CH634403A5 - Heisswasser-radiator. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heisswasser-Radiator mit zwei Hauptbestandteilen, von denen jeder mit einer ebenen Kontaktfläche am anderen anliegt, wobei in den Kontaktflächen Vertiefungen ausgebildet sind, welche unter Einbeziehung von Abschnitten der Kontaktflächen durchgehende Kanäle bilden, derart, dass erste relativ lange Vertiefungen einen ersten Hauptkanal zum Einführen von Wasser in den Radiator und einen zweiten, zum ersten sich parallel erstreckenden Hauptkanal zum Abfluss des Wassers aus dem Radiator bilden.

Radiatoren dieser allgemeinen Art sind zum Beispiel aus den Patentschriften SE 384 567, SE 338 785 und CH 577 156 bekannt. Das schwedische Patent 384 567 beschreibt einen mehrlagigen Wärmeaustauscher, worin die Austauschmedien im Gegenfluss zueinander und ohne Verbindung untereinander geführt sind. Die Kanäle zwischen zwei Tafeln sind gekrümmt aber haben einen konstanten Querschnitt, und jeder zweite Kanal sowie die Querkanäle sind über die ganze Länge, resp. Breite, der Tafeln angebracht. Das schwedische Patent 338 785 beschreibt einen mehrlagigen Wärmeaustauscher, wobei jeweils zwei Tafeln zu einem Tafelelement verbunden werden und mehrere Tafelelemente übereinander liegen. Ein Medium fliesst innerhalb der Tafelelemente, das andere zwischen den Tafelelementen. Jede Tafel eines Elementes hat Vertiefungen in Pyramidenform und die Pyramiden von zwei benachbarten Tafeln sind ineinander angeordnet, um einen Durchflusskanal zu bil-5 den. Dieser Kanal besitzt einen konstanten Querschnitt, und die Tafeln besitzen keine ebenen Flächen. Im schweizerischen Patent 577 156 ist ein Wärmeaustauscher beschrieben mit zwei Tafeln. Diese tragen Pyramiden, die gegeneinander anstossen, so dass Kanäle gebildet werden, deren Querschnitte veränder-io lieh sind. Aber es sind keine Querschnitte, welche Verbindungen zu den ersten Kanälen mit veränderlichen Querschnitten aufweisen würden, Vorhanden. Ihre Durchflusskanäle sind entweder gerade und von gleichbleibendem Querschnitt wie in den Patenten CH 577 156 und SE 338 785 oder sinusförmig und 15 von gleichbleibendem Querschnitt wie im Patent SE 384 567. Dies fördert im allgemeinen einen laminaren Fluss der Flüssigkeit in den Durchflusskanälen zwischen den Hauptkanälen. Deswegen ist die Wärmeübertragung vom Wasser auf die Radiatoroberfläche nicht optimal.

20 Diese reduzierte Leistungsfähigkeit punkto Wärmeübertragung von Wasser zur Umgebung kann durch Erhöhung des Wasservolumens im Radiator, wobei auch die Abmessungen des Radiators sich vergrössem, kompensiert werden. Zusammen • mit einer Temperatursteuerung, zum Beispiel, wird ein erhöhtes 25 Flüssigkeitsvolumen einen ungünstigen Verzögerungsfaktor im Steuervorgang verursachen. Auch von einem anderen Standpunkt aus sind grössere Abmessungen des Radiators unerwünscht, da die Grösse des Radiators über Gebühr Platz im Raum beansprucht.

30 Früher bekannte Radiatoren von der Art mit zwei im allgemeinen flachen Flächen, zum Beispiel die Radiatoren, welche in den Patenten CH 577 156 und GB 649 870 dargestellt sind, haben eine ungleichförmige Wärmeverteilung über die Fläche des Radiators.

35 Die vorliegende Erfindung hat einen Radiator zum Ziel, in welchem die oben erwähnten Nachteile der Anordnungen gemäss bekannter Technik reduziert werden. Diesem Ziel entsprechend ist der Heisswasser-Radiator gemäss Erfindung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. 40 Die charakteristischen Eigenschaften des Radiators gemäss der Erfindung sind in den Ansprüchen festgelegt und werden nun an Hand der Ausführungsbeispiele in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Es zeigen:

45 Figur 1 — ausgewählte Teile eines ersten Hauptbestandteils eines Heisswasser-Radiators aus einer Blickrichtung von der Aussenseite desselben,

Figur 2 - einen Schnitt durch den ersten Hauptbestandteil des Heisswasser-Radiators,

so Figur 3 - ausgewählte Teile eines zweiten Hauptbestandteils eines Heisswasser-Radiators aus der Blickrichtung von der Aussenseite des Radiators,

Figur 4 — den zweiten Hauptbestandteil des Heisswasser-Radiators im Schnitt und 55 Figur 5 - einen Schnitt eines Radiatorkanals zwischen einem erstén Hauptkanal und einem zweiten Hauptkanal des Heisswasser-Radiators.

