Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gliederradiator.
bei welchem jedes Radiatorglied aus einem langgestreckten, einstückigen Druckgusskörper aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung besteht, welcher Druckgusskörper einen sich über seine ganze Länge erstreckenden, vertikalen Mittelsteg mit einem oberen und einem unteren Sammelrohrstutzen besitzt, welche Sammelrohrstutzen sich in horizontaler Richtung quer durch den Mittelsteg erstrecken, auf der einen Seite ein linksgängiges und auf der anderen Seite ein rechtsgängiges Innengewinde aufweisen und durch mindestens einen im Mittelsteg ausgebildeten Warmwasserkanal miteinander verbunden sind.
Aus einzelnen Gliedern zusammengesetzte Radiatoren der vorstehend genannten Art erleichtern wegen ihrer Zusammensetzbarkeit und ihres geringen Gewichts die Montage auf Baustellen, insbesonders in Hochbauten, bei denen bei der Montage der Radiatoren meist keine Aufzüge zur Verfügung stehen. Die Radiatorglieder solcher Radiatoren sind durch hohle Verbindungsnippel miteinander verschraubt, die auf einer Seite ein rechtsgängiges und auf der anderen Seite ein linksgängiges Aussengewinde aufweisen. Da die bekannten Gliederradiatoren meist keine Symmetrie in Bezug auf ihre Mittelebene aufweisen, müssen sie in einer bestimmten Lage in Bezug auf die Wand eines zu beheizenden Raumes angeordnet werden.
Dies hat zur Folge, dass beim Zusammensetzen der Radiatorglieder zu einem Radiator darauf geachtet werden muss, dass sich auf der Seite des Radiators, die zum Verbinden mit der Warmwasserzulaufleitung bestimmt ist, ein Sammelrohrstutzen mit einem rechtsgängigen Innengewinde befindet, da das Regelventil zur Regelung der Warmwasserzufuhr, über das der Radiator an die Warmwasserzulaufleitung anzuschliessen hat, stets ein Rechtsgewinde besitzt.
Zur Erzielung eines besseren Wirkungsgrades besitzen die Glieder der Radiatoren der eingangs genannten Art häufig Wärmeübertragungsrippen und Wärmestrahlungsplatten, die zusammen im Radiator Konvektionskanäle bilden, in denen bei Betrieb des Radiators die Luft nach oben steigt und dabei erwärmt wird. Diese Konvektionskanäle beginnen bei den bekannten Radiatoren erst oberhalb der unteren Sammelrohrstutzen und erstrecken sich im wesentlichen nur bis unterhalb der unteren Sammelrohrstutzen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die oberen und unteren Sammelrohrstutzen zumindest im Strömungsweg der durch die inneren Konvektionskanäle strömenden Luft liegen, wodurch deren wirksamer Strömungsquerschnitt stark verringert wird.
Zudem treten im Bereich um die Sammelrohrstutzen herum Luftturbulenzen auf, da in diesem Bereich die Konvektionskanäle nicht mehr festgelegt sind und die Luft wegen der verschieden wirksamen Strömungsquerschnitte der Konvektionskanäle mit ungleicher Geschwindigkeit in die Kanäle ein- und ausströmt. Dies hat eine Verringerung des Luftdurchsatzes durch den Radiator und damit eine Verringerung seines Wirkungsgrades zur Folge.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gliederradiators der eingangs genannten Art, der sich allseitig anschliessen und auf einfache Weise aufbauen lässt, ohne dass beim Zusammenbau auf spezielle Anschlussverhältnisse Rücksicht genommen werden muss und zum Anschluss des Radiators Anschlusselemente in Spezialausführung, wie Reduziermuffen mit rechtsgängigem Aussengewinde und linksgängigem Innenreduziergewinde oder Regelventile mit Linksgewinde verwendet werden müssen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gliederradiators der eingangs genannten Art mit über die Höhe des Radiators voneinander praktisch getrennte, ununterbrochenen Konvektionskanälen, von denen jeder glatte Wände, eine eigene Lufteintritts- und Luftaustritts öffnung sowie über mindestens den grössten Teil seiner Länge mindestens die gleiche konstante Querschnittsfläche besitzt, wobei die Konvektionskanäle so im Radiator verlaufen, dass die in die Kanäle eintretende Luft als laminare Luftströmung in den Konvektionskanälen aufsteigt, so dass ein gegenüber den bekannten Radiatoren grösserer Luftdurchsatz und damit ein besserer Wirkungsgrad erzielt wird.
