DE202016100078U1

DE202016100078U1 - heater

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Publication number: DE202016100078U1
Application number: DE202016100078.5U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2026-01-12

Abstract

Heizgerät, umfassend einen schraubenförmig gewendelten, ein Heizkreismedium führenden Wärmeübertrager (1) und ein an einem Wendelende (1.1) des Wärmeübertragers (1) anliegendes Deckelelement (2) mit einer Durchgangsöffnung (2.1) für ein hydraulisch mit einer Öffnung (1.2) am Wendelende (1.1) verbundenes, zur Führung des Heizkreismediums vorgesehenes Rohrelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass zur hydraulischen Abdichtung in der Durchgangsöffnung (2.1) zwischen der Öffnung (1.2) und dem Rohrelement (3) ein Dichtungselement (4) angeordnet ist.A heating device, comprising a helically coiled heat exchanger (1) guiding a heating medium medium and a cover element (2) resting against a coil end (1.1) of the heat exchanger (1) with a through opening (2.1) for a hydraulic opening (1.2) at the end of the coil ( 1.1) connected, provided for guiding the Heizkreismediums pipe element (3), characterized in that for hydraulic sealing in the passage opening (2.1) between the opening (1.2) and the tubular element (3), a sealing element (4) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a heater according to the preamble of claim 1 protection.

Ein Heizgerät der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument EP 1 562 006 B1 bekannt (siehe hierzu auch die nachfolgenden 1 und 2). Dieses Heizgerät besteht unter anderem aus einem schraubenförmig gewendelten, ein Heizkreismedium führenden Wärmeübertrager und einem an einem Wendelende des Wärmeübertragers anliegenden Deckelelement mit einer Durchgangsöffnung für ein hydraulisch mit einer Öffnung am Wendelende verbundenes, zur Führung des Heizkreismediums vorgesehenes Rohrelement. Bei dieser bekannten Lösung wird das Rohrelement an das Wendelende angeschweißt, was sich an sich bestens bewährt hat.A heater of the type mentioned is from the patent document EP 1 562 006 B1 known (see also the following 1 and 2 ). This heater consists inter alia of a helically coiled, a heating medium leading heat exchanger and a voltage applied to a helical end of the heat exchanger cover element with a through hole for a hydraulically connected to an opening at the coil end, provided for guiding the Heizkreismediums pipe element. In this known solution, the pipe element is welded to the coil end, which has proven itself in the best way.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Heizgerät der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere soll bei einem solchen Heizgerät der Fertigungsaufwand weiter reduziert werden.The invention has for its object to further improve a heater of the type mentioned. In particular, the production cost should be further reduced in such a heater.

Diese Aufgabe ist mit einem Heizgerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a heater of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of the protection claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass zur hydraulischen Abdichtung in der Durchgangsöffnung zwischen der Öffnung und dem Rohrelement ein Dichtungselement angeordnet ist.According to the invention, it is thus provided that a sealing element is arranged for the hydraulic seal in the passage opening between the opening and the tubular element.

Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass auf eine stoffschlüssige Verbindung (durch Schweißen) zwischen dem Wendelende und dem Rohrelement verzichtet wird. Stattdessen wird zur Schaffung einer dichten Verbindung ergänzend auch das Deckelelement verwendet, und zwar dadurch, dass die Durchgangsöffnung zur örtlichen Fixierung eines Dichtungselements verwendet wird.In other words, the solution according to the invention is characterized in that it dispenses with a cohesive connection (by welding) between the helical end and the tubular element. Instead, the cover element is additionally used to create a sealed connection, in that the passage opening is used for local fixation of a sealing element.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Heizgerätes ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüche.Other advantageous developments of the heater according to the invention will become apparent from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Heizgerät einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Schutzansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The heater according to the invention including its advantageous developments according to the dependent claims is described in more detail with reference to the drawing of a preferred embodiment.

Es zeigtIt shows

1 im Schnitt ein nach dem Stand der Technik bekanntes Heizgerät (siehe hierzu auch Patentdokument EP 1 562 006 B1 ); 1 in section a known from the prior art heater (see also patent document EP 1 562 006 B1 );

2 in Rückansicht das Heizgerät gemäß 1; 2 in rear view the heater according to 1 ;

3 das erfindungsgemäße Heizgerät entlang einer in 2 zur Verdeutlichung eingezeichneten Schnittebene A-A; und 3 the heater according to the invention along a in 2 for clarity illustrated section plane AA; and

4 perspektivisch den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager mit einem besonders bevorzugt ausgebildeten Wendelverschluss (als Explosionsdarstellung). 4 in perspective, the heat exchanger according to the invention with a particularly preferred trained coil closure (as an exploded view).

