(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl7: F24H 1/10 H05B 3/82 (54) Urządzenie do podgrzewania wody (30) Pierwszeństwo: ,DE, (73) Uprawniony z patentu: Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, Monachium, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 17/96 (72) Twórcy wynalazku: Markus Helminger, Chieming, DE Thomas Pisek, Trostberg-Eglsee, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/00 (74) Pełnomocnik: Dziarnowska Monika, POLSERVICE PL B1 (57) 1. Urządzenie do podgrzewania wody, zwłaszcza grzejnik przepływowy, z przewodem wodnym dla ogrzewanej wody oraz z przyłączem sieciowym do podłączenia zewnętrznych przewodów elektrycznych zasilających, w którym przewody grzejne są dołączone do przyłącza sieciowego za pomocą przewodów przyłączeniowych znajdujących się we wnętrzu urządzenia, znamienne tym, że przynajmniej jeden z wewnętrznych przyłączeniowych przewodów elektrycznych (33) w obszarze przyłącza sieciowego jest przynajmniej w części zamocowany w sposób przewodzący ciepło na zimnym odcinku przewodu wodnego (19) i zaizolowany elektrycznie względem wody. Fig.1

2 Urządzenie do podgrzewania wody Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do podgrzewania wody, zwłaszcza grzejnik przepływowy, z przewodem wodnym dla ogrzewanej wody oraz z przyłączem sieciowym do podłączenia zewnętrznych przewodów elektrycznych zasilających, w którym przewody grzejne są dołączone do przyłącza sieciowego za pomocą przewodów przyłączeniowych znajdujących się we wnętrzu urządzenia, znamienne tym, że przynajmniej jeden z wewnętrznych przyłączeniowych przewodów elektrycznych (33) w obszarze przyłącza sieciowego jest przynajmniej w części zamocowany w sposób przewodzący ciepło na zimnym odcinku przewodu wodnego (19) i zaizolowany elektrycznie względem wody. 2. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 1, znamienne tym, że przyłącze sieciowe stanowi bezpiecznik temperaturowy (11). 3. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że wewnętrzne przewody elektryczne (33) są zamocowane na przewodzie wodnym (19) za pomocą klamry zaciskowej (85). 4. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że metalowy rdzeń (81) wewnętrznego przewodu elektrycznego (33) jest przynajmniej w obszarze zamocowania na przewodzie wodnym (33) otoczony przez odporną na wysokie temperatury, izolującą elektrycznie koszulkę (85), zwłaszcza z teflonu, przy czym przewód wodny jest wykonany z materiału przewodzącego prąd elektryczny. 5. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 2, znamienne tym, że bezpiecznik temperaturowy (11) jest zamocowany na cokole (35), który zawiera szczeliny wentylacyjne (69). 6. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 1, znamienne tym, że przyłącze sieciowe stanowi zacisk przyłączeniowy (9), zamocowany na cokole zaciskowym (35), wyposażonym w szczeliny wentylacyjne (69). 7. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że cokół zaciskowy (35) jest uformowany metodą wtrysku na tylnej ściance (3) urządzenia do podgrzewania wody (1). 8. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 6, znamienne tym, że szczeliny wentylacyjne (69) cokołu zaciskowego (35) przebiegają pionowo w kierunku zacisku przyłączeniowego (9). 9. Urządzenie do podgrzewania wody według zastrz. 6, znamienne tym, że na przyłączu zaciskowym (9) zamocowana jest blacha chłodząca (37). * * * Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do podgrzewania wody, zwłaszcza grzejnik przepływowy, z przewodem wodnym dla ogrzewanej wody oraz przyłączem sieciowym do podłączenia zewnętrznych przewodów elektrycznych zasilających, w którym przewody grzejne są dołączone do przyłącza sieciowego za pomocą przewodów przyłączeniowych znajdujących się we wnętrzu urządzenia. Tego rodzaju urządzenia do podgrzewania wody są powszechnie znane, przy czym podwyższenie temperatury przyłącza sieciowego w czasie pracy jest zgodnie z obowiązującymi przepisami bezpieczeństwa ograniczone do pewnej określonej wartości powyżej temperatury otoczenia urządzenia do podgrzewania wody. Aby przy zadanej mocy ewentualnie zadanym natężeniu prądu elektrycznego móc osiągnąć lub zapewnić niższe wartości temperatury przyłącza sieciowego, ma ono po pierwsze wystarczająco dużą objętość lub powierzchnię. Skuteczność tego środka jest jednak ograniczona. Po drugie przekroje we-

