DE9317727U1

DE9317727U1 - Elektrischer Durchlauferhitzer für Getränkebereiter

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Publication number: DE9317727U1
Application number: DE9317727U
Authority: DE
Original assignee: Fritz Eichenauer GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-11-20

Description

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GEBRAUCHSMUSTER -ANMELDUNG

Aktenzeichen: 16 / 93

Kennwort: Elektrischer Durchlauferhitzer für

Getränkebereiter

Elektrischer Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen, bestehend aus einem Rohrheizkörper und einem parallel dazu entlanggeführten und mit diesem zusammengelöteten Führungsrohr, aus dem gleichen Werkstoff wie der Rohrheizkörper, vorzugsweise aus Aluminium, in das ein zusätzliches geschlossenes Rohr ais Wasserdurchlaufrohr vorhanden ist, welches aus einem Material, vorzugsweise Edelstahl, besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit geringer ist als diejenige von Aluminium für den Rohrheizkörper und des Führungsrohres.

Aus der DE GBM-Schrift 87 04 927.9 ist ein elektrischer Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen bekannt, bei dem die Montageplatte mit dem darauf angeordneten Rohrheizkörper aus Aluminium eine wannenförmige Einsenkung besitzt, in die ein Wasserdurchflußrohr eingelegt ist und das Wasserdurchflußrohr aus einem Material besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit schlechter ist als diejenige der Aluminiumlegierung aus der Montageplatte und des darauf angeordneten Rohrheizkörpers.

in dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 77 07 584 ist ein weiterer elektrischer Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen mit einem elektrischen Rohrheizkörper, an dem ein Wasserführungsrohr entlanggeführt ist, beschrieben, bei dem das Wasserführungsrohr aus korrosionsbeständigem Material besteht. Dieses Wasserführungsrohr, welches vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl besteht, ist dabei wenigstens teilweise von einem,

mit dem Rohrheizkörper wärmeleitend verbundenen Mantel aus Kupfer umgeben. Zur Herstellung der wärmeleitenden Verbindung zwischen Rohrheizkörper und dem das Wasserführungsrohr umgebenden Material sind diese beiden Teile miteinander verlötet.

Ferner ist ein elektrischer Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen aus der EP 0 106 914 A1 bekannt geworden, bei dem an einem hufeisenförmig gebogenen Rohrheizkörper seitlich an denselben ein Wasserdurchlaufrohr gemeinsam auf einem Montageblech vorhanden ist und wärmeleitend miteinander verbunden wird. Dabei ist das Wasserrohr und der Rohrheizkörper zwischen der Warmhalteplatte und dem Montageblech angeordnet.

Durch diese Anordnung wird zunächst einmal die Wärmeleitung, gegenüber weiteren bekannten Durchlauferhitzer, auf das Wasserführungsrohr während des Brühvorganges verbessert und nach Durchlauf und Verdampfung der Kaffeewassermenge die Wärmeleitung über das Verdampferrohr an die Warmhalteplatte optimiert.

Die vorgenannten Durchlauferhitzer werden vorzugsweise zur Erwärmung von Brühwasser bei Kaffeemaschinen eingesetzt. Die Gründe für die Verwendung eines zusätzlichen Rohres aus chemisch-beständigem Werkstoff, welches bei den bekannten Durchlauferhitzern in ein mit dem Aluminium-Rohrheizkörper verlöteten ersten Rohr eingeschoben wird, sind hinreichend bekannt und werden in den vorgenannten Druckschriften ausreichend gewürdigt. Darüber hinaus ist es eine bekannte Erscheinung, daß der Ausfall von Kalk bei einem Verdampferrohr aus Aluminium und der damit verbundenen Durchflußverengung wesentlich größer ist als bei der Verwendung von Edelstahlen für das Durchflußrohr.

