NL193033C

NL193033C - Vloeistofverwarmingseenheid.

Info

Publication number: NL193033C
Application number: NL8900958A
Authority: NL
Original assignee: Aos Holding Co
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1998-08-04
Also published as: FR2630196B1; US4878482A; NL8900958A; IT8967280A0; FR2630196A1; DE3912352A1; NL193033B; CA1302810C; IT1234832B

Description

I 0uvw»;

Vloeistofverwarmingseenheid

De uitvinding heeft betrekking op een vloeistofverwarmingseenheid, voorzien van een binnenvat, een op een afstand van dit vat geplaatste buitenmantel die een tussen de tegenoverliggende wanden van deze mantel 5 en het vat gevormde holte begrenst, waarbij in de holte tussen de mantel en het vat een bodemwand is bevestigd om het bodemeinde van de holte te vormen, een geharde isolatie de holte opvult en een stijve isolatie om het binnenvat vormt, de bodemwand een enkel, in hoofdzaak half-stijf steunelement van een op een hoge temperatuur berekende isolatie omvat dat direct aan het vat is bevestigd en daartegen aanligt, en dit steunelement een buitenomtreksoppervlak heeft dat tegen de mantel is afgedicht.

10 Een dergelijke vloeistofverwarmingseenheid is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.736.509. Bij deze bekende vloeistofverwarmingseenheid wordt een huls rond het vat aangebracht en deze huls wordt op een bepaalde plaats in terugwaartse richting omgebogen, waarna de mantel van het vatstelsel daarover wordt geplaatst.

Het buitenomtreksoppervlak van het steunelement wordt in dat geval gevormd door de omgebogen rand 15 van de huls. De schuifpassing van de mantel, waarop het afdichtingseffect berust ten aanzien van de isolatie, die veelal in vloeibare toestand in de holte aangebracht wordt, is vrij eenduidig en de afdichting laat derhalve te wensen over zodat in feite bijkomende maatregelen daarbij nodig zouden zijn waardoor de fabricagekosten van een dergelijke vloeistofverwarmingseenheid aanzienlijk toenemen.

Beoogd wordt dit bezwaar ten aanzien van de toegenomen kosten te ondervangen en dit is bij één 20 uitvoering volgens de onderhavige uitvinding aldus gerealiseerd dat tussen het steunelement en de mantel een samendrukbaar afschermingselement is aangebracht om het buitenomtreksoppervlak van het steunelement tegen de mantel af te dichten, en bij een alternatieve uitvoering, als een nevengeschikte oplossing, dat het steunelement op een afstand van de mantel ligt, om een kleine spleet tussen het steunelement en de mantel te vormen, waarin een afschermingselement optreedt, bestaande uit een vezelachtig, samendruk-25 baar bandorgaan dat aan het vat boven het half-stijve steunelement is bevestigd, welk bandorgaan een buitenomtreksgedeelte heeft dat boven de spleet ligt en tot in de spleet steekt om het buitenomtreksoppervlak van het steunelement tegen de mantel af te dichten en de isolatie in de holte op te sluiten. Deze laatste uitvoering is bij voorkeur aldus dat het bandorgaan is gevormd uit een op een hoge temperatuur berekend vezelachtig materiaal, en voorts dat het bandorgaan uit een glasvezelband van een in hoofdzaak meervou-30 dig gelaagde constructie bestaat, waarbij klemorganen aan het middelste buitengedeelte van de band zijn bevestigd en deze band aan het vat vastklemmen met de buiteneinden schuin naar buiten uitgebogen tot in aangrijping met de mantel, waarvan één uitgebogen einde benedenwaarts tot in de spleet wordt gebogen. Ten opzichte van het bekende leveren deze nieuwe maatregelen een eenduidiger, goedkoper te realiseren afdichtingseffect op.

35 Een derde nevengeschikte oplossing is gekenmerkt doordat het steunelement een omtreksoppervlak heeft dat helt voor het bepalen van een bovendiameter die enigszins kleiner is dan de mantel en naar buiten steekt tot een onderdiameter die enigszins groter is dan de mantel.

