DE4025583A1

DE4025583A1 - Water heater with gas or oil burner

Info

Publication number: DE4025583A1
Application number: DE4025583A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-08-11
Filing date: 1990-08-11
Publication date: 1992-02-13
Also published as: EP0475007B1; ES2053243T3; DE59101491D1; EP0475007A1

Abstract

A water heater with a gas or oil heater burner has a metal outer cover (18) and a fireproof inner cladding (20) with a combustion shaft (10) over it. The inner cladding (20) has a web of recesses (30) facing the outer cover (18) with spacing bars (32) between, which inhibit convection. The inner cladding (20) is of heat insulating material, and the spacing bars (32) prevent air circulating in the vertical direction.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft einen Wassererhitzer nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a water heater according to the genus of Claim 1.

Aus der DE-OS 25 05 765 ist bekannt, daß der Verbrennungsschacht einen ungekühlten Mantel besitzt, der innen mit einer hochtempera turbeständigen, wärmeisolierenden Auskleidung, insbesondere einer Matte oder einem Flies aus einem auf Aluminiumoxidbasis aufgebauten Stoff, versehen ist. Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 30 24 792), feuerfeste Platten so an den metallischen Wandblechen zu befestigen, daß zwischen der Außenseite der feuerfesten Platte und der Innen seite des Wandbleches ein Luftspalt verbleibt.From DE-OS 25 05 765 it is known that the combustion shaft has an uncooled jacket with a high temperature inside Turbo-resistant, heat-insulating lining, especially one Mat or a fleece made of an alumina-based Fabric is provided. It is also known (DE-PS 30 24 792), to attach refractory panels to the metal wall panels, that between the outside of the refractory plate and the inside An air gap remains on the side of the wall plate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Volumen der Hoch temperaturisolierung bei gleichbleibender Isolierwirkung zu ver ringern mit dem Ziel zusätzlicher Kosteneinsparung.The invention has for its object the volume of high temperature insulation with the same insulating effect wrestle with the goal of additional cost savings.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. This object is achieved by the characterizing Features of claim 1.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht es, daß die die Innenaus kleidung bildende Isolierplatten dünn ausgebildet werden können, ohne der Gefahr eines Materialbruchs ausgesetzt zu sein. Die wärme isolierende Wirkung der Innenauskleidung, nötig bei ungekühlten Außenwänden, wird durch die isolierende Wirkung der eingeschlossenen Luftschicht ergänzt. Die durch die Abstandshalter geschaffene Stabilität erlaubt es, die Dicke der Isolierplatten und der Luft schicht optimal zu bemessen, ohne daß auf die Stabilität freistehen der Isolierplatten Rücksicht genommen werden muß.The design according to the invention enables the interior clothing-forming insulating plates can be made thin, without being exposed to the risk of material breakage. The heat insulating effect of the inner lining, necessary for uncooled External walls, is enclosed by the insulating effect Air layer added. The one created by the spacers Stability allows the thickness of the insulation panels and the air layer dimensioned optimally, without standing on the stability the insulation plates must be taken into account.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wassererhitzers möglich. Eine Ausgestaltung der Innen auskleidung aus wärmeisolierendem Material, insbesondere wenn die Abstandshalter durch Ränder von in die Innenauskleidung einge brachten Aussparungen gebildet sind, vermeidet Wärmebrücken, welche im ungünstigsten Fall eine die Wärme gut leitende Verbindung zwischen dem Innenraum des Verbrennungsschachts und der Atmosphäre darstellen und den Wirkungsgrad des Wassererhitzers verschlechtern.The measures listed in the subclaims are available partial training and improvements in the main claim specified water heater possible. An interior design lining made of heat-insulating material, especially if the Spacers inserted through the edges of the inner lining brought recesses are formed, avoids thermal bridges, which in the worst case, a heat-conducting connection between the interior of the combustion shaft and the atmosphere represent and deteriorate the efficiency of the water heater.

Durch das Behindern der Luftzirkulation läßt sich die Wärmekonvek tion, wie sie in einem freien Luftspalt auftritt, größtenteils ver meiden. Da die Wärmekonvektion den Hauptanteil beim Übertragen von Wärme darstellt - andere die wärmeübertragende Effekte sind die Wär meleitung und die Wärmestrahlung - verbessert sich die Isolierwir kung erheblich. Ein Optimum beim Vermeiden von Wärmekonvektion wird erreicht, wenn die Höhe der sich durch die Abstandshalter bildenden Kammern zu der Dicke der Isolierschicht in einem bestimmten, kon stanten Verhältnis steht. Die Konstante hängt dabei in erster Linie von der Materialbeschaffenheit der Innenauskleidung ab. By obstructing the air circulation, the heat convect can be tion, as occurs in a free air gap, mostly ver avoid. Since heat convection accounts for the main part in the transmission of Heat represents - other heat transfer effects are heat conduction and heat radiation - the insulation is improved kung considerably. An optimum in avoiding heat convection reached when the height of the formed by the spacers Chambers to the thickness of the insulating layer in a certain, con constant relationship. The constant depends primarily on the material properties of the inner lining.

