DE19737541A1

DE19737541A1 - Speicherbehälter

Info

Publication number: DE19737541A1
Application number: DE1997137541
Authority: DE
Inventors: Helmut Prof Dr Burger; Werner Boehle
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Generations Group GmbH and Co KG
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-04

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter aus Blech zur Er wärmung und Speicherung von Brauchwasser, bestehend aus einem an seinen Enden durch Abschlußböden verschlossenen Mittelteil, wobei mindestens einer der Abschlußböden mit einer verschließ baren Aushalsung versehen ist.

Derartige Speicherbehälter sind hinlänglich bekannt und in Be nutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druck schriftlichen Nachweises bedarf. Solche Speicherbehälter beste hen in der Regel aus einem zylindrischen Mittelteil, an dem die gewölbten Abschlußböden angeschweißt sind. Abgesehen davon ge hören zu solchen Speicherbehältern grundsätzlich Zu- und Ab strömanschlüsse für das Brauchwasser und entsprechende An schlüsse für das Wärmeträgermedium zur Erwärmung des Brauchwas sers. Soweit bekannt, hat man bislang diese Art der Konstruk tion von Speicherbehältern nicht verlassen und hat dabei die mehr oder weniger große Gefahr der Korrosionsanfälligkeit von Schweißnähten in Kauf genommen bzw. Sondermaßnahmen getroffen, um die Innenwand solcher Behälter korrosionsfest zu machen. Ab gesehen von außen beheizten Speicherbehältern, die also einen Zusatzmantel für die Durchleitung des Wärmeträgers aufweisen, hat man die vorbeschriebene Konstruktion von per Schweißung an gesetzter Abschlußböden auch deshalb beibehalten, um entspre chend große Innenheizer in die Behälterkonstruktion mit einbin den zu können, d. h., der untere Abschlußboden bildet mit einem solchen Innenheizer (schraubenlinienförmig gewendeltes Rohr) eine an das Behältermittelteil anschweißbare Baueinheit.

Orientiert an dieser bisherigen, nicht unbeträchtlichen Schweißaufwand verlangenden Konstruktion solcher Behälter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Speicherbehälter die ser Art dahingehend zu verbessern, daß korrosionsanfällige Schweißnähte an solchen Speicherbehältern vermieden sind, Schweißarbeitsaufwand überhaupt auf das notwendige Minimum re duziert und damit insbesondere die Herstellung solcher Behäl ter wesentlich vereinfacht ist.

Diese Aufgabe ist mit einem Speicherbehälter der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß die das Mittelteil und die Ab schlußböden bildende Blechwand des Behälters schweißnahtlos aus einem einzigen Blechzuschnitt gebildet ist.

Dadurch entsteht ein innen völlig glatter, nicht von Schweiß nähten unterbrochener Behälter, wobei die zusätzliche Maßgabe "aus einem einzigen Blechzuschnitt" klarstellt, daß hier nicht etwa eine Anflanschung der Abschlußböden an das Mittelteil in Betracht gezogen ist, die immerhin vorstellbar wäre. Die erfindungsgemäße Behälterausbildung macht sich das an sich bekannte Innenhochdruckumformverfahren zunutze, das - so weit bekannt - für die Herstellung von Speicherbehältern noch nicht in Betracht gezogen wurde, und zwar vermutlich aus dem Grund, daß die sich dabei ergebenden, relativ durchmesserkleinen Aushalsungen der bequemen Einbringung von Innenheizern oben genannter Art entgegenstehen. Was die Maßgabe "wenigstens einer der Abschlußböden mit einer verschließbaren Aushalsung versehen ist" betrifft, so sei darauf hingewiesen, daß einerseits bei diesem Innenhochdruckformverfahren von entsprechend lang bemessenen Rohrstücken ausgegangen werden kann, was die Regal sein wird, andererseits aber auch von an einem Ende verschlossenen, also topfförmigen Rohrstücken, die nur vom offenen Ende mit dem Hochdruckmedium beaufschlagt werden. Die Herstellung solcher topfförmigen und in ihrer Wandung faltenfreien Rohlinge ist ebenfalls mit entsprechenden Ziehwerkzeugen, ausgehend von einem entsprechend groß bemessenen, kreisförmigen Blechzuschnitt, möglich.

