DE10113566A1

DE10113566A1 - Druckbehälter für geschlossene Heißwasserspeicher

Info

Publication number: DE10113566A1
Application number: DE2001113566
Authority: DE
Inventors: Niklas Bjoernhagen
Original assignee: Electrolux Haustechnik GmbH
Current assignee: EHT Haustechnik GmbH
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2002-09-26

Abstract

Ein Druckbehälter für geschlossene Heißwasserspeicher umfaßt eine Dichtschicht aus Kunststoff (2, 3, 4) und eine die Dichtschicht umschließende druckaufnehmende Schicht. Ein derartiger Aufbau des Druckbehälters weist eine hohe Berstsicherheit auf.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckbehälter für ge schlossene Heißwasserspeicher.

Zur Vermeidung der hohen Kosten von Druckbehältern für Heiß wasserspeicher aus emailliertem Stahl oder Kupfer, wie sie bisher meistens eingesetzt worden sind, sind auch bereits Konstruktionen vorgeschlagen worden, bei denen ein Kunst stoff-Druckbehälter verwendet wird. Bei Niederdruck- Heißwasserspeichern lassen sich derartige Kunststoff- Druckbehälter relativ problemlos einsetzen. Schwierigkeiten für einen ausreichenden Berstschutz ergeben sich allerdings bei Hochdruck-Heißwasserspeichern, wobei die bislang hierfür vorgeschlagenen Maßnahmen, wie z. B. das Anformen von Ver steifungsrippen gemäß der WO 99/34153 oder der Einbau des ge teilten Kunststoff-Behälters in geschäumte Kunststoff-Schalen (DE 197 81 958 T1) in der Praxis nicht voll überzeugen konn ten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druck behälter der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass er bei einfachem Aufbau eine erhöhte Berstsicherheit besitzt und somit auch problemlos für geschlossene Heißwasserspeicher einsetzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Druckbehälter eine Dichtschicht aus Kunststoff und eine die Dichtschicht umschließende druckaufnehmende Schicht umfaßt. Die Dichtschicht kann dabei ein formgeblasener oder rotationsgegossener Hohlkörper sein. Vorzugsweise umfaßt die Dichtschicht jedoch wenigstens zwei miteinander dichtend ver bundene vorzugsweise schalenförmige Bauteile.

Die druckaufnehmende Schicht besteht insbesondere als kosten günstige Ausbildungsform aus zugfesten Spannbändern. Neben ggf. noch zusätzlich durch eingelegte Armierungen, wie bei spielsweise Kunststofffasern, versteiften Kunststoffbändern oder einer Draht-Armierung sollen dabei bevorzugt Spannbänder aus Stahl Verwendung finden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spannbänder, die in unter schiedlicher Weise um die Druckbehälter gelegt sein können, lassen sich die Behälter, die vorzugsweise zwei im Wesentli chen halbkugelförmige Bauteile umfassen können, zwischen de nen einer oder gegebenenfalls auch mehrere zylindrische Zwi schenbauteile angeordnet sein können, für Heißwasserspeicher einsetzen, wobei selbst bei relativ geringer Wandstärke der Behälter eine hohe Berstsicherheit gewährleistet ist.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung können die Spannbänder im Wesentlichen in Ebenen senkrecht zu den Tren nebenen der Bauteile verlaufen, wobei speziell bei dieser Konfiguration es sich als zweckmäßig erwiesen hat, dass die Bauteile mit Einprägungen zur flächig anliegenden Aufnahme der zylindrischen Bänder versehen sind. Bei dieser Bauform, beispielsweise im einfachsten Fall einer Kugel aus zwei Halb schalen, würden die polnahen Bänder ja ansonsten notwendiger weise kegelförmig ausgebildet sein müssen, um flächig an der Außenwand anzuliegen. Um dies zu vermeiden, können die ge nannten Einprägungen vorgesehen sein.

Die Spannbänder können aber auch in Ebenen verlaufen, die in unterschiedlichen Winkeln zur Trennebene der Bauteile liegend diese Trennebene schneiden, wobei ggf. die Ausbildung soweit getrieben sein kann, dass man das Bauteil mit einer mehr oder weniger geschlossenen Lage der Spannbänder umwickelt.

