DE2028382A1

DE2028382A1 - Gasbeheizte Vorrichtung zur Er zeugung eines heißen Stromungsmittels

Info

Publication number: DE2028382A1
Application number: DE19702028382
Authority: DE
Inventors: Roger Pans M Vignes
Original assignee: Gaz de France SA
Current assignee: Engie SA
Priority date: 1969-06-09
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1971-04-08
Also published as: FR2050521A5; BE751659A; GB1313602A; NL7008288A

Description

GAZ DE PSANCE, Paris / Frankreich

Gasbeheizte Vorrichtung zur Erzeugung eines heißen Strömungsmittels .

Die Erfindung betrifft eine gasbeheizte Vorrichtung zur Erzeugung eines heißen Strömungsmittels, beispielsweise Wasser oder Luft, bestehend aus einem das heiße Strömungsmittel enthaltenden und mit einem Thermostat ausgestatteten Behälter, einem Wärmetauscher und einer von einem Gehäuse abgegrenzten_s einen Hauptbrenner und ein Organ zu dessen Zündung enthaltenden Brennerkammer, die mit dem V/ärmetauseher in Verbindung steht und in deren unteren Teil eine Verbrennungsluft zuleitung mündet.

Es sind bereits gasbeheizte Vorrichtungen zur Erzeuguiig von Heißwasser bekannt, die einen Heißwasserbehälter und

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einen Wärmetauscher besitzen, der zu dem Heißwasserbehälter koaxial angeordnet sein kann, und bei denen die Verbrennungsluft über eine am Boden der Vorridfcung vorgesehene Leitung angesaugt wird, wobei die Austrittsleitungen für die Verbrennungsprodukte, im vorliegenden Fall die von dem Hauptbrenner und dem Zündbrenner erzeugten Rauchgase, im oberen Teil der Vorrichtung angeordnet sind und zur Vermeidung von Lastverlusten ausreichend große Durchmesser aufweisen.

. Bei derartigen Vorrichtungen ist als Antriebskraft für " den Umlauf der Verbrennungsluft und der Rauchgase lediglich der in dem Wärmetauscher auftretende thermische Zug verfügbar. Derartige Vorrichtungen besitzen Anschlußstutzen für die Leitungen, in welchen, die Rauchgase nach außen abgeleitet werden. Diese Anschlußstutzen befinden sich in Nähe der Brennerkammer oder sind manchmal sogar koaxial zu dieser angeordnet, was insbesondere bei mit Luftklappen versehenen Vorrichtungen der Pail ist.. Infolgedessen unterliegen diese Vorrichtungen der Einwirkung des Windes, da sie neben dem häufig ungenügenden thermischen Zug keinerlei Einrichtungen zur Erzeugung einer Zwangabfuhr der Rauchgase besitzen. ί Durch den Wind kann somit der Betrieb der Vorrichtung gestört werden und können die Rauchgase, falls die Vorrichtungen nicht vollkommen dicht sind, in die Räume gedrückt werden, in denen sich diese Vorrichtungen befinden.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile durch Schaffung einer gut gesicherten Vorrichtung zu vermeiden, bei der alle Verbrennungsprodukte des Hauptbrenners "und des Zündbrenners nach außen abgeführt werden können und bei

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der thermische Verluste bei Betriebspausen vermieden werden, da im Inneren der Vorrichtung kein Unterdruck gegenüber der Atmosphäre auftreten kann.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch mindestens eine mit der Brennerkammer über den Wärmetauscher verbundene Rauchabsaugleitung, einen in Strömungsrichtung der Rauchgase hinter der Brennerkammer und dem Wärmetauscher angeordneten und über eine Rauchabfuhrleitung mit der Atmosphäre verbundenen mechanischen Rauchabsauger, und Sicherungseinrichtungen, die ein für den in der Rauchabsaugleitung herrschenden Unterdruck empfindliches Element, welches mit einem in der Hauptgaszuleitung des Hauptbrenners angeordneten Ventil verbunden ist, und ein für die von dem Hauptbrenner erzeugte Wärme empfindliches Element besitzen, das neben diesem angeordnet ist und mit einem in der Hauptgasaieitung des Hauptbrenners vorgesehenen Ventil verbunden ist.

■. . i · Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß die Rauchgase in der Rauchabsaugleitung durch einen mechanischen Rauchabsauger abgesaugt werden, was eine bessere Drosselung des Rauches zur Folge hat. Selbst wenn die Vorrichtung gegenüber dem Raum, in welchem sie aufgestellt ist, nicht vollkommen dicht ist, kann der Rauch in keinem Fall aus der Vorrichtung austreten, da er einer Zwangsabsaugung unterliegt. Mithilfe der in der Vorrichtung vorgesehenen Sicherungseinrichtungen kann die Hauptspeisung des Hauptbrenners und des Zündbrenners mit Verbrennungsgas gesperrt werden, wenn der in der Rauch-absaugleitung herrschende

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Unterdruck nicht den gewünschtenWert hat; dadurch werden Wärmeverluste bei Betriebspausen sowie die Gefahr der Ausbreitung von Gas in die Brennerkammer und damit die Gefahr einer möglichen Explosion zum Zeitpunkt der Zündung vermieden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die den Rauch nach außen ableitende Rauchabfuhrleitung konzentrisch zu der im unteren Teil der Vorrichtung vorgesehenen Verbrennungsluftzuleitung angeordnet ist.