Verdere kenmerkende aspecten zijn, dat het half-stijve steunelement uit styroschuim bestaat, en dat het half-stijve steunelement een aantal zich over slechts een gedeelte van de inwendige diepte van dit 40 steunelement uitstrekkende radiale sleuven omvat met tegen elkaar liggende wanden wanneer het steunelement tegen de vatwand aanligt, in een rationele uitvoering waardoor het afdichtingseffect ook bevorderd wordt, en voorts dat het bandorgaan uit kunststof is gevormd, dat het steunelement uit styroschuim bestaat met een radiale diepte welke aanzienlijk groter is dan die van het bandorgaan, waarbij tussen het steunelement en het vat een hechtmiddel is geplaatst voor de bevestiging van het steunelement 45 aan het vat, welke verdere maatregelen de stevige insteking en aangrijping van de buiteneinden van de band in de spleet tussen het steunelement en de mantel en de goede vasthechting van het steunelement aan het vat ten goede komen.

Op zich is de in het voorgaande vermelde ondermaatregel betreffende een half-stijf element met radiale sleuven of kepen weliswaar uit de Duitse octrooipublicatie 2.647.142 bekend te achten maar in dat geval 50 verlopen de kepen over de volle diepte van het element, tussen ribben die aan een mat te bevestigen zijn, wat weer duurder uitvalt dan ondiepe sleuven zoals nu voorgesteld wordt en waarbij een goed afdichtingseffect minder eenvoudig te realiseren is.

Het half-stijve element verschaft een geschikte eenheid voor de productie verwerking, evenals voor een goedkope constructie. De eenheid is daardoor bijzonder geschikt voor toepassing bij de massaproductie van 55 waterverwarmingsketels en dergelijke.

De onderhavige uitvinding verschaft naar gebleken is een minder kostbare maar betrouwbare inrichting waarbij isolatie is aangebracht aan en om een opslagvat en in het bijzonder een waterverwarmingsketel.

_ . VWWW C- I De tekening toont enkele uitvoeringsvormen volgens het onderhavige voorstel.

I Figuur 1 is een zijaanzicht van een met gas gestookte waterverwarmingsketel, waarbij delen zijn I weggebroken en doorgesneden om bepaalde inwendige constructieve bijzonderheden te tonen.

I Figuur 2 toont op vergrote schaal een gedeelte van het doorsnede-aanzicht van de verwarmingsketel I 5 weergegeven in figuur 1.

I Figuur 3 is een gedeeltelijk dwarsdoorsnede aanzicht in hoofdzaak over de lijn 3-3 in figuur 1.

I Figuur 4 is een zijaanzicht van een damwandelement weergegeven in figuur 1-3.

I Figuur 5 is een soortgelijk aanzicht als figuur 2 van een andere uitvoeringsvorm volgens het onderhavige I voorstel.

I 10 Figuur 6 tot en met 8 tonen een volgende uitvoeringsvorm volgens het onderhavige voorstel.

I Volgens de tekening en in het bijzonder volgens figuur 1 is een met gas gestookte warmwater- I verwarmingseenheid 1 weergegeven, voorzien van een inwendig opslagvat 2 voor warm water, welk vat uit I een geschikt metaal is gevormd. Het vat 2 is in hoofdzaak gesloten met een waterinlaat en met de I 15 uitwendige aansluitingen 3 en 4 en een koepelvormige bovenwand 5. Een thermokoppelaansluiting 6 en een I aftapaansluiting 7 zijn in de zijwand 8 van het vat 2 aangebracht. Een geïntegreerde ondetverlenging 10 I van de vatzijwand steekt benedenwaarts en begrenst een vlamkast of verbrandingskamer waarin een met I gas gestookte brandereenheid 11 op geschikte wijze is bevestigd. De brandereenheid 11 wordt gestookt I voor het verwarmen van het water in het vat 2 en verschaft een continue bron van warm water aan de I 20 verbruiker. Een rookgaskanaal 11 a is in het midden van het vat 2 bevestigd en verloopt vanaf de boven-I wand 5.

