EP2784408B1 - Heizkessel - Google Patents

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EP2784408B1
EP2784408B1 EP14160928.9A EP14160928A EP2784408B1 EP 2784408 B1 EP2784408 B1 EP 2784408B1 EP 14160928 A EP14160928 A EP 14160928A EP 2784408 B1 EP2784408 B1 EP 2784408B1
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EP
European Patent Office
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heating boiler
boiler according
heat exchanger
cover element
gap heat
Prior art date
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EP14160928.9A
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English (en)
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EP2784408A1 (de
Inventor
Roger DÖNGES
Gunthard Görge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Viessmann Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
Viessmann Werke GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/43—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes helically or spirally coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/02—Casings; Cover lids; Ornamental panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/12—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes
    • F24H9/13—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes for water heaters

Definitions

  • the invention relates to a heating boiler according to the preamble of patent claim 1.
  • a boiler of the type mentioned is out EP 0 970 327 B1 known.
  • This consists of a combustion chamber, the veridendig with cover elements and formed by a helically coiled gap heat exchanger is formed.
  • this boiler consists of a gap heat exchanger enclosing housing, which is formed from the cover elements and a jacket part, wherein the gap heat exchanger for forming an accessible from outside the housing connecting piece has a free, an outer cylinder circumference of the gap heat exchanger superior end.
  • FIG. 4 This document can only assume that the shell part corresponding through holes are provided.
  • the invention has for its object to improve a boiler of the type mentioned.
  • a boiler is to be created with as easy to produce through holes.
  • a passage opening for the connecting piece is formed on the cover element.
  • the solution according to the invention thus characterized by the fact that not the jacket part, but the lid member itself is provided with a passage opening for the connection piece.
  • This proviso has the advantage that a complicated design of a through hole on the shell part can be omitted, whereas the particular cast technology training the passage opening on the lid member comparatively easy to manufacture and beyond, which will be explained in more detail below, also good seal.
  • the illustrated boiler consists of a combustion chamber 1, which at both ends with lid elements 2 ver and (at least partially) is formed by a helically coiled gap heat exchanger 3 is formed. Furthermore, the boiler consists of a gap heat exchanger 3 enclosing housing, which is formed from the cover elements 2 and a shell part 4, wherein the gap heat exchanger 3 for forming an accessible from outside the housing connecting piece 5 has a free, an outer cylinder circumference of the gap heat exchanger 3 superior end ,
  • cover elements 2 it is preferably provided that these are formed by casting technology, in particular as an aluminum die casting. Furthermore, it is provided (not shown separately) that a burner for liquid or gaseous fuels is arranged on one of the cover elements 2 (in this way the combustion chamber is closed towards the outside, for example a thermal insulation block or the like on the cover element 2) provided for completion of the combustion chamber 1).
  • a burner for liquid or gaseous fuels is arranged on one of the cover elements 2 (in this way the combustion chamber is closed towards the outside, for example a thermal insulation block or the like on the cover element 2) provided for completion of the combustion chamber 1).
  • FIG. 1 and 3 it can be seen, while the lid member 2 is annular and about the same extent in the radial extent as the gap heat exchanger 3 is formed.
  • the gap heat exchanger 3 has in a conventional manner a (substantially) rectangular flow area, with short sides of the rectangle forming its inner and outer peripheral surface.
  • the preferably circular on the outer circumference cover element 2 is formed inserted in a conventional manner in the shell part 4. After insertion, the edge of the preferably cylindrical shell part 4, as particularly good FIG. 1 visible, flanged for fixing the lid member 2. It is further provided that the housing is formed the gap heat exchanger 3 to form an exhaust chamber 12 enclosing. In addition, in particular with reference to FIG. 5 on the shell part 4, an exhaust port 15 and a condensate drain 16 is provided.
  • the cover element 2 in the region of the passage opening 6 in the axial direction of the gap heat exchanger 3 seen thicker than the connecting piece 5 is formed.
  • the passage opening 6 is up to a the shell part 4 facing the outer periphery of the lid member 2 is formed reaching, the outer periphery (with reference to FIG. 2 and 3 ) is formed as an outer peripheral surface 11.
  • connection piece 5 suitably trained arrangement area 7 (for the connection piece 5) provided, wherein also (see in particular FIG. 4 ) of the connecting piece 5 is particularly preferably formed as a straight, also having a substantially rectangular flow cross section exhibiting pipe section.
  • a preferably approximately rectangular recess 8 is provided on the shell part 4 in the region of the passage opening 6.
  • This recess 8 on the shell part 4 in this case has a circumferential width (length), which corresponds to a circumferential width (length) of the through hole 6.
