DE2541216A1 - Anordnung zum aufheizen einer fluessigkeit - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. It STäOIISCHÄNK

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16.9.1975-SW(4) 19Od-139OP

AGA RADIATOR AB, Garnisonsgatan 19, S-252_-55_Helsinglborg_j[Schweden2

Anordnung zum Aufheizen einer Flüssigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Aufheizen einer Flüssigkeit, Flüssigkeitsmischung oder Flüssigkeitssuspension "bis zum Sieden und zum Kondensieren des beim Sieden entstehenden Dampfes, bestehend aus einem Kessel und einem Kondensator.

Bei solchen bekannten Anordnungen ist nachteilig, dass durch das Kondensieren des entstandenen Dampfes mehr oder weniger lästige Geräusche entstehen und mit der ausfließenden heissen Flüssigkeit Dampfblasen entweichen können, die beispielsweise in einem von der Flüssigkeit durchströmten Zentralheiz syst em stören können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlage so zu vervollkommnen, dass von aussen hörbare Geräusche und Dampfblasen in der Ausflußleitung nach Möglichkeit ganz vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kondensator wenigstens teilweise vom Kessel umschlossen ist, dessen eines Ende an einen Zuflußanschluß und dessen anderes Ende an das eine Ende des Kondensators angeschlossen ist, dessen anderes Ende an einen Ausflußanschluß

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angeschlossen ist, und dass der Zuflußanschluß und/oder der Ausflußanschluß mit einem die Strömungsrichtung bestimmenden ■Teil, beispielsweise mit einem Rückschlagventil, versehen ist.

Durch eine solche Anordnung des Kondensators innerhalb des Kessels ist eine beachtliche Dämpfung der im Kondensator entstehenden Kondensationsgeräusche erzielt.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kondensator aus einem inneren Rohr, während der Kessel zylindrisch ausgebildet ist und der Kesselraum im wesentlichen durch den zwischen dem inneren Rohr und einem dasselbe umgebenden äusseren, die zylindrische Umfangswand des Kessels bildenden Rohr befindlichen Ringraum gebildet ist. Wird hierbei gemäss einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Ringquerschnitt des Ringraumes kleiner als der Durchflußquerschnitt des inneren Rohres bemessen, dann ergibt sich schon bei normalen, beispielsweise für die Beheizung eines Einfamilienhauses berechneten Durchflußmengen eine verhältnismässig kleine Breite des Ringraumes, in dem dadurch nur entsprechend kleine Dampf blasen entstehen können, die ihrerseits bei der ans chli ess enden Kondensation kaum noch Geräusche verursachen können. Ausserdem sinkt die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Kondensators gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit im vorgenannten Ringraum stark ab, wodurch kaum noch befürchtet zu werden braucht, dass etwa Dampfblasen in die Ausflußleitung mitgerissen werden.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen weitere konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemässen Anordnung.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ; es zeigen:

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FIg. 1 eine erste Ausführungsform der Anordnung in einem schematisch, gehaltenen Längsschnitt;

Fig. 2 eine gleiche Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 3 ein mit der Anordnung gemäss Fig. 1 ausgerüstetes Zentralheizsystem in einer Schemadarstellung (in gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich kleinerem Maßstab).

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung dient zum Aufheizen einer Flüssigkeit, Flüssigkeitsmischung oder Flüssigkeitssuspension, die kleine, Kondensationskerne bildende feste Körperchen enthält. Ausserdem ist die Anordnung so getroffen, dass sie von dieser Flüssigkeit in einer bestimmten Richtung durchströmt wird.

In einem Behälter 1 beliebiger, beispielsweise quaderförmiger Gestalt ist ein Brenner 2 angeordnet, dem flüssiger Brennstoff durch eine Leitung 3 zugeführt werden kann. Die für die Verbrennung des Brennstoffs notwendige Luft wird dem Behälter 1 durch eine Rohrleitung 4 zugeführt und die Abgase können durch eine weitere Rohrleitung 5 nach oben entweichen. Der Brenner 2 beheizt einen im Behälter 1 befindlichen Kessel, der aus einem über dem Brenner waagerecht angeordneten und durch Stirnwände abgeschlossenen Rohr 6 besteht. Zur besseren Wärmeübertragung ist das Rohr 6 ausserdem von Rippen 7 umgeben.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung kann beispielsweise in einem Zentralheizsystem vorgesehen sein, wie es in Fig. 3 angedeutet ist. Dieses weist einen geschlossenen Wasserkreislauf 8 auf, in dem mehrere, beispielsweise als Radiatoren ausgebildete Heizkörper 9 vorgesehen sind. Ausserdem enthält das System einen oberen Ausdehnungskessel 10 und zwei die Strömungsrichtung bestimmende Teile 11 , so dass das Wasser

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im Wasserkreislauf 8 lediglich in Richtung der in Fig. 3 dargestellten Pfeile strömen kann. Statt der dargestellten zwei Teile 11 könnten auch, mehr oder lediglich ein solches Teil im Wasserkreislauf 8 vorgesehen sein.