I Een esthetisch aangename buitenmantel 12 die uit betrekkelijk dun metaal of ander geschikt materiaal is I gevormd, is buitenwaarts op een afstand van het vat 2 en de verbrandingskamerverlenging 10 bevestigd.

I De mantel 12 is op een afstand van het vat 2 bevestigd door een isolatie 13, die de ruimte tussen de I 25 mantel en het vat 2 opvult en aan de respectieve oppervlakken vasthecht. De isolatie 13 strekt zich I bovenwaarts uit boven de bovenwand 5 van het vat 2. Een manteldeksel 14 is aan de bovenzijde van de I mantel 12 bevestigd en verschaft een esthetisch aantrekkelijke buitenafsiuiting van het deksel en begrenst I een bovenruimte die met isolatie 13 is opgevuld.

I De isolatie 13 is gevormd uit een expanderend materiaal, zoals een schuimbare polyurethaan, die I 30 rechtstreeks op zijn plaats wordt gegoten in de holte tussen de mantel 12 en het opslagvat 2 met inbegrip I van het bovenste manteldeksel 14. De isolatie 13 verloopt benedenwaarts om het opslagvat 2 tot een plaats I onmiddellijk boven de thermokoppelaansluiting 6. Het ondereinde van de isolatie 13 wordt begrensd door I een afzonderlijke omgevende damwandeenheid 15, die tussen de buitenmantel 12 en het opslagvat 2 is I samengedrukt. De damwandeenheid 15 is een isolatie-element tegen hoge temperatuur en houdt de isolatie I 35 13 op een afstand van de hoge temperatuur-brandereenheid 11 en de verbrandingskamerverlenging 10.

Een gebruikelijke (niet weergegeven) glasvezelisolatie kan de verbrandingskamerverlenging omgeven tussen de verbrandingskamer en het ondereinde van de mantel 12, zoals gebruikelijk is.

I De constructie van het vat 2, de gasbrandereenheid 11, de buitenmantels 12 en 14 evenals de I toepassing van de isolatie kan in overeenstemming zijn met de algemeen bekende en momenteel I 40 ontwikkelde technologie.

I Het onderhavige voorstel is in het bijzonder gericht op een verbetering van de vorming en constructie van de damwand 15. De andere componenten zijn daarom slechts tot in zodanige bijzonderheden I beschreven, als noodzakelijk zijn voor een helder begrip van het onderhavige voorstel.

I Bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is de damwandeenheid 15 een samengesteld orgaan, zoals in I 45 figuur 1 en 2 is weergegeven, voorzien van een binnenste, half-stijf steunelement 17, dat aan het vat 2 is I bevestigd, en een buitenste, buigzaam afdichtingselement 18, dat in afdichtende aanraking is met de mantel I 12. De wandeenheid 15 wordt aan het vat 2 door elke geschikte constructie vastgehouden, en de isolatie 13 I wordt normaal als een vloeistof onder druk ingespoten. De vloeistof kan de neiging hebben tot beneden- I waartse beweging tussen de raakvlakken van de wandeenheid 15 en de mantel 12. De wandeenheid 15 is 50 speciaal geconstrueerd en vervaardigd met de bevestiging aan het vat 2 en de samendrukking van het afdichtingselement 18 voor het zo klein mogelijk houden van deze raakvlakbeweging en het positief I vermijden van de beweging van de isolatie benedenwaarts tot in het gebied van de verbrandingskamer waar I het werkelijk verbranden of schroeien van de isolatie zal kunnen optreden.

