DE1106474B

DE1106474B - Water heater

Info

Publication number: DE1106474B
Application number: DEV8972A
Authority: DE
Original assignee: Vapor Heating Corp
Current assignee: Vapor Heating Corp
Priority date: 1955-05-28
Filing date: 1955-05-28
Publication date: 1961-05-10

Description

Wassererhitzer Gegenstand des Hauptpatents ist ein Wassererhitzer mit einer zentralen Erhitzungskammer und einem die Erhitzungskammer ringrohrförmig umgebenden Wassermantel, wobei zur Erhöhung der Wärmeübertragung an der Innenwand der Erhitzungskammer eine Anzahl von wärmeleitenden Ringen vorgesehen ist.Water heater The subject of the main patent is a water heater with a central heating chamber and a ring-shaped heating chamber surrounding water jacket, whereby to increase the heat transfer to the inner wall a number of heat conductive rings are provided in the heating chamber.

Die Erfindung geht von einem Erhitzer dieser Art aus, bei dem die Einlaßöffnung und Auslaßöffnung am gleichen Ende des Rohrkörpers angeordnet sind. Gemäß der Erfindung bildet eine dieser Öffnungen die Mündung eines Kanals, der das Innenrohr des Rohrkörpers als Kanalwand benutzt, sich innerhalb des Wassermantels in dessen Längsrichtung erstreckt und an dem dem Ein- und Auslaßende abgekehrten Ende des Rohrkörpers mit dem Wassermantel in Verbindung steht. Durch eine solche Ausbildung des Erhitzers wird das Wasser gezwungen, sich über die ganze Länge des Rohrkörpers zu bewegen, obwohl sich Einlaß und Auslaß am gleichen Ende des Rohrkörpers befinden. Durch die Anordnung des Kanals innerhalb der Wasserkammer in der Weise, daß das Innenrohr der Kammer zugleich eine Kanalwand bildet, wird eine Beheizung des Kanals herbeigeführt und dadurch zugleich eine besonders gute Wärmeausnutzung erzielt. Führt man den Kanal außerhalb der Wasserkammer nach dem Einlaßende des Erhitzers hin, wie dies bekannt ist, so können in der außerhalb der Kammer liegenden Rohrleitung erhebliche Wärmeverluste auftreten.The invention is based on a heater of this type, in which the Inlet opening and outlet opening are arranged at the same end of the tubular body. According to the invention, one of these openings forms the mouth of a channel that the Inner tube of the tubular body used as a channel wall, located inside the water jacket extends in the longitudinal direction and at the one facing away from the inlet and outlet ends End of the pipe body is in communication with the water jacket. By such a Training the heater will force the water to run down the length of the To move the tubular body, although the inlet and outlet are at the same end of the tubular body are located. By arranging the channel within the water chamber in such a way, that the inner tube of the chamber also forms a channel wall, heating is used of the channel and thereby at the same time a particularly good utilization of heat achieved. If you lead the channel outside the water chamber to the inlet end of the As is known, the heater can be located in the outside of the chamber Significant heat losses occur in the pipeline.

Zweckmäßig ist es, den Kanal an dem der Auslaßöffnung benachbarten Ende versetzt auszuführen und mit dem versetzten Ende in eine entsprechende Öffnung des Außenrohres einzusetzen sowie die Befestigung des Kanals an dem Außen- und Innenrohr ausschließlich an dem versetzten Ende vorzusehen. Dadurch erhält der Kanal die Möglichkeit, sich unabhängig von den Wänden des Rohrkörpers frei auszudehnen und zusammenzuziehen.It is useful to connect the channel to the one adjacent to the outlet opening Execute staggered end and with the staggered end in a corresponding opening of the outer pipe and the attachment of the channel to the outer and inner pipe to be provided only at the offset end. This gives the channel the opportunity to freely expand and contract independently of the walls of the tubular body.

