NL2016755B1

NL2016755B1 - Warmtewisselaar.

Info

Publication number: NL2016755B1
Application number: NL2016755A
Authority: NL
Inventors: Rogier Van Vliet Sebastiaan; Gerardus Dirk Van Diepen Bart
Original assignee: Remeha B V
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2017-11-16
Also published as: US20170332513A1; EP3244135A1; US10575434B2; ES2842965T3; EP3244135B1

Abstract

Een warmtewisselaarsamenstel dat ten minste één schroefvormig warmtewisselaarleidingstelsel omvat voor het doorleiden van een te verwarmen vloeistof. Het warmtewisselaarleidingstelsel heeft een inlaat en een uitlaat en is voorzien van schroefwindingen (e. coil windings) die zich concentrisch uitstrekken rond een schroefhartlijn (e. coil axis). Het warmtewisselaarsamenstel is verder voorzien van een huis waarin het warmtewisselaarleidingstelsel is opgenomen, zodat een rookgastransportspleet zich uitstrekt tussen het warmtewisselaarleidingstelsel en de omtrekswand. In gebruik passeert heet rookgas de schroefwindingen onder afgifte van de warmte aan de vloeistof die zich in het warmtewisselaarleidingstelsel bevindt. Het huis heeft een eerste en een tweede eindwand die een eerste uiteinde en een tweede uiteinde van de omtrekswand afsluiten. Daarbij is de tweede eindwand voorzien van een branderdekselopening waarin een branderdeksel kan worden bevestigd. Het huis is vervaardigd uit kunststof en het warmtewisselaarleidingstelsel is in axiale richting ingeklemd tussen de eerste en de tweede eindwand van het kunststof huis.

Description

Titel: Warmtewisselaar

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar voor een centrale verwarmingstoepassing voor het verwarmen van CV-water en/of voor sanitair-water-verwarming. De warmtewisselaar is voorzien van een schroefvormig waterleidingstelsel.

ACHTERGROND

Uit US2006/0196450 Al (Rocco Giannoni) is een warmtewisslaar bekend die is voorzien van een schroefvormig warmtewisselaarleidingstelsel (e. coil shaped heat exchanger pipe assembly) dat is opgenomen in een huis. Het doel van die publicatie was om een warmtewisselaar te kunnen verschaffen waarvan het huis is vervaardigd uit kunststof in plaats van uit metaal, zodat de warmtewisselaar als geheel lichter kan worden uitgevoerd. Zoals beschreven in de betreffende publicatie, heeft het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel van de schroef-warmtewisselaar onder invloed van de daarin heersende interne vloeistofdruk de neiging om in axiale richting uit te zetten. De oplossing die in de betreffende publicatie is gekozen, is het verschaffen van een speciale constructie die geen onderdeel uitmaakt van het huis, en die trekstangen, een ringvormige bodemplaat en een dekselplaat omvat. De trekstangen, de bodemplaat en de dekselplaat zijn met elkaar verbonden onder axiale inklemming van het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel. Dit samenstel is getoond in Fig. 3 van de betreffende publicatie. Het kunststof huis bestaat uit een eerste en een tweede huisdeel. Het eerste huisdeel is voorzien van twee aansluitstompen voor het doorlaten van de twee uiteinden van warmtewisselaarleidingstelsel. Het warmtewisselaarleidingstelsel wordt in het eerste huisdeel geplaatst. Vervolgens wordt het tweede huisdeel met het eerste huisdeel verbonden en tot slot wordt met behulp van een felsverbinding (e. crimp connection) de dekselplaat verbonden met een openingsrand die wordt begrensd door het kunststof huis dat wordt gevormd door het eerste en het tweede huisdeel. Om het kunststof huis verder nog tegen de hete gassen te beschermen is nog een hitteschild in de behuizing aangebracht dat zich bevindt tussen het cilindrische manteloppervlak van de kunststof huisdelen en het warmtewisselaarleidingstelsel. In de dekselplaat bevindt zich een centrale opening die wordt afgesloten met een branderdekselsamenstel. Het branderdekselsamenstel wordt met behulp van bout/moerverbindingen vastgeschroefd (e. bolted) op de dekselplaat, waarbij de bouten in axiale richting op trek worden belast. Tussen het branderdekselsamenstel en de dekselplaat bevindt zich een pakking (e. seal) die in axiale richting wordt samengedrukt door de in de bouten heersende trekspanning. Een dergelijke warmtewisselaar wordt in diverse maatvoeringen het verkeer gebracht door Sermeta onder de aanduiding FHC voor centrale verwarming en ISO Tankless and ISO Storage voor sanitair-water-verwarming.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Bezwaar van deze bekende inrichting is dat de constructie van trekstangen, bodemplaat en dekselplaat voor het in axiale richting inklemmen van het warmtewisselaarleidingstelsel kostbaar is en dat de vervaardiging van de warmtewisselaar in verband met het relatief grote aantal montagehandeling en de felsbewerking relatief kostbaar is.

Bovendien bestaat er gevaar op de ontsnapping van hete rookgassen tussen het branddekselsamenstel en de dekselplaat wanneer de moeren van de bout/moer-samenstellen waarmee het branderdekselsamenstel met de dekselplaat wordt verbonden niet goed zijn aangedraaid en er dus onvoldoende trekspanning in de bouten bestaat.

