EP0036997B1 - Heisswasserbereiter, insbesondere zur Installation in fahrbaren Räumen od.dgl. - Google Patents
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Classifications
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- F24H9/13—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes for water heaters
- F24H9/133—Storage heaters
Definitions
- the invention relates to a hot water heater for gaseous or gasified liquid fuels, in particular for installation in mobile rooms, such as mobile homes, caravans, or in mountain huts or similar small rooms, with a closed, approximately circular in cross section water tank, a housing shell surrounding this water tank at least in the lower section , which is closed at the bottom by means of a floor and forms a gas-tight combustion chamber together with the water tank floor, a lower fresh air intake opening and an upper exhaust gas outlet opening, with passages through the water tank for inlet and outlet lines and with a one formed between the housing jacket and the water tank , annulus connected to the combustion chamber.
- the invention has for its object to provide a hot water heater, which is characterized by a simple and particularly space-saving design and yet has a high efficiency.
- a hot water heater of the type mentioned at the outset according to the invention is characterized in that both the exhaust gas outlet opening and the fresh air intake opening are provided in the housing jacket, and one or two box-shaped oriels for one or both openings are attached to the curved housing jacket. which complement the casing in the oriel area to a rectangular shape with their side walls, and that a connection piece is provided on one side wall for connection to an outer wall throughflow insert.
- the water container hanging into the housing shell to form an annular space has a relatively large boundary surface with respect to the combustion chamber and thus a large heat transfer surface, which ensures rapid heating of the water and high efficiency.
- Both the exhaust gas outlet opening and the fresh air intake opening can easily be made in a sufficient size in the casing.
- a box-shaped bay window covering them forms a transition channel, which enables the connection of inexpensive wall penetration devices and thereby allows an advantageous space-saving installation of the device close to a wall.
- a relatively large circumferential section of the housing shell is covered by the oriels tangent to the housing shell with its side walls, thereby allowing large passage openings.
- the connecting pieces leading into the wall opening can have considerably smaller cross sections.
- the oriel is also ideally suited for displacing the housing jacket openings in relation to the connecting pieces and for converting a rectangular flow channel into a round one.
- a bay window results when it combines the two passages for the fresh air and the exhaust gases. This not only makes the manufacturing and assembly work considerably easier and cheaper, it also makes sealing much easier.
- the oriel can also be used to receive and pass a gas supply line to the burner and / or other combustion technology devices, such as a solenoid valve. There is enough space in the lower part of the bay, in the fresh air chamber. An unscrewable oriel floor can be used as a holder or base plate for these devices.
- the combination of several tank bushings for line or similar connections in a closure opening in the tank wall and in the housing jacket not only makes the manufacture of the water tank and the housing jacket cheaper, but also the assembly ge of these line connections, which can now be replaced at any time without difficulty.
- the merged connections are best located in a location that is in a bay-free corner of the rectangle defined by the existing bay. In this way, despite its many connections, the hot water heater according to the invention can be set up and connected without difficulty in the smallest and difficult to access rooms, such as built-in cupboards or the like.
- a hot water heater shown in Fig. 1 consists of a closed water tank 1 with a peripheral flange 2 and a housing shell 3, which is open at the top and here has a support flange 4, while it is closed at the bottom by a curved bottom 5.
- the housing jacket is seated on a room floor 6 by means of feet 7.
- the water tank is suspended with its peripheral flange 2 in the housing jacket 3 in such a way that a combustion chamber 10 for a flat gas burner 12 remains between its tank bottom 9 and the housing bottom 5.
- the diameter of the container section 13 suspended in the housing jacket 3 is smaller than that of the housing jacket, so that there is an annular space 14 therebetween, which thus extends the combustion chamber 10.
- the hot combustion gases rise from the combustion chamber to the upper end in this annulus.
- this termination is formed by a gradation 15 of the water tank wall, which extends to the housing jacket.
- this gradation increases in the withdrawal direction in order to prevent gas accumulation or congestion in the annular space.
- this gradation also serves to center the water container in the housing shell 3 when these two walls are fitted with one another in a sealing manner.
