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Elektrischer Durchlauferhitzer
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer mit Durchflusskanälen, In denen zum Teil
Heizwicklungen verlegt sind, an welchen die über ein vor demerhitzer angeordnetes Absperrorgan zuflie- ssende Flüssigkeit zwangsweise vorbeigeführt wird, und am Erhitzer angeordneten Schaltern für die Heiz- wicklungen, welche Schalter einerseits über vor und nach einer im Durchflussweg der Flüssigkeit angeord- neten Drosselstelle angeschlossene Membranen In Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdurchtritt und anderseits über ein temperaturabhängiges Steuerorgan betätigbar sind.
Durchlauferhitzer der genannten Art haben gegenüber ändern elektrischen Durchlauferhitzern, die mit beheizbaren Behältern versehen sind, den wesentlichen Vorteil, dass der Erhitzer nur ein äusserst kleines
Füllvolumen aufweist, so dass praktisch unmittelbar nach dem Öffnen der Kaltwasserzufuhr das warme
Wasser zur Verfügung steht und beim Schliessen der Wasserzufuhr im Erhitzer nur mehr eine kleine Warm- wassermenge verbleibt, die dann, wenn der Erhitzer über eine bestimmte Zeitdauer nicht mehr einge- schaltet wird, abkühlt. Der Erhitzer selbst besitzt ferner nur eine kleine Masse, so dass die für seine Erwärmung verlorengehende Heizleistung minimal ist.
Erhitzer dieser Art weisen aus den angegebenen Grün- den einen hohen thermischen Wirkungsgrad auf, können bei grossen Heizleistungen baulich klein gehalten werden und sind daher oft in Verbindung mit einer Armatur direkt und ohne zusätzliche Befestigungsorgane an einem Wasserleitungsauslass montierbar. Durch die zwangsweise Vorbe1führung der Flüssigkeit an den Heizwicklungen wird es möglich, die Heizwicklungen für eine hohe Belastung pro Längeneinheit auszulegen, so dass in kleinstem Raum grosse Heizleistungen unterbringbar sind. Trotz dieser bestehenden Vorteile konnten sich Durchlauferhitzer der beschriebenen Art bisher nicht voll durchsetzen, weil sich beim Betrieb verschiedene Mängel zeigten.
Vor allem sind die bekannten Durchlauferhitzer äusserst empfindlich gegen auch nur geringfügige Änderungen der Betriebsbedingungen, für die sie ausgelegt bzw. eingestellt sind. Bei einem bekannten Durchlauferhitzer sind die vor und nach der Drosselstelle angeschlossenen beiden Membranen untereinander gleich stark und gleich gross ausgebildet, so dass sie auf gleiche Drücke ansprechen. Als temperaturabhängiges Steuerorgan Ist ein auf einenAusschalter wirkendes Bimetall vorgesehen, das über einen Wärmefühler aus Kupfer od. dgl. mit der durchlaufenden Flüssigkeit in einem zwischen zwei Heizwicklungen liegenden Bereich in wärmeleitender Verbindung steht und bei einer Überhitzung die Stromzuführung zu den Heizwicklungen unterbrechen soll.
Die beiden Membranen haben die Aufgabe, die Anordnung eines Absperrorganes für die Flüssigkeit wahlweise vor oder nach dem Durchlauferhitzer zu ermöglichen. Bei der Anordnung des Absperrorganes vor dem Erhitzer arbeitet nur die vor der Drosselstelle angeordnete Membran und schaltet beim Öffnen der Wasserzufuhr die Heizwicklungen ein. beim Schliessen der Wasserzufuhr aber ab. Bei der Anordnung des Absperrorgans nach dem Erhitzer bleibt die vor der Drosselstelle angeordnete Membran dauernd in der Einschaltstellung, wogegen die nach der Drosselstelle liegende Membran die Funktion des Ein-undAusschaltens beim Öffnen und Schliessen desAbsperr- organes übernimmt. Es ist also jeweils nur eine einzige Membran in Tätigkeit.
Kommt es bei einem derartigen Gerät zu einer Verlangsamung des Fl1Jssigkeitsdurchttittes, was etwa bei Absinken des Leitungsdruckes oder bei Rückstau durch eine dem Erhitzer nachgeschaltete Mischbatterie, eine Brause od. dgl. der Fall sein kann, dann kann es vorkommen, dass wegen der Drosselstelle der auf die erste Membran wirkende Druck noch ausreicht, um die Membran in der Einschaltstellung zu halten, wogegen der auf die zweite Membran wirkende Druck noch nicht so gross ist, dass diese die Heizwicklung abschaltet.
Es kann dann zu einerüberhitzung der Flüssigkeit kommen, was in weiterer Folge zur Dampfbildung und damit zu einem schlagartigen Überdruck im Erhitzer, der Austritt von Dampf zur Folge haben kann, einer Über-
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hitzung der Heizleiter unter Kesselsteinbesatz oder sogar zu einem Durchbrennen der Heizleiter und Zer- störung des Erhitzers durch Druck- und Hitzeeinwirkung führen kann. Treten derartige Betriebszustände innerhalb kurzer Zeiträume auf, dann ist der vorgesehene Bimetallthermostat in seinem Ansprechen viel zu träge, um das Auftreten der Überhitzung verhindern und die Heizleiter rechtzeitig abschalten zu kön- nen.