De uitvinding beoogt een warmtewisselaarsamenstel voorzien van een schroefvormig warmtewisselaarleidingstelsel met een kunststof huis waarbij de hierboven beschreven nadelen ten minste ten dele zijn opgelost.

Hiertoe verschaft de uitvinding een warmtewisselaarsamenstel dat ten minste één schroefvormig warmtewisselaarleidingstelsel (e. coil shaped heat exchanger pipe assembly) omvat voor het doorleiden van een vloeistof. Het warmtewisselaarleidingstelsel heeft een inlaat en een uitlaat en is voorzien van schroefwindingen (e. coil windings) die zich concentrisch uitstrekken rond een schroefhartlijn (e. coil axis). Het warmtewisselaarleidingstelsel begrenst aan een radiale binnenzijde een binnenruimte die een branderkamerdeel omvat. Het warmtewisselaarsamenstel is verder voorzien van een huis waarin het warmtewisselaarleidingstelsel is opgenomen. Het huis is voorzien van een omtrekswand die in hoofdzaak cilindrisch is en die een huishartlijn (e. case axis) bepaalt die in hoofdzaak samenvalt met de schroefhartlijn. Een binnendiameter van de omtrekswand is groter dan een buitendiameter van het warmtewisselaarleidingstelsel. Als gevolg hiervan strekt zich een rookgastransportspleet uit tussen het warmtewisselaarleidingstelsel en de omtrekswand. Het huis omvat bovendien een eerste eindwand die een eerste uiteinde van de omtrekswand afsluit, alsmede een uitlaat voor rookgassen. Verder omvat het warmtewisselaarsamenstel een branderdeksel dat losmaakbaar is verbonden met het huis en dat is voorzien van een lucht/brandstof-mengselaansluiting. Het warmtewisselaarsamenstel is tevens voorzien van een brander die is verbonden met het branderdeksel. De brander strekt zich in hoofdzaak concentrisch rond een branderhartlijn (e. burner axis) uit die in hoofdzaak samenvalt met de huishartlijn en de schroefhartlijn. De brander bevindt zich in het branderkamerdeel en staat in fluïdumverbinding met de lucht/brandstof-mengselaansluiting. In gebruik stromen rookgassen geproduceerd door de brander via het branderkamerdeel tussen genoemde schroefwindingen in de rookgastransportspleet. Uiteindelijk verlaten de rookgassen het huis vervolgens via de uitlaat. Dit kan plaatsvinden direct vanuit de rookgastransportspleet, maar in voorkeur verdienende uitvoeringsvormen zal het rookgas de schroefwindingen nog één of een aantal keer passeren voordat het rookgas het huis via de uitlaat verlaat. Het warmtewisselaarsamenstel wordt gekenmerkt doordat het huis is verdeeld in een eerste en een tweede huisdeel die beide zijn vervaardigd uit kunststof, waarbij het eerste huisdeel de eerste eindwand omvat, en waarbij het tweede huisdeel een tweede eindwand omvat die een tweede uiteinde van de omtrekswand althans ten dele afsluit en die is voorzien van een centrale branderdekselopening die is afgesloten met het branderdeksel. Daarbij omvatten (e. include) het eerste en/of het tweede huisdeel de omtrekswand. Bovendien is het warmtewisselaarleidingstelsel in axiale richting is ingeklemd tussen de eerste en de tweede kunststof eindwand van het huis.

Axiale inklemming van het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel geschiedt door het kunststof huis zelf. Bij het met het elkaar verbinden van de twee huisdelen wordt met diezelfde handeling het warmtewisselaarleidingstelsel ingeklemd tussen de eerste en de tweede eindwand. Bijgevolg zijn er geen extra montagehandelingen noodzakelijk voor het met extra trekstangen inklemmen van het warmtewisselaarleidingstelsel tussen een additionele bodem- en dekselplaat zoals bij US’450.

Het verschaffen van een metalen eindwand voor opname van het branderdeksel, waarbij de metalen eindwand met een felsverbinding is verbonden met een kunststof huis zoals bij US’450 is ook niet meer nodig.

Het warmtewisselaarsamenstel kan worden gebruikt voor CV-waterverwarming, sanitair-water-verwarming of voor een combinatie van beide.

Door het geringere aantal montagehandelingen en het geringere aantal onderdelen kan de warmtewisselaar volgens de uitvinding tegen een geringere kostprijs worden geproduceerd.

Nadere uitwerkingen van het warmtewisselaarsamenstel zijn beschreven in de volgconclusies en zullen hierna, onder verwijzing naar de figuren, verder worden verduidelijkt.