Meer in het bijzonder omvat de weergegeven bodemwandeenheid 15 van de holte een integraal, in I 55 hoofdzaak eendelig, wandsteunelement 17 dat uit een half-stijf materiaal is gevormd, zoals een geschuimde I styroschuim of een ander soortgelijk half-stijf materiaal met een beperkte samendrukbaarheid en buigzaam- I heid. Het element 17 is, zoals weergegeven, gevormd als een enkel langwerpig orgaan, zoals in figuur 4 is weergegeven, met een lengte die bestemd is om rondom het vat 2 te worden gewikkeld, waarbij het binnenoppervlak tegen het vat 2 aanligt en de einden gevormd zijn om stuik tegen elkaar aan te liggen en een continu, in hoofdzaak massief wandelement te vormen, De stijfheid van het element is aangepast, doordat het element 17 is gevormd met een aantal radiale sleuven 21 die zich vanaf de tegen de wand 5 aanliggende binnenwand 22 buitenwaarts over een aanzienlijke diepte van het element uitstrekken. Zoals het duidelijkste in figuur 4 is weergegeven, verloopt elke sleuf 21 over ongeveer 75% van de diepte van het element 17. De sleuven 21 zijn enigszins kegelvormig gemaakt, zoals in figuur 4 is weergegeven. Deze sluiten bij het wikkelen van het element tot in een cirkelvormige gedaante die met de vatwand overeenkomt. Hierdoor kan deze rondom de vatwand en tot in aanraking daarmede worden gewikkeld, waarbij de 10 tegenoverliggende einden 20 stuik tegen elkaar liggen. Het wikkelen van het element 17 in een gebogen vorm sluit de openingen die door de sleuven 21 worden begrensd voor het vormen van een in hoofdzaak continue wand. Wanneer de wand uit een half-stijf materiaal, zoals styroschuim, is gevormd is de afmeting van de sleuven 21 niet kritiek daar het oppervlak enigszins zal meegeven. Dit staat het nauw wikkelen van het element toe met een geringe samendrukking van het element bij de gesleufde oppervlakken of 15 dergelijke, wanneer de sleuven niet groot genoeg zijn voor het opnemen van de lengtevermindering en daardoor een in hoofdzaak ondoordringbare en gesloten bodemholtewand vormen die het vat omsluit.

Het gewikkelde element 17 wordt op elke geschikte wijze aan de vatwand bevestigd. Bij een voorkeursconstructie is een geschikt hechtmiddel 22 aan de binnenwand van het element bevestigd en wanneer het om het vat is gewikkeld steunt dit het element tot in afdichtende aanraking tegen de vatwand. Als alternatief 20 kan er een eenvoudige (niet weergegeven) klemband worden aangebracht die het element omsluit en de einden 20 van het element stevig aan elkaar bevestigt met een drukaanraking tegen de wand van het vat 2 voor het ondersteunen van het element tot in afdichtende aanraking tegen de vatwand. Hierdoor moet het bodemwandelement 17 tijdens het monteren van de mantel en het inbrengen van de schuimisolatie worden ondersteund. De sleuven 21 en de einden 20 van het element 17 moeten zodanig zijn geconstrueerd, dat er 25 in de uiteindelijk gemonteerde toestand in hoofdzaak geen doorlating is door de openingen die op de respectieve plaatsen zijn begrensd teneinde te vermijden dat er vloeibaar schuim langs de bodemwand-eenheid stroomt.

Het buitenomtreksoppervlak van het element 17 wordt in aanliggende en afdichtende aanraking met de mantel 12 geplaatst bij de montage van de mantel 12 over het vat 2 en de wandeenheid 15. Voor het 30 vergemakkelijken van de montage van de mantel 12 over het element is het bodemwandelement 17 bij voorkeur gevormd met een bovenoppervlak die een enigszins kleinere diameter heeft dan de binnen-diameter van de mantel. De speling tussen het bodemwandelement 17 en de mantel 12 wordt afgedicht door het buigzame en/of samendrukbare afdichtingselement 18. Bij de weergegeven uitvoeringsvorm is het afdichtingselement 18 weergegeven als polyurethaan met gesloten cellen. Het element 18 is, zoals met een 35 hechtmiddel 24, aan het buitenomtreksoppervlak 25 van het half-stijve bodemwandelement 17 bevestigd.

