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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserbereiter mit einem
liegenden Behälter, insbesondere für den Einbau unterhalb einer Duschwanne einer
Duschkabine, mit Anschlußstutzen für Kaltwasser und Warmwasser.
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Oft steht nur eine geringe Höhe für den Einbau eines Warmwasserbereiters
zur Verfügung, so insbesondere auch bei Duschkabinen, bei denen der Warmwasserbereiter
unterhalb der Duschwanne angeordnet wird. Um die nötige Kapazität von z.B. 20 1
bei einer Duschkabine auch bei niedrigem Einbauraum zu erhalten, hat man Behälter
mit ovalem Querschnitt verwendet, die eine große Breite und eine kleine Höhe haben.
Diese Behälterform ist für eine Innendruckbelastung ungünstig, da die großflächigen,
nur schwach gekrümmten Seitenwände zum Ausbeulen neigen. Um eine ausreichende Steifigkeit
gegen Ausbeulen zu erhalten, mußten große Wanddicken vorgesehen werden.
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Flache Behälter sind auch ungünstig für die Entnahme des warmen Wassers,
da sich das nachfließende kalte Wasser leicht mit dem gespeicherten warmen Wasser
vermischt, so daß schon nach einer Wasserentnahme, die weit unterhalb der Behälterkapazität
liegt, die Temperatur des entnommenen Wassers stark absinkt. Dies beruht vor allem
darauf, daß der Kaltwasseranschluß verhältnismäßig nahe beim Warmwasseranschluß
liegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Warmwasserbehälter
so auszubilden, daß bei gegebener Bauhöhe die Wanddicke des Behälters kleiner gewählt
werden kann als bei den bekannten Flachbehältern. Durch eine Weiterbildung der Erfindung
soll erreicht werden, daß erwärmtes Wasser ohne Temperaturabsenkung möglichst weitgehend
aus dem Druckbehälter entnommen werden kann.
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Der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Warmwasserbereiter der eingangs
genannten Art ist gekennzeichnet durch mindestens zwei längliche Hohlkörper, deren
Längsachsen mindestens annähernd in einer Ebene liegen und durch mindestens einen
Verbindungsraum, dessen obere und untere Begrenzungswand im wesentlichen in der
gleichen Höhe liegt wie die am höchsten und am niedrigsten liegenden Bereiche der
Wände der Hohlkörper.
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Längliche Behälter mit kleinerem Durchmesser sind bei einer gegebenen
Wanddicke für wesentlich größere Innendrücke geeignet als Flachbehälter mit großflächigen
nicht oder nur schwach gekrümmten Seitenwänden. Man kann deshalb die Wanddicke geringer
ausführen als bei bekannten Behältern.
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Die Kapazität kann unter Einhaltung einer geringen Bauhöhe verhältnismäßig
groß ausgeführt werden, so daß bei nur geringfügig größeren Grundrißabmessungen
als bei bekannten Behältern gleiche Kapazitäten wie bei bekannten Behältern erreichbar
sind.
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Die Querschnittsform der Hohlkörper ist gemäß Anspruch 2 vorzugsweise
zylindrisch. Die zylindrische Form ist hinsichtlich der Materialbeanspruchung optimal.
Unter die Erfindung fallen aber auch andere Querschnittsformen, da auch bei anderen
Querschnittsformen der Vorteil erhalten bleibt, daß große ebene Seitenwände vermieden
werden.
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Vorzugsweise sind die länglichen Hohlkörper gemäß Anspruch 3 nebeneinander
angeordnet. Dies hat unter anderem den Vorteil, daß eine Wärmeisolierung bequem
angebracht werden kann,
vorteilhafterweise derart, daß der Isoliermantel
beide länglichen Hohlkörper umgibt, d.h. nicht jeder der Hohlkörper für sich isoliert
ist. Ein Wärmeaustausch zwischen den Hohlkörpern ist ja unschädlich und sogar erwünscht.
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Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung und Ausbildung des Verbindungsraumes
gemäß den Ansprüchen 4 bis 6, nämlich an den Stirnseiten von parallel angeordneten
Hohlkörpern. Eine solche Verbindung ist sehr kurz und hat geringe Strömungswiderstände.
Der Querschnitt des Verbindungsraumes 13 ist an seiner engsten Stelle vorzugsweise
wenigstens 1/4 des Querschnittes jedes anschließenden Hohlkörpers.
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Bei einer solchen Bemessung werden unerwünschte Turbulenzen und damit
eine unerwünschte Durchmischung des Kaltwassers mit dem Warmwasser vermieden.