KORTE AANDUIDING VAN DE FIGUREN

Fig. 1 toont een eerste perspectiefaanzicht van de warmtewisselaar in samengestelde toestand waarbij een kwart part van de warmtewisselaar is weggesneden voor het verschaffen van een aanzicht op de binnenzijde;

Fig. 2 toont een tweede perspectiefaanzicht van de warmtewisselaar in samengestelde toestand waarbij een kwart part van de warmtewisselaar is weggesneden voor het verschaffen van een aanzicht op de binnenzijde;

Fig. 3 toont een perspectiefaanzicht van een voorbeeld van het huis;

Fig. 4 toont een tweede perspectiefaanzicht van het in Fig. 3 weergegeven huis;

Fig. 5 toont een perspectiefaanzicht van het eerste huisdeel met een daarin geplaatst warmtewisselaarleidingstelsel;

Fig. 6 toont een voorbeeld van een vereffeningsring;

Fig. 7 toont het perspectiefaanzicht van Fig. 5 na plaatsing van de vereffeningsring;

Fig. 8 toont het perspectiefaanzicht van Fig. 7 na plaatsing van een dekselpakking op de vereffeningsring;

Fig. 9 toont een doorsnede-aanzicht van een deel van de warmtewisselaar na plaatsing van het tweede huisdeel;

Fig. 10 toont een soortgelijk doorsnede-aanzicht als Fig. 9 na plaatsing van het branderdeksel.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

Figuren 1-10 tonen een voorbeeld van een warmtewisselaarsamenstel 10 waarin diverse uitvoeringsvormen, waaronder het hoofdaspect van de uitvinding, zijn belichaamd. Opgemerkt wordt dat de hierna beschreven uitvoeringsvormen ook onafhankelijk van elkaar kunnen worden toegepast en dat de uitvinding niet is beperkt tot de voorbeelden die zijn getoond in de figuren. De verwijzingscijfers worden hierin gebruikt ter verduidelijking maar hebben geen beperkende werking. Een uitvoeringsvorm kan ook op andere wijze zijn uitgevoerd dan weergegeven in het voorbeeld dat is getoond in de figuren.

In meest algemene termen verschaft de uitvinding een warmtewisselaarsamenstel 10 die ten minste één schroefvormig warmtewisselaarleidingstelsel 12 (e. coil shaped heat exchanger pipe assembly) (zie figuur 5) omvat voor het doorleiden van een te verwarmen vloeistof. Het warmtewisselaarleidingstelsel 12 beschikt over een inlaat 14 en een uitlaat 16 en het warmtewisselaarleidingstelsel 12 is voorzien van schroefwindingen 12’ (e. coil windings) die zich concentrisch uitstrekken rond een schroefhartlijn L (e. coil axis). Het warmtewisselaarleidingstelsel 12 begrenst aan een radiale binnenzijde een binnenruimte die een branderkamerdeel 18 bepaalt. Het warmtewisselaarsamenstel 10 is verder voorzien van een huis 20, 21 (zie figuren 3 en 4) waarin het warmtewisselaarleidingstelsel 12 is opgenomen. Het huis 20, 21 omvat van een omtrekswand 22 die in hoofdzaak cilindrisch is en die een huishartlijn (e. case axis) bepaalt die in hoofdzaak samenvalt met de schroefhartlijn L. Een binnendiameter van de omtrekswand 22 is groter dan een buitendiameter van het warmtewisselaarleidingstelsel 12, zodanig dat zich een rookgastransportspleet 24 uitstrekt tussen het warmtewisselaarleidingstelsel 12 en de omtrekswand 22. Verder omvat het huis een eerste eindwand 26 die een eerste uiteinde van de omtrekswand 22 afsluit. Tot slot is het huis voorzien van een uitlaat 28 voor rookgassen. In het voorbeeld dat is getoond in de figuren wordt de uitlaat 28 begrensd door een derde huisdeel 60 dat aansluit op een in het eerste huisdeel 20 aanwezige uitlaatopening. Het derde huisdeel 60 is voorzien van een cilindrisch aansluitstuk 62 waarop eenvoudig een rookgasafvoerleiding kan worden aangesloten. Het warmtewisselaarsamenstel 12 is tevens voorzien van een branderdeksel 30 dat losmaakbaar is verbonden met het huis 20, 21 en dat is voorzien van een lucht/brandstof-mengselaansluiting 32. Met het branderdeksel 30 is brander 34 verbonden en die zich in hoofdzaak concentrisch rond een branderhartlijn (e. burner axis) uitstrekt die in hoofdzaak samenvalt met de huishartlijn en de schroefhartlijn L. De brander 34 bevindt zich in het branderkamerdeel 18 en staat in fluïdumverbinding met de lucht/brandstof-mengselaansluiting 32. In gebruik stromen rookgassen geproduceerd door de brander 34 via het branderkamerdeel 18 tussen genoemde schroefwindingen 12’ in de rookgastransportspleet 24. Uiteindelijk verlaten de rookgassen verlaten het huis 20, 21 via de uitlaat 28. Tussen het in de rookgastransportspleet 24 treden van de rookgassen en het verlaten van het huis 20, 21 via de uitlaat 28, kunnen de rookgassen, in een uitvoeringsvorm van het warmtewisselaarsamenstel, de schroefwindingen 12’ nog één of meer keren passeren om aldus in feite meerdere keren in warmte-uitwisselend contact te worden gebracht met het warmtewisselaarleidingstelsel 12.

Op zichzelf zijn de hierboven genoemde eigenschappen (e. features) van het warmtewisselaarsamenstel 10 bekend uit US2006/0196450 Al.