Wird der Rohrkörper von einem weiteren zur Vorwärmung dienenden doppelwandigen Wassermantel umgeben, dessen Einlaß- und Auslaßöffnungen am gleichen Ende des Wassererhitzers liegen wie die Öffnungen des inneren Rohrkörpers, so ist erfindungsgemäß der äußere Rohrkörper durch zwei sich in Längsrichtung erstreckende Leitbleche in zwei Strömungsräume unterteilt, von denen der eine mit dem Was sereinlaß und der andere mit dem Wasserauslaß in Verbindung steht.If the tubular body is replaced by another double-walled one used for preheating Surrounding the water jacket, its inlet and outlet openings at the same end of the water heater lie like the openings of the inner tubular body, the outer one is according to the invention Pipe body through two baffles extending in the longitudinal direction into two flow spaces divided, of which one with the water inlet and the other with the water outlet communicates.

Durch eine solche Ausbildung wird das Wasser in dem äußeren Wassermantel gezwungen, zunächst den einen Rohrkörper im wesentlichen in dessen Längsrichtung zu durchströmen, sodann seine Strömungsrichtung umzukehren und den anderen Rohrkörper zu durchströmen. Fluchtend mit den Enden der Leitbleche können zwei weitere Leitbleche angeordnet sein, die sich von dem der Achse des Wassererhitzers benachbarten Gebiet aus radial nach außen erstrecken.With such a design, the water is in the outer water jacket forced, first of all, one tubular body essentially in its longitudinal direction to flow through, then reverse its direction of flow and the other tubular body to flow through. Two more baffles can be aligned with the ends of the baffles be arranged from the area adjacent to the axis of the water heater from extending radially outward.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen im wesentlichen längs der Mittelebene verlaufenden Längsschnitt eines gemäß der Erfindung ausgeführten Wassererhitzers mit einem Gebläse zum Fördern von Verbrennungsluft; in dieser Figur sind Teile der Konstruktion in Ansicht dargestellt; Fig. 2 ist eine Stirnansicht, die im wesentlichen der Linie 3-3 in Fig. 1 folgt und den aus dem Gehäuse herausgenommenen inneren Wassermantel teilweise geschnitten zeigt; Fig. 3 zeigt im Grundriß ein Stück der Konstruktion in der Nähe des Wasseraustritts der in Fig. 1 dargestellten inneren Wasserkammer; Fig.4 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Teilschnitt, der im wesentlichen der Linie 5-5 in Fig. 2 und 3 folgt; Fig.5 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Schnitt im wesentlichen nach der Linie 6-6 in Fig. 1, wobei bestimmte Teile weggebrochen sind; Fig.6 ist ein Schnitt, der im wesentlichen der Linie 7-7 in Fig. 5 folgt; Fig. 7 ist eine perspektivische Teildarstellung der Konstruktion nach Fig. 4, und zwar von der Ein- und Auslaßseite aus gesehen.The invention is illustrated by means of schematic drawings of an exemplary embodiment explained in more detail. Fig. 1 shows an extending substantially along the central plane Longitudinal section of a water heater designed according to the invention with a fan for conveying combustion air; in this figure parts of the construction are in View shown; Figure 2 is an end view taken substantially on the line 3-3 in Fig. 1 follows and the inner water jacket removed from the housing shows partially in section; Fig. 3 shows a part of the construction in plan in the vicinity of the water outlet of the inner water chamber shown in FIG. 1; FIG. 4 is a partial section drawn on a larger scale, which essentially follows line 5-5 in Figures 2 and 3; 5 is a drawn on a larger scale Section substantially along the line 6-6 in Fig. 1, with certain parts broken away are; Fig. 6 is a section taken substantially on line 7-7 in Fig. 5; Fig. 7 is a partial perspective view of the construction of Figs seen from the inlet and outlet side.

Der allgemeine Aufbau des Wassererhitzers 10 entspricht der im Hauptpatent beschriebenen Bauart. Er hat einen zylindrischen Außenmantel 20 und einen zylindrischen Innenmantel 21, welche zusammen einen als Wasservorwärmekammer dienenden Ringrohrlörper 22 bilden, wie in Fig. 1 ersichtlich. Das in diese Kammer 22 eintretende Wasser bildet einen äußeren Wassermantel für den Erhitzer. Die Endplatten 23 und 24 und die tellerförmig ausgebildete Kopfplatte 25, die mit den Mänteln verschweißt sind, dienen zum Abschluß der Vor@värnlekaminer 22.The general structure of the water heater 10 corresponds to the type described in the main patent. It has a cylindrical outer jacket 20 and a cylindrical inner jacket 21, which together form an annular tube body 22 serving as a water preheating chamber, as can be seen in FIG. 1. The water entering this chamber 22 forms an outer water jacket for the heater. The end plates 23 and 24 and the plate-shaped head plate 25, which are welded to the jackets, serve to close off the front chamber 22.