De buitenwand 26 van het afdichtingselement 18 helt van boven naar beneden buitenwaarts, zodat de buitenwand aan de bovenzijde een diameter heeft die kleiner is dan de binnendiameter van de mantel 12 en aan de onderzijde een diameter die groter is dan de binnendiameter van de mantel. Tijdens de montage beweegt de mantel 12 langs het element 18 waarbij het afdichtingselement 18 wordt omgebogen en 40 samengedrukt, zoals bij 27, voor het vormen van een vloeistofdichte afdichting tussen de bodemwand-eenheid 15 en de mantel. Hoewel het weergegeven en beschreven polyurethaan afdichtingselement 18 gebleken is een volledig bevredigende constructie te verschaffen, kan het afdichtingselement vanzelfsprekend uit elk ander geschikt materiaal worden gevormd. Het afdichtingselement kan een eenvoudige afbuigende rubberlip zijn van een rubberachtig materiaal, een glasvezelband of dergelijke. De specifieke 45 afmetingen van het afdichtingselement 18 zijn niet kritiek en de bepaalde constructie en het betreffende materiaal kunnen gemakkelijk worden verschaft op basis van eenvoudige ontwerpanalyse en/of eenvoudige proefnemingen zoals door gebruikmaking van verschillende materialen en afdichtingselementen van verschillende afmetingen.

De combinatie van een half-stijf steunelement 17 en van het kleine buitenste afdichtingselement 18 50 verschaft een bijzonder eenvoudige en goedkope maar betrouwbare bodemwandconstructie voor de samenstelling en vorming van de verwarmingsketeleenheid waarbij de isolatie van de gegoten soort na de montage van de mantel in de holte wordt ingebracht.

Tijdens de vervaardiging wordt een wandeenheid 15 aan het vat 2 bevestigd. Een (niet weergegeven) schort of geleiding wordt over het vat 2 gedrapeerd, waarbij tegenovergestelde, soortgelijke zijwanddelen 55 naar beneden hangen voor het ten minste bedekken van de glasvezelband, en bijvoorkeur enigszins beneden de wandeenheid 15. Het schort is een betrekkelijk dun, buigzaam orgaan met in hoofdzaak gladde oppervlakken en werkt als een geleiding voor het telescopisch verschuiven van de buitenmantel 12 over de

Claims

40 Bij het monteren van de buitenmantel 12 worden de uitstekende einden van de glasvezelband 39 naar beneden gebogen. Het onderste uitstekende deel van de band 39 is benedenwaarts omgebogen tot in de spleet 38, zoals bij 45 in figuur 8, en vormt een afsluiting van de kleine spleet 38. Bij een praktische constructie kan de afstand tussen de mantel en het watervat in de orde van grootte van 15 cm bedragen. De spleet 38 heeft in de praktijk een waarde in de orde van grootte van 6,25 mm. Bij het inbrengen van de 45 schuimisolatie 13 beweegt het materiaal benedenwaarts tot op de band, passeert tussen het bovenste uitstekende deel 46 en op het uitstekende deel 45 van de band. Het omgebogen glasvezeldeel 45 dicht de spleet 38 af en ondersteunt de isolatie tussen het styroschuimblok 35 en de mantel 12, terwijl het styroschuimblok 35 zelf een positieve bodemwand verschaft. Hierdoor levert de combinatie van het styroschuim en de glasvezelband een eenvoudige, doelmatige en werkzame inrichting voor het afdichten van de 50 bodemwand van de holte.

1. Vloeistofverwarmingseenheid, voorzien van een binnenvat, een op een afstand van dit vat geplaatste buitenmantel die een tussen de tegenoverliggende wanden van deze mantel en het vat gevormde holte begrenst, waarbij in de holte tussen de mantel en het vat een bodemwand is bevestigd om het bodemeinde W ISOUOJ van de holte te vormen, een geharde isolatie de holte opvult en een stijve isolatie om het binnenvat vormt, de bodemwand een enkel, in hoofdzaak half-stijf steunelement van een op een hoge temperatuur berekende isolatie omvat dat direct aan het vat is bevestigd en daartegen aanligt, en dit steunelement een buitenomtreksoppervlak heeft dat tegen de mantel is afgedicht, met het kenmerk, dat tussen het steun-5 element (15) en de mantel (12) een samendrukbaar afschermingselement (18) is aangebracht om het buitenomtreksoppervlak (25) van het steunelement (15) tegen de mantel (12) af te dichten.

