Umfangsabschnitt 18a, 20a anschließt (vgl. Fig. 3), wobei er von der konkaven Krümmung wegweist, d.h., bezogen auf Figur 3, daß dieser Umfangsabschnitt 18b sich am unteren Ende des konkaven Umfangsabschnitts 18a anschließt und nach links erstreckt. Schließlich besitzen die Mantelrohre 18, 20 der beiden Rohrheizkörper 14, 16 einen dritten Umfangsabschnitt 18c, 20c der, wie in Figur 3 gezeigt ist, eine im wesentlichen L-förmige Außenkontur besitzt und den ersten Umfangsabschnitt 18a, 20a mit dem zweiten Umfangsabschnitt 18b, 20b in der Weise verbindet, daß sich ein geschlossener Linienzug ergibt, der einen Hohlraum 22 umschließt. In diesem Hohlraum 22 sind die nicht weiter dargestellten Einzelteile, wie Heizwendel, Isoliermaterial usw., des jeweiligen Rohrheizkörpers 14, 16 untergebracht. Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, erstrecken sich die vorstehend beschriebenen Umfangsabschnitte 18a, 20a; 18b, 20b; 18c, 20c über die gesamte Länge der Mantelrohre 18, 20 mit Ausnahme der Anschlußenden 14a, 14b; 16a, 16b der beiden Rohrheizkörper 14, 16.

Aus der Figur 2 läßt sich ohne weiteres entnehmen, daß sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Mantelrohre 18, der beiden Rohrheizkörper 14, 16 eine flächige Anlage zwisehen dem Leitungsrohr 12 und den beiden Rohrheizkörpern 14, 16 ergibt, so daß hierdurch ein guter Wärmeübergang von den beiden Rohrheizkörpern 14, 16 zu den in dem Leitungsrohr 12 befindlichen, zu erhitzenden Medium ermöglicht wird. Darüber hinaus lassen sich die beiden Rohrheizkörper 14, 16 durch die gewählte Anordnung leicht untereinander und mit dem Leitungsrohr 12 verbinden. Wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, ist die Ausgestaltung und Anordnung der beiden Rohrheizkörper 14, 16 so gewählt sein, daß sie mit einem Lötvorgang an dem Leitungsrohr 12 angebracht werden können, indem in dem Spalt 24 (vgl. Fig. 2) das Lötmaterial eingebracht wird. Selbstverständlich kann auch, bezogen auf Figur 2, an der Oberseite

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der beiden Rohrheizkörper 14, 16 Lötmaterial zusätzlich vorgesehen werden.

Wie aus der Figur 3 deutlich ersichtlich ist, erstreckt sich der erste Umfangsabschnitt 18a, 20a der beiden Rohrheizkörper 14, 16 über einen Winkelsektor von ca. 90°. Mit ihrem zweiten Umfangsabschnitt 18b, 20b überragen die beiden Rohrheizkörper 14, 16 das Leitungsrohr 12 an einer Seite, so daß hierdurch die Möglichkeit besteht, daß die Mantelrohre 18, 20 der beiden Rohrheizkörper 14, 16 mit ihren zweiten Umfangsabschnitt 18b, 20b an einer Montageplatte, insbesondere einer Warmhalteplatte einer Kaffeemaschine, angebracht werden können.

Die Herstellung des vorstehend beschriebenen Durchlauferhitzers 10 erfolgt dadurch, daß das Leitungsrohr 12 und die beiden Rohrheizkörper 14, 16 nach deren vollständigen Montage gegeneinander gepreßt werden, so daß sich die beiden Umfangsabschnitte 18a, 20a der Rohrheizkörper-Mantelrohre 18, 20 in der Weise verformen, daß diese Umfangsabschnitte 18a, 20a eine konkave Außenkontur erhalten, die der konvexen Außenkontur der an diesen Umfangsabschnitten 18a, 20a der Rohrheizkörper-Mantelrohre 18, 20 anliegenden Umfangsabschnitt des Leitungsrohres 12 entspricht. Nach diesem VerpressungsVorgang werden die beiden Rohrheizkörper 14, 16 mittels Löten oder Schweißen an dem Leitungsrohr 12 angebracht, wobei dies in dem Spalt 24 erfolgen kann oder aber auch an der Oberseite der beiden Rohrheizkörper 14, 16.

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Claims (13)

Ansprüche;

1. Durchlauferhitzer, umfassend wenigstens einen Rohrheizkörper (14; 16) mit einem Mantelrohr (18; 20) und ein das zu erhitzende Medium führendes Leitungsrohr (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr (18; 20) einen konkaven Umfangsabschnitt (18a; 20a) aufweist, dessen Außenkontur einer Außenkontur eines konvexen Umfangsabschnitts des Leitungsrohres (12) angepaßt ist, und daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr (18; 20) und das Leitungsrohr (12) im Bereich ihrer aneinanderliegenden Umfangsabschnitte (18a; 20a) miteinander stoffschlüssig verbunden sind.

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr (18; 20) gegenüber dem Leitungsrohr (12) so angebracht ist, daß ein Umfangsabschnitt (18b; 20b) des Mantelrohres (18; 20) über den Außenumfang des Leitungsrohrs (12) hervortritt.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr (18; 20) neben seinem konkaven Umfangsabschnitt (18a; 20a) einen planen Umfangsabschnitt (18b; 20b) aufweist.

4. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß sich der konkave Umfangsabschnitt (18a; 20a) des Rohrheizkörper-Mantelrohres (18; 20) bis auf den Bereich der Anschlußenden (14a, 14b; 16a, 16b) über die volle Länge des Rohrheizkörpers (14; 16) erstreckt.

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5. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Umfangsabschnitt (18a; 20a) des Rohrheizkörper-Mantelrohres (18; 20) einen Umfangssektor von ca. 90° umfaßt.

6. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (14; 16) und das Leitungsrohr (12) eine im wesentlichen C-förmige Gestalt aufweisen.

7. Durchlauferhitzer nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (16) an der Innenseite (B) des eiförmigen Leitungsrohres (12) angeordnet ist.

8. Durchlauferhitzer nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (14 ) an der Außenseite (A) des eiförmigen Leitungsrohres (12) angeordnet ist.

9. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rohrheizkörper (14; 16) mit konkaven Umfangsabschnitten (18a; 20a) ihrer Mantelrohre (18; 20) beidseits einer Mittellängsebene (M) des Leitungsrohres (12) angeordnet sind.

10. Durchlauferhitzer nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer (14) der beiden Rohrheizkörper (14; 16) an der Außenseite (A) und der andere (16) an der Innenseite (B) des Leitungsrohres (12) angeordnet ist.

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11. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrheizkörper-Mantelrohr (14; 16) einen Winkelsektor von ca. 90° umfassenden konkaven Umfangsabschnitt (18a; 20a) und einen sich tangential daran anschließenden, planen Umfangsabschnitt (18b; 20b) aufweist, wobei diese beiden Umfangsabschnitte (18a, 18b; 20a, 20b) durch einen weiteren Umfangsabschnitt (18c; 20c) in der Weise miteinander verbunden sind, daß sich ein geschlossener Linienzug ergibt, der einen Hohlraum (22) zur Aufnahme der Bauteile des Rohrheizkörpers (14; 16) umschließt.

12. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (14; 16) und das Leitungsrohr (12)

durch Löten miteinander verbunden sind. 20

13. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (14; 16) und das Leitungsrohr (12) durch Schweißen miteinander verbunden sind.

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