Innerhalb des Innenmantels 21 und konzentrisch zu diesem ist ein Wassermantel 30 angeordnet, der die @@ assererliitzungsliauptkamnier darstellt. Er wird aus einem Innenrohr 32 und einem Außenrohr 33 mit Matteil Wänden gebildet, die mit entsprechend gel:ogeilen Flanschen versehen sind, die bei 34 und 35 miteinander verschweißt sind. A water jacket 30 is arranged within the inner jacket 21 and concentrically therewith, which represents the @@ assererliitzungsliauptkamnier. It is formed from an inner tube 32 and an outer tube 33 with mat part walls which are provided with corresponding gel: ogeilen flanges which are welded to one another at 34 and 35.

Eine Wassereinlaßöffnung 38 und eine WasserauslaLlöffnung 39 sind als Stutzen ausgebildet. Diese sind an dem vom Brenner abgewandten Ende der inneren Wassermantelgruppe angeschweißt und als rolirförniige Leitungen ausgebildet, die in Hülsen 40 und 41 sitzen, welche mit der Endplatte 23 bzw. der kopfplatte 25 des äußeren Wassermantels verschweißt sind. Die Stutzen 38 und 39 sind mit Flailschen 42 bzw. 43 versehen, die an den Enden der Hülsen 40 und 41 anliegen.A water inlet port 38 and a water outlet port 39 are designed as a nozzle. At the end facing away from the burner, these are the inner ones Welded water jacket group and designed as rolirförniige lines that sit in sleeves 40 and 41, which with the end plate 23 and the head plate 25 of the outer water jacket are welded. The nozzles 38 and 39 are with flails 42 and 43, respectively, which bear against the ends of the sleeves 40 and 41.

Unter Druck stehendes Speisewasser von einer nicht dargestellten Zufuhrduelle tritt in die äußere Kammer 22 durch eine Einlaßleitung 45 ein, welche mit einer Speiseleitung verbunden ist; das vorgewärmte Wasser wird aus der Vorwärmekarnmer 22 durch die AuslaPleitung 47 (Fig. 5) abgeführt und gelangt über eine Leitung 48 und den Einlaßstutzen 38 in die @@"assererliitztuigshauptl:ammer 30, aus welcher das erhitzte Wasser austritt und zur Verbrauchsstelle geleitet wird. Wie nachfolgend beschrieben, sind Mittel cl aß um zu Bev. irl:c-n, @#aß das in der äußeren Kammer 22 %-orguwärnite @'assel-, das durch den V):ttitzen 38 in die innere Kanliner 30 eintritt, vor seinem Austritt atis dem AuslaPstutzen 39 die innere kamnier 30 ü1--,er deren ganze Länge durchströmt und @alllerdem in dieser ringförmigen kaminer 30 vom Einlal;sttitzen aus nach beiden Seiten hin einen Bogen voll 180- -zurücklegt.Pressurized feed water from a feed inlet, not shown enters the outer chamber 22 through an inlet conduit 45, which with a Feed line is connected; the preheated water is taken from the preheating chamber 22 is discharged through the outlet line 47 (FIG. 5) and arrives via a line 48 and the inlet port 38 in the @@ "assererliitztuigshauptl: ammer 30, from which the heated water emerges and is directed to the point of consumption. As below described are means cl ate to bev. irl: c-n, @ # ate that in the outer chamber 22% -orguwärnite @ 'assel-, that through the V): ttitz 38 in the inner Kanliner 30 enters, before its exit atis the outlet nozzle 39, the inner chamber 30 ü1 -, he flows through its entire length and @ all in this ring-shaped chimney 30 from Einlal; sit out on both sides an arc full 180- -backed.

