DE20211503U1 - Stehender, zylindrischer Wasserspeicher aus Stahlblech geschweißt in geteilter Ausführung als Wärmespeicher - Google Patents

Description

Stehender, zylindrischer Wasserspeicher aus Stahlblech geschweißt, in geteilter Ausführung, als Wärmespeicher in Warmwasserzentralheizungsanlagen zur Laufzeitoptimierung und/oder Sperrzeitüberbrückung des Wärmeerzeugers.

Wasserspeicher als Pufferspeicher in Warmwasserzentralheizungsanlagen mit zentralem Wärmespeicher sind bekannt. Der Wärmespeicher ist hydraulisch im Anlagensystem integriert. Betriebsdruck und Betriebstemperatur der Anlage gelten somit auch für den Wärmespeicher.

Der Speicher stellt einen Druckbehälter dar, der bekannter Weise aus dem zylindrischen Mantel und den beiden gewölbten Böden besteht.

Für den Betrieb des Behälters als Wärmespeichers ist es beim "Laden" und "Entladen" von Vorteil, wenn der zylindrische Behälter in stehender Lage installiert wird.

Unter Beachtung der üblichen Transportmöglichkeiten, der Einbringungs- und Aufstellungsmöglichkeiten in Gebäuden sind Höhe und Durchmesser des Behälters begrenzt. Übersteigt das erforderliche Speichervolumen die begrenzte Behältergröße, dann werden herkömmlich mehrere Behälter in Batteriebauweise aufgestellt. Dies bedeutet mehr Material- und Montageaufwand. Der erfindungsgemäßen Neuerung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, die Behälterausführung so zu gestalten, daß die Vorteile des einzelnen, stehenden zylindrischen Behälters in Bezug auf Funktion, Hersstellungs- und Montagekosten gegenüber einer Behälterbatterie genutzt werden können.

Die erfindungsgemäße Behälterausführung ist in den Figuren 1 bis 12 zeichnerisch dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.

Figur 1 zeigt zunächst den herkömmlichen Speicherbehälter 1 in stehender Lage mit dem Durchmesser D und der Höhe H. Der Behälter 1 besteht aus dem zylindrischen Mantel 4 der oben mit Boden 2 und unten mit Boden 3 verschweißt ist. Die Böden 2 und 3 Fig.l sind formstabile gewölbte Böden in bekannter Ausführung. Die Anschlüsse 5 und 6 am Boden 2 verbinden den Speicher jeweils mit externem Wärmeerzeuger zum "Laden" bzw. Wärmeverbraucher zum "Entladen". Die Anschlüsse 7 und 8 am Boden 3 sind jeweils für die entsprechenden Rückläufe zum Speicher vorgesehen.

Dieser herkömmliche Speicheraufbau wird bei der erfindungsgemäßen Neuerung grundsätzlich beibehalten. In Figur 2 ist nun die Neuerung dargestellt. Durch Trennung des Zylinders 4 Figur 1 in der Ebene A-A auf der Höhe h entstehen die beiden Behälterteile Io und Iu Fig. 2 mit den an der Trennfläche zunächst offenen Mantelteile 4' und 4". Die offenen Seiten der Behälterteile Io und Iu werden durch die flachen Ronden 12o und 12u geschlossen und jeweils dicht verschweißt. Die beiden hydraulisch dichten Behälterteile Io und Iu Fig.2 können als Einzelbehälter leichter transportiert und an den Aufstellungsort gebracht werden. Hier werden sie, wie in Figur 2 dargestellt, fluchtend aufeinander gesetzt und über die Anschlüsse 9 und 10 durch ein flexibles Wellrohr 11 hydraulisch verbunden. Es ist nun leicht einzusehen, daß die Funktion des Speicherbehälters nach Fig.2 derjenigen nach Fig.l beim "Laden" und " Entladen" entspricht.

_ &ogr;

Dabei sollen die Prallbleche 15 jeweils vor den Anschlüssen 5 und 6 bzw. 7 und 8 angeordnet, die Durchmischung von warmen und kaltem Wasser beim "Laden" und "Entladen" des Speichers minimieren.

Die Wanddicken des herkömmlichen Behälters 1 nach Fig. 1 werden für die Teile 2, 3 und 4 nach einschlägigen Berechnungsformeln dimensioniert. Die errechneten Wanddicken werden für die Teilbehälter Io und Iu Fig.2 mit den Teilen 2, 3 sowie 4' und 4" übernommen. Die Behälterböden 12o und 12u Fig.2 an den Teilbehältern Io und Iu sind als flache Ronden ausgelegt und haben die gleiche Wanddicke wie die Zylinderwände 4,4'und 4".

Die Druckkraft die auf Grund des Betriebsdruckes in axialer Richtung wirkt, hebt sich an flachen Ronden 12o und 12u auf, wenn die Kraft in axialer Richtung in den Zylinderwänden 4¹ und 4" über Spannvorrichtungen, am Umfang gleichmäßig verteilt, aufgenommen wird. Die Spannvorrichtungen 16 Fig.2 können verschiedene Ausführungsformen haben unter Beachtung der werksseitigen Fertigung und der bauseitigen Montage. Eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Neuerung zeigt Figur 3. Hierbei wird ein noch größeres Speichervolumen in einem stehenden zylindrischen Behälter ermöglicht. Zwischen den Behälterteilen Io und Iu Figur2 wird ein Behälterteil Iz angeordnet. Der zylindrische Behälter Iz Fig.3 hat den gleichen Durchmesser wie die Teile Io und Iu und eine Höhe hz. Er besteht aus dem zylindrischen Mantel 17 und den Böden 18 und 19. Die Böden 18 und 19 sind als flache Ronden ausgelegt und entsprechen den Teilen 12o und 12u Fig.2. Die hydraulische Verbindung der einzelnen Behälter lo, Iz und Iu zeigt Figur 3. Behälterteil Io wird über Anschluß 9 und dem Wellrohr 11 mit Teil Iz über den Anschluß 20 verbunden. Teil Iz weiterhin über Anschluß 21 und Wellrohr 11 mit Teil Iu über Anschluß 10.

