CH550985A

CH550985A - Waermetauscher.

Info

Publication number: CH550985A
Application number: CH477672A
Authority: CH
Original assignee: Ygnis Sa
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1974-06-28

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem zwischen einer Schraubenfläche gewundenen Rohr, wobei die Schraubenfläche aussen und innen durch zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre begrenzt ist zwecks Festlegung eines schraubenlinienförmigen, das gewundene Rohr umschliessenden Kanals, und wobei ein Medium im gewundenen Rohr und ein anderes im schraubenlinienförmigen Kanal strömen.

Es ist bekannt, derartige Wärmetauscher für das Erwärmen von z. B. Schwimmbad-Wasser mit Heizkesseln, für den
Betrieb der Hauszentralheizung und der Warmwasserversorgung zu kombinieren. Da das Schwimmbad-Wasser nicht über ungefähr 300 C erwärmt wird, kann der Heizwasserrücklauf auf der Primärseite unter die Taupunktstemperatur der
Rauchgase des Heizkessels sinken, so dass diese Rauchgase nicht nur Schwefel und dgl. Stoffe ausscheiden, sondern auch Kondenswasser, welches zusammen mit diesen Stoffen Säuren bildet, die insbesondere die Wände des Feuerraumes und die Rauchgaszüge des Kessels angreifen und zu Korrosionen führen.

Es ist bekannt, den Heizwasser-Rücklauf dadurch auf einer genügend hohen Temperatur zwecks Vermeidung von Taupunktsunterschreitung der Rauchgase zu halten, dass man einen Teil des zu erwärmenden Wassers ausserhalb des Wärmetauschers bypasst und nach dem Wärmetauscher mit dem aufgeheizten Wasser wieder vermischt. Diese Ausführung ist materialaufwendig, daher teuer und zudem sperrig.

Die vorliegende Erfindung bezweckt auf einfache Art und Weise diesem Nachteil zu begegnen. Dies geschieht dadurch, dass vor dem Eintritt in den schraubenlinienförmigen Kanal zum Aufteilen des andern Mediums in zwei parallel geschaltete Teilströme eine eingebaute Reguliereinrichtung angeordnet ist, um innerhalb des Wärmetauschers den einen Teilstrom in den schraubenlinienförmigen Kanal und den anderen Teilstrom in das innere der beiden koaxial zueinander angeordneten Rohre zu leiten.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. I in axialem Schnitt, zum Teil mit ungeschnittener Schraubenfläche, einen Wärmetauscher, wie er beispielsweise als Schwimmbadumformer oder als Ölkühler bei Dieselmotoren Verwendung findet, und
Fig. II eine Vorderansicht des Wärmetauschers nach Fig.

I, mit teilweise weggebrochener Vorderwand.

Der Wärmetauscher umfasst einen äusseren, zylindrischen Behälter 1, dessen rohrförmiger Aussenmantel 2 ebenso wie der Boden 3 vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Material hergestellt sind. Ein Stutzen 4 dient dem Eintritt des aufzuwärmenden Mediums, beispielsweise Wasser, Öl, oder dgl., während das im Wärmetauscher aufgeheizte Medium aus einem Austrittsstutzen 5 strömt. Im Gegenstrom dazu strömt das heizende Medium durch einen Eintrittsstutzen 7 ein und verlässt den Wärmetauscher durch einen Austrittsstutzen 9.

Der Eintrittsstutzen 7 und der Austrittsstutzen 9 sind mit einem Heizrohr 11, welches schraubenlinienförmig gewunden ist, verbunden. Ein ebenfalls schraubenlinienförmig verlaufender Kanal 14 dient der Führung des aufzuheizenden Mediums, welches durch den Stutzen 4 ein- und durch den Stutzen 5 ausströmt. Dieser schraubenlinienförmige Kanal 14 ist aussen mittels eines rohrförmigen Schutzmantels 16, z. B. aus Kunststoff, abgedeckt und innen durch ein zum Rohr 16 koaxiales Innenrohr 17, ebenfalls vorzugsweise aus gummielastischem Kunststoff, begrenzt. Die restliche Begrenzung des Kanals 14 erfolgt durch eine Schraubenfläche 18. Das Heizrohr 11 befindet sich, wie ersichtlich, im Kanal 14 und windet sich mit diesem durch den Wärmetauscher.

