AT395268B - Wasserheizer - Google Patents

Description

AT 395 268 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserheizer mit einem einer Brennkammer zugeordneten Flächenbrenner, vorzugsweise einem Sturzbrenner, und zumindest einem in der Abgasführung dieser Brennkammer angeordneten Wärmetauscher.

Solche Wasserheizer sindallgemeinerStandderTechnik. Insbesondere beiWasserheizer mit gebläsebetriebenem S Flächenbrennem und bei Verwendung metallischer beziehungsweise keramischer Brenneiplatten ist der Anteil der

Strahlungsenergie an der Gesamtleistung des Brenners vergleichsweise groß.

Die geringe sichtbare Kammhöhe solcher Brenner erschließt die Möglichkeit, die Brennkammer sehr kompakt und raumsparend zu bemessen und zu gestalten.

Diese Gestaltung ist jedoch vom Verhältnis der Brennerfläche zu jener Räche der Wärmetauschelemente 10 abhängig, die von den Abgasen angeströmt wird. Wünschenswert wäre es, diese Anströmfläche etwa gleich groß der

Brennerfläche zu bemessen.

Die aus diesem Grund relativ gleichmäßige Dichte des Wärmestromes führt jedoch bei Wärmetauschelementen mit vergleichsweise hoher Wärmetausch- und Wärmeaufnahmefähigkeit, zum Beispiel Rippenrohren, zu einer thermischen Überbelastung, insbesondere dann, wenn die spezifische Oberfläche solcher Elemente mehr als 15 0,4 m^/m beträgt

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die therische Belastung der dem Brenner näherliegenden Elemente zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Brenner in der Abgasführung näherliegende Bereiche des Wärmetauschers, z. B. Rohrstränge, mit einer geringeren Wärmeaufnahmefahigkeit ausgebildet und/oder 20 angeordnet sind als dem Brenner femerliegende Wärmetauscherbereiche.

Diese Bedingung läßt sich im Rahmen der Erfindung auf mannigfache Weise einhalten beziehungsweise verwirklichen.

Sokönnen beispielsweise diedem Brenner näherliegenden Wärmetauschelemente ausRohrsträngen,vorzugsweise Stahlrohrsträngen, mit glatter Oberfläche bestehen, die dem Brenner femerliegenden Wärmetauschelemente, zum 25 Beispiel Rohrstränge, hingegen eine durch Profilierungen, zum Beispiel Rippen, vergrößerte Wärmetauschfläche aufweisen.

Mankann aber auch die dem Brenner näherliegenden Rohrstränge mitRippen profilieren, die eine geringere Höhe beziehungsweise Dicke aufweisen als die Rippen dem Brenner femerliegender Rohrstränge.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die dem Brenner näherliegenden Rohrstränge des 30 Wärmetauschers, vorzugsweise Stahlrohrstränge, eine glatte Oberfläche aufweisen.

Aus der AT-PS 378422ist ein Wärmetauscher bekannt, der eine einlagige Rohrschlange aufweist, die im Bereich des Wärmetauschers mit Lamellen besetzt ist Lediglich außerhalb des Wärmetauschers liegende Bereiche sind aus Glattrohr gebildet

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird erreicht daß ohne weiteren Bearbeitungsaufwand der dem Brenner 35 näherliegende Bereich als Glattrohr ausgebildet wird, während der femerliegende Bereich des Rohres Lamellen erhält.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die dem Brenner femerliegenden Rohrstränge des Wärmetauschers in an sich bekannter WeiseeinedurchProfiliemngen,z. B. Rippen, vergrößerte Wärmetauschfläche aufweisen. 40 Durch die bereits eben angeführte AT-PS und die DE-OS 3 413 712 ist es bekannt, Wärmetauscherrohre mit

Profilierungen, zum Beispiel Rippen, zu versehen.

Schließlich ist es besonders zweckmäßig, daß die dem Brenner näherliegenden Rohrstränge mitRippen profiliert sind, die eine geringe Höhe beziehungsweise Dicke aufweisen als die Rippen der dem Brenner femerliegenden Rohrstränge. 45 Aus der GB-PS1556 709 ist es bekannt, bei einem einlagigen Wärmetauscher die Lamellen so auszubilden, daß sie auf der dem Brenner zugewandten Seite eine geringere Höhe auf weisen als auf der dem Brenner abgewandten Seite.

Durch die Anwendung der eben geschilderten Maßnahme bei einem mehrlagigen Wärmetauscher, bei dem es einen dem Brenner näherliegenden Bereich und eine dem Brenner femerliegenden Bereich des Wärmetauschers gibt, SO ergibt sich eine besonders einfache Ausgestaltung des Haupterfindungsgedankens.

Weiterhin ist es besonders zweckmäßig, daß in dem dem Brenner zugewandten Bereich der Rohrstränge des Wärmetauschers aus keramischen Material bestehende, Strahlungswärme aufnehmende Elemente, zum Beispiel Stäbe, parallel zu den Rohrsträngen verlaufend angeordnet sind. Diese Ausgestaltung kann auf die Stickoxydbildung des Brenners entscheidend Einfluß genommen werden. 55 Schlußendlich ist es besonders zweckmäßig, daß diese Strahlungswärme aufnehmenden Elemente zwischen einer Schar von Rohrsträngen mit glatter Oberfläche und einer Schar von Rohrsträngen mit durch Profilierung, zum Beispiel Rippen, vergrößerten Wärmetauschfläche vorgesehen sind. Durch das Einbringen der die Strahlungswärme -2-

Claims (7)