Selbst bei langsamem Ansteigen der Temperatur durch kleinere Betriebsfehler wird es, bevor der Bi- metallthermostat anspricht, bereits zu einer Erhitzung der Flüssigkeit und der Heizleiter auf so hohe Werte kommen, dass zumindest ein Kesselsteinbesatz der Heizleiter und in vielen Fällen auch der Durchflusska- näle auftritt, wodurch beispielsweise die Betriebsbedingungen beiderseits der Drosselstelle verändert werden und anderseits eine Überhitzung der Heizleiter zufolge der durch den Kesselsteinbesatz gehemmten Wär- meabfuhrstattfindenkann. Aus allen diesen Gründen werden bisher derartige Durchlauferhitzer derart aus- gelegt, dass die Austrittstemperatur bei normalen Betriebsbedingungen verhältnismässig niedrig, beispielsweise in einem Bereich von etwa 500C bleibt.
Damit werden aber weder die grundlegenden Mängel der bekannten Erhitzer hinsichtlich ihrer Störungsanfälligkeit bei Änderungen der Betriebsbedingungen besei- tigt, noch ausreichende Sicherheiten gegen Überhitzungen und Kesselsteinbesatz der Heizleiter erzielt. Ferner ist es dann üblich, bei als Überlaufgeräte arbeitenden Durchlauferhitzern von vornherein an der Ablaufseite rückstauend wirkende Anschlüsse, wie Mischbatterien u. dgl. zu vermeiden. Durch alle diese
Massnahmen lassen sich zwar die Störungshäufigkeiten etwas herabsetzen, doch wird anderseits dadurch das Anwendungsgebiet des Erhitzers weitgehend eingeschränkt.
Insbesondere wäre es wünschenswert, zu- mindest fallweise höhere, noch -zu keinem Kesselsteinbesatz führende Flüssigkeitsaustrittstemperaturen für den Dauerbetrieb, also beispielsweise Temperaturen um 65 C einhalten zu können und hinsichtlich der Ablaufseite konstruktive Freiheit für den Anschluss von Warmwasserleitungen, Brausen, Mischbatterien u. dgl. zuhaben.
Bei andern bekannten Durchlauferhitzern liegen die Verhältnisse noch ungünstiger, da dort häufig überhaupt kein Schutz gegen eine Überhitzung vorgesehen ist. Insbesondere werden andere bekannte Durchlauferhitzer nur in Abhängigkeit vom Leitungsdruck gesteuert und es Ist kein auf Übertemperaturen an sich ansprechendes Organ vorgesehen. Übertemperaturen können nun aber auch dann auftreten, wenn die Heizwendeln nicht mit Wasser, sondem mit einem gasförmigen Medium in Berührung gebracht werden, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn Luft in das Wasserleitungsnetz gelangt.
El sind Durchlauferhitzer bekannt geworden, bei denen die Heizwicklungen in einem Behälter untergebracht sind, der zylindrisch ausgebildet und durch eine Gummimembran unterteilt ist, wobei die Gummimembran an der einen Seite von der zulaufenden Flüssigkeit, an der andern Seite aber von der Ablaufseite der Flüssigkeit her nach einer im Durchflussweg liegenden Drosselstelle beaufschlagt wird. Ein mit der Membran über einen Fühler gekuppelter Schalter wird dabei in Abhängigkeit vom Druckunterschied zwischen Zu- und Ablauf ein-bzw. ausgeschaltet.
Zwecks Verstärkung des Druckunterschiedes zwischen Zu-und Ablauf, also um ausreichende Steuerkräfte für den Schalter zu erzielen ist es dabei auch bekannt, in die den vor der Drosselstelle liegenden Behälterraum mit dem nach der Drosselstelle liegenden Behälterraum verbin- dendeleitung ein Rückschlagventil einzubauen, das über einen Hebel von einer vor der Zulaufleitung liegenden Klappe betätigbar ist und so das Bestreben hat, die Leitung zu verschliessen, sobald die Flüssigkeitszufuhr geöffnet wird. Dabei ergibt sich also eine gesteigerte Drosselwirkung. so dass auch bei grösseren Durchsatzmengen eine Druckdifferenz aufrecht erhalten wird, durch die der Schalter in der Einschaltstellung gehalten wird.
Bei derartigen Durchlauferhitzern ist keine Zwangsführung der Flüssigkeit an den Heizwicklungen vorhanden, so dass die Heizwicklungen nur schwach belastet werden dürfen, wenn sich keine Überhitzungen ergeben sollen. Ferner treten bei solchen Durchlauferhitzern grosse Wärmeverluste auf, da bei der In-Betriebsetzung zunächst das im Behälter enthaltene kalte Wasser abgelassen werden muss, eine beträchtliche Zeit vergeht bevor das durchlaufende Wasser die gewünschte Endtemperatur erreicht hat und überdies beim Abstellen eine beträchtliche, bereits erwärmte Wassermenge im Behälter verbleibt, wo sie ohne Ausnützung der in ihr gespeicherten Wärmeenergie auskühlen kann.
