DE1404943A1 - Combustion chamber cladding for water heaters and process for the production of such claddings - Google Patents
Combustion chamber cladding for water heaters and process for the production of such claddingsInfo
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Description
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"Brennkammerumkleidung für Wassererhitzer und Verfahren zur Herstellung derartiger Umkleidungen""Combustion chamber cladding for water heaters and methods of making them Casings "
Die Erfindung betrifft eine Brennkammerumkleidung für Wassererhitzer mit in der Draufsicht rechteckiger Quersehnittsform, an deren Oberseite ein aus Rippenrohren oder dergleichen gebildeter Wärmetauscher angeordnet ist, an den eine durchgehende Wasserzuführleitung und eine durchgehende Wasserabfuhrleitung angeschlossen sind, die beide in mehrfachen Windungen an den vier Außenseiten der Brennkammerumkleidung entlanggeführt sind.The invention relates to a combustion chamber casing for Water heater with a rectangular cross-sectional shape when viewed from above, on the upper side of which a heat exchanger formed from finned tubes or the like is arranged, to which a continuous heat exchanger Water supply line and a continuous water discharge line are connected, both of which are guided along in multiple turns on the four outer sides of the combustion chamber casing.
Bei der Herstellung derartiger Brennkammerumkleidungen wurde bisher so vorgegangen, daß zunächst die Umkleidung au£ einem flachen Metallzuschnitt gebogen wurde, und daß sodann die Zuführleitung und die Abfuhrleitung für das Kühlwasser in -mehreren Windungen um diese Umkleidung herumgelegt wurden. Dies ist Jedoch mit verschiedenen Schwierigkeiten verbunden. Günstig ist es an sich, Rohre mit einem großen Querschnitt zuverwenden, doch lassen sich derartige Rohre nur schwer um die Kanten der Brennkammerumkleidung herumbiegen, und es ist auch schwierig^ die Rohre dann hinter jeder Umbiegung in engem Kontakt mit der Brennkammerumkleidung zu halten, was für einen einwandfreienIn the manufacture of such combustion chamber linings So far the procedure has been that first the casing was bent out of a flat metal blank, and that then the supply line and the discharge line for the cooling water were wrapped around this cladding in several turns. However, this involves various difficulties. It is beneficial in itself to use pipes with a large cross-section, however, such tubes are difficult and difficult to bend around the edges of the combustor liner difficult ^ the pipes then in close contact behind every bend to keep with the combustion chamber casing, what a flawless one
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Wärmeübergang aber unbedingt erforderlich ist. Außerdem wird der Querschnitt der Rohre an den zahlreichen Knickstellen stark verengt, so daß sich trotz Verwendung von Rohren großen Querschnittes ein verhältnismäßig großer Druckabfall in den gewundenen Rohren ergibt. Rohre geringeren Querschnittes lassen sich zwar günstiger um die Kanten der Brennkammerumkleidung herumbiegen, doch ist in solchen Rohren der Druckabfall von vornherein zu groß, und häufig ist es überhaupt nicht möglich, durch solche Rohre geringen Querschnittes die gewünschte Kühlwassermenge hindurchzuleiten. Schließlich ist auch die" nachträgliche Befestigung solcher dünnen Rohre an der Brennkammerumkleidung umständlich und entsprechend kostspielig. Heat transfer is absolutely necessary. In addition, the cross-section of the pipes at the numerous kinks greatly narrowed, so that despite the use of tubes of large cross-section, a relatively large pressure drop in the winding pipes results. Pipes with a smaller cross-section can be more conveniently placed around the edges of the combustion chamber cladding bend around, but the pressure drop in such pipes is too great from the start, and it is often not possible at all to the desired amount of cooling water through such pipes with a small cross-section pass through. Finally, the "subsequent attachment of such thin tubes to the combustion chamber cladding is cumbersome and correspondingly expensive.