Wenn die Abstandshalter mit der aus feuerfesten Platten bestehenden Innenauskleidung eine Einheit bilden, kann der Außenmantel eine konturenfreie, glatte Oberfläche besitzen und somit den optischen Gesamteindruck des Verbrennungsschachtes verbessern.If the spacers with the one made of refractory plates Inner lining form a unit, the outer jacket can Contour-free, smooth surface and thus the optical Improve the overall impression of the combustion shaft.

Die in aufsteigender Richtung divergierende Wände verhindern ein direktes Anströmen heißer Verbrennungsgase an die feuerfesten Platten.The walls diverging in the ascending direction prevent one direct flow of hot combustion gases to the refractory Plates.

drawing

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Wand eines nur zur Hälfte gezeichneten Verbrennungsschachts gezeigt. Die Fig. 2 bis 4 zeigen Varianten der durch Abstandshalter gebildeten Kammern in Draufsicht und Fig. 5 eine Variante zu Fig. 1.In Fig. 1 a section through a wall of a combustion shaft only half drawn is shown. Figs. 2 to 4 show variants of the chambers formed by the spacer in plan view, and Fig. 5 shows a variant of Fig. 1,.

description

Der in Fig. 1 zur Hälfte gezeigte Verbrennungsschacht 10 besteht aus einem Innenraum 12 und einer Wand 14, die den Innenraum 12 von der äußeren Atmosphäre 16 trennt. Die Wand 14 besteht aus einem metallischen Außenmantel 18 aus feueraluminiertem Stahlblech und einer feuerfesten Innenauskleidung 20. Zur Befestigung der Innenaus kleidung 20 sind am Außenmantel 18 am oberen und unteren Ende Winkel 22 so angeformt, daß zwischen den äußeren Schenkeln 24 der Winkel 22 und dem Außenmantel 18 Halteschienen gebildet sind. Mittels diesen Halteschienen ist die Innenauskleidung 20 am Außenmantel 18 durch einfaches Einschieben einzelner Platten befestigbar.The combustion shaft 10 shown in half in FIG. 1 consists of an interior 12 and a wall 14 which separates the interior 12 from the external atmosphere 16 . The wall 14 consists of a metallic outer jacket 18 made of fire-aluminized steel sheet and a fire-resistant inner lining 20 . To attach the interior clothing 20 are on the outer jacket 18 at the upper and lower ends angle 22 formed so that between the outer legs 24 of the angle 22 and the outer jacket 18 support rails are formed. The inner lining 20 can be fastened to the outer jacket 18 by simply inserting individual plates by means of these holding rails.

Die Platten der Innenauskleidung 20, die einerseits feuerbeständig sein müssen, andererseits gut wärmeisolierend sein sollen, bestehen aus einem Gemisch aus gepreßtem Aluminiumoxid und Siliziumoxid. Diese gepreßten Platten sind an den vier Wänden des Verbrennungs schachtes 10 angebracht, kleiden den Innenraum 12 vollständig aus und divergieren in aufsteigender Richtung. The plates of the inner lining 20 , which on the one hand have to be fire-resistant and on the other hand have to be heat-insulating, consist of a mixture of pressed aluminum oxide and silicon oxide. These pressed plates are attached to the four walls of the combustion shaft 10 , completely clad the interior 12 and diverge in the ascending direction.

