SE510470C2 - Luft- och vattenvärmare för mobila bostäder - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 2 5 1 ÛEn14igt7 ugpfinningen bildar de yttre ändarna av de radiella flänsar en flänscirkel, vars diameter är mindre än diametern för det ringformade utrymmet. En värmeöverföringsplåt är anordnad utmed en del av det andra rörets inre yta och med en diameter lika med flänscirkelns diameter. Brännarröret är anordnat inuti det andra röret så att de flänsar som befinner sig rnittför värmeöverföringsplåten berör denna och överför värmeenergi till denna samt vidare till det i den rörformade behållaren belägna tappvattnet, medan övriga flänsar huvudsakligen endast överför värmeenergi till den i det ringforrnade utrymmet belägna luften för centralvärme.

Företrädesvis är värmeöverföringsplåten belägen under baffeln, så att de flänsar som står i beröring med värineöverföringsplåten är de flänsar som är belägna vid nämnda nedre del.

Lämpligen finns ett värmeöverförande medel mellan det andra röret och värmeöverföiingsplåteii, såsom en värmeöverförande pasta.

Det är läinpli gt om tappvattenbeliållaren omges av ett hölj e, som innehåller inloppshål för centralvärrneluften vid tappvattenbehållarens övre del, samt att inloppsöppningar till nämnda ringformade utrymme finns diagonalt i förhållande till nänmda inloppshål, varigenom luften cirkulerar först utanför tappvattenbehållarens yttre yta och sedan genom det ringformade utrymmet.

Vidare är inmatningsledningen för f örbränningsluften koncentrisk med och belägen utanför avgasledningen. Inrnatningsledningen är försedd med en första öppning ungefär vid sin lägsta del för avtappning av eventuellt kondensvatten till omgivningen. Även av gasledningen är försedd med en mittf ör nänmda första öppning belägen andra öppning för avtappning av kondensvatten till inmatningsledningen och vidare ut till omgivningen.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Härnedan kommer uppfinningen att beskrivas mer i detalj under hänvisning till föredragna utföiingsforiner av uppfinningen och under hänvisning till bifogad ritningar, där fig 1 är en tvärsnittsvy av värmaren enligt uppfinningen; fig 2 är en längdsnittsvy genom värmaren enligt fig 1; fig 3 är en tvärsnittsvy liknande fig 1 men med en insats för luftburen centralvärme; fig 4 är en längdsnittsvy med ett hölje för värmaren applicerat; fig 5 är en sidovy som visar brännaren och fläkt samt ledningar i samband därmed.

DEFALIERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Ifig 1 visas värmaren 1 enligt uppfinningen i tvärsnitt. Såsom framgår av figuren består värmaren i princip av tre vågräta i varandra belägna excentiiska rör, vilka mellan sig bildar utrymmen avsedd att innesluta värmemedía.

Det finns ett yttre första tappvattenrör 2 och ett inuti beläget andra rör 3, vilka mellan sig av gränsar ett utrymme 4 för tappvatten. Utrymmet 4 är slutet vid sina bägge ändar av gavlar 5, 6, se ñg 2. Det andra röret 3 är beläget excentriskt i tappvattenröret 2 så att ett smalt parti bildas i den nedre delen av utrymmet 4 och ett större parti vid den övre delen (sett enligt fig 1). Därför blir större delen av utrymmets 4 volym belägen vid den övre delen ovanför det andra röret 2.

Ett inloppet 7 till utrymmet 4 är beläget vid botten och ett utlopp 8 är beläget vid den övre delen av utrymmet 4. lnströmningen av tappvatten skeri två expanderande kanaler 9, 10 10 15 20 25 30 35 40 S30 470 avgränsade av det andra röret 3 och tappvattenröret 2, vilket tydligt framgår av fig 1. Detta leder till att hastigheten hos vattnet bromsas upp jämnt och skiktningen i tappvattenutryntrnet 4 störs i så liten utsträckning som möjligt. Det kan vara lämpligt att anordna två inlopp (och två utlopp) utmed tappvatterrrörets 2 längd så att den axiella strömningen också I den föredragen utföringsforrnen av uppfinningen är volymen av utrymmet 4 omkring 8,4 liter.

