DE1935309C - Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbei- dende Heizgas in den Verbrennungsraum 5 eintritt

spielen näher erläutert. Es zeigt und diesen in Abwärtsrichtung durchströmt. Bei die-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Warmwas- ser Abwärtsströmung durch den Verbrennungsraum 5

serbereiter, überträgt das Heizgas Wärme auf den mittleren Flä-

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in 5 chenabschnitt 3 des Wärmeaustauschers4, den nach

Fig· 1. außen gekehrten Teil des inneren lotrechten Körpers

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte 10' und den nach außen gerichteten oberen Teil 14 der

Ausführungsform eines Warmwasserbereiters, Wasserleitung 6. Nachdem das Heizgas den Verbren-

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine weiter abge- nungsraum 5 durchströmt hat, wird es an einem Auswandelte Ausführungsform eines Warmwasserberei- io laß 8 gesammelt, um über einen Abgaskanal bzw. ters. Schornstein 17 an die Umgebungsatmosphäre abge-

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh- führt zu werden.

rungsform ist ein zylindrischer Wärmeaustauscher 4 Während das Heizgas im Verbrennungsraum 15 mit einem oberen konkav gewölbten Flächenab- ' aufwärts und im zweiten halbzylindrischen Verbrenschnitt 2 und einem randnahen Flächenabschnitt 3 15 nungsraum 5 abwärts strömt, wird der Gasstrom konzentrisch im Gehäuse 1 eines Warmwasserberei- durch die Teile 13 und 14 der flachen Wasserleitung 6 ters angeordnet. Der untere Abschnitt des Wärme- sowie die Teile der lotrechten Y',rper 10,10' zu einem austauschers 4 ist offen bzw. hat konkave Gestalt. gleichmäßigen Strom zusammengefaßt, so daß sich

Im Inneren des Wärmeaustauschers 4 ist eine ge- eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf alle wärmeneigte flache Wasserleitung 6 angeordnet, an deren ao absorbierenden Teile sowie ein erhöhter Wirkungseiner Seite ein sich nach oben verengender, halbzy- grad dieser Teile ergeben.

lindrischer Verbrennungsraum 15 und an der anderen " D- das Oberteil der flachen Wasserleitung 5 über

Seite ein sich nach oben erweiternder zweiter Ver- den Verbindungskanal 9 mit dem oberen Flächenab-

brennungsraum 5 vorgesehen ist. Das Heizgas steigt schnitt 2 des Wärmeaustauschers 4 verbunden ist und

anfänglich vom Verbrennungsort durch den zylin- 35 außerdem die Oberteile der inneren lotrechten Körper

drischen Verbrennungsraum 15 aufwärts und strömt 10, 10' mit dem mittleren Flächenabschnitt 3 des

anschließend durch den zweiten Verbrennungsraum 5 Wärmeaustauschers 4 verbunden sind, kann das in der

abwärts. Wasserleitung 6 und in den lotrechten Körpern 10,10'

Das untere Ende der flachen Wasserleitung 6 ist an · durch Wärmeabsorption erwärmte Wasser schnell eine Kühlwasser führende Leitung 7 angeschlossen, 3° und widerstandsfrei nach oben strömen, wodurch die deren anderes Ende mit dem Unterteil des mittleren Strömung des Warmwassers im Warmwasserbereiter Flächenabschnitts3 des Wärmeaustauschers4 ver- wesentlich verbessert wird. Hierdurch wird der bunden ist. Das obere Ende der Wasserleitung 6 weist Brennstoffverbrauch wesentlich herabgesetzt und einen Verbindungskanal 9 auf, der seinerseits mit dem Warmwasser oder Heißdampf beliebiger Temperatur oberen Flächenabschnitt 2 des Wärmeaustauschers 4 35 kann schnell und einfach erhalten werden. Das Warmverbunden ist. Auf diese Weise zirkuliert das Wasser wasser bzw. der Heißdampf kann über einen am auf Grund von Konvektion von der Leitung 7 durch Oberteil des Gehäuses 1 vorgesehenen Warmwasserdie Wasserleitung 6 in den Raum zwischen dem obe- bzw. Heißdampfhahn 18 abgegeben werden. Weiterren Flächenabschnitt 2 und dem unteren Abschnitt hin ist im Gehäuse 1 eine mit dem Verbrennungsraum bzw. der unteren Wand des Gehäuses 1. 40 15 kommunizierende Brennraumöffnung 19 vorgese-

Längs der Innenfläche des mittleren Flächenab- hen.

