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Die Erfindung betrifft einen Heisswasserspeicher mit wenigstens zwei nebeneinander angeordneten, über je einen oberen und unteren querliegenden Rohrabschnitt miteinander verbundenen Behältern sowie einer Heizvorrichtung für das Wasser.
Bisher dienen als Behälter aufrecht stehende zylindrische Druckkessel mit einem oberen kuppelförmigen Abschluss und einem unteren Deckelboden, der die nach innen ragende Heizvorrichtung trägt und durch den auch die Zu- und Ableitungen führen. Der besondere Nachteil dieser Druckkessel liegt in ihrer Unhandlichkeit und ihrem grossen Platzbedarf sowie in ihrer aufwendigen und teuren Herstellung.
Um bei gleichem Fassungsvermögen flacher bauen zu können, gibt es auch schon Heisswasserspeicher, die zwei oder drei kleinere, miteinander im Bereich der Kuppel und des Bodens über Leitungsrohre u. dgl. verbundene Einzelkessel aufweisen. Es wird hier zwar eine gewisse Platzeinsparung erreicht, doch diese durch Vergrösserung des Herstellungsaufwandes erkauft, da eben nicht nur ein, sondern zwei oder drei Kessel Verwendung finden müssen und die Erzeugung jedes Kessels praktisch unabhängig von seiner Grösse gleich arbeitsintensiv ist. Auch kann sich in den nebeneinander stehenden Kesseln auf Grund der gegenüber dem Kesseldurchmesser kleinen Verbindungsleitungen kein ungestörter Wasserkreislauf beim Aufheizvorgang entwickeln, so dass eine gleichmässige und gute Wassererwärmung nicht möglich ist.
Mehrere nebeneinander stehende und miteinander verbundene Kessel für sogenannte Überlaufspeicher, bei denen die Entnahmeleitung vom obersten Kesselbereich ausgeht und das Heisswasser durch das unten zuströmende frische Wasser verdrängt und durch Überlauf entnommen wird, lassen ausserdem, wenn nicht aus jedem Kessel eine eigene Entnahmeleitung ausgeht, die volle Ausnutzung des Fassungsvermögens nicht zu, da die oberhalb der kuppelseitigen Verbindungsleitungen liegenden Volumenanteile der Kessel ohne Entnahmeleitung praktisch als Toträume anzusehen sind.
Der Erlindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und einen Heisswasserspeicher der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der neben einer besonders flachen und raumsparenden Bauweise eine äusserst einfache und billige Herstellung erlaubt und darüber hinaus optimale Eigenschaften hinsichtlich seiner Aufheiz- und Speicherfähigkeit mit sich bringt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass als Behälter endseitig in die querliegenden Rohrabschnitte mündende, stehende Rohrabschnitte dienen, wobei der lichte Querschnitt eines stehenden Rohrabschnittes höchstens so gross ist wie der eines querliegenden Rohrabschnittes. Das so entstehende Rohrsystem ergibt einen Behälter mit für Heisswasserspeicher erforderlichen Festigkeitseigenschaften. Er bietet trotz seiner geringen Bautiefe, sie entspricht ja nur dem wunschgemäss gewählten Durchmesser der Rohrabschnitte, einen grossen Fassungsraum, da zusätzlich zu den stehenden Rohrabschnitten die querliegenden Rohrabschnitte als Aufnahmeräume vorgesehen sind, was bei gegebenem Behälterinhalt eine optimale Raumausnutzung und damit Platzeinsparung ermöglicht sowie ein äusserst günstiges Betriebsgewicht mit sich bringt.
Durch das in sich geschlossene Rohrsystem, das keinerlei Engstellen, im Gegenteil, querliegende Rohrabschnitte mit mindestens so grossem Querschnitt wie die stehenden Rohrabschnitte aufweist, kommt es beim Aufheizen des Wassers auch zu keiner Störung des Wasserkreislaufes, so dass eine vollkommen gleichmässige und schnelle Aufheizung des Wassers gewährleistet ist. Da das Rohrsystem als höchstliegenden Bereich einen querliegenden Rohrabschnitt aufweist, kann sein ganzes Fassungsvermögen auch bei Verwendung in einem Überlaufspeicher mit nur einer einzigen Entnahmeleitung voll ausgenutzt werden, denn es gibt im oberen Rohrabschnitt keinerlei Totraum.