' Dadurch kann die Verbrennungsluft vor Eintritt in den Hauptbrenner und/oder den Zündbrenner durch Kontakt mit der die Rauchgase abführenden Leitung vorgewärmt werden. Da die Rauchabfuhrleitung einen geringenDurchmesser besitzt und die Abfuhr mit hoher Geschwindigkeit vor sich geht, wird die Einwirkung des V/indes aufgehoben und wird eine möglicherweise im Inneren der Vorrichtung auftretende Kondensierung ausgeschlossen;

Zur Vereinfachung der Herstellung des Wärmetauschers und zur Erhöhung seiner Steifigkeit besteht dieser erfindungsgemäß aus mehreren Wärmetauscherelementen, deren Jedes ei- ) ne Verbrennungskammer und eine an diese angebaute Wärmetauscherkammer besitzt und die in einer bestimmten Anordnung an einer an der Stelle jeder Verbrennungskammer und Wärmetauscherkammer durchbrochenen und die Brennerkammer von dem Behälter dicht abtrennenden Trennwand befestigt sind, wobei die Verbrennungskammer und die Wärmetauscher-

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kammer jedes Wärmetauscherelements an ihren oberen Enden miteinander verbunden sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen$ wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Auf dieser Zeichnung zeigen:

Pig. 1' einen Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung.

Fig. 4 eine schematische-.Darstellung eines für den Unterdruck in der Rauchabsaugleitung empfindlichen Elements . '■■'*.

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Wärmetauscherelement gemäß der Linie V-V von Fig. 6 bei abgenommenem Deckel.

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt nach der Linie VI-VI von Fig. 5·

Fig. 7 einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die bereits auf Fig. 1 gezeigten Teile weggelassen sind·

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Fig. 8 einen waagerechten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Linie VIII-VIII von Fig. 9.

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX von Fig. 8.

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Einzelheit einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient zur Erzeugung von Heißwasser und besitzt ein dichtes Gehäuse 1, welches eine Brennerkammer 2, die über eine im unteren Teil der Brennerkammer ausmündende Verbrennungsluftzuleitung 3 mit Luft gespeist wird, sowie einen Wärmetauscher 4 enthält, der in einem Wasser 6 enthaltenden Behälter 5 angeordnet ist»

Erf indungs gemäß ist der Wärmetauscher 4 von dem Gehäuse. 1 getrennt und ist mit diesem mittels Flanschen 4a verbunden, die somit die Befestigung des Behälters 5 gewährleisten, dessen Boden 5& zwischen den Flanschen 4a des Wärmetauschers 4 und den an dem Gehäuse 1 vorgesehenen Flanschen 1a eingesetzt ist» Auf diese Weise wird eine Vorrichtung geschaffen, die leicht auseinander- und zusammengebaut werden kann und gegen die Atmosphäre vollkommen abgedichtet ist.

Der Wärmetauscher 4 besteht aus hohlen, senkrecht verlaufenden und zu einem in der senkrechten Achse des Wärmetauschers 4 angeordneten Rauchabzug 8 radial ausgerichteten Rippen 7· Hierbei ist mindestens eine der Wände jeder hohlen Rippe 7 mit dem im Behälter 5 enthaltenen Wasser 6 in Berührung. Die Rippen münden entweder mit ihrem oberen Teil (Fig. 1) oder über waagerecht angeordnete, übereinanderliegende Rippen in den Rauchabzug 8, wobei auch hier jeweils mindestens eine der Wände dieser waagerechten Rippen mit dem im Behälter befindlichen Wasser in Berührung steht.

In den unteren Teil 8a des Rauchabzugs 8 mündet das obere Ende 9a einer vorzugsweise konzentrisch zur Brennerkammer 2 angeordneten Rauchabsaugleitung 9- Die Abdi&fcung zwischen dem Rauchabzug 8 und der Brennerkammer . 2 wird hierbei durch entsprechende Formung des Endes 9a der Rauchabsaugleitung 9 erreicht. Hierzu kann diese beispielsweise mit einer Ausweitung 9b versehen werden, deren kreisförmiger Rand an den Seitenwänden 8b des unteren Endes des Rauchabzuges 8 anliegt. In Strömungsrichtung der Rauchgase, die bei Betrieb der Vorrichtung von der Brennerkammer 2 über die einzelnen hohlen .Rippen 7 und den Rauchabzug 8 zur Rauchabsaugleitung 9 strömen, besitzt die Rauchabsaugleitung eine veränderliche Öffnung 10 und einen sich ausweitenden, gegenüber der Brennerkammer 2 abgedichteten Sockel 11,.In welchem ein mechanischer Rauchabsauger 12 angeordnet ist und der über eine vorzugsweise koaxial zur Verbrennungsluftzuleitung 3 und in deren Inneren angeordnete Rauchabfuhrleitung 13 mit der Außenluft verbunden ist. Diese Anordnung der Leitungen 3 und 13 gestattet eine Vorwärmung der frischen Verbrennungsluft vor ihrem Eintritt in die Brennerkammer 2.

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Der mechanische Rauchabsauger kann aus einem Ventilator, einem Zentrifugallüfter oder beliebigen anderen entsprechenden Einrichtungen bestehen.