Schnitts 3 des Wärmeaustauschers 4 sind mehrere in- Die flache Wasserleitung 6 und gegebenenfalls auch

nere Körper 10, 10' lotrecht angeordnet, die an ihren der zylindrische Wärmeaustauscher 4 können durch

oberen Enden zu dem Oberteil des Flächenab- parallel angeordnete Rohre gebildet sein. In diesem

Schnitts 3 einen Verbbdungskanal 11 aufweisen, wäh- 45 Fall ist auf der Außenfläche der Wasserleitung 6 ein

rend ihre unteren Enden über Kühlwasser führende Abdeckrohr bzw. Zylinder montiert, um hierdurch die

Flussigkei'.sleitungen 12 mit dem Unterteil des Flä- Abwärtsverteilung der Wärme zu verbessern oder ent-

chenabschnitts 3 in Verbindung stehen. sprechend zu regeln.

Am Unterteil des Gehäuses 1 ist ein Anschlußstut- Die vorstehende Beschreibung bezieht sich haupt-

zen 16 für ein Wasser-Speiserohr vorgesehen, durch 50 sächlich auf eine auf einen Warmwarser-Boiler ange-

das Kühlwasser in den Raum zwischen Gehäuse und wandte Ausführungsform der Erfindung. Die F.rfin-

Wärmeaustauscher geführt wird. Auf Grund der Kon- dung ist jedoch nicht auf eine solche Konstruktion bc-

vektion zirkuliert das Kühlwasser vom Inneren der schränkt, sondern kann unter Gewährleistung wesent-

Wasserleitung 6 und zu den lotrechten Körpern 10, lieh verbesseicer Ergebnisse auf jeden beliebigen

10'. Das Wasser fließt entlang der Flüssigkeitsleitun- 55 Warmwasserbereiter angewandt werden,

gen 12 und anschließend über die Verbindungska- In F i g. 3 ist die Erfindung in Anwendung auf ein

näle9undll. Warmwassergerät mit einer Bodenfläche 20, einem

Im unteren Teil des Verbrennungsraums 15 ist ein Griff 21 und einem Deckel 22 dargestellt, während nicht dargestellter Brenner angeordnet. Das von die- Fig. 4 die Erfindung in Anwendung auf einen Schnellsem Brenner erzeugte Heizgas strömt an dem einwärts 60 Warmwasserbereiter mit einem Brenner 23, der Gas • gekehrten unteren Teil 13 der Wasserleitung 6, am oder Petroleum als Brennstoff verwendet, einem auswärts gekehrten Teil des inneren Körpers 10 und Brennstoff-Zuleitungsrohr 24, einem Wasseram oberen Flächenabschnitt 2 des Wärmeaustau- Absperrventil 25, einem Brennstoff-Absperrventil 26 schers 4 vorbei, um di. Wärme auf diese Glieder zu und einem Regelventil 27 veranschaulicht. Eine näübertragen. 65 here Beschreibung dieser Ausfüh rungsform erübrigt

Infolge der Wärmeabsorption durch Teile der Was- sich, da das Verbrennungsprinzip, die Konstruktion

serleitung bzw. des inneren Körpers entsteht ein Tem- und die Heizergebnisse ähnlich sind wie bei dem vor-

Deratureefälle. wodurch das kühler und schwerer wer- her beschriebenen Warmwasserbereiter.