Darüber hinaus wäre es auch möglich, die Spannbänder in Meri dianebenen des Druckbehälters anzuordnen, wobei in diesem Fall es besonders vorteilhaft ist, wenn die Enden der offenen Spannbänder an einem gemeinsamen Spannring enden.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, dass die Behälterbauteile, insbesondere im Bereich des Flansches mit den Heizkörperdurchführungen, mit inneren Versteifungs rippen versehen sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausfüh rungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 bis 3 Unterschiedliche Kunststoff-Spritzteile zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Heißwasserspei chers,

Fig. 4 einen kugelförmigen Kunststoff-Druckbehälter mit einer Armierung aus in unterschiedlichen Schnittebenen zur Trennebene der Halbschale gelegten Armierungsreifen,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Armierung mit zu einander parallelen im Wesentlichen senk recht zur Trennebene angeordneten Spannbän dern,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kunststoff- Druckbehälters mit von einem Spannring ausge henden meridional angeordneten Spannbändern,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Kunststoff- Dichtbehälters, und

Fig. 10 die für den Behälter gemäß Fig. 9 vorgesehene Armierung.

Die Fig. 1 zeigt ein schalenförmiges, vorzugsweise als Spritzteil herstellbares Bauteil, das mit einem gleicharti gen, bevorzugt aber unter Zwischenordnung wenigstens eines Zylinderbauteils 4 nach Fig. 3 zu einem geschlossenen Kunst stoff-Druckbehälter entsprechend Fig. 9 zusammensetzbar ist, wobei im Bereich der aneinanderstoßenden Kanten an sich be kannte Dichtprofilierungen vorgesehen sein können, die auch zusätzlich zur einfacheren Verschweißung oder Verklebung dienen. Dabei kann die Ausbildung so getroffen sein, dass im Be reich der Stoßkante nach dem Zusammenstecken eine Wandstär kenverdickung vorliegt, sodass eine besondere Festigkeit und Dichtigkeit erzielbar ist. Die Art des Aufbaus der elektri schen Einbauteile, die an einer Platte angeordnet sein kön nen, die in den Flansch 1 des schalenförmigen Bauteils 2 nach Fig. 1 oder des halbkugelförmigen Bauteils 3 nach Fig. 2 ein gebaut werden kann, soll an diese Stelle nicht näher erläu tert werden, da diese Bauteile und diese Einbauverhältnisse hinlänglich bekannt sind und nicht Gegenstand der vorliegen den Erfindung sind. Die Erfindung befasst sich lediglich mit dem Aufbau des Grundkörpers, also des eigentlichen Kunst stoff-Druckbehälters für geschlossene Heißwasserspeicher. Das zylinderförmige Spritzteil 4 nach Fig. 3 kann unter Verwen dung von schalenförmigen Spritzteilen 2 oder 3 nach den Fig. 1 und 2 zu einem geschlossenen Behälter (vgl. Fig. 9) zusam mengebaut werden, wobei bevorzugt bei länglichen Anordnungen auch mehrere solcher Zylinder 4 Verwendung finden können.

Entscheidend für die vorliegende Erfindung ist die Berstver stärkung des gebildeten geschlossenen Kunststoff- Druckbehälters durch um das Bauteil gelegte zugfeste Spann bänder, wie dies in den Fig. 4 bis 8 und 10 anhand verschie dener Ausführungsbeispiele erläutert ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 handelt es sich um einen kugelförmigen Kunststoff-Druckbehälter aus zwei halbkugelför migen Bauteilen gemäß Fig. 2, die in der Trennebene 5 anein anderstoßend dichtend miteinander verbunden sind. Um diese Kugel sind, vorzugsweise aus Stahl bestehende und in diesem Fall auch bevorzugt auf einem Großkreis angeordnete, Zugbän der 6 fest um den Kunststoff-Druckbehälter gelegt, wobei durch Verkleben oder dergleichen, eine zusätzliche Abrutsch sicherung vorgesehen ist. Gegebenenfalls könnte auch eine fast vollständige Umwicklung des Kunststoff-Druckbehälters mit den Spannbändern 6 vorgesehen sein, wobei speziell in diesem Fall dann ein endloses Band in sich ändernden Win dungsschleifen um den Druckbehälter gelegt ist. Für einen solchen Aufbau eignen sich dann aber weniger Stahlbänder, sondern eher Zugbänder aus faserverstärktem Kunststoff.