In den Figuren 1—5 sind deshalb nur ausgewählte Teile des Radiators und nicht der gesamte Radiator dargestellt, da sonst 60 bestimmte Einzelheiten so klein würden, dass bei dem zum Aufzeigen des gesamten Radiators erforderlichen Massstab die Zeichnugen zu unklar würden.

Ein Heisswasser-Radiator bzw. -Heizkörper nach der vorliegenden Erfindung besitzt zwei Hauptbestandteile, von denen 65 einer so gestaltet sein kann, wie es in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Der in diesen Figuren gezeigte eine Hauptbestandteil 10 hat eine im wesentlichen ebene Oberfläche 11 und eine Anzahl von Vertiefungen 1-2 und 12-19, die sich von

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einer Ebene in derselben Richtung durch die Oberfläche 11 erstrecken. Alle Vertiefungen sind langgestreckt, und zwei derselben, nämlichen die Vertiefungen 1 und 2, sind beträchtlich breiter und länger als die anderen Vertiefungen. Die Vertiefungen 12-19 sind voneinander durch die durchgehende ebene Oberfläche 11 getrennt. Ihre Form kann aus einer Blickrichtung von der Aussenseite des Radiators so angesehen werden, dass sie Wülsten bzw. Gebirgskämmen entpsricht, die in der longitu-dinalen und in der transversalen Richtung abgerundet sind.

Einige der so geformten Vertiefungen, nämlich die Vertiefungen 12,14,16 und 18, sind direkt mit den beträchtlich grösseren Vertiefungen verbunden. Andere Vertiefungen, nämlich die Vertiefungen 15 und 19, erstrecken sich in derselben Richtung wie die beträchtlich grösseren Vertiefungen. Die übrigen Vertiefungen 12,13,14,16,17 und 18 verlaufen rechtwinklig zu dieser Richtung. Wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist,

sind sämtliche Vertiefungen 12-19 im Vergleich zu den Vertiefungen 1-2 und im Vergleich zu dem Abstand zwischen den Vertiefungen 1 sowie 2 kurz. Sämtliche dargestellten Vertiefungen 12-19 sind kürzer als ein Fünftel der Distanz zwischen den Vertiefungen 1 und 2. Der Hauptbestandteil 10 mit zumindest dem grössten Teil der Vertiefungen kann durch Pressen oder Walzen von Blech mit einer Dicke von 1-1,5 mm hergestellt werden. Figur 1 zeigt schliesslich Vorrichtungen 3 und 4 zum Anschliessen von Wasserleitungen mit oder ohne Ventilen.

Die Figuren 3 und 4 zeigen einen zweiten Hauptbestandteil 20 mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche 21 und einer Anzahl von Vertiefungen 22 und 23. Diese erstrecken sich von einer Ebene in derselben Richtung durch die Oberfläche 21. Die Vertiefungen haben eine Form, die aus einer Blickrichtung von der Aussenseite des Radiators so angesehen werden kann, dass sie etwas abgerundeten Pyramiden entspricht. Sie sind voneinander durch die durchgehende Oberfläche 21 getrennt, die sich zwischen angrenzenden Vertiefungen erstreckt. Die gegenseitigen Lagebeziehungen der Vertiefungen sind dergestalt, dass diese Gruppen bilden, wobei die Distanz zwischen angrenzenden Vertiefungen 22 in einer Gruppe im wesentlichen konstant und gleich gross ist wie die Distanz zwischen angrenzenden Vertiefungen 23 in der anderen Gruppe. Der Abstand zwischen zwei angrenzenden Vertiefungen in verschiedenen Gruppen, einer Vertiefung 22 und einer Vertiefung 23, ist andererseits beträchtlich grösser. Alle Vertiefungen 22,23 sind im Vergleich mit den Vertiefungen 1,2 und im Vergleich mit der Distanz zwischen den Vertiefungen 1 und 2 kurz.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Heisswasser-Radiator ist der eine Hauptbestandteil 10 mit seiner ebenen Oberfläche 11 auf die ebene Oberfläche 21 des zweiten Hauptbestandteils 20 ausgerichtet, wobei die ebenen Oberflächen 11,21 aneinander liegen. Die Positionen und die Grösse der Vertiefungen 22 sind in bezug auf die Positionen und die Grösse der Vertiefungen 12, 13,14 und 15 so eingestellt, dass eine gegenseitige Strömungsverbindung über den Raum zwischen der ebenen Oberfläche 11 und den Vertiefungen 22 möglich ist. Auf diese Weise werden durchgehende erste Radiatorkanäle 5 gebildet, die durch die ebenen Oberflächen 11 und 21 und wiederum eine Vertiefung 12, eine Vertiefung 22, eine Vertiefung 13 und Vertiefung 22, eine Vertiefung 22 und eine Vertiefung 14 begrenzt sind. Da die Vertiefungen 12 und 14 mit den Vertiefungen 1 und 2'in Strömungsverbindung stehen, bedeutet dieses, dass die ersten Radiatorkanäle 5 den Raum zwischen der Vertiefung 1 und der zweiten Hauptkomponente 20 mit dem Raum zwischen der Vertiefung 2 und der zweiten Hauptkomponente 20 verbinden.