Het warmtewisselaarsamenstel 10 wordt volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het huis 20, 21 is verdeeld in een eerste 20 en een tweede 21 huisdeel die beide zijn vervaardigd uit kunststof, waarbij het eerste huisdeel 20 de eerste eindwand 26 omvat en waarbij het tweede huisdeel 21 een tweede eindwand 36 omvat die een tweede uiteinde van de omtrekswand 22 althans ten dele afsluit en die is voorzien van een centrale branderdekselopening die is afgesloten met het branderdeksel 30. Daarbij bepalen het eerste 20 en/of het tweede 21 huisdeel de omtrekswand 22 en is het warmtewisselaarleidingstelsel 12 in axiale richting ingeklemd tussen de eerste 26 en de tweede 36 kunststof eindwand van het huis 20, 21.

De voordelen van een dergelijk warmtewisselaarsamenstel 10 zijn hiervoor reeds beschreven in de sectie “samenvatting van de uitvinding” waarnaar wordt verwezen.

In een uitvoeringsvorm kan de branderdekselopening een diameter hebben die groter is dan een binnendiameter van het warmtewisselaarleidingstelsel 12. Daarbij is een radiaal buitenbereik van het branderdeksel 30 in warmte-uitwisselend contact met het warmtewisselaarleidingstelsel 12, zodanig dat in gebruik het radiale buitenbereik van de het branderdeksel 30 wordt gekoeld door het warmtewisselaarleidingstelsel 12. Zie hiertoe bijvoorbeeld figuur 9.

Doordat het radiale buitenbereik van het branderdeksel wordt gekoeld door het warmtewisselaarleidingstelsel 12 is er geen metalen vatting die onderdeel uitmaakt van het huis voor het branderdeksel 30 noodzakelijk. Immers, doordat de buitenomtrek van het branderdeksel 30 relatief koel is, is een direct contact, eventueel onder tussenvoeging van een dekselpakking 38, tussen het branderdeksel 30 en het kunststof tweede huisdeel 21 mogelijk.

In een uitvoeringsvorm kan een dekselpakking 38 zijn opgesloten tussen het gekoelde radiale buitenbereik van het branderdeksel 30 en een deel van de tweede, kunststof eindwand 36 dat de centrale branderdekselopening begrenst.

Wanneer de dekselpakking 38 onverhoopt om één of andere reden niet goed zou afdichten, dan stromen de rookgassen, vóór dat deze de spleet die door de dekselpakking 38 wordt afgedicht bereiken, eerst langs het relatief koele schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel 12 alvorens langs de dekselpakking 38 uit het huis 20, 21 te kunnen ontsnappen. Er stromen derhalve geen hete rookgassen naar buiten. De flexibele dekselpakking 38 bevindt zich derhalve in een relatief koel gebied. Als gevolg hiervan is de vrijheid met betrekking tot de keuze van het materiaal van de dekselpakking 38 relatief groot. Immers, er zijn geen bijzondere vereisten ten aanzien van de temperatuurbestendigheid van de dekselpakking 38.

De dekselpakking 38 heeft tenminste een tweevoudige afsluitfunctie doordat deze twee potentiële lekstromen afsluit, te weten: - rookgas afkomstig uit het branderkamerdeel 18 dat naar buiten wil ontsnappen wordt tegengehouden; - rookgas afkomstig uit de rookgastransportspleet 24 dat naar buiten wil ontsnappen wordt tegengehouden.

Bovendien kan de dekselpakking 38 nog een warmte-isolerende functie vervullen die overdracht van warmte van het branderdeksel 30 naar de kunststof, tweede eindwand 36 beperkt.

In een uitvoeringsvorm kan het warmtewisselaarsamenstel 10 zijn voorzien van een vereffeningsring 40 met een oploopvlak 42 (zie figuur 6, 7, 9 en 10). Een dergelijke vereffeningsring 40 bevindt tussen de schroefwinding 12’ die zich het dichtst bij branderdeksel 30 uitstrekt en het branderdeksel 30. Een naar het branderdeksel 30 gekeerde zijde 40a van de vereffeningsring 40 vormt een eerste contactvlak dat in warmtegeleidend contact aanligt tegen het branderdeksel 30. Een naar het warmtewisselaarleidingstelsel 12 gekeerde zijde 40b van de vereffeningsring 40 vormt een tweede contactvlak dat in warmtegeleidend contact aanligt tegen de schroefwinding 12’ die zich het dichtst bij het branderdeksel 30 uitstrekt. De vereffeningsring 40 is vervaardigd uit warmtegeleidend materiaal.

