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Rohrförmiger Wärmeaustauscher, insbesondere für
Warmwasser-Zentralheizungskessel
Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Wärmeaustauscher, der insbesondere für Warmwasser-Zentralheizungskessel bestimmt ist, aber auch in zur Warmwasser-bzw. Dampferzeugung dienenden Kesseln Verwendung finden kann und in dessen von heissen Verbrennungsgasen durchströmtem Innenraum Längsrippen od. dgl. einragen, die mit dem aussen von unter Druck stehendem Wasser umspülten Mantelrohr in wärmeleitender Verbindung stehen, wobei der Innenraum zumindest in einem Teil seiner Länge einen mit Aussenrippen besetzten, von Wasser durchströmten Hohlkörper aufnimmt.
Es ist ein rohrförmiger Wärmeaustauscher bekannt, der aus durch Längsschweissnähte bzw.
Hartlötung verbundenen Profilstäben zusammengesetzt ist. Dabei bildet ein Aussenflansch jedes Profilstabes einen Mantelstreifen des Aussenrohres und ein Stegteil jedes Profilstreifen eine etwa radial nach innen weisende Rippe, an die vorzugsweise innenseitig eine Querleiste anschliesst, so dass die
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Die Herstellung eines derartigen Wärmeaustauschers ist mit einem sehr grossen Aufwand verbunden. Es müssen zunächst die an sich nicht handelsüblichen Profilstäbe angefertigt und dann diese Profilstäbe untereinander verbunden werden, wobei es schwierig ist, ein eine gleichmässige Vielecksform aufweisendes Rohr zu erzielen. Die Schweissnähte haben die Aufgabe, eine gut wärmeleitende Verbindung der Profilstäbe untereinander herzustellen und müssen gleichzeitig einwandfrei dicht sein.
Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass eine Vielzahl von Schweissnähten in Längsrichtung des Wärmeaustauschers verläuft und somit bei unter Druck stehendem Kessel die praktisch ungünstigste Richtungsführung gegeben ist. Da vielfach keine einwandfrei zylindrische Form des Wärmeaustauschers erhalten wird, bereitet der Anschluss von weiteren Rohren an den Wärmeaustauscher, z. B. der Anschluss eines Flammrohres bzw. einer Feuerbüchse an der Rauchgaseintrittsseite und der Anschluss eines Rauchabzugsstutzens am andern Ende des Wärmeaustauschers Schwierigkeiten, wobei vor allem die nach dem Schweissen verschieden weit über das Ende vorragenden Profilstabteile und auch die Schweissnahtenden plangeschliffen werden müssen. Bei dem beschriebenen Wärmeaustauscher bleibt der Innenraum des Wärmeaustauschers für den Wärmeaustausch ungenützt.
Es sind auch Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Längsrippen einstückig mit einem ebenfalls in einem Stück hergestellten Mantelrohr vorgesehen sind, was eine Herstellung des Wärmeaustauschers als Gussteil voraussetzt. Zur besseren Ausnutzung des Innenraumes hat man bei derartigen Wärmeaustauschern auch schon im Innenraum einen mit Aussenrippen besetzten, vom Wasser durchströmten Hohlkörper vorgesehen.
Wollte man an einem einstückigen Mantelrohr nachträglich durch Schweissung Innenrippen anbringen, dann stösst dies wegen der schlechten Zugänglichkeit des Innenraumes auf grosse Schwierigkeiten. Vor allem müsste man grosse Abstände der Rippen vorsehen, um überhaupt'die Schweissungen vornehmen zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen rohrförmigen Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass er auch bei enger Anordnung der Längsrippen od. dgl. mit wesentlich einfacheren Mitteln als bisher hergestellt werden kann, wobei auch die Abdichtung erleichtert wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Mantelrohr aus zwei oder mehreren miteinander durch Längsschweissnähte verbundenen Sektoren besteht, an welchen vor ihrer Verbindung zu dem Rohr innenseitig je mehrere Rippen od. dgl. nacheinander durch einseitig angebrachte Schweiss- oder Hartlötnähte befestigt sind, und dass der Hindurchführung von Anschlussleitungen zum Hohlkörper dienende öffnungen des Mantelrohres im gleichen Sektor bzw. zwischen aufeinanderfolgenden Sektoren vorgesehen sind.