Die ersten Radiatorkanäle 5 erstrecken sich transversal in bezug auf die Längsrichtung der Vertiefungen 1 und 2. Die Zwischenräume zwischen den ebenen Oberflächen 11 sowie 21 und den Vertiefungen 15 bilden in einer entsprechenden Weise zweite Radiatorkanäle 6, die sich in der Längsrichtung der Vertiefungen 1 sowie 2 erstrecken und die die ersten Radiatorkanäle 5 untereinander verbinden.

Die Positionen und Grösse der Vertiefungen 23 sind den Positionen und der Grösse der Vertiefungen 16,17,18 und 19 5 in derselben Weise angepasst, wie es für die Anpassung der Positionen und der Grösse der Vertiefungen 22 an die Positionen und die Grösse der Vertiefungen 12,13,14 und 15 gilt. Die Räume zwischen den ebenen Oberflächen 11 sowie 21 und den Vertiefungen 16,17,18 und 23 bilden entsprechende durchge-io hende Radiatorkanäle 7, die den Raum zwischen der Vertiefung 1 sowie des zweiten Hauptbestandteils mit dem Raum zwischen der Vertiefung 2 sowie der zweiten Hauptkomponente verbinden. Ferner bilden die Zwischenräume zwischen den Vertiefungen 19 und 23 und den ebenen Oberflächen 11 sowie 21 durch-15 gehende Radiatorkanäle 8, die sich in der Längsrichtung der Vertiefungen 1 sowie 2 erstrecken und die die Radiatorkanäle 7 miteinander verbinden.

Da es keine longitudinalen Radiatorkanäle gibt, die den dem Radiatorkanal 7 nächstliegenden Radiatorkanal 5 mit dem 20 nächstliegenden Radiatorkanal 7 verbinden, können die Radiatorkanäle so betrachtet werden, dass sie zwei Gruppen bilden, wobei die Radiatorkanäle (beispielsweise 5) derselben Gruppe über Radiatorkanäle (beispielsweise 6) in der Gruppe direkt miteinander in Strömungsverbindung stehen, während die Ra-25 diatorkanäle (5 oder 7) in verschiedenen Gruppen nur über die Räume zwischen den Vertiefungen 1 sowie 2 und dem zweiten Hauptbestandteil miteinander in Strömungsverbindung stehen. Wenn beispielsweise Heisswasser in den Radiator durch die Vorrichtung 3 eingelassen und aus dem Radiator über die Vor-30 richtung 4 abgelassen wird, können die letztgenannten Räume 1 ', 2' im Bereich der Vertiefungen 1 und 2 als ein erster Hauptkanal 1' für das Einführen von Wasser bzw. als ein zweiter Hauptkanal 2' für das Abführen von Wasser charakterisiert werden.

35 Die Hauptbestandteile 10 und 20 können aneinandergefügt und miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Punktschweissen mit einer geeigneten Anzahl von Schweiss-punkten und an solchen Positionen, wo die ebene Oberfläche 11 an der ebenen Oberfläche 21 anliegt. Wenn die Hauptbestand-40 teile dieselben Aussenabmessungen haben, was bevorzugt ist, kann der Radiator durch Nahtschweissen um die Peripherie der Hauptbestandteile abgedichtet werden.

Vergleichsmessungen, die unter anderem im Wärmelabor der AB Atomenergi bei Studsvik durchgeführt wurden, zeigen, 45 dass ein Radiator nach der vorliegenden Erfindung so gestaltet werden kann, dass er ein relativ kleines Wasservolumen pro m2 Radiatoroberfläche hat. Die Vergleichsmessungen zeigen auch, dass ein erfindijngsgemässer Radiator gleichzeitig mit einem kleinen Strömungswiderstand ausgelegt werden kann, der in ge-50 wissen Fällen vorteilhaft sein kann.

Es kann angenommen werden, dass das System von longitudinalen und transversalen Radiatorkanälen, die miteinander verbunden sind, für eine gleichmässige Wärmeverteilung über die Radiatoroberfläche zuständig ist. Die wiederholten Biegun-55 gen in den Radiatorkanälen und die Veränderungen ihres Querschnitts dürften für einen wirkungsvollen Wärmeaustausch zwischen dem Wasser und den Hauptbestandteilen zuständig sein.