Als Heizvorrichtung eignen sich im Zusammenhang mit diesem Rohrsystem alle bewährten Einrichtungen, u. zw. von einer mneren Heizpatrone bis zu einer Doppelmantelheizung, wobei sich durch einfaches Aufschweissen von Abdeckplatten auf beiden Seiten des Rohrsystems problemlos ein Doppelmantel mit grosser Heizfläche ergibt. Auch lässt sich das Rohrsystem als Ganzes hervorragend wärmeisolieren, beispielsweise durch Umschäumen der Rohrabschnitte und Ausschäumen der Zwischenräume zwischen den Rohrabschnitten, so dass ein sehr wirtschaftlicher Betrieb möglich ist.
Da der erfindungsgemässe Behälter durchwegs aus einfachen Rohrabschnitten zusammengesetzt ist, kann er unter Berücksichtigung der geeigneten Werkstoffe und Oberflächenbehandlungsverfahren ohne grossen Aufwand an Kosten, Material und Zeit hergestellt werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn erfindungsgemäss alle Rohrabschnitte gleich grosse Kreisquerschnitte aufweisen, da sich so nicht nur ein strömungsgünstiges, sondern vor allem auch ein überaus einfach herstellbares Rohrsystem ergibt, das bei der gewünschten, besonders flachen Bauweise des Speichers die beste Raumausnutzung mit sich bringt.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung nimmt der untere querliegende Rohrabschnitt die Heizeinrichtung auf. Diese Heizeinrichtung, beispielsweise eine elektrische Heizpatrone, kann so leicht eingebaut werden, und durch die unten liegende Heizquelle entsteht auch eine optimale Zirkulation des Wassers und damit ein guter Wirkungsgrad für die Aufheizung des Wassers.
Eine besonders einfache Einbaumöglichkeit für die Heizeinrichtung und deren bequeme Zugänglichkeit ergibt sich dabei, wenn der untere Rohrabschnitt mit einem Ende über die stehenden Rohrabschnitte vorragt und eine freie Stirnseite zum Einsetzen der Heizeinrichtung bildet.
Um den Druckbehälter möglichst schnell und auch rationell herstellen zu können, wird erfindungsgemäss ein Rohr entsprechend der Summe aus den Längen der beiden äusseren stehenden und der querliegenden Rohrabschnitte abgelängt, dann wird dieses Rohrstück in den einzelnen Rohrabschnittslängen bzw. der Lage der noch zusätzlich vorgesehenen mittleren stehenden Rohrabschnitte angepassten Abständen entlang der sich jeweils durch die Verbindung der einzelnen Rohrabschnitte miteinander ergebenden Verschneidungslinien ausgeschnitten, worauf die die äusseren Rohrabschnitte bildenden Teile gegenüber den die querliegenden Abschnitte ergebenden Teilen rechtwinkelig abgebogen, die mittleren in erforderlichem Mass zugeschnittenen Rohrabschnitte eingesetzt und die einander zugeordneten Schnittränder miteinander verschweisst werden.
Durch das Ausschneiden des Rohrstückes ist zwar ein gewisser Materialverlust in Kauf zu nehmen, doch kann dadurch ein mühsames Zuschneiden und vor allem ein langwieriges Einrichten und Zuordnen der einzelnen Rohrabschnitte vermieden werden. Die Herstellung des Rohrsystems ist erfindungsgemäss recht problemlos, da es bis auf die mittleren, nachträglich einzusetzenden stehenden Rohrabschnitte keine endlosen Teile gibt, sondern das Rohrsystem mehr oder weniger durch einfaches Zusammenbiegen eines entsprechend ein-und ausgeschnittenen Rohrstückes entsteht. Auch das Verschweissen der entsprechenden Schnittränder bei einem im wesentlichen zusammenhängenden Rohrstück ist einfacher durchzuführen als bei einzelnen losen Rohrstücken.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen Fig. l, 2 und 3 einen erfindungsgemässen Druckbehälter schematisch in Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht und Fig. 4 bzw. 5 die für die Herstellung eines Druckbehälters gemäss Fig. 1 bis 3 entsprechend zugeschnittenen Einzelteile in kleinerem Massstab.