In der Brennerkammer 2 sind oberhalb des dichten Sockels der Hauptbrenner 14 und der Zündbrenner 15 angeordnet, deren GasZuleitungen 14a bzw. 15a an eine gemeinsame Leitung 16 angeschlossen sind. Diese Leitung 16 ist ah einem Ende mit der unteren Kammer 17 einer Druckkapsel 18 verbunden, welche für den in der Rauchabsaugleitung 9 herrschenden Unterdruck empfindlich ist. In die Kammer 17 mündet fer-

' ner die Hauptgaszuleitung 19. Die obere Kammer 20 dieser Druckkapsel 18 ist über eine Verbindungsleitung 21 oberhalb der mithilfe eines Schiebers 22 veränderlichen Öffnung 10 mit der Rauehabsaugleitung 9 verbunden. In der oberen Kammer 20 der Druckkapsel 18 ist eine Rückholfeder 23 vorgesehen, die mit einem Ende an der Innenseite des Deckels der Druckkammer oder an einem mit diesem verbundenen starren Teil anliegt und deren anderes Ende mit einem Ventil 24 verbunden ist, das an einer die Kammer 17 und 20 voneinander trennenden, biegsamen Membran 25 befestigt ist und sich über dem Ausgang 19a der Hauptgaszuleitung 19 befindet. Die Unterschiede der in der Rauchabsaugleitung herrschenden Drücke werden auf die Membran 25 übertragen, welche je nach Druck das. Ventil 24 von seinem Sitz abhebt oder es gegen diesen andrückt. <

Zwischen dem oberen Ende des Zündbrenners 15 und dem unteren Ende der Leitung 14a ist ein für die von der Flamme "des Zündbrenhers I5 ausgestrahlte Wärme empfindliches Element 26 vorgesehen, beispielsweise 'ein'Bimetallelement oder ein Quecksilber enthaltendes Rohr geringen.-Querschnitts. Dieses

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Element 26 liegt mit seinem unteren Ende auf einer Platte 27 auf, die auf einer Seite ständig auf ein Ende einer Rückholfeder 28 drückt, deren anderes Ende an einem an dem ausgeweiteten Teil 14b der Gaszuleitung 14a befestigten·feststehenden Element 29 abgestützt ist, wobei die Rückholfeder 28 und die Platte 27 sowie das feststehende Element 29 in diesem Teil 14b angeordnet sind. Die Platte 27 ist ferner an einem Ende eines Hebels 30 angelenkt, dessen anderes Ende an einem oberhalb des Ausgangs der Lei- · tüng 16 angeordneten Ventil 31 befestigt ist.

Eine abgewandelte Ausführungsform (teilweise auf Fig. 4 dargestellt) besteht darin, daß die Druckkapsel 18 nur auf den in der Saugleitung 9 herrschenden Druck anspricht, Es ist nämlich unmöglich, den Gasdruck zu steuern, so daß' es geschehen kann, daß in den GasZuleitungen ein Unterdruck auftritt, der.die Schließung des'auf Fig. 1 dargestellten Ventils 24 zur Folge hat. Aus diesem Grund besitzt die Druckkapsel 18 gemäß der auf Fig.. 4 dargestellten Ausführungsform drei Kammern 60-,-4>1- und*'62~-^~·- (Fig. .4), von denen eine über eine genau bemessene Öffnung 10 mit der Rauchabsaugleitung 9 und eine mit der gemeinsamen leitung 16 verbunden ist. Die Kammern 61 und 62 sind durch eine beliebige Einrichtung, beispielsweise durch eine mit einer Stopfbuchse 65 oder dergleichen versehene Platte 24 voneinander getrennt. In dieser Stopfbuchse 65 ist eine Stange 66 verschiebbar, an deren oberen Ende ein Ventil 67 befestigt ist, das seinerseits an der die Kammern 60 und 61· voneinander trennenden Membran 68 ang-ebracht ist. Am unteren Ende dieser Stange 66 ist ein Veiiti^rl^: 6$ "befestigt, das durch eine vorgespannte Fe-

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- der 71 ständig gegen den Sitz 70 gedruckt wird. Das andere Ende dieser Feder 7^ liegt auf dem Boden eines Gehäuses 72 auf, in welches die Hauptgaszuleitung 19 mündet. Die Feder 71 kann durch beliebige Einrichtungen (nicht dargestellt) eingestellt werden. Bei Verwendung einer derartigen Druckkapsel haben die Druckschwankungen des Brenngases auf die übrige Vorrichtung keinen Einfluß, da sowohl ein Gasüberdruck das Ventil 69 geschlossen hält als auch ein Unterdruck nicht dessen Öffnung verursachen kann. Damit dieses Ventil sich öffnet, muß in der Rauchabsaugleitung ein Unterdruck herrschen, der größer als die kompressionskraft " der Feder 71 ist. Erst wenn das Ventil 69 offen ist, kann der Hauptbrenner und der Zündbrenner mit dem von der Hauptgasleitung 19 kommenden Gas gespeist werden.

Im allgemeinen Fall einer Vorrichtung, die keinen Zündbrenner 15 besitzt, genügt es, das Element 26 in Nähe der Flamme des Hauptbrenners 14 anzuordnen, wobei es das Ventil 31 über einen Elektromagnet 32 (Fig. 3) direkt betätigt. - ·

Es empfiehlt sich ferner auch im Fall eines Zündbrenners, einen derartigen Elek-tromagnet zu verwenden, da dieser \ die Rückführung des Ventils "31-äui'seinen Sitz gestattet, wenn es zu einer Störung in der 'Speisung des Zündorgans der Vorrichtung kommt.

