DE1939898A1 - Gasbeheizter Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

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GAZ DE FRANCE, Paris (Prankreich) Gasbeheizter Warmwasserbereiter.

Die Erfindung betrifft einen gasbeheizten Warmwasserbereiter mit einem mit einer Wärmeisolierung versehenen Behälter, dessen Wärmeisolierung mit einer als Zentralkamin dienenden Ausnehmung versehen ist, und mit einer Mischvorrichtung, über welche einem unterhalb des Behälters befindlichen Brenner ein aus Primärluft und Verbrennungsgas bestehendes Gasgemisch zugeleitet wird, sowie mit einem Thermostat und Leitungen für die Einleitung von kaltem Wasser, für den Auslass von warmem Wasser und für die Entleerung des Behälters.

Eines der wesentlichsten Probleme bei dieser Art von Geräten besteht darin, dass die Verbrennungsprodukte oder Gase dabei mit einer möglichst grossen Wärmeaustauschfläche zum Kontakt gebracht werden sollen, d.h. also dass damit die Wärmeverluste auf ein Mindestmass herabgesetzt werden müssen, damit die durch die Verbrennung der Gase erzeugten Wärmeeinheiten oder Kalorien möglichst weitgehend zur Erhitzung des in dem Behälter befindlichen Wasser ausgenutzt werden.

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Bei den bisher bekannten gasbeheizten Warmwasserbereitern war das Leistungsvermögen eines solchen Gerätes stets zwangsläufig von der Wärmeaustauschfläche des Wärmeaustauschers abhängig, der im allgemeinen aus einen» Heisswassersammelbehälter bestand, so dass für höhere Le. atungen stets auch entsprechend grössere Geräte vorgesehen werden mussten.

Wenn man nun dabei die Wärmeaustauschfläche vergrössert, hat dies gleichzeitig auch zur Folge, dass es dadurch auch zu höheren Wärmeverlusten kommt. Diese stehen nämlich an der Wärmeaustauschfläche des Sammelbehälters im wesentlichen in unmittelbarer Abhängigkeit von der Temperatur der Wärmeaustauschwand, von der Temperatur und dem Durchsatz der im Inneren der Wärmeisolierung zirkulierenden Luft und von der als Wärmeaustauscher wirkenden Oberfläche des den Austauscher bildenden Behälters. Zu diesen Wärmeverlusten müssen dann auch noch diejenigen Wärmeverluste hinzugezählt werden, die durch die die Isollerummantelung durchdringende Wärme entstehen und die für einen gegebenen Sammelbehälter sowie für eine vorgegebene Betriebstemperatur konstant sind. Die Summe dieser Verluste stellt dann erst den Gesamtwärmeverlust des Warmwasserbereiters dar.

Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten wurden bereits Warmwasserbereiter vorgeschlagen, die jedoch im Vergleich zu ihrer Leistung von einer mehr oder weniger komplizierten Bauweise sind.

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Manche dieser Geräte sind dabei als sogenannte Speichergeräte ausgeführt, wenn nämlich die Aufheizung intermittierend erfolgt und die Wasserentnahme über einen Heisswasserspeicher vor sich geht.

Wenn der Speicher nur eine geringe oder mittlere Leistung (beispielsweise 1000 bis 6000 kcal/h) hat, so besitzt er im allgemeinen einen Behälter, der als Wasserbehälter dient, und der ausserdem mit einer Ausnehmung versehen ist, welche eine Art Zentralkamin bildet, dessen Wandungen einen Wärmeaustauscher bilden. In diesem Zentralkamin sind über die gesamte Behälterhöhe Umlenkplatten so angeordnet, dass sie einen Wärmeentzug bewirken und die heissen Gase zur Behälterwandung hin leiten, um so den Wärmeaustausch zu begünstigen.

Wenn bei einem derartigen Speicherbehälter eine möglichst grosae Wärmeaustauschfläche erhalten werden soll, so muss hierzu ein Kamin mit einem möglichst grossen Durchmesser vorgesehen werden, was wiederum zur Folge hat, dass auch der diesen Kamin durcbfliessende Gasstrom entsprechend grosser wird, der nicht zum Wärmeaustausch beiträgt. Beim Durchzug der heissen Abgase durch diesen Kamin zu dem Abzug des Speicherbehälters kommt nämlich nur eine verhältnismassig dünne zylindrische Schicht des Gases mit der Behälterwandung in Kontakt und nimmt damit wirksam an der Wärmeübertragung teil, Dies bedeutet aber, dass die in den Abgasen zur Verfügung stehende Wärme nur sehr schlecht ausgenützt wird.

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Demgegenüber steben die sogenannten Hochleistungswarmwasserbereiter (von mehr als 7OOO kcal/h), die jedoch nicht gut nur mit einem einzigen Zentralkamin versehen werden konnten, ohne dadurch die Wasserkapazität bei einem für den Speicherbehälter gegebenen Aussendurchmesser proportional zu vermindern. Deshalb wurde für diese Warmwasserbereiter W dazu übergegangen, den Speicher mit einem aus einer Vielzahl von Rohren bestehenden Wärmeaustauscher zu versehen.

Ein Nachteil dieser Art von Speicherbehältern besteht darin, dass sie kostenaufwendig sind und einen komplizierten Aufbau besitzen, da zur Verbindung der verschiedenen Einzelrohre des Rohrbündels zahlreiche Verscbweissungen vorgesehen werden müssen. Als weitere Schwierigkeit kommt dann ausserdem noch hinzu, dass diese Schweissstellen nur sehr schlecht und mit grossem Aufwand wirksam gegen Korrosionser« scbeinungen geschützt werden können.

