DE2339096A1

DE2339096A1 - Elektrisch beheizter durchlauferhitzer und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2339096A1
Application number: DE19732339096
Authority: DE
Inventors: Manfred Fischer
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1973-08-02
Publication date: 1975-02-13

Description

STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG 3450 Holzminden / Weser

11.4.1973

ZE 6 - Akte 4Λ<σ /to

Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer für flüssige Medien mit am Mantel eines als Grundkörper dienenden Rohres außen bzw. innen angeordneten Rohrheizkörper bzw. Kanälen für die zu erhitzende Flüssigkeit.

Es sind Durchlauferhitzer dieser Gattung bekannt, bei denen die Kanäle für die zu erhitzende Flüssigkeit als fortlaufende Wände auf dem Innenmantel des als Grundkörper dienenden metallenen Rohres angebracht sind, während außen an besagtem Rohr in Wendelform die Rohrheizkörper sitzen. Die sehr schwierige und teuere, sowie stark das Material beanspruchende Herstellung solcher Geräte liegt auf der Hand. Häufiger Leckstellenanfall ist eine der Folgen, obgleich trotz allem der Wirkungsgrad noch zu wünschen übrig läßt. Auch ist die Verkalkungsgefahr bzw. Gefahr der Zusetzung bei der erwähnten Kanalwendel außerordentlich groß.

Dieser Bauart steht im übrigen noch eine andere Konstruktion gegenüber, wobei direkt an einem Wasser führenden Rohr - an dessen Außen- oder Innenmantel - Rohrheizkörper auch achsparallel zur Wasserrohrlängsachse angebracht sind. Um eine nennenswerte Wassererhitzung zu erreichen, bei gleichzeitiger Einhaltung der zulässigen Heizflächenbelastung, müssen diese mit naturgemäß sehr schlechtem Wirkungsgrad arbeitenden Vorrichtungen insgesamt in Spiralen, Wendeln oder Rohrschlangen ausgeführt werden, was

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fertigungsmäßig schwierig ist, ebenfalls leicht Schadensstellen schafft und größeren Raumaufwand bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Durchlauferhitzer zu schaffen, bei welchem alle diese Nachteile vermieden sind. Ein solcher neuer Durchlauferhitzer soll einen besseren Wirkungsgrad als die bekannten Geräte haben bzw. wesentlich raumsparender bei vergleichbarer Leistung sein, sowie dem Materialverschleiß und der Gefahr der Verkalkung oder der Zusetzung viel weniger Ansatzpunkte bieten, dabei aber fertigungsmäßig um vieles einfacher und billiger als bisher werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das aus einer metallischen Platte durch Biegung und Schweißung gebildete, als Grundkörper dienende Rohr auf dem gesamten Umfang seines Außenmantels verteilt die ganz oder fast ausschließlich zu dieser Rohrlängsachse und untereinander parallelen Rohrheizkörper - dicht am Rohr, in entsprechenden, ihren Umfang teilweise umfassenden Einbuchtungen desselben anliegend - aufweist, und daß jedem Rohrheizkörper zugeordnete, analog zu diesen direkt am Innenmantel des Grundkörper-Rohres verlaufende, miteinander verbundene FlUssigkeitskanäle in einem mit besagtem Innenmantel formschlüssigen Einsatz so ausgebildet sind, daß die Flüssigkeit am Boden nur eines der Kanäle eintritt und nach mäanderartigem, senkrecht auf- und abführenden Durchlaufen aller Kanäle im oberen Bereich von derem letztem in einem mit dem Flüssigkeitsauslauf verbundenen inneren Hohlraum besagten Einsatz gelangt.

In vorteilhafter Weise wird dabei in Weiterbildung der Erfindung der besagte Einsatz als ganz oder teilweise keramisches Bauteil oder als ganz oder teilweise metal 1 keramisches, gesintertes Bauteil ausgeführt.