Das erfindungsgemäße Heizgerät ist in den 3 und 4 dargestellt. Die 1 und 2, die den oben genanten, bereits bekannten Stand der Technik wiedergeben, dienen zum besseren Verständnis der 3 und 4.The heater according to the invention is in the 3 and 4 shown. The 1 and 2 , which reproduce the above-mentioned, already known prior art, serve to better understand the 3 and 4 ,

Das erfindungsgemäße Heizgerät besteht dabei in bekannter Weise zunächst aus einem schraubenförmig gewendelten, ein Heizkreismedium führenden und eine Brennkammer umschließenden Wärmeübertrager 1 und einem an einem Wendelende 1.1 des Wärmeübertragers 1 anliegenden Deckelelement 2 mit einer Durchgangsöffnung 2.1 für ein hydraulisch mit einer Öffnung 1.2 am Wendelende 1.1 verbundenes, zur Führung des Heizkreismediums vorgesehenes Rohrelement 3.The heater according to the invention consists in a known manner, first of a helically coiled, a Heizkreismedium leading and a combustion chamber enclosing heat exchanger 1 and one at a coil end 1.1 of the heat exchanger 1 adjacent lid element 2 with a passage opening 2.1 for a hydraulic with an opening 1.2 at the end of the spiral 1.1 connected, provided for guiding the Heizkreismediums pipe element 3 ,

In ebenfalls bekannter Weise ist bei der erfindungsgemäßen Lösung bevorzugt vorgesehen, dass der schraubenförmig gewendelte, einen Strömungsspalt für heiße Abgase begrenzende Wärmeübertrager 1 aus Stahl, insbesondere Edelstahl, gebildet ist, wobei er weiterhin besonders bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt mit zwei kurzen und zwei langen Seiten 1.3, 1.4 aufweist und wobei die Öffnung 1.2 auf einer langen Seite 1.4 angeordnet ist.In a likewise known manner, it is preferably provided in the solution according to the invention that the helically coiled heat exchanger delimiting a flow gap for hot exhaust gases 1 is made of steel, in particular stainless steel, wherein it further particularly preferably has a rectangular cross-section with two short and two long sides 1.3 . 1.4 and wherein the opening 1.2 on a long side 1.4 is arranged.

Das Deckelelement 2 ist dagegen vorzugsweise aus Aluminium, insbesondere Aluminiumdruckguss, und die Durchgangsöffnung 2.1 als rundes, insbesondere kreisrundes, Loch ausgebildet.The cover element 2 On the other hand, it is preferably made of aluminum, in particular die-cast aluminum, and the passage opening 2.1 designed as a round, in particular circular, hole.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Heizgerät ist nun (siehe hierzu insbesondere 3), dass zur hydraulischen Abdichtung in der Durchgangsöffnung 2.1 zwischen der vorzugsweise als rundes, insbesondere kreisrundes, Loch ausgebildeten Öffnung 1.2 und dem Rohrelement 3 ein vorzugsweise ringförmiges und insofern vom Heizkreismedium durchströmbares Dichtungselement 4 angeordnet ist.Essential for the heater according to the invention is now (see in particular 3 ), that for hydraulic sealing in the passage opening 2.1 between the preferably formed as a round, in particular circular, hole hole 1.2 and the pipe element 3 a preferably annular and thus permeable by the heating medium sealing element 4 is arranged.

Das Dichtungselement 4 ist dabei, wie bei Dichtungen üblich, aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, gebildet. Es weist vorzugsweise einen Außendurchmesser auf, der jedenfalls in etwa einem Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 2.1 entspricht. Dies gewährleistet eine gute Führung des Dichtungselements 4 innerhalb der Durchgangsöffnung 2.1, wobei zusätzlich vorgesehen ist, dass das Dichtungselement 4 durchgangsöffnungsseitig eine zylinderförmige bzw. zylindrische Außenkontur bzw. -form aufweist.The sealing element 4 is, as usual with seals, made of an elastic material, in particular rubber. It preferably has an outer diameter, which in any case approximately in an inner diameter of the passage opening 2.1 equivalent. This ensures good guidance of the sealing element 4 within the Through opening 2.1 , wherein it is additionally provided that the sealing element 4 Has a cylindrical or cylindrical outer contour or shape on the opening side.