Bei den verschiedenen Speicherarten finden sich zudem noch jeweils eine Reihe von für diese Speicher spezifischen oder ihnen allen gemeinsamen Nachteilen und Mangeln, wobei insbesondere ein ganz wesentlicher Nachteil darin besteht, dass zur Erhöhung der Leistung eines solchen Speichers hinsichtlich seiner Heizkraft und seiner Wasserspeicherkapazität stets die Wärmeaustauschfläche und damit der Raumbedarf

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des Speichers vergrössert werden muss.

Aus diesem Grunde kommt es bei Ausserbetriebsetzung des Brenners insbesondere an den grossen inneren Austauschflächen zu unvertretbaren Wärmeverlusten; im übrigen lässt sich auch bei der Betätigung der Zündflamme ein gewisser Wärmeverlust der hier entstehenden Wärme nicht vermeiden. Wenn nämlich die Zündflamme ständig brennt, so ist ihr Gasverbrauch durchaus nicht vernachlässigbar. Dadurch, dass somit die durch die Zündflamme erzeugten Wärmeeinheiten nur schlecht ausgenutzt werden, wird die Betriebsleistung eines solchen Warmwasserbereiters bzw. Speichers vermindert. Als weiterer Gesichtspunkt kommt ausserdem noch hinzu, dass sich die von der Zündflamme stammenden Abgase im wichtigen Abschnitt des Abzugskamines des Wärmeaustauschers verteilen, was zu einem erhöhten Wärmeabzug führt, wodurch es wiederum in dem Zentralkamin zu erhöhten Wärmeverlusten kommt.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Mangel und Nachteile zu beheben und einen verbesserten gasbeheizten Warmwasserbereiter zu schaffen, bei dem eine möglichst grosse Wärmeaustauschfläche wirksam

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wird, ohne dass dadurch auch der Raumbedarf des Warmwasserbereiters entsprechend vergrössert werden muss, und der sich durch eine erhöhte Wärmeleistung auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das besondere Lerkmal des erfind-ungsgemässen gasbeheizten Warmwasserbereiter darin, dass in dem Zantralkamin des als sogenannter Umfangsbehälter ausgebildeten und im Inneren der Wärmeisolierungsumnantelung befindlichen Behälters koaxial dazu ein Mittelbehälter vorgesehen ist, dessen Enden mit dem Umfangsbehälter derart verbunden sind, dass sie mit der Innenwandung des Umfangabehälters einen im Schnitt ringförmigen Kamin - bilden, co dass die aus dem Brenner kommenden Verbrennungsproduktο mit geringen Turbulenzerscheinungen durch diesen Kamin „ hindurchströmen können, und durch den Hittelbehälter eine Abzugs leitung hindurchgeführt ist, die ausschliesslich dem Abzug der von der Zündflamme stammenden Verbrennungsprodukte dient.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist unten am Gerüt nur ein kleiner lufteinlass für die Sekundärverbrennungsluft vorgesehen . Die Kaltwassereinlassleitung mündet unten im Umfangsbehälter . Ihr Ende befindet sich in der Kähe des Bodens des Hauptbehälters.Sie ist derart.ausgerichtet, dass das kalte Wasser nach seinem Austritt aus dieser leitung tangential am Boden des Umfan'gsbehälters entlang strömt und es in diesem Behälter zu einer spiralförmigen

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Wasserströmung kommt.

Ein Vorteil des erfindungsgemässeri Gerätes besteht darin, dass auf diese Weise^durch die Anordnung des Hauptbehälters eine ganz wesentliche Vergrösserung der Wärmeaustauschfläche und des Wasserspeichervolumens erzielt werden kann. Ein weitererVorteil ist ausserdem darin zu sehen, dass der in der Mitte der Gerätes befindliche störende Gasabzugsstrom vollkommen fortfällt, da die beid'en WärmeaiEtauschwände des Umfangs- und des Mittelbehälters hinreichend nahe beisammen liegen. Hierdurch kann eine gans wesentliche Wärmerückgewinnung erzielt werden.

Dadurch, dass das kalte Wasser ?jn Boden des Umfangsbehnlters durch die entsprechend schräge oder gebogene Anordnung der Kaltwassereinlassleitung tangential zum Boden eingeleitet wird, wird das Wasser in eine Art spiralförmige Fliessbewegung versetzt, wodurch sich unmittelbar unterhalb der ileisswassermenge eine Schicht kalten V/asser bildet, ohne dass es dabei praktisch zu einer Vermischung des kalten und des heissen Wassers kommt. Bs ist deshalb möglich, bis zu 9Ο'/ί des Wasserfassungsvermögens des Gerätes bei einer Temperatur zu entnehmen, welche der Höchsttemperatur sehr nahe kommt. Mit Rücksicht darauf, dass für den Brenner eine nicht unerhebliche Primärbelüftung vorgesehen ist, ist für die Verbrennung der Gase nur noch die Zuführung geringerer Mengen an aScundärluft eT+csaLei-Licb· Vie. Mussenluft gelangt nicht