Diese Aufgaben werden bei dem Gliederradiator der eingangs genannten Art nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass der Mittelsteg jedes Radiatorgliedes an seinen beiden seitlichen Enden mit je einer zum Mittelsteg senkrechten, vertikalen Wärmestrahlungsplatte und auf seinen beiden Seitenflächen mit mindestens je drei im Abstand voneinander und von den Wärmestrahlungsplatten angeordnete Wärmeübertragungsrippen versehen ist, dass der obere Sammelrohrstutzen einen oberen, angeformten Leitkörper und der untere Sammelrohrstutzen einen unteren, angeformten Leitkörper besitzt, dass sich die beiden mittleren Rippen des Mittelstegs in vertikaler Richtung zwischen dem oberen und dem unteren Sammelrohrstutzen erstrecken und oben in den oberen Leitkörper und unten in den unteren Leitkörper übergehen,
dass sich die äusseren Rippen des Mittelstegs praktisch über die ganze Länge des Mittelstegs erstrecken und von der Höhe des unteren Endes des oberen Leitkörpers bis zur Höhe des oberen Endes des unteren Leitkörpers parallel zu den mittleren Rippen verlaufen und anschliessend nach aussen bis zu den seitlichen Enden des Mittelstegs gebogen sind, so dass sie bis zu ihrem oberen bzw. unteren Ende mit Abstand zu beiden Seiten des oberen bzw. unteren Leitkörpers verlaufen, und dass die beiden Wärmestrahlungsplatten jedes Radiatorelements parallel zu den beiden inneren Rippen verlaufen und sich über die gleiche Länge wie diese erstrecken, so dass auf jeder der beiden Aussenseiten jedes Radiatorgliedes zwei obere und zwei untere Ausnehmungen vorhanden sind, die sich in horizontaler Richtung bis zum Mittelsteg erstrecken und in vertikaler Richtung auf einer Seite durch das obere bzw.
untere Ende einer Wärmestrahlungsplatte und auf der anderen Seite durch die sich bis zu den seitlichen Enden des Mittelstegs nach aussen gebogenen Teile der äusseren Rippen begrenzt sind, das Ganze derart, dass bei jedem Radiatorglied sowohl die vertikale Ebene, in der der Mittelsteg liegt, als auch die vertikale Ebene, in der die geometrischen Achsen der beiden Sammelrohrstutzen liegen, Symmetrieebenen des Radiatorelements sind, dass die Wärmestrahlungsplatten der Radiatorglieder auf jeder Seite des Radiators eine im wesentlichen geschlossene, ebene Wärmestrahlungsfläche bilden und dass die Wärmestrahlungsplatten, die Wärmeübertragungsrippen sowie die Sammelrohrstutzen mit den angeformten Leitkörpern von je zwei benachbarten Radiatorgliedern mindestens zwei innere und mindestens zwei äussere, praktisch voneinander getrennte,
ununterbrochene Konvektionskanäle mit glatten Wänden und mindestens angenähert gleichen Querschnittsflächen bilden, wobei jeder innere Konvektionskanal eine eigene Lufteintritts öffnung am unteren Ende und eine eigene Luftaustrittsöffnung am oberen Ende des Radiators und jeder äussere Konvektionskanal eine eigene, durch je zwei der genannten unteren Ausnehmungen gebildete untere, seitliche Lufteintrittsöffnung und eine eigene, durch je zwei der genannten oberen Ausnehmungen gebildete obere, seitliche Luftaustrittsöffnung besitzt.
