DE1779683C - Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter mit einem Behälter, dessen Oberteil einen Kaltwasscrcinlaß und einen Heißwasserauslaß aufweist, und einer Gasheizeinrichtung unterhalb des Behälters sowie einem sich in direktem Wärmeübergang zum Wasser des Behälters befindlichen Flammrohr zwisehen Gasheizeinrichtung und Behälter.

In einem derartigen bekannten Warmwasserbereiter (USA.-Patentschrift 2059 371) neigt das erwärmte Wasser dazu, sich schichtenartig abzusetzen, wobei die höchste Wassertemperatur oben zu finden ist. Wird das Wasser hoher Temperatur oben vom Behälter abgezogen, so wird kaltes Wasser gleichzeitig am Boden zugeführt. Während das kalte Wasser eintritt, fällt die Temperatur im unteren Teil des Behälters erheblich unter die Thermostateinstellung, mit dem Ergebnis, daß der Thermostat die Gasheizeinrichtung betätigt, so daß das Wasser innerhalb des Behälters erwärmt wird. Hat die Temperatur des Wassers die Thermostateinstellung wieder erreicht, so wird die Gasheizeinrichtung abgeschaltet.

, Es hat sich herausgestellt, daß dann, wenn intermittierend nacheinander über relativ kurze Zeiträume Warmwasser entnommen wird, bei jeder Entnahme ein ausreichendes Kallwasservoli.imen iii den Behälter eintritt und die GasheizeiErichtung betätigt. Das erwärmte Wasser im oberen Teil des Behälters wird dabei weiter durch die Verbrennungsgase erwänni, die das Flammrohr durchströmen, so daß in einigen Fällen das Wasser im oberen Teil des Behälters um 16 bis 22° C über die Thermostateinstellung erwärmt wird. Wird dieses übermäßig erwärmte Wasser aus dem Behälter entnommen, so besteht die Gefahr, d?^ der Benutzer sich verbrennt oder verbrüht.

Außerdem weist der Warmwasserbereiter in der Regel ein Druck- und Tcmperaturentlastungsventil auf. Das übermäßig erwärmte Wasser im oberen Teil des Behälters kann die Einstellung des Entlastungsventil überschleiten, wodurch erwärmtes Wasser vom oberen Ende des Behälters abgegeben und die Übertemperatur gemindert wird. Diese Minderung des Wassers von hoher Temperatur bedeutet nicht nur einen Verlust an warmem Wasser, sondern kann auch als Störfaktor angesehen werden, wenn das Ent lastungsventil nicht an einen Ablauf über ein Rohr angeschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Warmwasserbereiter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Uberhitzungen des Wassers im oberen Teil des Behälters vermieden werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im oberen Teil des Flammrohres eine als Isolierung gegen den Behälter wirkende, röhrenförmige Büchse unter Radialabstand eingesetzt ist und der dazwischen gebildete Ringraum am oberen Ende durch die Verbindung von Büchse und Flammrohr geschlossen ist. Der Ringraum wird also nicht von den Verbrennungsgasen der Gasheizeinrichtung durchströmt und stellt somit eine Isolierung dar, die einen übermäßigen Wärmeaustausch zwischen dem oberen Ende des Flammrohres und dem im oberen Bereich des Behälters befindlichen Wasser verhindert. Auf diese Weise können Uberhitzungen des Wassers im oberen Bereich des Behälters wirkungsvoll vermieden werden, und zwar selbst dann, wenn kurz aufeinanderfolgende, intermittierende Entnahmen vorgenommen werden. Es besteht also nicht mehr die Möglichkeit, daß sich der Benutzer verbrennt oder verbrüht. Auch entfällt die unnötige Abgabe von Wasser hoher Temperatur durch das Druck- und Temperalurentlastungsvenlil.

Zur Erzielung einer einfachen und zweckmäßigen Konstruktion ist es vorteilhaft, daß das Flammrohr zentral den Behälter durchsetzt und durch eine öffnung im Behälteroberteil vorsteht.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist innerhalb des Flammrohres ein Umlenkblech angeordnet. Derartige Umlenkbleche sind an sich bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 696 112) und dienen dazu, die Gasströmung innerhalb des Flammrohres so zu lenken, daß der Wärmeaustausch mit dem Wasser gefördert wird.

Zweckmäßig weist das untere Ende des Umlenkbleches eine die Turbulenz der Verbrennungsgase steigende wendeiförmige Ausbildung auf. Die Turbulenz wird also lediglich im unteren Bereich des Flammrohres erhöht, um eine auf diesen Bereich beschränkte Verbesserung des Wärmeaustausches zu erzielen.