U-ie aus Fig. 3 und 7 ersichtlich, erstreckt sich von dem V#:-asserausiaß stutzen 39 aus in Längsrichtung tl@itl' (ie C1bCl'W ?t? i1L'-@ Ihileilrüllrts 32 1)1S in die -Nähe des durl Ein- und Auslaßende abgekehrten Endes des Rolirlc#«')rl>urs 32. 33 ein langgestrickter Kanal 70, der kurz vor <lein Aleschluß des `@-as>crmantels endet. Cenii-l:i Fig. 7 iit.sitzt dieser Kanal 70 einen U-förmigen Querschnitt. dessen Seitentöle durch einen Basisal,clliiltt 73 miteinander verbundeli sind. Die Längs-I:anten del- Seiteilt;%-ände =.vcrden iiiit dein Innenrohr 32 verschweilt, il-vor das äußere Mantelrohr 33 in seine endgültige Lage gebracht lind nlit denn Rohr 32 längs der Valit 34- versclil.-eil:,t @:-lrü. Das dem Ein- und Ausl<lll:il(lu zugekehrte Ende des Kanals 70 ist, wie bei 75 <'?II"edetltet, etwas flach ob?n versetzt, 11n1 eine °ellel`te @-erl)Iti(Iililgsschlalter zu Schaffen (s. 1"1g.U-ie from Fig. 3 and 7, extends from the V #: - asserausiaß stutzen 39 in the longitudinal direction tl @ itl '(ie C1bCl'W? T? I1L' - @ Ihileilrüllrts 32 1) 1S in the vicinity of the end of the rolirlc facing away from the inlet and outlet ends. 33 a long-knitted canal 70 which ends shortly before the end of the `@ -as> crmantle. Cenii-1: i Fig. 7 iit. This channel 70 sits a U-shaped cross-section. the side oils of which are connected to one another by a base element 73. The longitudinal I: anten del side part;% - änd = .vcrden iii with the inner pipe 32 welded, il-placed in front of the outer jacket pipe 33 in its final position and with the pipe 32 along the Valit 34-versclil.-eil :, t @: - lrü. The end of the channel 70 facing the inlet and outlet is, as in 75 <'? II "edetltet, a little flat above the offset, 11n1 an ° ellel`te @ -erl) Iti (lilgsschlalter zu Create (see 1 "1g.

L)lesE_s versetzte Ende 75 erl,iilt, wie in Fig. 7 angecleiitet. #t--ne leichte krümlnang olle sich der Wandkrümmung de; @@s@5ßenrohres 33 anpaßt.L) readE_s offset end 75 is obtained, as indicated in FIG. 7. # t - ne slight curvature olle deforms the curvature of the wall; @@ s @ 5ßenrohres 33 adapts.

@V eiln das Außenrohr 33 in die für das Versch<<:eilIen mit dein Innenrohr 32 längs der Naht 34 rlchti:- Lage gebracht ist, ragt das versetzte Ende 75 des Kanals 70 durch eine unregelmäßig begrenzte öffnullg 76 iFi*-. 7) nach außen und wird finit den Kanten Clüs.r l@liIlitil@; i1.115 der bei 77 in Fla. 7 mit d, C und 1:.-zticiuieten Linien versch@vt=ßt. Die gekrümmten Kanten h und c des Kanals 70 werden mittels der Schweißnähte 80 mit dem Innenrohr 32 verbunden.@V eiln the outer tube 33 in the right position for the displacement with your inner tube 32 along the seam 34, the offset end 75 of the channel 70 protrudes through an irregularly delimited opening 76 iFi * -. 7) outwards and becomes finite to the edges Clüs.rl @ liIlitil @; i1.115 of the at 77 in Fla. 7 with d, C and 1: .- zticiuieten lines different @ vt = ß. The curved edges h and c of the channel 70 are connected to the inner tube 32 by means of the weld seams 80.

Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, ist die Hölle der Seitenwände des Kanals 70 im wesentlichen gleich dein radialen Abstand zwischen den Wänden 32 und 33, so daß der Kanal 70 nach seinem Einbau in die Kammer 30 zusammen mit der Außenfläche des inneren Rohres 32 einen Strömungskanal 81 von rechteckigem Querschnitt bildet, der sich von einem Punkte in der NTähe des dem Ein- und Auslaß abgewandten Endes der Kammer 30 bis zu dessen dem Ein- und Auslaß zugewandten Ende erstreckt, wo dieser Kanal gegenüber der unregelmäßig geformten Öffnung abgedichtet ist.As can be seen from Fig. 1 and 4, hell is the side walls of the Channel 70 is substantially equal to the radial distance between the walls 32 and 33, so that the channel 70 after its installation in the chamber 30 together with the outer surface of the inner tube 32 forms a flow channel 81 of rectangular cross-section, from a point in the vicinity of the end facing away from the inlet and outlet the chamber 30 extends to its end facing the inlet and outlet, where this Channel is sealed against the irregularly shaped opening.

Der Auslaßstutzen 39 ist an den Kanal 81 angeschlossen, indem seine Innenkanten 82 mit der Vorderkante 83 (Fig. 4 und 7) des versetzten Abschnitts 75 des Kanals 70 verschweißt sind. Die übrigen Teile der rückwärtigen Kante des Auslaßstutzens 39 sind längs den Kanten der Öffnung 76 mit diesen verschweißt, wie es in den Fig. 1 und 4 bei 84 angedeutet ist.The outlet port 39 is connected to the channel 81 in that its inner edges 82 are welded to the front edge 83 (FIGS. 4 and 7) of the offset section 75 of the channel 70. The remaining parts of the rear edge of the outlet connection 39 are welded to the opening 76 along the edges, as indicated at 84 in FIGS.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das vorgewärmte Wasser, das durch den Einlal3-stutzen 38 in die Wassererhitzungshauptkammer 30 einströmt, gezwungen wird, diese über ihre ganze Länge zu durchströmen, da es nur auf dem Wege über das Ende 86 des Kanals 70 (Fig. 1) zu dein Auslaßstutzen 39 gelangen kann. Der Kanal 70 schließt den Wasserauslaß des inneren Wassermantels also so ab. daß nur auf dem Wege über das entfernt lie"ende Ende der inneren Kammer 30 Wasser zu dem asserauslaß 39 gelangen kann.From the above description it can be seen that the preheated Water flowing into the main water heating chamber 30 through the inlet port 38, is forced to flow through it over its entire length, as it is only on the way can reach your outlet 39 via the end 86 of the channel 70 (FIG. 1). The channel 70 thus closes the water outlet of the inner water jacket. that only on the way over the distant end of the inner chamber 30 to water the water outlet 39 can reach.

Urn zu verhindern, daß Wasser von der Einlaßleitung 45 der äußeren Kammer 22 auf einem »kurzsclilußweg« unmittelbar zu der Auslaßleitung 47 gelangt, und um so den Weg zu verlängern, den das Wasser durch die äußere Kammer 22 hindurch zurücklegen muß, sind in letzterer zwei diametral gegenüberliegende, sich in der Längsrichtung des lIäntels erstreckende Leitbleche 90 und 91 (Fig. 1, 5 und 6) angeordnet, die bei der nach Fig. 1 vorgesehenen Stellung des Erhitzers 10 waagerecht liegen und die Kammer 22 in einen oberen und einen unteren Halbringraum unterteilen. Die beiden Leitbleche 90, 91 entsprechen sich in ihrer Form, und jedes Leitblech umfaßt zwei Abschnitte einschließlich eines langgestreckten Streifens 92 aus Flachmaterial von trapezförinigem Umriß, der sich vom Rand des Innenmantels 21 (Fig. 6) bis zu einem Punkt in der Näht des brennerseitigen Endes des Erhitzers 10 erstreckt. Die Innenkante des Streifens 92 ist bei 93 mit der Außenfläche des -Mantels 21 in dessen Längsrichtung verschweißt.To prevent water from entering the inlet pipe 45 of the outer Chamber 22 reaches the outlet line 47 directly on a "short-circuit path", and so as to lengthen the path the water takes through the outer chamber 22 must travel, are in the latter two diametrically opposite, one in the Guide plates 90 and 91 (FIGS. 1, 5 and 6) extending in the longitudinal direction of the jacket are arranged, which are horizontal in the position of the heater 10 provided according to FIG. 1 and divide the chamber 22 into upper and lower half-ring spaces. the two guide plates 90, 91 correspond in their shape, and each guide plate comprises two sections including an elongated strip 92 of sheet material of trapezoidal outline extending from the edge of the inner jacket 21 (Fig. 6) to a point in the seam of the burner-side end of the heater 10 extends. the The inner edge of the strip 92 is at 93 with the outer surface of the shell 21 in it Welded lengthways.