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Durch herausnehmbare Ausbildung und Anordnung des Einsatzes ist ira Sinne der Erfindung der Durchlauferhitzer noch weiter zu verbessern, weil bei - wenn durch die günstige erfindungsgemäße Führung der Kanäle auch relativ später - doch einmal eintretender Verkalkung oder dergleichen das ganze Kanalsystem für die zu erhitzende Flüssigkeit ohne Schwierigkeiten rasch ausgetauscht werden kann. Unter anderem deswegen ist es auch günstig, wenn der Einsatz mehrteilig, nämlich 2- bis 5-teilig ausgebildet ist. In erfindungsgemäßer vorteilhafter Bauweise wird so vorgegangen, daß ein Teil des Einsatzes zugleich als Deckel für den Durchlauferhitzer ausgebildet ist und die oberen Umlenkungen der Flüssigkeitskanäle für den schlangenartigen FlUssigkeitsdurchlauf im Deckel eingeformt sind. Die Befestigung des Deckels am Grundkörperrohr kann zum Beispiel mittels den angeformten Deckelbund sowie Rohrbund stirnseitig übergreifender Klammern unter Verwendung an sich bekannter Dichtungen zwischen Deckel und Rohr erfolgen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen im oberen Bereich des ersten Flüssigkeitseinlauf-Kanales (6a) vorgesehenen Oberlauf - wesentlich kleineren Querschnittes als der Kanal - zum Inneren, mit dem Flüssigkeitsauslauf verbundenen Hohlraum des Einsatzes.

Dadurch wird nicht nur ein Druckausgleich im Inneren des Durchlauferhitzers erzielt, wie leicht aus den Zeichnungen zu ersehen ist, sondern es gelangt zugleich relativ kalte Flüssigkeit mit in den Raum vor den Auslauf und vermeidet so eine sonst vor allem zu Anfang des Durchlauferhitzerbetriebes eintretende zu große Flüssigkeitserhitzung.

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Die Rohrheizkörper können gemeinsam formschlüssig von einem äußeren, mit dem Grundkörper-Rohr längsachsgleichen Mantelrohr oder rohrförmigen! Mantel umgeben sein, der u.a. auch der Halterung der Isolierung des Gerätes dienen kann.

Eine günstige Anbringung der Rohrheizkörper beim erfindungsgemäßen Gerät zeichnet sich dadurch aus, daß die Rohrheizkörper haarnadelförmig - jeweils ihre elektrischen Anschlüsse parallel an einem gemeinsamen Ende aufweisend - gebogen und gleichmäßig, mit wechselweise in entgegengesetzte Richtung weisendem Anschlußende ineinandergelegt an dem den Grundkörper bildenden Rohr angeordnet sind, wobei sämtliche Anschlußenden leicht von besagtem Rohr radial wegführend abgebogen sind.

Ein besonders wichtiger Teil der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung des neuartigen Durchlauferhitzers, welches sich vor allem dadurch auszeichnet, daß das als Grundkörper dienende Rohr erst durch Biegung und Schweißung aus einer Platte gebildet wird, nachdem die Rohrheizkörper in den ihnen zugeordneten Einbuchtungen dieser Platte dicht anliegend angeordnet und mit der Platte verlötet sind.

Vorzugsweise werden dabei sowohl Verlötung wie auch die spätere Rohrschweißung automatisch vorgenommen. Unter anderem werden so die bisherigen Schwierigkeiten bei der Aufbringung der Heizkörper auf das fertige Rohr beseitigt. Die gesamte Fertigung läßt sich nunneiir weit besser als vorher automatisieren.

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Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch noch verbessert, daß eine radial nach außen wirkende, zugleich nachformende und nachverdichtende Kalibrierung des metallenen Rohrsystems durch am Innenmantel des Grundkörper-Rohres angreifende Mittel - gegen einen metallenen, die Rohrheizkörper gemeinsam umgebenden und mit dem Grundkörper-Rohr längsachsgleichen Mantel - vorgenommen wird, wobei der Mantel ein am Gerät verbleibendes Teil nach Anspruch 9 sein kann.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt. Figur 1 zeigt eine Platte mit aufgelöteten Rohrheizkörpern bevor sie zum als Grundkörper dienenden Rohr gebogen wird.

Figur 2 zeigt dazu - weiter vereinfacht - einen Schnitt nach A-B der Figur 1 und

Figur 3 stellt die Abbiegung der Heizkorperanschlußenden dar.

Figur 4 zeigt - gebrochen - den Querschnitt (etwa nach dem gebrochenen Schnitt C-D der Figur 5) der für die Erfindung wesentlichen Teile des Durchlauferhitzers und

Figur 5 gibt dazu eine teilweise nach E-F der Figur 4 aufgebrochene Ansicht wieder.

Figur 6 und Figur 7 schließlich zeigen im weiteren beschriebene Einzelheiten, etwa in Schnittebene G-H der Figur 4 dargestellt.