Noch etwas genauer betrachtet, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtungselement 4 einerseits wärmeübertragerseitig und andererseits rohrelementseitig Dichtungsanlageflächen 4.1, 4.2 aufweist, wobei das Dichtungselement 4 mit seinen Dichtungsanlageflächen 4.1, 4.2 einerseits am Wendelende 1.2 und andererseits am Rohrelement 3 dicht anliegend ausgebildet ist. Nochmals in anderen Worten ausgedrückt, ist vorgesehen, dass das Dichtungselement 4 einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Basis des Querschnitts durchgangsöffnungsseitig und die Schenkel des Querschnitts wendelendeseitig und rohrelementseitig angeordnet sind.Considered in more detail, it is preferably provided that the sealing element 4 on the one hand heat exchanger side and on the other hand tube element side sealing contact surfaces 4.1 . 4.2 having, wherein the sealing element 4 with its sealing contact surfaces 4.1 . 4.2 on the one hand at the end of the coil 1.2 and on the other hand on the pipe element 3 is formed close fitting. In other words, it is provided that the sealing element 4 has a U-shaped cross-section, wherein the base of the cross-section through-opening side and the legs of the cross-section are arranged on the coil side and the tube element side.

Um eine genau definierte Kraft bzw. Verpressung auf das Dichtungselement 2 aufbringen zu können, ist ferner bevorzugt am Rohrelement 3 ein mit dem Deckelelement 2 zusamenwirkendes Widerlager 3.1 vorgesehen. Diese Maßgabe gewährleistet letztlich einen exakt vorgebbaren Abstand zwischen dem Wendelende 1.1 und dem Rohrelement 3, der vorzugsweise etwas geringer gewählt wird, als die Dicke des Dichtungselements 4, so dass dieses in Montageposition leicht gepresst wird.To a well-defined force or compression on the sealing element 2 to be able to apply is also preferred on the pipe element 3 one with the cover element 2 cooperating abutment 3.1 intended. This proviso ultimately ensures an exactly predeterminable distance between the coil end 1.1 and the pipe element 3 , which is preferably chosen slightly smaller than the thickness of the sealing element 4 so that it is slightly pressed in the assembly position.

Ferner ist vorzugsweise die Durchgangsöffnung 2.1 mit einem Gewinde 2.2 und das Rohrelement 4 mit einem zum Gewinde 2.2 passenden Gegengewinde 4.3 versehen. Auf diese Weise kann das Rohrelement 4 einfach in die Durchgangsöffnung 2.1 eingeschraubt werden, wobei vorzugsweise das Gewinde 2.2 als Innengewinde und das Gegengewinde 4.3 als Außengewinde ausgebildet ist. Das vorgenannte Widerlager 3.1 gewährleistet dabei, dass das Rohrelement 4 nicht zu tief in die Durchgangsöffnung 2.1 eingeschraubt werden kann.Further, preferably, the through hole 2.1 with a thread 2.2 and the pipe element 4 with one to the thread 2.2 matching mating thread 4.3 Mistake. In this way, the pipe element 4 simply in the passage opening 2.1 are screwed, preferably the thread 2.2 as internal thread and the mating thread 4.3 is designed as an external thread. The aforementioned abutment 3.1 ensures that the pipe element 4 not too deep into the through hole 2.1 can be screwed.

Alternativ kann das in diesem Fall vorzugsweise außen glattzylinderische Rohrelement 4 aber auch einfach in die dann vorzugsweise innen glattzylinderische Durchgangsöffnung 2.1 eingesteckt und mit anderen Mitteln fixiert ausgebildet sein.Alternatively, in this case, preferably outside smooth cylindrical tube member 4 but also simply in the then preferably smooth cylindrical through hole 2.1 be plugged and trained fixed by other means.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht mit Verweis auf die 3 und 4 ferner darin, dass das Wendelende 1.1 mit einem vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Stopfenelement 5 verschlossen ausgebildet ist. Dabei ist das Stopfenelement 5, vorzugsweise vollständig, in das Wendelende 1.1 einschiebbar ausgebildet. Außerdem ist am Stopfenelement 5 eine mit dem Wendelende 1.2 zusammenwirkende Dichtlippe 5.1 oder dergleichen angeordnet.Another advantageous embodiment of the invention is with reference to the 3 and 4 further, that the coil end 1.1 with a preferably formed from plastic plug element 5 is formed closed. Here is the plug element 5 , preferably completely, into the coil end 1.1 trained trained. In addition, on the plug element 5 one with the helical end 1.2 cooperating sealing lip 5.1 or the like.

Damit sich das Stopfenelement 5 während des Betriebs des Heizgerätes nicht vom Wendelende 1.1 lösen kann, ist ferner vorgesehen, dass das Deckelelement 2 einen Widerlagerbereich 2.3 für das Stopfenelement 5 aufweist.So that the plug element 5 during operation of the heater not from the coil end 1.1 can solve, it is further provided that the cover element 2 an abutment area 2.3 for the plug element 5 having.

Schließlich ist vorgesehen, dass das Stopfenelement 5 eine die Öffnung 1.2 im Innern des Wärmeübertragers 2 freilassende Form aufweist. Diese gewährleistet, dass das Heizkreismedium ungehindert vom Wärmeübertrager 1 ins Rohrelement 3 oder umgekehrt strömen kann.Finally, it is provided that the plug element 5 one the opening 1.2 inside the heat exchanger 2 having free-standing shape. This ensures that the heating medium unhindered by the heat exchanger 1 into the pipe element 3 or can flow in reverse.