Aus der vorstehenden Beschreibung von Ausfiihrungsbcispielen ist ersichtlich, daß der Strömungsvcrlauf des Heizgases in einem Warmwasserbereiter durch Wärmeabsorption zusätzlich zur Anwendung eines besonderen Verbrennungsverfahrens wesentlich verbessert werden kann, bei welchem der zu erwärmende Körper gleichmäßig auf die Strömung verteilt ist, so daß die Abfuhr von Kohlendioxid und die Zufuhr der für die Verbrennung erforderlichen Luft gleichmäßig erfolgen können und eine vollständige Verbrennung und ein hoher thermischer Wirkungsgrad gewährleistet werden.

Aus diesem Grund kann Warmwasser oder Dampf jeder beliebigen Temperatur schnell geliefert werden,

S so daß hierdurch der Brennstoffverbrauch beträchtlich herabgesetzt wird.

Außerdem ist dei erfindungsgemäße Warmwasserbereiter sehr einfach aufgebaut, so daß seine Herstellung einfach ist und sich seine Reinigung ohne Schwierigkeit durchführen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

einen Brenner aufweist und von Flüssigkeitsrohren Patentansprüche: durchsetzt wird. Außerdem werden bei diesem be kannten Warmwasserbereiter die Heizgase nur in

1. Warmwasserbereiter mit einem Wasserbehäl- einem Zug von unten nach oben bewegt. Es ist auch ter und einem darin angeordneten Wärmeaustau- 5 bereits ein Gasboiler bekannt (schweizerische Patentscher, der mit einem Verbrennungsraum verbun- schrift 263 898), bei dem die Berenngase im Wärmeden und von Heizgaskanälen und Wasserleitungen austauscher geradlinig von unten nach oben geführt durchsetzt ist, dadurch gekennzeich- werden. Innerhalb des Wärmeaustauschers ist ein net, daß der Wärmeaustauscher (4) eine schräg- zweiter konzentrischer Flüssigkeitskessel angeordnet, verlaufende flache Wasserleitung (6) aufweist, de- io den die Brenngase koaxial umströmen.

ren unterer Teil (13) mit der V/andung des War- Da das bei herkömmlichen Warmwasserbereitern meausiauschers (4) einen sich nach oben veren- normalerweise angewandte Verbrennungsverfahren genden halbzylindrischen Verbrennungsraum (15) auf der Aufwärtsströmung des Verbrennungsgases be- und deren oberer Teil (14) mit der Wandung des ruht, welche ihrerseits dem Durchmesser und der Wärmeaustauschers (4) einen sich nach unten 15 Höhe des Kamins bzw. Schornsteins unmittelbar proerweiternden h-.lbzylindrischen Verbrennungs- portional ist, kann bei einem durch Verbrennungsgase raum (5) begrenzt. beheizten Warmwasserbereiter die Luftzufuhr und die

2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, da- Kohlendioxydabfuhr notwendigerweise nicht sehr durch gekennzeichnet, daß am Umfang des War- gleichmäßig erfolgen, so daß es ziemlich schwierig ist, meaustauschers (4) in die Seitenwandungen mün- 20 eine Verbrennung und Wärmeabsorption mit zufriedende senkrechte Flüssig'ceitsleitungen (12) an- denstellendem Wirkungsgrad zu erreichen; zur Vergeordnet sind. besserung dieser Bedingungen wird meist ein sorgfäl-

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder tig ausgelegter Schornstein benötigt.

2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaus- Bei einem durch Verbrennungsgas beheizten

tauscher (4) aus Rohren besteht. as Warmwasserbereiter (USA.-Patentschrift 3 358 651)

4. Warmwasserbereiter nach einem der An- wird zur Behebung dieser Nachteile neben der Gesprüche 1 bis 3, üudurch gekennzeichnet, daß die währleistung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung Wasserleitung (6) aus Rohren besaht. eine spezielle Kühlung des Verbrennungsgases vorgenommen. Damit jedoch das Heizgas während seiner