Auch bei diesenDurchlauferhitzem muss man aus den eingangs genannten Gründen die Arbeitstemperatur niedrig wählen und es kann trotzdem zu Betriebsstörungen und, da kein wirksamer Überhitzungsschutz vorgesehen ist, zu einem Durchbrennen der Heizwicklungen, zu Kesselsteinbesatz und zur Dampfentwicklung kommen.
Alle aufgezeigten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Diese betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art und besteht im wesentlichen darin, dass die hinter der Drosselstelle angeschlossene Membran, die bei ihrem Ansprechen die Heizwicklungen abschaltet, für einen niedrigeren Ansprechdruck als die zweite Membran ausgelegt und die Differenz der Ansprechdrücke der beiden Membranen so gewählt ist, dass beim Normalbetrieb bei einem dieser Druckdifferenz entsprechen-
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und die eine Schaltmembran beaufschlagende Ausdehnungsflüssigkeit des in an sich bekannter Weise als beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur abschaltender Flüssigkeitsthermostat ausgebildeten.
temperaturempfindlichen Steuerorganes ablaufseitig mit der Durchlaufflüssigkeit in wärmeleitender Ver- bindung steht. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung wird es möglich, den Durchlauferhitzer ge- fahrlos so auszulegen und zu betreiben, dass die erhitzte Flüssigkeit beim Normalbetrieb Temperaturen er- hält, die knapp unter jenem Wert liegen, bei dem es zu einem Kesselsteinbesatz kommen kann. Die Druck - differenz, auf die die beiden Membranen eingestellt sind, ergibt beim Normalbetrieb eine solche Durch- laufgeschwindigkeit, dass die Flüssigkeit die erwähnten Temperaturen annimmt. Kommt es zu einem
Rückstau, dann sinkt diese Druckdifferenz unter den eingestellten Sollwert ab und die ablaufseitig vor- gesehene Membran wird die Heizwicklungen abschalten.
Beim Normalbetrieb werden also bei der erfin- dungsgemässen Ausgestaltung die meisten Störungen durch die Membranen ausgeglichen bzw. unschäd- lich gemacht. Verbleibende Betriebsstörungen, beispielsweise eine Beschädigung der Schaltmembranen,
Verlegen der Drosselstelle oder Lufteinschlüsse in den Leitungen, die bisher praktisch immer zu einer
Zerstörung oder zumindest Beschädigung der Heizwicklungen und sogar des Gerätes führten, werden beim erfindungsgemässen Erhitzer durch den Flüssigkeitsthermostaten unschädlich gemacht.
Die an sich be- kannten Flüssigkeitsthermostaten werden erfindungsgemäss in besonders konstruierten Formen erstmalig für Durchlauferhitzer verwendet und haben hier den wesentlichen Vorteil, dass sie praktisch trägheitslos ansprechen, so dass beim Auftreten einer Störung, die von den Schaltmembranen nicht beeinflussbar ist bzw. von diesen nicht wahrgenommen wird, sofort der Flüssigkeitsthermostat anspricht.
Durch diese Kombination von druck-und temperaturabhängigensteuergeräten zurEinhaltung einer bestimmten oberen Temperaturgrenze wird eine so grosse Betriebssicherheit erzielt, dass es ohne weiteres möglich wird, im Dauerbetrieb Flüssigkeit auf die obere zulässige Temperaturgrenze (die je nach Gegebenheiten zwischen 65 und 80 C liegt) zu erhitzen, ohne dass sich eine Gefährdung für das Gerät oder dessen Benützer ergäbe. Als Ausdehnungsflüssigkeit für den Flüssigkeitsthermostaten wird man zweckmässig eine Flüssigkeit bzw. ein Flüssigkeitsgemisch wählen, dessen Siedepunkt im Bereich der gewünschten Abschalttemperatur liegt. Als Ausdehnungsfllissigkeit können beispielsweise Äther, Alkohol, Dichloräthylen oder deren Mischungen Verwendung finden.
Weitere Einzelheiten und zweckmässige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 und 2 einen Durchlauferhitzer mit als Längsbohrungen ausgebildeten Durchflusskanälen in Vorderansicht und in Seitenansicht bei abgenommenen Deckeln und Schaltern, Fig. 3 und 4 die beiden Enddeckel des Erhitzerkörpers in Innenansicht, Fig. 5 und 6 einen ähnlich dem Erhitzer nach den Fig. 1 und 4 aufgebauten Durchlauferhitzer mit in ihm untergebrachten zwei Heizungssystemen in Draufsicht und In Vorderansicht, Fig. 7 und 8 einen mit einem Wasserleitungsabsperrorgan zu einer baulichen Einheit vereinigten, für einphasigen Anschluss bestimmten Durchlauferhitzer in Vorderansicht und in Rückansicht bei abgenommenem Gehäusedeckel, Fig. 9 die Kanalführung bei diesem Erhitzer in Draufsicht, Fig. 10-12 mögliche Ausführungen bzw.
Anordnungen des temperaturempfindlichen Steuerorganes schematisch im Schnitt und Fig. 13 schematisch ein dem Erhitzer vorgeschaltetes Drosselorgan ebenfalls im Schnitt.
