AT395479B - Waermetauscher, insbesondere fuer brennerbetriebene wasserheizer - Google Patents

Description

AT 395 479 B

Die Erfindung betrifft einen insbesondere für brennerbetriebene Wasserheizer geeigneten Wärmetauscher mit zumindest einem ein zu beheizendes Medium, vorzugsweise Wasser, führenden, von einer metallischen Wandung begrenzten Hohlraum und einer, gegebenenfalls profilierten, dem Wärmetausch mit einem beheizenden Medium, wie Rauchgas, dienenden Oberfläche. 5 Solchezum Beispiel aus der FR-PS69280bekanntenWärmetauscher sind bekanntlich infolge der physikalischen

Zusammensetzung der zum Wärmetausch verwendeten Medien, insbesonderedes Rauchgases, sehr durch Korrosion gefährdet. Beim bekannten Wärmetauscher wird der Wärmeübergang zwischen den Rippen und den Rohren durch eine mechanische Verbindung der Wände der Öffnungen mit dem Mantel der Rohre erzielt. Diese Verbindung kann durch Schweißen oder Tauchen in eine Schmelze, Hartlöten oder auch durch Metallzerstäubung nach Art einer 10 Metallisierung ausgeführt werden.

Vor allem durch die in der Verbrennungsluft gelegentlich vorkommenden Halogen-Kohlenwasserstoffe und derenFolgepiodukteimRauchgas,wiez.B.Salzsäure und Flußsäure,kommtes immer häufigerzurSchädigungbzw. zum raschen Verschleiß der Wärmetauscherelemente.

Besonders ausgeprägt und schwerwiegend tritt dieses Problem bei Niedertemperaturheizungen auf, verursacht 15 durch Unterschreitung des Taupunktes und damit verknüpftem Auftreten von Kondensat. Die kostspielige Verwen dung korrosionsfesten Metalles für die Herstellung der Wärmetauschelemente ist unwirtschaftlich und vermag deshalb dieses Problem nicht immer befriedigend zu lösen.

Aufgabe der Erfindung ist eine für die Praxis brauchbare Lösung dieses Problems.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß bei einem Wärmetauscher der eingangs bezeichnetcn 20 Gattung die den das zu beheizende Medium führenden Hohlraum begrenzende metallische Wandung eine dem Wärmetausch dienende und die Oberfläche des Wärmetauschers bildende, gegbenenfalls profilierte, keramische Verkleidung trägt.

Solches keramisches Material besitzt im wesentlichen die gleiche Wärmeleitfähigkeit wir z. B. Gußstahl, ist absolut korrosionsbeständig und kann infolgedessen beispielsweise bei einem Wärmetauscher eines brennerbetrie-25 benen Gerätes rauchgasseitig eine Schädigung duch Korrosion zuverlässig verhindern. Auch hinsichtlich der Formgebung erschließt solches keramisches Material die gleichen Möglichkeiten wie etwa Metalle.

Das an sich spröde keramische Material als Verkleidung und das zugfeste metallische, die Wandung des Hohlraumes bildende Material als Träger dieser Verkleidung ergänzen sich zu einem Verbundkörper mit optimalen Eigenschaften. 30 Für eine zuverlässige, innige Verbindung der keramischen Verkleidung mit der metallischen Wandung stehen im Rahmen der Erfindung vielerlei, an sich zum Stand der Technik gehörende Möglichkeiten offen.

Vorteilhaft ist in jedem Fall eine flächige Verbindung der Verkleidung mit der Außenseite der metallischen Wandung, um jedweden Kontakt der über die Verkleidung strömenden aggressiven Rauchgase od. dgl. Medien mit der metallischen Wandung zu verhindern. 35 Für eine solche flächige Verbindung der Verkleidung mit der Außenseite der Wandung eignet sich deshalb bei spielsweise eine Verklebung, Verlötung, Verschweißung od. dgl. Flächenverbindung, vorzugsweise aber eine thermisch herstellbare Verlötung mittels eines z. B. aus grenzflächenaktivem Metall bestehenden Lötfilmes.

Auch hinsichtlich der Gestaltung und Formgebung der Verkleidung stehen im Rahmen der Erfindung sehr mannigfaltige Möglichkeiten offen. 40 So kann etwa die Verkleidung einer rohrförmigen Wandung aus einzelnen satt aneinandergefügten keramischen Körpern zusammengesetzt sein, die mit einem der Verkleidung der Wandung dienenden Teil an dieser metallischen Wandung anliegend befestigt sind und mit einem anderen, dem Wärmetausch dienenden Teil von dieser Wandung ausragen.

Solche Körper können dann ein etwa winkelförmiges Profil aufweisen, dessen einer, die Rohrwandung 45 umschließender, einen hülsenförmigen Teil bildender Schenkel an der Rohrwandung anliegt und dessen anderer, einen scheibenförmigen Teil bildender Schenkel vom Rohr radial (senkrecht) ausragt. Diese Körper lassen sich zu einer Rohrverkleidung beliebig wählbarer Länge zusammensetzen und sind im Preßverfahren leicht herstellbar.

Eine einen Hohlraum umschließende, z.B. als Gußglied eines Gliederkessels hergestellte Wandung kann ferner an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden je eine plattenförmige Verkleidung tragen, die gegebenenfalls 50 mit ausragenden, dem Wärmetausch dienenden Rippen, Nadeln od. dgl. Vorsprüngen profiliert sein kann.