Aus einer Leitung 12 des Wasserkreislaufes 8 strömt das Wasser gemäss Fig. 1 durch eine Zuflußöffnung 13 in das Rohr 6 ein, nachdem es innerhalb der Leitung 12 ein Rückschlagventil 14 durchströmt hat, welches einen die Strömungsrichtung bestimmenden Teil bildet. Das an seinem der Zuflußöffnung 13 abgekehrten Ende durch eine Stirnwand 21 abgeschlossene Rohr 6 umgibt ein zweites Rohr 15» welches einen Kondensator bildet und gemäss Fig. 1 mit seinem linken Ende die dortige zweite Stirnwand des im übrigen durch das Rohr 6 und die Stirnwand 21 gebildeten Kessels nach aussen durchsetzt. An die dortige Ausflußöffnung 16 des Rohres 15 schliesst eine Leitung 17 an, in der sich wiederum ein Rückschlagventil 18 befindet. Das gemäss Fig. 1 rechte, ebenfalls offene Ende des Rohres 15 steht mit dem das Rohr 15 umgebenden Ringraum innerhalb des Rohres 6 in Verbindung, dessen Ringquerschnitt kleiner als der Durchflußquerschnitt des Rohres 15 ist.

Wenn der innerhalb des Kessels 6, 21 befindliche Teil des Wassers des Wasserkreislaufes 8 durch den Brenner aufgeheizt wird, dann entstehen in dem das Rohr 15 umgebenden Ringraum Dampfblasen, die eine entsprechende Vergrösserung des Gesamtvolumens von Flüssigkeit und Dampf zur Folge haben. Durch die entsprechende Volumenvergrösserung wird Wasser und Dampf aus dem Ringraum in Richtung der in Fig. 1 rechts dargestellten Pfeile in das Rohr 15 verdrängt, weil eine Rückströmung wegen des Rückschlagventils 14 ausgeschlossen ist. Diese Strömung bewirkt zugleich eine entsprechende Weiterförderung des in der Leitung 17 vorhandenen Wassers am Rückschlagventil 18 vor-

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bei in Richtung der dortigen Pfeile der Pig. 1. Die in das Rohr 15 gelangten Dampfblasen werden dort entsprechend der gegenüber dem Rohr 6 niedrigeren Temperatur des Rohres 15 kondensiert, wodurch eine entsprechende Volumenverminderung des im Rohr befindlichen Gemisches von Wasser und Dampf entsteht. Da eine Rücksaugung von Wasser wegen des Rückschlagventiles 18 ausgeschlossen ist, führt diese Volumenverminderung zum Zufluß weiteren Wassers durch die Leitung 12 am Rückschlagventil 14 vorbei in den Kessel 6, 21 hinein. Zugleich geben die Dampfblasen ihre Verdampfungswärme an das im Rohr 15 befindliche Wasser ab. Danach werden im Ringraum zwischen den beiden Rohren 6 und neue Dampfblasen gebildet, wodurch sich der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt. Das Ergebnis davon ist, dass das im Wasserkreislauf 8 befindliche Wasser einerseits aufgeheizt und anderseits in Richtung der in I'ig. 1 dargestellten Pfeile gefördert wird.

Da der Aussendurchmesser des Rohres 15 nur wenig kleiner als die lichte Weite des Rohres 6 ist, ergibt sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Pig. 1 ein sehr vorteilhaftes Verhältnis von äusserer Wärmeaufnahmefläche des Rohres 6 zu der den Ringraum zwischen den Rohren 6 und 15 durchströmenden Wassermenge und damit ein sehr grosser Wirkungsgrad des Kessels.

Dadurch, dass der Durchströmungsquerschnitt des Rohres 15 im Verhältnis zum Ringquerschnitt des Ringraumes zwischen den Rohren 6 und 15 verhältnismässig gross ist, ergibt sich im Rohr 15 eine wesentlich geringere Strömungsgeschwindigkeit als im Ringraum zwischen den Rohren 6 und 15. Dieser Geschwindigkeitsabfall nach dem Rohr 15 hin fördert die angestrebte vollkommene Kondensation der gebildeten Dampfblasen, so dass die Gefahr, dass Dampfblasen durch die Leitung 17 am Rückschlagventil 18 vorbei entweichen könnten, ausserordentlich

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gering ist.

