CH382203A - Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

      Wärmeaustauscher       Die vorliegende Erfindung betrifft einen     Wärme-          austauscher,    bei welchem zwischen einer Flüssigkeit  und einer senkrechten oder geneigten Wand ein Wär  meaustausch besteht, wobei keine motorisch ange  triebenen Mittel zum Umwälzen der Flüssigkeit vor  gesehen sind.  



  Die heute gebräuchlichen     Wärmeaustauscher,    bei  spielsweise zum Wärmeaustausch zwischen zwei Flüs  sigkeiten, weisen in der Regel Rohre auf, in denen  die eine Flüssigkeit strömt und die den Raum durch  setzen, in dem sich die zweite Flüssigkeit befindet.       Wärmeaustauscher    dieser Art sind durch die Anord  nung der genannten Rohre vergleichsweise teuer. Da  neben sind     Wärmeaustauscher    der eingangs erwähn  ten Art bekannt, bei denen eine Flüssigkeit mit einer  Wand in wärmeaustauschendem Kontakt steht.

   Diese  Wand kann beispielsweise als Trennwand zwischen  zwei Flüssigkeiten betrachtet werden.     Wärmeaustau-          scher    dieser Art zeigen einen vergleichsweise schlech  ten Wärmeübergang, so dass sie trotz der sehr ein  fachen     Konstruktion    nur selten zur Anwendung ge  langen.  



  Es ist nun ein Zweck der vorliegenden Erfindung,  bei einem     Wärmeaustauscher    mit einer Trennwand  den Wärmeübergang zwischen dieser Wand und einer  an diese angrenzenden Flüssigkeit zu verbessern.  



  Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekenn  zeichnet, dass in dem die Flüssigkeit aufnehmenden  Raum wenigstens angenähert parallel zu der Wand  und in deren Nähe mindestens ein Leitblech zur  Erhöhung des Wärmeüberganges vorgesehen ist.  



  Die     Erfindung    soll anschliessend anhand der An  wendung an einem Heizkessel beispielsweise näher  erläutert werden, wobei darstellen:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch einen Heizkessel  mit- Warmwasserboiler, entlang der Schnittlinie     1-I     in     Fig.    2,         Fig.2    einen Querschnitt durch den Kessel der       Fig.    1, entlang der Schnittlinie     II-II    in     Fig.    1,       Fig.    3 einen Schnitt durch einen weiteren Kessel  der in     Fig.    1 gezeigten Art und       Fig.    4 ein Befestigungsbeispiel des Leitbleches an  der Wand.  



  Der in     Fig.    1 und 2 gezeigte Heizkessel besteht  aus einem Aussenmantel 1 und einem Innenmantel 2.  Der Innenmantel 2 umgibt den mit 3 bezeichneten  Feuerraum. An den Feuerraum 3 schliessen sich oben  mehrere Rauchrohre, bei dem gezeigten Beispiel zwei  Rauchrohre 4 an, durch die die Rauchgase abströmen.  Die Rauchrohre können abweichend von dem gezeig  ten Beispiel auch im Querschnitt     rund        sein.    Der Feuer  raum 3 ist durch einen Stutzen 5 zugänglich, der  wie dargestellt doppelwandig ausgebildet ist. An dem  Stutzen 5 kann ein schematisch bei 6 gezeigter Öl  brenner vorgesehen sein. An der dem Stutzen 5 ab  gewandten Seite des Feuerraums 3     kann    eine Öffnung  7 zum Einlass von Sekundärluft vorgesehen sein.  



  Der Zwischenraum zwischen dem Innenmantel  2 und dem Aussenmantel 1 ist mit Heisswasser bzw.  Kesselwasser gefüllt. Das Heisswasser fliesst beispiels  weise durch den Stutzen 9 zu und durch den     Stutzen     10 ab und dient zur Speisung eines angeschlossenen       Zentralheizungssystems.     



  In dem Raum oberhalb des Feuerraumes ist der  mit 12 bezeichnete Warmwasserboiler vorgesehen.  Das Kaltwasser gelangt in den Boiler 12 durch den  Stutzen 13, das Warmwasser wird durch den Stutzen  14 abgeführt. Der Boiler 12 schliesst bei dem gezeig  ten Ausführungsbeispiel aussen mit dem Aussenman  tel 1 ab und innen mit einem den     Heisswasserraum     begrenzenden Mantel 15. An dem Mantel 15 findet  der Wärmeaustausch zwischen dem Heiss- bzw. Kes  selwasser und dem Warm- bzw. Brauchwasser statt.  Zur Verbesserung des Wärmeüberganges ist nun      innerhalb des Rohres 15 ein Leitblech 16 angeordnet.  Dieses Leitblech ist an dem oberen und an dem  unteren Ende vorzugsweise strömungsgünstig geformt,  wie dies bei 17 und 18 gezeigt ist.

   Der mit d bezeich  nete Abstand zwischen der innenliegenden Aussen  wand des Boilers und dem Leitblech soll zwischen  10 und 20 mm, vorzugsweise 15 mm, betragen.  



