DE19737541A1

DE19737541A1 - Sheet metal storage container with middle part closed at both ends

Info

Publication number: DE19737541A1
Application number: DE1997137541
Authority: DE
Inventors: Helmut Prof Dr Burger; Werner Boehle
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-04

Abstract

At least one of the closure panels (1) closing the ends of the middle part (2) has a closeable neck (3). The sheet metal wall (4) of the container (B) forming the middle part and the closure panels is formed without a welding seam from a single metal sheet. The sheet metal wall is double layered with an inner layer of non-corrodible material thinner than the outer layer. The container contains a coiled inner heater (14).

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter aus Blech zur Er wärmung und Speicherung von Brauchwasser, bestehend aus einem an seinen Enden durch Abschlußböden verschlossenen Mittelteil, wobei mindestens einer der Abschlußböden mit einer verschließ baren Aushalsung versehen ist.The invention relates to a storage container made of sheet metal for he heating and storage of process water, consisting of one middle part closed at the ends by end floors, at least one of the end floors closes with one clear neck is provided.

Derartige Speicherbehälter sind hinlänglich bekannt und in Be nutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druck schriftlichen Nachweises bedarf. Solche Speicherbehälter beste hen in der Regel aus einem zylindrischen Mittelteil, an dem die gewölbten Abschlußböden angeschweißt sind. Abgesehen davon ge hören zu solchen Speicherbehältern grundsätzlich Zu- und Ab strömanschlüsse für das Brauchwasser und entsprechende An schlüsse für das Wärmeträgermedium zur Erwärmung des Brauchwas sers. Soweit bekannt, hat man bislang diese Art der Konstruk tion von Speicherbehältern nicht verlassen und hat dabei die mehr oder weniger große Gefahr der Korrosionsanfälligkeit von Schweißnähten in Kauf genommen bzw. Sondermaßnahmen getroffen, um die Innenwand solcher Behälter korrosionsfest zu machen. Ab gesehen von außen beheizten Speicherbehältern, die also einen Zusatzmantel für die Durchleitung des Wärmeträgers aufweisen, hat man die vorbeschriebene Konstruktion von per Schweißung an gesetzter Abschlußböden auch deshalb beibehalten, um entspre chend große Innenheizer in die Behälterkonstruktion mit einbin den zu können, d. h., der untere Abschlußboden bildet mit einem solchen Innenheizer (schraubenlinienförmig gewendeltes Rohr) eine an das Behältermittelteil anschweißbare Baueinheit.Such storage containers are well known and in Be use, so there is no particular pressure in this regard written proof is required. Such storage containers are best usually consist of a cylindrical middle part, on which the arched end floors are welded. Apart from that ge basically listen to such storage containers on and off electricity connections for the domestic water and corresponding connections conclusions for the heat transfer medium for heating the domestic water sers. As far as is known, this type of construction has so far been used tion of storage tanks and has the more or less great risk of corrosion susceptibility Accepted welding seams or taken special measures, to make the inner wall of such containers corrosion-resistant. From seen from the outside heated storage tanks, so one Have an additional jacket for the passage of the heat transfer medium, you have the construction described above by welding maintain the set end floors to correspond Include large internal heaters in the tank construction to be able to that is, the lower end plate forms with a such an internal heater (helically coiled tube) a unit weldable to the middle part of the container.

Orientiert an dieser bisherigen, nicht unbeträchtlichen Schweißaufwand verlangenden Konstruktion solcher Behälter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Speicherbehälter die ser Art dahingehend zu verbessern, daß korrosionsanfällige Schweißnähte an solchen Speicherbehältern vermieden sind, Schweißarbeitsaufwand überhaupt auf das notwendige Minimum re duziert und damit insbesondere die Herstellung solcher Behäl ter wesentlich vereinfacht ist.Oriented on this previous, not insignificant Construction of such containers requiring welding effort the invention has for its object a storage container to improve this kind so that susceptible to corrosion Welding seams on such storage containers are avoided, Welding work effort to the minimum necessary reduced and in particular the production of such containers ter is significantly simplified.