Beim Brühvorgang in Kaffeemaschinen wird eine möglichst hohe und gleichmäßige Brühtemperatur im Durchlaufrohr angestrebt. Dies bedeutet wiederum, daß bei den bekannten Durchlauferhitzern mit den durch die Einbaubedingungen vorhandenen und gegebenen relativ kurzen Heizstrecken hohe Oberflächenbelastungen des Heizkörpers mit sich bringt. Diese sich daraus ergebenden hohen Oberflächenbelastungen führen bei

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den bekannten Durchlauferhitzern mit einem zusätzlichen Rohr als Wasserführungskanal aus chemisch-beständigem Werkstoff, wie CrNi-Stahllegierungen, aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zu Abständen zwischen den Aluminiumteilen, wie Heizkörper und Aufnahmehülie, und dem eingeschobenen Wasserführungsrohr, so daß ein optimaler und kontrollierter Wärmeübergang nicht möglich ist. Bei dem Vorschlag, das ganze System, Rohrheizkörper verlötet mit einem Wasserführungsrohr, beide aus Aluminium, und in das Wasserführungsrohr eingeschobenes Rohr aus chemisch-beständigem Werkstoff, zu verlöten, bestehen die Probleme einmal darin, daß eine aus fertigungstechnischen Gründen einwandfreie, durchgehende und gleichmäßige Verlötung nicht gewährleistet werden kann und zum anderen darin, daß bei einer gelungenen Lötung im Verlauf des Brühvorganges, aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten und im Hinblick auf die Länge der miteinander verbundenen unterschiedlichen Werkstoffe, thermische Spannungen auftreten, die ein Abscheren der Lötverbindungen hervorrufen. Durch diese nicht unter Kontrolle zu bringenden Erscheinungen ergeben sich zwangsläufig unterschiedliche Brühtemperaturen und Brühergebnisse. So kann es z.B. bei örtlicher Überhitzung des Wasserführungsrohres zu Verdampfungen in diesem Teil kommen, die einmal die Brühtemperatur auf ca. 85°C begrenzen, und zum anderen eine lästige und unangenehme Erscheinung, wie das sog. "Schnorcheln", hervorrufen.

Die durch die Unterbrechung der Lötverbindungen entstehenden Luftspalte zwischen dem mit dem Rohrheizkörper thermisch gekoppelten Führungsrohr und dem Wasserdurchlaufrohr führen dazu, daß die Temperatur an den unter sich verlöteten Aluminiumteilen ansteigt und ein Temperaturbegrenzer mit einer höheren Abschalttemperatur gewählt werden muß, bei dem die Temperaturbegrenzung im unsachgemäßen Gebrauch so hoch liegen kann, daß unter Umständen die Gefahr der Zerstörung des Kaffeemaschinen-Gehäuses nicht auszuschließen ist.

Der vorliegenden Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Durchlauferhitzer zu schaffen, der unter Beibehaltung der Verwendung eines zusätzlichen Wasserdurchlaufrohres aus einem chemisch-beständigen Werkstoff, mit einer geringeren Wärmeleitzahl als die weiteren verwendeten Teile aus Aluminium, eine sichere und gezielt steuerbare optimale

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Wärmezufuhr zum Verdampferrohr zu gewährleisten und damit zu verhindern, daß durch die unterschiedlich vorhandenen Wärmeausdehnungskoeffizienten Abstände bzw. bei voüflächigen Lötungen Spannungen und Abrisse entstehen, die zu den og. unkontrollierten Temperaturerhöhungen und damit zusammenhängenden gestörten Brühvorgängen sowie den eventuell auftretenden Schäden am Gehäuse führen können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden weitere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.

Durch gezielte segmentweise Aufteilung und Verlötung der das zusätzliche Edelstahlrohr umgebenden Hülle, die mit dem Aluminium-Rohrheizkörper an den Berührungsflächen flächig verlötet ist, kann der jeweils notwendige und gewünschte Temperaturfluß zum Wasserführungsrohr in einfacher Weise und problemlos gesteuert werden.

Die Neuerung ist anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Durchlauferhitzer

mit dem Rohrheizkörper und dem Verdampferrohr mit der segmentweisen Aufteilung der das
Verdampferrohr umfassenden Hülle,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie I /1 in der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie Il / Il im Bereich

der Reglerlasche in Fig. 1,

Fig. 4 eine weitere vereinfachte Ausführungsform zur

Aufnahme des Wasserdurchlaufrohres.