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durch zahlreiche Verbindungen mit der AussenatmoSphäre zur Verbrennungskammer, da der Brenner von einem Gehäuse umschlossen ist, wodurch verhindert wird, dass zu grosse Men-, gen von sekundärer Verbrennungsluft in diese Verbrennungskammer gelangen können. Dadurch dass die Verbrennungsprodukte oder Abgase der Zündflamme ausschliesslich durch die mittlere Abzugsleitung abgezogen werden, wird ausserdem auch eine übermässige Abkühlung des Heizkörpers vermieden, da sich diese Abgase ständig in Kontakt mit einer Wärmeaustauschfläche befinden. Es kann damit also auch ein Ausgleich für die durch die Wärmeisolierung hindurch auftretenden Wärmeverluste erzielt werden, was in bezug auf die Gesamtleistung eines derartigen Gerätes von nicht unwesentlicher Bedeutung ist. '

Die Zündflamme und dio ihr zugeordnete mittlere Abzugsleitung sind in ihren Massen vorzugsweise derart ausgelegt, dass die durch die Zündflamme bewirkte Wärmezufuhr etv/as geringer ist als die Wärmeverlu3te des Gerätes, wenn sich der Brenner nicht in Betrieb befindet. Durch diesen geringfügigen Unterschied zwischen der durch die Zündflamme bewirkten Wärmezufuhr und den Wämieverlusten des Gerätes sollen nämlich gewisse klimatische Verätüeiurgpn iti der Umgebung des Gerätes berücksichtigt und ausgeglichen werden.

Es ist nämlich festgestellt worden, dass diejenigen Wärme-

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Verluste, welche in dem Heisswasserbereiter während der Regeldauer, d.h. während des zwischen zwei nacheinander folgenden Betätigungen des Brenners liegenden Zeitraumes bis zu 45 bis 50 $ der Ge samt Verluste ausmachen können, die im Vergleich zu den Wärmeverlusten der bekannten Geräte ganz wesentlich verringert werden können. Dieser Anteil an Wärmeverlusten nimmt mit zunehmender Grosse der Wärmeaustauschfläche gleichfalls zu, wobei eine solche Vergrösserung der Wärmeaustauschfläche bei den bekannten Geräten zur· Erhöhung der Leistungsfähigkeit für die Lieferung von Warmwasser unerlässlich ist.

Zur Verwirklichung eines Warmwasserbereiters der vorstehend beschriebenen Art mit einer erhöhten Heizkraft und verhältnismässig geringen Gesamtwärmeverlusten besteht das Merkmal des erfindungsgemässen Gerätes darin, dass die Unterseite und die Seitenwandung der Wärmeisolierungsummantelung luftdicht geschlossen sind und dass eine Luftzuleitung, deren Lufteinlass sich im wesentlichen auf der gleichen Höhe befindet wie die Auslassöffnung der Hauptabzugsieitung tung, mit dieser Hauptabzugsleitung nur über den Kamin in Verbindung steht.

Auf diese V/eise wird für die Verbrennungsluft ein Eingangskreis geschaffen, der zusammen mit-'dem Kamin und der

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Abzugsleitung der Abgase, die dicht mit ihm verbunden ist , während der Regelzeiten einen geometrisch und thermisch im Gleichgewicht befindlichen Syphon bildet. Dadurch wird erreicht, dass die bisher infolge eines Wärraeaustausches während der Regelzeiten am Heisswasserbehälter iufgetretenen Wärmeverluste völlig wegfallen, da die heissen χjgase der Zündflamme nur einen sehr schwachen Y/aimeabzug verursachen und da die den Kamin v/ährend dieser Zeit durchströmende Luft praktisch stets die gleiche Temperatur hat wie die Behälterwandunr;, welche den Kamin um3chliesst.

Da somit der V/ärmeabzug während der Ilegelzeiten ctetc nur sehr geringfügig ist, kann ohne weiteres die Leistung cine3 solchen Gerätes erhöht v/erden, ohne dass befürchtet v/erden muss, dass damit auch die Wärmeverluste entsprechend zunehmen.

Ein weiterer nicht unerheblicher Vorteil besteht darin, dass das erfindungsgemässe Gerät sehr geräuscharm arbeitet,da das Verbrennungsgeräusch des Brenners durch den Sekundärluftstrom gedämpft wird, der nicht mehr direkt von der Aussenluit in den Brenner gelangt.

V/eitere Vorteile und Merlanale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier den Erfindungsgedanken nicht einschränkender und in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen:

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Figur 1 einen Axialsehnitt durch eine erste Ausführungsfonn eines erfindungsgemässen Warmwasserbereiters; und

Figur 2 einen Axialsehnitt durch eine zweite Ausführungsfonn eines solchen Gerätes.

Die erste, in Figur 1 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemässen gasbeheizten Warmwasserbereiters weist eine Wärmeisolierungsummantelung 1 auf, in welcher sich ein sogenannter Umfangsbehälter 2 befindet, der seinerseits mit einer Ausnehmung versehen ist, die einen Zentralkamin 3 bildet. Im Inneren dieses Kamins ist konzentrisch zu diesem ein Mittelbehälter 4 angeordnet, der seinerseits mit dem Umfangsbehältor 2 ibor Rohrleitungen 5 und 6 in Verbindung oteht, von denen ·: i.e eine Rohrleitung - nämlich die Rohrleitun- 5 - von oberen Teil des Mittelbehälters 4 ausgeht und in den oberen Teil des Umfangsbehälters 2 mündet, während die andere - nämlich die Rohrleitung 6 - vom unteren Teil des Hittelbehälters ' ausgeht und in den unteren Teil des Behälters 2 mündet. .Ansehen der Aussenv/andung 4a des Hittelbehälters 4 und der Innenwandung 2a des Umfangsbehalters 2 befindet sich ein schmaler ringförmiger Zwischenraum 7, der so bemessen ist, dass durch die Abgasströme ein optimaler Wärmeaustausch über die gesamte Höhe des Hittelbehälters 4 gewährleistet ist, während die Aussenwandung des Umfangsbehälters 2 unmittelbar von der Wärmeisolierungsummantelung 1 umschlossen ist. Durch den Hittelbehälter 4 ist in Richtung seiner Höhe undvorzugs-

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weise auf seiner Mittelachse eine leitung 8 hindurchgeführt, welche' aussehliesslich dem Abzug derjenigen Abgas® dient» welch© durch eine Zündflamme 9 eines Brenners 10 erzeugt werden.