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Die Anschlußstutzen sind vorteilhafterweise so angeordnet und ausgebildet,
wie es in den Ansprüchen 8 bis 12 angegeben ist. Mit einer solchen Anordnung erreicht
man, daß das nachströmende kalte Wasser das warme Wasser verdrängt, ohne sich mit
diesem zu vermischen, so daß der gesamte lVarmwasserinhalt des Druckbehälters nutzbar
ist. Besonders günstig für die Vermeidung einer Mischung von Kaltwasser mit Warmwasser
sind strömungsmäßig weit auseinanderliegende Anschlußstutzen für Kaltwasser und
Warmsasser. Die erfindungsgemäße Auflösung eines Behälters in mehrere kommunizierende
Hohlräume gestattet es, die Anschlußstutzen räumlich nahe beieinander anzuordnen,
jedoch strömungsmäßig weit auseinanderzulegen, nämlich derart, daß zufließendes
Wasser sämtliche Hohlkörper durchströmen muß, um schließlich zum Warmzasseranschlußstutzen
zu gelangen.
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Die in den Ansprüchen 13 und 14 angegebenen Ausführungsformen haben
den Vorteil, daß sich der Druckbehälter leicht entlüftet, da Gasblasen in Richtung
des Abflußstutzens (Warmwasserstutzens) wandern können. Dies ist bei einem Warmwasserbereiter
wichtig, weil bei der Erhitzung des
Wassers in diesem gelöste Gase
in den gasförmigen Zustand übergehen.
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Es ist möglich, gemäß den Ansprüchen 15 und 16 nur in einem Hohlkörper
Heizelemente unterzubringen. Versuche haben gezeigt, daß wegen der vorteilhaften
Verbindung der Behälter untereinander auch das Wasser in anderen Ibhlkörpern, die
keine Heizelemente haben, rasch erwärmt wird. Einem guten Transport des Warmwassers
zum Warmwasseranschlußstutzen kommt die Gestaltung gemäß den Ansprüchen 13 und 14
zugute.
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Die erfindungsgemäße Gestalt des Behälters, d.h. die festigkeitsmäßig
günstige Ausbildung, gestattet die Herstellung aus Kunststoff (Ansprüche 17 und
18). Dies ist in Anbetracht der geometrisch nicht ganz einfachen Gestalt des Druckbehälters
ein wesentlicher Vorteil.
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Der erfindungsgemäße Warmwasserbereiter kann in verschiedenen Größen
hergestellt werden. Für die Verwendung in einer Duschkabine eignet sich ein Behälter,
der aus zwei parallel und nebeneinander angeordneten Zylindern besteht, die einen
Durchmesser von 140 bzw. 150 mm und eine Länge von 600 mm aufweisen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Warmwasserbereiters, Fig. 2
einen senkrechten Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen horizontalen
Schnitt entsprechend der Linie II 1-111 in Fig. 2 und Fig. 4 einen Teilschnitt nach
Linie IV-IV in Fig.3.
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Der insgesamt mit B bezeichnete Warmwasserbereiter (Boiler) hat zwei
längliche Hohlkörper 1 und 2. Die Hohlkörper 1, 2 sind parallel und nebeneinander
derart angeordnet, daß ihre Längsachsen 3 und 4 in der gleichen horizontalen Ebene
5 (siehe Fig. 2) liegen.
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Die Hohlkörper 1 und 2 sind zylindrisch, wobei der Durchmesser D1
des Hohlkörpers 1 ein wenig kleiner ist als der Durchmesser D2 des Hohlkörpers 2.
Beispielsweise kann D1 = 140 mm und D2 = 150 mm sein. Da die Hohlkörperachsen 3
und 4 in der gleichen Ebene liegen, liegt der Scheitel 6 des Hohlraumes 7 ein wenig
tiefer als der Scheitel 8 des Hohlraumes 9.
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Jeder Hohlkörper 1 und 2 ist an je einem Ende halbkugelförmig ausgebildet.
Diese Endteile sind mit 10 und 11 bezeichnet. An der gegenüberliegenden Seite ist
ein Verbindungsstück 12 angeformt, das einen Verbindungsraum 13 bildet (siehe Fig.3).
Die Hohlkörper 1, 2 sind über ihre gesamte Länge durch einen Verbindungssteg 14
derart miteinander verbunden, daß zwischen den Behältern nur ein schmaler Abstand
a besteht.
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Das Verbindungsstück 12 kann mit den länglichen Hohlkörpern 1 und
2 aus einem Stück bestehen, wenn der gesamte Druckbehälter aus Kunststoff geformt
wird, z.B. als Blasformteil. Eine solche Kunststoffausführung ist in der Zeichnung
dargestellt, was auch durch die Schraffur angedeutet ist.