Die erfindungsgemäße Ausbildung von Speicherbehältern läßt im übrigen vorteilhafte Weiterbildungen wie folgt zu:
Ausgehend von einem entsprechenden Rohling kann die Blechwand doppellagig ausgebildet werden, wobei die innere, aus korro sionsfestem Material gebildete Lage dünner bemessen ist als die äußere Lage. Dies eröffnet die Möglichkeit, das in der Regel teurere, korrosionsfeste Material so dünn wie möglich zu hal ten, bei dem die äußere Lage, entsprechend dicker bemessen, nur für die entsprechende Druckfestigkeit des Behälters zu sorgen hat. Vorteilhaft sind dabei die beiden Lagen stoffschlüssig miteinander verbunden, was ebenfalls durch bekannte vorberei tende Maßnahmen am Rohling bewirkt werden kann. Diesbezüglich kann aber auch in Betracht gezogen werden, zwischen den beiden Lagen eine mit beiden Lagen stoffschlüssig verbindbare Metall folie, wie Kupferfolie o. dgl. anzuordnen, die bspw. durch ei nen Hartlötvorgang am Rohling zur festen Verbindung mit beiden Lagen gebracht werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung für einen Speicherbe hälter mit sog. Außenheizung besteht darin, daß das Mittelteil mit wellenförmigen, mindestens einen Durchströmkanal bildenden Kanaleintiefungen versehen ist, wobei mindestens der Er streckungsbereich der Kanaleintiefungen am Behälter mit einem Ummantelungsblech verschlossen und der Durchströmkanal an sei nen Enden mit Zu- und Abströmanschlüssen versehen ist. Solche Kanaleintiefungen entstehen also, entsprechend ausgebildetes Formwerkzeug vorausgesetzt, automatisch bei der Hockdruckaus formung des Speicherbehälters mit.

Falls im Gegensatz zu einem außenbeheizten Speicherbehälter eine Innenbeheizung vorgesehen ist, so besteht mit Rücksicht auf die relativ durchmesserkleine, vom Rohling her vorgegebene Aushalsung eine vorteilhafte Weiterbildung eines solchen Behäl ters darin, daß der zugehörige Innenheizer nicht nur aus einem schraubenlinienförmig gewendelten Rohr besteht, sondern dieses Rohr in sich auch elastisch ist. Mit Rücksicht auf die relativ durchmesserkleine Aushalsung müßte nämlich ein gewendelter In nenheizer eine entsprechend große aber die Wärmeübertragungs fläche begrenzende Gangsteigung aufweisen, um diesen durch die enge Aushalsung überhaupt in den Behälter "einschrauben" zu können. Durch das nunmehr vorgesehene, in sich biegsame und ge wendelte Innenheizerrohr muß keine große Gangsteigung an diesem vorhanden sein, und es kann neben problemloser Einbringbarkeit auch eine entsprechend große Wärmeübertragungsfläche unterge bracht werden.

Der erfindungsgemäße Speicherbehälter wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Speicherbehälter mit Innen heizer und zwei Aushalsungen;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Speicherbehälter mit nur einer oberen Aushalsung und in besonderer Ausfüh rungsform;

Fig. 3 eine weitere besondere Ausführungsform des Speicher behälters gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch den, Speicherbehälter gem. Fig. 3;

Fig. 5 einen horizontal anzuordnenden Speicherbehälter in besonderer Ausführungsform;

Fig. 6 einen Schnitt durch den Speicherbehälter gem. Fig. 5;

Fig. 7 einen rohrförmigen Rohling stark schematisiert in An ordnung in einem Formwerkzeug zur Anwendung des In nenhochdruckverfahrens;

Fig. 8 eine entsprechende Darstellung gemäß Fig. 7, aber mit einem "topfförmigen" Rohling und

Fig. 9 im Schnitt das Formwerkzeug für die Ausführungsform des Behältermittelteiles im Sinne der Fig. 2.

Der Speicherbehälter aus Blech zur Erwärmung und Speicherung von Brauchwasser besteht nach wie vor aus einem an seinen Enden durch Abschlußböden 1 verschlossenen Mittelteil 2, wobei minde stens einer der Abschlußböden 1 mit einer verschließbaren Aus halsung 3 versehen ist.

Für alle in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Speicherbehälter ist nun wesentlich, daß die das Mittelteil 2 und die Abschlußböden 1 bildende Blechwand 4 des Behälters B schweißnahtlos aus einem einzigen Blechzuschnitt gebildet ist. Ausgegangen ist dabei un ter Anwendung des sog. Innenhochdruckumformverfahrens beim Be hälter nach Fig. 1, der bevorzugt wird, von einem keine Sonder vorbereitungsvorgänge verlangenden Rohrstück, bei dem es sich im Beispiel um ein dupliziertes Rohr handelt, d. h., dieses Rohrstück weist eine innere, aus korrosionsfestem Material ge bildete Lage 5 auf, die dünner bemessen ist als die äußere Lage 6, die aus nicht korrosionsbeständigem Material, bspw. St 37 besteht. Einen größeren Vorarbeitsaufwand verlangt ein topfar tig ausgebildeter Rohling gemäß Fig. 8, der sich nach entspre chenden Ziehvorgängen aus einem kreisförmigen Blechzuschnitt herstellen läßt. Auch hierbei ist dieser Rohling wieder aus zwei Lagen 5, 6 entsprechender Materialauswahl und Material stärke gebildet. Wie einleitend vorerwähnt, kann zwischen den beiden Lagen eine mit beiden Lagen 5, 6 stoffschlüssig verbind bare Metallfolie 7 (bspw. Kupferfolie), wie in den Fig. 7, 8 nur angedeutet, angeordnet sein. Um auch bei den aus topfförmi gen Rohlingen ausgeformten Behältern nach den Fig. 2 bis 6 ein zuschweißende Kaltwasserzufuhranschlüsse zu vermeiden und damit jegliche Schweißnaht und Spaltbildung im Bodenbereich dieser Behälter, wird zweckmäßig, wie gestrichelt in Fig. 2 angedeu tet, das Kaltwasserzufuhrrohr 12 durch den Verschlußdeckel der Aushalsung 3 mit eingeführt.