Weitere" Sicherungseinrichtungen, die auch auf die auf Fig. 4- dargestellte, abgewandelte Ausfü&rungsförm anwendbar sind, werden im folgenden bei der Beschreibung

der Betriebsweise der Vorrichtung anhand von Fig. 3 beschrieben. .

Wenn die Temperatur des in dem Behälter 5 befindlichen Wassers 6 einen Mindestwert t hat, so setzt ein in dem Behälter 5 angeordneter Thermostat 33 einen den Ventilator 12 antreibenden Motor 3^ und einen Transformator

35 unter Spannung, an dessen Primärseite ein Verzögerer

36 angeschlossen ist und dessen Sekundärseite mit einer Zündkerze 37 verbunden ist, die entweder im allgemeinen Fall (Fig. 3) in Nähe des Hauptbrenners 14 oder im Fall von Fig. 1 in Nähe des Zündbrenners 15 angeordnet ist.

Auf Fig. 3j die schematisch eine Ausführungsform der Sicherurigs einrichtung zeigt, sind die Leitungen 16 und 19 als eine einzige Leitung 38 dargestellt; infolgedessen hat das Ventil 24 von Fig. 1 eine andere Ausbildung. Im Fall von Fig. 3 wird das Ventil 24 zu einem doppelten Ventil 39 und das Ventil 31 wird ein Ventil 40, das mit einem auf eine Feder 42 einwirkenden beweglichen Teil 41 verbunden ist. Dieses bewegliche Teil 41 arbeitet mit einem Riegel 43 zusammen, der das bewegliche Teil 41 in einer Stellung verriegeln kann,in welcher das Ventil 40 geöffnet ist und die Speisung des Hauptbrenners 14 mit Gas gestattet. Ferner ist in der Leitung 38 ein Ventil 44 vorgesehen, welches sich vor der Druckkapsel 18 be~ findet und vor Stillstand des Motors 34 und damit des Ventilators 12 die Gaszufuhr unterbricht.

Der Thermostat 33 ist mit Kontakten 47, 48, 53 und 55 verbunden, die die Speiseleitung 46 des Verzö^erers 36 und des Elektromagnets 32, die Speiseleitungen 49 und 52 des Motors 34 und die Leitung 56 eines ein Ventil 44 steuernden Elek-

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tromagnetis 57 öffnen und schließen können. Diese Organe werden aus einer Stromquelle 45 gespeist.

Wenn der Thermostat die Temperatur t hat, d.h. wenn die Vorrichtung zum Erhitzen des Wassers auf eine über der Temperatur "t. liegende Temperatur t' wieder eingeschaltet werden soll, so speist die Stromquelle 4-5 gleichzeitig den Verzögerer 36, den Elektromagnet 3*2 und den Motor 3²J-- Wenn der Elektromagnet 32 erregt ist, bewegt er das Ventil 40 nach unten, so daß zunächst das Gas den Hauptbrenner 14- erreicht und durch die beispiels-" weise aus einem Funkenentlader bestehende Zündkerze entzündet wird, und daß anschließend das Bimetallelement 26 den Riegel 43 in eine in dem beweglichen Teil 4-1 vorgesehene Nut einschiebt, so daß das Ventil 40 in der geöffneten Stellung gehalten wird. Da die Leitung 56 hierbei nicht gespeist wird, bleibt das Ventil 44-von seinem Sitz abgehoben und gestattet den Zustrom von Gas in die Leitung 38, da der in der Rauchabsaugleitung 9 erzeugte δ-euek und durch den Schieber 22 eingestellte Unterdruck die Öffnung des Ventils 39 bewirkt .

) In dem Maß, in dem die Temperatur des Wassers 6 zunimmt, werden die Kontakte 4-7, 48 und 55 nach rechts (auf Fig. 3) geschoben, während der Kontakt 53 erst dann betätigt wird, wenn ein an der Kontakts.tange 58 angebrachtes Element 54 diesen Kontakt 53 entgegen der Einwirkung einer Feder 59 betätigt. Dies ist dann der Fall, wenn die Temperatur des Wassers 6 einen Betriebswert t¹ erreicht hat, bei welchem die Speisung der verschiedenen Elemente mit Gas oder mit Strom unterbrochen werden soll. Damit der Motor 34· auch dann mit Strom ge-

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speist wird, wenn die Leitung 49 Unterbrochen ist, wird,ein magnetisches Organ 50 benutzt,das die Leitung 52 über einen Eontakt 51 schließen kann.

Wenn das Wasser 6 die Temperatur t¹ erreicht, werden die Kontakte 53 und 55 nach rechts bewegt,wodurch die Speisung des Motors 34 unterbrochen und der Elektromagnet 57 unter Spannung gesetzt wird, der nunmehr das Ventil 44 gegen seinen Sitz andrückt und dadurch die Gaszufuhr unterbricht. Dadurch erlis-chb der Hauptbrenner 14 und der ßiegel 43 gibt das bewegliche Teil 41 frei, das nun durch Einwirkung der Feder 42 nach oben gedrückt wird, und das Ventil 40 an seinen Sitz andrückt. Die einzelnen Kontakte bewegen sich nach lids und bleiben In Bereitschaftsstellung, bis die Temperatur des Wassers wieder den Wert t erreicht. Bei diesem Wert t löst der Thermostat 33 wieder die Speisung der einzelnen Elemente auf die oben beschriebene Weise aus.

Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einwandfrei abgesichert ist, da der Hauptbrenner 14 einerseits nicht ständig mit Gas gespeist wird und andererseits erst dann gezündet werd-en kann, wenn eine Reihe von Sicherheitsbedingungen erfüllt sind.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorrichtung empfiehlt es sich, den Hauptbrenner 14 und gegebenenfalls auch den Zündbrenner I5 in- eier oberen Hälfte der Brennerkammer 2 anzuordnen und zwar insbesondere so, daß '

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" sich die Flammen in Nähe der hohlen Rippen 7 des Wärme-¹' tauschers 4- befinden. ^: ■ ^ · ^:

Die verstellbare Öffnung 10 in der Rauchabsaugleitung 9 gestattet abgesehen von der Einstellung des Unterdrucks in dieser Saugleitung 9 eine Verdünnung und damit eine Temperatursenkung der Rauchgase, wodurch deren Taupunkt herabgesetzt wird. ·

Der Verbrennungsluftumlauf in dem Wärmetauscher 4- ist k während der Betriebspausen des Hauptbrenners 14- praktisch Null, wodurch V/ärmeverluste vermieden werden.

Auf den Fig. 5 bis 10, die verschiedene abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, sind der Einfachheit halber nur die wesentlichen Bauteile dargestellt; hierbei sind gleiche oder ähnliche Bauteile mit denselben Bezugsz-ahlen wie auf den Fig» 1 bis 4-bezeichnet. Die auf den Fig. 5 b'isYIO nicht dargestellten Organe, wie die oben beschriebenen Sieheruhgseinrichtungen, gehören hierbei auch zur Erfindung.

Wie die Fig. 7 bis 10 zeigen, besitzst die Vorrichtung ' zur Erzeugung yon heißem Strömungsmittel, beispielsweise Wasser, ein dichtes Gehäuse 1, welches eine Brennkammer 2 umschließt, die im unteren Teil über eine mit der Atmosphäre verbundene Verbrennungsluft zuleitung 3 Mit Verbrennungsluft gespeist wird. Ferner besitzt diese Vorrichtung einen Wärmetauscher 4-, der in. einem das zu. erwärmende Strömungsmittel 6 enthaltenden Behälter 5 angeordnet ist. Unterhalb des Wärmetauschers 4- ist eine Rauchabfuhrleitung 13 vorgesehen, durch welch© die Rauch-

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gase austreten, die von dem oder den unter dem Wärmetauscher 4 in der Brennerkammer 2 angeordneten Brennern 14 erzeugt werden und den Wärmetauscher durchqueren. Diese Rauchabfuhrleitung ist vorzugsweise koaxial zu der Verbrennungsluftzuleitung 3 und in deren Inneren angeordnet. Der Ausgang des Wärmetauschers 4 ist über eine Rauchabsaugleiturig 9 mit der Rauchabfuhrleitung verbunden, in welcher der mechanische Rauchabsauger 12 vorgesehen ist.

Wie Fig. 7 zeigt, sind die Brennerkammern 2 und der Behälter 5 von einem wärmeisolierenden Gehäuse 100 umgeben, das an einer senkrechten Wand 101 angebracht ist. In dieser Wand ist eine Öffnung vorgesehen, durch welche die Verbrennungsluftzuleitung 3 und die Rauchabfuhrleitung 13 hindurchgeführt sind.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Wärmetauscher 4 aus einer gewissen Anzahl von Wärmetauscherelementen 104 besteht, deren jedes eine Verbrennungskammer IO5 beispielsweise von rohrförmiger Ausbildung und eine Wärmetauscherkammer 106 besitzt. Diese Wärmetauscherelemente 104 sind in einer bestimmten räumlichen Anordnung auf einer Trennwand 107 befestigt, die in Höhe der Verbrennungskammern 105 und der Wärmetauscherkammern 106 durchbrochen ist und die Brennerkammer 2 von dem Behälter 5 hermetisch abtrennt. Die Trennwand I07 ist auf geeignete Weise an der den Behälter 5 abgrenzenden Wand befestigt. Jedes in dem Behälter 5 vorgesehene Wärmetauscherelement 104

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ist an seinem oberen Ende so abgeschlossen, daß kein Strömungsmittel 6 hindurchtreten kann. Die oberen Enden der Verbrennungskammern 105 und der Wärmetauscherkammern 106 jedes Wärmetauscherelements 104 sind über eine seitliche Öffnung 108a miteinander in Verbindung, die im oberen Ende einer die Verbrennungskammer 105 gegenüber der Wärmetauscherkammer 106 abgrenzenden Trennwand 108 ausgespart ist. Am unteren Ende mündet die Verbrennungskammer 105 ii die Brennerkammer 2 und die Warmetauscherkammer 106 ist mit der Rauchabfuhrleitung 13 in Verbindung. Der Körper 104a des Wärmetauscherelemente 104 besteht vorzugsweise aus gegossenem Metall oder einer gegossenen Legierung, beispielsweise aus normalem Gußeisen oder aus Aluminiumguß. In diesem Fall ist der Körper 104a des Wärmetauscherelements 104 an seinen beiden Enden offen, wobei das der Trennwand IO7 entgegengesetzte Ende durch einen Deckel 109 dicht abgeschlossen ist und das andere Ende durch Befestigung an der Trennwand IO7 zwischen dem Behälter 5 und der Brennerkammer 2 abgedichtet ist. Der Deckel 109 ist entsprechend der Querschnittsform eines Wärmetauscherelements 104 geformt.