Als gevolg van de vereffeningsring 40 kan het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel 12 op bijzonder eenvoudige wijze worden vervaardigd. De zich aan de axiale uiteinden bevindende schroefwindingen 12’ van het warmtewisselaarleidingstelsel 12 behoeven niet speciaal te worden afgeplat af anderszins worden vormgegeven zodat de eindvlakken van het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel 12 zich loodrecht op de centrale hartlijn L uitstrekken. Ook de ruimte die zich bevindt tussen het uittredende vrije uiteinde van het warmtewisselaarleidingstelsel 12 dat de uitlaat 16 vormt en de zich het dichtst bij het branderdeksel 30 bevindende schroefwinding 12’ kan met behulp van de vereffeningsring 40 worden overbrugd. Daartoe is de vereffeningsring 40 voorzien van het oploopvlak 42 dat duidelijk zichtbaar is in figuur 6. De van het warmtewisselaarleidingstelsel 12 afgekeerde zijde van de vereffeningsring 40 verschaft aldus een glad, vloeiend verlopend oppervlak. De vereffeningsring 40 die aanligt tegen het branderdeksel 30 verschaft, doordat deze uit warmtegeleidend materiaal is vervaardigd, bovendien een groter warmtegeleidend oppervlak zodat de koeling van het radiale buitengebied van het branderdeksel 30 optimaal en over de gehele omtrek plaatsvindt. Als gevolg van het gekoelde radiale buitengebied van het branderdeksel kan de dekselpakking 38 tussen het branderdeksel 30 en de openingsrand in de tweede eindwand 36 van het huis 20, 21 uit een materiaal worden vervaardigd dat niet bijzonder hittebestendig behoeft te zijn. Een dergelijke dekselpakking 38 kan derhalve goedkoper worden uitgevoerd en wordt bovendien minder aan temperatuurschommelingen blootgesteld, hetgeen gunstig is voor de levensduur van de dekselpakking 38. Door aanwezigheid van de vereffeningsring 40 kan bovendien de branderdekselopening in de tweede eindewand 36 een relatief grote diameter hebben. De ringvormige tweede eindewand 36 kan immers aangrijpen op het radiale buitengebied van de vereffeningsring 40 en kan via die vereffeningsring 40 de axiale klemkracht overdragen op het warmtewisselaarleidingstelsel 12. Zelfs wanneer de schroefwindingen 12’ een relatief sterk afgeronde doorsnede hebben, zoals zichtbaar in figuren 9 en 10, kan de binnendiameter van de branderdekselopening in de tweede eindwand 36 relatief groot zijn zonder dat een effectieve inklemming van het warmtewisselaarleidingstel 12 verloren gaat. De axiale klemkrachtoverdracht van de tweede eindwand 36 kan immers op effectieve wijze plaatsvinden via de vereffeningsring 40. Een grote binnendiameter van de branderdekselopening in de tweede eindwand 36 is gunstig omdat dan een relatief groot radiaal buitenbereik van de het branderdeksel 30 in direct warmte-uitwisselend contact is met de vereffeningsring 40. Hierdoor kan de radiale buitengebied van het branderdeksel effectief worden gekoeld, hetgeen van belang is om de warmtebelasting van de dekselpakking 38 en van het tweede huisdeel 21 door het relatief warme branderdeksel 30 zoveel mogelijk te beperken.

In een uitvoeringsvorm, waarvan een voorbeeld is getoond in de figuren, kan de dekselpakking 38 zijn gelegen op de zijde 40a van de vereffeningsring 40 die is afgekeerd van het warmtewisselaarleidingstelsel 12. Zie in het bijzonder figuren 8, 9 en 10. Doordat deze dekselpakking 38 in deze uitvoeringsvorm aanligt tegen een relatief glad, vloeiend verlopend oppervlak, wordt ook daar op relatief eenvoudige wijze een afdichting verschaft. Aldus wordt een derde lekstroom van rookgassen tegengehouden, te weten rookgas afkomstig uit het branderkamerdeel 18 dat naar de rookgastransportspleet 24 wil ontsnappen. Het gladde, vloeiend verlopende oppervlak verschaft bovendien aan de dekselpakking 38 over de gehele omtrek daarvan ondersteuning zodat deze goed op zijn plaats blijft.

In een uitvoeringsvorm, waarvan een voorbeeld is getoond in de figuren, kan het branderdeksel 30 ter plaatse van het bereik waar de vereffeningsring 40 aanligt tegen het branderdeksel 30 zijn voorzien van een reliëf waarvan de vorm correspondeert met de vorm van vereffeningsring 40 met het oploopvlak 42. Het reliëf is het duidelijkst in het branderdeksel 30 is het duidelijkst te zien in figuur 2 en is daar aangeduid met de pijl R.

Doordat het branderdeksel 30 van een reliëf is voorzien, kan de axiale dimensie van het warmtewisselaarsamenstel 10, dat wil zeggen de diepte van de warmtewisselaar gezien in de richting van de hartlijn L, relatief gering worden gehouden omdat het branderdeksel 10 slechts ter plaatse van de uitlaat 16 over een verhoging behoeft te beschikken. De rest van het branderdeksel 30 kan zich in hoofdzaak uitstrekken ter hoogte van de schroefwinding 12’ die zich het dichtst bij het branderdeksel 30 bevindt. Een geringe axiale dimensie van het warmtewisselaarsamenstel 10 is van groot belang in verband met de inbouwafmetingen die noodzakelijk zijn voor het warmtewisselaarsamenstel 10.

