CH669657A5

CH669657A5 -

Info

Publication number: CH669657A5
Application number: CH328085A
Authority: CH
Inventors: Anton Eder
Original assignee: Anton Eder
Priority date: 1984-08-02
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1989-03-31
Also published as: ATA250284A; AT385588B; DE3527315A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Heisswasserbereiters oder -speichers mit einem äusseren Mantel und einem davon distanzierten inneren Mantel, wobei der von den beiden Mänteln begrenzte Hohlraum mit einem in diesem Hohlraum ausgeschäumten Schaumstoff ausgefüllt ist und der vom inneren Mantel begrenzte Kesselraum der Wasseraufnahme dient und einen aufblähbaren Balg beinhaltet, sowie auf ein durch dieses Verfahren hergestellten Heisswasserbereiter.

Es ist aus der CH-PS 316 659 ein Heisswasserspeicher bekannt mit einem aus porösem Material bestehenden Mantel, der auf seiner inneren Oberfläche mit einer wasserdichten Kupferfolie ausgekleidet ist. Der Mantel selbst besteht aus Porenbeton. Die erwähnte Kupferfolie — auch andere Materialien für diese Folie können vorgesehen sein — hat die Aufgabe, zu verhindern, dass das Wasser durch den porösen Mantel hindurchsickert. Die Kräfte, die vom aufgenommenen Wasser ausgeübt werden, werden allein von dem aus Porenbeton gefertigten Mantel aufgenommen. Anstelle von Porenbeton wird als poröses isolierendes Material auch Kunstharzschaum vorgeschlagen. Zum Entkalken oder Reparieren des Boilers soll dann einfach der obere Deckelbereich abgeschnitten werden. Nach Beendigung dieser Arbeit und gegebenenfalls auch nach Ersatz der Auskleidungsfolie sollen die Teile wiederum zusammengefügt und beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden werden. Die Überlegungen, die dieser Konstruktion zugrunde liegen, sind zwar ohne Zweifel sehr einfach, eine Konstruktion dieser Art ist aber praktisch und gewerbsmässig nicht ohne weiteres herstellbar. Eine Konstruktion fast gleicher Art ist auch in der DE-OS 14 54 713 und in der CH-PS 637 755 beschrieben, zu welchen das oben gesagte in analoger Weise gilt. Auch diese aus diesen Vorveröffentlichungen entnehmbaren Konstruktionen sind bislang nicht auf dem Markt erschienen, wohl aus dem einfachen Grunde deswegen, weil sie nicht ohne weiteres und zu konkurrenzfähigen Preisen hergestellt werden können.

Im Zusammenhang mit der letzterwähnten CH-PS 637 755 ist noch zu erwähnen, dass bei einer besonders billigen Ausführung der Innenmantel lediglich durch einen Folienbeutel gebildet sein kann. Die drei, die Boilerwandung bildenden Schichten, nämlich die Folie als Innenmantel, die Isolationsschicht aus Schaumstoff und der Aussenmantel sollen dabei ein sandwichartiges Konstruktionsglied bilden, durch welches die vom aufgenommenen Wasser herrührenden Kräfte aus dem Inneren des Boilers auf den Aussenmantel übertragen werden sollen.

