DE1579973C3 - Flüssigkeitserhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer mit einer zentrisch angeordneten Verbrennungskammer und je einer diese mit Abstand umgebenden, eine Zwischenkammer mit einem Abgasstutzen einschließende innere und äußere Flüssigkeitskammer, wobei die beiden Flüssigkeitskammern und die Verbrennungskammer mit der Zwischenkammer jeweils miteinander verbunden sind.

Ein derartiger Flüssigkeitserhitzer bzw. unmittelbar befeuerter Wärmeaustauscher mit mehreren, die Verbrennungskammer ringförmig umgebenden Kammern für die zu erhitzende Flüssigkeit und die abströmenden Verbrennungsgase ist beispielsweise aus der US.-Patentschrift 21 22 228 bzw. der deutschen Patentschrift 81 057 bekannt, wobei die eine oder andere Ringkammer auch durch einzeln stehende, ringförmig angeordnete Rohre gebildet ist. Die heißen Verbrennungsgase strömen jeweils in der Verbrennungskammer zunächst nach oben, bis sie auf eine Prallplatte auftreffen und sodann in eine die Verbrennungskammer mit Abstand umgebende Kammer umgelenkt werden, von wo sie zu einem Abgasstutzen strömen. Außen und innen wird diese Kammer von der inneren bzw. äußeren Flüssigkeitskammer begrenzt, wobei die innere Flüssigkeitskammer unmittelbar außen an die Verbrennungskammer anschließt. Verwendung finden derartige Flüssigkeitserhitzer beispielsweise als Badeofen u. dgl.

Ferner ist aus der US.-Patentschrift 20 13 828 ein Flüssigkeitserhitzer bekannt, der eine sich kegelförmig nach oben verjüngende Verbrennungskammer aufweist, Die Verbrennungskammer befindet sich in einer zweiten Kammer, und die heißen Verbrennungsgase durchströmen auf ihrem Weg zum Abgasstutzen beide Kammern im Gegenstrom. Zur Erwärmung der Flüssigkeit sind in beiden Kammern von unten nach oben gerichtete Rohre angeordnet, die in einer die Kammern umgebenden Flüssigkeitskammer enden. Die zu erhitzende Flüssigkeit dient bei diesem bekannten Flüssigkeitserhitzer nur als Speichermedium, so daß die Wärme diesem Flüssigkeitserhitzer für Brauchzwecke über ein weiteres, in der Flüssigkeitskammer angeordnetes Rohrsystem entnommen wird.

In der britischen Patentschrift 2 92 545 ist ein Flüssigkeitserhitzer für Haushaltszwecke dargestellt und beschrieben, der ebenfalls eine etwa zentrisch angeordnete Verbrennungskammer aufweist, die von einer Flüssigkeitskammer umgeben ist. Die Verbre; nungskammer besitzt annähernd U-förmige Gestalt,; daß die heißen Verbrennungsgase zunächst nach obt und sodann wieder nach unten strömen; die Querschni te der Verbrennungskammerteile für die aufsteigende und die herabsinkenden Verbrennungsgase sind unte schiedlich, aber jeweils über ihre Länge konstant.

Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, eine

Flüssigkeitserhitzer zu schaffen, bei dem ein bessere

ίο Wärmeübergang durch Ausnutzung strömungstechn:

scher und durch Konvektion bedingter Möglichkeite.

erzielt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß du Verbrennungskammer als sich nach oben verjüngende Kegelstumpf und die innere Flüssigkeitskammer al konzentrisch die Verbrennungskammer umgebendi kegelstumpfförmige Ringkammer ausgebildet sind un<. daß beide Kammern in Richtung des Abgasstutzens exzentrisch in der Zwischenkammer angeordnet sind. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine erhebliche Verbesserung der Wärmeübergangswertc erzielt, weil sowohl die heißen Verbrennungsgase ah auch die zu erwärmende Flüssigkeit durch Konvektior zu einer rascheren Abgabe bzw. Aufnahme dei auszutauschenden Wärmemenge angeregt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit von Gas und Flüssigkeit ändert sich während des Wärmeüberganges ständig wobei noch durch die exzentrische Anordnung der Verbrennungskammer und der inneren Flüssigkeitskammer in dem Erhitzer an verschiedenen Stellen bewußt ungleiche Verhältnisse geschaffen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Flüssigkeitserhitzer,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch den Flüssigkeitserhitzer gemäß F i g. 1, Fig.3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform und

Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Durchlauferhitzer.