Als Druckbehälter für einen Heisswasserspeicher dient ein in sich geschlossenes Rohrsystem --1--, das aus drei stehenden Rohrabschnitten --2a, 2b, 2c--und zwei querliegenden Rohrabschnitten--3, 4-besteht. Alle Rohrabschnitte--2, 3, 4--weisen gleich grosse Kreisquerschnitte auf und ergeben zusammen einen Behälter, der trotz seiner Flachheit ein grosses Fassungsvermögen besitzt. Der untere Rohrabschnitt --4-- nimmt die Heizeinrichtung --5-- auf, wozu er mit einem Ende --6-- über den äusseren stehenden Rohrabschnitt --2a-- vorragt und eine freie Stirnseite --7-- bildet, die ein einfaches, bequemes Einsetzen der Heizeinrichtung --5-- erlaubt.
Durch die im unteren Rohrabschnitt --4-- angeordnete Heizvorrichtung --5-- ergibt sich beim Aufheizen des Wassers ein optimaler Kreislauf und damit eine schnelle Erwärmung
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und tatsächlich der volle Rauminhalt des Behälters bzw. des Rohrsystems zur Warmwasserspeicherung herangezogen werden kann. Das frische Kaltwasser tritt durch die Zuleitung --9-- in den unteren Rohrabschnitt --4-- ein und kommt sofort in den Bereich der Heizvorrichtung--5--, so dass praktisch keine Abkühlwirkung für das noch vorhandene Heisswasser zu befürchten ist.
Zur Herstellung des ganzen Rohrsystems --1-- können handelsübliche Rohre Verwendung finden, so dass der gesamte Herstellungsaufwand in jeder Beziehung gering bleibt. Wie in Fig. 4 und 5 angedeutet, ist es sogar möglich, das Rohrsystem sozusagen einteilig zu fertigen, da die äusseren umlaufenden Rohrabschnitte --2a, 3,2c und 4-- ja zusammenhängen können und sie aus einem einzigen entsprechend zu- und ausgeschnittenen Rohrstück--10--zusammenzubiegen und zusammenzuschweissen sind. Lediglich als mittlerer stehender Rohrabschnitt --2b-- muss ein eigenes vorbereitetes Rohrstück --11-- in die entsprechenden Ausschnitte --12-- des zusammengebogenen Rohrstückes --10-- eingesetzt werden.
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The invention relates to a hot water storage tank with at least two containers arranged next to one another and connected to one another via an upper and a lower transverse pipe section, as well as a heating device for the water.
Up to now, upright cylindrical pressure vessels with an upper dome-shaped closure and a lower cover base, which supports the inwardly protruding heating device and through which the supply and discharge lines also lead, have served as containers. The particular disadvantage of these pressure vessels is their unwieldiness and their large space requirements, as well as their complex and expensive manufacture.
In order to be able to build flatter with the same capacity, there are already hot water storage tanks, the two or three smaller ones, together in the area of the dome and the floor via pipes and the like. Like. Have connected single boiler. A certain amount of space is saved here, but this is bought at the cost of increasing the manufacturing effort, since not just one, but two or three boilers have to be used and the production of each boiler is practically the same, regardless of its size. Also, in the boilers standing next to one another, due to the small connecting lines compared to the boiler diameter, no undisturbed water circulation can develop during the heating process, so that even and good water heating is not possible.
Several boilers standing next to one another and connected to one another for so-called overflow storage tanks, in which the extraction line starts from the uppermost boiler area and the hot water is displaced by the fresh water flowing in from below and is withdrawn through overflow, also leave the full capacity, if each boiler does not have its own extraction line Utilization of the capacity is not permitted, since the volume fractions of the boiler without a withdrawal line above the connection lines on the dome side are practically to be regarded as dead spaces.
The invention is therefore based on the task of eliminating these deficiencies and creating a hot water storage tank of the type described above, which, in addition to a particularly flat and space-saving design, allows extremely simple and cheap production and also has optimal properties with regard to its heating and storage capacity brings.
The invention solves this problem in that standing pipe sections opening into the transverse pipe sections at the ends serve as containers, the clear cross section of a standing pipe section being at most as large as that of a transverse pipe section. The resulting pipe system results in a container with the strength properties required for hot water storage tanks. Despite its small construction depth, it only corresponds to the diameter of the pipe sections selected as required, a large capacity, since in addition to the standing pipe sections, the transverse pipe sections are provided as receiving spaces, which allows optimal use of space and thus space savings with a given container content brings favorable operating weight with it.