2. Vloeistofverwarmingseenheid, voorzien van een binnenvat, een op een afstand van dit vat geplaatste buitenmantel die een tussen de tegenoverliggende wanden van deze mantel en het vat gevormde holte begrenst, waarbij in de holte tussen de mantel en het vat een bodemwand is bevestigd om het bodemeinde 10 van de holte te vormen, een geharde isolatie de holte opvult en een stijve isolatie om het binnenvat vormt, de bodemwand een enkel, in hoofdzaak half-stijf steunelement van een op een hoge temperatuur berekende isolatie omvat dat direct aan het vat is bevestigd en daartegen aanligt, en dit steunelement een buitenomtreksoppervlak heeft dat tegen de mantel is afgedicht, met het kenmerk, dat het steunelement (15) op een afstand van de mantel (12) ligt, om een kleine spleet (38) tussen het steunelement (15) en de 15 mantel (12) te vormen, waarin een afschermingselement (18) optreedt, bestaande uit een vezelachtig, samendrukbaar bandorgaan (39) dat aan het vat (2) boven het half-stijve steunelement (15) is bevestigd, welk bandorgaan (39) een buitenomtreksgedeelte (45) heeft dat boven de spleet (38) ligt en tot in de spleet (38) steekt om het buitenomtreksoppervlak (25) van het steunelement (15) tegen de mantel (12) af te dichten en de isolatie (13) in de holte op te sluiten.

3. Vloeistofverwarmingseenheid, voorzien van een binnenvat, een op een afstand van dit vat geplaatste buitenmantel die een tussen de tegenoverliggende wanden van deze mantel en het vat gevormde holte begrenst, waarbij in de holte tussen de mantel en het vat een bodemwand is bevestigd om het bodemeinde van de holte te vormen, een geharde isolatie de holte opvult en een stijve isolatie om het binnenvat vormt, de bodemwand een enkel, in hoofdzaak half-stijf steunelement van een op een hoge temperatuur bere-25 kende isolatie omvat dat direct aan het vat is bevestigd en daartegen aanligt, en dit steunelement een buitenomtreksoppervlak heeft dat tegen de mantel is afgedicht, met het kenmerk, dat het steunelement een omtreksoppervlak (34) heeft dat helt voor het bepalen van een bovendiameter die enigszins kleiner is dan de mantel (12) en naar buiten steekt tot een onderdiameter die enigszins groter is dan de mantel (12).

4. Verwarmingseenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het bandorgaan (39) is gevormd uit een 30 op een hoge temperatuur berekend vezelachtig materiaal.

5. Verwarmingseenheid volgens conclusie 2 of 4, met het kenmerk, dat het bandorgaan (39) uit een glasvezelband van een in hoofdzaak meervoudig gelaagde constructie bestaat, waarbij klemorganen (40) aan het middelste buitengedeelte van de band (39) zijn bevestigd en deze band (39) aan het vat (2) vastklemmen met de buiteneinden (45, 46) schuin naar buiten uitgebogen tot in aangrijping met de mantel 35 (12), waarvan één uitgebogen einde (45) benedenwaarts tot in de spleet (38) wordt gebogen.

6. Verwarmingseenheid volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het half-stijve steunelement (15) uit styroschuim bestaat.

7. Verwarmingseenheid volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het half-stijve steunelement (15) een aantal zich over slechts een gedeelte van de inwendige diepte van dit steunelement (15) 40 uitstrekkende radiale sleuven (21) omvat met tegen elkaar aan liggende wanden wanneer het steunelement (15) tegen de vatwand (2) aanligt.

8. Verwarmingseenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het bandorgaan (39) uit kunststof is gevormd.

9. Verwarmingseenheid volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het steunelement (15) uit styroschuim 45 bestaat met een radiale diepte welke aanzienlijk groter is dan die van het bandorgaan (39).

10 Verwarmingseenheid volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat tussen het steunelement (15) en het vat (2) een hechtmiddel (22) is geplaatst voor de bevestiging van het steunelement (15) aan het vat (2). Hierbij 2 bladen tekening