Durch die Anordnung eines Mittelbehälters 4 in dem Kamin

3 kann die Wärmeaustauschflache ganz erheblich vergröassert werden₉ Durch diese Anordnung wird nämlich erreicht, dass w die am Brenner 10 erzeugten Abgase in einer verhältnismässig dünnen Schicht durch den ringförmigen 'Zwischenraum 7 hindureisgeleitet werden und somit insgesamt am Wärmeaustaus?*. inäem sie einerseits as der Wandung 2a des Lai« 2 und -anderereö I «** -f-aüh mi der AussesxwaiisLang 4a des Mittelbehälters 4 eutlangsv?öicfaen. -.ΒονάΛ -αλ£ά diese Wärsioaustausehflache über die gesamte HÖiie £i«s Mittelbehälters 4 praktiesh verdoppelt. Die die Wärmeaiistauschflächen " bildenden Wandungen 2a und 4a sind dabei vorzugsweise glatt ausgebildet. Ausserdem wird durch diese Anordnung ohne eine YergrÖsserung der Aussenabmessungen des Gerätes eine nicht

unwesentliche Erhöhung der Wasserspeicherkapazität des Warmwasserbereiters erzielt, da der Hittelbehälter 4 gleichzeitig Wasser enthält, welches auf eine üJemperatur gebracht wird, , die in etwa der temperatur des in dem Umfange- oder Aussenbehälter 2 befindlichen Wassers gleich ist. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt der Hingraum 7 eine ra*- "*■"· ' diale Breite 1 von etwa 15 nra_f ItLe Oberfläche der Wandung 4a' ":'-., macht 40^ der Gesamtwärmeaustauschflache aus und das Volumen >\

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des .MittelbehäTters 4 entspricht etwa 15$ öes zur Speicherung von Warmwasser zur Verfügung stehenden Gesamtvolumens,

Das untere Ende 8a der mittleren Jbzugslßiiung8 mündet ausserhalb des Mittelbehälters 4 in der Verbrennungskammer 9a in der Nähe der Zündflamme 9, während das obere Ende 8b teilweise durch einen Zugregler, beispielsweise eine Membran 11 abgedeckt ist und in eine Hauptabzugsleitung 12 mündet . die ihrerseits mit dem ringförmigen . Kamin 3, 7 in Ver-. bindung steht. Die Seiten- oder Wärmeaustauschfläche der Abzugsleitung 8 ist derart ausgebildet, dass es zu einem optimalen Wärmeaustausch mit den durch die Zündflamme 9 erzeugten Wärmeeinheiten kommt. Im übrigen versteht es sich, dass anstelle der am oberen Ende 8b der Abzugsleitung 8 angeordneten Regelmembran 11 ohne weiteres auch eine in der Leitung 8 ausgebildete Verengung oder eine entsprechende Innenspirale vorgesehen werden kann. Ein weiteres Zugregelorgan für den in dear ringförmigen Kamin . 3, 7 wirksam werdenden Zug, beispielsweise eine z.B. am unteren Ende der Abzugsleitung. 12 angeordnete Membran 13 bewirkt eine entsprechende'Verlangsamung der Verbrennungsprodukte und damit einen verbesserten Wärmeaustausch.

Eine Kaltwassereinlassleitung 14 ist oben durch den

Umfangsbehälter 2 hindurchgeführt und an ihrem unteren Ende 15 abgeschrägt ausgebildet; Sie mündet dabei in

dem Umfangsbehälter 2 in der Nähe des Behälterbodens, so dass . 009832/1237

das Wasser tangential zu dem Boden des Urafangsbehälters 2 aus dieser Leitung austritt und somit das kalte Wasser in diesem Behälter in eine spiralförmig nach oben gehende Bewegung versetzt wird. Es versteht sich, dass die Wassereinlassleitung 14 entweder - wie in der Zeichnung angegeben von oben nach unten durch den Ümfangsbehälter 2 hindurch verlaufend angeordnet sein kann oder dass sie unmittelbar über dem Boden des Umfangsbehälters 2 in diesen Behälter münden kann. Kit dieser besonderen Anordnung wird· erreicht, dass das kalte Wasser in eine spiralförmige ]?liessbewegung versetzt wird, was wiederum zur IOlge hat, dass sich der Ümfangsbehälter 2 allmählich von unten her mit kaltem Wasser auffüllt und durch die eingeleitete Kaltwassermenge die darüber befindlichen Heisswasserschichten nicht beeinträchtigt werden, so dass das Heisswasser unvernengt und störungsfrei in den oberen Seil des Gerätes hinaufgedrängt wird.

Das heisst also mit anderen Worten, dass es nicht zu einer Vermischung zv/ischen dem heissen und dem kalten Wasser kommt, da die beiden Viasserschichten deutlich voneinander getrennt, übereinander liegen. Infolgedessen verbleibt das gespeicherte / Heisswasser praktisch stets auf ein und derselben Temperatur.