Das erfindungsgemäße Heizgerät funktioniert wie folgt:
Wie aus 1 ersichtlich, weist das Heizgerät einen Vorlauf- und einen Rücklaufanschluss auf. Das Heizkreismedium strömt vom nicht dargestellten Heizkreis kommend über den Rücklaufanschluss bzw. eines der beiden Rohrelemente 3 in den Wärmeübertrager 1, nimmt dort Wärme von dem in der Brennkammer mit dem Brenner erzeugten heißen Abgas auf und verlässt den Wärmeübertrager 1 über den Vorlaufanschluss bzw. das andere der beiden Rohrelemente 3. Wesentlich für das erfindungsgemäße Heizgerät ist dabei, dass die Übergangsstelle zwischen dem Rohrelement 3 und dem Wendelende 1.1 mit Hilfe des Dichtungselements 4 abgedichtet ausgebildet ist, wobei einerseits eine sich durch die Montage des Wärmeübertragers 1 zwischen den beiden Deckelelementen 2 ergebende Vorspannung und andererseits die genaue Positionierung der Anschlussfläche des Rohrelements 3 zum Dichtungselement 4 eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.The heater according to the invention works as follows:
How out 1 can be seen, the heater has a flow and a return port. The heating medium medium flows from the heating circuit, not shown, via the return connection or one of the two pipe elements 3 in the heat exchanger 1 , It absorbs heat from the hot exhaust gas generated in the combustion chamber with the burner and leaves the heat exchanger 1 via the flow connection or the other of the two pipe elements 3 , Essential for the heater according to the invention is that the transition point between the pipe element 3 and the Wendelende 1.1 with the help of the sealing element 4 is formed sealed, on the one hand a through the assembly of the heat exchanger 1 between the two cover elements 2 resulting bias and on the other hand, the exact positioning of the connection surface of the tubular element 3 to the sealing element 4 ensures a reliable seal.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WärmeübertragerHeat exchanger
1.11.1: WendelendeWendel end
1.21.2: Öffnungopening
1.31.3: kurze Seiteshort page
1.41.4: lange Seitelong page
22: Deckelelementcover element
2.12.1: DurchgangsöffnungThrough opening
2.22.2: Gewindethread
2.32.3: WiderlagerbereichAbutment area
33: Rohrelementtube element
3.13.1: Widerlagerabutment
44: Dichtungselementsealing element
4.14.1: DichtungsanlageflächeSealing abutment surface
4.24.2: DichtungsanlageflächeSealing abutment surface
4.34.3: Gegengewindemating thread
55: Stopfenelementplug member
5.15.1: Dichtlippesealing lip

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1562006 B1 [0002, 0010]

Claims

A heater comprising a helically coiled heat exchanger carrying a heating medium ( 1 ) and one at a coil end ( 1.1 ) of the heat exchanger ( 1 ) adjacent cover element ( 2 ) with a passage opening ( 2.1 ) for a hydraulic with an opening ( 1.2 ) at the end of the spiral ( 1.1 ) connected, provided for guiding the Heizkreismediums pipe element ( 3 ), characterized in that for hydraulic sealing in the passage opening ( 2.1 ) between the opening ( 1.2 ) and the tubular element ( 3 ) a sealing element ( 4 ) is arranged.

Heater according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 4 ) has an outer diameter which corresponds to an inner diameter of the passage opening ( 2.1 ) corresponds.

Heater according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing element ( 4 on the one hand heat exchanger side and on the other hand tube element side sealing contact surfaces ( 4.1 . 4.2 ) having.

Heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tubular element ( 3 ) with the cover element ( 2 ) cooperating abutment ( 3.1 ) is provided.

Heater according to one of claims 1 to 4, characterized in that the passage opening ( 2.1 ) with a thread ( 2.2 ) is provided.

Heater according to claim 5, characterized in that the tubular element ( 4 ) with a thread ( 2.2 ) mating thread ( 4.3 ) is provided.

Heater according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coil end ( 1.1 ) with a plug element ( 5 ) is formed closed.

Heater according to claim 7, characterized in that the plug element ( 5 ), preferably completely, into the coil end ( 1.1 ) is formed insertable.

Heater according to claim 7 or 8, characterized in that the cover element ( 2 ) an abutment area ( 2.3 ) for the plug element ( 5 ) having.

Heater according to one of claims 7 to 9, characterized in that the plug element ( 5 ) one the opening ( 1.2 ) inside the heat exchanger ( 2 ) has free-standing form.