In een uitvoeringsvorm, waarvan een voorbeeld zichtbaar is in figuren 9 en 10, is de dekselpakking 38 ingeklemd tussen een zich in evenwijdig aan de centrale hartlijn richting uitstrekkend cilindrisch wanddeel 44 van de tweede eindwand 26 en een zich evenwijdig aan de centrale hartlijn uitstrekkend cilindrisch wanddeel 46 van het branderdeksel 30. Als gevolg van een dergelijke radiale inklemming heeft een relatieve verplaatsing van het branderdeksel 30 ten opzichte van het huis 20, 21 in de richting van de centrale hartlijn L geen invloed heeft op de afdichtende werking van de dekselpakking 38. Dit in tegenstelling tot hetgeen bekend is uit US2006/0196450 Al waarin de pakking in axiale richting is ingeklemd. De afdichtende werking van de radiaal ingeklemde dekselpakking 38 is onafhankelijk van de klemkracht tussen branderdeksel 30 en huis 20, 21. De afsluitende werking van de pakking wordt derhalve uitsluitend door de vorm van de beide cilindrische wanddelen 44, 46 bepaald en niet meer door de mate van de spankracht van de bevestigingsmiddelen met behulp waarvan het branderdeksel 30 met het huis 20, 21 is verbonden. Zelfs bij het onvoldoende aanspannen van de bevestigingsmiddelen wordt derhalve de afdichting niet nadelig beïnvloed. Als gevolg hiervan kunnen de spanmiddelen eenvoudig worden uitgevoerd, bijvoorbeeld met behulp van een klikverbinding die slechts een kwartslag verdraaiing van een spanknop 52 vereist. Een dergelijk spanknop 52 kan bijvoorbeeld zijn voorzien van een oploopnok die bij verdraaiing van de spanknop 52 over 90 graden de spanknop 52 vanuit een geloste toestand in een aangespannen toestand brengt. Een dergelijke wijze van bevestiging van het branderdeksel 30 op het huis 20, 21 is snel en betrouwbaar omdat de stand van de spanknoppen 52 aangeeft of de bevestiging is aangespannen.

In een uitvoeringsvorm, waarvan een voorbeeld is getoond in de figuren en zichtbaar is in figuren 1 en 2, kan het warmtewisselaarsamenstel 10 zijn voorzien van een scheidingsplaat 48 die zich evenwijdig aan de eerste 26 en de tweede 36 eindwand uitstrekt en die de binnenruimte die wordt begrensd door het warmtewisselaarleidingstelsel 12 scheidt in het branderkamerdeel 18 en een rookgasafvoerdeel 50. Daarbij strekt het branderkamerdeel 18 van de binnenruimte zich uit tussen het branderdeksel 30 en een stroomopwaartse zijde van de scheidingsplaat 48. Het rookgasafvoerdeel 50 van de binnenruimte strekt zich uit vanaf een stroomafwaartse zijde van de scheidingsplaat 48 in de richting van de tweede eindwand 36. In gebruik stromen rookgassen geproduceerd door de brander 34 via het branderkamerdeel 18 tussen genoemde schroefwindingen 12’ die zich in aan de stroomopwaartse zijde van de scheidingsplaat 48 bevinden in de rookgastransportspleet 24. Vervolgens stromen de rookgassen tussen genoemde schroefwindingen 12’ die zich aan de stroomafwaartse zijde van de scheidingsplaat 48 bevinden en verlaten daarbij de rookgastransportspleet en belanden in het rookgasafvoerdeel 50 om vervolgens via de uitlaat 28 voor rookgassen het huis 20, 21 verlaten.

Met een dergelijke constructie wordt een tweetraps-warmte-overdracht van de warmte van de rookgassen aan het medium in het warmtewisselaarleidingstelsel 12 verkregen. Zo kan worden bewerkstelligd dat in de tweede trap een verdergaande condensatie van de in de rookgassen aanwezige waterdamp wordt bewerkstelligd, hetgeen tot een warmtewisselaar met een bijzonder hoog rendement leidt.

In een uitvoeringsvorm kan het huis 20, 21 door een scheidingsvlak dat zich schuin op de centrale hartlijn L uitstrekt zijn verdeeld in het eerste 20 en het tweede 21 huisdeel. Daarbij omvat het eerste huisdeel 20 naast de eerste eindwand 26 tevens een deel van de omtrekswand 22. De omtrekswand 22 van het eerste huisdeel 20 heeft een lage zijde en een hoge zijde. In de lage zijde van het eerste huisdeel 20 bevindt zich een eerste leidingstelseldoorvoer 54. Het tweede huisdeel 21 omvat naast de tweede eindwand 36 tevens een deel van de omtrekswand 22. De omtrekswand 22 van het tweede huisdeel 21 heeft ook een lage zijde en een hoge zijde. In de lage zijde van het tweede huisdeel 21 bevindt zich een tweede leidingstelseldoorvoer 56.

Doordat de leidingstelseldoorvoer een 54, 56 zich in de lage zijde van de omtrekswand 22 van de respectievelijke huisdelen 20, 21 bevinden, kan het warmtewisselaarleidingstelsel 12 op eenvoudige wijze in het eerste huisdeel 20 worden geplaatst en kan vervolgens het tweede huisdeel 21 op eenvoudige wijze over het warmtewisselaarleidingstelsel 12 worden geplaatst ter verbinding met het eerste huisdeel 20. Vervolgens kunnen de beide huisdelen met bijvoorbeeld schroeven of bouten 58 (zie figuur 2) die zich in axiale richting van het warmtewisselaarsamenstel 10 uitstrekken met elkaar worden verbonden. Wanneer onder invloed van de interne vloeistofdruk in het warmtewisselaarleidingstelsel 12 het warmtewisselaarleidingstelsel 12 geneigd is in axiale richting uit te zetten, worden de schroeven of bouten 58 die zich ook in axiale richting uitstrekken op trek belast, hetgeen uit constructieve overwegingen gunstig is.