Bei der auf den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist die Innenseite der Wärmetauschkammer 106 mit Rippen 110 versehen, welchem der Wärmetauscherkammer 106 Teilkammern 106a abgrenzen. Im vorliegenden Fall sind die Rippen 110 einstückig mit dem Körper 104a des Wärmetauscherelements 104 hergestellt und erstrecken sich parallel zur Achse der Verbrennungskammer 105. Ferner sind diese Rippen 110 paarweise so einander gegenüber angeordnet, daß die schmalen Kanten eines Paares nebeneinanderliegen und die Teilkammern 106a über den zwischen den

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freien Kanten der einzelnen Rippen freibleibenden Zwischenraum 111 miteinander in Verbindung stehen. Die Teilkammern 106a münden an ihren Enden einerseits in eine oberhalb der Wärmetauscherkammer 106 angeordnete Verteilerkammer 112, die über eine in der Trennwand 108 vorgesehene seitliche Öffnung 108a mit dem oberen Ende der Verbrennungskammer 105 in Verbindung steht, und andererseits in eine unterhalb der Wärmetauscherkammer 106 angeordnete Sammelkammer 113» die mit der Rauchabfuhrleitung 13 in Verbindung steht.

Anstelle der Rippen 110 können auch von einer Wand zur entgegengesetzten Wand der Wärmetauscherkammern 106 laufende Querwände benutzt werden, wobei der zwischen den Rip-pen 110 bestehende Zwischenraum 111 wegfällt.

Wie insbesondere fig. 6 zeigt, nimmt die Höhe der oberhalb der Rippen 110 befindlichen Verteilerkammer 112 auf die von der Brennerkammer I05 entfernteste Rippe 110 zu und die Höhe der unterhalb dieser Rippen vorgesehenen Sammelkammer 113 auf die der Verbrennungskammer IO5 zunächstliegende Rippe zu ab. Die Rippen 110 besitzen vorzugsweise alle dieselbe Höhe, sind jedoch ausgehend von der der Verbrennungskammer IO5 zunächstliegenden Rippe nach oben gegeneinander verschoben. ·

Das untere Ende jeder Wärmetauscherkanuner 106 mündet über die jeweilige Sammelkammer II3 in eine gemeinsame Sammelkammer 114-, die einerseits über die in der Trennwand IO7 vorgesehene Öffnung 114-a in die entsprechende Sammelkammer 113 und andererseits in die Rauchabfuhrleitung 13 mündet, in welcher der mechanische Rauchabsauger 12 vorgesehen ist.

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Eine auf Fig. 9 dargestellte zweckmäßige Abwandlung besteht darin, daß der Querschnitt der Sammelkammer 114' auf die Bauchabfuhrleitung 15 zu allmählich zunimmt.

Die Verbrennungskammer 105 ist nach unten über die Sammelkammer 113 des Wärmetauscherelements 104 hinaus so verlängert, daß sie in die Brennerkammer 2 eintritt, und ist gegenüber dem Brenner 14 angeordnet. Die Wand 105 a der in die Brennerkammer 2 eintretenden Verbrennungskammer 105 ist im unteren Teil mit mehreren seitlichen Öffnungen 115 versehen. Diese Öffnungen begünstigen die Luftzufuhr in die Verbrennungskammer 10jj so daß dieser kleinere Abmessungen verliehen werden können.

Wie insbesondere die Fig. 8 bis 10 zeigen, sind die Wärmetauscherelemente 104dn einer bestimmten zweckmäßigen räumlichen Anordnung montiert, beispielsweise so, daß die Achsen der Verbrennungskammern I05 in. Draufsicht auf einem Kreis angeordnet sind (Fig.,. 8) oder in einer geraden Linie liegen. In dem auf den Fig. 7 bis 9* dargestellten Fall sind die Wärmetauscherelemente 104 auf einem Ring angeordnet, wobei ihre Symmetrieebenen radial verlaufen.; die Achsen der Verbrennungskammern IO5 liegen hierbei auf einem Kreis, dessenDurchmesser kleiner als der Durchmesser des Kreises ist, auf welchem die seitlichen Enden der Wärmetauscnerkammern 106 liegen»

Bei der auf Fig. 10 dargestellten Ausführungsform sind die Wärmetauscherelemente in zwei geraden Reihen so angeordnet, daß die Verbrennungskammern I05 eines Paares von Wärmetauscherelementen 104_? von denen.eines zur- einen

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Reihe und das andere zur anderen Reihe gehört, nebeneinanderliegen.

Die Brenner 14 sind entsprechend der Anordnung der Wärmetauscherelemente 104 angeordnet, beispielsweise auf einem Kreis (Fig. 7 und 9) oder in einer oder zwei zueinander parallelen geraden Linien (Fig. 10). Entsprechend besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise die Form eines Zylinders (Fig. 7 und 9) oder eines Quaders (Fig.10),

Die an der Unterseite der Trennwand 107 befestigte Sammelkammer 114 ist in ihrer Fo ri/an die Anordnung der einzelnen Wärmetauscherelemente 104 angepaßt. Im Fall der auf den Fig. 7 und 9 dargestellten Ausführungsformen ist diese Sammelkammer ringförmig und im Fall der auf Fig. 10 dargestellten Ausführungsform geradlinig ausgebildet.