Diese Aufgabe ist mit einem Speicherbehälter der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß die das Mittelteil und die Ab schlußböden bildende Blechwand des Behälters schweißnahtlos aus einem einzigen Blechzuschnitt gebildet ist.This task is with a storage tank of the beginning named type solved in that the middle section and the Ab bottom wall of the container forming weld seams a single sheet blank is formed.

Dadurch entsteht ein innen völlig glatter, nicht von Schweiß nähten unterbrochener Behälter, wobei die zusätzliche Maßgabe "aus einem einzigen Blechzuschnitt" klarstellt, daß hier nicht etwa eine Anflanschung der Abschlußböden an das Mittelteil in Betracht gezogen ist, die immerhin vorstellbar wäre. Die erfindungsgemäße Behälterausbildung macht sich das an sich bekannte Innenhochdruckumformverfahren zunutze, das - so weit bekannt - für die Herstellung von Speicherbehältern noch nicht in Betracht gezogen wurde, und zwar vermutlich aus dem Grund, daß die sich dabei ergebenden, relativ durchmesserkleinen Aushalsungen der bequemen Einbringung von Innenheizern oben genannter Art entgegenstehen. Was die Maßgabe "wenigstens einer der Abschlußböden mit einer verschließbaren Aushalsung versehen ist" betrifft, so sei darauf hingewiesen, daß einerseits bei diesem Innenhochdruckformverfahren von entsprechend lang bemessenen Rohrstücken ausgegangen werden kann, was die Regal sein wird, andererseits aber auch von an einem Ende verschlossenen, also topfförmigen Rohrstücken, die nur vom offenen Ende mit dem Hochdruckmedium beaufschlagt werden. Die Herstellung solcher topfförmigen und in ihrer Wandung faltenfreien Rohlinge ist ebenfalls mit entsprechenden Ziehwerkzeugen, ausgehend von einem entsprechend groß bemessenen, kreisförmigen Blechzuschnitt, möglich.This creates a completely smooth inside, not sweaty stitched interrupted container, the additional requirement "from a single sheet metal blank" clarifies that here not a flange of the end plates to the Middle part is considered, which is conceivable after all would. The container design according to the invention does this make use of known hydroforming processes that - so widely known - still for the manufacture of storage tanks was not taken into account, presumably from the Reason that the resultant, relative Small - diameter necklines for easy insertion of Oppose the internal heaters mentioned above. As for the stipulation "at least one of the end floors with a lockable Necking is provided ", it should be noted that on the one hand in this hydroforming process by correspondingly long pieces of pipe are assumed can be what the shelf will be, but also from the outset one end closed, so pot-shaped pipe pieces, the only the high-pressure medium is applied from the open end become. The manufacture of such cup-shaped and in their Wall wrinkle-free blanks is also available with appropriate Drawing tools, starting from a correspondingly large one dimensioned, circular sheet metal blank, possible.