Nach den Fig. 1 - 4 besitzt der Erhitzer einen rechteckig-prismatischen Kunststoffkörper 1, durch den drei durchmessergrössere Bohrungen 2, 3, 4 und fünf durchmesserkleinere Bohrungen 5, 6, 7, 8, 9 in Langsrichtung von Stirnseite zu Stirnseite verlaufend geführt sind. Diese Bohrungen bilden die Durchlaufkanäle des Erhitzers. Die Kanäle sind nach aussen hin durch auf die Stirnseiten des Kunststoffkörpers 1 aufgesetzte Deckelplatten 10, 11 abgeschlossen. Die Deckelplatten sind über im Bereich ihrer Ecken entweder durch den Kunststoffkörper und durch die Platten 10, 11 hindurch geführte oder in Gewindebohrungen des Kunststoffkörpers eingreifende Schrauben 12 gegeneinander bzw. gegen den Kunststoff per 1 verspannt.
In der Deckelplatte 11 sind in Fortsetzung der Bohrungen des Kunststoffkörpers 1 Ausnehmungen 2a-9a vorgesehen. Die Deckelplatte 10 besitzt ebenfalls derartige Ausnehmungen 2b, 3b, 6b, 7b, 4b, 8b. In Fortietzung der Bohrungen 5, 9 sind in der Deckelplatte 10 ebenfalls Bohrungen 5b, 9b vorgesehen, die aussenieitig in am Deckel befestigten Ansatzstutzen 13 für den Anschluss der Wasserzu-und Ablaufleitungen münden. In der gegen den Deckel 10 weisenden Stirnseite des Blockes 1 sind die Bohrungen 6 und 4, 3 und 2, 7 und 8 verbindende Nuten 14, 15, 16 und im Deckel 10 analoge Nuten 14b, 15b, 16b vorgesehen. Die egen den Deckel 11 zu gerichtete Stirnseite des Blockes weist die Bohrungen 5-6,4-3, 2-7 und 8-9 verendende Nuten 17, 18, 19, 20 und der Deckel 11 analoge Nuten 17a - 20a auf.
Das bei 5b eintretende Nasser fliesst somit über 5-17-6-14-4-18-3-15-2-19-7-16-8-20-9 und 9b durch den Erhitzer. m jeder
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ssenden Wasser liegende Heizwendel untergebracht. Wie in Fig. 1 strichliert angedeutet wurde, ist die Heizwendel 21 auf einem stabförmigen, aus Isoliermaterial hergestellten Träger 22 gelagert, welcher Träger an seinen beiden Enden gegen die Wirkung von Federn 23 in ihn einschiebbare Kontaktstücke 24, 25 für die Heizwendel 21 trägt.
Die Kontaktstücke 24 liegen an in den Block 1 eingegossenen und einerseits in die Kanäle 2-4 ein und anderseits über die Oberfläche des Blockes l hinausragendenKontaktbolzen 26 an, während die Kontaktstücke 25 mit (nicht dargestellten) in den Ausnehmungen 2a, 3a, 4a unterebrachten und mit zurDeckelaussepseite führenden Anschlussbolzen 27 versehenenKontaktstücken inEingriff stehen. Durch die Anordnung der Federn 23 ist ein hinreichender Kontaktdruck gewährleistet und die Heizwendeln sind zugleich gemeinsam mit ihren Trägem hinreichend in den Durchtrittskanälen 2-4 fixiert.
Falls eine der Heizwendeln schadhaft wird, ist es nur notwendig, den Deckel 11 nach Lösen der Schraube 12 abzunehmen und Heizwendel und Träger gegen neue, gleichartige Bauteile zu ersetzen.
Für denErhitzer ist eine 0 herseitig auf ihm montierte Schaltvorrichtung vorgesehen. Diese Schaltvorrichtung besitzt feststehende Gegenkontakte 28, die mit je einem der Bolzen 26 elektrisch verbunden und gegeneinander durch eine gemeinsame Isolierbrücke 29 fixiert sind. Weiterhin ist ein doppelarmiger Schalthebel vorgesehen, der aus einem starren, zwischen am Kunststoffkörper 1 befestigten Lagerböcken gelagerten, als Platte ausgebildeten Hebelarm 30 und an diesem befestigten, Schaltkontakte 31 tragenden Federzungen 32 besteht. Die Federzungen sind untereinander durch eine Isolierbrücke 33 verbunden. Der aus den Teilen 30, -32 bestehende, doppelarmige Hebel wird durch an der Platte 30 angreifende Federn 34 in einer Stellung gehalten. in der die Kontakte 31, 28 geöffnet sind.
Unterhalb der Platte 30 und der Kontaktbrücke 33 sind amKunststoffkörper lSchaltmembranen 35, 36 inSchutzgehäusen angeordnet, die über zur Bohrung 6 bzw. zum Austrittskanal 2 führende Querbohrungen des Kunststoffkörpers von der durchströmenden Flüssigkeit beaufschlagbar sind. Zwischen der Bohrung 6 und dem Austrittskanal 2 ist vorzugsweise noch vor dem Kanal 4 im Durchflussweg eine (nicht dargestellte) Drosselstelle, die beispielsweise aus einer quer mehr oder weniger tief in eine der DurchtrittsbohrungeneinschraubbarenDrosselschraube besteht, angeordnet.