- the housing shell 3 and the water tank are suitably formed from sheet steel.
- the floors are arched, conveniently in the form of conventional boiler floors.
- the circular shape is advantageous in cross section.
- a larger container section is suspended in the housing jacket, while a lower, upper container section rises like a dome above the peripheral flange 2 and forms a container dome.
- the water tank is expediently divided along the circumferential flange 2, so that the tank then consists of two boiler bottoms 20, 21 placed one on top of the other.
- the fresh air supply to the gas burner 12 takes place through a suction opening 34 formed in the housing jacket below an exhaust gas discharge opening 33.
- a gas line 35 to the burner is introduced at a suitable point into the combustion chamber, through the floor 5 in FIG. 1.
- Fig. 2 the water heater can be seen in plan view. It is surrounded by a heat insulation sleeve 37, which has a cubic shape to adapt to the installation conditions.
- a connection opening 30 for the line connections is laid in a resulting corner, which is not the case in FIG. 1 for reasons of clarity.
- a box-shaped oriel 38 which is attached to the housing jacket 3 and has the task of establishing the connection between the openings 33 and 34 in the housing jacket and the wall openings 42.
- the oriel cross-section is designed so that it complements the round cross-sectional shape of the housing shell to form a rectangle.
- Its side walls 38 'and 38 "therefore approximately affect the housing jacket, from which a relatively large circumferential section is covered, as a result of which the openings 33, 34 can likewise be large Provided, which can be inserted into the connection openings of a throughflow insert or an outer wall box 44, which combines the fresh air and exhaust gas channels.
- An intermediate floor 41 in the oriel separates the exhaust gas from the fresh air passage.
- the bay which does not noticeably exceed the corresponding upper and lower edges of the openings 33, 34 covered by it, is of course sealed airtight at the top and bottom. It expediently has a screwable bottom plate 41 'through which the gas line 35' can be laid via the fresh air chamber 36 to the gas burner 12.
- further fittings such as solenoid valves, etc., which are necessary for combustion, can be mounted on this base plate or on the bay walls. In this way, the connection installation of the water heater is made considerably easier. So that the exhaust gas and fresh air flows from the outer wall to the combustion chamber are always separated, a baffle 43 projecting into the combustion chamber is also provided, which adjoins the intermediate floor 41.
- a connection opening 30 (FIG. 3) is provided in the water tank and in the housing jacket for introducing a water inlet 25 and possibly further connections, such as for an immersion tube 26 for a thermostat, a heating medium circulation line 27 and an additional electric heating element 28.
- This connection opening which also serves as a work opening for enamelling can serve the interior of the container is closed by a cover 31 (Fig. 3).
- An advantageous closure is shown in FIG. 3.
- the distance between the container wall 46 and the housing jacket 3 is bridged by a spacer ring 45, which advantageously surrounds the entire closure opening 30 and is made of metal.
- the closure cover 31 consists of the two closure plates 47, 48, one of which is pressed from the inside onto the container wall and the other from the outside onto the housing jacket, expediently with the interposition of temperature-resistant sealing rings 49.
- threaded bushings 50 and 51 are provided, which overlap the inner plate 47 with an inner shoulder 52 and 53, penetrate the two plates and are held on the outside by a screw nut 54 and 55, respectively.
- These threaded bushings are advantageously designed for leadthroughs or entries for connections, such as heating rod 28 or thermostatic immersion tube 26.
- the connection opening 30 is expediently oval, so that the large closure plate 47 can be inserted through it.
- the internal sealing plate is pressed against the container wall with increasing internal pressure, thereby improving the seal.
- the heating medium circulation line 27 shown in FIG. 3 can be connected to a fresh water tank, the fresh water then being pumped through the circulation line in order to protect the water in the fresh water tank from freezing.
- An upper removal line 32 is used for water removal. This could also be introduced through the connection cover 31 into the water tank and guided upwards in this.
- the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown.
- two box-shaped oriels 38 could be distributed over two connection points, each for an exhaust gas or fresh air duct, but this means additional effort.