  • the recess 8 is open to the edge of the shell part 4, ie the cover element 2 can be inserted together with the gap heat exchanger 3 in the shell part 4.
  • the depth or width of the recess 8 is selected so that it corresponds to the thickness of the gap heat exchanger 3 plus the outer wall thickness of the cover element 2 in the region of the through hole 6.
  • a sealing element 9 is arranged between the cover member 2 and the shell part 4, in particular for sealing the exhaust chamber 12 relative to an environment of the housing.
  • This sealing element 9 is preferably made of an elastic material, in particular rubber.
  • a groove 10 for receiving the sealing element 9 is provided.
  • the sealing element 9 comprises an annular annular seal part 9.1 which fits the groove 10.
  • the sealing element 9 also comprises a surface sealing part 9.2 which fits the outer circumference of the cover element 2. This is how the comparison between FIG. 1 and 6 shows, larger than the recess 8 formed on the shell part 4.
  • the surface sealing part 9.2 has a the connecting piece 5 accurately enclosing sealing passage 9.3.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Heizkessel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Das Dokument EP 1 703 227 A2 offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Heizkessel der eingangs genannten Art ist aus EP 0 970 327 B1 bekannt. Dieser besteht aus einer Brennkammer, die beidendig mit Deckelelementen ver- und von einem schraubenlinienförmig gewendelten Spaltwärmetauscher umschlossen ausgebildet ist. Außerdem besteht dieser Heizkessel aus einem den Spaltwärmetauscher umschließenden Gehäuse, das aus den Deckelelementen und einem Mantelteil gebildet ist, wobei der Spaltwärmetauscher zur Ausbildung eines von außerhalb des Gehäuses zugänglichen Anschlussstutzens ein freies, einen äußeren Zylinderumfang des Spaltwärmetauschers überragendes Ende aufweist. Eine genauere Erläuterung, wie der Anschlussstutzen bei dieser Lösung aus dem Gehäuse herausgeführt wird, ist in EP 0 970 327 B1 nicht angegeben. Aus Figur 4 dieses Dokuments lässt sich lediglich vermuten, dass am Mantelteil entsprechende Durchgangsöffnungen vorgesehen sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein Heizkessel mit möglichst einfach herzustellenden Durchgangsöffnungen geschaffen werden.
  • Diese Aufgabe ist mit einem Heizkessel der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass am Deckelelement eine Durchgangsöffnung für den Anschlussstutzen ausgebildet ist.
  • Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass nicht das Mantelteil, sondern das Deckelelement selbst mit einer Durchgangsöffnung für den Anschlussstutzen versehen ist. Diese Maßgabe hat dabei den Vorteil, dass eine komplizierte Ausbildung einer Durchgangsöffnung am Mantelteil entfallen kann, wohingegen die insbesondere gusstechnische Ausbildung der Durchgangsöffnung am Deckelelement vergleichsweise einfach herzustellen und darüber hinaus, was unten noch genauer erläutert wird, auch gut abzudichten ist.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Heizkessels ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Der Vollständigkeit halber wird noch auf den Heizkessel gemäß EP 1 562 006 B1 hingewiesen. Dieser besteht ebenfalls aus einer Brennkammer, die beidendig mit Deckelelementen ver- und von einem schraubenlinienförmig gewendelten Spaltwärmetauscher umschlossen ausgebildet ist. Außerdem weist dieser Heizkessel ein den Spaltwärmetauscher umschließendes Gehäuse auf, das aus den Deckelelementen und einem Mantelteil gebildet ist. Im Unterschied zur oben genannten, erfindungsgemäßen Lösung weist bei dieser Konstruktion, die sich im übrigen in der Praxis bestens bewährt hat, der Spaltwärmetauscher an seinen beiden Enden axial orientiert ausgerichtete, angeschweißte und rohrförmig ausgebildete Anschlussstutzen auf, wobei an den Deckelelementen an die Anschlussstutzen formangepasst ausgebildete und von diesen abgedichtet durchgriffene Öffnungen vorgesehen sind.
  • Der erfindungsgemäße Heizkessel einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt perspektivisch
    • Figur 1
    den erfindungsgemäßen Heizkessel (ohne Brenner);
    Figur 2
    den Heizkessel gemäß Figur 1 aus einer anderen Blickrichtung und ohne Mantelteil;
    Figur 3
    das Deckelelement mit Durchgangsöffnung für den Anschlussstutzen des Heizkessels gemäß Figur 1;
    Figur 4
    den Spaltwärmetauscher gemäß Figur 1 mit geradlinigem Anschlussstutzen;
    Figur 5
    das Mantelteil des Heizkessels gemäß Figur 1; und
    Figur 6
    das zwischen Deckelelement und Mantelteil zu positionierende Dichtelement.