Auf dielsolierbrücke 33 wirkt weiterhin ein als von einer im Bereich des ablaufseitigenEndes mit der Durchlaufflüssigkeit in wärmeleitender Verbindung stehenden, in einem geschlossenenRaum untergebrach- ten Ausdehnungsflüssigkeit beaufschlagte Membran ausgebildetes temperatufempfindlichesSteuerorgan, das etwa entsprechend den in den Fig. 10, 11 oder 12 dargestellten Konstruktionen ausgebildet sein kann. Die Membran 36 ist wesentlich schwächer dimensioniert als die Membran 35, d. h., die Membran 36 spricht schon bei bedeutend geringeren Drücken an als die Membran 35. Wird die Flüssigkeitszufuhr geöffnet, dann tritt die Flüssigkeit über die Bohrung 5 in den Durchlauferhitzer ein.
Dadurch wird die Membran 35
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damit die Stromkreise der beispielsweise im Bereich der Kontaktstifte 27 durch eine Schaltbrilcke in Sternschaltung verbundenenHeizwendeln geschlossen werden, so dass die durch die Bohrungen 2,3, 4 strömende Flüssigkeit von den Heizwendeln erhitzt wird. Treten abflussseitig irgendwelche Rückstauungen auf oder kommt es zu Überhitzungen, dann spricht die Membran 36 bzw. das temperaturempfindliche Steuerorgan an und drückt bei in derArbeitsstellung verbleibendem Hebel 30 die Federzungen 32 und damit die Schaltkontakte 31 nach oben, so dass der Stromkreis der Heizwendeln 21 unterbrochen wird.
In den Fig. 5 und 6 ist schematisch ein in seinem Grundaufbau dem eben beschriebenen Erhitzer sehr ähnlicher Durchlauferhitzer veranschaulicht, in dem aber zwei Heizungssysteme untergebracht sind. Der Erhitzer besitzt wieder einen Kunststoffkörper 39, in dem die Vor-und Nachlaufkanäle und die Heizungskanäle als Längsbohrungen vorgesehen sind, welche Bohrungen wieder durch Quernuten untereinander verbunden und die Quemuten durch aufgeschraubte Deckel 40,41 abgeschlossen sind. Im Gegensatz zur beschriebenen Konstruktion besitzt der Erhitzer insgesamt sechs Heizungskanäle, in denen Heizwendeln verlegt sind, die in zwei Dreiergruppe 42, 43 über je einen Schalter 44 bzw. 45, der von je zwei Membranen 46, 47, 48, 49 gesteuert wird,, für sich zu-und abgeschaltet werden können.
Von den Heizwicklungen wurden nur'die Anschlussenden 42, 43 dargestellt. Die Schalter 44, 45 entsprechen vollständig dem Schal- ter 28-34 gemäss Fig. l, wobei allerdings der besseren Übersichtlichkeit halber die die starren Hebelteile bildenden Platten 50. 51 nur strichpunktiert angedeutet wurden. Die Membranen 46, 38 entsprechen in ihrer Funktion der Membran 35 und die Membranen 47,49 der Membran 36 nach Fig. 1. Zu erwähnen ist noch, dass die beiden am nächsten beieinanderliegenden, aber vonHeizleitem verschiedener Heizungs- systeme beheizten Durchflusskanäle deren Kontakte 42a, 43a sind, mit an die gleiche Phase des Drehstromnetzes anschliessbaren Heizleitern ausgerüstet wurden.
Dadurch werden von vornherein sonst allfällig
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auftretende Überschläge verhindert. Zu erwähnen ist noch, dass die Membran 48 für einen niedrigeren
Ansprechdruck als die Membran 46 und die Membran 49 zu einem niedrigeren Ansprechdruck als die
Membran 47 ausgelegt ist. Beispielsweise kann der Ansprechdruck der Membran 46 0, 8 atü, der der
Membran 48 0, 7 atol, jener der Membran 47 0, 5 und der Ansprechdruck der Membran 49 0, 3 aMi be- tragen. Zur Erzielung des notwendigen Druckunterschiedes zwischen den Membranen 46, 47 einerseits und den Membranen 48, 49 anderseits ist in den hinter den Membranen 48,46 liegenden Vorlaufkanal eine einstellbare Drosselschraube 52 eingeschaltet.
Die Funktion der Schaltungsanordnung ist folgende : Das beim Öffnen des zugeordneten Absperrorgans bei dem Wasserleitungsanschluss 53 eintretende Wasser ge- langt zunächst zu den beiden Membranen 48, 46 und drückt sie in die Arbeitsstellung, wodurch die Schal- ter in die Einschaltstellung bewegt werden. Das Wasser besitzt aber auch nach der Drosselstelle noch einen so hohen Druck, dass es die Membran 49 ebenfalls In die Arbeitsstellung bringt und damit ein Schliessen der Kontakte des Schalters 45 verhindert. Lediglich der Schalter 44 schaltet daher das Heizungssystem 42 ein.
Wird nun stärker aufgedreht, und ist ablaufseitig kein Widerstand vorhanden, dann lässt auch der
Druck an der Membran 49 so stark nach, dass diese das Schliessen der Kontakte des Schalters 45 zulässt.