Es sind zwar bereits Konstruktionen für Brennkammerumkleidungen bekannt, bei denen die Rohrleitungen in Schlangenform an den beiden Längsseiten der Brennkammerumkleidung entlanggeführt sind. Bei einer solchen bekannten Aus führ ungs form sind jedoch die Rohrleitungen nicht an den schmaleren Stirnseiten der Brennkammerumkleidung entlanggeführt, so daß dort keine ausreichende Kühlung vorhanden ist. Bei einer anderen Atisführungsform sind zwar auch an den Stirnseiten Rohrleitungen vorhanden, doch handelt es sich dabei um ein aus einer Vielzahl von Leitungsabschnitten und mindestens zwei Verteilerdosen zusammengesetzes kompliziertes Rohrsystem, wobei noch nicht einmal gewährleistet ist, daß das Kühlwasser in definierter Weise von dem einen Ende des Leitungssystems zu dessen anderem Ende gelangt. Ein Teil des Kühlwassers, der durch die seitlichen Kühlschlangen geführt wird, kann den oberhalb der Brennkammer angeordneten Wärmetauscher noch nicht einmal durchlaufen.There are already known constructions for combustion chamber linings in which the pipelines are in a serpentine shape are guided along the two long sides of the combustion chamber cladding. In such a known embodiment are However, the pipelines are not guided along the narrower end faces of the combustion chamber cladding, so that there are none there is sufficient cooling. With a different form of management there are also pipelines at the end faces, but these are one of a large number of Line sections and at least two junction boxes composed complicated pipe system, although not even guaranteed is that the cooling water passes in a defined manner from one end of the line system to the other end. Part of the cooling water that is led through the side cooling coils can be arranged above the combustion chamber Heat exchanger does not even go through.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Brennkammerumkleidungen zu vermeiden und eine Brennkammerumkleidung zu schaffen, die sich aufgrund ihrer besonders zweckmäßigen Konstruktion einfach und entsprechend billig herstellen läßt, ohne daß dabei unnötige Konzessionen hinsichtlich des verwendeten' Rohrquerschnittes gemacht werden müssen. Die Rohrleitungen soDlen die BrennkammerumkleidungThe invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the known combustion chamber linings and a To create combustion chamber cladding, which is simple and appropriate due to its particularly functional design can be produced cheaply without unnecessary concessions being made with regard to the pipe cross-section used have to. The pipelines form the combustion chamber casing
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so umschließen, daß auf allen Selten der Brennkammerumkleidung eine einwandfreie Kühlung bzw. eine entsprechende Aufheizung des verwendeten Kühlwassers gewährleistet ist. Diese Aufgabe findet ihre Lösung, ausgehend von einer Brennkammerumkleidung der eingangs erwähnten Art, nach der Erfindung dadurch, daß die Wasserzu- und die Wasserabfuhrleitung in an sich bekannter Weise schlangenlinienförmig an gegenüberliegenden Seiten der Umkleidung angeordnet sind, jedoch derart, daß jede Leitung lediglich an-zwei Stellen um die Kanten der Umkleidung herumgebogen ist, und daß jede der Leitungen an einer Stirnseite der Umkleidung von einer höher gelegenen Stelle zu ihrem ein- bzw. austrittsseitigen Ende abwärts und an der gegenüberliegenden Stirnseite von einer tiefer gelegenen Stelle aufwärts zu dera Wärmetauscher hln-bzw. von diesem weggeführt ist.Enclose in such a way that the combustion chamber cladding is seldom properly cooled or appropriately heated of the cooling water used is guaranteed. This task finds its solution, starting from a combustion chamber cladding of the type mentioned, according to the invention in that the water supply and the water discharge line are known per se Way are arranged in a serpentine fashion on opposite sides of the casing, but in such a way that each line just bent around the edges of the casing in two places is, and that each of the lines on one end face of the cladding from a higher point to its one or the outlet end downwards and on the opposite end face from a lower point upwards to the a Heat exchanger hln or. is led away from this.