Vorzugsweise ist das obere Ende des UmJenkbleches innerhalb der Büchse gerade ausgebildet, im Bereich der Büchse wird also die Turbulenz der Gas-

strömung innerhalb des Flammrohres wieder vermindert, so daß sich hier zusätzlich zu der Isolierwirkung der Büchse und des Ringraums ciae weitere Verminderung des Wärmeübergangs ergibt.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das obere Ende des Umlenkbleches an der Büchse befestigt, und beide sind als bauliche Einheit in das Flammrohr ein- bzw. ausbaubar ausgebildet. Auf diese Weise werden Wartung und Reparatur des Warmwasserbereiters erleichtert, und es wird außerdem die Möglichkeit geschaffen, den Warmwasserbereiter in bestimmten Fällen wahlweise ohne Isolierung des oberen Flammrohrbereiches zu betreiben.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels nachstehend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen üblichen gasbeheizten Warmwasserbereiter,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig.l,

F i g. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen einen üblichen gasbeheizten Warmwasserbereiter mit einem Behälter 1, der sich innerhalb eines Außenmantels 2 befindet; eine Lage aus wärmeisolierendem Material 3 ist innerhalb des Raumes zwischen dem Behälter 1 und dem Außenmantel 2 angeordnet. Der Behälter 1 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel 4, wobei das obere F.nde des Mantels durch einen oberen Kesselboden 5 und das untere Ende des Mantels durch einen im wesentlichen konvexen unleren Kesselboden 6 abgeschlossen ist. Vom unteren Kesselboden 6 nach unten steht eine im wesentlichen zylindrische Schürze 7 ab, die eine Brennkammer 8 bildet, und das untere linde der Brennkammer wird durch eine auf Füßen 10 getragene Grundplatte 9 abgeschlossen.

Das im Behälter 1 enthaltene Wasser wird durch einen üblichen Gasbrenner 11 erwärmt, der innerhalb der Brennkammer 8 angeordnet ist. Der Brennstoff wird dem Gasbrenner 11 durch eine Gasleitung 12 zugeführt, die Strömung des Gases wird durch ein solenoidbetätigtes Gasventil 13 gesteuert. Ein Thermostat 14 ist im unteren Teil des Behälters 1 angeordnet und spricht auf die Temperatur des darin befindlichen Wassers an. Der Thermostat 14 ist mit dem Gasventil 13 verbunden und dient dazu, die Strömung zum Gasbrenner 11 abhängig vom Wärmebedarf zu modulieren oder die Gasströmung abhängig vom Wärmebedarf ein- oder auszuschalten, je nachdem, welche Bauart für den Heizkessel benutzt wird.

Die Verbrennungsgase werden nach oben durch ein als »Kamin« wirkendes Flammrohr 15 geleitet, das zentral zum Behälter 1 angeordnet und innerhalb von Öffnungen im oberen Kesselboden 5 und im unteren Kesselboden 6 angeordnet ist.

Erwärmtes Wasser im oberen Endteil des Behälters wird durch eine Auslaßleitung 16 ausgelassen, die in eine Muffe 17 eingeschraubt ist, welche in eine öffnung im oberen Kesselboden 5 eingeschweißt ist. Um kaltes Wasser dem Behälter zuzuführen, ist eine Einlaßleitung 18 in eine Muffe 19 im oberen Kesselboden 5 eingeschraubt, und ein Tauchrohr20 steht mit der Einlaßleitung 18 in Verbindung und erstreckt sich nach unten bis kurz oberhalb des unteren Kesselbodens 6.

Das erwärmte Wasser im Behälter 1 neigt dazu, sich schichtenartig abzusetzen, wobei das Wasser im oberen Endteil des Behälters sich auf der höchsten Temperatur befindet. Wird das erwärmte Wasser durch die Auslaßleitung 16 abgezogen, so wird ein entsprechendes Volumen kalten Wassers dem Behälter durch das Tauchrohr 20 zugeführt und, wenn die Temperatur im unteren Endteil des Behälters bis unter die Einstellung des Thermostaten 14 fällt, öffnet das Gasventil 13 und läßt Brennstoff in den Gasbrenner 11 ein. Im Brennerbetrieb werden die Verbrennungsgase nach oben im Flammrohr 15 geführt und erwärmen das Wasser innerhalb des Behälters. Um eine übermäßige Erwärmung des Wassers im oberen Endteil zu verhindern, ist eine Büchse 21 innerhalb des oberen Teiles des Flammrohres 15 angeordnet, und das obere Ende der Büchse 21 ist mit einem Flansch 22 versehen, der am oberen Ende des Flammrohres befestigt ist. Die Büchse 21 ist mit Abstand zur Innenwand des Flammrohrs 15 angeordnet und bildet einen Ringraum 23 zwischen den beiden Rohren. Während der Ringraum 23 am oberen Ende auf Grund der Verbindung zwischen Büchse 21 und Flammrohr 15 verschlossen ist, entsteht keine merkliche Gasströmung innerhalb des Ringraumes, so daß er als Wärmeisolierung zwischen den Flammrohrg.iM-n und dem Wasser im oberen Endteil des Behälters 1 dient.