Damit sind beide Heizungssysteme eingeschaltet und der Durchlauferhitzer arbeitet mit voller Leistung.
Wird die Flüssigkeitszufuhr gedrosselt, dann reicht der Druck nicht mehr aus, um die für den höheren
Druckwert ausgelegte Einschaltmembran 46 in der Arbeitsstellung zu halten und der zugeordnete Schal- ter schaltet sein Heizungssystem ab. Kommt es dagegen zu Rilckstauungen im Rohr (Auslass 54), dann spricht zuerst die für den niedrigeren Ansprechdruck ausgelegte Membran 49 an und schaltet ihr System ab. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Erhitzer nur dann mit voller Leistung arbeitet, wenn eine bestimmte Durchflussmenge erreicht ist. Bei zu geringer Durchflussgeschwindigkeit, die entweder durch zu starke Drosselung der Flüssigkeitszufuhr oder durch Rückstau hervorgerufen werden kann, schaltet jeweils eines der beidenHeizungssysteme ab.
Auf den Schalter 45 arbeitet noch ein allgemein mit 55, 56 bezeichnetes, temperaturempfindliches Steuerorgan, das ablaufseitig, etwa Im Bereich des letzten beheizten Kanales des zweiten Systems mit der erhitzten Flüssigkeit in wärmeleitender Verbindung steht und dessen Membran 55 etwa über einen Hebel 56 auf die beweglichen Kontakte des Schalters 45 arbeitet. Das Steuerorgan selbst kann etwa entsprechend den später im Zusammenhang mit der Fig. 10 zu beschreibenden Steuerorgan aufgebaut sein.
Bei allen bisher beschriebenen Konstruktionen ist es möglich, an Stelle einer Heizleiterbefestigung gemäss Fig. 1 eine Konstruktion vorzusehen, wie sie in Fig. 10 veranschaulicht ist. Dabei ist der Heizleiter 78 frei in den als Bohrung 79 ausgebildeten Durchtrittskanal des Kunststoffkörpers 80 angeordnet.
Das Ende der Bohrung ist wieder durch einen Deckel 81 abgeschlossen. Der Heizleiter 78 ist mit seinem Ende mittels einer Mutter 82 an einem Kontaktstück 83 angeschlossen. Dieses Kontaktstück besitzt einen ein Stück in die Heizwendel einragenden, als Rohr 84 ausgebildeten Fortsatz. Das Kontaktstück Ist durch den Deckel 81 nach aussen geführt. In diesem Bereich 85 ist im Kontaktstück eine mit dem Rohr 84 verbundene Längsbohrung 86 vorgesehen. Quer zum Teil 85 Ist an diesem ein über eine Querbohrung 87 mit der Bohrung 86 verbundenes Röhrchen 88 angeschweisst. Das Röhrchen 88 mündet im Unterteil 89 eines mit einem Oberteil 90, der auf den Unterteil mit einem im übergreifenden Randbord vorgesehenen Gewinde aufgeschraubt ist, ein dosenartiges Schutzgehäuse für eine Steuermembran 91 bildenden Bauteiles.
Das Röhrchen 84 und die Bohrungen 86, 87 sowie das Röhrchen 88 sind mit einer Ausdehnungsflizsigkeit (bei- spielsweise Dichloräthylen oder einem Äther-Alkoholgemisch) mit einem Siedepunkt im Bereich von 650C gefüllt. Treten am Röhrchen 64 Temperaturen auf, die höher als der Siedepunkt der Ausdehnungsflüssig- keit liegen (was sowohl bei einer Überhitzung der durchströmenden Flüssigkeit als auch beim Einschalten in trockenem Zustand durch Strahlungswärme der Fall ist), dann verdampft ein Teil der Ausdehnungsflüs- sigkeit und der entstehende Dampfdruck drückt die Membran 91 in die Arbeitsstellung, so dass sie den oder die Heizleiter vom Stromkreis abschaltet.
Eine entsprechende Konstruktion wurde etwa in Fig. 5 (Bezugszeichen 55) dargestellt.
Bei allen Erhitzer ist es vorteilhaft, wenn. Membrangehäuse 89,90 gemäss Fig. 10 Verwendung fin- den. DieGehäusewerden dabei untereinander gleich gross gehalten, während Unterschiede im gewünschten Ansprechdruck durch verschieden dicke oder verschieden elastische bzw. mehr oder weniger vorbelastete Membranen eingestellt werden können. Auf diese Weise ergibt sich eine bedeutende Vereinfachung in der Lagerhaltung und bei Reparaturen, da alle Membrangehäuse mit gleichen Werkzeugen und auf gleiche Art geschlossen und geöffnet werden können.
DerDurchlauferhitzernach den Fig. 7-9 Ist mit einem Absperrorgan zu einer baulichen Einheit vereinigt und besitzt einenKunststoffkörpr 105, der die Form eines auf seiner einen Ecke stehenden Quadrates aufweist. In den Kunststoffkörper 105 sind etwa randparallel Nuten 106,107, 108 eingearbeitet. Diese
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Nuten werden durch eine aufgeklebt bzw. aufgeschweissteKunststoffplatteabgeschlossen und bilden dann dieDurchflusskanäle. In der Mitte besitzt der Kunststoffkörper 105 eine durchgehende Bohrung 109, durch
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111betätigbaren Ventilen 112, 113. Der Ventilauslass desVentiles 112 ist bei 114 mit dem Anfang der Nut 108 verbunden.
