DE3120098C2 - Flüssigkeitserhitzer - Google Patents

Abstract

Ein Wassererhitzungsgerät umfaßt einen Tank, der die zu erhitzende Flüssigkeit enthält, und ein Gehäuse, welches als Verbrennungskammer dient und in dem Tank angeordnet ist und etwas über den zylindrischen Mantel des Tanks sich hinaus erstreckt. Das Gehäuse ist in dem Tank unter einem derartigen Winkel angeordnet, daß es nach unten geneigt ist und durch den Mantel tritt. Diese Neigung erlaubt das Abfließen des Kondensats, welches als Nebenprodukt der Verbrennung gebildet wird. Die Verbrennungskammer umfaßt ferner eine Ablenkungs-Anordnung, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die Ablenk-Anordnung bildet eine Folge von Durchgängen mit stetig abnehmenden Querschnittsflächen, wodurch die Verbrennungsgase auf ihrem Weg von dem Verbrennungsbereich zum Abzugskanal beschleunigt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeilserhitzer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein derartiger Flüssigkeitserhitzer ist aus dem DE- GM 17 61 785 bekannt Der bekannte Flüssigkeitserhit zer hat einen senkrecht stehenden Tank mit einer ebenfalls senkrecht verlaufenden Brennkammer. Die Flamme wird vom Boden des Tanks und des Gehäuses gespeist und schlägt senkrecht nach oben. Ebenfalls senk- recht nach oben führen parallele Abgasrohre von der Brennkammer durch den Wassertank. Im Inneren der Brennkammer ist ein zylindrischer Einsatz angeordnet der den einzigen Zweck hat, die Brennkammerwandung gegen die direkte Berührung der Flamme bzw. die Flamme gegen unverhältnismäßig große Abkühlung durch die wassergekühlten Wände der Brennkammer zu schützen, und somit eine Rußbildung zu vermeiden. Zwischen der zylindrischen Wandung des Einsatzes und der Deckplatte ist ein Schlitz vorgesehen, durch den die Abgase ohne großen Widerstand und ohne Ablenkung nach der Seite abströmen können. Dadurch wird jedoch der Wärmeinhalt der Abgase nur unvollständig ausgenutzt In Gas-Wassererhitzungsgeräten wird weiterhin ein flüssiges Kondensat als ein natürliches Nebenprodukt des Verbrennungsprozesses erzeugt Bisher wurde dieses Kondensat in der Verbrennungskammer gesammelt wie beispielsweise den US-PS 24 80 657 und 26 50 575 zu entnehmen ist wo es durch die Gasflamme ver dampft wurde. In Hochleistungs-Wassererhitzungsge- räten ist jedoch eine derartige Verdampfung des Kondensats nicht erwünscht Da die Verdampfungswärme bei etwa 2252,6 J/g (540 cal/g) liegt, verbraucht jedes Gramm des Kondensats, welches in Dampf umgewan delt wird, 2262,6 J (540 Kalorien) Wärme, die anders verwendet werden könnte, um das Wasser in dem Tank zu erwärmen. In Hochleistungssystemen stellt dies jedoch eine weitere Quelle von Leistungsverlusten dar. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ei nen Flüssigkeitserhitzer mit erhöhter Leistungsfähig keit zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Es wurde gefunden, daß die Wärmemenge, welche von der Verbrennungskammer zu dem umgebenden Wasser in dem Tank übertragen wird, proportional zur Geschwindigkeit der Verbrennungsgase auf ihrem Weg von dem Zündbereich zu dem Abzugskanal ist Somit ist es wünschenswert, die Verbrennungsgase auf ihrem Weg zum Abzugskanal zu beschleunigen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Brennkammergehäuses mit darin angeordneter Ablenkeinrichtung, die eine Folge von Durchgängen für die Verbrennungsgase enthält wobei jeder der aufeinanderfolgenden Durchgänge eine geringere Querschnittsfläche aufweist als der unmittelbar vorangegangene, werden die Verbrennungsgase auf ihrem Weg durch das

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Gehäuse in Richtung auf den Abzugskanal einer Be- Die Ablenk-Anordnung 12 ist derart gestaltet, daß die

schleunigung unterworfen. Dadurch wird der Leistungs- Durchgänge 14 und 14a eine geringere Querschnittsflägrad der Wärmeübertragung wesentlich gesteigert. ehe aufweisen als der erste Verbrennungsbereich 19 und