1. AT 395 268 B aufnehmenden Elemente zwischen einem Glattrohrstrang und einem Rippemohrstrang läßt sich das Aufnehmen der Strahlungswärme besonders leicht bewerkstelligen. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend an Hand dieser Zeichnungen erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 den Querschnitt eines Wasserheizers nach einer ersten Ausführungsform nach (I-I) der Fig. 2 und Fig. 2 einen Waagschnitt nach (Π-Π) der Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines solchen Wasserheizers gleichfalls in einem Querschnitt und Fig. 4 stellt in einem Teilquerschnitt eine weitere Variante dar. Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform. Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte, mit einem Sturzbrenner (1) und einem Gebläse betriebene Wasserheizer besitzt eine Brennkammer (2) und eine Abgasführung (3), in der Wärmetauschelemente angeordnet sind; diese Wärmetauschelemente sind bei allen Ausführungsbeispielen als Rohrstränge wasserführender Rohrschlangen ausgebildet. Innerhalb der Abgasführung (3) verlaufen zunächst - dem Brenner (1) näher - die Rohrstränge (4) einer aus Edelstahl bestehenden, an der Außenseite ihrer Wandung glatten Rohrschlange, die dann in der nächstunteren Ebene in eine aus den Rohrsträngen (6) bestehende Rohrschlange übergeht, die mit Rippen (5) bestückt ist. Zwischen diesen Rohrsträngen (4) und (6) befinden sich keramische Stäbe (7). Bei diesen Stäben (7) handelt es sich um ungekühlte Leitelemente, die zur Verbesserung der Abgasströmung und damit der Wärmereduktion sowie zur Verringerung des CO-Gehaltes der Abgase dienen. Diese aufgeheizten Stäbe (7) erreichen eine Oberflächentemperatur von etwa 800bis900°C und verhindern auf diese Weise als Wärmespeicher eine zu starke Abkühlung dm* Abgase innerhalb der wassergekühlten Brennkammer (2). Dadurch wird der Ausbrand in der Strömungsrichtung der Abgase verbessen. Wie Fig. 1 erkennen läßt, werden die Rohrstränge (4) vorteilhaft deckungsgleich mit den Rohrsträngen (6) angeordnet, um dadurch einen Teil der S trahlungs wärme des Brenners (1) von der vordersten Schar der Rohrstränge (6) abzuhalten. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die dem Brenner (1) näherliegenden Wärmetauschelemente aus Rohren (8) bestehen, deren Rippen (9) eine geringere Höhe auf weisen als die Rippen (11) der dem Brenner femerlie-genden Rohre (10). Auch dadurch wird der von der Erfindung angestrebte Effekt erzielt Ebenso kann dieser Effekt dadurch erzielt werden, daß - nach Fig. 4 - die Rippen (11) der die Wärmetauschelemente bildenden Rohrstränge (10) an ihrer dem Brenner (1) zugewendeten Seite kürzer ausgebildet sind als an der dem Brenner (1) abgewandten Seite. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die keramischen Stäbe (7) unmittelbar vor der dem Brenner (1) näherliegenden Schar der Rohrstränge (8) angeordnet sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Wasserheizer mit einem einer Brennkammer zugeordneten Flächenbrenner, vorzugsweise einem Sturzbrenner, und zumindest einem in der Abgasführung dieser Brennkammer angeordneten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (1) in der Abgasführung (3) näherliegende Bereiche des Wärmetauschers, z. B. Rohrstränge (4; 8), mit einer geringeren Wärmeaufnahmefähigkeit ausgebildet und/oder angeordnet sind als dem Brenner (1) femerliegende Wärmetauscheibereiche (6; 10).
2. 2. Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Brenner (1) näherliegenden Rohrstränge des Wärmetauschers, vorzugsweise Stahlrohrstiänge (4), eine glatte Oberfläche aufweisen (Fig. 1,2).
3. 3. Wasserheizer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Brenner (1) femerliegenden Rohrstränge (6; 10) des Wärmetauschers in an sich bekannter weise eine durch Profilierungen, z. B. Rippen (5; 11), vergrößerte Wärmetauschfläche aufweisen (Fig. 1 bis 3). -3- AT 395 268 B
4. 4. Wasserheizer nach Anspruch 1 oder 3 mit einem Wärmetauscher, dessen Rohrstränge profilierte Rippen auf weisen, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Brenner (1) näherliegenden Rohrstränge (4) mit Rippen (9) profiliert sind, die eine geringere Höhe beziehungsweise Dicke aufweisen als die Rippen (11) der dem Brenner (1) ferner-liegenden Rohrstränge (10) (Fig. 3). 5
5. 5. Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Brenner (1) zugewendeten Bereich der Rohrstränge des Wärmetauschers (4; 6) aus keramischem Material bestehende, Strahlungswärme aufhehmende Elemente, z. B. Stäbe (7), parallel zu den Rohrsträngen (4; 6) verlaufend angeordnet sind (Fig. 1,2).
6. 6. Wasserheizer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungswärme aufnehmenden Elemente (7) zwischen einer Schar von Rohrsträngen (4) mit glatter Oberfläche und einer Schar von Rohrsträngen (6) mit durch Profilierungen, zum Beispiel Rippen (5), vergrößerter Wärmetauschfläche vorgesehen sind (Fig. 1,2).
7. 7. Wasserheizer nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungswärme aufnehmenden Elemente 15 (7) unmittelbar vor der dem Brenner (1) näherliegenden Schar der Rohrstränge (8) angeordnet sind (Fig. 5). Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 20