Desweiteren besitzt der Ümfangsbehälter 2 an sei-

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nem oberen lad© ein© bm ihn angeschlossene Leitung 16 zur nähme des hsis@©n Wassers- und an seinem unteren, feig eine Entleerungsleiisraig 17. ~

Bei dieser !«.sführungsform kommt es am Boden des Gesätes nur au einen geringen Einlass von Selcundärverbrennimgslufto Bei dem hier dargestellten Ausführunjobeisplel besitzt &<as Breaa©s> 10 mit einem dichten Aussengehäuse 18 eine Deckplatte 19 ₆ öl© Sm, ihre® Isssenumfang mit einer .bestimmten. Ansah! tob Öffnungen 20 fosiseiien .ist₉ welche Ihrerseits mit einem Hischea?

21 in Terbiafimig st@faea, durch den dem Brenner 10 eis aus Gas und sogenanii'äei-·¹ ^/-äälfe?Terte®?mungsluft besteheaäes Gasgemisch sugeführt vtivü._a Bi© im^iknai^iftsmmmigalMSt ifisä darefe 'S'hM nwc einen geringen Querscliaitt feag;;-t-^:a®aS.© Έά:¥ΰ^οβ -^ssasäfc:: -^

22 des Brenners 10 sugeführt, die aiiefö s© Slmloitaag um: ifcuflanane 9 dient» Bei dem hier gezeigten Ausfühnmgsb-gi.spi'i.l der Erfindung ist das Gehäuse 18 dicht an der ¥äna@ise«= liörungsummantelung 1 befestigt.

Unter anderem sind in dem Gehäuse 18 Umlenlcelemente 23 vorgesehen» die sich in der StrSsaingsbahn des von dem Mischer 21 herkommenden und aus Gas und Primärverbrennungsluft bestehenden Gemisches befindet, damit dieses Gemisch auf diese-Weise besser verteilt wird. Mit Hilfe^ dieses Brenners 10 können nicht nur sehr heisse und räumlich stark konzentrierte Abgase erhalten werden, sondern es werden damit gleichzei-

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tig auch die während der Stillstandszeiten des Brenners im

ringförmigen Abgasabzug 3, 7 entstehenden Wärmeverluste gang wesentlich vermindert, da unten am Gerät nur eine begrenzte Menge von Selcundärverbrennungsluft eintritt.

Ein [Thermostat 24 ist vom Boden des Gerätes an gerechnet vorzugsweise auf einer Höhe von einem Viertel oder einem Drittel der Gesamthöhe des Gerätes angeordnet und bewirkt ein Wiederzünden des Brenners 10, wobei.zwischen-den einzelnen Zündvorgängen jeweils ein ausreichend langer !Zeitraum liegt, um so in der Praxis auf. eine möglichst hohe Gesamtleistung zu kommen, auch wenn das Gerät in der Weise gebraucht wird, dass ihm häufig jeweils nur geringe Wassermengen entnommen werden. Diese Zündverzögerung bringt hier keinerlei Machteile mit sich, da der Brenner 10 eine ausreichende leistung hat, während bei den bekannten Geräten der ÜJhermostat in der Hähe des Bodens angeordnet ist, was zur Folge hat, dass der Brenner sehr häufig gezündet wird, woraus sich wiederum ein entsprechend hoher Gas^er-, brauch ergibt. Durch die besondere erfindungsgemässe Anord-

nung wird zudem auch die Gefahr einer Überhitzung ausgeschaltet*

Durch die Leistung des Brenners, die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers und die Wasserspeiehterkapazität des Aussen- und des Innenbehälters können dem jeweiligen Wasserverbraucher ohne weiteres auch grössere Heisswassermengen

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zur Verfugung gestellt werden, so v/ie sie "beispielsweise zur Versorgung von mehreren Badezimmern erforderlich sind. Die Aufheizung eines Bades, das beispielsweise mit einem erfindungsgemässen Warmwasserbereiter mit einem Passungsvermögen von etwa .100 1 und einer Leistung von 1700 kcal/h ausgestattet ist, dessen Umfangsbehälter einen Aussendurchmesser von 38 cm, einen Innendurchmesser von 18 cm und eine Höhe von 98 cm aufweist, während der innere oder Mittelbehälter der einen Aussendurchmesser von 15 cm und eine Höhe von 79 cm besitzt, erfolgt beispielsweise innerhalb eines Zeitraumes von etwa.10 Hinuten und bei einer kontinuierlichen Entnahme ist es somib möglich, das wärme V/asser mit einer iempsratur von 65⁰C mit einem Durchsatz von etwa 5 l/min aus dem ^'Warmwasserbereiter zu entnehmen.

Die Figur 2 gibt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes v/ieder. Hierbei sind die in bezug auf die. Figur 1 gleichen oder einander ähnlichen Bauteile des Gerätes jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und"^bei der Erläuterung des zv/eiten Ausführungsbeispieles nicht mehr im einzelnen beschrieben.

V/ie aus Figur 2 ersichtlich ist, befindet sich das obere Ende 11 der Leitung 8 im Inneren der Haupt-Abzugsleitung 12 und liegt etwa auf der Höhe' eines Luftanschlusses 26, von dem nachfolgend noch ausführlicher die Rede sein

wird. Durch diese Anordnung wird vermieden, dass die von der • 009832/1237 ' .