Die Ansprüche 2 bis 5 beschreiben besonders bevor- der Durchgang 16 hat eine Querschnittsfläche, die gezugte Ausgestaltungen des Flüssigkeitserhitzers nach 5 ringer ist als diejenige der Durchgänge 14 und 14a. Patentanspruch 1. Da die heißen Gase in dem Verbrennungsbereich

Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 5 kann das erzeugt werden, treffen sie auf die Ablenkplatte 17. Einiim Brennkammergehäuse entstandene Kondensat nach ge der heißen Gase strömen durch den weiteren Durchaußen abgeleitet werden, so daß keine zusätzliche Ener- gang 18 und treten durch den Abzugskanal 6 aus. Die gie zur Verdampfung dieses Kondensats verbraucht io Mehrheit des heißen Gases wird jedoch in der Brennwird. Dadurch wird der Grad der Wärmeübertragung kammer abwärts gelenkt und durch die Durchgänge noch weiter verbessert und 14a. Die Ablenkplatte 17 erzeugt darüber hinaus

Ein Ausf ührungsbeispiel der Erfindung wird nachfol- eine Turbulenz in den Verbrennungsgasen, wodurch eigend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt ne Reinigung bewirkt wird, die zu einem leistungsfähi-

F i g. 1 einen Aufriß mit ausgesparten Teilen eines is geren Wärmeübertragungsprozeß führt Wassererhitzers, der das Brennkammergehäuse enthält, Wenn die Gase die Durchgänge 14 und 14a verlassen,

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Brennkam- müssen sie in den engeren Durchgang 16 eintreten, bemergehäuses, vor sie durch Abzugskanal 6 austreten. Das Strömen der

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 nach F i g. 2, Verbrennungsgase durch Durchgänge mit immer weiter F i g. 4 eine Draufsicht auf das Brennkamriergehäuse 20 abnehmenden Querschnittsflächen verursacht eine Ermit ausgesparten Teilen. höhung der Geschwindigkeit der Gase, -wodurch ein lei-

Gemäß F i g. 1 umfaßt ein Gas-Wassererhitzer 1 ei- stungsfähigerer Wärmeaustauschprozeß erzielt wird.

nen im allgemeinen zylindrischen Tank 2 mit einem iso-

iierten Mantel 3. Ein- und Auslaßrohre für frisches Was- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ser und erhitztes Brauchwasser sind nicht dargestellt 25

Eine Brennkammer 4 ist innerhalb des Tanks 2 angeordnet und erstreckt sich seitlich etwas über den Mantel 3 hinaus. Ein Gemisch aus Gas und Luft wird über das Rohr 5 in die Brennkammer 4 eingeführt Das Gemisch wird durch einen Zündbrenner (nicht dargestellt) gezündet und die Verbrennungsgase strömen durch die Brennkammer 4 und treten durch den Abzugskanal 6 aus.

Die Brennkammer selbst besteht aus einem im allgemeinen zylindrischen Gehäuse 7 mit einer Stirnwand 8 und einer Rückwand 9. Die untere Fläche des Gehäuses 7 hat eine Auslaßöffnung 11, welche an die Stirnwand 8 angrenzt

Gemäß F i g. 2 ist das Gehäuse 7 innerhalb des Tanks 2 unter einem Winkel von etwa 5° angeordnet Diese Abwärts-Neigung erlaubt den Kondensaten, welche sich im Abzugskanal 6 und in der Brennkammer 4 bilden, aus dem Tank 2 nach außen durch die Abflußöffnung 11 abzufließen.
Die Brennkammer 4 enthält eine Ablenkungs-Anord-

nung 12. Die Ablenkungs-Anordnung 12 umfaßt eine

Abstützung 13, welche mit der unteren Fläche des Ge-Γ» häuses in Eingriff steht und gegen die Rückwand 9 stößt Die Abstützung 13 bildet ein Paar von unteren longitudinalen Durchgängen 14 und 14a innerhalb des Genauii ses7.

fy Mit der Abstützung 13 ist eine Platte 15 verbunden,

welche mit den Seiten des Gehäuses 7 in Eingriff steht

ju Die Platte 15 erstreckt sich nach hinten zu einem Punkt

in geringer Entfernung von der Rückseite 9 und bildet einen oberen longitudinalen Durchgang 16.