Eine zu einem solchen Gußglied gehörende, einen Hohlraum einschließende Wandung kann schließlich im Rahmen der Erfindung auch in einen etwa U-förmig profilierten Verleidungskörper eingebettet sein.

Eine erfindungsgemäß verwendete Verkleidung kann sich im Rahmen der Erfindung über die gesamte Ober-flächeder Wärmetauscherelemente erstrecken oder auch bloß über die durch Korrosion besonders gefährdeten Berei-55 che des Wärmetauschers.

Verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer keramischer Verkleidungen sind in den Zeichnungen veranschaulicht. Im einzelnen zeigen -2-

Claims (8)

1. AT 395 479 B Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines verkleideten Wärmetauschrohres, Fig.
2. 2 den Querschnitt durch einen Teil eines verkleideten Gußgliedes eines Gliederkessels und Fig.
3. 3 den Querschnitt durch eine Variante einer solchen Verkleidung. Das in Fig. 1 dargestellte Wärmetauschrohr trägt mit seiner Rohrwandung (1) eine Anzahl satt aneinandergefügter keramischer Verkleidungskörper (2), die mit einem hülsenförmigen Teil (3) an der Rohrwandung (1) anliegend befestigt sind und miteinem dem Wärmetausch dienenden scheibenförmigen, vom Rohr durchsetzten Teil (4) radial ausragen. Im Schnitt nach Fig. 1 weisen diese kermaischen Körper (2) demnach ein winkelförmiges Profil auf, dessen einer, das Rohr umschließender, den hülsenförmigen Teil (3) bildender Schenkel an der Rohrwandung (1) anliegt und dessen anderer, den scheibenförmigen Teil (4) bildender Schenkel vom Rohr radial, also senkrecht, ausragt Der Verbindung dieser keramischen Körper (2) mit der den Hohlraum (6) umschließenden Rohrwandung (1) dient ein Lötfilm (5), der aus einem handelsüblichen Lot, einem grenzflächenaktivierten Lot, einem speziellen Glaslot od. dgl. bestehen kann. Bei Verwendung eines gewöhnlichen Lotes ist die Keramik vor der Lötung mit einer Metallisierungsschicht zu versehen. Fig. 2 zeigt eine einen wasserführenden Hohlraum (6) umschließende, rechteckförmig profilierte Rohrwandung (1) eines Gußgliedes. Diese Wandung trägt an zwei einander gegenüberliegenden, im wesentlichen ebenen und zueinander parallelen Außenseiten je einen plattenförmigen Verkleidungskörper (7), der zum Wärmetausch mit Rippen (8), Nadeln od. dgl. V orsprüngen profiliert und über den Lötfilm (5) mit der Rohrwandung flächig verbunden werden kann. Nach Fig. 3 ist eine solche, einen Hohlraum (6) einschließende Wandung (1) eines Gußgliedes in einen etwa U-förmig profilierten Verkleidungskörper (9) eingebettet. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung darüber hinaus noch zahlreiche weitere Möglichkeiten für eine sinnvolle Gestaltung und Anordnung der Verkeidung offen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. PATENTANSPRÜCHE 1. Wärmetauscher, insbesondere für brennerbetriebene Wasserheizer, mit zumindest einem ein zu beheizendes Medium, vorzugsweise Wasser, führenden, von einer metallischen Wandung begrenzten Hohlraum und einer, gegebenenfalls profilierten, dem Wärmetausch mit einem beheizenden Medium, wie Rauchgas, dienenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die den das zu beheizende Medium führenden Hohlraum (6) begrenzende metallische Wandung (1) eine dem Wärmetausch dienende und die Oberfläche des Wärmetauschers bildende, gegebenenfalls profilierte, keramische Verkleidung (2,8,9) trägt. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (2,8,9) an der Außenseite der metalischen Wandung (1) flächig befestigt ist (Fig. 1 bis 3). 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (2,8,9) mit der Außenseite der Wandung (1) vorzugsweise mittels eines aus grenzflächenaktivem Metall bestehenden Lötfilmes (5) verbunden ist.
4. 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche Ibis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieVeikleidungeiner rohrförmigen Wandung (1) aus einzelnen satt aneinandergefügten keramischen Körpern (2) zusammengesetzt ist, die mit einem der Verkleidung dienenden Teil (3) an der metallischen Wandung (1) anliegend gefestigt sind und miteinem anderen, dem Wärmetausch dienenden Teil (4) radial ausragen (Fig. 1).
5. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Körper (2) ein winkelförmiges Profilaufweisen, desseneiner,dieRohrwandung(l)umschließender, einen hülsenformigenTeil(3)bildender Schenkel an der Rohrwandung (1) anliegt und dessen anderer, einen scheibenförmigen Teil (4) bildender Schenkel vom Rohr senkrecht ausragt (Fig. 1).
6. 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daßeine zumindest einen Hohlraum (6) umschließende Rohrwandung (1), z. B. die Wandung des Gußteiles eines Kesselgliedes, an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je eine plattenförmige Verkleidung (7) trägt (Fig. 2). -3- AT 395 479 B
7. 7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkeidungen (7) mit ausragenden, dem Wärmetausch dienenden Rippen (8), Nadeln od. dgl. Vorsprüngen profiliert sind (Fig. 2).
8. 8. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (1) in einen etwa U-förmig profilierten Verkleidungskörper (9) eingebettet ist (Fig. 3). Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-