- These two oriels should only be arranged with a circumferential offset if the pressure conditions on the outside at the two channel ends are not noticeably different.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Heisswasserbereiter für gasförmige oder vergaste flüssige Brennstoffe, insbesondere zur Installation in fahrbaren Räumen, wie Wohnmobilen, Wohnwagen, oder in Berghütten oder in ähnlichen Kleinräumen, mit einem geschlossenen, im Querschnitt etwa kreisrunden Wasserbehälter, einem diesen Wasserbehälterzumindest im unteren Abschnitt umgebenen Gehäusemantel, der unten mittels eines Bodens abgeschlossen ist und zusammen mit dem Wasserbehälterboden einen gasdichten Verbrennungsraum bildet, einer unteren Frischluft-Ansaugöffnung und einer oberen Abgas-Abzugsöffnung, mit Durchführungen durch den Wasserbehälter für Zu- und Auslaufleitungen und mit einem zwischen dem Gehäusemantel und dem Wasserbehälter ausgebildeten, mit dem Verbrennungsraum in Verbindung stehenden Ringraum.
- Bei mit Gas befeuerten Heisswasserbereitern ist meistens ein Flamm- und/oder ein Verbrennungsrohr in einem zylindrischen Wasserbehälter verlegt, welches bei kleinen Speicherbehältern nur in gerader Durchführung eingebaut sein kann. Dabei lässt sich insbesondere dann nicht die erwünschte Wärmeübergangsfläche erreichen, wenn der Wasserbereiter eine geringe Bauhöhe aufweist, damit er auch in kleinen, mit Wohnmöbeln eingerichteten Räumen gut unterzubringen ist. Um die technisch schwierige und aufwendige Rohrdurchführung zu vermeiden, sehen bekannte Heisswasserbereiter (BE-A Nr. 670901, US-A Nr. 1689935) einen teilweise oder ganz von einem Gehäuse umgebenen Wasserbehälter vor, der auch seitlich von aus dem Verbrennungsraum hochsteigenden Heizgasen umströmt wird. Bei einem anderen HeisswasserbereiterdieserArt (GB-A Nr.282277) werden auch Vorkehrungen getroffen, damit das Gerät raumsparend in einer Raumecke aufstellbar ist. Dazu dienen seitlich vom kreisförmigen Gehäuse abstehende Flanschfortsätze zum Abschluss gegenüber den Raumwenden, und eine der Raumecke angepasste Abdeckung schliesst die zwischen dem kreisrunden Gerät und der Raumecke vorhandenen Zwischenräume nach oben ab. Die Abgas-Abzugsöffnung ist hierbei auf die freie Raumecke ausgerichtet, um einen Anschlussstutzen mit Kaminbogen unterzubringen. Die bekannten Abgasführungen ermöglichen nämlich eine dichte Aufstellung eines Wasserbereiters an einer Raum- oder Möbelwand nicht, es sei denn, man nimmt übergrosse Wanddurchbrüche in Kauf. Bei den bekannten Geräten wird die Frischluft aus dem Raum durch den Gehäuseboden angesaugt. Dies ist unerwünscht und in fahrbaren Räumen meist auch nicht zulässig. Daher sind die bekannten Heisswasserbereiter, auch wenn sie mit kleineren Wasserbehältern ausgestattet sind, für Wohnmobile, Wohnwagen oder für ähnliche Kleinräume nicht brauchbar.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heisswasserbereiter zu schaffen, der sich durch eine einfache und besonders raumsparende Bauweise auszeichnet und der dennoch einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Heisswasserbereiter der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäusemantel sowohl die Abgas-Abzugsöffnung als auch die Frischluft-Ansaugöffnung vorgesehen sind, am gewölbten Gehäusemantel ein oder zwei kastenförmige Erker für eine oder beide Öffnungen angesetzt sind, die mit ihren Seitenwänden den Gehäusemantel im Erkerbereich zu einer Rechteckform ergänzen, und dass an einer Seitenwand ein Anschlussstutzen zum Anschluss an einen Aussenwand-Durchströmeinsatz vorgesehen ist.