Die Abdichtung zwischen dem Deckel 109 und dem oberen Ende des Körpers 104a des Wärmetauscherelements 104 sowie zwischei der Trennwand 107 und dem unteren Ende des Körpers 104a wird mit Dichtungen 117 und 118 erreicht, wobei zumindest die untere Dichtung 118 an der Stelle der entsprechenden Öffnungen der Verbrennungskammer 105 und der Wärmetauscherkammer 106 durchbrochen sind. Zur Befestigung des Deckels 109 auf dem oberen Endendes Wär-metauscherelements 104 und zur Befestigung des Wärmetäuscherelements 104 an der Trennwand 107 sind Schrauben 119 bzw. 120 vorgesehen.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Merkmale der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können mit den anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebe-

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nen Merkmalen kombiniert werden_o Ferner können die Wärmetauscherelemente auch auf andere Weise, beispielsweise im Zickzack oder dergleichen, angeordnet werden*, Aus Herstellungsgründen kann es zweckmäßig sein, den Körper 104a eines Wärmetauscherelements aus zwei bezüglich der axialen Ebene 125 symmetrischen [Teilen 104 b und 104c herzustellen«, Diese Teile können somit zur Erleichterung der Herstellung durch Gießen oder Strangguß hergestellt werden_o Sie·sind außen vorzugsweise in Nähe der Enden des Körpers 104a mit Befestigungslappen 121 und 122 versehen (schematisch auf den Fig. 5 und 6 mit unterbrochenen Linien dargestellt)»

Die oben beschriebene Vorrichtung kann auch zu anderen Zwecken, beispielsweise zur Warmlufterzeugung, für Dampfkessel und dergleichen, benutzt werden,.

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Claims

-21- 20*8382 y, a t ent a., n s-p r ü c h e

1.1Gasbeheizte Vorrichtung zur,Erzeugung von heißem Strömungsmittel, bestehend aus einem das heiße Strömungsmittel enthaltenden und mit einem Thermostat ausgestatteten Behälter, einem Wärmetauscher und einer von einem Gehäuse abgegrenztenj einen Hauptbrenner und ein Organ zu dessen Zündung enthaltenden Brennerkammer, die mit dem Wärmetauscher in Verbindung steht und in deren unteren Seil eine ■Verbrennungsluftzuleitung mündet, gekennzeichnet durch mindestens eine mit der Brennerkammer (2) über den Wärmetauscher (4) verbundene Rauchabsaugleitimg (9), einen in Strömungsrichtung der Hauchgase hinter der Brennerkammer (2) und dem Wärmetauscher (4) angeordneten und über eine Rauchabfuhrleitung (15) mit der Atmosphäre verbundenen, mechanischen Rauchabcauger (12), und durch Sicherungseinrichtungen, die ein für den in der Rauchabsaugleitung (9) herrschenden Unterdruck empfindliches Element (1S), welches mit einem in der Hauptgaszuleitung (19, 16) des Hauptbrenners (14) angeordneten Ventil (24·) verbunden ist, und ein für die von dem Hauptbrenner erzeugte Wärme empfindliches Element (26) besitzen, das neben diesem angeordnet ist und mit einem in der Hauptgaszuleitung (19, 16) des Hauptbrenners (14) vorgesehenen Ventil (31) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchabsaugleitung (9) den Wärmetauscher (4) und die Brennerkammer (2) durchquert und konzentrisch zur Brennerkammer (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch'gekennzeichnet, daß der Rauchabsauger (12) in der Rauchabsaugleitung (9) im unteren Teil der Brennerkammer (2) angeordnet ist.

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4> Vorrichtung nach einem der "vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauehäbsauger (12) dicht mit der Rauchabsaugleitung (9) und der Rauchäbfuhrleitung (13) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Raüchabzug (8), an dessen unteres Ende die Rauchabsaugleitung (9) dicht angeschlossen ist. .-"- ." :

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (A) mit hohlen, übereinanderliegenden und senkrecht zu dem Rauchabzug (8) angeordneten Rippen (?) versehen ist, deren jede mit dem Rauchabzug (8) verbunden ist und mindestens eine mit dem in dem Behälter (5) befindlichen Wasser in Berührung stehende Außenseite besitzt.

7· Vorrichtung nach einenr der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher "senkrecht und radial zu dem Rauchabzug (8) angeordnete hohle Rippen (7) aufweist, deren jede am oberen Ende mit dem Rauchabzug verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das für den in der Rauchabsaugleitung (9) herrschenden Unterdruck empfindliche Element (18) aus einer Druckdifferenzkapsel besteht, deren elastische Membran (25) mit einem in der Gaszuleitung (19» 16) des Hauptbrenners (14) vorgesehenen, federnd in die geschlossene Stellung gedrückten Ventil (24) zusammenwirkt .

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9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchabsaugleitung (9) eine vor dem Rauchabsauger (12) angeordnete verstellbare öffnung (10) besitzt, über welche die Brennerkammer (2) mit dem Inneren der Rauchabsaugleitung verbindbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Rauchabsaugleitung (9) vorgeseheiE Öffnung (10) mithilfe eines Schiebers (22) teilweise oder vollständig verschließbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchabfuhrleitung (13) zur Verbrennungsluftzuleitung (3) konzentrisch angeordnet ist.,

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchabsauger (12) ein Ventilator ist. ·

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkapsel (18) vor der verstellbaren Öffnung (10) mit der Rauchabsaugleitung (9) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende (9a) der Rauchabsaugleitung (9) eine Ausweitung (9b) vorgesehen ist, deren kreisförmiger Rand an den Seitenwänden des unteren Endes (8a) des Bauchabzuges (8) anliegt.