In einer Ausführungsform kann eine solche Brennkammerumkleidung aus zwei an ihren Enden abgewinkelten und entlang einer senkrechten Trennebene an ihren beiden Stirnseiten miteinander verbundenen Blechzuschnitten zusammengefügt sein. Eine andere Ausführungsform besteht darin,· daß die Brennkammerumkleidung aus einem einzigen, viermal abgewinkelten und an seinen beiden Enden verbundenen Blechzuschnitt gebildet ist.In one embodiment, such a combustion chamber cladding can consist of two angled at their ends and along a vertical parting plane be joined together at their two end faces interconnected sheet metal blanks. Another embodiment consists in the fact that the combustion chamber casing is formed from a single, four times angled and connected at its two ends sheet metal blank.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkammerumkleidung für Wassererhitzer ist dadurch gekennzeichnet, daß die schlangenförmig gewundenen Wasserzu- und -abfuhrleitungen an den noch flachen Zuschnitten für die Umkleidung befestigt und diese Zuschnitte zusammen mit den Leitungsrohren sodann durch Umbiegen an den vier Kanten der herzustellenden Umkleidung und Verbinden der EndkanteneSder der Zuschnitte in die gewünschte Rechteckform der Umkleidung gebracht werden.A method according to the invention for producing such a combustion chamber cladding for water heaters is characterized in that the serpentine water supply and discharge lines are attached to the still flat blanks for the cladding and then these blanks together with the conduit pipes by bending at the four edges of the cladding to be produced and bonding the end edges e Sder the blanks are formed into the desired rectangular shape of the casing.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß zur Herstellung solcher Brennkammerumkleidungen auch Rohre großen Durchmessers an einem flachen Metallzuschnitt angeordnet werden können, und daß sich dann der Metallzuschnitt ebenso leicht in die FormThe invention offers the advantage that large-diameter pipes are also used to produce such combustion chamber linings can be arranged on a flat metal blank, and that the metal blank then just as easily into the shape
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-Itcler BrennkammerumkleIdung bringen läßt, als wenn Rohre kleineren Durchmessers verwendet würden. Das wird erreicht durch Einschränkung der Anzahl von Biegungen, die erforderlich· sind, um die Zu- und Abfuhrleitung um die Kantender Brennkammerumkleidung herumzuführen. Zugleich ist aber durch die Erfindung die Anordnung der Rohre an den Seitenwänden der Brennkammerumkleidung derart gestaltet, daß eine wirkungsvolle Kühlung der ganzen Umkleidung erreicht wird. Somit ist eine einfache und billige Konstruktion einer wirkungsvoll gekühlten Brennkammerumkleidung gefunden worden, bei der man auch Kühlrohre größeren Durchmessers verwenden kann mit dem damit verbundenen Vorteil, daß der Druckabfall des Kühlwassers stark reduziert wird.-Itcler can bring the combustion chamber casing as if pipes smaller diameter would be used. This is achieved by limiting the number of bends that are required around the edges of the combustion chamber casing show around. At the same time, however, the arrangement of the tubes on the side walls of the combustion chamber casing is due to the invention designed in such a way that effective cooling of the entire casing is achieved. Thus, a simple and inexpensive construction of an effectively cooled combustion chamber casing have been found, in which one can also use cooling pipes of larger diameter with the associated advantage, that the pressure drop of the cooling water is greatly reduced.
Ein Ausführungsbeispiel einer Brennkammerumkleidung, die für einen gasbeheizten Wassererhitzer geeignet ist, ist In der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen:One embodiment of a combustion chamber casing that is suitable for a gas-fired water heater is Shown in the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 eine Vorderansicht der Umkleidung,Fig. 1 is a front view of the casing,
Fig. 2 und 3 Seitenansichten der Umkleidung undFigs. 2 and 3 side views of the casing and
Fig. 4 und 5 Draufsichten auf Blechzuschnitte mit daran befestigten Rohrleitungsabschnitten für die Herstellung einer Brennkammerumkleidung gemäß Fig. 1 bis 3 aus zwei Zuschnittshälften. 4 and 5 plan views of sheet metal blanks with pipe sections attached thereto for the production of a combustion chamber cladding according to FIGS. 1 to 3 from two cut halves.