Ett tredje brännarrör 11 är excentriskt beläget i det andra röret 3 och avgränsat ett ringforrrrat utrymme 12 med samma form som tappvattenutrymmet 4, men mindre. Detta ringforrnade utrymme 12 är avsett för ett värmemedium som skall användas i husvagnens centralvärmesysterrr, vanligen en blandning av vatten och glykol.

Brännarröret 11 är kortare än det andra röret 3 och dess inre ände är försluten med en gavel eller botten 13. Iden visade utföringsforrnen av uppfinningen finns det två inlopp 15 och ett utlopp 14 till det ringforrmde utrymmet 12, vilka är belägna i gaveln 5 som törsluter det andra röret 3. En cirkulationspump (visas ej) cirkulerar värrnemediet till radiatorer belägna i det utrymmet som skall uppvännas med centralvärmen.

Iden föredragen utföringsforrnen av uppfinningen är volymen av da ringforrnade utrymmet 12 omkring 4,1 liter.

Brännarröret 11 bildar således ett koppforrnat utryrnrne 16 avgränsat av brännarröret 11 och gaveln eller bottnen 13 i detta rör. Detta koppfornrade utrymme 16 är försett med flera radiella och axiellt förlöparrde flänsar 17, som sträcker sig inåt från rörets 11 mantelyta Innanför flänsarna finns en baffel 18 anordnad. Baffeln 18 utgöres av ett rör med det tvärsnitt som visas i fig 1. Baffeln 18 är kortare än brännarröret 11 så att ett avstånd bildas mellan den inre änden av baffeln och brännarrörets 11 botten 13. Vidare fmns en botten i baffeln så att baffeln är sluten vid den inre änden.

I det koppformade utrymmet 16 ovanför baffeln är en gasolbrännare belägen (visas ej).

Brännaren är av i och för sig känd konstruktion och avger en låga i utrymmet 16 ovanför baffeln. Luñ tillföres till lågan och utrymmet 16 frän ett särskilt inlopp och via en purnp så att luften strömmar axiellt, parallellt med flänsarrta 17. De varma förbränningsgaserrra avger således sin vârmeenergi till flänsarna 17 och företrädesvis till flänsarna belägna i utrymmets 16 övre del.

När förbränningsgaserrra när utrymmets 16 inre ände passerar de axiellt tillbaka nedanför baffeln 11 och avger sin kvarvarande värmeenergi till flänsarna 17 vid brännarrörets 11 nedre del. Slutligen passerar avgasa-na ut till omgivningen via en ledning, såsom beskrives närmare nedan.

Gasolbrännaren och pumpen är fästa vid rörets 11 ände medelst en fläns och flaa skruvförband Skarven är vidare försedd med en lämplig tätning. Gasolen och förbränningsgaserna är således belägna inuti röret 11 och kan aldrig komma in i utrymmet inuti husvagnen Den yttre rnantelytan av brännarröret 11 blir således kraftigt uppvärmd av gasolbränrraren emedan värmen ledes till mantelytan via flänsarrra 17. Vârrnet överföres sedan till värmernediet i det ringfonnade utrymmet 12. l detta utrymme 12 finns en ta-mostatkropp 19, som avkänner «<-- .lmmflïl ...Utfall ...H ...mms m... l 1 ll .till l .hl m .i. ...nt H || 10 15 20 25 30 35 40 510 470 ternperattinen i värmemediet.

Värmet överföres sedan vidare från värmemediet i det ringforrnade utrymmet 12 till tappvattriet i utrymmet 4.