- Der in den Gehäusemantel unter Bildung eines RingraumeshineinhängendeWasserbehätterweist eine verhältnismässig grosse Begrenzungsfläche gegenüber dem Verbrennungsraum und damit eine grosse Wärmeübergangsfläche auf, die eine rasche Erwärmung des Wassers sowie einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet. Sowohl die Abgas-Abzugsöffnung als auch die Frischluft-Ansaugöffnung lässt sich im Gehäusemantel in ausreichender Grösse leicht anbringen. Ein sie abdeckender kastenförmiger Erker bildet einen Übergangskanal, der den Anschluss günstiger Wanddurchbruchseinrichtungen ermöglicht und dabei eine vorteilhafte raumsparende Aufstellung des Gerätes dicht an einer Wand zulässt. Durch den mit seinen Seitenwänden den Gehäusemantel tangierenden Erker werden ein verhältnismässig grosser Umfangsabschnitt des Gehäusemantels abgedeckt und dadurch grosse Durchtrittsöffnungen ermöglicht. Andererseits können die in den Wanddurchbruch führenden Anschlussstutzen schon wesentlich kleinere Querschnitte aufweisen. Der Erker eignet sich auch bestens zur Versetzung der Gehäusemantelöffnungen gegenüber den Anschlussstutzen sowie zur Überführung eines rechteckigen Strömungskanales in einen runden.
- Der besondere Vorteil eines Erkers ergibt sich, wenn dieser die beiden Durchgänge für die Frischluft und die Abgase zusammenfasst. Dadurch werden nicht nur die Herstellungs- und Montagearbeiten erheblich vereinfacht und verbilligt, sondern auch die Abdichtung wesentlich erleichtert. Schliesslich kann der Erker auch zur Aufnahme und Durchführung einer Gaszuleitung zum Brenner und/oder von anderen verbrennungstechnischen Einrichtungen, wie Magnetventil, dienen. Im unteren Teil des Erkers, in der Frischluftkammer, lässt sich hiefürgenügend Platz schaffen. Ein abschraubbarer Erkerboden kann als Halterung oder Basisplatte für diese Einrichtungen Verwendung finden.
- Durch die Zusammenfassung mehrerer Behälterdurchführungen für Leitungs- oder für ähnliche Anschlüsse in eine Verschlussöffnung in der Behälterwand und im Gehäusemantel wird nicht nur die Herstellung des Wasserbehälters und des Gehäusemantels verbilligt, sondern auch die Montage dieser Leitungsanschlüsse erleichtert, die jetzt auch ohne Schwierigkeit jederzeit auswechselbar sind. Die zusammengelegten Anschlüsse lassen sich am besten an einer Stelle unterbringen, die in einer erkerfreien Ecke des durch den vorhandenen Erker festgelegten Rechteckes liegt. Auf diese Weise kann der erfindungsgemässe Heisswasserbereiter trotz seiner vielen Anschlüsse in kleinsten und schwer zugänglichen Räumen, wie Einbauschränken od. dgl., ohne Schwierigkeit aufgestellt und angeschlossen werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisierten Ausführungsbeispieles eines Heisswasserbereiters, der auch in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Vertikalschnitt,
- Fig.2 eine Draufsicht auf dieses Gerät, jedoch mit an anderen Stellen angeordneten Anschlüssen und von einem Isolierkasten umgeben, dessen Isoliermaterial zum Teil entfernt ist,
- Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine Seitenwand mit Verschlussöffnung und -deckel, und
- Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch einen Frischluft- und Abgaserker.
