DE4025583A1 - Wassererhitzer - Google Patents
WassererhitzerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M5/00—Casings; Linings; Walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
- F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
- F24H1/145—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form using fluid fuel
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wassererhitzer nach der Gattung des
Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 25 05 765 ist bekannt, daß der Verbrennungsschacht
einen ungekühlten Mantel besitzt, der innen mit einer hochtempera
turbeständigen, wärmeisolierenden Auskleidung, insbesondere einer
Matte oder einem Flies aus einem auf Aluminiumoxidbasis aufgebauten
Stoff, versehen ist. Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 30 24 792),
feuerfeste Platten so an den metallischen Wandblechen zu befestigen,
daß zwischen der Außenseite der feuerfesten Platte und der Innen
seite des Wandbleches ein Luftspalt verbleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Volumen der Hoch
temperaturisolierung bei gleichbleibender Isolierwirkung zu ver
ringern mit dem Ziel zusätzlicher Kosteneinsparung.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht es, daß die die Innenaus
kleidung bildende Isolierplatten dünn ausgebildet werden können,
ohne der Gefahr eines Materialbruchs ausgesetzt zu sein. Die wärme
isolierende Wirkung der Innenauskleidung, nötig bei ungekühlten
Außenwänden, wird durch die isolierende Wirkung der eingeschlossenen
Luftschicht ergänzt. Die durch die Abstandshalter geschaffene
Stabilität erlaubt es, die Dicke der Isolierplatten und der Luft
schicht optimal zu bemessen, ohne daß auf die Stabilität freistehen
der Isolierplatten Rücksicht genommen werden muß.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Wassererhitzers möglich. Eine Ausgestaltung der Innen
auskleidung aus wärmeisolierendem Material, insbesondere wenn die
Abstandshalter durch Ränder von in die Innenauskleidung einge
brachten Aussparungen gebildet sind, vermeidet Wärmebrücken, welche
im ungünstigsten Fall eine die Wärme gut leitende Verbindung
zwischen dem Innenraum des Verbrennungsschachts und der Atmosphäre
darstellen und den Wirkungsgrad des Wassererhitzers verschlechtern.
Durch das Behindern der Luftzirkulation läßt sich die Wärmekonvek
tion, wie sie in einem freien Luftspalt auftritt, größtenteils ver
meiden. Da die Wärmekonvektion den Hauptanteil beim Übertragen von
Wärme darstellt - andere die wärmeübertragende Effekte sind die Wär
meleitung und die Wärmestrahlung - verbessert sich die Isolierwir
kung erheblich. Ein Optimum beim Vermeiden von Wärmekonvektion wird
erreicht, wenn die Höhe der sich durch die Abstandshalter bildenden
Kammern zu der Dicke der Isolierschicht in einem bestimmten, kon
stanten Verhältnis steht. Die Konstante hängt dabei in erster Linie
von der Materialbeschaffenheit der Innenauskleidung ab.
Wenn die Abstandshalter mit der aus feuerfesten Platten bestehenden
Innenauskleidung eine Einheit bilden, kann der Außenmantel eine
konturenfreie, glatte Oberfläche besitzen und somit den optischen
Gesamteindruck des Verbrennungsschachtes verbessern.
Die in aufsteigender Richtung divergierende Wände verhindern ein
direktes Anströmen heißer Verbrennungsgase an die feuerfesten
Platten.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Wand eines nur zur Hälfte
gezeichneten Verbrennungsschachts gezeigt. Die Fig. 2 bis 4
zeigen Varianten der durch Abstandshalter gebildeten Kammern in
Draufsicht und Fig. 5 eine Variante zu Fig. 1.
Der in Fig. 1 zur Hälfte gezeigte Verbrennungsschacht 10 besteht
aus einem Innenraum 12 und einer Wand 14, die den Innenraum 12 von
der äußeren Atmosphäre 16 trennt. Die Wand 14 besteht aus einem
metallischen Außenmantel 18 aus feueraluminiertem Stahlblech und
einer feuerfesten Innenauskleidung 20. Zur Befestigung der Innenaus
kleidung 20 sind am Außenmantel 18 am oberen und unteren Ende Winkel
22 so angeformt, daß zwischen den äußeren Schenkeln 24 der Winkel 22
und dem Außenmantel 18 Halteschienen gebildet sind. Mittels diesen
Halteschienen ist die Innenauskleidung 20 am Außenmantel 18 durch
einfaches Einschieben einzelner Platten befestigbar.
Die Platten der Innenauskleidung 20, die einerseits feuerbeständig
sein müssen, andererseits gut wärmeisolierend sein sollen, bestehen
aus einem Gemisch aus gepreßtem Aluminiumoxid und Siliziumoxid.
Diese gepreßten Platten sind an den vier Wänden des Verbrennungs
schachtes 10 angebracht, kleiden den Innenraum 12 vollständig aus
und divergieren in aufsteigender Richtung.