Es ist ferner hier auch noch auf den Brauchwasserbereiter nach dem DE-GbM 83 19 820 hinzuweisen. Dieser besitzt einen Aussenmantel mit einem lösbar mit dem Aussenmantel verbundenen Bodenteil, der durch einen Abschlussflansch gebildet ist und der die Leitungsdurchführungen sowie gegebenenfalls eine Heizeinrichtung trägt. Dieser Brauchwasserbereiter besitzt ferner einen dünnen, biegsamen und dehnbaren Innenmantel, der den dem Brauchwasser zugedachten und je eine Zu- und Ablaufleitung aufweisenden Raum zumindest teilweise begrenzt und dessen Rand zwischen dem Aussenmantel und dem Bodenteil dichtend eingespannt ist. Der Innenmantel besteht aus einer allseitig dehnbaren, beweglichen Kunststoffseele, die im ungedehnten Zustand mit Ausnahme des eingespannten Randbereiches einen allseitigen Abstand zum Aussenmantel aufweist. Die hier sozusagen lose im Brauchwasserbereiter hängende, elastisch bewegliche Kunststoffseele soll sich in Abhängigkeit von eventuellen Druckänderungen innerhalb des Brauchwassers etwas bewegen und dadurch eventuell an ihrer Innenseite anhaftende Ablagerungen und Ausscheidungen absprengen. Die Anordnung einer solchen lose eingehängten Kunststoffseele stellt fertigungstechnisch gesehen kein Problem dar, da diese Seele nur in ihrem Randbereich mit dem Abschlussflansch verspannt ist. Vor allem aber und das scheint in diesem Zusammenhang wesentlich und wichtig zu sein, ist diese bewegliche Kunststoffseele als Zwischenwand zwischen zwei wasserführenden Räumen vorgesehen und diese elastische Kunststoffseele hat dabei als Wärmeübertragungsglied zu dienen, denn die Wärme aus dem einen von ihr begrenzten Raum muss durch diese Kunststoffseele hindurch in den anderen Raum eintreten. Im Gegensatz zu allen oben beschriebenen Warmwasserbereitern grenzt also an diese Kunststoffolie keine Wärmeisolationsschichte an, im Gegenteil, es muss darauf geachtet werden, dass ein möglichst effizienter Wärmedurchgang durch diese Kunststoffseele eintreten kann.

Auch die DE-OS 28 44 599 zeigt und beschreibt einen dop-pelwandigen Behälter mit einer Isolierung, die zwischen zwei Mänteln angebracht bzw. eingebracht ist. Bei diesem doppel-wandigen Behälter handelt es sich um einen Heisswasserbereiter. Die Isolierung besteht aus einem flexiblen, festen Material, beispielsweise Fiberglas. Die beiden Mäntel sind aus starkem Metallblech gefertigt. Die Wandstärke des inneren Mantels ist beträchtlich, muss dieser Mantel den gesamten Wasserdruck aufnehmen. Ferner ist dieser Vorveröffentlichung zu entnehmen, dass der innere Mantel an seiner Innenseite eine Auskleidung trägt, die aus Vinyl oder Urethan besteht. Vinyl ist eine Bezeichnung der chemischen Nomenklatur, die kennzeichnend ist für einwertige Kohlenwasserstoffgruppen, es ist jedoch keine Materialangabe im eigentlichen Sinn. Urethan wieder ist der Trivealname für die Ester der Carbanidsäure und als solche

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ebenfalls keine Materialangabe. Diese deutsche Offenlegungsschrift lässt völlig offen, ob es sich bei dieser Auskleidung um eine in flüssigem oder pastösem Zustand durch Streichen oder Sprühen aufgebrachte Masse handelt oder aber um einen ausserhalb des Behälters gefertigten Teil, beispielsweise einen Balg oder einen Schlauch, der an der Innenwand des Behälters nachträglich befestigt wird.

Auch sind hier noch zum Stand der Technik jene Heisswasserbereiter zu erwähnen, die einen starkwandigen Innenkessel aufweisen, der zum Schutz gegen Korrosion emailliert ist. Da solche Emailschichten die ihnen zugedachten Funktionen auch über einen langen Zeitraum erfüllen sollen, müssen die diese Emailschichten tragenden Kesselwände ausserordentlich stark-wandig dimensioniert sein, damit die Kesselwandung starr und unbeweglich ist. Würde sich nämlich der Kessel bzw. dessen Wand unter Bewirkung von Druckänderungen im Wasser bewegen, so würde die spröde Emailschichte rasch rissig und brüchig und der Korrosion könnte diese Schichte dann keinen Einhalt mehr gebieten.

Schlussendlich ist noch die DE-OS 27 32 461 anzuführen, die die Herstellung eines aus Beton gefertigten Tanks beschreibt. Dabei geht die hier beschriebene und geoffenbarte Massnahme von folgenden Überlegungen aus: Betontanks lassen sich nur schwierig herstellen und neigen zu Leckbildung. Die Herstellung eines herkömmlichen Betontanks ist mit einer beträchtlichen Menge an interner Verschalung und Verstrebung verbunden. Diese führt häufig zu einer quadratischen oder rechteckigen Form des Tanks und ist auch nicht immer leicht zu entfernen. Manchmal müssen Teile der Verschalung oder Verstrebung im Tank zurückgelassen werden. Ausserdem ist es schwierig, den Tank wasserdicht zu machen, beispielsweise dadurch, dass das Innere mit Bitumen überzogen wird. Beton springt nämlich beim Altern, was dazu führt, dass der Überzug abgebröckelt wird oder sich löst. Man nimmt allgemein an,