Die Radiatorglieder bekannter Radiatoren bestehen aus Leichtmetallegierungen mit hohem Kupfergehalt, beispielsweise mit bis zu 5 Gew. % Kupfer, da sich aus diesen Legierungen hergestellte Gegenstände leicht bearbeiten lassen. Da jedoch Kupfer in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle ein relativ hohes positives Normalpotential und die Leichtmetalle Ag, Mg und Mn dieser Leichtmetallegierungen relativ grosse negative Normalpotentiale besitzen, ist in feuchter und besonders in feuchter, salzhaltiger Umgebung Kupfer in Verbindung mit diesen Leichtmetallen elektrochemisch sehr aktiv, so dass, sofern keine besonderen Schutzmass nahmen getroffen werden, die Radiatorglieder der bekannten Radiatoren stark korrosionsgefährdet sind.
Zur Vermeidung dieses Nachteils besteht bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Radiators nach der Erfindung der Druckgusskörper der Radiatorglieder aus einer Leichtmetallegierung, die höchstens 0,1 Gew. % Kupfer enthält. Dadurch wird die Gefahr einer elektrochemischen Korrosion praktisch beseitigt.
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des Radiators nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Radiatorgliedes eines erfindungsgemässen Radiators,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Radiatorgliedes nach der Fig.
1,
Fig. 3 eine Ansicht des Radiatorgliedes nach den Fig. 1 und 2 von oben,
Fig. 4 einen Querschnitt durch das Radiatorglied nach den Fig. 1 bis 3 längs der Linie A-A in der Fig. 1,
Fig. 5 eine Abwandlung des Radiatorgliedes nach den Fig. 1 bis 4, und
Fig. 6 eine Vorderansicht eines aus fünf Radiatorgliedern bestehenden erfindungsgemässen Radiators.
Der erfindungsgemässe Gliederradiator besteht aus mehreren, gleichen Radiatorgliedern, von denen eines in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Das Radiatorglied nach den Fig. 1 bis 4 besteht aus einem langgestreckten, vertikalen Druckgusskörper aus Leichtmetall, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der Druckgusskörper besitzt einen langgestreckten, vertikalen Mittelsteg 1, der in der Nähe seines oberen Endes einen oberen Sammelrohrstutzen 2 und in der Nähe seines unteren Endes einen unteren Sammelrohrstutzen 3 aufweist. Die Sammelrohrstutzen 2 und 3 erstrecken sich in horizontaler Richtung quer durch den Mittelsteg 1 und sind auf einer Seite mit einem linksgängigen und auf der anderen Seite mit einem rechtsgängigen Innengewinde versehen.
Die beiden Sammelrohrstutzen 2 und 3 stehen über einen im Mittelsteg 1 ausgebildeten vertikalen Warmwasserkanal 14 miteinander in Verbindung. Die Erfindung ist nicht auf Radiatorglieder mit nur einem Warmwasserkanal beschränkt, die beiden Sammelrohrstutzen können auch durch mehrere im Mittelsteg 1 ausgebildete Warmwasserkanäle miteinander verbunden sein.
Der Mittelsteg 1 besitzt an seinen beiden Längsrändern je eine Wärmestrahlungsplatte 4 und auf jeder seiner beiden Seitenflächen drei im Abstand voneinander und von den Wärmestrahlungsplatten 4 angeordnete Wärmeübertragungsrippen, nämlich eine mittlere, innere Wärmeübertragungsrippe 5 und zwei äussere Wärmeübertragungsrippen 6. Die Erfindung ist nicht auf einen Mittelsteg beschränkt, der auf jeder Seitenfläche drei Wärmeübertragungsrippen besitzt. Der Mittelsteg 1 kann auf jeder seiner Seitenflächen auch eine andere Anzahl, beispielsweise fünf Wärmeübertragungsrippen aufweisen.