So wie bei der Speicherausführung nach Figur 2 sich die axialen Druckkräfte an den planen Ronden 12o und 12u gegenseitig aufheben, so ensteht die gleiche Situation am Speicher nach Figur 3. Die axialen Druckkräfte an den planen Ronden 12o und 18 sowie 19 und 12u heben sich gegenseitig auf, wenn sie über die zylindrischen Mäntel 4* und 4" und die Spannvorrichtung 16z in die gewölbten Böden 2 und 3 abgeleitet werden. Ausführungsbeispiele der Spannvorrichtungen 16 und 16z sind in den Figuren 4 bis 12 dargestellt.

Fig. 4 und 5 zeigen in Schnitt und Draufsicht ein Ausführungsbeispiel. An den zylindrischen Mäntel 4¹ und 4" der beiden Behälterteile Io und Iu werden, am Umfang in bestimmter Anzahl gleichmäßig verteilt angeordnet, die Winkel 22 fest verschweißt. Die Winkel 22 sind an ihren freien Enden gelocht zur Aufnahme der Spannschrauben 23. Fig. 6 und 7 zeigen in Schnitt und Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel. Anstelle der Winkel 22 in Fig. 4 und 5 werden die Platten 24 in gleicher Weise angeschweißt. Nach der Montage der Behälterteile Io und Iu am Aufstellungsort, werden diese durch die Laschen 25, die an den Platten 24 bauseits angeschweißt, fest verbunden.

Besteht der Speicher aus den 3 Behälterteilen lo, Iz und Iu Fig. 3, dann können prinzipiell die gleichen Spannvorrichtungen wie in den Fig. 4 bis 7 dargestellt, angewandt werden. Zwischen den Behälterteilen Io und Iu sitzt fluchtend Behälterteil Iz, wie Fig. 8 zeigt. Die Spannschrauben 23 Fig. 4 und 5 müssen nun durch die Schrauben 26 Fig. 8 ersetzt werden. Sie werden in ihrer Länge der Höhe hz des Behälterteiles Iz angepaßt.In gleicher Weise kann die Ausführung nach Fig. 6 und 7 angewandt werden. Die Laschen 25 werden in ihrer Länge auf die Höhe hz des Behälterteiles Iz abgestimmt, wie es Teil 27 Fig. 9 zeigt.

Eine weitere Ausführung der Spannvorrichtung zeigen die Figuren 10, 11 und 12. Hierbei handelt es sich um ein bekanntes Kostruktionsprinzip aus dem Behälterbau, abgestimmt auf die erfindungsgemäße Neuerung. Die Behälterteile Io und Iu Fig.10 werden nach der Montage an dem äußeren Rand der flachen Ronden 12o und 12u durch einen Spannring 28 fest verbunden. Fig. 12 zeigt die Einzelheit E der Fig. 10. Die flachen Ronden 12o und 12u bilden einen um das Maß X breiten Rand an der Außenseite der zylindrischen Wände 4' und 4". Der U-förmig profilierte Spannring 28, dargestellt in Fig. 11 legt sich um den äußeren Rand der Ronden 12o und 12u und wird durch die Spannschraube 29 zusammengezogen. Für die Speicherausführung nach Fig. 3 mit den Behälterteilen lo, Iz und Iu werden folglich zwei Spannringe 28 benötigt.

Claims (5)

1. Behälter aus Stahlblech geschweißt, als Wasserspeicher in stehender zylindrischer Form mit gewölbten Böden oben und unten dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel horizontal geteilt ist, und die durch die Teilung entstehenden offenen Querschnitte jeweils mit flachen, kreisrunden Böden verschlossen und dicht verschweißt werden, so daß der Behälter in stehender, zylindrischer Form aus zwei hydraulisch dichten Behälterteilen besteht, die vertikal fluchtend aufeinander angeordnet sind.

2. Behälter aus Stahlblech geschweißt nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel in zwei oder mehr horizontalen Ebenen geteilt ist, so daß der Behälter in stehender, zylindrischer Form aus drei oder mehr geschlossenen, hydraulisch dichten Behälterteilen besteht, die vertikal fluchtend aufeinander angeordnet sind.

3. Behälter aus Stahlblech geschweißt nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet daß die zylindrischen Behälterteile die gleiche Höhe haben.

4. Behälter aus Stahlblech geschweißt nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Behälter hydraulisch in Reihe hintereinandergeschaltet verbunden sind.

5. Behälter aus Stahlblech geschweißt nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen einzelnen Behälter, die fluchtend übereinander angeordnet sind, am äusseren Umfang durch Halte- oder Spannvorrichtungen so miteinander verbunden sind, daß die durch den Betriebsdruck entstehenden vertikalen Druckkräfte über die zylindrischen Mäntel in den oberen und unteren gewölbten Boden geleitet und dort aufgenommen werden.