dass Betontanks lecken und dass sie deshalb zur Aufbewahrung von Benzin oder Öl in solchen Situationen ungeeignet sind, bei denen die Gefahr einer Umweltverschmutzung als Folge eines Lecks besteht. Herkömmliche Benzintanks bestehen üblicherweise aus einem Stahlgefäss, das in Beton eingebettet ist. In diesem Falle besteht eine Leckgefahr aufgrund des Rostvorganges, die schwierig zu überwachen ist, da das Gefäss nicht leicht zur Inspektion zugänglich ist. Um diesen Mängeln zu begegnen, wird in der DE-OS 27 32 461 zur Herstellung eines Vorratstanks oder Faultanks aus Beton vorgesehen, dass eine flexible Tasche, die strömungsmittelundurchlässig ist, durch ein fliess-fähiges Material aufgeblasen wird, wobei die Innenfläche der aufgeblasenen Tasche die Innenfläche des Tanks bildet und dass der Beton um die aufblasbare Tasche in einem Hohlraum, der die Tasche enthält, gegossen wird und dass die Tasche dann als dauerhafte Verkleidung des Tanks an ihrem Ort belassen wird, wobei diese Tasche Wände aus verstärktem Gummi besitzt. Für die Herstellung eines Heisswasserbereiters sind diese Überlegungen, die der Massnahme nach der DE-OS 27 32 461 zugrunde liegen, nicht relevant.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Probleme sind anderer Art: Die äusseren, in der Regel mehrteiligen Mäntel solcher Heisswasserbereiter oder -Speicher sind dünnwandig, sie haben ja nur die Aufgabe, die Isolation gegen mechanische oder andere Einwirkungen zu schützen. Der innere Mantel hingegen muss den gesamten Wasserdruck aufnehmen und auch diesem Wasserdruck standhalten können und es ist daher bei herkömmlichen Heisswasserbereitern dieser innere Mantel aus sehr stark-waridigem Blech gefertigt. Der innere Mantel muss die zu erwartenden Drücke aufnehmen können, ohne dass er dadurch verformt wird. Diese Stabilität des Innenmantels ist vor allem wichtig für die Dauerhaftigkeit eines Korrosionsschutzbelages, der direkt auf der Innenseite dieses Mantels aufgetragen ist. Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Massnahme vorzuschlagen,