Der obere Sammelrohrstutzen 2 besitzt einen angeformten oberen, stromlinienförmigen Leitkörper 7, der sich in vertikaler Richtung ober- und unterhalb des oberen Sammelrohrstutzens 2 erstreckt, und der untere Sammelrohrstutzen 3 einen unteren, stromlinienförmigen Leitkörper 8, der sich in vertikaler Richtung ober- und unterhalb des unteren Sammelrohrstutzens 3 erstreckt. Die beiden mittleren Rippen 5 des Mittelstegs 1 erstrecken sich in vertikaler Richtung zwischen dem oberen Sammelrohrstutzen 2 und dem unteren Sammelrohrstutzen 3 und gehen oben in den oberen Leitkörper 7 und unten in den unteren Leitkörper 8 über.
Die vier äusseren Rippen 6 des Mittelstegs 1 erstrecken sich praktisch über die ganze Länge des Mittelstegs 1 und verlaufen von der Höhe des unteren Endes des oberen Leitkörpers 7 bis zur Höhe des oberen Endes des unteren Leitkörpers 8 parallel zu den beiden mittleren Rippen 5 und zu den beiden Wärmestrahlungsplatten 4 und sind anschliessend oben und unten nach aussen bis zu den Längsrändern des Mittelstegs und dann nach innen gegen die vertikale Mittelachse des Mittelstegs 1 gebogen, so dass die äusseren Wärmeübertragungsrippen 6 um den oberen Sammelrohrstutzen 2 und den unteren Sammelrohrstutzen 3 teilweise herumgebogen sind und bis zu ihren oberen und unteren Enden mit Abstand zu beiden Seiten des oberen Leitkörpers 7 bzw. des unteren Leitkörpers 8 verlaufen. Dadurch besitzt das Radiatorglied, wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, oben und unten eine abgerundete Form.
Die beiden Wärmestrahlungsplatten 4 verlaufen zu den beiden inneren Rippen 5 und zum Teil der vier äusseren Rippen 6 zwischen den beiden Leitkörpern 7 und 8 parallel und erstrecken sich über die gleiche Länge wie die inneren Rippen 5, so dass auf jeder der beiden Aussenseiten des Radiatorgliedes zwei obere Ausnehmungen 9 und zwei untere Ausnehmungen 10 gebildet sind, die sich in horizontaler Richtung bis zu einem der beiden seitlichen Enden des Mittelstegs 1 erstrecken. Jede obere Ausnehmung 9 ist unten durch das obere Ende einer Wärmestrahlungsplatte 4 und oben durch den sich auf der Höhe des oberen Sammelrohrstutzens 2 bis zu einem seitlichen Ende des Mittelstegs erstreckenden, nach aussen gebogenen Teil einer äusseren Rippe 6 begrenzt.
Jede untere Ausnehmung 10 ist oben durch das untere Ende einer Wärmestrahlungsplatte 4 und unten durch den sich auf der Höhe des unteren Sammelrohrstutzens 3 bis zu einem seitlichen Ende des Mittelstegs 1 erstreckenden, nach aussen gebogenen Teil einer äusseren Rippe 6 begrenzt.
Durch die beschriebene Ausbildung ist das Radiatorglied bezüglich der Ebene, in der der Mittelsteg 1 liegt und bezüglich der zu dieser Ebene senkrechten Ebene, in der die sich in horizontaler Richtung erstreckenden, geometrischen Achsen der beiden Sammelrohrstutzen liegen, symmetrisch, d. h. das Radiatorglied besitzt eine doppelte Symmetrie.
Der in der Fig. 6 dargestellte, erfindungsgemässe Radiator besteht aus fünf Radiatorgliedern, von denen jedes dem vorstehend beschriebenen Radiatorglied entspricht, welche Radiatorglieder auf bekannte Weise durch hohle Verbindungsnippel (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsnippel besitzen auf einer Seite ein linksgängiges und auf der anderen Seite ein rechtsgängiges Aussengewinde und sind unter Zwischenlage von Dichtungsringen in die Sammelrohrstutzen je zweier benachbarter Radiatorglieder eingeschraubt. Die Verbindungsnippel bestehen vorzugsweise aus einem Material, das praktisch den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Material der Radiatorglieder aufweist.