Die Büchse 21 kann aus irgendeinem Material geformt sein, das beständig gegen die auftretenden Temperaturen ist, und besteht beispielsweise aus Asbest, Keramikmaterialien, Metall od. dgl.

Zusätzlich zur Büchse 21 ist ein Umlenkblech 24 innerhalb des Flammrohres 15 angeordnet. Das obere Ende 25 des Umlcnkbleches ist am oberen Ende der Büchse 19 befestigt, so daß Büchse und Umlenkblech als eine bauliche Einheit eingeführt und von dem Flammrohr 15 abgezogen werden können. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das obere Ende 25 des Umlenkbleches innerhalb der Büchse 21 ;m wesentlichen flach und gerade, während das untere Ende 26 des Umlenkbleches, das unterhalb der Büchse 21 angeordnet ist, eine wendeiförmige Ausbildung besitzt. Während die Verbrennungsgase innerhalb des Flammrohres 15 nach oben strömen, versucht das wendeiförmige untere Ende 26 des Umlenkbleches eine turbulente Gasströmung hervorzurufen, wodurch der Wärmeübergang zwischen den Verbrennungsgasen und dem Wasser im unteren Endteil des Behälters 1 gesteigert wird. Das obere gerade Ende 25 des Umlcnkblcches24 setzt jedoch die Turbulenz des Gases herab, wobei der Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen auf die Büchse 21 sowie auf das Wasser im oberen Teil des Behälters vermindert wird. Das Umlenkblech 24 wirkt so mit der Büchse 21 zusammen und steigert den Wärmeübergang auf das Wasser im unteren Teil des Behälters, während der Wärmeübergang auf das Wasser im oberen Teil des Behälters vermindert wird.

Durch diese Konstruktion wird das Wasser im oberen Endteil des Behälters nicht überhitzt, selbst wenn kurze intermittierende Entnahmen vorgenommen werden. Indem so die Neigung zum Überhitzen vermindert wird, wird die potentielle Gefahr eines Verbrühens und Verbrennens durch den Benutzer herabgesetzt. Darüber hinaus wird, da das Wasser im oberen Endteil des Behälters nicht übermäßig erwärmt wird, die überflüssige Entlastungsabgabc von Wasser hoher Temperatur durch das Druck- und Temperaturcntlastungsventil vermieden.

Während erfindungsgemäß eine Büchse 21 im oberen Endteil des Flammrohres 15 eingesetzt ist, um eine wiirmcisolicrende Trennung hierzwischen zu schaffen, so können auch andere lsoliermiltel am oberen linde des Flammrohres vorgesehen sein. So kann beispielsweise ein gegen hohe Temperaturen

isolierendes Material, das sich nicht versetzt oder verschlechtert, wenn es hohen Temperaluren des Wassers oder der Abgase ausgesetzt ist, als Überzug entweder auf die Innen- oder Außenfläche des oberen lindes des Flammrohres oder auf beide Flächen aufgebracht sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Warmwasserbereiter mit einem Behälter, dessen Oberteil einen Kaltwassereinlaß und einen Heißwasserauslaß aufweist, und einer Gasheizeinrichlung unterhalb des Behälters sowie einem sich in direktem Wärmeübergang zum Wasser des Behälters befindlichen Flammrohr zwischen Gasheizeinrichtung und Behälter, dadurch ge-io kennzeichnet, daß im oberen Teil des Flammrohres (15) eine als Isolierung gegen den Behälter (1) wirkende, röhrenförmige Büchse (21) unter Radialabstand eingesetzt ist und der dazwischen gebildete Ringraum (23) am oberen Ende durch die Verbindung von Büchse (21) und Flammrohr (IS) geschlossen ist.

2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (15) zentral den Behälter (1) duichsel/l und durch ao eine öffnung im Behälteroberteil vorsteht.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Flammrohres (15) ein Umlenkblech (24) angeordnet ist.

4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 3, da- »5 durch gekennzeichnet, daß das untere Ende (26) des Umlenkbleches (24) eine die Turbulenz der Verbrennungsgase steigernde wendeiförmige Ausbildung aufweist.

5. Warmwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (25) des Umlenkbleches (24) innerhalb der Büchse (21) gerade ausgebildet ist.

6. Warmwasserbereiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (25) des Umlenkbleches (24) an der Büchse (21) befestigt ist und beide als bauliche Einheit in das Flammrohr (15) ein- bzw. ausbaubar ausgebildet sind.

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