Zündflamme stammenden, heissen Abgase während der Stillstandszeiten, d.h. also während der Regelzeiten des Brenners IO einen unerwünschten Wärmeabzug erzeugen.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der untere Teil und die Seitenwandung der Uärmeisolierungsummantelung luftdicht abgeschlossen und eine Lufteinlassleitung 25 j deren luftanschluss· 26 im wesentlichen auf der gleichen Höhe v/ie die Ausgangsmündung 12a der Haupt-Abzugsleitung 12 angeordnet ist, steht mit dieser Haupt-Abzugsleitung 12 nur über den Kamin 3, d.h. über den ringförmigen Raum 7 in Verbindung.

L'ach einer v/eiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann die lufteinlassleitung auch am unteren Ende in die Wärnieisolierungsummantelung 1 einmünden. Es ist dann allerdings keine Vor erhitzung ,der luft möglich, bevor sie zum Brenner 10 gelangt. In diesem Falle muss der Luftanschluss 26 niedriger angeordnet sein als die Haupt-Abzugsleitung 12, damit auf diese Weise der im Gleichgewichtszustand befindliche Syphon gebildet v/ird, auf den vorstehend bereits eingegangen wurde.

Eine vorteilhafte Anordnung der Erfindung besteht darin, dass zwischen der Aussenwandung 2b des Um^angsbehäl-. ters 2 und der Innenwandung der Wärmeisolierungsuminantelung ein nur kleiner ringförmiger Zwischenraum 27 belassen wird,

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,dass das untere Ende der lufteinlassleitung 25 in den oberen Seil der Wärmeisölierungsummantelung 1 mündet und öass der Au'ssenrand der aus einer Ringscheibe gebildeten. Memferan 13 am oberen Ende des Umfangsbehälters 2 befestigt ist und dass ausserdem auch das untere Ende der Haupt-Abzugsleitung 12 dicht an der Membran 13 angebracht ist, und zwar mehr oder weniger unmittelbar am Innenrand der letzte ren·

diese Anordnung wird ein Lufteinlasskreis geschaffen, der zusammen mit dem Kamin 3, 7 und der Haupt-Absugs-. leitung 1t einem während der Regelzeitön geometrisch und thermieeü i© ^«ietsgewlöhtssustand befindlichen Syphon bildet. Während der MgßhmäMm ©teilt sieb- nämlich zwisehen dal Luftsäulen_t die "sich -eiaegseitis ia-^:äsr- lialagsleitung - ] 25 und demRingraum 27 und andererseits In dem Kamin _. ! 31 7 und der Abzugsleitung 12 befinden» rasch eis Sleich« \

gewicht ein, da'beim Erlöschen des Brenners 10 alle Wände

im Inneren des Gerätes innerhalb kurzer Zeit eine mittlere { iemperatUT annehmen, die beispielsweise in einer Grrössenord- : nung von 65?C liegt» und die zum Betrieb der Zündflamme 9 espforderliche Kriechluft nur mit einer sehr geringen Ge- ^ eenwiadigkeit durch den ringförmigen Baum 27 nach unten gelangt. Damit vird erreicht»dass der Wärmeabzug während der Regelzeiten nur sehr gering ist» so dass die Wärmeverluste während dieser Zeiten praktisch auf Hull absinken.

Entsprechend der Darstellung der'Zeichnung ist die Luftein-

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lassleitung'25 neben der Haupt-Abzugsleitung 12 vorgesehen.

liach einer weiteren vorteilhaften ι in der Zeichnung jedoch nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Einlassleitung 25 und die Haupt-Abzugsleitung 12 Icon- -·'·; zentrisch zueinander angeordnet, wobei der zwischen, den beiden Leitungen 1.2 und 25 bestehende ringförmige Zwischenraum ™ auf der einen Seite mit dem iuftanschluss und auf der anderen Seite mit dem Ringraum 27 zwischen dem TJmfangsbehälter 2 und der Wärmeisölierungsuiamantelung 1 verbunden ist» Auf diese Welse wird das bereits vorstehend erläuterte Gleichgewicht ewisüiieti den beiden Luftsäulen noch rasober erzielt.

Die Haupt"Abzugsleitung 12 ist dicht durch die obere Y/andung 1a der Wärmeisolierungsummantelung 1 hindurchgeführt • und mündet über ein Kniestück 12b horizontal In einen Zugka**. sten 28, welcher nach unten über eine öffnung 28a teilweise mit der Aussenatinosphäre in Verbindung steht und an seittfa oberen !Cell mit einer nach aussen geführten Abgasleitung 29 versehen ist. Ein vor dem oberen Teil der Auslassöffnung 12a des Kniestückes 12b angeordnetes Umlenkelement 30» das vom rechten oberen Ende.her in Richtung auf lie Öffnung 28a ' des Zugkastens 28 verläuft, verhindert, dass beispielsweise durch einen Zug in umgekehrter Richtung entstehende Windstös« se in den Abzug 3» 7 gelangen und dabei die Zündflamme 9 und möglicherweise sogar den Brenner 10 auslöschen können* .

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• Der Luftanschluss 26 der Einlassleitung 25 befindet sich im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie der untere !eil des ümlenkelementes 30. Dieser Luftanschluss kann ebenso wie der Zugkasten 28 frei zur Aussenluft hin münden, d.h. er kann ohne weiteres aus einer Wohnung herausgeführt sein, so

• dass das Gerät selbst zu der Wohnung oder dem Raum in dem

es angebracht ist, vollständig abgedichtet ist und dass sich auch beim Betrieb des Brenners 10 keine störenden Geräusche bemerkbar machen. Damit wird bei diesem Gerät eine absolute Betriebssicherheit erreicht, die selbst dann gegeben ist, wenn das Gerät nicht einwandfrei arbeiten sollte.