Heisswasser-Radiatoren nach der vorliegenden Erfindung können natürlich relativ dünn ausgebildet werden. Es ist wahr-60 scheinlich, dass Radiatoren verschiedener Grössen unter anderem wegen der Möglichkeit des Walzens relativ billig ausgebildet werden können.

Heisswasser-Radiatoren nach der vorliegenden Erfindung müssen nicht genau in der oben beschriebenen Weise ausgebil-65 det werden. Beispielsweise müssen die Vertiefungen 12-19 nicht exakt die dargestellte Form haben. Auch müssen sie nicht notwendigerweise in einem solchen Muster angeordnet sein, wie es dargestellt ist, um Gruppen von Radiatorkanälen zu bilden.

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Die Vertiefungen 22 und 23 müssen nicht notwendigerweise als gewissermassen abgerundete Quadrat-Pyramiden ausgebildet sein. Sie können beispielsweise stattdessen mehr oder weniger kappenförmig sein. Ausserdem sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung leicht weitere Änderungen durchführbar.

Zum Erzielen von Heisswasser-Radiatoren mit einer guten Wärmeabgabe ist es jedoch bevorzugt, dass die Vertiefungen kurz und so geformt sowie in Beziehung zueinander ausgerichtet sind, dass die Radiatorkanäle eine gewundene Form haben, wobei sie möglicherweise auch mit wiederholten Querschnittsänderungen ausgebildet sind. Der Radiatorkanal in Figur 5 hat eine solche Windungsform, da er teilweise ganz auf einer Seite s einer Ebene zwischen den ebenen Oberflächen der Hauptkomponenten und teilweise ganz auf der anderen Seite dieser Ebene liegt.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Heisswasser-Radiator mit zwei Hauptbestandteilen (10,

   20), von denen jeder mit einer ebenen Kontakfläche (11,21) am anderen anliegt, wobei in den Kontaktflächen Vertiefungen (1,2,12-19,22,23) ausgebildet sind, welche unter Einbeziehung von Abschnitten der Kontaktflächen durchgehende Kanäle bilden, derart, dass erste relativ lange Vertiefungen (1,2) einen ersten Hauptkanal (1') zum Einführen von Wasser in den Radiator und einen zweiten, zum ersten sich parallel erstreckenden Hauptkanal (2') zum Abfluss des Wassers aus dem Radiator bilden, dadurch gekennzeichnet, dass neben den relativ langen Vertiefungen (1,2) eine Anzahl relativ kurze Vertiefungen (12-19,22,23) in beiden Hauptbestandteilen (10,20) vorhanden sind, welche zusammen mit Teilen der Kontaktflächen (11,

   21) einerseits erste Kanäle (5,7) bilden, die sich im wesentlichen senkrecht zur Ausdehnung der Hauptkanäle erstrecken und diese miteinander verbinden und andererseits zweite Kanäle (6,8) bilden, die sich parallel zu den Hauptkanälen erstrek-ken, über ihre Länge veränderliche Querschnitte aufweisen und die ersten Kanäle (5,7) miteinander verbinden.
2. 2. Heisswasser-Radiator gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen in mindestens einem Hauptbestandteil derart in einem Muster angeordnet sind, dass Gruppen von Kanälen gebildet sind, wobei die ersten Kanäle (5, 7) jeder Gruppe direkt durch die zweiten Kanäle (6,8) verbunden sind, wogegen die ersten Kanäle (5,7) verschiedener Gruppen miteinander nur durch die Hauptkanäle verbunden sind.
3. 3. Heisswasser-Radiator gemäss Anspruch 1 oder 2,

   dadurch gekennzeichnet, dass die relativ kurzen Vertiefungen (12-19) in einem Hauptbestandteil (10) eine längliche Form haben und dass ein Ende jeder Vertiefung in der Nähe der Enden von mindestens zwei anderen relativ kurzen Vertiefungen (12-19) angeordnet ist und dass diese nah beieinander liegenden Enden der relativ kurzen Vertiefungen miteinander durch eine relativ kurze Vertiefung (22,23) im anderen Hauptbestandteil (20) verbunden sind.
4. 4. Heisswasser-Radiator gemäss Anspruch 1 oder 2,

   dadurch gekennzeichnet, dass die relativ kurzen Vertiefungen (12-19) in einem Hauptbestandteil (10) als abgerundete Kämme ausgebildet sind, wobei sich ein Teil der Kämme parallel zu den Hauptkanälen und der andere Teil der Kämme senkrecht zur Ausdehnung der Hauptkanäle erstreckt und dass die relativ kurzen Vertiefungen (22,23) im anderen Hauptbestandteil (20) als abgerundete Pyramiden ausgebildet sind.