30 Abwärtsströmung durch den Heizungsraum sowohl

die Flächen des wärmeabsorbierenden Körpers als

auch den inneren Zylinder längs jeder Ecke beider Flächen gleichmäßig berühren kann, muß bei dieser Konstruktion der im wärmeabsorbierenden Körper

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter 35 angeordnete Innenkörper neben dem /^bgasauslaß nämit einem Wasserbehälter und einem darin angeord- her am wärmeabsorbierenden Körper angeordnet neten Wärmeaustauscher, der mit einem Verbren- sein, als an dem vom Abgasauslaß entfernten Abnungsraum verbunden und von Heizgaskanälen und schnitt. Außerdem muß neben dem Konvektions-Wasserleitungen durchsetzt ist. Kopplungsabschnitt eine entsprechende Wirbelplatte

Ein Warmwasserbereiter dieser Bauart ist bereits 40 vorgesehen sein, woraus sich große Schwierigkeiten bekannt (schweizerische Patentschrift 176 852). Ein bei der Konstruktion und Herstellung ergeben,
anderer bekannter Warmwasserbereiter (schweizeri- Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines

sehe Patentschrift 84 570) weist einen Kessel auf, in Warmwasserbereiters, bei dem der Wirkungsgrad dadem ein gewundenes Brenngasabzugsrohr eingesetzt durch verbessert werden soll, daß einerseits der auf ist, das als Wärmeaustauscher dient, wobei jedoch in- 45 Brenngase einwirkende Druckunterschied, welcher nerhalb dieses Wärmeaustauschers keine Flüssigkeits- die Durchsetzung der Brenngase durch den Wärmebzw. Wasserleitung vorgesehen ist, so daß lediglich im austauscher bestimmt, erhöht wird, und andererseits Kessel befindliches Wasser erhitzt werden kann. Die- der Wärmeaustauscher zwischen den Brenngasen und ser Warmwasserbereiter besitzt auf Grund der gerin- der Flüssigkeit optimal ausgelegt wird,
gen Wärmeaustauscherfläche einen niedrigen Wir- 50 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gekungsgrad. löst, daß der Wärmeaustauscher eine schrägverlau-

Bei einer weiteren Vorrichtung zur Flüssigkeitser- fende flache Wasserleitung aufweist, deren unterer hitzung (schweizerische Patentschrift 104 499) ist eine Teil mit der Wandung des Wärmeaustauschers einen ringförmige Heizkammer vorgesehen, deren Wandun- sich nach oben verengenden halbzylindrischen Vsrgen aus Flüssigkeitsrohrleitungen bestehen. Der ab- 55 brennungsraum und deren oberer Teil mit der Wansteigende Brenngasabzug wird jedoch nicht auf allen dung des Wärmeaustauschers einen sich nach unten Seiten von wasserführenden Wandungen begrenzt, erweiternden halbzylindrischen Verbrennungsraum vielmehr wird hier die größere Grenzwandung durch begrenzt.

eine Gehäusewandung gebildet, die sich praktisch auf Gemäß einer speziellen Ausführungsform sind am

der Temperatur der Umgebungsluft befindet. Da hier- 60 Umfang des Wärmeaustauschers in die Seitenwandunbei die absteigenden Brenngase eine große Warme- gen mündende senkrechte Flüssigkeitsleitungen anmenge an die umgebende Luft abgeben, ist der Ge- geordnet.

samtwirkungsgrad gering; darüber hinaus steht auch Erfindungsgemäß kann der Wärmeaustauscher

eine vergleichsweise geringe Zugkraft für die Brenn- und/oder die Wasserleitung aus Rohren bestehen. Ein gase zur Verfügung. 65 besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,

Bei einem anderen bekannten Warmwasserbereiter daß eine Erhöhung des Wirkungsgrads ohne äußere (schweizerische Patentschrift 169 619) ist ein Wärme- Maßnahmen, wie die Konstruktion eines speziellen austauscher vorgesehen, der an seinem unteren Ende Schornsteins od. dgl., erfolgt.