Die erfindungsgemäße Ausbildung von Speicherbehältern läßt im übrigen vorteilhafte Weiterbildungen wie folgt zu:
Ausgehend von einem entsprechenden Rohling kann die Blechwand doppellagig ausgebildet werden, wobei die innere, aus korro sionsfestem Material gebildete Lage dünner bemessen ist als die äußere Lage. Dies eröffnet die Möglichkeit, das in der Regel teurere, korrosionsfeste Material so dünn wie möglich zu hal ten, bei dem die äußere Lage, entsprechend dicker bemessen, nur für die entsprechende Druckfestigkeit des Behälters zu sorgen hat. Vorteilhaft sind dabei die beiden Lagen stoffschlüssig miteinander verbunden, was ebenfalls durch bekannte vorberei tende Maßnahmen am Rohling bewirkt werden kann. Diesbezüglich kann aber auch in Betracht gezogen werden, zwischen den beiden Lagen eine mit beiden Lagen stoffschlüssig verbindbare Metall folie, wie Kupferfolie o. dgl. anzuordnen, die bspw. durch ei nen Hartlötvorgang am Rohling zur festen Verbindung mit beiden Lagen gebracht werden kann.The design of storage containers according to the invention also allows advantageous further developments as follows:
Starting from a corresponding blank, the sheet metal wall can be formed in two layers, the inner layer formed from corrosion-resistant material being dimensioned thinner than the outer layer. This opens up the possibility of keeping the generally more expensive, corrosion-resistant material as thin as possible, in which the outer layer, correspondingly thicker, only has to ensure the corresponding pressure resistance of the container. The two layers are advantageously integrally connected to one another, which can also be effected by known preparatory measures on the blank. In this regard, it can also be considered to arrange between the two layers a metal foil, such as copper foil or the like, which can be connected to both layers, which can be brought about, for example, by a hard soldering process on the blank for firm connection to both layers.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung für einen Speicherbe hälter mit sog. Außenheizung besteht darin, daß das Mittelteil mit wellenförmigen, mindestens einen Durchströmkanal bildenden Kanaleintiefungen versehen ist, wobei mindestens der Er streckungsbereich der Kanaleintiefungen am Behälter mit einem Ummantelungsblech verschlossen und der Durchströmkanal an sei nen Enden mit Zu- und Abströmanschlüssen versehen ist. Solche Kanaleintiefungen entstehen also, entsprechend ausgebildetes Formwerkzeug vorausgesetzt, automatisch bei der Hockdruckaus formung des Speicherbehälters mit.A particularly advantageous development for a storage area Container with so-called external heating is that the middle part with undulating, at least one flow channel Channel recesses is provided, at least the Er stretching range of the channel depressions on the container with a Cladding sheet closed and the flow channel on NEN ends are provided with inflow and outflow connections. Such Channel depressions thus arise, appropriately trained Mold provided, automatically at high pressure formation of the storage container with.

Falls im Gegensatz zu einem außenbeheizten Speicherbehälter eine Innenbeheizung vorgesehen ist, so besteht mit Rücksicht auf die relativ durchmesserkleine, vom Rohling her vorgegebene Aushalsung eine vorteilhafte Weiterbildung eines solchen Behäl ters darin, daß der zugehörige Innenheizer nicht nur aus einem schraubenlinienförmig gewendelten Rohr besteht, sondern dieses Rohr in sich auch elastisch ist. Mit Rücksicht auf die relativ durchmesserkleine Aushalsung müßte nämlich ein gewendelter In nenheizer eine entsprechend große aber die Wärmeübertragungs fläche begrenzende Gangsteigung aufweisen, um diesen durch die enge Aushalsung überhaupt in den Behälter "einschrauben" zu können. Durch das nunmehr vorgesehene, in sich biegsame und ge wendelte Innenheizerrohr muß keine große Gangsteigung an diesem vorhanden sein, und es kann neben problemloser Einbringbarkeit auch eine entsprechend große Wärmeübertragungsfläche unterge bracht werden.In contrast to an externally heated storage tank internal heating is provided, so considerate to the relatively small diameter specified by the blank Necking an advantageous development of such a container ters in that the associated interior heater not only from one helically coiled tube, but this Tube is also elastic in itself. With respect to the relative Small-diameter necking would have to be a coiled in nenheizer a correspondingly large but the heat transfer have area-limiting pitch to pass through the "screw" the narrow neck into the container at all can. Due to the now intended, flexible and ge coiled inner heater tube does not have a large pitch on this be present, and it can be easy to insert also a correspondingly large heat transfer area be brought.