Auf dessen einer Seite ist eine Verteilkammer 20 mit einer Reguliereinrichtung angeordnet, welche eine an der Verteilkammer 20 befestigte Mutter 21 und eine in dieser von aussen verstellbare Schraube 22 mit einem Ventilkörper 24 umfasst. Ein das Innenrohr
17 abschliessendes Zwischenblech 25 ist mit einer Durchtritts öffnung 26 versehen, deren Querschnitt mittels des Ventilkörpers 24 veränderbar ist. Diese Reguliereinrichtung steckt in einem Stutzen 27, welcher mittels einer Verschlusskappe 28 verschlossen ist. Am anderen Ende des Wärmetauschers befindet sich ein der Verteilerkammer 20 entsprechender Sammler 30, in welchem sich die Ströme aus dem Innenrohr 17 und dem Kanal 14 vereinigen.

Dieser Wärmetauscher funktioniert folgendermassen:
Das durch den Stutzen 4 eintretende, aufzuheizende Wasser weise eine Temperatur von 100 C auf. Die Regulierschraube 22 wird nun so eingestellt, dass der Ventilkörper 24 die Durchtrittsöffnung 26 in dem Masse frei gibt, dass die Temperatur des durch das schraubenlinienförmig gewundene Heizrohr 11 strömenden Wassers am Austritt 9 über 500 C liegt bei einer Eintrittstemperatur im Stutzen 7 von ungefähr 900 C. Unter diesen Bedingungen darf das im Kanal 14 strömende Wasser bei seinem Eintritt in den Sammler 30 eine Temperatur von ungefähr 400 C nicht unterschreiten.

Dieses relativ warme Wasser wird dann mit dem durch das Innen rohr- 17 abgezweigten Anteil, welcher praktisch nicht erwärmt wird, im Sammler 30 gemischt und verlässt, beispielsweise mit einer Temperatur von ungefähr 200 C den Austrittsstutzen 5, um als aufgeheiztes Wasser in eine Schwimmbadanlage zurückgeführt zu werden. Die Einstellung des Ventilkörpers 24 erfolgt nach Entfernen der Verschlusskappe 28 von aussen.

Es ist vorgesehen, dass zwischen dem Aussenmantel 2 des Behälters 1 und dem äusseren Schutzmantel 16 ein geringes Spiel vorhanden ist, derart, dass eine gewisse Menge kühleren Wassers, welches durch den Stutzen 4 eingespeist wird, zwischen dem Aussenmantel 2 und dem Schutzmantel 16 durchströmt. Es bildet damit nach aussen eine Isolierschicht, deren Temperatur nie merklich über die Eintrittstemperatur des aufzuheizenden Wassers steigt.

Bedingt durch die gezeigte Anordnung und die Ausnutzung des Innenraumes des Wärmetauschers als Durclffluss- teil kann dieser Wärmetauscher erstaunlich gedrängt gebaut werden, wobei das Isolieren mit Hilfe des aufzuheizenden und mithin kühleren Wassers auch wärmetechnisch einen beachtlichen Vorteil bringt. Es ist ferner vorteilhaft, das schraubenlinienförmig gewundene Heizrohr 11 als Hohlrippenrohr auszubilden, um entsprechend optimale Wärmedurchgänge und dank der speziellen Rippenform eine Selbstreinigung des Wärmetauschers zu erzielen, was insbesondere bei stark kalkhal- tigem Wasser äusserst wichtig ist, um die Leistung des Wärmetauschers konstant halten zu können.

Es ist natürlich auch möglich, eine von der Sekundärme diumsaustritts-Temperatur mittels Thermostat gesteuerte Re gullervorrichtung für den Bypassanteil des Kaltwassers vorzusehen.

PATENTANSPRUCH

Wärmetauscher mit einem zwischen einer Schraubenfläche gewundenen Rohr, wobei die Schraubenfläche aussen und innen durch zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre begrenzt ist zwecks Festlegung eines schraubenlinienförmigen, das gewundene Rohr umschliessenden Kanals, und wobei ein Medium im gewundenen Rohr und ein anderes im schraubenlinienförmigen Kanal strömen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Eintritt in den schraubenlinienförmigen Kanal (14) zum Aufteilen des anderen Mediums in zwei parallel geschaltete Teilströme eine eingebaute Reguliereinrichtung angeordnet ist, um innerhalb des Wärmetauschers den einen

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem zwischen einer Schraubenfläche gewundenen Rohr, wobei die Schraubenfläche aussen und innen durch zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre begrenzt ist zwecks Festlegung eines schraubenlinienförmigen, das gewundene Rohr umschliessenden Kanals, und wobei ein Medium im gewundenen Rohr und ein anderes im schraubenlinienförmigen Kanal strömen.