Der in Fig. 1 dargestellte, mit zwei Aushalsungen 3 versehene Behälter, in dem ein sog. Innenheizer 14 in der bspw. darge stellten Form angeordnet ist (die Einbringung wird noch näher erläutert), kann natürlich, wie gestrichelt angedeutet, auch statt dessen mit einer Außenbeheizung versehen werden, d. h. mit einem entsprechenden, mit Zu- und Abströmanschlüssen 11 für das Heizmedium versehenen Ummantelungsblech 10.

Da die wesentliche Maßgabe der Schweißnahtlosigkeit und Bildung aus einem einzigen Blechzuschnitt durch Anwendung des Innen hochdruckumformverfahrens verwirklicht wird, wird dieses in vorteilhafter Weiterbildung des Behälters und wie vorerwähnt, dahingehend mit ausgenutzt, daß das Mittelteil 2 mit wellenför migen, mindestens einen Durchströmkanal 8 bildenden Kanalein tiefungen versehen ist, wobei mindestens deren Erstreckungsbe reich E am Behälter B mit einem Ummantelungsblech 10 verschlos sen und der Durchströmkanal 8 an seinen Enden 8' mit Zu- und Abströmanschlüssen 11 versehen ist. Dies setzt lediglich ein entsprechendes Formwerkzeug gemäß Fig. 9 voraus. Beim Ausfüh rungsbeispiel des Speicherbehälters nach Fig. 2 ergibt sich im Erstreckungsbereich E eine schraubenlinienförmige, das Mittel teil 2 von oben nach unten geführte Strömung für das Heizme dium. Andere Kanalführungen im Sinne der Fig. 3 sind dabei ebenfalls ohne weiteres möglich oder auch bei horizontal ange ordneten Behältern, wie bspw. in Fig. 5 gestrichelt angedeutet.

Was die Einbringung eines Innenheizers 14 in den Behälter gemäß Fig. 1 betrifft, so sei darauf hingewiesen, daß dieser bei ex zentrischer Zuordnung zum bodenseitigen Verschluß 13, wie vor erwähnt, eine ausreichend große Gangsteigung haben muß, um ei nen solchen Innenheizer zunächst etwas seitlich versetzt durch die relativ enge Aushalsung 3 schrauben zu können.

Um eine größere Anzahl von Rohrgängen und damit eine größere Wärmeübertragungsfläche in den Behälter B einbringen zu können, ist das gewendelte Innenheizerrohr zusätzlich in sich elastisch ausgebildet, wie dies nur links oben am Innenheizer 14 angedeu tet ist. Da dadurch die Gänge des Innenheizers zueinander beim Einschraubvorgang spreizbar werden, ist also ein solcher Innen heizer problemlos in den Behälter einbringbar. Außerdem wird durch die faltenbalgartige Ausbildung des Rohres dessen Fläche nicht unwesentlich vergrößert.

Claims

1. Speicherbehälter aus Blech zur Erwärmung und Speicherung von Brauchwasser, bestehend aus einem an seinen Enden durch Abschlußböden (1) verschlossenen Mittelteil (2), wobei mindestens einer der Abschlußböden (1) mit einer verschließbaren Aushalsung (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Mittelteil (2) und die Abschlußböden (1) bil dende Blechwand (4) des Behälters (B) schweißnahtlos aus einem einzigen Blechzuschnitt gebildet ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechwand (4) doppellagig ausgebildet und die in nere, aus korrosionsfestem Material gebildete Lage (5) dünner bemessen ist als die äußere Lage (6).

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagen (5, 6) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

4. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Lagen (5, 6) eine mit beiden Lagen (5, 6) stoffschlüssig verbindbare Metallfolie (7), wie Kupferfolie o. dgl. angeordnet ist.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (2) mit wellenförmigen, mindestens ei nen Durchströmkanal (8) bildenden Kanaleintiefungen (9) versehen ist, wobei mindestens deren Erstreckungsbereich (E) am Behälter (B) mit einem Ummantelungsblech (10) ver schlossen und der Durchströmkanal (8) an seinen Enden (8') mit Zu- und Abströmanschlüssen (11) versehen ist.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung eines gewendelten Innenheizers (14) im Behälter (B) dessen Rohr in sich elastisch spreiz- und rückstellbar ausgebildet ist.