Die Nut 108 ist über eine kurze, im Bereich der unteren Ecke des Kunststoffkörpers 105 ange- ordnete Quernut 115 mit der Nut 106 verbunden. Die Nut 106 besitzt einen grösseren Querschnitt als die beiden andern Nuten 107, 108 und ist nahe am Rand des Kunststoffkörpers 105 angeordnet. In der Nut 106 ist der Heizleiter 116 verlegt. Am Ende der Nut 106 ist wieder eine Quernut 117 vorgesehen, die sie mit der Nut 107 verbindet. Vom Ende der Nut 107 führt ein die Nut 115 mit Abstand kreuzender Kanal 118 zu einem schwenkbaren Auslassrohr 119, das an seinem Ende einen Brausenkopf 120 trägt. Der Ventilas- lass 121des Ventües 113 istübereinennt 122 mitdem Ende der Nut 107 und damit mit dem Auslass 119, 120 verbunden.
Von den Nuten 108 und 107 zweigen Querkanäle 123. 124 zu Membranen 125, 126 ab, die die Funktion der Ein- und Ausschaltmembranen nach Fig. 1 erfüllen. Der Membran 125 sind dabei zwei
Schaltkontakte 127 zugeordnet. Jeder dieser Schaltkontakte ist an den einen Pol der Stromzufuhrleitung angeschlossen. Die Stromzuführungsleitung selbst ist als flüssigkeitsdicht In das durch einen aufgesetzten
Deckel ebenfalls flüssigkeitsdicht ausgebildete Gehäuse eingeführtes Kabel 128 ausgebildet. Jeder der
Kontakte 127 wirkt mit einem als doppelarmiger Schwenkhebel ausgebildeten Gegenkontakt 129,130 zusammen. Für jeden dieser Gegenkontakte ist wieder ein weiterer feststehender Kontakt 131 bzw. 132 vorgesehen.
Im Endbereich der Nut 106 ist in der innenseitigen Nutwandung eine Höhlung 133 vorgesehen, in die eine mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Tasche aus gut wärmeleitendem Material eingesetzt ist, die über eine Rohrleitung 134 mit einer Membran 135 verbunden ist. In die Nut 108 ist noch eine Dros- selschraube 136 zur Einstellung des Druckabfalles eingeschraubt. Für die vorzugsweise in den Kunststoff- körper 105 versenktenSchaltmembranen 125, 126,135, die Schaltkontakte 127,129, 130,131, 132 und den Kunststoffkörper selbst ist ein gemeinsames Verkleidungsgehäuse 137 vorgesehen, das rückseitig durch einen Deckel abgeschlossen werden kann. Der Deckel wird vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Dichtung aufgelegt, so dass dann das Gehäuse vollkommen wasserdicht abgeschlossen ist.
Damit sicher festgestelltwerden kann, wenn etwa durchUndichtwerden eines der Kanäle Flüssigkeit in den Kontaktraum des Gehäuses 137 gelangt, kann vorzugsweise im Bereich der am tiefsten liegenden Stelle des Gehäuses ein nach aussen durch ein durchsichtiges Materialstückabgeschlossenes Fenster vorgesehen sein, in dem irgend ein sich beim Flüssigkeitszutritt verfärbendes oder sich auflösendes Salz od. dgl. untergebracht ist. In denStromkreis desHeizleiters 116 ist noch eine im Bereich der Armatur durch ein Fenster 138 nach aussen leuchtende Lampe eingeschaltet.
Bei Betätigung des Ventiles 113 wird die Wasserzufuhr zum Kanal 122 geöffnet und es tritt dann über den Kanal 118 und den Ablauf 119, 120 Kaltwasser aus. Wird dagegen das Ventil 112 geöffnet, so tritt das Wasser in den Kanal 108 ein, die Membran 125 spricht an und schliesst über die Kontakte 127, 129, 130, 131, 132 den Stromkreis des Heizleiters 116. Kommt es zu Rückstauungen, dann spricht die Membran 126 an und schaltet den Heizleiter einpolig über die Kontakte 129, 131 ab. Tritt dagegen eine Überhitzung auf, dann schaltet wieder die Membran 135 über die Kontakte 130,132 den Heizleiter ab. Beim Normalbetrieb strömt die Flüssigkeit über die'Kanäle 108,115, den Heizkanal 106, den Querkanal 117 und den Auslasskanal 107, 115 zum Auslass.
Es ist auch möglich, beide Ventile 112,113 gleichzeitig zu öffnen und so im Endbereich des Kanales 122 eine Mischung des kalten mit dem warmen Wasser durchzuführen.