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In der Fig. 1 ist der Rohrheizkörper (1) aus Aluminium mit den beiden elektrischen Anschlüssen (2), kreisförmig im Verlauf des Wasserdurchiaufrohres (3) aus einem weniger wärmeleitenden Material, z.B. Edelstahl, umhüllt mit einem Führungsrohr (4) aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Aluminium, und dem Rohrheizkörper (1) dargestellt. An der Berührungskante (5) sind das Führungsrohr (4) und der Rohrheizkörper (1) flächig miteinander verlötet. Die aus dem Führungsrohr (4) hervorstehenden Längen "I" der Abschnitte (6) dienen zur Aufnahme der nicht dargestellten Schlauchanschlüsse aus dem ebenfalls nicht dargestellten Wasserbehälter. Die Lasche (7), vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Aluminium, ist thermisch von dem Führungsrohr (4) getrennt und dient zur Aufnahme von nicht dargestellten Temperaturregel- und Temperaturbegrenzungsorganen. Die Bohrung (8) dient zur Befestigung der nicht dargestellten Temperatur- und Regelorgane.

Durch die thermische Trennung (9) ist gewährleistet, daß die wahre Temperatur am Auslauf (10) erfaßbar wird und keine Temperaturverfälschungen durch unkontrollierten Wärmefluß über das gut wärmeleitende Führungsrohr (4) möglich ist. Durch weitere thermische Unterbrechungen (10, 11) des Führungsrohres (4) ist ein genauer und gesteuerter Wärmefluß zum Wasserdurchlaufrohr (3) einstellbar. Darüber hinaus wird durch die abschnittsweise Aufteilung des Führungsrohres (4) und der dabei sich ergebenden kurzen Segmentteile (12, 13, 14, 15) eine durchgehende, spannungsfreie und vollflächige Lötung zwischen dem Wasserdurchlaufrohr (3) und dem Führungsrohr (4) gewährleistet. Im Bedarfsfall kann zur Sicherheit einer vollflächigen Lötung des Wasserdurchlaufrohres (3) mit dem Führungsrohr (4) weiteres Lot über die im Segmentteil (12) als Bohrungen (16) ausgebildeten Durchbrechungen des Führungsrohres (4) zugeführt werden. Diese hilfsweise angeordneten Durchbrechungen (16) können ebenso als Längsschlitze (17), wie sie im Segmentteil (13) dargestellt sind, ausgebildet sein. Die Länge der Segmentteile (12, 13, 14, 15) ist abhängig von der Wasserdurchflußmenge im Wasserdurchflußrohr (3) und von der Leistungsgröße des Rohrheizkörpers (1). Der Leistungsbedarf für die Erhitzung der Wasserdurchlaufmengen im Wasserdurchlaufrohr (3) wird durch die Längen der einzelnen Segmente (12, 13, 14, 15) in einfacher Weise geregelt.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt I /1 in Fig. 1. Das Wasserdurchlaufrohr (3) aus Edelstahl mit einem niedrigen Wärmeleitwert ist mit dem Führungsrohr (4), aus einem Material mit einem höheren Wärmeleitwert, vorzugsweise aus Aluminium, umgeben.

Aus dem gleichen Material wie das Führungsrohr (4) ist der parallel dazu geführte Rohrheizkörpermantel (25) des Rohrheizkörpers (1) hergestellt. Im Innern des Rohrheizkörpermantels (25) ist die Heizspirale (21) in bekannter Weise in einer Magnesiumoxydschüttung (22) eingebettet.