Der erfindungsgemäße Speicherbehälter wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The storage container according to the invention is described below the drawing of exemplary embodiments closer explained.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Speicherbehälter mit Innen heizer und zwei Aushalsungen; Fig. 1 shows a section through a heater storage tank with interior and two extrusions;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Speicherbehälter mit nur einer oberen Aushalsung und in besonderer Ausfüh rungsform; Figure 2 shows a section through a storage container with only one upper neck and in a special embodiment.

Fig. 3 eine weitere besondere Ausführungsform des Speicher behälters gemäß Fig. 2; Fig. 3 shows another special embodiment of the storage container according to FIG. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch den, Speicherbehälter gem. Fig. 3; Fig. 4 shows a section through the storage tank acc. Fig. 3;

Fig. 5 einen horizontal anzuordnenden Speicherbehälter in besonderer Ausführungsform;5 shows a storage tank to be arranged horizontally in a particular embodiment.

Fig. 6 einen Schnitt durch den Speicherbehälter gem. Fig. 5; Fig. 6 shows a section through the storage container. Fig. 5;

Fig. 7 einen rohrförmigen Rohling stark schematisiert in An ordnung in einem Formwerkzeug zur Anwendung des In nenhochdruckverfahrens; Fig. 7 is a tubular blank highly schematically in order in a mold for applying the In NENHighdruckverfahren;

Fig. 8 eine entsprechende Darstellung gemäß Fig. 7, aber mit einem "topfförmigen" Rohling und Fig. 8 is a corresponding representation according to FIG. 7, but with a "cup-shaped" blank and

Fig. 9 im Schnitt das Formwerkzeug für die Ausführungsform des Behältermittelteiles im Sinne der Fig. 2. Fig. 9 in section, the mold for the embodiment of the container the central part in the sense of FIG. 2.

Der Speicherbehälter aus Blech zur Erwärmung und Speicherung von Brauchwasser besteht nach wie vor aus einem an seinen Enden durch Abschlußböden 1 verschlossenen Mittelteil 2, wobei minde stens einer der Abschlußböden 1 mit einer verschließbaren Aus halsung 3 versehen ist.The storage container made of sheet metal for heating and storing service water still consists of a closed at its ends by end plates 1 middle part 2 , at least one of the end plates 1 is provided with a lockable neck 3 .

Für alle in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Speicherbehälter ist nun wesentlich, daß die das Mittelteil 2 und die Abschlußböden 1 bildende Blechwand 4 des Behälters B schweißnahtlos aus einem einzigen Blechzuschnitt gebildet ist. Ausgegangen ist dabei un ter Anwendung des sog. Innenhochdruckumformverfahrens beim Be hälter nach Fig. 1, der bevorzugt wird, von einem keine Sonder vorbereitungsvorgänge verlangenden Rohrstück, bei dem es sich im Beispiel um ein dupliziertes Rohr handelt, d. h., dieses Rohrstück weist eine innere, aus korrosionsfestem Material ge bildete Lage 5 auf, die dünner bemessen ist als die äußere Lage 6, die aus nicht korrosionsbeständigem Material, bspw. St 37 besteht. Einen größeren Vorarbeitsaufwand verlangt ein topfar tig ausgebildeter Rohling gemäß Fig. 8, der sich nach entspre chenden Ziehvorgängen aus einem kreisförmigen Blechzuschnitt herstellen läßt. Auch hierbei ist dieser Rohling wieder aus zwei Lagen 5, 6 entsprechender Materialauswahl und Material stärke gebildet. Wie einleitend vorerwähnt, kann zwischen den beiden Lagen eine mit beiden Lagen 5, 6 stoffschlüssig verbind bare Metallfolie 7 (bspw. Kupferfolie), wie in den Fig. 7, 8 nur angedeutet, angeordnet sein. Um auch bei den aus topfförmi gen Rohlingen ausgeformten Behältern nach den Fig. 2 bis 6 ein zuschweißende Kaltwasserzufuhranschlüsse zu vermeiden und damit jegliche Schweißnaht und Spaltbildung im Bodenbereich dieser Behälter, wird zweckmäßig, wie gestrichelt in Fig. 2 angedeu tet, das Kaltwasserzufuhrrohr 12 durch den Verschlußdeckel der Aushalsung 3 mit eingeführt.For all of the storage containers shown in FIGS. 1 to 6, it is now essential that the sheet metal wall 4 of the container B forming the central part 2 and the end bottoms 1 is formed seamlessly from a single sheet metal blank. Is assumed here un ter application of the so-called. Internal high container during loading shown in FIG. 1, which is preferred from a no special preparation processes longing tubular piece, which is, in the example is a duplicate tube, that is, this tube section has an inner, layer 5 formed from corrosion-resistant material, which is dimensioned thinner than the outer layer 6 , which consists of non-corrosion-resistant material, for example St 37. A larger preparatory work requires a pot-shaped blank according to FIG. 8, which can be produced from a circular sheet metal blank after corresponding drawing operations. This blank is again formed from two layers 5 , 6 corresponding material selection and material thickness. As mentioned in the introduction, a metal foil 7 (for example copper foil), such as copper foil, which can be connected to the two layers 5 , 6 , can be arranged between the two layers, as only indicated in FIGS . 7, 8. To angedeu tet even when the molded from topfförmi gen blanks containers according to Figs. 2 to avoid through 6, a zuschweißende cold water supply connections and therefore any weld and gap formation in the bottom portion of this container is suitably, as shown in phantom in Fig. 2, the cold water supply pipe 12 through the Cap of the neck 3 introduced.