  • Der in den Figuren, insbesondere Figur 1, dargestellte Heizkessel besteht aus einer Brennkammer 1, die beidendig mit Deckelelementen 2 ver- und (mindestens teilweise) von einem schraubenlinienförmig gewendelten Spaltwärmetauscher 3 umschlossen ausgebildet ist. Ferner besteht der Heizkessel aus einem den Spaltwärmetauscher 3 umschließenden Gehäuse, das aus den Deckelelementen 2 und einem Mantelteil 4 gebildet ist, wobei der Spaltwärmetauscher 3 zur Ausbildung eines von außerhalb des Gehäuses zugänglichen Anschlussstutzens 5 ein freies, einen äußeren Zylinderumfang des Spaltwärmetauschers 3 überragendes Ende aufweist.
  • Bezüglich der Deckelelemente 2 ist bevorzugt vorgesehen, dass diese gusstechnisch, insbesondere als Aluminiumdruckguss, hergestellt ausgebildet sind. Weiterhin ist vorgesehen (nicht extra dargestellt), dass an einem der Deckelelemente 2 ein Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe angeordnet ist (auf diese Weise wird die Brennkammer nach außen hin abgeschlossen; auf der gegenüberliegenden Seite ist zum Beispiel ein Wärmedämmblock oder dergleichen am Deckelelement 2 zum Abschluss der Brennkammer 1 vorgesehen). Wie aus Figur 1 und 3 ersichtlich, ist dabei das Deckelelement 2 ringförmig und in radialer Erstreckung etwa genauso breit wie der Spaltwärmetauscher 3 ausgebildet ist. Der Spaltwärmetauscher 3 weist dabei in an sich bekannter Weise einen (im wesentlichen) rechteckigen Durchströmquerschnitt auf, wobei kurze Rechteckseiten seine innere und äußere Umfangsfläche bilden.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass das am Außenumfang vorzugsweise kreisförmige Deckelelement 2 in an sich bekannter Weise in das Mantelteil 4 eingeschoben ausgebildet ist. Nach dem Einschieben wird der Rand des vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Mantelteils 4, wie besonders gut aus Figur 1 ersichtlich, zur Fixierung des Deckelelements 2 umgebördelt. Ferner ist vorgesehen, dass das Gehäuse den Spaltwärmetauscher 3 unter Ausbildung einer Abgaskammer 12 umschließend ausgebildet ist. Darüber hinaus ist insbesondere mit Verweis auf Figur 5 am Mantelteil 4 ein Abgasanschluss 15 und ein Kondensatabfluss 16 vorgesehen.
  • Wesentlich für den erfindungsgemäßen Heizkessel ist nun, dass am Deckelelement 2 eine Durchgangsöffnung 6 für den Anschlussstutzen 5 ausgebildet ist.
  • Dabei ist, wie insbesondere aus Figur 2 und 3 ersichtlich, das Deckelelement 2 im Bereich der Durchgangsöffnung 6 in Axialrichtung des Spaltwärmetauschers 3 gesehen dicker als der Anschlussstutzen 5 ausgebildet. Außerdem ist die Durchgangsöffnung 6 bis zu einem dem Mantelteil 4 zugewandten Außenumfang des Deckelelements 2 reichend ausgebildet ist, wobei der Außenumfang (mit Verweis auf Figur 2 und 3) als Außenumfangsfläche 11 ausgebildet ist.
  • Weiterhin ist mit Verweis auf Figur 3 am Deckelelement 2 ein zum Anschlussstutzen 5 formschlüssig passend ausgebildeter Anordnungsbereich 7 (für den Anschlussstutzen 5) vorgesehen, wobei außerdem (siehe hierzu insbesondere Figur 4) der Anschlussstutzen 5 besonders bevorzugt als geradliniges, ebenfalls einen im wesentlichen rechteckigen Durchströmquerschnitt aufweisendes Rohrstück ausgebildet ist.
  • Zur Realisierung der Durchführung des Anschlussstutzens 5 durch die Gehäusewandung des Heizkessels ist weiterhin besonders bevorzugt am Mantelteil 4 im Bereich der Durchgangsöffnung 6 eine vorzugsweise etwa rechteckige Ausnehmung 8 vorgesehen. Diese Ausnehmung 8 am Mantelteil 4 weist dabei eine Umfangsbreite (Länge) auf, die einer Umfangsbreite (Länge) der Durchgangsöffnung 6 entspricht. Außerdem ist die Ausnehmung 8 zum Rand des Mantelteils 4 hin offen, d. h. das Deckelelement 2 kann zusammen mit dem Spaltwärmetauscher 3 in das Mantelteil 4 eingeschoben werden. Die Tiefe bzw. Breite der Ausnehmung 8 ist so gewählt, dass sie der Dicke des Spaltwärmetauschers 3 zuzüglich der äußeren Wandungsdicke des Deckelelements 2 im Bereich der Durchgangsöffnung 6 entspricht.
  • Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Heizkessels besteht darin, dass zwischen dem Deckelelement 2 und dem Mantelteil 4 insbesondere zur Abdichtung der Abgaskammer 12 gegenüber einer Umgebung des Gehäuses ein Dichtelement 9 angeordnet ist. Dieses Dichtelement 9 ist dabei bevorzugt aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, gebildet. Außerdem ist mit Verweis auf die Figuren 1 bis 3 am Deckelelement 2 mantelseitig eine Nut 10 zur Aufnahme des Dichtelements 9 vorgesehen.
  • Das Dichtelement 9 umfasst dabei einerseits einen ringförmigen, zur Nut 10 passenden Ringdichtungsteil 9.1. Andererseits umfasst das Dichtelement 9 auch noch einen zum Außenumfang des Deckelelements 2 passenden Flächendichtungsteil 9.2. Dieser ist, wie der Vergleich zwischen Figur 1 und 6 zeigt, größer als die Ausnehmung 8 am Mantelteil 4 ausgebildet. Außerdem ist vorgesehen, dass der Flächendichtungsteil 9.2 einen den Anschlussstutzen 5 passgenau umschließenden Dichtungsdurchgang 9.3 aufweist.
  • Wiederum mit Verweis auf Figur 1 ist schließlich besonders bevorzugt vorgesehen, dass auf den Anschlussstutzen 5 ein Heizkreisanschlussstück 13 aufgesteckt ausgebildet ist, wobei dieses anschlussstutzenseitig einen elastisch verformbaren Tüllenbereich 14 aufweist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brennkammer
    2
    Deckelelement
    3
    Spaltwärmetauscher
    4
    Mantelteil
    5
    Anschlussstutzen
    6
    Durchgangsöffnung
    7
    Anordnungsbereich
    8
    Ausnehmung
    9
    Dichtelement
    9.1
    Ringdichtungsteil
    9.2
    Flächendichtungsteil
    9.3
    Dichtungsdurchgang
    10
    Nut
    11
    Außenumfangsfläche
    12
    Abgaskammer
    13
    Heizkreisanschlussstück
    14
    Tüllenbereich
    15
    Abgasanschluss
    16
    Kondensatabfluss

Claims (10)

  1. Heizkessel, umfassend eine Brennkammer (1), die beidendig mit Deckelelementen (2) ver- und von einem schraubenlinienförmig gewendelten Spaltwärmetauscher (3) umschlossen ausgebildet ist, und ein den Spaltwärmetauscher (3) umschließendes Gehäuse, das aus den Deckelelementen (2) und einem Mantelteil (4) gebildet ist, wobei der Spaltwärmetauscher (3) zur Ausbildung eines von außerhalb des Gehäuses zugänglichen Anschlussstutzens (5) ein freies, einen äußeren Zylinderumfang des Spaltwärmetauschers (3) überragendes Ende aufweist, wobei
    an mindestens einem Deckelelement (2) eine Durchgangsöffnung (6) für den Anschlussstutzen (5) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass am Mantelteil (4) im Bereich der Durchgangsöffnung (6) eine Ausnehmung (8) vorgesehen ist.
  2. Heizkessel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anschlussstutzen (5) als geradliniges Rohrstück ausgebildet ist.
  3. Heizkessel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Deckelelement (2) ein zum Anschlussstutzen (5) formschlüssig passend ausgebildeter Anordnungsbereich (7) vorgesehen ist.
  4. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchgangsöffnung (6) bis zu einem dem Mantelteil (4) zugewandten Außenumfang des Deckelelements (2) reichend ausgebildet ist.
  5. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Mantelteil (4) im Bereich der Durchgangsöffnung (6) eine Ausnehmung (8) vorgesehen ist.
  6. Heizkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen dem Deckelelement (2) und dem Mantelteil (4) ein Dichtelement (9) angeordnet ist.
  7. Heizkessel nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Deckelelement (2) mantelseitig eine Nut (10) zur Aufnahme des Dichtelements (9) vorgesehen ist.
  8. Heizkessel nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Dichtelement (9) einen ringförmigen, zur Nut (10) passenden Ringdichtungsteil (9.1) umfasst.
  9. Heizkessel nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Dichtelement (9) einen zum Außenumfang des Deckelelements (2) passenden Flächendichtungsteil (9.2) umfasst.
  10. Heizkessel nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Flächendichtungsteil (9.2) größer als die Ausnehmung (8) am Mantelteil (4) ausgebildet ist.
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