- Ein in Fig. 1 dargestellter Heisswasserbereiter besteht aus einem geschlossenen Wasserbehälter 1 mit einem Umfangsflansch 2 sowie einem Gehäusemantel 3, der oben offen ist und hier einen Auflagerflansch 4 aufweist, während er unten von einem gewölbten Boden 5 abgeschlossen ist. Der Gehäusemantel sitzt mittels Füssen 7 auf einem Raumboden 6 auf. Der Wasserbehälter ist mit seinem Umfangsflansch 2 so in den Gehäusemantel 3 eingehängt, dass zwischen seinem Behälterboden 9 und dem Gehäuseboden 5 ein Verbrennungsraum 10 für einen flachen Gasbrenner 12 bestehen bleibt. Schliesslich ist auch der in den Gehäusemantel 3 eingehängte Behälterabschnitt 13 in seinem Durchmesser kleiner als der des Gehäusemantels, so dass dazwischen sich ein Ringraum 14 ergibt, der so den Verbrennungsraum 10 erweitert. In diesen Ringraum steigen somit aus dem Verbrennungsraum die heissen Verbrennungsgase bis zum oberen Abschluss hoch. Beim Ausführungsbeispiel wird dieser Abschluss von einer Abstufung 15 der Wasserbehälterwand, die bis zum Gehäusemantel ausgeweitet ist, gebildet. Damit die Verbrennungsgase gut abgezogen werden, ist diese Abstufung in Abzugsrichtung ansteigend, um so im Ringraum eine Gasansammlung bzw. -stauung zu verhindern. Ausserdem dient diese Abstufung zugleich zur Zentrierung des Wasserbehälters im Gehäusemantel 3, wenn diese beiden Wände mit Passsitz und abdichtend ineinandergesteckt sind.
- Der Gehäusemantel 3 und der Wasserbehälter sind zweckmässig aus Stahlblech geformt. Die Böden sind gewölbt, zweckmässig in Form üblicher Kesselböden. Aus statischen Gründen ist im Querschnitt die Kreisform vorteilhaft. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein grösserer Behälterabschnitt in den Gehäusemantel eingehängt, während ein niedriger, oberer Behälterabschnitt sich kuppelartig über dem Umfangsflansch 2 erhebt und einen Behälterdom bildet. In diesem Fall ist der Wasserbehälter zweckmässig längs des Umfangsflansches 2 unterteilt, so dass der Behälter dann aus zwei umgekehrt aufeinandergesetzten Kesselböden 20, 21 besteht.
- Die Frischluftzufuhr zum Gasbrenner 12 erfolgt durch eine unterhalb einer Abgas-Abzugsöffnung 33 im Gehäusemantel ausgebildete Ansaugöffnung 34. Eine Gasleitung 35 zum Brenner wird an geeigneter Stelle in den Verbrennungsraum, in Fig. 1 durch den Boden 5, eingeführt. In Fig. 2 ist der Wasserbereiter in Draufsicht zusehen. Er ist von einer Wärmeisolierhülle 37, die zur Anpassung an die Aufstellverhältnisse kubische form aufweist, umgeben. Zwecks Raumausnützung ist ein Anschlussöffnung 30 für die Leitungsanschlüsse in eine sich ergebende Ecke verlegt, was der Übersicht wegen nicht aus Fig. 1 zutrifft. In einem anderen dieser Eckräume befindet sich ein kastenförmiger Erker 38, der am Gehäusemantel 3 angesetzt ist und die Aufgabe hat, die Verbindung zwischen den Öffnungen 33 und 34 im Gehäusemantel und den Wanddurchbruchsöffnungen 42 herzustellen. Dazu ist der Erkerquerschnitt so gestaltet, dass er die runde Querschnittsform des Gehäusemantels zu einem Rechteck ergänzt. Seine Seitenwände 38' und 38" tangieren deshalb annähernd den Gehäusemantel, von dem ein verhältnismässig grosser Umfangsabschnitt abgedeckt wird, wodurch die Öffnungen 33, 34 ebenfalls gross sein können. An der dem Wanddurchbruch 42 anliegenden Seitenwand 38" des Erkers sind die Anschlussstutzen 39, 40 vorgesehen, die sich in die Anschlussöffnungen eines Durchströmeinsatzes bzw. eines Aussenwandkastens 44, der die Frischluft- und Abgaskanäle zusammenfasst, einführen lassen. Ein Zwischenboden 41 im Erker trennt den Abgasvom Frischluftdurchgang. Der Erker, der in seiner Höhe die entsprechenden oberen und unteren Kanten der von ihm abgedeckten Öffnungen 33, 34 nicht merklich überschreitet, ist oben und unten natürlich luftdicht abgeschlossen. Zweckmässig weist er eine abschraubbare Bodenplatte 41' auf, durch die die Gasleitung 35' über die Frischluftkammer 36 zum Gasbrenner 12 verlegt sein kann. Mittels weiterer, nicht näher dargestellter Halterungen oder ähnlicher Einrichtungen können auf dieser Bodenplatte oder an den Erkerseitenwänden weitere, verbrennungstechnisch notwendige Armaturen, wie Magnetventil usw., montiert sein. Auf diese Weise wird die Anschlussmontage des Wasserbereiters wesentlich erleichtert. Damit die Abgas- und Frischluftströmungen von der Aussenwand bis zum Verbrennungsraum stets getrennt sind, ist noch ein in den Verbrennungsraum hineinragendes Leitblech 43 vorgesehen, das sich an den Zwischenboden 41 anschliesst.