Der Flüssigkeitserhitzer 1 gemäß den Fig. 1 und 2 weist in seinem Inneren mit Abstand von seinem Außenmantel einen beispielsweise zylindrischen, mit einem oberen Boden 2 verschlossenen Behälter 3 auf, durch den eine äußere Flüssigkeitskammer 4 und eine Zwischenkammer 5 gebildet werden. In der Zwischenkammer 5 befindet sich eine innere Flüssigkeitskammer 6, die die Gestalt einer kegelstumpfförmigen Ringkammer besitzt. Diese innere Flüssigkeitskammer 6 ist über mehrere Leitungen 7 mit der äußeren Flüssigkeitskammer 4 verbunden.

Die innere Flüssigkeitskammer 6 bzw. kegelstumpfförmige Ringkammer ist im Inneren der Zwischenkammer 5 exzentrisch versetzt zu einem Abgasstutzen 8 angeordnet, so daß der lichte Querschnitt zwischen der inneren und der äußeren Flüssigkeitskammer 6 bzw. 4 in ein und derselben Höhe entsprechend den Längen der Pfeile (a bzw. b) in F i g. 1 unterschiedlich ist.

An ihrem oberen Ende ist die innere Flüssigkeitskammer 6 mit der äußeren Flüssigkeitskammer 4 noch durch eine Rohrleitung 9 verbunden. Die Zufuhr von Flüssigkeit in den Flüssigkeitserhitzer 1 erfolgt über einen Rohrstutzen 10, der in die äußere Flüssigkeitskammer 4 in der Nähe von deren unterem Ende mündet.

Im Inneren der inneren Flüssigkeitskammer 6 bzw. der kegelstumpfförmigen Ringkammer befindet sich die

eigentliche Verbrennungskammer 11. Von hier strömen die heißen Verbrennungsgase entlang der Innenwand 12 der inneren Flüssigkeitskammer 6 nach oben, bis sie an den oberen Boden 2 des Behälters 3 stoßen und dort umgelenkt werden und durch die Zwischenkammer 5 nach unten zum Abgasstutzen 8 bzw. einem Abgaskanal 14 fließen. Befeuert wird die Verbrennungskammer 11 durch das Feuerloch 16.

Die verschiedenen Pfeile in den F i g. 1 und 2 geben die Hauptströmungsrichtung der Flüssigkeit bzw. der Verbrennungsgase an. Während die Verbrennungsgase in dem Flüssigkeitserhitzer sowohl nach oben als auch nach unten fließen, ist die Hauptströmungsrichtung der Flüssigkeit nach oben gerichtet, da sie unten in diesen eintritt und ihn oben an dem Rohrstutzen 15 verläßt. Lediglich am Außenmantel des Flüssigkeitserhitzers, der die äußere Flüssigkeitskammer 4 bildet,' ist die Strömungsrichtung der Flüssigkeit auch nach unten gerichtet.

Die in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Flüssigkeitserhitzer vom Prinzip her nicht, sie stellen lediglich bestimmte Anwendungsfälle dar.

In F i g. 3 ist ein Heißwasserbereiter gezeigt, bei dem die gleichen Teile mit den gleichen¹ Bezugszahlen versehen sind. Entsprechend dem besonderen Anwendungsfall weist der Heißwasserbereiter einen Fuß 17 sowie einen Handgriff 18 und einen Deckel 19 auf.

Bei dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Durchlauferhitzer mit einem Brenner 20, der über eine Rohrleitung 21 mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff versorgt wird. Die Wasserzufuhr erfolgt über ein Ventil 22 und zur Regelung der Brennstoffzufuhr bzw. Wasserzufuhr dienen Ventile mit Stellknöpfen 23 und 24. Die Abgabe des heißen Wassers erfolgt über den Ablaufhahn 25.

Mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzer wird insgesamt nicht nur ein sehr guter Wirkungsgrad erzielt, sondern er läßt sich auch ohne großen Aufwand herstellen, da er unkomplizeirt und einfach aufgebaut ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Flüssigkeitserhitzer mit einer zentrisch angeordneten Verbrennungskammer und je einer diese mit Abstand umgebenden, eine Zwischenkammer mit einem Abgasstutzen einschließende innere und äußere Flüssigkeitskammer, wobei die beiden Flüssigkeitskammern und die Verbrennungskammer mit der Zwischenkammer jeweils miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (11) als sich nach oben verjüngender Kegelstumpf und die innere Flüssigkeitskammer (6) als konzentrisch die Verbrennungskammer (11) umgebende kegelstumpfförmige Ringkammer ausgebildet sind und daß beide Kammern (6, 11) in Richtung des Abgasstutzens (8) exzentrisch in der Zwischenkammer (5) angeordnet sind.