Es ist bekannt, derartige Wärmetauscher für das Erwärmen von z. B. Schwimmbad-Wasser mit Heizkesseln, für den Betrieb der Hauszentralheizung und der Warmwasserversorgung zu kombinieren. Da das Schwimmbad-Wasser nicht über ungefähr 300 C erwärmt wird, kann der Heizwasserrücklauf auf der Primärseite unter die Taupunktstemperatur der Rauchgase des Heizkessels sinken, so dass diese Rauchgase nicht nur Schwefel und dgl. Stoffe ausscheiden, sondern auch Kondenswasser, welches zusammen mit diesen Stoffen Säuren bildet, die insbesondere die Wände des Feuerraumes und die Rauchgaszüge des Kessels angreifen und zu Korrosionen führen.

Es ist bekannt, den Heizwasser-Rücklauf dadurch auf einer genügend hohen Temperatur zwecks Vermeidung von Taupunktsunterschreitung der Rauchgase zu halten, dass man einen Teil des zu erwärmenden Wassers ausserhalb des Wärmetauschers bypasst und nach dem Wärmetauscher mit dem aufgeheizten Wasser wieder vermischt. Diese Ausführung ist materialaufwendig, daher teuer und zudem sperrig.

Die vorliegende Erfindung bezweckt auf einfache Art und Weise diesem Nachteil zu begegnen. Dies geschieht dadurch, dass vor dem Eintritt in den schraubenlinienförmigen Kanal zum Aufteilen des andern Mediums in zwei parallel geschaltete Teilströme eine eingebaute Reguliereinrichtung angeordnet ist, um innerhalb des Wärmetauschers den einen Teilstrom in den schraubenlinienförmigen Kanal und den anderen Teilstrom in das innere der beiden koaxial zueinander angeordneten Rohre zu leiten.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. I in axialem Schnitt, zum Teil mit ungeschnittener Schraubenfläche, einen Wärmetauscher, wie er beispielsweise als Schwimmbadumformer oder als Ölkühler bei Dieselmotoren Verwendung findet, und Fig. II eine Vorderansicht des Wärmetauschers nach Fig.

I, mit teilweise weggebrochener Vorderwand.

Der Wärmetauscher umfasst einen äusseren, zylindrischen Behälter 1, dessen rohrförmiger Aussenmantel 2 ebenso wie der Boden 3 vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Material hergestellt sind. Ein Stutzen 4 dient dem Eintritt des aufzuwärmenden Mediums, beispielsweise Wasser, Öl, oder dgl., während das im Wärmetauscher aufgeheizte Medium aus einem Austrittsstutzen 5 strömt. Im Gegenstrom dazu strömt das heizende Medium durch einen Eintrittsstutzen 7 ein und verlässt den Wärmetauscher durch einen Austrittsstutzen 9.

Der Eintrittsstutzen 7 und der Austrittsstutzen 9 sind mit einem Heizrohr 11, welches schraubenlinienförmig gewunden ist, verbunden. Ein ebenfalls schraubenlinienförmig verlaufender Kanal 14 dient der Führung des aufzuheizenden Mediums, welches durch den Stutzen 4 ein- und durch den Stutzen 5 ausströmt. Dieser schraubenlinienförmige Kanal 14 ist aussen mittels eines rohrförmigen Schutzmantels 16, z. B. aus Kunststoff, abgedeckt und innen durch ein zum Rohr 16 koaxiales Innenrohr 17, ebenfalls vorzugsweise aus gummielastischem Kunststoff, begrenzt. Die restliche Begrenzung des Kanals 14 erfolgt durch eine Schraubenfläche 18. Das Heizrohr 11 befindet sich, wie ersichtlich, im Kanal 14 und windet sich mit diesem durch den Wärmetauscher.

Auf dessen einer Seite ist eine Verteilkammer 20 mit einer Reguliereinrichtung angeordnet, welche eine an der Verteilkammer 20 befestigte Mutter 21 und eine in dieser von aussen verstellbare Schraube 22 mit einem Ventilkörper 24 umfasst. Ein das Innenrohr 17 abschliessendes Zwischenblech 25 ist mit einer Durchtritts öffnung 26 versehen, deren Querschnitt mittels des Ventilkörpers 24 veränderbar ist. Diese Reguliereinrichtung steckt in einem Stutzen 27, welcher mittels einer Verschlusskappe 28 verschlossen ist. Am anderen Ende des Wärmetauschers befindet sich ein der Verteilerkammer 20 entsprechender Sammler 30, in welchem sich die Ströme aus dem Innenrohr 17 und dem Kanal 14 vereinigen.