3 wnętrznych przewodów elektrycznych mogą być duże. Jest to jednak związane ze wzrostem sztywności przewodów wewnętrznych, co utrudnia ich łączenie i układanie w urządzeniu. Znane są również dodatkowe, drogie blachy ekranujące, które chronią przyłącza sieciowe przed promieniowaniem cieplnym, emitowanym na przykład przez elementy grzejne lub elementy do przełączania mocy elektrycznej. Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do podgrzewania wody, w którym za pomocą prostych środków temperatura przyłącza sieciowego jest utrzymywana na niskim poziomie. Zgodnie z wynalazkiem zostało to osiągnięte w ten sposób, że urządzenie do podgrzewania wody ma przynajmniej jeden z wewnętrznych przewodów elektrycznych w obszarze przyłącza sieciowego przynajmniej w części zamocowany w sposób przewodzący ciepło na zimnym odcinku przewodu wodnego i zaizolowany elektrycznie względem wody. Korzystnie, przyłącze sieciowe stanowi bezpiecznik temperaturowy, a wewnętrzne przewody elektryczne są zamocowane na przewodzie wodnym zwłaszcza za pomocą klamry zaciskowej. Korzystnie, metalowy rdzeń wewnętrznego przewodu elektrycznego jest przynajmniej w obszarze zamocowania na przewodzie wodnym otoczony przez odporną na wysokie temperatury, izolującą elektrycznie koszulkę, zwłaszcza z teflonu, przy czym przewód wodny jest wykonany z materiału przewodzącego prąd elektryczny. Korzystnie, przyłącze sieciowe jest zamocowane na cokole, który zawiera szczeliny wentylacyjne. Korzystnie, przyłącze sieciowe stanowi zacisk przyłączeniowy, zamocowany na cokole zaciskowym, wyposażonym w szczeliny wentylacyjne. Korzystnie, cokół zaciskowy jest uformowany metodą wtrysku na tylnej ściance urządzenia do podgrzewania wody. Korzystnie, szczeliny wentylacyjne cokołu zaciskowego zacisku przyłączeniowego przebiegają pionowo w kierunku zacisku przyłączeniowego. Korzystnie, na przyłączu zaciskowym zamocowana jest blacha chłodząca. W rozwiązaniu według wynalazku wewnętrzny przewód elektryczny służy w tym obszarze jako mostek cieplny między zimnym odcinkiem przewodu wodnego i przyłączem sieciowym, przy czym z przyłącza sieciowego jest odbierane ciepło. Podłączenie zewnętrznego przewodu elektrycznego do przewodu wodnego jest, z uwagi na nieodporną na temperaturę izolację przewodów zewnętrznych lub przewodów instalacji domowej, niedopuszczalne ze względów bezpieczeństwa. Jeżeli przewód wodny jest wykonany z materiału przewodzącego, wówczas sam przewód elektryczny jest przynajmniej częściowo izolowany, jeżeli natomiast przewód wodny jest wykonany z izolatora, wówczas wewnętrzny przewód elektryczny może być zamocowany na przewodzie wodnym w sposób przewodzący ciepło bez konieczności stosowania izolacji. Termiczne połączenie przyłącza sieciowego z zimną wodą przy pomocy przewodów wewnętrznych umożliwia zachowanie niezmienionego położenia przyłącza sieciowego wewnątrz urządzenia w porównaniu z poprzednimi modelami. Dzięki temu przy nowym podłączeniu urządzenia długość przyciętych zwykle na krótko przy podłączaniu poprzedniego modelu urządzenia, elektrycznych przewodów instalacji domowej jest wystarczająca. Ponadto wskutek chłodzenia przyłącza sieciowego można zredukować przekrój czynny przewodów wewnętrznych. Jako przyłącze sieciowe służy korzystnie bezpiecznik temperaturowy lub, jeżeli taki istnieje, bezpiecznik ciśnieniowy. Zewnętrzne przewody elektryczne mogą być bezpośrednio podłączone do urządzenia zabezpieczającego, tak że niepotrzebne są oddzielne zaciski przyłącza sieciowego. Zgodnie z zalecaną postacią wykonania wewnętrzne przewody elektryczne są zamocowane na przewodzie wodnym przy pomocy klamry zaciskowej. Klamra ta może bez ściskania przewodów przycisnąć je do zewnętrznego zarysu przewodu wodnego, zapewniając tym samym dobre połączenie cieplne. W celu poprawienia przewodnictwa cieplnego jako materiał klamry zaciskowej stosowana jest korzystnie miedź lub odpowiedni stop miedzi.

