DE3401935A1

DE3401935A1 - Elektrisch beheizter durchlauferhitzer

Info

Publication number: DE3401935A1
Application number: DE19843401935
Authority: DE
Inventors: Günter 5630 Remscheid Dargatz; Dieter 5609 Hückeswagen Westphal
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1984-08-16
Anticipated expiration: 2004-01-18
Also published as: DE3401935C3; DE3401935C2

Description

Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Solche elektrisch beheizten Durchlauferhitzer weisen einen Kunststoffkanalkörper auf, der aus einem Deckel, einem Mittelteil und einem Boden bestehen. Das Mittelteil des Kanalkörpers weist eine Vielzahl parallel zueinander im Abstand angeordneter senkrecht stehender Kanäle auf, von denen einige beheizt sind und einen relativ großen Durchmesser aufweisen, während die anderen unbeheizt sind und als Vor- beziehungsweise Nachlaufstrecken für die unmittelbar mit elektrischem Strom beaufschlagten Drahtwendeln beheizten Kanalstrecken dienen. Die einzelnen Kanäle liegen in Serie, sie sind über Ausnehmungen miteinander verbunden, die in den dem Mittelteil zugewandten Seiten des Deckels und Bodenteils angeordnet sind. Bei einer solchen Konstruktion entstehen Querschnittssprünge zwischen der ersten und letzten beheizten Kanal strecke und dem Anschluß an das Ende beziehungsweise den Anfang der vorhergehenden Vor- beziehungsweise Nachlaufkanalstrecke sowie im Bereich der Umleitungen.
An solchen Querschnittssprüngen kommt es besonders beim übergang vom Ende der Vorl aufstrecke auf den ersten beheizten Kanal sowie an den unten im Boden liegenden Umleitungen zwischen beheizten Kanälen zur Bildung unerwünschter Luftblasen, die einen Angriff auf die mit elektrischem Strom beheizten Drahtwendeln bewirken können, wenn sie groß genug sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, solche Querschnittsübergänge zu schaffen, bei denen solche Luftblasenansammlungen nicht auftreten und bei denen ein minimaler Durchflußwiderstand durch den gesamten Kanalkörper gewährleistet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.
Besondere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die anhand der Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Querschnittsprinzipdarstellung durch einen Durchlauferhitzer.
Der Durchlauferhitzer besteht aus einem in einem Gehäuse angeordneten Kanalkörper, der aus einem Deckel 1, einem Mittelteil 2 und einem Boden 3 bestehen kann. Im Mittelteil sind eine Reihe von senkrecht verlaufenden Kanälen im Abstand und parallel zueinander angeordnet, die Kreisquerschnitt aufweisen und von denen die beiden ersten mit dem Bezugszeichen 4 einen relativ kleinen Querschnitt aufweisen, als Vorschaltwiderstandsstrecke dienen und mit einem Kaltwasser-Einlaßstutzen 5 verbunden sind. Die sich hieran anschließenden Kanäle 6, sechs Stück an der Zahl, sind mit Heizwendeln 7 versehen und weisen bei Kreisquerschnitt einen relativ großen Durchmesser, bezogen auf den Durchmesser der Kanäle 4, auf. Die Heizwendeln 7 sind an ein elektrisches Drehspannungsnetz über Zuleitungen 8 angeschlossen. Die Heizwendeln enden in einem Abstand 20 vom unteren und oberen Ende des Mittelteils 2 beziehungsweise der Umlenkung, so daß jeder Anfang und jedes Ende jedes Kanals 6 unbeheizt ist. In den untenliegenden Umlenkungen 13 sind die Drahtwendeln benachbarter beheizter Kanäle 6 durch gestreckte Wendel stücke verbunden, die in Fließrichtung des Wassers verlaufen. Den Heizkanälen 6 sind vier Nachschaltkanäle 9 nachgeschaltet, von denen der letzte mit einem Warmwasser-Auslaßstutzen 10 verbunden ist.
Während das Mittelteil 2 nur die reinen Kanalbohrungen aufweist, sind an den Seiten 11 und 12 des Deckels beziehungsweise des Bodens, die dem Mittelteil zugewandt sind, 1800-Umlenkungen 13, die Zylindermäntel aufweisen, angeordnet, mit denen jeweils zwei Kanäle des Mittelteils miteinander verbunden werden. Durch diese Umlenkungen 13 sind alle Kanäle in Serie geschaltet. Die Durchströmrichtung in den Kanälen ist mit Pfeilen 14 angegeben.
Während der Boden 3 von keinem einzigen Kanal durchströmt ist, ist der Deckel 1 von zwei Kanälen 15 und 16 durchströmt, die von der einen zur anderen Deckelseite reichen und die den Ein- beziehungsweise Auslaßstutzen mit dem ersten Kanal 4 beziehungsweise dem letzten Kanal 9 verbinden. Somit bildet der in der Zeichnung rechts liegende Kanal 4 den ersten Teil der unbeheiztn Kanal strecke, die am zweiten Kanal 4 oben endet. Da hier der Übergang zwischen dem letzten unbeheizten engen Kanal und dem ersten beheizten im Durchmesser hierzu größeren Kanal 6 kritisch ist, befindet sich am Ende des zweiten Kanals 4 ein Kegel k7, der einen Kegelwinkel von 9,5° aufweist. Mit Vorteil liegt der Kegelwinkel in einem Bereich von 6" und 13".
Der Kegel erweitert den Durchmesser des vor dem ersten beheizten Kanal unmittelbar liegenden letzten unbeheizten Kanals, von dessen Durchmesser auf den größeren Durchmesser des ersten beheizten Kanals. Der Kegelwinkel ist so gewählt, daß er einerseits nicht zu groß sein darf, weil sonst ein störender Querschnittssprung zur Ansammlung von Luftblasen führt, und er ist so klein gewählt, daß der Widerstand der vorgeschalteten Kanal strecke für den Ableitstrom aus dem beheizten nachfolgenden Kanal noch groß genug ist. Wesentlich ist, daß sich an den Kegel 17 unmittelbar eine Umlenkung 13 anschließt, die den Wasserstrom um 1800 umlenkt und auf den ersten beheizten Kanal lenkt.
Die Umlenkung 13 ist so gehalten, daß sich in ihr der Kanalquerschnitt in seiner Fläche nicht ändert.
Ein ähnlicher Kegel kann am Anfang des ersten unbeheizten Kanals 9 angeordnet sein, der sich an den letzten beheizten Kanal 6, in Strömungsrichtung des Wassers jeweils gesehen, anschließt, wobei der Kegel auch auf der abströmseitigen Seite einer Umlenkung 13 liegen kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich ein überraschend guter Querschnittsübergang zwischen den Querschnittssprüngen und zwischen beheizten und unbeheizten Kanälen. Es konnte beobachtet werden, daß sich keine störenden Luftblasen an den Obergängen bilden, gleichzeitig ergab sich ein überraschend niedriger Durchströmwiderstand durch den gesamten Kanalkörper.
In den Stegen 21 zwischen den beheizten Kanälen 6 befinden sich auf der dem Boden 3 zugewandten Seite des Mittelteils Ausnehmungen, in die Umlenkkörper 22 eingesetzt sind, die Halbzylinderform aufweisen und aus keramischem Material bestehen, deren Zylinderwand der Umlenkung zugewandt ist, während die ebene Fläche des Halbzylinders dem Steg zugewandt ist. Der in diesem Bereich gestreckte Drahtwendel legt sich an die Zylinderwand an und verläuft ausschließlich in Strömungsrichtung. Somit stellt die Drahtwendel im Bereich der Umlenkungen für den Flüssigkeitspfad keine störende Hinterschneidung dar.
Im Bereich der im Boden 3 liegenden Umlenkungen 17 ändert sich zwar die Querschnittsform des Flüssigkeitspfades aus einem Kreisquerschnitt in einen Kreiszweieckquerschnitt, es ändert sich aber nicht die Querschnittsfl ächengröße. Sämtliche Quersc'hnittsübergänge sind stetig abgerundet. Somit finden sich im Strömungspfad für das aufzuheizende Fluid keinerlei Hinterschneidungen oder störend Kanten, in denen sich insbesondere in den untenliegenden Umlenkungen Gasblasen festsetzen können, so daß die Wendel in diesem Bereich unbeeinflußt bleibt.
Es ist möglich, bei den Einformungen des Flüssigkeitspfades im Boden 3 und Deckel 1 von der Zylinderform abzuweichen, wenn dann die entsprechenden Stege 21 beziehungsweise die Umlenkkörper eine dazu passende Figurierung aufweisen. Durch das Herausnehmen der Wendelanfänge und -enden aus dem Bereich der untenliegenden Ausnehmungen 13 ergibt sich eine Unterstützung des hinterschneidungsfreien Verlaufs des Flüssigkeitspfades im Bereich der Umlenkungen. Die Drahtwendel kann im Bereich der untenliegenden Umlenkungen 13 entweder durch Zug gestreckt werden, oder in diesem Bereich werden gestreckte Elemente gesondert eingesetzt.