Bei dem erfindungsgemässen Wärmeaustauscher sind entsprechend der Anzahl der Sektoren nur wenige, beispielsweise nur zwei in Längsrichtung des Mantelrohres verlaufende Schweissnähte erforderlich. Falls der Wärmeaustauscher hohen Drücken ausgesetzt wird, kann das Rohr im Bereich der Längsschweissnähte zusätzlich durch aufgeschweisste, diese Längsschweissnähte abdeckende Längsstreifen verstärkt werden. Wegen der Zusammensetzung des Mantelrohres aus wenigen Sektoren lässt sich die gewünschte Aussenumrissform leicht einhalten. Ferner können die Rippen, da sie nacheinander durch
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werden, haben lediglich die Aufgabe, eine gute Wärmebrücke zwischen den Rippen und dem zugehörigen Mantelrohrteil zu bilden, müssen also nicht absolut dicht sein.
Die Rippen selbst können einfach aus Bandeisen oder Blechstreifen, die auf die erforderliche Länge abgeschnitten werden, bestehen und gegebenenfalls in sich profiliert, z. B. abgewinkelt oder gewellt sein. Da die der Hindurchführung von Anschlussleitungen zum Hohlkörper dienenden öffnungen des Mantelrohres im gleichen Sektor bzw. zwischen aufeinanderfolgenden Sektoren vorgesehen sind, ist es möglich, zunächst die Anschlüsse des Hohlkörpers flüssigkeitsdicht herzustellen und dann erst das Mantelrohr endgültig zusammenzusetzen. Der Hohlkörper selbst kann entweder unmittelbar mit dem Wassermantel des Wärmeaustauschers verbunden oder auch in einen selbständigen bzw. einen dem Wassermantel des Wärmeaustauschers vor-oder nachgeordneten Wasserkreislauf eingeschaltet sein.
Nach einer möglichen Ausgestaltung bildet der Hohlkörper einen das Rohr diametral unterteilenden, von Wasser durchströmten Schacht, dessen Wandungen mit den Rändern aufeinanderfolgender Sektoren flüssigkeitsdicht verschweisst sind.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen die Fig. 1 und 2 einen rohrförmigen Wärmeaustauscher im Längs-und Querschnitt und die Fig. 3 und 4 einen andern rohrförmigen Wärmeaustauscher in Draufsicht und im Querschnitt.
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von dieser Rippe ausgehend, die folgenden Rippen nacheinander eingeschweisst werden. Da jeweils von der noch von Rippen freien Seite des Sektors her geschweisst wird, können die Rippen-4- praktisch bis auf Schweiss-bzw. Lötnahtbreite zusammengedrückt werden, so dass innerhalb des Rohres eine grosse Wärmeübergangsfläche geschaffen wird.
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Rohrkrümmer ausgebildet und durch Öffnungen --10-- der schale --2-- herausgeführt.
Schweissnähte-11-dichten die erwähnten Öffnungen ab. Das Einsetzen des Rohres --7-- erfolgt vor der Verbindung der beiden Sektoren-1, 2--.
Bei der Ausführung nach den Fig. 3 und 4 ist wieder ein aus zwei Sektoren--12, 13- bestehendes Mantelrohr vorgesehen, dessen Sektoren wieder mit Rippen --4-- versehen sind, die in der bereits beschriebenen Weise angebracht werden. Es ist ein im Querschnitt rechteckiger Schacht - vorgesehen, dessen Länge kleiner als die Sektorlänge gehalten ist und der das Rohr - -12, 13-- diametral durchsetzt. Die Wandungen-15, 16- dieses Schachtes sind mit den Rohrsektoren durch Schweissnähte verbunden. Die Längswände--15--tragen innerhalb des Rohres
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--12, 13-- angeschweisste Rippen-17, 18--.
Ferner trägt die gegen die Eintrittsseite der heissen Verbrennungsgase gerichtete Stirnwand --16-- eine im Querschnitt keilförmige Auflage --19-- aus feuerfestem Keramikmaterial, die zugleich einen Strömungsteiler bildet.
Der Wärmeaustauscher kann stehend oder liegend in einen Rauch-bzw. Flammenrohrkessel eingebaut werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rohrförmiger Wärmeaustauscher, insbesondere für Warmwasser-Zentralheizungskessel, in dessen von heissen Verbrennungsgasen durchströmten Innenraum Längsrippen od. dgl. einragen, die mit dem aussen von unter Druck stehendem Wasser umspülten Mantelrohr in wärmeleitender Verbindung stehen, wobei der Innenraum zumindest in einem Teil seiner Länge einen mit Aussenrippen besetzten,
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2, 12, 13)Hindurchführung von Anschlussleitungen zum Hohlkörper (7, 15, 16) dienende Öffnungen (10) des Mantelrohres im gleichen Sektor bzw. zwischen aufeinanderfolgenden Sektoren vorgesehen sind.
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