Funktionen hos värmarm enligt uppfinningen är följande. När termostaten 19 avkänner att ternpetanrren i värmemediet underskrider et: förutbestâmt värde, exempelvis 70'C startas gasolbrännaren medelst kända medel. Brännaren vänner flänsarna 17, vilka avger sin värmeenergi till värmemediet som befinner' sig i det ringformade inrymmer 12, varvid ternperattrren stiger. När ternperaturen överstiger en förutbestämd andra temperatur, exempelvis 80'C stängs brännaren av. Ernellertid finns det en relativt stor massa i flänsarna 17, vilka således innehåller en relativt stor värmernängd Detta innebär att brännaren kommer att vara aktiverad i relativt långa perioder och med relativt långa pauser däremellan.

Vârmebehovet i husvagnen avkännes i sin tur av en rumsterrtiostat och denna termostat styr en cirkulationspnrnrp som cirkulerar det varma värmernediet från det ringformade utrymmet 12 och till radiatorer belägna i husvagnen Eftersom temperaturen hos värmemediet i det ringforrriade utrymmet 12 varierar tämligen lite mellan 70'C och 80°C kommer även tappvatmet i betiållaren 2 att erhålla en ternperamr i denna storleksordning. Någon särskild reglering av ternperauiren hos tappvattnet behövs således ej. Dock finns en överteinperanirsensor i värmemediet i det ringforrnade utrymmet som förhindrar tillslagning av gasolbräririarerr om ternperanireri hos värmemediet överskrider exempelvis 98'C, vilket indikerar en felfunktion.

Som alternativ vmnekälla finns två elpatroner vilka är belägna i det rlngformade utrymniet och värmer và-memediet Den exakta placeringen är inte kritisk och kan varieras i beroende av den design som önskas.

Vid vissa tillfällen används inte vattenburen värme i husvagnar och liknande mobila bostäder, utan man önskar använda luttburen centralvärme där luft används som värmekälla, dvs varm luft irrföres i husvagnen. Värtmren enligt uppfinningen kan anpassas till sådan luftburen värme.

En sådan utföringsfonn visas mer i detalj i fig 3. Såsom framgår därav har det brännarröret modifierats så att de radiella flänsarna sträcker sig förbi mantelytan och in i det ringformade utrymmet 12. Flänsarna 20 sträcka' sig i det närmaste fram till det andra rörets 3 inreyta, vilket innebär attbrännarröret2l äridet närmaste koncentrisktmed det andraröret3.

Det ringformade utrymmet 22 mellan det andra röret 3 och lxännarröret 21 innehåller i denna utforingsform den luft som skall irppvärntas. Luften uppvärmes mot flänsarnas 20 yttre delar och har således en stor yta för và-meövertöring. I denna utföringsform är dock flänsarna betydligt varmare än i den första utßringsformen och måste regelmässigt överskrida 100'C för att erfordalig uppvärmning av luften skall kurma ske.

Genom derma höga temperatur hos flänsarna finns risk att tappvætnet komma' att uppvärmas till över 100'C. Därför måste särskilda åtgärder vidtagas.

Sålunda är brännarröret 21 och dess flänsar 20 utformade så att flänsarrias yttre diameter ärnågotmirrdreåndetandrarörets 3 inrediarneterså attflänsarna20aldrignårframtilldenirtre 10 15 20 25 30 35 40 510 470 ytan av da andra röret 3. Vid den nedre delen av röret 3 finns dock en värmeöverförirtgsplåt 23 mot vilken de radiella flânsarria 20 anligger. Vänneenergi överföres således direkt från de nedre fransarna 20 nn vdmreöverrzsdngspittee 23 den videre du den nedre delen ev tappvattenutryrnma 4 i närheten av inloppa 7 för kallvatten.

Vârneöverföringsplåten 23 dimensioneras så att rätt balans erhålles mellan den värmeenergi som överför-es till den cirkulerande luften och den energi som överföres till tappvatmet. För att underlätta värmeöverföringen är en värmeledande pasta belägen mellan värmeöverföririgsplàten och da andra röret. Därigenom minimeras värmeövergångstalet mellan plåten och röret.

Eftersom flänsarna vid den övre delen inte berör da andra röra blir värmeöverföringen från flänsarna till röret ganska liten odi består huvudsakligen av konvektionsvärrne via den luft som skall uppvärrnas. Denna luft är dock ganska kall och någon effektiv värmeöverföring sker således inte denna vägen Om däremot luftcirkulationerr upphör, exempelvis genom att luftcirkulationsfläktett stannar, kan värmeöva-föringen mellan flänsarna och det andra röra bli baydande och leda till överhettning av tappvattrret.

För att minska risken för överhettning av tappvattna finns yttaligare en åtgärd vidtagen.

Såsom visas i fig 4 är hela värmaren 1 belägen i ett hölje 24. Den luft som skall uppvärmas insuges i värmaren genom öppningar 25 belägna i den fi-ärnre delen av höljet 24 ovanför det första röra 2 enligt pilar 26 och 27 och kyler således den övre varmaste yttre ytan av tappvattenbehållaren 2 samtidigt som luñen förvärmes. Luften passerar sedan utmed hela röret 2 och sedan radiellt inåt till föras 21 ände enligt pilen 28, samt in i ett flertal öppningar 29 enligt pilar 30. lämpligen finns det många öppningar 29 utmed det ringfonnade unymmas 22 perifer-i så att luften passerar förbi samtliga flänsar och upptar värmeenergi 'från flänsarna Slutligen passerar luften ut genom ett utlopp 31 och via lämpliga ledningar och munstycken till husvagnens utrymme som skall uppvärmas.

I denna utföringsform blir det också betydelsefullt att ilänsarna har en stor massa som ackumulerar en relativt stor värmemängd.

I denna utföringsform finns en övertemperatursertsor som förhindrar tillslagning av vâ-mekällan om temperattuen hos tappvattna överstiger' exempelvis 98 'C. Elpatronerrta som används som alternativ värmekälla är lämpligen placerade i samband med flänsarna.

Såsom framgår av det ovanstående kan vänneövertöringsplàten dimensioneras så att rätt balans erhålles mellan luftbunen centralvärme och tappvatten Da är lämpligt att tillverka da andra röretoeh dess flänsar genom strängsprtrtning i Sarntidigt kan flänsarnas yta proñleras så att deras yta ökar ytterligare, vilket är särskilt viktigt vid luftburen centtalvärrne.

Da insesatt avgaserna sompasserar förbi de nedre flänsarnaredanäravkylda och således blirdenedreflärisarnakallareän deövre flänsarna Dettauttiyttjas automatiskt enligt uppfinningen genom att kallt tappvatten tillföres vid de nedre flänsarna, varigenom fortfarande en stor temperamrdiffaens föreligger, och således en effektiv värmeövertöring. I utföringsfomien med lufiburen centralvärme används likaledes de nedre flänsarna för 10 15 20 25 30 35 40 5-10 470 uppvärmningen av tappvattnet, som har lägre ternperatnr, medan de övre flänsarna med hög temperatur används för värmeväxling med lufien där en hög temperaturdíffererts erfordras.

Luft för förbränningen i brännaren tillföres med hjälp av ett fläkt 32 från ett insug 33 beläget i husvagnens tak 34, se fig 5. Från insuget 33 leder en insugsledning 35 till en fläkten 32 belågal intill brännaren 36 och sedan till brännarens mtmstycke. Gasol tillföres munstycket via en separat ledning (visas ej). Vid rnunstycket finns elektmder- som vid aktivering avger en gnista, som antänder gasolen. En övervakningsanordning av ioch för sig känd typ kontrollerar om antändning sker och stänger av tillförseln av gasol vid utebliven låga Avgaserna uttages fiån brännarrörets nedre del till ett avgasrör 37, som löper konoentriskt inuti insugsledningen 35 till en skorsten 38 på husvagnens tak. Således erhålles ett balanserat insug av förbränningsluft och utsläpp av avgaser på i och för sig känt sätt.

Suömningsriktningarna visas med pilar 39 och 40.

Vid den punkt som är lägst på insugsledningen 35 finns ett första hål 41 för att släppa ut eventuellt kondensvatten. Hålet är anslutet till en slang 42 som leder ner tmder husvagnen Mittför nämnda första hål 41 finns på avgasröret 37 ett andra hål 43, som släpper t1t eventuellt vatten till insugsledningen 35 och vidare ut genom det första hålet 41 och slangen 42.

Genom detta arrangemang erhålles en automatisk avrinning av kondensvanen. Trycka i insugsledningen 35 vid da första hålet 41 är ett svagt undemyck, vilka tillförsäkrar att inga avgaser kan passera ut genom slangen 42 utan en luftström erhålles i motsatta riktningen Trycket i avgasröret vid det andra hålet 43 är ett svagt övertryck, men detta andra hål leder till insugstöret och avgaserna kan därför inte passera ut genom slangen. Istället återcirkuleras dessa avgaser till brännaren.

Härovan har beskrivits två utföringsfornier av uppfmningen under hänvisning till bifogade rimingar. Det inses ernellertid att uppfinningen inte år begränsad till de på ritningarna visade lösningarna utan kan rnodifieras inom vissa ramar. Sådana för en fackman uppenbara modifieringar skall givetvis ingå inom uppfinningens ram Särskilt påpdtas att i fig 3 visas ett flertal inloppsöppningar 29, men det inses att de nedre inloppsöpprtingarna med fördel kan utelämnas, särskilt de som finns i samband med värmeöveriöringsplåten. l fig 4 visas två inlopp för tappvatten, men det inses att fler än två inlopp kan användas.

Det är även fördelaktigt att använda fler än ett tappvattettutlopp.

Vidarevisas i fig2 attinlopp 15 ochutlopp 14 förvärmemedietärbelâgnaisamrriagavel 5, varigenom värmemediet kommer att skölja över brännarrörets 11 yttre yta i en båge och vända tillbaka till utloppet Det inses dock att det även kan var ändarnålsertligt att anordna inlopp vid ena änden och utlopp vid andra änden Tappvattenbehållaren 2 och det andra röret 3 är visade som cylindriska behållare, vilket är lämpligtdådeskall kunnamotståettrelativthögttryck Detärdockäventrtöjligtattariordna tappvattenbeltållaren med annan form, som kan vara lämplig, såsom delvis rektangulär form I sistnämnda falla kan höljets volym utnyttjas ännu bättre för att erhålla en kompakt värmare med stor volym för varmt tappvatten. 10 15 .q 510 479 Genom att använda liggande cylindrar utnyttjas bättre vattnets förmåga till skiktning, vilka är av stor baydelse i samband med tappvattenbehàllanen. Genom de expanderande kanalerna 9 och 10 erhålles en effektiv brytning av den inkommande vattenslrålen och rörelseetiagin omvandlas till tryck i en jämn övergång. Inloppet 7 mynnar också mot det andra rörets mantelyta, vilka oinriktar och sprider vätskeströmmen Det varma vattnet kan ostört stiga till tappvattenbehållarerls övre del. En sådan effektiv skiltming kan inte ahállas vid stående cylindrar, såsom är i da närmaste alenaradatide inom värmare för mobila bostäder.

Genom att anordna brännanñret excentriskt i det andra röra ahålles löndelen att de nedre flânsarna kan överföra sin vânneeriergi i det närmast direkt till tappvattna medan de övre flänsarna överför sin energi huvudsakligen till värmemediet. Genom att anpassa antalet övre och under flânsar och baffelns storlek och placering kan förhållandet mellan värmeövalöringen till tappvatten och till värmemedium påverkas och balanseras vid konstruktionen. Vidare används motströmningsprincipeti så att de kallare avgaserna får verka mot det kalla inkommande tappvatniet.

Ovan har angivits att brånnaren à en gasolbrännare, men det inses att även andra brännartyper kan användas, såsom en brännare för dieselolja etc.

Uppfmningen begränsas endast av nedanstående patentlnav.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 S1 o PâFEQTKlÄAV

1. l. Värmare för uppvärmning av tappvatten samt centralvärme för en mobil bostad såsom en husvagn, innefattande en brännare samt alternativt en elpatron såsom värmekälla, ett brännarrör (21), inuti vilken nämnda brännare är belägen, etI andra rör (3) beläget utanför nämnda brännarrör (21) så att ett ringforrnat utrymme (22) bildas däremellan innehållande luft för centralvärme, en rörformad behållare (2) för tappvatten som omger det andra röret (3), varvid tappvattenbehållaren (2), det andra röret (3) och brännarröret (21) utgöres av liggande cylindrar, som är excentriskt belägna inuti varandra, flera radiella flänsar (20), vilka sträcker sig från brännarrörets (21) inre och genom dess mantelyta ut till det ringforrnade utrymmet (22) för att leda värrnet utåt från brännaren till det ringforrnade utrymmet (22) för värmeväxlingen med och uppvärmning av luften för centralvärme, kännetecknad av att de yttre ändarna av nämnda radiella flänsar bildar en flänscirkel, vars diameter är mindre än diametern för det ringformade utrymmet (22), att en värmeöverföringsplåt (23) är anordnad utmed en del av det andra rörets (3) inre yta och med en diameter lika med flänscirkelns diameter, och att brännarröret (21) är anordnat inuti det andra röret så att de flänsar som befinner sig rnittf ör värmeöverföringsplåten berör denna och överför värmeenergi till denna samt vidare till det i den rörforrnade behållaren belägna tappvattnet, medan övriga flänsar huvudsakligen endast överför värrneenergi till den i det ringformade utrymmet belägna luften för centralvärme.

2. Värmare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att brännarröret (21) är slutet i sin ena ände och är försett med en baffel (18) som avdelar röret i en övre del, där själva brännaren är belägen och en nedre del för retur av förbränningsgasema.

3. Värmare enligt krav 2, k ä n n e te c k n a d av att värmeöverföringsplåten (23) är belägen under baffeln (18), så att de flänsar som ståri beröring med värmeöverföringsplåten är de flänsar som är belägna vid nämnda nedre del.

4. Värmare enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att mellan det andra röret (3) och värmeöverföringsplåten (23) finns ett värmeöverförande medel, såsom en värmeöverförande pasta.

5. Värmare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att tappvattenbehållaren omges av ett hölje (24), som innehåller inloppshål (25) för centralvärmeluften vid tappvattenbehållarens övre del, samt att inloppsöppningar (29) till närnnda ringformade utrymme finns diagonalt i förhållande till nämnda inloppshål, varigenom luften cirkulerar först utanför tappvattenbehållarens yttre yta och sedan genom det ringformade utrymmet. 10 470 t

6. Värmare enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda inloppsöppningar (29) till det ringformade utrymmet ärjämnt fördelade utmed utrymmets periferi.

7. Värmare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att brännarröret (2l) och flänsarna (20) är tillverkade av strángsprutad aluminium och företrädesvis är räfflade för att öka den vänneväxlande ytan.

8. Värmare enligt något av föregående krav, varvid en inmatningsledning (35) för förbränningsluften är koncentrisk med och belägen utanför en avgasledning (37), samt att imnatningsledningen är försedd med en första öppning (41) ungefär vid sin lägsta del för avtappning av eventuellt kondensvatten till omgivningen, k ä n n e t e c k n a d av att avgasledningen (37) i sin tur är försedd med en mittför nämnda första öppning (41) belägen andra öppning (43) för avtappning av kondensvatten till inmatningsledningen och vidare ut till omgivningen.