Wie Fig. 1 bis 3 zeigen, weist die Brennkammerumkleidung eine flachseitige Metallkleidung 1 mit rechteckigem waagerechtem Querschnitt auf. An gegenüberliegenden Seiten 2,3 der Umkleidung sind z.B. durch Hartlöten wasserführende Rohre H,5 in Schlangenform befestigt, von denen jedes einen normalerweise oberen Zweig 6 aufweist, der um die Kante 7 zwischen der Seite und einer benachbarten Stirnseite 5 führt und sodann senkrecht nach unten längs dieser Stirnseite 8 verläuft, wie in Fig. 3 gezeigt.As shown in FIGS. 1 to 3, the combustion chamber cladding has a flat-sided metal cladding 1 with a rectangular horizontal cross section. On opposite sides 2, 3 of the cladding, water-carrying pipes H , 5 are fastened in a serpentine shape, for example by brazing, each of which has a normally upper branch 6 which leads around the edge 7 between the side and an adjacent end face 5 and then vertically downwards runs along this end face 8, as shown in FIG. 3.
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Jede Rohranordnung weist ebenfalls einen normalerweise unteren Zweig 9 auf, der um die Kante 10 zwischen der Seite und einer benachbarten Stirnseite IQa und sodann senkrecht nach oben entlang der letztgenannten Stirnseite 10a führt, wie Fig. 2 zeigt· In der Mitte zwischen den normalerweise oberen und unteren Zweigen 6,9 ist ein mittlerer Zweig angeordnet, um eine,einheitliche Kühlung der betreffenden Brennkammerseitenwandung sicherzustellen.Each tube assembly also has a normally lower branch 9 around the edge 10 between the side and an adjacent end face IQa and then vertically upwards along the last-mentioned end face 10a, as Fig. 2 shows · In the middle between the normally upper and lower branches 6.9, a middle branch is arranged to ensure uniform cooling of the relevant Ensure combustion chamber side wall.
Die oberen Zweige 6 der Rohranordnung sind etwas unterhalb des oberen Endes der Brennkammerumkleidung 1, wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, angeordnet, was das Einsetzen eines aus Rippenrohren gebildeten, hier jedoch nicht gezeigten Wärmetauschers in dieses obere Ende der Brennkammerumkleidung ermöglicht. Die Rippenrohrabschnitte des Wärmetauschers sind in zwei Ebenen angeordnet, und ihre Enden werden miteinander und mit den Zweigen 6 und 9 der Rohranordnung durch Rohrkrümmer unter Ausbildung eines kontinuierlichen RohrStückes verbunden. Das ganze Rohrleitungssystem wird dann von dem Kühlwasser so durchflossen, daß das Kühlwasser, beispielsweise an dem in Fig. links sichtbaren Rohrleitungsstück eintritt, aufwärts geführt wird und durch die Zweigleitungen 6,9 zu den Rohrkrümmern 11 strömt, den Wärmetauscher durchfließt und dann aus diesem durch einen Rohrkrümmer 11 wieder austritt und durch die in Fig. 3 links gezeigte Rohrleitung schließlich wieder weggeführt wird.The upper branches 6 of the pipe assembly are somewhat below the upper end of the combustion chamber casing 1, as shown in Fig. 1 to 3, arranged what the insertion a heat exchanger formed from finned tubes, but not shown here, into this upper end of the combustion chamber casing enables. The finned tube sections of the heat exchanger are arranged in two planes, and their ends are connected to each other and to the branches 6 and 9 of the pipe assembly by pipe bends connected to form a continuous piece of pipe. The whole piping system is then so from the cooling water flowed through that the cooling water, for example at the in Fig. pipe section visible on the left enters, guided upwards and flows through the branch lines 6,9 to the pipe bends 11, flows through the heat exchanger and then out of this exits again through a pipe elbow 11 and through the The pipeline shown on the left in FIG. 3 is finally led away again will.
Wie weiter unten im einzelnen beschrieben, wird die Brennkammerumkleidung in zwei Hälften ausgebildet, deren jede eines der schlangenförmigen Rohre trägt, wobei die Hälften miteinander längs der Linien 12 in den Stirnseiten 8 und 10 verbunden sind.'As described in detail below, the combustion chamber liner is formed in two halves, each of which one of the serpentine tubes carries the halves together along the lines 12 in the end faces 8 and 10 are connected.'