Eine weitere Ablenkplatte 17 ist mit der Platte 15 verbunden und erstreckt sich nach oben unter einer Neigung in Richtung auf die Vorderwand 8. Die Ablenkplatte 17 endet kurz vor der Berührung der Gehäusewand und bildet so einen weiteren Durchgang 18, durch welche Verbrennungsgase strömen können.

Der Durchgang (18) zwischen dem Gehäuse 7 und der Ablenkplatte 17 ist erforderlich, da es unmöglich ist alle heißen Gase abwärts in die Brennkammer 4 zu befördem und einer gewissen Menge ermöglicht werden muß. am oberen Teil der Brennkammer 4 entlang zu

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitserhitzer mit einem Tank, einem in dem Tank angeordneten zylindrischen Brennkammergehäuse und einem damit verbundenen Abzugskanal für die Verbrennungsgase, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in dem Brennkammergehäuse (7) angeordneten Ablenkblechen (12), die eine Folge von Durchgängen (14,14a, 16) bilden und von dem Verbrennungsbereich zum Abzugskanal (6) führen, wobei jeder Durchgang (14,14a, 16) eine Querschnittsfläche aufweist, die geringer ist als diejenige des unmittelbar vorhergehenden Durchgangs, wodurch die Verbrennungsgase auf ihrem Weg von dem Verbrennungsbereicb zum Abzugskanal (6) beschleunigt werden.

2. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes, in dem Brennkammergehäuse (7) angeordnetes Ablenkblech (13) einen ersten Durchgang (14) bildet, und ein zweites Ablenkblech (15) vorgesehen ist, das mit dem ersten Ablenkblech (13) verbunden ist und einen zweiten Durchgang (16) bildet, der eine kleinere Querschnittsfläche aufweist, als diejenige des ersten Durchganges (14), wobei der zweite Durchgang (16) stromabseitig des ersten Durchganges (14) angeordnet ist

3. Flüssigkeitserhitzer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein weiteres Ablenkblech (17), das mit dem ersten Ablenkblech (13) verbunden ist und einen weiteren Durchgang (18) für den Teil der Verbrennungsgase bildet, der im oberen Teil der Brennkammer (4) unter Umgehung der Durchgänge (14) zum Abzugskanal (6) strömt, wobei der weitere Durchgang (18) einen geringeren Querschnitt als der zweite Durchgang (16) aufweist

4. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anordnung von Ablenkblechen (12) das erste Ablenkblech eine Abstützung (13) bildet, die in Eingriff mit der Bodenfläche des Brennkammergehäuses (7) steht und gegen die Rückwand (9) stößt, wobei die obere Kante der Abstützung (13) leicht oberhalb der Längsachse des Brennkammergehäuses (7) liegt, und die Vorderkante der Abstützung (13) sich bis in die Nähe des Zentrums des Brennkammergehäuses (7) erstreckt, und wobei die Abstützung (13) ein Paar Längsdurchgänge (14, i'XaJ'mdem Brennkammergehäuse (7) bildet, daß das zweite Ablenkblech (15) eine Platte bildet, die mit der oberen Kante der Abstützung (13) verbunden ist und im wesentlichen senkrecht zur Abstützung (13) angeordnet ist wobei die Platte (15) sich von der Vorderkante der Abstützung (13) zu einem Punkt in geringer Entfernung von der Rückwand (9) des Brennkammergehäuses (7) erstreckt und mit dessen oberem Teil einen oberen Durchgang (16) bildet und daß das Ablenkblech (17) mit der Vorderkante der Platte (15) verbunden ist und sich von dieser aus nach oben zu einem Punkt in geringem Abstand von der Oberseite des Brennkammergehäuses erstreckt wobei das Ablenkblech (17) gegen die Stirnwand (8) des Brennkammergehäuses (7) geneigt ist, um den Großteil der Verbrennungsgase zu dessen Boden hin und durch die Längsdurchgänge (14,14a, 16) zu lenken.

5. Flüssigkeitserhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenn kammergehäuse (7) sich nach außen über den Man tel (3) des Tanks (2) hinaus erstreckt eine Abflußöffnung (11) im Bodenbereich aufweist und gegenüber der Horizontalen und vom Inneren des Tanks (2) nach außen abwärts geneigt ist wodurch bei der Verbrennung gebildetes Kondensat zur Abflußöffnung (11) abfließen kann.