Nach einem weiteren Merkmal dieser Ausführungsform der Erfindung besteht die dem Brenner 10 ein aus Primärluft und Verbrennungsgas bestehendes Gemisch liefernde Mischvorrichtung 21 über die Öffnung 31 in unmittelbarer Verbindung mit dem durch das untere Ende der Wärmeisolierungsummantelung 1 begrenzten Raum, so dass die Verbrennungsluft nur über den Ringraum 27 herangeholt wird. Diese Luft ist im allgemeinen aufgrund der vorbeschriebenen Anordnung bereits vorerhitzt. • Auch hier ist ein Eindringen von Kaltluft im Bereich der Mischvorrichtung 21 nicht möglich, die andernfalls während der Regelzeiten des Gerätes möglicherweise gewisse Wärmeverluste verursachen könnte'. Die Zuführungsleitung für das Verbrennungsgas ist im übrigen dichtend durch die⁴ Ummantelung 1 hindurchgeführ-έ, bevor sie in der Mischvorrichtung 21 mündet. Die für

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die richtige Verbrennung des Gases erforderliche Sekundär-■ luft wird gleichfalls aus dem Ringraum 27 geliefert. In der Wärmeisolierungsummantelung ist vor dem Brenner 10 eine Zugangs tür 32 vorgesehen, die normalerv/eise dicht geschlossen ist.

Ein weiteres Merkmal der zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass sich der kronenförmig ausgebildete Brennerkopf 10a am Boden der Verbrennungskammer 9a, d.h. also im untersten Teil des Kamins 3, 7 befindet. Auf diese Weise wird gev/ährleistet, dass die Abgase stets durch den Kamin 3,7 abziehen und niemals in die Lufteinlassleitung 25 gelangen können, wo sie das Einströmen von frischluft behindern könnten. Die nLt einem der zv/eiten Ausführungsform der Erfindung entsprechenden Gerät erzielbaren Ergebnisse stellen einen ganz überraschenden technischen ,Fortschritt dar. Den Gesamtwärmeverlusten eines Gerätes, die sich durch eine Senkung der Wassertemperatur um etwa 15⁰G bemerkbar machen, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Betätigungen des Brenners eine Zeitdauer von 10 Stunden liegt und die mittlere Wassertemperatur 65⁰C ist, entspricht bei Ver-■ wendung des erfindungsgemässen Gerätes ein Temperaturabfall

von nur 8⁰C innerhalb einer Zeitdauer von 10 Stunden llegelaeit, wobei das erfindungsgemässe Gerät das gleiche Fassungsvermögen wie ein bekanntes Gerät besitzt. Ausser den bereits vorstehend erwähnten Vorteilen ergibt sich somit auch noch eine ganz beträchtlicheEinsparung im Verbrennungsgasverbrauch,

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— 23 «wenn sich das Gerät in der praktischen Benutzung befindet.

Es versteht sieh» dass an dem Eründungsgegenstaml aoeh zahlreiche Detailänderungen vorgenommen werden leönnee._s ©line dass hierdurch der Rahmen der Erfindung überschritten würde, die im wesentlichen in der beträchtliehen Verbesserung der Wärme- 'leistung und lader Schaffung eines Brennluftkreis©s "besteht, 'welcher mit dem Absmg einen während der Regelseitea geometrisch und thermisch im Gleichgewicht-befindlichen Syghtm bildete Im übrigen wurde ewar das awsit© .iusftiferungsbaispiel de» Erfindung hier anhand eines Gerätes mit "swei snieinanöes? te'asamtrXsch angeordneten Viasserbebältern »«schrie ben, 3®δοο!ι sifi\ i?is- ^rerg@Iai@(i©mea ex*findmugageiaässeB anwendbaren Mittel BSiQh 'üux&a&Wi ~ £i$& "sölsh® Senats denen nur eis. eineiger Wisssa^laeailatCiS? ©des? ssfes·=? gm®h m als awei zueinander konsentrische

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Claims (1)

1. Patent- (Schuta-)Ansprüche

   Gasbeheizter Warmwasserbereiter mit einem von einer Wärmeisolierungsummantelung umschlossenen Behälter mit einer einen Zentralkamin bildenden Ausnehmung, einer Mischvorrichtung, durch welche einem unterhalb des Behälters befindlichen Brenner ein aus Primärluft und Verbrennungsgas bestehendes Gemisch zugeführt wird, einem Thermostat und Leitungen für die Zuführung von kaltem Wasser, die Entnahme von warmem Wasser und für die ■ Entleerung, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zentralkamin (3, 7) des als sogenannter timfangsbehälter bezeichneten und im Inneren der Wärmeisolierungsummantelung (1) befindlichen Behälters (2) koaxial dazu ein Mittelbehälter (4) vorgesehen ist, dessen Enden mit dem Umfangsbehälter derart verbunden sind, dass sie mit der Innenwandung (2a) des ümfangsbehälters einen im Schnitt ringförmigen Kamin (3, 7) bilden, so dass die aus demBrenner (1O) kommenden Verbrennungsprodukte mit geringen lurbulenzerscheinungen durch diesen Kamin hindurchströmen können und dass durch den Mittelbehälter eine Abzugsleitung (8) hindurchgeführt is't, die ausschliesslich dem Abzug der von der Zündflamme (9) stammeTiden Verbrennungsprodukte dient.

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   2* Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an seinem unteren Teil nur ein kleine? Durchlass (22) für den Einlass von Sekundärverbrennungsluft vorgesehen ist. . ■ . .