4 Alternatywnie przewód elektryczny można również przykleić na stałe do przewodu wodnego za pomocą odpornej na temperaturę, klejącej i przewodzącej ciepło pasty. Jeżeli przewód wodny jest wykonany z materiału, przewodzącego prąd elektryczny, wówczas metalowy rdzeń wewnętrznego przewodu elektrycznego jest przynajmniej w obszarze zamocowania na przewodzie wodnym otoczony odporną na wysokie temperatury, izolującą elektrycznie koszulką, zwłaszcza z teflonu lub silikonu. Zapewnia to po pierwsze dobre przewodnictwo cieplne z przewodu wodnego poprzez koszulkę przewodu do metalowego rdzenia, a co za tym idzie, do przyłącza sieciowego. Po drugie przewody są chronione również przed uszkodzeniem w przypadku błędu w obsłudze, na przykład grzania bez przepływu wody, gdy temperatura może przekroczyć 200 C. Zamiast koszulki można zastosować także klamrę zaciskową z teflonu, co jednak wymaga większych nakładów technologicznych. W przypadku nieizolowanych odcinków leżących obok siebie, wewnętrznych przewodów elektrycznych należy zgodnie z wymogami bezpieczeństwa przewidzieć między nimi wystarczająco długie odcinki upływowe lub powietrzne. Jeżeli przyłącze sieciowe jest zamocowane na cokole, który ma szczeliny wentylacyjne, to można wówczas dodatkowo poprawić chłodzenie przyłącza sieciowego, zwłaszcza wówczas, gdy temperatura znajdującej się w obiegu wody jest wysoka. Alternatywnie do chłodzenia przyłącza sieciowego poprzez cieplne połączenie przynajmniej części przynajmniej jednego wewnętrznego przewodu elektrycznego z zimnym odcinkiem przewodu wodnego jako przyłącze sieciowe służy zacisk przyłączeniowy, zamocowany na cokole zaciskowym, mającym szczeliny wentylacyjne. W tym wypadku cokół zaciskowy oddziela po pierwsze zacisk przyłączeniowy od nagrzewającej się w czasie pracy, tylnej ścianki urządzenia do podgrzewania wody. Ponadto, płynące przez szczeliny wentylacyjne cokołu, zimne powietrze wpływa korzystnie na obniżenie temperatury zacisków przyłączeniowych. Obniżenie temperatury zacisków umożliwia korzystne zastosowanie mniej odpornego na temperaturę materiału na tylną ściankę urządzenia do podgrzewania wody. Ze względów technologicznych szczególnie korzystne jest, jeżeli cokół zaciskowy jest uformowany metodą wtrysku na tylnej ściance urządzenia do podgrzewania wody. Eliminuje to poza tym niezbędne w innym przypadku, dodatkowe prace związane z montażem cokołu zaciskowego. Dla chłodzenia konwekcyjnego optymalne jest takie rozmieszczenie szczelin wentylacyjnych, żeby miały one korzystny wpływ na przepływ i omywanie cokołu zaciskowego oraz zacisku przyłączeniowego wstępującym ciepłym powietrzem wewnątrz urządzenia do podgrzewania wody. Wymiary szczelin są w tym celu tak dobrane, że pusta przestrzeń pod zaciskiem jest duża, a jednocześnie siły dokręcania zacisku do cokołu nie ulegają zbytniemu zmniejszeniu Rozwiązanie, w którym na przyłączu zaciskowym zamocowana jest blacha chłodząca, nadaje się zwłaszcza jako uzupełnienie chłodzenia przy pomocy połączenia wewnętrznych przewodów elektrycznych z zimnym przewodem wodnym, stanowiąc dodatkowe zabezpieczenie, jeżeli temperatura napływającej wody jest wyjątkowo wysoka. Zastosowanie blachy chłodzącej wiąże się jednak z dodatkowymi kosztami materiałowymi, dodatkowymi pracami montażowymi i zwiększonym zapotrzebowaniem na miejsce. Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do podgrzewania wody bez pokrywy w widoku perspektywicznym, fig. 2 - zacisk przyłączeniowy w powiększeniu, fig. 3 - kolejne powiększenie zacisku przyłączeniowego na cokole zaciskowym w widoku bocznym i fig. 4 - klamrę zaciskową do mocowania w sposób przewodzący ciepło przewodów elektrycznych na przewodzie wodnym. Hydrauliczny grzejnik przepływowy 1 ma skrzynkową tylną ściankę obudowy 3, w której zamocowane są wszystkie istotne elementy grzejnika przepływowego. Potrzebna do zamknięcia grzejnika przepływowego pokrywa nie została przedstawiona. Na tylnej ściance urządzenia 3 znajduje się element grzejny 5, przez który przepływa woda, nagrzewając się przy tym. W górnej części tylnej ścianki 3 znajduje się otwór mocujący 7 do zamocowania

5 grzejnika przepływowego 1 na ścianie. Również w górnej części umieszczony jest zacisk przyłączeniowy 9, pod nim bezpiecznik temperaturowy 11, a jeszcze niżej różnicowy przełącznik ciśnieniowy 12. Bezpiecznik temperaturowy 11 i różnicowy przełącznik ciśnieniowy 12 są za pośrednictwem pierwszych przewodów łączących 13 połączone ze sobą w sposób przewodzący. Drugie przewody łączące 15 łączą różnicowy przełącznik ciśnieniowy 12 w sposób przewodzący z punktami przyłączenia wężownicy grzejnej 17 elementu grzejnego 5. Wężownica grzejna 17 jest na całej swej długości połączona ze stanowiącą przewód wodny wężownicą wodną 19 za pomocą lutowania twardego. Wężownica wodna 19 jest przy tym zwinięta w kształt spirali, przy czym między dwoma sąsiednimi odcinkami poprowadzona jest wężownica grzejna 17. Dopływ 21 i odpływ 23 wężownicy wodnej 19 są poprzez otwory w obudowie podłączone do domowej instalacji wodnej. Przez znajdujący się w tylnej ściance 3 obudowy otwór 25 do wprowadzenia przewodów lub przez wykonany obok zastępczy otwór 26 do wprowadzenia przewodów do wnętrza grzejnika przepływowego 1 wchodzi tulejka przewodowa 27. Z tulei wychodzą cztery elektryczne przewody 29 domowej instalacji elektrycznej. Przewód ochronny domowej instalacji elektrycznej jest podłączony do przyłącza przewodu ochronnego 31, podczas gdy pozostałe trzy fazy przewodu elektrycznego 29 są podłączone do zacisku przyłączeniowego 9. Do tego zacisku podłączone są również trzy wewnętrzne przewody elektryczne 33, z których jeden zgodnie z fig. 1 jest na krótkim odcinku w obszarze pierwszego zagięcia wężownicy 19 zamocowany na niej w sposób przewodzący ciepło za pomocą pasty przewodzącej ciepło i/lub klamry (fig. 4). Na tym odcinku przewodu wodnego 19 woda jest nieznacznie podgrzewana. W celu zwiększenia skuteczności chłodzenia również oba pozostałe przewody wewnętrzne 33 można