Der in Fig. 1 dargestellte, mit zwei Aushalsungen 3 versehene Behälter, in dem ein sog. Innenheizer 14 in der bspw. darge stellten Form angeordnet ist (die Einbringung wird noch näher erläutert), kann natürlich, wie gestrichelt angedeutet, auch statt dessen mit einer Außenbeheizung versehen werden, d. h. mit einem entsprechenden, mit Zu- und Abströmanschlüssen 11 für das Heizmedium versehenen Ummantelungsblech 10.The shown in Fig. 1, provided with two necklines 3 container, in which a so-called. Interior heater 14 is arranged in the example Darge presented (the introduction is explained in more detail), of course, as indicated by dashed lines, instead of with be provided with external heating, ie with a corresponding sheathing plate 10 provided with inflow and outflow connections 11 for the heating medium.

Da die wesentliche Maßgabe der Schweißnahtlosigkeit und Bildung aus einem einzigen Blechzuschnitt durch Anwendung des Innen hochdruckumformverfahrens verwirklicht wird, wird dieses in vorteilhafter Weiterbildung des Behälters und wie vorerwähnt, dahingehend mit ausgenutzt, daß das Mittelteil 2 mit wellenför migen, mindestens einen Durchströmkanal 8 bildenden Kanalein tiefungen versehen ist, wobei mindestens deren Erstreckungsbe reich E am Behälter B mit einem Ummantelungsblech 10 verschlos sen und der Durchströmkanal 8 an seinen Enden 8' mit Zu- und Abströmanschlüssen 11 versehen ist. Dies setzt lediglich ein entsprechendes Formwerkzeug gemäß Fig. 9 voraus. Beim Ausfüh rungsbeispiel des Speicherbehälters nach Fig. 2 ergibt sich im Erstreckungsbereich E eine schraubenlinienförmige, das Mittel teil 2 von oben nach unten geführte Strömung für das Heizme dium. Andere Kanalführungen im Sinne der Fig. 3 sind dabei ebenfalls ohne weiteres möglich oder auch bei horizontal ange ordneten Behältern, wie bspw. in Fig. 5 gestrichelt angedeutet. Since the essential requirement of seamlessness and formation from a single sheet metal blank is achieved by using the internal high-pressure forming process, this is used in an advantageous further development of the container and, as mentioned above, with the fact that the central part 2 with corrugated, at least one flow channel 8 forming channel depressions is provided, with at least their range E at the container B with a sheathing plate 10 and the flow channel 8 is provided at its ends 8 'with inflow and outflow connections 11 . This only requires a corresponding molding tool according to FIG. 9. In the example of the storage container according to FIG. 2, there is a helical shape in the extension area E, the middle part 2 of the flow from top to bottom for the heating medium. Other channel guides in the sense of FIG. 3 are also easily possible, or are also indicated in horizontally arranged containers, as indicated by dashed lines in FIG. 5.