In een uitvoeringsvorm kan het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel 12 een buitenhuis 12a en een binnenhuis 12b omvatten (zie figuren 9 en 10). Daarbij kan de buitenhuis 12a een eerste medium voerende leiding zijn en kan de binnenhuis 12b een tweede medium voerende leiding zijn. In een uitvoeringsvorm kan de buitenhuis 12a bijvoorbeeld een centrale-verwarmingswater voerende leiding zijn en kan de binnenhuis 12b een sanitair-water voerende leiding zijn.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen noch tot het in de figuren getoonde voorbeeld. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat het warmtewisselaarleidingstelsel 12 een aantal in axiale richting achter elkaar geplaatste sub- warmtewisselaarleidingstelsels omvat elk met een eigen inlaat en uitlaat. Verder is het mogelijk dat er meer dan één scheidingsplaat in de door het warmtewisselaarleidingstelsel 12 begrensde binnenruimte is opgesteld ter vorming van een meertrapswarmtewisselaar, waarbij het rookgas de binnenruimte en de omtrekspleet meer dan eens passeren.

De diverse uitvoeringsvormen die hierboven zijn beschreven kunnen onafhankelijk van elkaar worden toegepast en met elkaar op verschillende wijze worden gecombineerd. De verwijzingscijfers in de gedetailleerde beschrijving en de conclusies beperken de beschrijving van de uitvoeringsvormen en de conclusies niet en dienen slechts ter verduidelijking.

Claims

1. Een warmtewisselaarsamenstel (10) omvattend: - ten minste één schroefvormig warmtewisselaarleidingstelsel (12) (e. coil shaped heat exchanger pipe assembly) voor het doorleiden van een te verwarmen vloeistof, waarbij het warmtewisselaarleidingstelsel (12) een inlaat (14) en een uitlaat (16) heeft en waarbij het warmtewisselaarleidingstelsel (12) is voorzien van schroefwindingen (12’) (e. coil windings) die zich concentrisch uitstrekken rond een schroefhartlijn (L) (e. coil axis), waarbij het warmtewisselaarleidingstelsel (12) aan een radiale binnenzijde een binnenruimte begrenst die een branderkamerdeel (18) omvat; - een huis (20, 21) waarin het warmtewisselaarleidingstelsel is opgenomen, waarbij het huis is voorzien van: o een omtrekswand (22) die in hoofdzaak cilindrisch is en die een huishartlijn (e. case axis) bepaalt die in hoofdzaak samenvalt met de schroefhartlijn (L), waarbij een binnendiameter van de omtrekswand (22) groter is dan een buitendiameter van het warmtewisselaarleidingstelsel (12), zodanig dat een rookgastransportspleet (24) zich uitstrekt tussen het warmtewisselaarleidingstelsel (12) en de omtrekswand (22); o een eerste eindwand (26) die een eerste uiteinde van de omtrekswand (22) afsluit; en o een uitlaat (28) voor rookgassen; waarbij het warmtewisselaarsamenstel (12) verder omvat: - een branderdeksel (30) dat losmaakbaar is verbonden met het huis (20, 21) en dat is voorzien van een lucht/brandstof-mengselaansluiting (32); - een brander (34) die met het branderdeksel (30) is verbonden en die zich in hoofdzaak concentrisch rond een branderhartlijn (e. burner axis) uitstrekt die in hoofdzaak samenvalt met de huishartlijn en de schroefhartlijn (L), waarbij de brander (34) zich in het branderkamerdeel (18) bevindt, en waarbij de brander (34) in fLuïdumverbinding staat met de lucht/brandstof-mengselaansluiting (32); waarbij, in gebruik, rookgassen geproduceerd door de brander (34) via het branderkamerdeel (18) tussen genoemde schroefwindingen (12’) in de rookgastransportspleet (24) stromen en waarbij de rookgassen het huis (20, 21) uiteindelijk via de uitlaat (28) verlaten; gekenmerkt doordat: - het huis (20, 21) is verdeeld in een eerste (20) en een tweede (21) huisdeel die beide zijn vervaardigd uit kunststof, waarbij het eerste huisdeel (20) de eerste eindwand (26) omvat, - het tweede huisdeel (21) een tweede eindwand (36) omvat die een tweede uiteinde van de omtrekswand (22) althans ten dele afsluit en die is voorzien van een centrale branderdekselopening die is afgesloten met het branderdeksel (30); - het eerste en/of het tweede huisdeel (20 en/of 21) de omtrekswand (22) omvatten (e. include); - het warmtewisselaarleidingstelsel (12) in axiale richting is ingeklemd tussen de eerste (26) en de tweede (36) kunststof eindwand van het huis (20, 21).

2. Het warmtewisselaarsamenstel volgens conclusie 1, waarbij de branderdekselopening een diameter heeft die groter is dan een binnendiameter van het warmtewisselaarleidingstelsel (12), waarbij een radiaal buitenbereik van het branderdeksel (30) in warmte-uitwisselend contact is met het warmtewisselaarleidingstelsel (12), zodanig dat in gebruik het radiale buitenbereik van de het branderdeksel (30) wordt gekoeld door het warmtewisselaarleidingstelsel (12).

3. Het warmtewisselaarsamenstel volgens conclusie 2, waarbij een dekselpakking (38) is opgesloten tussen het gekoelde radiale buitenbereik van het branderdeksel (30) en een deel van de tweede, kunststof eindwand (36) dat de centrale branderdekselopening begrenst.