połączyć cieplnie z wężownicą wodną 19. Wewnętrzne przewody elektryczne 33 są wówczas połączone elektrycznie z bezpiecznikiem temperaturowym 11. Zacisk przyłączeniowy 9 jest nakręcony na cokół zaciskowy 35, przy czym między nimi obydwoma znajduje się cienka blacha chłodząca 37, która jest połączona w sposób, przewodzący ciepło, z zimnym odcinkiem wężownicy wodnej 19. Zacisk przyłączeniowy 9 zawiera trzy skrzynkowe uchwyty 39, na których górnej powierzchni czołowej wykonane są pary tulejek 40, służących do izolacji i prowadzenia. Zacisk przyłączeniowy 9 zawiera ponadto dwa, łączące uchwyty 39 żebra mocujące 41. Na całej ich wysokości biegnie otwór przelotowy 43, któremu po nasadzeniu zacisku przyłączeniowego 9 na cokół zaciskowy 35 przypisany jest wewnątrz cokołu 35 gwint 45. Dzięki temu zacisk przyłączeniowy 9 jest mocowany na cokole zaciskowym 35 za pomocą dwóch śrub mocujących 47. W każdym z uchwytów 39 wykonany jest poziomy otwór 49, w którym umieszczona jest tulejka 51 do zaciśnięcia przewodu elektrycznego. Tulejka ta ma po pierwsze rozciągający się na całej jej długości otwór stykowy 53 i biegnący prostopadle do niego, przypisany każdej z tulejek 40, ciągły gwint 55. Na przedłużeniu ciągłego gwintu 55 w każdej z tulejek 40 uformowany jest otwór 56 do włożenia i prowadzenia śruby zaciskowej 57. Poprzez wkręcenie tej śruby zaciskowej 57 w ciągły gwint 55 tulejki 51 włożony w otwór stykowy 53 tulejki 51 przewód elektryczny zostaje zaciśnięty. Dwa zaciśnięte w tulejce 51 przewody są w związku z tym połączone ze sobą w tulejce 51 w sposób przewodzący. Ukształtowany w postaci grzebienia cokół zaciskowy 35 ma płytkowy korpus 61 z dwoma skierowanymi pionowo do góry żebrami oporowymi 63 i znajdującymi się między nimi dwoma żebrami mocującymi 65. W żebrach tych wykonane są, jak wspomniano wyżej, odpowiednie gwinty cokołowe 45. Między żebrami oporowymi 63 i żebrami mocującymi 65 znajdują się szczeliny wentylacyjne 69. Wstępujące z dołu do góry powietrze opływa teraz zacisk przyłączeniowy 9. Blacha chłodząca 37 ma taki kształt korespondujący z zarysem dolnej powierzchni zacisku przyłączeniowego 9 i zawiera otwory na śruby mocujące 47. Dodatkowo lub alternatywnie względem pokazanego na fig. 1 sposobu mocowania wewnętrzny przewód elektryczny 33, który zawiera metalowy rdzeń 81 i koszulkę 83 z teflonu, jest zgodnie z fig. 4 zamocowany na przewodzie wodnym 19 za pomocą klamry zaciskowej 85 z miedzi. W tym celu klamra 85 posiada dwa ramiona 87, które stykają przewód 33 z odcinkiem wężownicy 19, nie powodując jednocześnie jego ściskania. Krawędzie

6 klamry zaciskowej 85 są w celu ochrony przewodu 33, zwłaszcza w wysokich temperaturach, zaokrąglone na końcach. Wraz z odpowiednimi i zbliżonymi z fachowego punktu widzenia odmianami niniejszy wynalazek nadaje się również do zastosowania w grzejnikach przepływowych o elementach grzejnych z nieosłoniętego drutu lub w termach.

7 Fig. 3 Fig.4

8 Fig.1 Fig.2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.