dass mit relativ dünnwandigen Materialien nicht nur für den Aussenmantel sondern auch für den Innenmantel in Verbindung mit dem ausschäumbaren Hohlraum ein stabiler Verbundkörper geschaffen werden kann, der die zu erwartenden Belastungen aufnimmt, wobei darüber hinaus gleichzeitig auch entsprechende Korrosionsschutzmassnahmen vorgesehen werden. Erfindungsgemäss gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, dass vor dem Ausschäumen des von den beiden Mänteln begrenzten Hohlraumes der Balg unter Druck gesetzt wird und sich dieser Balg über seine gesamte Oberfläche an den Innenmantel anlegt und anschliessend der von den beiden Mänteln begrenzte Hohlraum unter Aufrechterhaltung des Druckes im Balg ausgeschäumt wird. Auf diese Weise ist es möglich, aus relativ dünnwandigen Materialien für den Aussenmantel und auch für den Innenmantel in Verbindung mit dem ausgeschäumten Hohlraum einen stabilen Verbundkörper zu schaffen, der zur Aufnahme und zur Übertragung der zu erwartenden Kräfte geeignet ist, wobei während des Ausschäumvorganges die nicht unerheblichen Kräfte, die auf den inneren dünnwandigen Mantel wirken durch den unter Druck anliegenden Balg aufgenommen werden, was fertigungstechnisch sehr einfach zu bewerkstelligen ist. Dabei ist zu beachten, dass der als Hilfskonstruktion hier eingesetzte Balg im Heisswasserbereiter belassen werden kann und in der Folge während des betriebs-mässigen Einsatzes des Boilers als hervorragender Korrosionsschutz dienen kann.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenmantel einige über seine Oberfläche verteilte Durchbrechungen kleinen Durchmessers aufweist, in welche der aufschäumende Schaumstoff eintritt und sich hier mit dem am Innenmantel anliegenden Balg verbindet, so dass nach Ab-schluss des Aufschäumvorganges der Balg am Innenmantel gehalten ist. Dank dieser Durchbrechungen bzw. Bohrungen kann sich beim Aufblasen des Balges die im Raum zwischen Balgaus-senseite und Innenmantel befindliche Luft entweichen. Wäre keine Verbindung zwischen den hier betrachteten Räumen, so könnte der Balg vom aufschäumenden Schaumstoff nicht erreicht werden. Je nach seiner Grösse im Verhältnis zu dem vom Innenmantel begrenzten Raum würde der Balg bei vollständiger Entlastung vom Innenmantel distanziert. Dadurch würde aber die Betriebstüchtigkeit und Funktionstüchtigkeit des Heisswasserbereiters nicht in Mitleidenschaft gezogen, denn auch in einem solchen Fall kann dieser Balg beim Betrieb des Heisswas-serspeichers seine Korrosionsschutzfunktion übernehmen, abgesehen davon, dass sich dieser Balg unter der Wirkung des Druckes des Wassers an den Innenmantel anlegen wird.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung und es zeigen: die Fi. 1,2 und 3 verschiedene fortschreitende Stufen des Herstellungsverfahrens; Fig. 4 einen fertigen Heisswasserbereiter; alle Fig. stellen Längsschnitte dar. Der Heisswasserbereiter weist einen Aussenmantel 1 und einen Innenmantel 2 auf, die im Bereich einer Anschlussöffnung 3 miteinander verbunden sind. Beide Mäntel 1 und 2 sind aus relativ dünnwandigem Material gefertigt, beispielsweise aus dünnwandigem Stahlblech von 1 bis 2 mm Stärke bei einem Fassungsvermögen des Heisswasserbereiters von ca. 150 Liter. Anstelle von Stahlblechen können auch andere dünnwandige Materialien eingesetzt werden. Es sind die beiden Mäntel 1 und 2 in der beschriebenen Weise miteinander verbunden. So wird nun in der Folge (s. Fig. 1) in den Mantel 2 ein gummielastischer Balg 4 eingesetzt und mit einem Hilfsflansch 5 randseitig festgehalten. Durch diesen Hilfsflansch 5 führt eine Druckluftleitung 6 mit einem Manometer 7. Im Innenmantel 2 sind vereinzelt über seine Oberfläche verteilt kleine Bohrungen oder Durchbrechungen vorgesehen, die in Fig. 1 durch die Punkte 8 angedeutet sind.

Die nächste Stufe des Fertigungsvorganges veranschaulicht nun Fig. 2: über die Leitung 6 wird Druckluft eingeleitet, so

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dass sich der Balg 4 dehnt und sich mit seiner gesamten Oberfläche an den inneren Mantel 2 anlegt.

Nun wird in einem weiteren Verfahrensschritt (Fig. 3) durch eine hier nicht gezeigte Öffnung jm Aussenmantel 1 die den Schaumstoff bildenden Komponenten in den Hohlraum 10 eingebracht, worauf der Ausschäumvorgang beginnt, der in Fig. 3 veranschaulicht ist, wobei in dieser Darstellung der sich entwickelnde isolierende Schaum 9 inzwischen den halben Hohlraum 10, der von den beiden Mänteln 1 und 2 begrenzt wird, gefüllt hat. Durch eine kleine Öffnung 11 im oberen Bereich des äusseren Mantels 1 kann die verdrängte Luft entweichen. Nach Abschluss des Ausschäumvorganges kann diese Öffnung verschlossen werden. Anstelle einer verschliessbaren Öffnung kann hier auch ein kleines Ventil angeordnet sein. Der im Endstadium des Ausschäumvorganges durch dieses Ventil eventuell austretende Kunststoff wird dann einfach abgetrennt oder abgeschnitten.

Ist der Hohlraum 10 zur Gänze mit Schaummaterial 9 gefüllt, so ist der Fertigungsvorgang praktisch abgeschlossen. Der vom Balg 4 begrenzte Innenraum wird entlüftet und anschliessend der Hilfsflansch 5 entfernt und ein Betriebsflansch 50 eingesetzt mit einer Zu- und einer Ableitung 51 und 52 sowie einem Heizstab 53. Damit ist der Heisswasserbereiter montage-und anschlussbereit.