Claims

Ansprüche Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer mit einem aus Kunststoff bestehenden Kanalkörper, mit durch Drahtwendeln direkt beheizten senkrecht verlaufenden Kanälen größeren und unbeheizten Kanälen kleineren Durchmessers, die über in einen Deckel und einen Boden eingeformte Ausnehmungen miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß vor der ersten Umlenkung (13) in einen beheizten Kanal (6) ein Kegel (17) angeordnet ist und daß die Drahtwendeln (7) paarweise über im Boden (3) angeordnete Umlenkungen (13) in Verbindung stehen, im beheizten Kanal (6) im Abstand (20) ion der Umlenkung (13) enden und daß die Verbindung der beiden beheizten Kanäle über einen Umlenkkörper (22) erfolgt, der in den Kanalsteg (21) zwischen zwei beheizten Kanälen (6) eingesetzt ist.
2. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des Kegels zwischen 6 und 13° liegt und daß die Ausnehmungen (13) im Deckel (1) als 1800-Umlenkung ausgebildet ist.
3. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel 9,50 beträgt.
4. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche eins bis drei, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein weiterer Kegel in umgekehrter Richtung beim übergang vom letzten beheizten Kanal (6) auf den ersten nachfolgenden unbeheizten Kanal (9) vorgesehen ist.
5. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche eins bis vier, dadurch gekennzeichnet, daß der einlaufseitig angeordnete Kegel (17) so am Schluß des letzten unbeheizten Kanals (4) eingangsseitig angeordnet ist, daß seine Basis mit dem größeren Durchmesser unmittelbar an die erste Umlenkung (13) im Deckel (1) übergeht.
6. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer, nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkörper aus keramischem Material bestehen und daß die Drahtwendel (7), in Strömungsrichtung verlaufend, über den Umlenkkörper gelegt ist.
7. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer nach Anspruch sechs, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper Halbzylinderform aufweist und daß der Zylindermantel dem Boden (3) zugewendet ist.