  Während der nach oben gerichteten Strömung  des Kesselwassers entlang den     Kontaktflächen    des  Feuerraumes und entlang den Rauchrohren 4 erwärmt  sich dieses Wasser stark.     In    Abhängigkeit von der  Betriebsart gelangt das gesamte Wasser oder nur ein  Teil hiervor in den Ringspalt zwischen dem     im    vor  liegenden Fall ringförmigen Leitblech 16 und der  umgebenden     Boilerwand,    wie dies durch die Pfeile  am oberen Ende der Leitbleche gezeigt ist. Bei der  nach unten gerichteten Strömung des Heisswassers  in dem Ringspalt gibt das Heisswasser     Wärrne    an das  Brauchwasser ab.  



  Der Abstand zwischen der Wand 15 und dem  Leitblech 16 lässt sich auf einen     Optimalwert    des  Wärmeaustausches zwischen dem Wasser und der  Wand 15 einstellen. In der Regel ist dieses Optimum  dann erreicht, wenn die bei grösserem Abstand     ge-          gegebene        laminare        Strömung    gerade in eine turbulente  Strömung übergeht. In diesem Fall ist die Strömungs  geschwindigkeit in dem Spalt am grössten. Wenn der  Abstand zu klein ist, ist die Reibung zwischen der  Flüssigkeit und den Wänden zu gross, so dass eine  Bremsung der Flüssigkeit stattfindet. In diesem Fall  wäre die zusätzlich erzeugte Umwälzung sehr gering.

    Ist der Spalt anderseits zu gross, ist die Strömung  in dem Spalt zu langsam, was wiederum die Umwäl  zung herabsetzt.  



  Der Abstand zwischen dem Leitblech und der  Wand wird in den meisten Fällen zwischen 10 und  20 mm, vorzugsweise 15 mm, betragen.  



  Das Leitblech 16 muss nicht notwendigerweise  ringförmig sein, wie dies in bei dem Kessel der       Fig.    1 und 2 der Fall ist. Vielmehr ist u. a. auch  eine Unterteilung möglich, wie dies in     Fig.    3 gezeigt  ist. Aus     Fig.    3 ist zu ersehen, dass das Leitblech 16  an den Stellen unterbrochen ist, an denen die im  Querschnitt rechteckigen Rauchrohre den geringsten  Abstand von der inneren Begrenzungswand 15 des  Boilers 12 aufweisen.  



  Die Unterbringung des Leitbleches kann auch       dazu    verwendet werden, diese an der Wand zu be  festigen, wie dies in     Fig.    4 gezeigt ist. In     Fig.    4 ist  die Wand, mit welcher der Wärmeaustausch statt  findet, mit 20 bezeichnet, das Leitblech zur Führung  der Flüssigkeit mit 21. Wie bei 22 zu ersehen ist,  besitzt das Leitblech 21 eine im Querschnitt recht-    eckige Ausbuchtung, wobei das ausgebuchtete Flä  chenstück 23 an die Wand 20 anliegt und beispiels  weise durch eine Niete 24 mit der Wand 20 verbun  den ist. Die seitliche Begrenzung der durch das Blech  21 und die Wand 20 gebildeten Kanäle 25 und 26  kann für den Wärmeaustausch vorteilhaft sein.  



  Mit dem gezeigten     Wärmeaustauscher    in Form  des beschriebenen Heizkessels kann zwischen dem  Heisswasser und dem     Warmwasserraum    ein praktisch  gleich guter oder sogar besserer Wärmeübergang er  zielt werden, wie bei den     Austauschern,    die im Warm  wasserraum eigene, von dem Heisswasser durch  strömte     Wärmeaustauschrohre    aufweisen. Es ist ohne  weiteres zu ersehen, dass die Anordnung eines     Leit-          bleches    an der gemeinsamen Wand einen     erheblich     geringeren Aufwand erfordert als die Anordnung der  erwähnten     Wärmeaustauschrohre    im Inneren des  Boilers.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Wärmeaustauscher, bei welchem zwischen einer Flüssigkeit und einer senkrechten oder geneig ten Wand ein Wärmeaustausch besteht, ohne moto risch angetriebene Mittel zum Umwälzen der Flüssig keit, dadurch gekennzeichnet, dass in dem die Flüssig keit aufnehmenden Raum wenigstens angenähert parallel zu der Wand und in deren Nähe mindestens ein Leitblech zur Erhöhung des Wärmeüberganges vorgesehen ist.

   I1. Verwendung des Wärmeaustauschers nach Patentanspruch 1, bei einem Heizkessel mit einem über dem Feuerraum liegenden Warmwasserboiler, wobei das Leitblech an der Kesselwasserseite minde stens einer Trennwand zwischen Kesselwasser und Boilerwasser vorgesehen ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Leitblech und der Wand so gewählt ist, dass in dem Spalt zwischen beiden eine turbulente Strömung entsteht.

   2. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Wand und dem Leitblech zwischen 10 und 20 mm, vorzugsweise 15 mm, beträgt. 3. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Leitblech kürzer ist als die Wand. 4. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Leitblech an dem oberen und an dem unteren Ende umgebördelt ist. 5. Verwendung nach Patentanspruch I1, bei einem Rauchrohrkessel.