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Der Querschnitt des Kanals 13 ist aus Fig. 4 zu ersehen. Die obere
Begrenzungswand 13a liegt auf dem Niveau der Scheitel 6, 8 der Hohlräume 7,9. Da
der Scheitel 6 etwas tiefer liegt als der Scheitel 8, liegt die Wand 13a genau genommen
im Höhenbereich zwischen den Scheiteln 6 und 8. Die untere Begrenzungswand 13b liegt
entsprechend auf dem Niveau der tiefsten Stellen der Hohlräume 7, 9 bzw. genau yenommen
im Höhenbereich zwischen diesen tiefsten Stellen.
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Die in Fig. 3 sichtbaren Linien 23 und 24 sind die Enden der zylindrischen
Wände der Hohlkörper 1 und 2.
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Im Zentrum des Endteiles 10 des Hohlkörpers 1 ist ein Anschlußstutzen
15 für den Anschluß einer Kaltwasserleitung angeordnet. Der Stutzen 15 ist ein Rohr,
das in den Hohlraum 7 hinein verlängert ist und dort nach unten abgebogen ist, so
daß die Mündung 15a nur einen sehr kleinen Abstand von der tiefsten Stelle des Hohlraumes
7 hat. Im Zentrum des Deckels 11 des Behälters 2 ist ein Stutzen 16 für eine Warmwasserleitung
angeordnet. Auch der Stutzen 16 ist in den Hohlraum 9 hinein verlängert und dort
nach oben abgebogen, so daß die Mündung 16a noch über den Scheitel 8 des Hohlraumes
9 zu liegen kommt (siehe Fig.2). Um dies zu ermöglichen, befindet sich am Hohlkörper
2 eine Ausbeulung 17, in die das Stutzenrohr 16 hineinragt.
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Im Hohlkörper 1 ist ein U-förmiger gebogener Heizstab 18 angeordnet,
der sich über den größten Teil der Länge des Hohlkörpers 1 erstreckt. Im Stab 18
ist ein elektrischer Widerstand angeordnet. Zur Befestigung des Heizstabes dient
ein Armaturenteil 19, an dem auch zwei Fühler 20 und 21 von Thermostaten angeordnet
sind. Der Fühler 20 ist einem Thermostaten zugeordnet, mit dessen Hilfe eine gewünschte
Temperatur aufrechterhalten werden soll, während der Fühler 21 einem Sicherheitsthermostaten
zugeordnet ist, der einen Sicherheitsschalter auslöst, wenn infolge eines Defektes
eine Überhitzung des Boilers droht.
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Zur Befestigung an einer Aufstellfläche ist an dem Druckbehälter ein
Fuß 22 angeordnet.
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Wenn dem Boiler heißes Wasser über die Leitung 16 entnommen wird,
strömt gleichzeitig über den Stutzen 15 kaltes Wasser nach. Das Kaltwasser verbreitet
sich in den unteren
Bereichen beider Hohlkörper 1, 2 und verdrängt
das Warmwasser nach oben. Die gleichzeitige Verteilung des Xaltwassers in beiden
Hohlkörpern ist möglich, da der Verbindungsraum 13 bis zu den tiefsten Stellen beider
Hohlkörper reicht. Auch der gleichzeitige Abfluß von warmem Wasser aus beiden Hohlkörpern
1, 2 ist möglich, da der Verbindungsraum bis zu den höchsten Stellen der Hohlkörper
reicht. Da die Anschlußstutzen 15, 16 strömungsmäßig weit auseinanderliegen, wird
eine Durchmischung von Kaltwasser und Warmwasser sicher vermieden. Wenn das kalte
Wasser auch den Scheitel 8 des Hohlraumes 9 erreicht, ist das warme Wasser vollkommen
verdrängt.
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Wegen der günstigen Kommunikation der Hohlkörper 1 und 2 über den
großen Verbindungskanal 13 wird auch das Wasser im Hohlkörper 2 annähernd gleichzeitig
mit dem Wasser im Hohlkörper 1 erwärmt. Das Übertreten von erwärmtem Wasser von
dem Hohlkörper 1 in den Hohlkörper 2 wird dadurch begünstigt, daß der obere Wandbereich
des Hohlkörpers 2 etwas höher liegt als der obere Wandbereich des Hohlkörpers 1.
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Die Tatsache, daß die Anschlußstutzen 15, 16 räumlich nahe beieinanderliegen,
ist für den Einbau des Behälters vorteilhaft. Beispielsweise können beide Anschlußstutzen
direkt durch die Rückwand eines Duschkabinenunterteiles nach außen geführt werden.
Dieser Vorteil wird gewonnen, obwohl die Anschlußstutzen strömungsmäßig weit auseinanderliegen,
was wiederum für die Vermeidung einer Durchmischung von Kaltwasser und Warmwasser
von Vorteil ist.
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Ein Warmwasserbereiter der beschriebenen Art wird im allgemeinen nicht
als Druckbehälter betrieben. Die für eine Innendruckbeanspruchung günstige Form
des erfindungsgemäßen Behälters gestattet jedoch auch eine Verwendung als Druckbehälter.