Durch, die beschriebene Ausbildung des Kessels und des Kondensators wird weiterhin die Bildung" grosser Dampfblasen verhindert. Infolgedessen können auch nicht so laute Kondensationsgeräusche wie in solchen vorbekannten Kondensatoren entstehen, in die aus einem benachbarten Kessel grosse Dampfblasen einströmen konnten und wo leicht erhebliche und zuweilen sehr störende Kondensationsgeräusche entstanden sind. Die bei dem hier beschriebenen Kessel gebildeten kleinen Dampfblasen kondensieren demgegenüber praktisch lautlos, wobei etwa noch entstehende Geräusche durch den den Kondensator umgebenden Kessel weiterhin gedämpft werden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient zum Beheizen des Kessels ein Brenner 2. Es ist für die Erfindung indessen unerheblich, auf welche Weise die Heizenergie dem Kessel zugeführt wird. Die Energiezufuhr kann beispielsweise auch durch eine elektrische Beheizung des Kessels oder durch Heißwasser erfolgen, welches aus einem Fernheizwerk o.a. zur Verfugung steht.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Beheizung des in dem im übrigen ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Kessel befindlichen Wassers durch elektrische Tauchsieder 19, von denen entlang dem Ringraum zwischen den Rohren 6 und 15 vier in gleichmässiger Verteilung vorgesehen sind. Die Tauchsieder 19 sind gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Stirnwand 21 des Kessels gehalten, wobei die Stromzufuhrungskabel 20 die Stirnwand 21 entsprechend isoliert durchsetzen. Im übrigen entspricht die Anlage gemäss Fig. 2 der bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Anlage, weshalb sich weitergehende

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wiederholende Ausführungen an dieser Stelle erübrigen.

Als aufzuheizende Flüssigkeit kommt statt dem bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Wasser auch irgendeine andere geeignete Flüssigkeit, beispielsweise eines gegenüber Wasser anderen spezifischen Gewichtes oder aber auch eine Flüssigkeitsmischung oder eine Flüssigkeitssuspension in Frage, von der beispielsweise kleine Festteilchen im Kondensator Kondensationskerne für die dortige Kondensation bilden können.

Pat ent ansprüche;

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Claims (7)

Patentansprüche

1. ^Anordnung zum Aufheizen einer Flüssigkeit, Flüssigkeitslttisehung oder Flüssigkeitssuspension bis zum Sieden und zum Kondensieren des "beim Sieden entstehenden Dampfes, bestehend aus einem Kessel und einem Kondensator, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (Rohr 15) wenigstens teilweise vom Kessel (6, 21) umschlossen ist, dessen eines Ende an einen Zuflußanschluß (Leitung 12) und dessen anderes Ende an das eine Ende · des Kondensators (Rohr 15) angeschlossen ist, dessen anderes Ende an einen Ausflußanschluß (Leitung 17) angeschlossen ist, und dass der Zuflußanschluß (Leitung 12) und/oder der Ausflußanschluß (Leitung 17) mit einem die Strömungsrichtung bestimmenden Teil, beispielsweise mit einem Rückschlagventil (14 bzw. 18), versehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen den Kessel (6, 21) beheizenden Brenner (2), einen elektrischen Heizkörper (Tauchsieder 19) oder eine von einer Heizflüssigkeit, z.B. Heizwasser, durchströmte Heizvorrichtung aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator aus einem Rohr (15) besteht und der Kessel zylindrisch ausgebildet ist und der Kesselraum im wesentlichen durch den zwischen dem inneren Rohr (15) und einem dasselbe umgebenden äusseren, die zylindrische Umfangswand des Kessels bildenden Rohr (6) befindlichen Ringraum gebildet ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Rohr (6) an seinem einen Ende eine mit dem Zuflußanschluß (Leitung 12) verbundene Zuflußöffnung (13) für die

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aufzuheizende Flüssigkeit aufweist und an seinem anderen Ende (Stirnwand 21) geschlossen ist, und dass das innere Rohr (15) an seinem der Zuflußöffnung (13) abgelegenen Ende mit dem Ringraum in Verbindung steht und mit seinem anderen Ende die dortige Stirnwand des Kessels nach aussen durchsetzt und dort über eine Ausflußöffnung (16) mit dem Ausflußanschluß (17) verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder A₁ dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (6) an seinem Aussenumfang mit Rippen (7) od.dgl. versehen ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Ringquerschnitt des Ringraumes kleiner als der Durchflußquerschnitt des inneren Rohres (15) ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Rohr (6) das innere Rohr (15) konzentrisch umgibt.

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