An der zum Außenmantel 18 zeigenden Seite der Innenauskleidung 20
sind Aussparungen 30 vorgesehen, die sich regelmäßig über die Ober
fläche der Innenauskleidung 20 verteilen. Mittels der zwischen den
Aussparungen 30 verbleibenden Stege 32 stützt sich die Innenausklei
dung 20 am Außenmantel 18 ab. Diese Stege 32 bilden somit Abstands
halter zwischen einer scheinbar dünnen Platte 34 und dem Außenmantel
18. Die resultierende Dicke der Innenauskleidung 20, die der effek
tiven Dicke der dünnen Platte 34 entspricht, setzt sich zusammen aus
der Dicke d der Innenauskleidung 20 minus der Tiefe der Aussparungen
30. Die Höhe h der Aussparungen 30 und die Dicke d der Innenausklei
dung 20 sind so gewählt, daß das Verhältnis zwischen der Höhe h und
der Dicke d konstant ist. In diese Konstante k fließen die Material
konstanten der Innenauskleidung 20 ein sowie die vorherrschenden
Temperaturunterschiede zwischen Innenraum 12 und äußerer Atmosphäre
16.
Die Anordnung der Aussparungen 30 ist so gewählt, daß die verblei
benden Abstandshalter 32 eine Luftzirkulation in senkrechter Rich
tung zwischen der dünnen Platte 34 und dem Außenmantel 18 verhin
dern. Diese Luftzirkulation wird dann optimal behindert, wenn die
Konstante k in einem Bereich zwischen 1,5 und 2,5, vorzugsweise bei
2 liegt. Mit der Behinderung der Luftzirkulation, wird gleichzeitig
die Wärmekonvektion behindert bzw. unterbunden. Dadurch ist der
physikalische Mechanismus der Wärmeübertragung gestört, der übli
cherweise die größten Wärmemengen transportiert.
In Seitenansicht können die Aussparungen 30 eckiges oder rundes
Profil besitzen. Die Höhe h entspricht dabei jeweils der maximalen
senkrechten Erstreckung der Aussparungen 30. In Draufsicht können
die Aussparungen ebenfalls eckig (Fig. 2) oder rund (Fig. 3) sein
oder sich über die gesamte Breite der Innenauskleidung 20 erstrecken
(Fig. 4). Auch hier entspricht die Höhe h der maximalen senkrechten
Erstreckung der Aussparung 30.
Claims (10)
1. Wassererhitzer mit einem Gas- oder Ölbrenner und einem über dem
Brenner angeordneten Verbrennungsschacht (10), der einen
metallischen Außenmantel (18) sowie eine feuerfeste Innenauskleidung
(20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenauskleidung (20)
auf der dem Außenmantel (18) zugekehrten Seite Aussparungen (30) mit
dazwischenliegenden Stegen (32) aufweist, welche konvektionshemmende
Abstandshalter (32) zum Außenmantel (18) bilden.
2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Innenauskleidung (20) aus wärmeisolierendem Material gebildet ist.
3. Wassererhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstandshalter (32) durch die Ränder von in die Innenaus
kleidung (20) eingebrachten separaten Aussparungen (30) gebildet
sind.
4. Wassererhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abstandshalter (32) die Luftzirkulation in senk
rechter Richtung weitgehend verhindern.
5. Wassererhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aussparungen (30) in Seitenansicht ein eckiges, insbesondere recht
eckiges, oder rundes Profil besitzen.
6. Wassererhitzer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h) der Aussparungen (30) und die Dicke (d) der Innen
auskleidung (20) in der Beziehung
h=k d,
mit 1,5k2,5, vorzugsweise k=2, zueinanderstehen.
h=k d,
mit 1,5k2,5, vorzugsweise k=2, zueinanderstehen.
7. Wassererhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Innenauskleidung (20) aus feuerfesten Platten (34)
besteht und die Abstandshalter (32) mit diesen Platten (34) eine
Einheit bilden.
8. Wassererhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenauskleidung (20) mittels Halteblechen
(22) am Außenmantel (18) befestigt ist.
9. Wassererhitzer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Innenauskleidung (20) in
aufsteigender Richtung divergiert.
10. Wassererhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Außenmantel (18) aus feueraluminiertem
Stahlblech mit hohem Glanzgrad besteht.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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DE2716437A1 (de) * | 1977-04-14 | 1978-10-19 | Semperit Gmbh | Waermeisolationsschalung |
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- 1990-08-11 DE DE4025583A patent/DE4025583A1/de not_active Withdrawn
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EP0475007B1 (de) | 1994-04-27 |
DE59101491D1 (de) | 1994-06-01 |
EP0475007A1 (de) | 1992-03-18 |
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---|---|---|---|
8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: DIE HAUPTKLASSE "F24H 1/22" AENDERN IN "F24H 9/02" DIE NEBENKLASSEN "F24H 9/02", F24H 9/18" AENDERNIN "F24H 1/22, F23M 5/00" |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |