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Flüssigkeitserhitzer Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitserhitzer, insbesondere Wassererhitzer, mit einem Gehäuse und einem in demselben untergebrachten Brenner, welcher Erhitzer zur kontinuierlichen Erhitzung einer Flüssigkeit auf eine bestimmte Temperatur und in grosser Menge geeignet ist.
Der Flüssigkeitserhitzer gemäss vorliegender Erfindung ist gekennzeichnet durch ein haubenförmiges, im Gehäuse über dem Brenner angebrachtes Organ, welches den oberen Abschluss eines Verbrennungsraumes bildet und mit Durchbrechungen zum Durchtritt der Verbrennungsgase versehen ist, durch eine das erwähnte haubenförmige Organ umgebende Füllung von wärmeabsorbierendem Material, durch Mittel zum übersprühen der Füllung mit einer Flüssigkeit und durch Mittel zum Sammeln der durch die Füllung herabsickernden Flüssigkeit.
Bei diesem Flüssigkeitserhitzer gelangt die auf die Füllung aufgesprühte Flüssigkeit in direkte Berührung mit den Verbrennungsgasen und/oder dem erwähnten wärmeabsorbierenden Material und wird durch ständigen Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen bzw. dem wärmeabsorbierenden Material erhitzt, während sie durch die Füllung heruntersickert, worauf sie in erhitztem Zustand gesammelt wird.
Der Flüssigkeitserhitzer gemäss vorliegender Erfindung stellt eine Art Rieselerhitzer dar, der einen hohen Wirkungsgrad aufweist, wenig Raum beansprucht und preisgünstig herstellbar ist. Er kann als Wassererhitzer vor allem im Haushalt und in der Industrie verwendet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich erläutert, in welchen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, und worin Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erste Aus- führungsform zeigt. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Erhitzer ge- mäss Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante des erwähnten haubenförmigen Organs.
Fig. 4 ist in grösserem Masstab, ein Teilschnitt des Organs gemäss Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 5.
Fig. 7 und 8 sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht des haubenförmigen Organs der Ausführung gemäss Fig. 5 und 6.
Fig.9 ist ein Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform und Fig. 10 ist eine Draufsicht auf die Ausführungs- form nach Fig. 9.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wassererhitzer weist im wesentlichen eine Basis 10, ein Gehäuse 20 und einen Deckel 30 auf. Im Gehäuse ist ein haubenförmiges Organ 40 angeordnet, unter welchem in der Basis ein Brennersystem 50 angeordnet ist. Der zwischen dem haubenförmigen Organ 40 und der es umgebenden Gehäusewand 20 liegende Raum ist mit einer Füllung 60 aus festem, wärmeabsorbierendem, hitzebeständigem Material gefüllt, über welcher Füllung Mittel 70 zum Aufsprühen von Wasser auf die erwähnte Füllung vorgesehen sind.
Als wärmeabsorbierendes Material werden vorzugsweise poröse Steine, beispielsweise Kieselsteine, Schiefersteine, Bimsstein oder keramisches Material oder aus, Blech hergestellte Kugeln verwendet.
Als Basis ist vorzugsweise ein einteiliges Gussei- senstück mit einer zylindrischen Seitenwand 11, einem Boden 12 und einem Ringflansch 13 vorgesehen, welcher Ringflansch von der Seitenwand 11 auf
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etwa halber Höhe der Basis horizontal einwärts ragt. Das Gehäuse 20 besteht aus Blech und weist einen äusseren Mantel 21 auf, dessen unteres Ende mit dem äusseren Rand des ringförmigen Bodens 22 verbunden ist. Vom inneren Rand des Bodens 22 ragt eine verhältnismässig niedrige zylindrische Wand 23 aufwärts.
Die Teile 21, 22 und 23 bilden zusammen ein ringförmiges Reservoir oder eine Rinne 24, in welcher sich das erhitzte Wasser sammelt. Innerhalb des äusseren Mantels 21 befindet sich ein innerer Mantel 25 in einem gewissen Abstand vom äusse- ren Mantel. Der innere Mantel 25 ist in nicht dargestellter, an sich bekannter Art mit dem äusseren Mantel 25 verbunden. Das Gehäuse 20 stützt sich mittels des ringförmigen Bodens 22 auf den Flansch 13 der Basis 10 ab. Der Deckel 30, welcher auf das. Gehäuse 20 aufgesetzt ist, weist in der Mitte eine Rauchgasöffnung 31 auf.
Das haubenförmige Organ 40 ruht auf dem emporragenden ringförmigen Wandteil 23. Dieses Organ 40 besteht ebenfalls aus Blech und ist kegelstumpf- förmig mit einem flachen. horizontalen Deckteil 41 und einem sich abwärts konisch erweiternden Wand- teil 42 ausgebildet, wobei die Innenfläche des kegelförmigen Wandteils bei 43 auf der oberen Kante des Wandteils 23 aufliegt. Der konische Wandteil 42 weist eine Vielzahl von Durchbrechungen 44 auf, die als Durchlässe für die Verbrennungsgase dienen.
Die Durchbrechungen 44 sind schlitzförmig ausgebildet und weisen eine untere horizontale gerade Kante 45 und eine auswärts verformte obere Kante auf, welch letztere über die untere Kante 45 vorsteht und im Abstand von derselben angeordnet ist.
Der Boden 12 und der Flansch 13 der Basis, sowie der senkrecht stehende Wandteil 23 des Gehäuses und das haubenförmige Organ 40 schliessen einen Raum ein, in dessen unterem Teil das Brennersystem 50 angeordnet ist. Der obere Teil dieses Raumes bildet eine Verbrennungskammer, in welcher der aus dem Brenner austretende Brennstoff verbrannt wird. Das Brennersystem 50 weist einen Ventilator 5;1, einen mit dem Ausgang des Ventilators verbundenen Luftkanal 52 und eine Mischkammer 53 am oberen Ende des Luftkanals 52 auf. Der gasförmige Brennstoff wird durch eine Leitung 54 in den Luftkanal 52 eingeführt und in der Mischkammer 53 mit der zugeführten Luft vermischt.
Von der Mischkaro- mer 53 wird das brennbare Gemisch in die darüber liegende Verbrennungskammer austreten.
In dieser Ausführungsform ist der zwischen der Innenwand 25 des Gehäuses und dem hauben- förmigen Organ 40 gebildete Raum mit dem wärmeabsorbierenden Material gefüllt, so dass dieses Material das Organ 40 vollständig umgibt, wobei die Füllung etwas höher reicht als der Deckteil 41 des Organs 40.
Die Mittel zum Zuführen des kalten Wassers weisen eine über der Füllung des wärmeabsorbierenden Materials angeordnete und mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen 71 versehene Brause 72 auf. Die Achsen der Öffnungen 71 sind auswärts geneigt. Die Brause 72 ist mittels eines Trägers 73 mit dem Aussenmantel 21 des Gehäuses 20 verbunden, so- dass die Mittel zur Einleitung des kalten Wassers einerseits durch die Brause 72 gestützt sind. Die mit der Brause 72 verbundene Kaltwasserleitung 75 verläuft längs der Innenfläche des inneren Mantels 25 abwärts und durchragt den Innenmantel 25 und den Aussenmantel in der bei 76 angedeuteten Weise.
Das zu erhitzende Wasser wird von der Wasserversorgung durch die Leitung 75 der Brause 72 zugeführt.
Das sich in der Rinne 24 sammelnde erhitzte Wasser wird durch eine mit der Rinne 24 verbundene Leitung 81 abgeführt. Die Leitung 81 führt durch die Seitenwand 11 der Basis 10 zur Verbrauchsstelle des erhitzten Wassers. Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Sichtrohr 82 zur Beobachtung der Verbrennung von aussen vorgesehen.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung bereits hervorgeht, wird während des Betriebs des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Erhitzers brennbares Gas durch die Leitung 54 in den Luftkanal 52 eingeleitet und in der Kammer 53 mit der vom Ventilator 51 gelieferten Luft intensiv vermischt. Das brennbare Gemisch strömt aus der Mischkammer und verbrennt im darüberliegenden Verbrennungsraum. Die aufsteigenden Verbrennungsgase dringen durch die Vielzahl von Durchbrechungen 44 des haubenförmigen Organs 40 aus,
verteilen sich gleichmässig in der Füllung wärmeabsorbierenden Materials 60 und steigen unter Abgabe ihres Wärmeinhaltes an die Füllung durch dieselbe auf. Das durch die Leitung 75 der Brause 72 zugeführte kalte Wasser wird durch die Öffnungen 71 derselben abwärts und nach aussen auf die Oberfläche der Füllung versprüht, durch welche das Wasser in direktem Kontakt mit den aufsteigenden Verbrennungsgasen bzw. mit den Oberflächen des durch die Verbrennungsgase erhitzten wärmeabsorbierenden Materials abwärts sickern. Das in dieser Weise erhitzte Wasser sammelt sich in der ringförmigen Rinne 24 und wird durch die Leitung 81 dem. Verbraucher zugeführt.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass die Berührungsfläche zwischen dem abwärtssickernden Wasser und den aufsteigenden Verbrennungsgasen, bzw. dem wärmeabsorbierenden Material sehr gross ist bezogen auf die Gesamtdimensionen des Wassererhitzers, so dass der Wärmeinhalt der Verbrennungsgase praktisch vollständig an das zu erhitzende Wasser übergeht. Es wird somit ein sehr hoher Wirkungsgrad und eine sehr hohe Wärmeleistung bei verhältnismässig geringen Abmessungen des Wassererhitzers erreicht.