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Auf eine Platte 1 aus Kupferblech werden - und zwar in entsprechende Einbuchtungen 3 derselben - in automatischen Einrichtungen die haarnadelförmig gebogenen Rohrheizkörper 2 in der dargestellten Weise aufgelötet. Durch Rundbiegen und automatische Schweißung 17 (Fig. 4) wird anschließend aus der so bestückten Platte das den Grundkörper des Durchlauferhitzers bildende Rohr la geformt.

Der in seinen wesentlichen Teilen in den Figuren 4 und 5 gezeigte Durchlauferhitzer läßt neben der Anordnung besagter Rohrheizkörper 2 auch einen herausnehmbaren Einsatz 4 aus temperaturfester und mechanisch sehr stabiler, keramischer Masse erkennen, der in das Grundkörper-Rohr la - formschlüssig mit dessen Innenmantel - eingesetzt wurde, nachdem die Rohrheizkörper gemeinsam formschlüssig von einem äußeren metallenen rohrförmigen Mantel 5 umgeben worden sind und gegen diesen Mantel von dem Innenmantel des Grundkörper-Rohres la eine nachformende und nachverdichtende Kalibrierung des Rohrsystems mittels Dorn erfolgt ist. Der genannte keramische Einsatz enthält die jedem Rohrheizkörper zugeordneten Kanäle 6 für die zu erhitzende Flüssigkeit, hier Wasser.

Die Figuren zeigen deutlich den senkrechten Verlauf dieser Kanäle. Sie sind in dem Einsatz derart ausgebildet, daß das kalte Wasser am Boden nur eines derselben 6a eintreten kann (Pfeil J - Zuleitung 7 in Figur 5 gestrichelt, da sie und der zugehörige erste Kanal 6a nicht in der Schnittebene liegen) und nach mäanderartig senkrecht auf- und abführendem Durchlaufen aller Kanäle im oberen Bereich des letzten Kanals 6b über die öffnung 8 in den inneren Hohlraum

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des keramischen Einsatzes gelangt, welcher mit dem Heißwasserauslauf (nicht gezeichnet) verbunden ist.

Der in Figur 5 dargestellte Schnitt führt durch den erwähnten letzten Kanal 6b. Sinngemäß muß nach dem Gesagten der erste (Einlauf) Kanal neben dem letzten Kanal liegen. Dieser erste Kanal weist im oberen Bereich ebenfalls eine, jedoch nur kleine Überlauföffnung 10 auf, über welche schon zu Beginn des Betriebes zwangsläufig ein Druckausgleich zwischen Hohlraum 9 und den Kanälen des keramischen Einsatzes erfolgt bzw. einsetzt. Aus der Figur 6 ist erkennbar, wie die obere Umlenkung des mSanäerartigen Wasserdurchlaufes in den Kanälen in entsprechenden Einformungen 11a, 11b des Deckels 11 erfolgt (Pfeile), der einen Teil des Einsatzes 4 darstellt und mittels Klammerelementen 12 (Fig.5} oder einer entsprechenden Scheibe an einem Bördelbund 13 (Fig. 5) des Rohres la festgehalten wird. 14 (Fig. 5) ist die Dichtung. Im Beispiel besteht der Deckel aus einem gesinterten Material von hoher Festigkeit. 15 (Fig. 5) ist eine Druckscheibe, die bei entsprechend ausreichender Druckfestigkeit des Deckels 11 auch entfallen kann. In Fiqur 7 stellt sich die analoge Umlenkung im bodennahen Bereich des keramischen Einsatzes dar. Auch in Figur sind durch die entsprechenden Symbole die Richtungen des Wasserlaufes in den Kanälen bezeichnet, so zum Beispiel im Kanal 6b nach oben (also aus der Zeichnungsebene heraus) und im Kanal 6c nach unten (also in die Zeichnungsebene hinein).

Durch die aus den Zeichnungen ersichtliche Zuordnung von Wasserkanälen und Rohrheizkörpern, nebst der Wasserführung in den Kanälen, wird ein sehr guter Wirkungsgrad des Gesamtgerätes erzielt, noch begünstigt durch die Anbringung der Isolierung 16.

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Wie schon erwähnt, sind nur die für die Erfindung wesentlichen Teile des Durchlauferhitzers dargestellt. So sind zum Beispiel Wasserarmaturen und bodenseitige Abschlüsse, Verdrahtung usw. und auch eine Kunststoffgehäusekappe nicht gezeigt.