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15· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zündleitung eines auf an sich bekannte Weise in Nähe des Hauptbrenners (14) angeordneten Funkenentladers (37) ßi*¹· Verzögerer (36) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchabsauger (12) und
der Verzögerer (36) mit dem in dem Behälter (5) angeordneten Thermostat verbunden ist, der die Gaszufuhr zu dem Brenner vor Stillstand des Rauchabsaugers unterbrechen
kann.

17· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Wärme des Hauptbrenners (14-) empfindliche Element (26) einem hinter dem Ventil (24) mit der Gaszuleitung (16, 19) verbundenen
Zündbrenner zugeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden*Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) aus
mehreren Wärmetauscherelementen (104) besteht, deren jedes eine Verbrennungskammer (105) und eine an diese angebaute Wärmetauscherkammer (106) besitzt und die in einer bestimmten Anordnung an einer an der Stelle jeder Verbrennungskammer (105) und Wärmetauscherkammer (106) durchbrochenen und die Brennerkammer (2) von dem Behälter (5)
dicht abtrennenden Trennwand (I07) befestigt sind, wobei die Verbrennungskammer und die V/ärmetauscherkammer jedes Wärmetauscherelements (104) an ihren oberen Enden miteinander verbunden sind.

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19· Vorrichtung nach. Anspruch. 1:8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wärmetauscherelement (104) einen aus Metall oder einer Legierung, beispielsweise gewöhnlichem Gußeisen oder Aluminiumguß, bestehenden Körper (104a) besitzt·

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (104a) jedes Wärmetauscherelements (104) aus zwei bezüglich seiner axialen Ebene (123) symmetrischen Teilen (104b, 104c) besteht.

21. Vorrichtung nach einem der"Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (104a) des Wärmetauscherelements (104) an seinen beiden Enden offen ist, v/obei ein Ende durch einen Deckel (109) dicht ebgeschlossen ist und das andere Ende an der den Behälter (5) von der Brennerkammer (2) trennenden Trennwand (I07) dicht befestigt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Wärmetauscherkammer (106) Rippen (110) vorgesehen sind, die in der Wärmetauscherkammer Teilkammern (106a) abgrenzen, welche an ihren Enden einerseits in eine mit dem oberen Ende der Verbrennungskammer (105) in. Verbindung stehendenVerteilerkammer (112) und andererseits in eine mit der Rauchabsaugleitung (13) in Verbindung stehenden Sammelkammer (113) ausmünden.

23· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (110) einstückig mit dem Körper (104a) des Wärmetauscherelements (104) hergestellt sind und sich parallel zur Achse der Verbrennungskammer (105) erstrecken.

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24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Sippen (110) paarweise, einander gegenüber angeordnet sind, so daß die Kanten der Rippen eines Paares nebeneinanderliegen und die Teilkammern (106a) über den zwischen den freien Kanten der Rippen bestehenden Zwischenraum (111) miteinander verbunden sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der oberhalb der Rippen (110) angeordneten Verteilerkammer (112) auf die von der Verbrennungskammer (I05) am weitesten entfernte Rippe zu und die Höhe der unterhalb der Rippen angeordneten Sammelkammer (113) auf die der Verbrennungäammer (IO5) zunächstliegende Rippe zu abnimmt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (110) dieselbe Höhe besitzen, jedoch von der der Verbrennungskammer zunächst liegenden Rippe aus gegeneinander nach oben verschoben sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden aller .Wärmetauscherkammern (106) in eine gemeinsame Sammelkammer (114) münden, die einerseits mit der Sammelkammer (113) jedes Wärmetauscherelements (104) und andererseits mit der den mechanischen Rauchabsauger (12) enthaltenden Rauchabfuhrleitung (13) verbunden ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27_t dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Sammelkammer (114) auf die Rauchabfuhrleitung (13) zu allmählich zunimmt·

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29- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 Ms 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (105) nach unten über die Sammelkammer (113) des Wärmetauscherelements hinaus verlängert ist, so daß sie in die Brennerkammer (2) hineinragt, und gegenüber einem Hauptbrenner (14) angeordnet ist-,"wobei die in die Brennerkammer eintretende Wandung (105a) der Verbrennungskammer mehrere seitliche Öffnungen (115) aufweist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente (104) in einer zweckmäßigen Anordnung beispielsweise so montiert sind, daß die Achsen der Verbrennungskammern (105) ι¹* Draufsicht gesehen auf einem Kreis oder einer geraden Linie liegen.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente (104) in zwei geraden Reihen so angeordnet sind, daß die Verbrennungskammer (105) eines Paares von Wärmetauscherelementen (104), von denen eines zur einen Reihe und das andere zur anderen Reihe gehört, nebeneinanderstehen.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieebenen (123) der Wärmetauscherelemente (104) im Fall ihrer kreisförmigen Anordnung sich radial erstrecken und die Achsen der Verbrennungskammern (105) auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser kleiner als der des Kreises ist, auf welchem die seitlichen Enden der Wärmetauscherkammern (106) liegen.

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33· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Ende des Wärmetauscherelements (104) und dem Deckel (109). und zwischen dem unteren Ende .dieses Wärmetauscherelements und der Oberseite der Trennwand (IO7) Dichtungen (117» 118) vorgesehen sind.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33» dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente (104-) mithilfe mehrerer Schrauben (119» 120) an der Trennwand (107) befestigt sind.

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