Dadurch können im Bereich des Radiators keine grossen mechanischen Spannungen zwischen den Verbindungsnippeln und den Radiatorgliedern auftreten, so dass ein Lockern der Verbindungsnippel durch thermische Einflüsse verhindert wird, durch welche undichte Stellen zwischen den Radiatorgliedern auftreten könnten.
Bei dem Radiator nach der Fig. 6 bilden die oberen Sammelrohrstutzen 2 der Radiatorglieder ein oberes x Warmwassersammelrohr, die unteren Sammelrohrstutzen 3 der Radiatorglieder ein unteres Warmwassersammelrohr und die Wärmestrahlungsplatten 4 der Radiatorglieder je eine praktisch geschlossene Wärmestrahlungsfläche auf beiden Seiten des Radiators.
Die Wärmestrahlungsplatten 4, die inneren Wärmeübertragungsrippen 5, die äusseren Wärmeübertragungsrippen 6 und die Sammelrohrstutzen 2, 3 mit den angeformten Leitkörpern 7, 8 von je zwei benachbarten Radiatorgliedern bilden zusammen vier lange, ununterbrochene Konvektionskanäle mit glatten Wänden, die praktisch voneinander getrennt sind.
Die von den inneren Wärmeübertragungsrippen 5 und den äusseren Wärmeübertragungsrippen 6 gebildeten beiden inneren Konvektionskanäle erstrecken sich vom unteren bis zur oberen Ende des Radiators und verlaufen zwischen den beiden
Leitkörpern 7 und 8 vertikal und zueinander parallel. Die auf die vertikalen, geradlinigen Teile der inneren Kanäle folgenden oberen und unteren Kanalteile sind spiegelbildlich zueinander zuerst nach aussen und dann nach innen gekrümmt, so dass der Radiator abgerundete obere und untere Enden aufweist und diese Kanalteile teilweise um die oberen bzw. unteren Sammelrohrstutzen herum verlaufen und mit den Sammelrohrstutzen 2 und 3 sowie mit den an diese Rohrstutzen angeformten
Leitkörper 7 und 8 in direkter Wärmeaustauschbeziehung stehen.
Die Radiatorglieder und damit der Radiator müssen nicht die in der Fig. 1 dargestellte, oben und unten abgerundete Form aufweisen, die durch die spiegelbildlich zueinander gekrümmten oberen und unteren Teile der äusseren Wärme übertragungsrippen 6 erhalten wird. Die äusseren Wärmeüber tragungsrippen 6 können, wie in der Fig. 5 dargestellt, nach der
Krümmung nach aussen vertikal nach oben und/oder unten weiter verlaufen, so dass die Radiatorglieder und damit der Radiator an ihren oberen und/oder unteren Enden rechteckige Form aufweisen.
Die von den Wärmestrahlungsplatten 4 und den äusseren Wärmeübertragungsrippen 6 von je zwei benachbarten Radiatorgliedern gebildeten beiden äusseren Konvektionskanäle sind über ihre ganze Länge vertikal und zueinander parallel. Die äusseren Konvektionskanäle sind kürzer als die inneren Konvektionskanäle und erstrecken sich von Lufteintrittsöffnungen 12, die höher liegen als die unteren Sammelrohrstutzen 3 und durch je zwei untere Ausnehmungen 10 gebildet sind, bis zu den Luftaustrittsöffnungen 11, die tiefer liegen als die oberen Sammelrohrstutzen 2 und durch je zwei obere Ausnehmungen 9 gebildet werden. Die Lufteintrittsöffnungen 12 und die Luftaustrittsöffnungen 11 liegen in den gleichen Ebenen wie die von den Wärmestrahlungsplatten 4 gebildeten Wärmestrahlungsflächen und begrenzen diese oben und unten.
Durch diese Ausbildung besitzt der Radiator auf beiden Seiten glatte Flächen ohne vorstehende Teile.
Die oberen Enden der äusseren Wärmeübertragungsrippen 6, der Mittelsteg 1 und der obere Leitkörper 7 der Radiatorglieder bilden zusammen ein ebenes, horizontales Gitter, das den Radiator nach oben abschliesst. Die beiden inneren Rippen 5, die vier äusseren Rippen 6 und der obere Leitkörper 7 jedes Radiatorgliedes besitzen an ihren Rändern Ausnehmungen, die sich von angenähert der Höhe des oberen Endes der Wärmestrahlungsplatten 4 bis oberhalb des unteren Endes des oberen Sammelrohrstutzens 2 erstrecken, wodurch je zwei benachbarte Radiatorglieder Durchlässe 13 im Radiator bilden, durch die bei der Montage des Radiators an einer Wand Befestigungsmittel (nicht dargestellt), zum Beispiel Trägerhaken, geführt werden können.
Durch die doppelte Symmetrie der Radiatorglieder kann der Radiator mit der einen oder anderen Wärmestrahlungsfläche als Frontwand an der Mauer befestigt werden, so dass bei der Montage des Radiators auf die speziellen Anschlussbedingungen am Anschlussort keine Rücksicht genommen werden muss, da der Radiator, wenn notwendig, durch einfaches Umdrehen an alle Anschlussbedingungen angepasst werden kann.
Beim Heizen eines Raumes mittels des beschriebenen Radiators tritt die zu erwärmende Luft durch die Lufteintritts öffnungen auf der Unterseite des Radiators in die inneren Konvektionskanäle und durch die seitlichen Lufteintrittsöffnungen 12 an den unteren Enden der Wärmestrahlungsflächen des Radiators in die äusseren Konvektionskanäle ein und strömt in diesen Konvektionskanälen unter Erwärmung nach oben. Die Luft in den inneren Konvektionskanälen strömt zuerst an den unteren Sammelrohrstutzen 3 und an den unteren Leitkörpern 7 vorbei, dann an den oberen Sammelrohrstutzen 2 und an dem oberen Leitkörper 8 vorbei und tritt dann durch die am oberen Ende des Radiators ausgebildeten Luftaustritts öffnungen in Form getrennter Warmluftströme aus den inneren Konvektionskanälen aus.
Die durch die seitlichen Lufteintritts öffnungen 12 in die äusseren Konvektionskanäle eintretende Luft steigt in diesen Kanälen unter Envärmung nach oben und tritt durch die seitlichen Luftaustrittsöffnungen 11 an den oberen Enden der Wärmestrahlungsflächen des Radiators in Form getrennter Warmluftströme aus den äusseren Konvektionskanälen aus. Die aus den inneren und den äusseren Konvektionskanälen austretenden Warmluftströme vereinigen sich oberhalb des Radiators zu einem einzigen aufsteigenden Warmluftstrom.
Da die inneren und äusseren Konvektionskanäle glatte Wände ohne Verengungen aufweisen, praktisch voneinander getrennt sind und die inneren Konvektionskanäle oben und unten nicht stark von der Vertikalen abweichen, ist die Luftströmung in den Konvektionskanälen praktisch laminar, wodurch ein maximaler Luftdurchsatz durch den Radiator und damit ein maximaler Heizwirkungsgrad des Radiators erzielt wird.
Da kupferreiche Leichtmetallegierungen aus den eingangs genannten Gründen stark korrosionsgefährdet sind, besteht jedes Radiatorglied aus einer sehr kupferarmen Leichtmetallegierung, deren Kupfergehalt maximal 0,1 Gew. % beträgt. Der die beiden Sammelrohrstutzen verbindende Warmwasserkanal 14 jedes Radiatorgliedes ist so ausgebildet, dass sein Durchmesser in der Richtung vom unteren zum oberen Sammelrohrstutzen abnimmt und die Wärmestrahlungsplatten 4 sowie die Wärmeübertragungsrippen 5, 6 sind benachbart dem Mittelsteg 1 dicker als an ihren Längskanten. Dadurch kann zum Druckgiessen eine Druckgussform venvendet werden, aus der der hergestellte Druckgusskörper herausgenommen werden kann, wobei sich der beim Druckgiessen zum Bilden des Warmwasserkanals 14 venvendete konische Kern leicht aus dem Druckgusskörper herausziehen lässt.