Durch die im Abstand voneinander angeordneten Innen- und Aussenmäntel 25 und 21 und den zwischen denselben gebildeten Raum wird eine gute Wärmeisolation erreicht.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante des haubenförmigen Organs mit 140 bezeichnet. Es entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Organ 40 mit dem Unterschied, dass die schlitz-
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förmigen Durchbrechungen 144 von einer in Horizontalrichtung gerade verlaufenden oberen. Kante und von einer einwärts gebogenen unteren Kante 149 begrenzt werden.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsge- mässen Erhitzers ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt und entspricht, abgesehen von den im folgenden beschriebenen Merkmalen, der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung. Teile dieser zweiten Ausführungsform, die der ersten Ausführungsform entsprechen, sind in den Fig. 5 und 6 mit um die Zahl 200 erhöhten Hinweisnummern bezeichnet.
Das Gehäuse 220 der zweiten Ausführungsform hat einen gegenüber dem Gehäuse der ersten Ausführungsform vereinfachten Aufbau, wobei ein dem Innenmantel 25 entsprechender Teil fehlt. Das Gehäuse 220 ist mit einem mit ihm, direkt verbundenen Deckel 230 anstelle eines besonderen Deckels 30 versehen. Die Füllung wärmeabsorbierenden Materials 260 ist unten durch einen ringförmigen Boden 291, beispielsweise aus Drahtgeflecht, unterstützt. Das Brennersystem 250 ist zum Betrieb mit flüssigem Brennstoff geeignet.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich im weiteren von der ersten Ausführungsform durch den Aufbau des hauben- förmigen Organs 240, welches in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Es weist einen oberem. Dachteil 246, einen unteren Dachteil 248 und eine Anzahl dazwischen liegender Dachteile 247 auf, welche durch drei Stützen 249 in gegenseitigem Abstand und überlappend verbunden sind, so dass sie gesamthaft ein kup- pelförmiges Gebilde mit ringförmigen Lücken 244 bilden. Die Verbrennungsgase strömen durch diese Lücken 244 zwischen benachbarten Dachteilen, in die Füllung wärmeabsorbierenden Materials 260.
Die Arbeitsweise des in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Wassererhitzers entspricht im wesentlichen derjenigen des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Er- hitzers. Das kalte Wasser wird durch die Leitung 275 der Brause 272 zugeführt und durch die Öffnungen derselben abwärts und auswärts auf die Füllung gesprüht, durch welche das Wasser hinuntersickert und dabei durch die Verbrennungsgase und das wärmeabsorbierende Material erhitzt wird. Das erhitzte Wasser wird in der Rinne 224 gesammelt und durch die Leitung 281 dem Verbraucher zugeführt.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Wassererhitzers ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1 und 2 mit dem wesentlichen Unterschied, dass ein haubenförmiges Organ 340 vorhanden ist, welches einen konischen Dachteil 341 und eine zylindrische, poröse bzw. netzartige Wand 342 aufweist, welche sich nahe vom Umfang des Dachteils nach unten erstreckt und mit dem unteren Ende auf einer ringförmigen Rinne oder gewölbten Schulter 324 ruht, die am unteren Ende der zylindrischen emporragenden Wand 323 des Gehäuses 320 gebildet ist.
Bei dieser Anordnung, wo also das haubenförmige Organ eine, poröse Wand; beispielsweise aus Drahtgeflecht aufweist, kann das durch die Füllung des wärmeabsorbierenden 'Materials heruntersickemde Wasser durch diese Wand auf die Innenfläche derselben durchtreten. Die am oberen Ende der senkrechten Wand 323 gebildete Rinne oder Schulter 324 weist eine nach innen und oben konkav gebogene Innenwand auf, welche das an der Innenwand der Seite der Wand 342 des haubenförmigen Organs 320 heruntersickernde Wasser sammelt und auf die Aussenseite der Wand 323, d. h. in die eigentliche Sammelrinne des Erhitzers leitet.
Zwischen der Innenfläche der äusseren Gehäusewand 321 und der Aussenfläche der senkrechten Wand 323 ist ein ringförmiges, poröses Stützorgan 391 für die Füllung vorgesehen.
Die Arbeitsweise der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsform entspricht derjenigen der früher beschriebenen Ausführungsform. Anstelle von Wasser kann selbstverständlich jede andere Flüssigkeit erhitzt werden, welche in direkte Berührung mit den Verbrennungsgasen gebracht werden darf.
Die Erfindung wurde oben unter Hinweis auf besondere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, doch können selbstverständlich verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, ohne - vom zugrundeliegenden Erfindungsgedanken abzuweichen.