Was die Einbringung eines Innenheizers 14 in den Behälter gemäß Fig. 1 betrifft, so sei darauf hingewiesen, daß dieser bei ex zentrischer Zuordnung zum bodenseitigen Verschluß 13, wie vor erwähnt, eine ausreichend große Gangsteigung haben muß, um ei nen solchen Innenheizer zunächst etwas seitlich versetzt durch die relativ enge Aushalsung 3 schrauben zu können.As far as the introduction of an internal heater 14 into the container according to FIG. 1 is concerned, it should be noted that this, with the eccentric assignment to the bottom closure 13 , as mentioned before, must have a sufficiently large pitch to initially have such an internal heater somewhat laterally offset by the relatively narrow neck 3 to be able to screw.

Um eine größere Anzahl von Rohrgängen und damit eine größere Wärmeübertragungsfläche in den Behälter B einbringen zu können, ist das gewendelte Innenheizerrohr zusätzlich in sich elastisch ausgebildet, wie dies nur links oben am Innenheizer 14 angedeu tet ist. Da dadurch die Gänge des Innenheizers zueinander beim Einschraubvorgang spreizbar werden, ist also ein solcher Innen heizer problemlos in den Behälter einbringbar. Außerdem wird durch die faltenbalgartige Ausbildung des Rohres dessen Fläche nicht unwesentlich vergrößert.In order to be able to introduce a larger number of pipe passages and thus a larger heat transfer surface into the container B, the coiled inner heater tube is additionally elastic in itself, as is indicated only on the top left of the inner heater 14 . Since this means that the aisles of the inner heater can be spread apart during the screwing-in process, such an inner heater can therefore be introduced into the container without any problems. In addition, the area of the bellows-like configuration of the tube is not insignificantly increased.

Claims

1. Storage tank made of sheet metal for heating and storing service water, consisting of a central part ( 2 ) closed at its ends by end plates ( 1 ), at least one of the end plates ( 1 ) being provided with a closable neck ( 3 ), characterized in that that the middle part ( 2 ) and the end bottoms ( 1 ) bil dende sheet metal wall ( 4 ) of the container (B) is formed seamless from a single sheet metal blank.

2. Container according to claim 1, characterized in that the sheet metal wall ( 4 ) is double-layered and the layer ( 5 ) formed in nere, made of corrosion-resistant material is thinner than the outer layer ( 6 ).

3. Container according to claim 2, characterized in that the two layers ( 5 , 6 ) are integrally connected.

4. Container according to claim 2, characterized in that between the two layers ( 5 , 6 ) with two layers ( 5 , 6 ) cohesively connectable metal foil ( 7 ), such as copper foil or the like. Is arranged.

5. Container according to one of claims 1 to 4, characterized in that the central part ( 2 ) with undulating, at least egg nen flow channel ( 8 ) forming channel depressions ( 9 ) is provided, at least their extension region (E) on the container (B) closed with a sheathing plate ( 10 ) and the flow channel ( 8 ) is provided at its ends ( 8 ') with inflow and outflow connections ( 11 ).

6. Container according to one of claims 1 to 4, characterized in that the arrangement of a coiled inner heater ( 14 ) in the container (B) whose tube is designed to be elastically spreadable and resettable.