Die Anordnung nach Fig. 5 zeigt einen elypsoidförmigen Druck behälter 7' dessen Trennebene 5 so gelegt ist, dass sie den Anschlussflansch 1 teilt. Die eine Berstsicherung bewirkenden Spannbänder 6' verlaufen bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung in zueinander parallelen Ebenen senkrecht zur Tren nebene 5, wobei durch Einprägungen 8 der Kunststoffbauteile des Behälters 7' eine flächig anliegende Aufnahme für die zy lindrisch ausgebildeten Spannbänder 6' gebildet ist. Ohne diese Einprägungen 8 müssten ja die Spannbänderringe kegel stumpfförmig sein, was die Ausbildung doch erheblich verkom plizieren würde.

Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind zusätzlich im Bereich des Flansches 1 auf der Innenseite angeordnete, be vorzugt äquidistant über den Umfang verteilte, Versteifungs rippen 9 vorgesehen, sodass gerade in diesem kritischen Be reich - der Endflansch selbst ist außen ebenfalls mit einem Spannband 6' umgeben - eine erhöhte Berstsicherung gegeben ist.

Die Fig. 8 zeigt schließlich eine Anordnung, bei der ein Kunststoff-Druckbehälter 7", beispielsweise wiederum die be vorzugte Kugelform, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, mit in Meridianebenen angeordneten Spannbändern 6" auf der Außenseite versehen ist, wobei diese Spannbänder jeweils von einem ge meinsamen Spannring 10 ausgehend und um 180° gegenüberliegend wieder an diesem enden.

Schließlich zeigen Fig. 9 und 10 eine weitere Ausführungsform mit einem mehrteiligen Dichtbehälter aus einem zylindrischen Mittelteil 4 und schalenförmigen Endstücken 3. Die Berstsi cherheit wird mit einer Armierung entsprechend einer Umwick lung 5', 6" nach Fig. 10 erreicht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbei spiele beschränkt. Neben anderen Bauformen der Kunststoff- Behälter ließen sich auch andere Konfigurationen der außen um den Kunststoff-Druckbehälter gelegten Spannbänder realisie ren, ohne den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Selbst ein einteiliger Kunststoff-Blaskörper aus mehr oder weniger dünnwandigem Kunststoff ließe sich mithilfe der erfindungsgemäßen zugfesten Spannbänder für geschlossene Heißwasserspeicher einsetzen.

Claims

1. Druckbehälter für geschlossene Heißwasserbehälter, wobei der Druckbehälter eine Dichtschicht aus Kunststoff (2, 3, 4) und eine die Dichtschicht umschließende druckaufneh mend Schicht umfaßt.

2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschicht wenigstens zwei miteinander dich tend verbundene vorzugsweise schalenförmige Bauteile (2 bzw. 3) umfaßt.

3. Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass er zwei im Wesentlichen halbkugelförmige Bauteile (2, 3) umfasst.

4. Druckbehälter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zy lindrische Zwischenbauteile (4).

5. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die druckaufnehmende Schicht zugfe ste Spannbänder (6, 6', 6") sind.

6. Druckbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbänder (6, 6', 6") aus Stahl bestehen.

7. Druckbehälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Spannbänder (6') im Wesentlichen in Ebenen senkrecht zu den Trennebenen (5) der Bauteile ver laufen.

8. Druckbehälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Spannbänder (6) in Ebenen verlaufen, die in unterschiedlichen Winkeln zur Trennebene (5) der Bauteile liegend diese Trennebene schneiden.

9. Druckbehälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Spannbänder (6") in Meridianebenen angeordnet sind.

10. Druckbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der offenen Spannbänder (6") an einem Spannring (10) enden.

11. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschicht Einprägungen (8) zur flächig anliegenden Aufnahme zylindrischer Bänder (6') aufweist

12. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschicht, insbesondere im Bereich des Flansches mit den Heizkörperdurchführungen, mit inneren Versteifungsrippen (9) versehen ist.