An der zum Außenmantel 18 zeigenden Seite der Innenauskleidung 20 sind Aussparungen 30 vorgesehen, die sich regelmäßig über die Ober fläche der Innenauskleidung 20 verteilen. Mittels der zwischen den Aussparungen 30 verbleibenden Stege 32 stützt sich die Innenausklei dung 20 am Außenmantel 18 ab. Diese Stege 32 bilden somit Abstands halter zwischen einer scheinbar dünnen Platte 34 und dem Außenmantel 18. Die resultierende Dicke der Innenauskleidung 20, die der effek tiven Dicke der dünnen Platte 34 entspricht, setzt sich zusammen aus der Dicke d der Innenauskleidung 20 minus der Tiefe der Aussparungen 30. Die Höhe h der Aussparungen 30 und die Dicke d der Innenausklei dung 20 sind so gewählt, daß das Verhältnis zwischen der Höhe h und der Dicke d konstant ist. In diese Konstante k fließen die Material konstanten der Innenauskleidung 20 ein sowie die vorherrschenden Temperaturunterschiede zwischen Innenraum 12 und äußerer Atmosphäre 16.On the side facing the outer casing 18 of the inner lining 20 , recesses 30 are provided which are regularly distributed over the upper surface of the inner lining 20 . By means of the webs 32 remaining between the cutouts 30 , the inner lining 20 is supported on the outer jacket 18 . These webs 32 thus form spacers between an apparently thin plate 34 and the outer jacket 18th The resulting thickness of the inner lining 20 , which corresponds to the effective thickness of the thin plate 34 , is composed of the thickness d of the inner lining 20 minus the depth of the recesses 30 . The height h of the recesses 30 and the thickness d of the inner lining 20 are chosen so that the ratio between the height h and the thickness d is constant. The material constants of the inner lining 20 and the prevailing temperature differences between the inner space 12 and the outer atmosphere 16 flow into this constant k.

Die Anordnung der Aussparungen 30 ist so gewählt, daß die verblei benden Abstandshalter 32 eine Luftzirkulation in senkrechter Rich tung zwischen der dünnen Platte 34 und dem Außenmantel 18 verhin dern. Diese Luftzirkulation wird dann optimal behindert, wenn die Konstante k in einem Bereich zwischen 1,5 und 2,5, vorzugsweise bei 2 liegt. Mit der Behinderung der Luftzirkulation, wird gleichzeitig die Wärmekonvektion behindert bzw. unterbunden. Dadurch ist der physikalische Mechanismus der Wärmeübertragung gestört, der übli cherweise die größten Wärmemengen transportiert.The arrangement of the recesses 30 is selected so that the lead spacers 32 prevent air circulation in the vertical direction between the thin plate 34 and the outer jacket 18 . This air circulation is optimally impeded when the constant k is in a range between 1.5 and 2.5, preferably 2. With the obstruction of the air circulation, the heat convection is hindered or prevented at the same time. This disrupts the physical mechanism of heat transfer, which usually transports the largest amounts of heat.

In Seitenansicht können die Aussparungen 30 eckiges oder rundes Profil besitzen. Die Höhe h entspricht dabei jeweils der maximalen senkrechten Erstreckung der Aussparungen 30. In Draufsicht können die Aussparungen ebenfalls eckig (Fig. 2) oder rund (Fig. 3) sein oder sich über die gesamte Breite der Innenauskleidung 20 erstrecken (Fig. 4). Auch hier entspricht die Höhe h der maximalen senkrechten Erstreckung der Aussparung 30.In the side view, the recesses 30 can have a square or round profile. The height h corresponds to the maximum vertical extent of the cutouts 30 . In a plan view, the cutouts can also be angular ( FIG. 2) or round ( FIG. 3) or extend over the entire width of the inner lining 20 ( FIG. 4). Here too, the height h corresponds to the maximum vertical extent of the cutout 30 .

Claims

1. Water heater with a gas or oil burner and a combustion shaft ( 10 ) arranged above the burner, which has a metallic outer jacket ( 18 ) and a fire-resistant inner lining ( 20 ), characterized in that the inner lining ( 20 ) on the outer jacket ( 18 ) facing recesses ( 30 ) with intermediate webs ( 32 ), which form convection-resistant spacers ( 32 ) to the outer jacket ( 18 ).

2. Water heater according to claim 1, characterized in that the inner lining ( 20 ) is formed from heat-insulating material.

3. Water heater according to claim 1 or 2, characterized in that the spacers ( 32 ) are formed by the edges of the clothes made in the interior ( 20 ) separate recesses ( 30 ).

4. Water heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spacers ( 32 ) largely prevent air circulation in the vertical right direction.

5. Water heater according to claim 4, characterized in that the recesses ( 30 ) in side view have an angular, in particular quite angular, or round profile.

6. Water heater according to claim 4 or 5, characterized in that the height (h) of the recesses ( 30 ) and the thickness (d) of the inner lining ( 20 ) in the relationship
h = kd,
with 1.5k2.5, preferably k = 2, to each other.

7. Water heater according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner lining ( 20 ) consists of refractory plates ( 34 ) and the spacers ( 32 ) with these plates ( 34 ) form a unit.

8. Water heater according to one of the preceding claims, characterized in that the inner lining ( 20 ) is fastened to the outer jacket ( 18 ) by means of retaining plates ( 22 ).

9. Water heater according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that at least the inner lining ( 20 ) diverges in the ascending direction.

10. Water heater according to one of the preceding claims, characterized in that the outer jacket ( 18 ) consists of fire-aluminized steel sheet with a high degree of gloss.