Dieser Wärmetauscher funktioniert folgendermassen: Das durch den Stutzen 4 eintretende, aufzuheizende Wasser weise eine Temperatur von 100 C auf. Die Regulierschraube 22 wird nun so eingestellt, dass der Ventilkörper 24 die Durchtrittsöffnung 26 in dem Masse frei gibt, dass die Temperatur des durch das schraubenlinienförmig gewundene Heizrohr 11 strömenden Wassers am Austritt 9 über 500 C liegt bei einer Eintrittstemperatur im Stutzen 7 von ungefähr 900 C. Unter diesen Bedingungen darf das im Kanal 14 strömende Wasser bei seinem Eintritt in den Sammler 30 eine Temperatur von ungefähr 400 C nicht unterschreiten.

Dieses relativ warme Wasser wird dann mit dem durch das Innen rohr- 17 abgezweigten Anteil, welcher praktisch nicht erwärmt wird, im Sammler 30 gemischt und verlässt, beispielsweise mit einer Temperatur von ungefähr 200 C den Austrittsstutzen 5, um als aufgeheiztes Wasser in eine Schwimmbadanlage zurückgeführt zu werden. Die Einstellung des Ventilkörpers 24 erfolgt nach Entfernen der Verschlusskappe 28 von aussen.

Es ist vorgesehen, dass zwischen dem Aussenmantel 2 des Behälters 1 und dem äusseren Schutzmantel 16 ein geringes Spiel vorhanden ist, derart, dass eine gewisse Menge kühleren Wassers, welches durch den Stutzen 4 eingespeist wird, zwischen dem Aussenmantel 2 und dem Schutzmantel 16 durchströmt. Es bildet damit nach aussen eine Isolierschicht, deren Temperatur nie merklich über die Eintrittstemperatur des aufzuheizenden Wassers steigt.

Bedingt durch die gezeigte Anordnung und die Ausnutzung des Innenraumes des Wärmetauschers als Durclffluss- teil kann dieser Wärmetauscher erstaunlich gedrängt gebaut werden, wobei das Isolieren mit Hilfe des aufzuheizenden und mithin kühleren Wassers auch wärmetechnisch einen beachtlichen Vorteil bringt. Es ist ferner vorteilhaft, das schraubenlinienförmig gewundene Heizrohr 11 als Hohlrippenrohr auszubilden, um entsprechend optimale Wärmedurchgänge und dank der speziellen Rippenform eine Selbstreinigung des Wärmetauschers zu erzielen, was insbesondere bei stark kalkhal- tigem Wasser äusserst wichtig ist, um die Leistung des Wärmetauschers konstant halten zu können.

Es ist natürlich auch möglich, eine von der Sekundärme diumsaustritts-Temperatur mittels Thermostat gesteuerte Re gullervorrichtung für den Bypassanteil des Kaltwassers vorzusehen.

PATENTANSPRUCH

Wärmetauscher mit einem zwischen einer Schraubenfläche gewundenen Rohr, wobei die Schraubenfläche aussen und innen durch zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre begrenzt ist zwecks Festlegung eines schraubenlinienförmigen, das gewundene Rohr umschliessenden Kanals, und wobei ein Medium im gewundenen Rohr und ein anderes im schraubenlinienförmigen Kanal strömen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Eintritt in den schraubenlinienförmigen Kanal (14) zum Aufteilen des anderen Mediums in zwei parallel geschaltete Teilströme eine eingebaute Reguliereinrichtung angeordnet ist, um innerhalb des Wärmetauschers den einen

Teilstrom in den schraubenlinienförmigen Kanal (14) und den anderen Teilstrom in das innere (17) der beiden koaxial zueinander angeordneten Rohre (16, 17) zu leiten.

UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regulierorgan (22, 24) angeordnet ist, um das einströmende andere Medium auf den schraubenlinien förmigen Kanal (14) und das Innenrohr (17) zu verteilen.

2. Wärmetauscher nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierorgan als einstellbares Durchflussventil (22, 24) ausgebildet ist.

3. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur äusseren Begrenzung des Wärmetauschers ein rohrförmiger Mantel (2) dient, welcher koaxial zu den beiden koaxialen Rohren (16, 17) verläuft.

4. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äusseren (16) der beiden koaxialen Rohre (16, 17) und dem Aussenmantel (2) ein Spalt vorgesehen ist, der den Durchfluss eines dritten, wesentlich geringeren Teilstroms des anderen Mediums erlaubt.

5. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenlinienförmige Rohr (11) und die beiden koaxialen Rohre (16, 17) in einen gemeinsamen Sammler (30) münden.

6. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenlinienförmige Rohr (11) als Hohlrippenrohr ausgebildet ist.