Due to the self-contained pipe system, which has no constrictions, on the contrary, transverse pipe sections with at least as large a cross-section as the standing pipe sections, there is no disruption of the water cycle when the water is heated, so that the water is heated up completely evenly and quickly is guaranteed. Since the pipe system has a transverse pipe section as the highest area, its entire capacity can be fully utilized even when used in an overflow storage device with only a single extraction line, because there is no dead space in the upper pipe section.
As a heating device in connection with this pipe system, all proven facilities, u. between a male heating cartridge and a double jacket heater, whereby a double jacket with a large heating surface is easily obtained by simply welding cover plates on both sides of the pipe system. The pipe system as a whole can also be excellently thermally insulated, for example by foaming around the pipe sections and foaming the spaces between the pipe sections, so that very economical operation is possible.
Since the container according to the invention is consistently composed of simple pipe sections, it can be produced without great expense, material and time, taking into account the suitable materials and surface treatment methods.
It is particularly advantageous if, according to the invention, all pipe sections have circular cross-sections of the same size, since this results not only in a flow-favorable pipe system, but also, above all, in a pipe system that is extremely easy to manufacture and which results in the best possible use of space with the desired, particularly flat design of the reservoir .
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In a further embodiment of the invention, the lower transverse pipe section accommodates the heating device. This heating device, for example an electric heating cartridge, can thus be easily installed, and the heating source located below also creates an optimal circulation of the water and thus a good degree of efficiency for heating the water.
A particularly simple installation option for the heating device and its easy accessibility results when the lower pipe section protrudes with one end over the standing pipe sections and forms a free face for inserting the heating device.
In order to be able to manufacture the pressure vessel as quickly and efficiently as possible, according to the invention a pipe is cut to length according to the sum of the lengths of the two outer standing and the transverse pipe sections, then this pipe section is cut in the individual pipe section lengths or the position of the additionally provided middle standing pipe sections Pipe sections adapted distances along the intersection lines resulting from the connection of the individual pipe sections with one another, whereupon the parts forming the outer pipe sections are bent at right angles to the parts forming the transverse sections, the middle pipe sections cut to the required extent are inserted and the cut edges assigned to one another are welded together will.
By cutting out the pipe section, a certain loss of material must be accepted, but laborious cutting to size and, above all, tedious setting up and assignment of the individual pipe sections can be avoided. According to the invention, the production of the pipe system is very problem-free, since there are no endless parts except for the central vertical pipe sections to be inserted subsequently, but the pipe system is more or less created by simply bending a correspondingly cut-in and cut-out pipe section. The welding of the corresponding cut edges in the case of an essentially coherent pipe section is also easier to carry out than for individual loose pipe sections.
In the drawings, the subject matter of the invention is shown, for example, u. Between FIGS. 1, 2 and 3 schematically show a pressure vessel according to the invention in front view, side view and top view, and FIGS. 4 and 5, respectively, show the individual parts cut accordingly on a smaller scale for the production of a pressure vessel according to FIGS. 1 to 3.
A self-contained pipe system --1--, which consists of three vertical pipe sections --2a, 2b, 2c - and two transverse pipe sections - 3, 4 - is used as the pressure vessel for a hot water storage tank. All pipe sections - 2, 3, 4 - have circular cross-sections of the same size and together result in a container which, despite its flatness, has a large capacity. The lower pipe section --4-- accommodates the heating device --5--, for which it projects with one end --6-- over the outer standing pipe section --2a-- and forms a free end face --7--, which allows a simple, convenient insertion of the heating device --5--.
The heating device --5-- located in the lower pipe section --4-- results in an optimal cycle when the water is heated up and thus rapid heating
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and actually the full volume of the tank or pipe system can be used for hot water storage. The fresh cold water enters the lower pipe section --4-- through the supply line --9-- and immediately reaches the area of the heating device - 5--, so that practically no cooling effect is to be feared for the hot water that is still present.
Commercially available pipes can be used to manufacture the entire pipe system --1--, so that the entire production effort remains low in every respect. As indicated in Fig. 4 and 5, it is even possible to manufacture the pipe system in one piece, so to speak, since the outer circumferential pipe sections --2a, 3, 2c and 4 - can be connected and cut and cut out of a single one Pipe section - 10 - are to be bent and welded together. A separate, prepared pipe section --11-- only has to be inserted into the corresponding cutouts --12-- of the bent pipe section --10-- as the central vertical pipe section --2b--