Während des Aufschäumvorganges im Hohlraum 10 dringt durch die vereinzelten Durchbrechungen 8 aufschäumendes Material gegen den Innenraum vor und legt sich an der Aussenseite des Balges 4 an, wobei es sich mit dem Material des Balges verbindet, so dass auch nach der Entlastung des Balges 4 (Fig. 4) dieser am Innenmantel 2 festgehalten ist. Falls sich aber im einen oder anderen Fall eine solche Verbindung lösen oder 5 nicht halten sollte, wird dadurch die Funktionstüchtigkeit des Heisswasserbereiters nicht beeinträchtigt, da der im Kesselraum herrschende Wasserdruck stets dafür sorgt, dass der Balg 4 in der aus Fig. 3 und 4 gezeigten Form am Innenmantel 2 unmittelbar anliegt. Die erwähnten Durchbrechungen 8 haben nur io einen kleinen Durchmesser, so dass hier nur kleine Haltepfropfen entstehen können.

Dank des erfindungsgemässen Vorschlages ist es möglich, mit relativ dünnwandigem Ausgangsmaterial für die Mäntel 1 und 2 einen stabilen, tragfähigen sandwichartig aufgebauten is Hohlkörper zu schaffen, der eine ausreichende Korrosionsfestigkeit besitzt, wobei die zur Erreichung der Korrosionsfestigkeit herangezogene Massnahme gleichzeitig ein Hilfsmittel für die Fertigung des Heisswasserbereiters bildet. Ohne ausreichende Abstützung des Innenmantels 2 während des Aufschäumvor-20 ganges würde dieser infolge seiner Dünnwandigkeit zumindest abschnittsweise eingedrückt und damit beschädigt und unbrauchbar. Die erfindungsgemässen Massnahmen sind auch bei solchen Heisswasserbereitern oder Heisswasserspeichern einsetzbar, die beispielsweise zwei Flanschöffnungen besitzen, wie dies 25 beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist. In allen Fällen können ausserordentlich dünne und biegsame Bleche verarbeitet werden, trotzdem wird ein stabiler und korrosionssicherer Heisswasserbereiter oder Heisswasserspeicher erhalten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines Heisswasserbereiters oder -speichers mit einem äusseren Mantel und einem davon distanzierten inneren Mantel, wobei der von den beiden Mänteln begrenzte Hohlraum mit einem in diesem Hohlraum ausgeschäumten Schaumstoff ausgefüllt ist und der vom inneren Mantel begrenzte Kesselraum der Wasseraufnahme dient und einen aufblähbaren gummielastischen Balg beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausschäumen des von den beiden Mänteln (1, 2) begrenzten Hohlraumes der Balg (4) unter Druck gesetzt wird und sich dieser Balg (4) über seine gesamte Oberfläche an den Innenmantel (2) anlegt und anschliessend der von den beiden Mänteln (1, 2) begrenzte Hohlraum (10) unter Aufrechterhaltung des Druckes im Balg (4) ausgeschäumt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (2) einige über seine Oberfläche verteilte Durchbrechungen (8) kleinen Durchmessers aufweist, in welche der aufschäumende Schaumstoff (9) eintritt und sich hier mit dem am Innenmantel (2) anliegenden Balg (4) verbindet, so dass nach Abschluss des Aufschäumvorganges der Balg (4) am Innenmantel (2) gehalten ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Heisswasserbereiter oder -Speicher mit einem äusseren Mantel und einem davon distanzierten inneren Mantel, wobei der von den beiden Mänteln begrenzte Hohlraum mit einem in diesem Hohlraum ausgeschäumten Schaumstoff ausgefüllt ist und der vom inneren Mantel begrenzte Kesselraum der Wasseraufnahme dient und einen aufblähbaren Balg beinhaltet, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem aus dünnwandigem Material gefertigten Innenmantel innenseitig als auskleidende Innenabdeckung der aus gummielastischem Material gefertigte Balg anliegt.

4. Heisswasserbereiter oder -Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der am Innenmantel (2) als auskleidende Innenabdeckung anliegende Balg (4) durch Schaumstoffpfropfen gehalten ist, die aus dem den Hohlraum (10) zwischen den beiden Mänteln (1, 2) füllenden Schaumstoff durch im Innenmantel (2) vorgesehene Durchbrechungen (8) beim Ausschäumen des Hohlraumes (10) gedrungen sind.