4. Het warmtewisselaarsamenstel volgens één van de conclusies 1-3, omvattend: - een vereffeningsring (40) met een oploopvlak (42), waarbij de vereffeningsring (40) zich bevindt tussen een schroefwinding (12’) die zich het dichtst bij branderdeksel (30) uitstrekt en het branderdeksel (30), waarbij een naar het branderdeksel (30) gekeerde zijde (40a) van de vereffeningsring (40) een eerste contactvlak vormt dat in warmtegeleidend contact aanligt tegen het branderdeksel (30), waarbij een naar het warmtewisselaarleidingstelsel (12) gekeerde zijde (40b) van de vereffeningsring (40) een tweede contactvlak vormt dat in warmtegeleidend contact aanligt tegen de schroefwinding (127) die zich het dichtst bij het branderdeksel (30) uitstrekt, en waarbij de vereffeningsring (40) is vervaardigd uit warmtegeleidend materiaal.

5. Het warmtewisselaarsamenstel volgens de combinatie van conclusies 1-4, waarbij de dekselpakking (38) is gelegen op de zijde (40a) van de vereffeningsring (40) die is afgekeerd van het warmtewisselaarleidingstelsel (12).

6. Het warmtewisselaarsamenstel volgens conclusie 4 of 5, waarbij het branderdeksel (30) ter plaatse van het bereik waar de vereffeningsring (40) aanligt tegen het branderdeksel (30) is voorzien van een reliëf waarvan de vorm correspondeert met de vorm van vereffeningsring (40) die is voorzien van het oploopvlak (42).

7. Het warmtewisselaarsamenstel volgens één van de conclusies 3-6, waarbij de dekselpakking (38) is ingeklemd tussen een zich in hoofdzaak evenwijdig aan de centrale hartlijn richting uitstrekkend cilindrisch wanddeel (44) van de tweede eindwand (26) en een zich in hoofdzaak evenwijdig aan de centrale hartlijn uitstrekkend cilindrisch wanddeel (46) van het branderdeksel (30), zodanig dat een relatieve verplaatsing van het branderdeksel (30) ten opzichte van het huis (20, 21) in de richting van de centrale hartlijn (L) in hoofdzaak geen invloed heeft op de af dichtende werking van de dekselpakking (38).

8. Het warmtewisselaarsamenstel volgens één van de conclusies 1-7, omvattend: - een scheidingsplaat (48) die zich evenwijdig aan de eerste (26) en de tweede (36) eindwand uitstrekt en die de binnenruimte die wordt begrensd door het warmtewisselaarleidingstelsel (12) scheidt in het branderkamerdeel (18) en een rookgasafvoerdeel (50), waarbij het branderkamerdeel (18) van de binnenruimte zich uitstrekt tussen het branderdeksel (30) en een stroomopwaartse zijde van de scheidingsplaat (48), en waarbij het rookgasafvoerdeel (50) van de binnenruimte zich uitstrekt vanaf een stroomafwaartse zijde van de scheidingsplaat (48) in de richting van de tweede eindwand (36); waarbij, in gebruik, rookgassen geproduceerd door de brander (34) via het branderkamerdeel (18) tussen genoemde schroefwindingen (127) die zich in aan de stroomopwaartse zijde van de scheidingsplaat (48) bevinden in de rookgastransportspleet (24) stromen en waarbij de rookgassen vervolgens stromen tussen genoemde schroefwindingen (127) die zich aan de stroomafwaartse zijde van de scheidingsplaat (48) bevinden en daarbij de rookgastransportspleet verlaten en in het rookgasafvoerdeel (50) belanden om vervolgens via de uitlaat (28) voor rookgassen het huis (20, 21) verlaten.

9. Het warmtewisselaarsamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het huis (20, 21) door een scheidingsvlak dat zich schuin op de centrale hartlijn (L) uitstrekt is verdeeld in het eerste (20) en het tweede (21) huisdeel, waarbij het eerste huisdeel (20) naast de eerste eindwand (26) tevens een deel van de omtrekswand (22) omvat, waarbij de omtrekswand (22) van het eerste huisdeel (20) een lage zijde en een hoge zijde heeft, waarbij een eerste leidingstelseldoorvoer (54) zich in de lage zijde van het eerste huisdeel (20) bevindt, waarbij het tweede huisdeel (21) naast de tweede eindwand (36) tevens een deel van de omtrekswand (22) omvat waarbij de omtrekswand (22) van het tweede huisdeel (21) een lage zijde en een hoge zijde heeft, waarbij een tweede leidingstelseldoorvoer (56) zich in de lage zijde van het tweede huisdeel (21) bevindt.

10. Het warmtewisselaarsamenstel volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het schroefvormige warmtewisselaarleidingstelsel (12) een buitenbuis (12a) en een binnenbuis (12b) omvat, waarbij de buitenbuis (12a) een eerste medium voerende leiding is en waarbij de binnenbuis (12b) een tweede medium voerende leiding is.

11. Het warmtewisselaarsamenstel volgens conclusie 10, waarbij de buitenbuis (12a) een centrale verwarmingswater-voerende leiding is en waarbij de binnenbuis (12b) een sanitairwater-voerende leiding is.