Durch die im Bedarfsfall hilfsweise angeordneten Bohrungen (16) im Führungsrohr (4) kann zusätzliches Lot (19) eingebracht werden, so daß die Lötverbindung (18) vollflächig und das Wasserdurchlaufrohr (3) umgreifend in einfacher Weise gewährleistet ist. Der Rohrheizkörper (1) und das Führungsrohr (4), beide aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Aluminium bestehend, sind durch die Lötstelle (24) so verbunden, daß ein optimaler Wärmefluß stattfindet und ein Abstand "a" zwischen dem Führungsrohr (4) und der Warmhalteplatte (23) entsteht. Die Warmhalteplatte (23), welche zur Abstellung des nicht dargestellten Gefäßes mit dem zubereiteten Kaffeegetränk dient, liegt unmittelbar an dem Rohrmantel (19) des Rohrheizkörpers (1) an. Durch diese bekannte Anordnung wird nach dem Durchlauf des Brühwassers im Wasserdurchlaufrohr (3) der Wärmefluß vom Rohrheizkörper (1) zur Warmhalteplatte (23) bevorzugt.

Die Fig. 3 zeigt den Schnitt gemäß der Linie Il / Il durch die Reglerlasche (7) mit der Bohrung (8). Die Reglerlasche (7) umgreift teilweise das Wasserdurchlaufrohr (3) und ist mit diesem durch Lötung voliflächig verbunden. Hilfsweise kann über die Bohrung (16) zusätzliches Lot (19) zugeführt werden, um die darunter vorhandene Lötverbindung (18) zu unterstützen. Um nicht den auf der Reglerlasche (7) in der Bohrung (8) nicht dargestellten Regler durch den Rohrheizkörper zu beeinflussen, ist ein Abstand "b" zwischen dem Rohrheizkörpermantel (25) des Rohrheizkörpers (1) vorgesehen. Mit der Lasche (27) werden weitere Temperaturbegrenzungsorgane umgriffen und gehalten.

In der Fig. 4 ist ein Querschnitt zu einem weiteren vereinfachten Verfahren zur Aufnahme des Wasserdurchlaufrohres (3) dargestellt. Das Führungsrohr (4) besteht aus einem lotplattierten Band aus gut wärmeleitendem Material und wird bei der Fertigung um das Wasserdurchiaufrohr (3) so gelegt, daß sich über dem Wasserdurchiaufrohr (3) ein Schlitz (26) ergibt, welcher mit Lot (19) aufgefüllt wird, und somit die Lötung (18) zwischen dem Führungsrohr (4) und dem Wasserdurchiaufrohr (3) verbessert wird. Die Anordnung des Rohrheizkörpers (1) an der Außenfläche des Führungsrohres (4) wird über die gleiche Lötstelle (24), wie bei dem vorgenannten Verfahren, durchgeführt.

Claims

SCHUTZANSPRUCHE

1. Elektrischer Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen, bestehend aus einem Rohrheizkörper und einem parallel dazu entlanggeführten und mit diesem zusammengelöteten Führungsrohr, aus dem gleichen Werkstoff wie der Rohrheizkörper, vorzugsweise aus Aluminium, in das ein zusätzliches geschlossenes Rohr als Wasserdurchlaufrohr vorhanden ist, welches aus einem Material, vorzugsweise Edelstahl, besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit geringer ist als diejenige von Aluminium für den Rohrheizkörper und das Führungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (4) über dem Wasserdurchlaufrohr (3) durch die Abstände (9, 10, 11) thermisch voneinander getrennt ist und die daraus sich ergebenden Segmente (12, 13, 14, 15) mit dem Wasserdurchlaufrohr (3) vollflächig verlötet sind.

2. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß über zusätzliche Bohrungen (16) im Führungsrohr (4) zusätzliches Lot (19) eingebracht wird, um die Lötverbindung (18) zu unterstützen.

3. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Führungsrohr (4) ein lotplattiertes Bandmaterial verwendet wird und so um das Wasserführungsrohr (3) gelegt ist, daß der dabei entstehende Schlitz (26) zusätzlich mit Lot aufgefüllt wird.

4. Elektrischer Durchlauferhitzer nach Anspruch 1.-3., dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Reglerlasche (7) als Segmentteil auf dem Wasserdurchfiußrohr (3) vorgesehen ist.