   3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

   • net, dass der untere leil und die Seitenwandung der Wärmeisolierungsummantelung (i) luftdicht abgeschlossen sind und dass eine Lufteinlassleitung (25), deren Luftanschluss (26) im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Austrittsöffnung der Haupt-Abzugsleitung '

   (12) liegt, mit dieser Haupt-Abzugsleitung nur über den Kamin (5» 7) in Verbindung steht.

   4. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Mittelbehälter (4) hindurchgeführte Abzugsleitung (8) für dieVerbrennungsprodukte der Zündflamme (9) zu dem Mittelbehälter koaxial angeordnet ist und dass sich ihr unteres Ende in der Nähe dieser Zündflamme befindet.

   5. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltwassereinlassleitung(i4 )

   • am Grunde des ümfangsbehälters (2) mündet

   und dass ihr Ende (15) derart in'der Nähe des Bodens des Ümfangsbehälters angeordnet und ausgerichtet ist, dass

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   der Einlass des kalten V/assers tangential zum Boden des Umfangsbehälters erfolgt und das Wasser in eine Art spiralförmige Pliessbewegung versetzt wird.

   6. Warmwasserbereiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltwassereinlassleitung (H) an einem Ende umgebogen ist. "

   7. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Umfangsbehalter (2) ein Thermostat (24) vom Boden des Gerätes aus gesehen auf einer Höhe befindet, die etwa ein Viertel oder ein Drittel der Gesamthöhe des Gerätes ausmacht.

   8. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbehälter (4) über mindestens zv/ei Rohrleitungen (5, 6) mit dem Umfangsbehalter (2) verbunden ist, von dem die. eine Leitung (5) am oberen Ende und die andere leitung (6) am unteren Ende angebracht ist.

   9. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch _f gekennzeichnet, dass auf der Höhe des unteren Endes des Umfangsbehälters (2) der Brenner (10) vorgesehen iat, dessen Brennergehäuse (18) ein dicht«abschliessendes Gehäuse mit einer mittig angeordneten Ausnehmung (22) bildet, die einen'Durchtritt einer geringen Menge von Sekundärverbren-

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   * nungsluft gestattet, und in der sich die Zündflamme (9) "befindet, wobei dieses Gehäuse (18) mit einer Hischvorrichtung (21) in Verbindung steht, welche ein aus Gas und Primärluft bestehendes für dieVerbrennung erforderliches Gemisch liefert.

   10. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 , 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der mittleren Absugsleitung (8) und in der Haupt-Abzugsleitung (12) eine Regelvorrichtung (11, 13) für den Abzug vorgesehen ist.

   11. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der Lufteinlassleitung (25) im oberen !Ceil der Wärmeisolierungsummantelung

   (1) mündet, der mit einem kleinen ringförmigen Zwischenraum (27) zwischen der Aussenwand des Umfangsbehälters

   (2) und der Innenwand der WärmeisοIierungsummantelung in Verbindung steht und dass eine aus einer Ringscheibe bestehende Membran (13) mit ihrem Aussenrand dicht am oberenEnde des ümfangsbehälters und am unteren Ende der Haupt-Abzugsleitung K.12) befestigt ist.

   12. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1, 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassleitung (25) neben der Jlaupt-Abzugsleitung vorgesehen ist.

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   13. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1, 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die !lufteinlassleitung (25) und die Haupt-Abzugsleitung (12) konzentrisch zueinander angeordnet sind und der zwischen den beiden Leitungen bestehende ringförmige Zwischenraum einerseits mit dem lufteinlass (26) und andererseits mit dem Ringraum (27) zwischen dem Umfangsbehälter (2) und der Wärmeisolierungsummantelung (1) in Verbindung steht.

   14. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1, 3 und 11 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dass die dicht durch die obere Wandung derWärmeisolierungsummantelung (1) hindurchgeführte Haupt-Abzugsleitung (12) über ein Kniestück (12b) horizontal in eine Zugkammer (28) mündet, die nach unten über eine öffnung (28a) teilweise zur Aussenluft hin offen ist und nach oben eine nach aussen führende Abgasableitung (29) besitzt.

   15". Warmwas serbereit er nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem oberen Teil des Kniestückes (I2b) ein Umlenkelement (30) angeordnet ist.

   16. Warnwasserbereiter nach den Ansprüchen 1, 3 und 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Prischluftanschluss (26) der Lufteinlassleitung (25). im wesentlichen auf der gleichen Höhe angeordnet ist wie der untere Seil des Umlenkelementes (30). .- ■ .,

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   17. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gehäuse (18) des Brenners (10) und die Mischvorrichtung (21) vollständig im Inneren des dicht abgeschlossenen unteren !eils der Wärmeisolierungsummantelung (1) befinden.

   18. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 3, 9 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (31) für die Mischvorrichtung (21), die dem Brenner (10.) ein aus Primärluft und aus Verbrennungsgas bestehendes Gemisch zuführt, in unmittelbarer Verbindung mit dam durch das dicht abgeschlossene untere Ende der Wärmeisolierungsummantelung (1) begrenzten Raum steht.

   19. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wärmeisolierungsummantelung (1) vor dem Brenner (10) eine Zugangstür (32)

   * vorgesehen ist, die normalerweise dicht geschlossen ist. ι

   20. Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 bis 3 und

   11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich das obere Ende (8b) der mittleren Abzu^leitung (8) im Inneren der Haupt-Abzugsleitung (12) etwa auf der Höhe des Luftanschlusses (26) befindet. '♦'

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