- Zum Einführen eines Wasserzulaufes 25 und eventuell weiterer Anschlüsse, wie z.B. für ein Tauchrohr 26 für einen Thermostaten, eine Heizmittelumlaufleitung 27 und einen zusätzlichen Elektroheizstab 28, ist eine Anschlussöffnung 30 (Fig. 3) im Wasserbehälter und im Gehäusemantel vorgesehen. Diese Anschlussöffnung, die zugleich auch als Arbeitsöffnung zum Emaillieren des Behälterinneren dienen kann, ist durch einen Verschlussdeckel 31 (Fig. 3) abgeschlossen. Ein vorteilhafter Verschluss ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei wird der Abstand zwischen der Behälterwand 46 und dem Gehäusemantel 3 durch einen die gesamte Verschlussöffnung 30 umschliessenden Distanzring 45, zweckmässig aus Metall, überbrückt. Der Verschlussdeckel 31 besteht aus den beiden Verschlussplatten 47, 48, von denen die eine von innen an die Behälterwand und die andere von aussen an den Gehäusemantel angedrückt ist, und zwar zweckmässig unter Zwischenlage temperaturbeständiger Dichtungsringe 49. Um die beiden Verschlussplatten miteinander zu verspannen und sie fest an die Öffnungswände anzudrücken, sind Gewindebuchsen 50 bzw. 51 vorgesehen, die mit einer Innenschulter 52 bzw. 53die Innenplatte47 übergreifen, die beiden Platten durchsetzen und aussen durch eine Schraubmutter 54 bzw. 55 gehalten sind. Diese Gewindebuchsen sind vorteilhaft zu Durch- bzw. Einführungen für Anschlüsse, wie z.B. Heizstab 28 oder Thermostat-Tauchrohr 26, ausgebildet. Die Anschlussöffnung 30 ist zweckmässig oval, so dass die grosse Verschlussplatte 47 durch sie nach innen eingeführt werden kann. Die innen anliegende Verschlussplatte wird mit steigendem Innendruck an die Behälterwand angepresst und dadurch die Abdichtung verbessert. Die in Fig. 3 gezeigte Heizmittelumlaufleitung 27 kann mit einem Frischwasserbehälter in Verbindung stehen, wobei dann das Frischwasser durch die Umlaufleitung gepumpt wird, um das Wasser im Frischwasserbehälter vor dem Gefrieren zu schützen.
- Zur Wasserentnahme dient eine obere Entnahmeleitung 32. Diese könnte auch durch den Anschlussdeckel 31 in den Wasserbehälter ein- und in diesem nach oben geführt sein.
- Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnten auch zwei kastenförmige Erker 38 auf zwei Anschlussstellen für je eine Abgas- bzw. Frischluftführung verteilt sein, was jedoch zusätzlichen Aufwand bedeutet. Diese beiden Erker sollen auch nur dann umfangsversetzt angeordnet werden, wenn die Druckverhältnisse aussen an den beiden Kanalenden nicht merklich verschieden sind.
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