In Fig. 11 ist eine weitere mögliche Ausführung eines temperaturempfindlichen Steuerorganes veranschaulicht. Dabei ist ein napffönniger Behälter 139 vorgesehen, der mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist und dessen Aussenmantel ein Edisonsgewinde besitzt. Dieser Napf kann im Bereich des aus- tríttsseitigen Endes der Heizkanäle in eine Gewindebohrung des Erhitzerkörpers eingeschraubt sein, so dass seine Bodenfläche mit der erhitzten Flüssigkeit in Berührung steht und daher die in ihm enthaltene Ausdehnungsflüssigkeit 140 die Temperatur der Durchlaufflüssigkeit annimmt.
Der Napf 139 ist nach oben durch eine mit ihrem Rand in einem ausgebördelten Randstück 142 des Napfes gehaltene Schaltmembran 141 abgeschlossen, die über ein Übertragungsglied 143 (beim Ausführungsbeispiel einen Stift) auf den Schalter für den oder die Heizleiter wirkt, so dass diese bei Überhitzungen nach Ansprechen der Membran 141 abgeschaltet werden. Es ist auch möglich, die Membran 141 direkt mit der ohnehin vorhandenen Abschaltmembran zu kuppeln. Als Kupplungsstück kann dabei der Stift 143 oder auch eine zwischen die beiden Membranen eingelegte Kugel od. dgl. Verwendung finden.
Fig. 12 zeigt eine Konstruktion, bei der eine Abschaltmembran mit einem Überhitzungsschutz zu einer baulichen Einheit vereinigt ist. Dabei ist ein zylindrisches Gefäss 144 vorgesehen, dessen Boden
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und Deckel aus je einer Membran 145, 146 besteht. Die Membran 145 kann ebenso wie die sonst vorgesehen Abschaltmembran mit dem letzten Heizkanal in Verbindung stehen, so dass sie von der erhitzten Flüssigkeit beaufschlagt wird. An der oberen Membran 146 greift ein Stift 147 an, der wieder zu einem Schalter fuhren kann. Das von den Membranen 145,146 abgeschlossene Gefäss Ist wieder mit Amdehi nungsftüssigkeit gefüllt.
Ein auf die Membran 145 wirkender Überdruck wird über die AusdehnungsflUss1gkeit 140 auf die Membran 146 übertragen, so dass beim Überschreiten eines bestimmten Druckes in der Durchlaufflüssigkeit beide Membranen 145,146 aus der dargestellten Lage nach oben gedrückt werden und über den Stift 147 die Abschaltung herbeiführen. Weist dagegen der Druck normale Werte auf und kommt es aus irgendeinem Grund zu einer Überhitzung, dann entsteht in der Flüssigkeit140 ein Über- druck, der schliesslich so weit ansteigt, dass die Membran 146 bei in ihrer Lage verbleibender Membran 145 anspricht und die Abschaltung herbeiführt.
Bei den dargestellten Durchlauferhitzern kann noch zur Erzielung eines möglichst gleichmässigen Flüssigkeitsdruckes innerhalb des Erhitzers gemäss Fig. 13 eine in den Flüssigkeitszulauf eingeschaltete und vorzugsweise zugleich als Einschaltmembran dienende Membran 148 vorgesehen sein, die ein im Flüssigkeitszulauf 149 angeordnetes, bei seiner Betätigung den Zulaufquerschnitt verringerndes Absperrorgan 150 über ein Gestänge 151 betätigt. Diese Membran gibt dem Flüssigkeitsdruck umgekehrt proportional einen kleineren oder grösseren Durchtrittsquerschnitt frei, so dass im Erhitzer plötzlich auftretende Druckerhöhungen wegen des gleichzeitig verkleinerten Durchtrittsquerschnittes nicht mehr wirksam werden können und beim Absinken des Druckes ein grösserer Querschnitt freigegeben wird, so dass auch dann der Druck im Erhitzer etwa konstant bleibt.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Elektrischer Durchlauferhitzer mit Durchflusskanälen, in denen zum Teil Heizwicklungen verlegt sind, an welchen die über ein vor dem Erhitzer angeordnetes Absperrorgan zufliessende Flüssigkeit zwangsweise vorbeigeführt wird, und am Erhitzer angeordneten Schaltern für die Heizwicklungen, welche Schalter einerseits über vor und nach einer im Durchflussweg der Flüssigkeit angeordneten Drosselstelle angeschlossene Membranen in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdurchtritt und anderseits über ein temperatuubhängiges Steuerorgan betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die hinter der Drosselstelle (52, 136) angeschlossene Membran (36, 47, 49, 59.
126), die bei ihrem Ansprechen die Heizwicklungen abschaltet, für einen niedrigeren Ansprechdruck als die zweite Membran (35, 46, 48, 125) ausgelegt und die Differenz der Ansprechdrücke der beiden Membranen so gewählt ist, dass beim Normalbetrieb bei einem dieser Druckdifferenz entsprechenden Flüssigkeitsdurchsatz die Austrittstemperatur der Flüssigkeit im oberen zulässigenGrenzbereich liegt, und die eine Schaltmembran (55, 91, 135, 141) beaufschlagende Ausdehnungflüssigkeit des in an sich bekannter Weise als beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur abschaltender Flüssigkeitsthermostat ausgebildeten, temperaturempfindlichen Steuerorganes ablaufseitig mit der Durchlausslüssigkeit in wärmeleitender Verbindung steht.