Die Brennkammerumkleidung ist auf einer Rückplatte oder in anderer beliebiger bekannter Weise befestigt und bildet einen Teil eines mit Gas beheizten Wassererhitzers. Man sieht, daß die Rohre so auf der Metallumkleidung angeordnet sind,The combustor liner is attached to and forms a backplate or in any other known manner part of a gas heated water heater. You can see that the pipes are arranged on the metal cladding,
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daß die Anzahl der um die Kanten der Umkleidung auszuführenden Biegungen auf insgesamt vier verringert ist, ohne dadurch die Kühlung der Umkleidung zu beeinträchtigen.that the number of times to be run around the edges of the casing Bends is reduced to a total of four without affecting the cooling of the casing.
Wie Fig. 4 und 5 im einzelnen zeigen, sind an flachen Metallblechen 13 und 14 schlangenförmige Rohranordnungen in der gezeigten Weise befestigt. Die Blechzuschnitte sind ebenfalls bei 15 durchlöchert. Beide Blechzuschnitte werden sodann um die gestrichelten Linien 16 unter Ausbildung von zwei Hälften einer Brennkammerumkleidung gefaltet. Die Hälften werden ζ,B. durch Hartlöten miteinander verbunden, und anschließend wird ein Wärmetauscher in dem oberen Ende der Brennkammerumkleidung befestigt und mit den Rohranordnungen durch Rohrkrümmer 11 verbunden, die durch die ausgestanzten öffnungen 15 hindurchgeführt werden.4 and 5 show in detail, are on flat Metal sheets 13 and 14 attached serpentine pipe assemblies in the manner shown. The sheet metal blanks are also holed at 15. Both sheet metal blanks are then around the dashed lines 16 to form two halves of one Combustion chamber casing folded. The halves become ζ, B. by Brazed together, and then a heat exchanger is placed in the top of the combustion chamber liner fastened and connected to the pipe arrangements by pipe bends 11, which pass through the punched openings 15 will.
Die Metallbleche und -rohre sind zum Schutz gegen Verbrennungsprodukte aus Kupfer gefertigt und durch Eintauchen in ein Gemisch aus Blei und Zinn in bekannter Weise überzogen.The metal sheets and pipes are made of copper for protection against combustion products and by immersion coated in a mixture of lead and tin in a known manner.
Es versteht sich, daß durch Anordnung der Rohre an dar Brennkammerumkleidung in einer solchen Weise, daß die Anzahl der Umbiegungen eines Rohres um die Kanten der Brennkammerumkleidung begrenzt ist, die Herstellung des Wärmetauschers vereinfacht und verbilligt wird. Die Konstruktion hat keine weniger wirksame Kühlung der Umkleidung zur Folge, da die Rohre mit größerem Durchmesser in gegenseitigem Abstand über die Oberfläche des Wärmetauschers verteilt sind.It will be understood that by arranging the tubes on the combustion chamber liner in such a way that the number the bending of a pipe around the edges of the combustion chamber casing is limited, simplifying the manufacture of the heat exchanger and is cheaper. The construction does not result in any less effective cooling of the casing, since the pipes with larger diameter are distributed at a mutual distance over the surface of the heat exchanger.
Obgleich bei der soeben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die oberen, mittleren und unteren Zweige der schlangenförmigen Rohranordnungen waagerecht gezeigt sind, versteht es sich, daß dies nicht wesentlich ist und daß die Zweige ebenfalls senkrecht angeordnet sein können. Die Anaahl der Rohrbiegungen ist hierbei die gleiche, und es ergibt sich eine gleichermaßen wirksame Kühlung der Brennkammer.Although in the embodiment just described of the invention, the upper, middle and lower branches of the serpentine tube assemblies are shown horizontally, it goes without saying that this is not essential and that the Branches can also be arranged vertically. The number of pipe bends is the same here, and it results an equally effective cooling of the combustion chamber.
Patentansprüche 809803/0126Claims 809803/0126
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