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Claims

Patentansp ruche

Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer für flüssige Medien, mit am Mantel eines als Grundkörper dienenden Rohres außen bzw. innen angeordneten Rohrheizkörper)! bzw. Kanälen für die zu erhitzende Flüssigkeit, dadurch gekennzei c h n e t , daß das aus einer metallischen Platte (1) durch Biegung und Schweißung gebildete, als Grundkörper dienende Rohr (la) auf dem gesamten Umfang seines Außenmantels verteilt die ganz oder fast ausschließlich zu dieser Rohrlängsachse und untereinander parallelelen Rohrheizkörper (2) - dicht am Rohr (la) in entsprechenden, ihren Umfang teilweise umfassenden Einbuchtungen (3) desselben an!iegend-aufweist, und daß jedem Rohrheizkörper zugeordnete, analog zu diesem direkt am Innenmantel des Grundkörper-Rohres (la) verlaufende, miteinander verbundene Flüssigkeitskanäle (6) in einem mit besagtem Innenmantel formschlüssigen Einsatz (4) so ausgebildet sind, daß die Flüssigkeit am Boden nur eines der Kanäle (6a) eintritt und nach mäanderartigem senkrecht auf- und abführenden Durchlaufen aller Kanäle im oberen Bereich von derem letztem (6b) in einen mit dem Flüssigkeitsauslauf verbundenen inneren Hohlraum (9) besagten Einsatz gelangt.
2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Einsatz (4) ein ganz oder teilweise keramisches Bauteil ist.

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3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Einsatz ein ganz oder

teilweise metal 1keramisches, gesintertes Bauteil ist.
4. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) herausnehmbar ausgebildet und angeordnet ist.
5. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet , daß der Einsatz mehrteilig, nämlich 2- bis 5-teilig ist.
6. Durchlauferhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzei chnet , daß ein Teil des Einsatzes zugleich als Deckel (11) für den Durchlauferhitzer ausgebildet ist und die oberen'Umlenkungen der Flüssigkeitskanäle (6) für den mäanderartigen Flüssigkeitsdurchlauf im Deckel eingeformt sind.
7. Durchlauferhitzer nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Befestigung des Deckels (11) am Grundkörperrohr (la) mittels angeformten Deckelbund sowie Rohrbund (13) stirnseitig übergreifender Klammern (12) unter Verwendung an sich bekannter Dichtung (14) zwischen Deckel und Rohr.
8. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, g e kennzei chnet durch einen im oberen Bereich des ersten (Flüssigkeitseinlauf)Kanales (6a) vorgesehenen Überlauf (10) - wesentlich kleineren Querschnittes als der Kanal zum Inneren, mit dem Flüssigkeitsauslauf verbundenen Hohlraum (9) des Einsatzes (4).

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9. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzei chnet , daß die Rohrheizkörper (2) gemeinsam formschlüssig von einem äußeren, mit dem Grundkörper-Rohr (la) längsachsgleichen Mantelrohr oder rohrförmigen! Mantel (5) umgeben sind.
10. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrheizkörper (2) haarnadelförmig - jeweils ihre elektrischen Anschlüsse parallel an einem gemeinsamen Ende aufweisend - gebogen und gleichmäßig, mit wechselweise in entgegengesetzte Richtung weisendem Anschlußende ineinandergelegt an dem den Grundkörper bildenden Rohr (la) angeordnet sind, wobei sämtliche Anschlußenden leicht von besagtem Rohr radial wegführend abgebogen sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines Durchlauferhitzers nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das als Grundkörper dienende Rohr (la) erst durch Biegung und Schweißung aus einer Platte (1) gebildet wird, nachdem die Rohrheizkörper (2) in den ihnen zugeordneten Einbuchtungen (3) dieser Platte dicht anliegend angeordnet und mit der Platte verlötet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn ze i chnet, daß die Verlötung, ebenso wie die spätere Rohrschweißung automatisch erfolgt.

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² -
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine radial nach außen wirkende, zugleich nachformende und nachverdichtende Kalibrierung des metallenen Rohrsystems durch am Innenmantel des Grundkörper-Rohres (la) angreifende Mittel - gegen einen metallenen, die Rohrheizkörper gemeinsam umgebenden und mit dem Grundkörper-Rohr (la) längsachsgleichen Mantel - vorgenommen wird, wobei der Mantel ein am Gerät verbleibendes Teil nach Anspruch 9 sein kann.

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