Die diagonal verlaufende Kante 94 des Streifens 92 trifft auf eine ähnliche diagonale Kante 95 eines im wesentlichen dreieckigen Teils 96 am linken Ende der Kammer 22, das einen Bestandteil der Leitblechanordnung 90 bzw. 91 bildet. Die innere Kante des dreieckigen Teils 96 ist bei 97 längs einer im wesentlichen radialen Linie an die Innenseite der Endplatte 25 angeschweißt.The diagonal edge 94 of the strip 92 meets a similar diagonal edge 95 of a substantially triangular portion 96 on the left End of the chamber 22, which forms part of the baffle assembly 90 and 91, respectively. The inner edge of triangular portion 96 is substantially along at 97 radial line welded to the inside of the end plate 25.

Die Leitblechanordnungen 90 und 91 zwingen das Wasser, von dem Einlaß 45 aus gemäß Fig. 1 nach der dem Ein- und Auslaß abgewandten Seite und im wesentlichen in Längsrichtung durch die Kammer 22, dann um die rückwärtigen Enden 99 der Blech,- herumzuströmen und hierauf seine Strömungsrichtung umzukehren, woraufhin es die Kammer erneut, und zwar diesmal in Richtung des Ein- bzw. Auslai lendes durchströmt, bevor es zu dem Wasserauslaß 47 gelangen kann. Somit wird das Wasser gezwungen, von dem Wassereinlaß 45 aus unmittelbar zu einem in der Nähe des brennerseitigen Endes des Erhitzers liegenden Teil des Wassermantels zu strömen, wo ein hoher Temperaturunterschied besteht.The baffle assemblies 90 and 91 force the water out of the inlet 45 from FIG. 1 to the side facing away from the inlet and outlet and essentially in the longitudinal direction through the chamber 22, then around the rear ends 99 of the sheet metal, to flow around and then reverse its direction of flow, whereupon the Chamber again, this time in the direction of the inlet and outlet end flows through, before it can reach the water outlet 47. Thus the water is forced from the water inlet 45 immediately to one near the burner side End of the heater lying part of the water jacket to flow where there is a high temperature difference consists.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Water heater with a double-walled, one Tubular body containing water jacket, its inlet opening and outlet opening on the same end of the tubular body are arranged, according to patent 875 401, characterized in that that one of these openings (39) forms the mouth of a channel (70), the inner tube (32) of the tubular body (32, 33) using as a channel wall, inside the water jacket (30) extends in its longitudinal direction and at the one facing away from the inlet and outlet ends End of the tubular body with the water jacket (30) is in communication.

2. Water heater according to claim 1, characterized in that the channel (70) at that of the outlet opening (39) adjacent end is offset and with the offset end (75) is inserted into a corresponding opening of the outer tube (33), the fastening of the channel (70) on the outer (33) and inner tube (32) exclusively on the offset one End is provided.

3. Water heater according to one of the preceding claims, at the one tubular body concentric with a double-walled, a water jacket containing tubular body is surrounded, the inlet and outlet openings on the same End of the water heater are like the inlet and outlet openings of the inner one Tubular body and its outlet with the inlet of the inner tubular body through a Line is connected, characterized in that the outer tubular body (20, 21) by two guide plates (90, 91) extending almost over its entire length in two flow spaces is divided, one of which with the water inlet (45) and the other communicates with the water outlet (47).

4. Water heater according to claim 3, characterized in that in the inlet and outlet end section of the outer tubular body two further baffles (96) are provided, which extend from the baffles (90, 91) in the central horizontal plane of the heater extend radially outward.

5. Water heater according to claim 4, characterized in that that between the end of each baffle (90, 91) and the associated radial baffle (96) there is a gap.

6. Water heater according to claim 5, characterized in that that the radial baffles (96) only with the head plate (25) of the outer tubular body (20, 21) are metallically connected. 1n considered publications: German U.S. Patent No. 696 84 $.