Claims (1)
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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.
The present invention relates to a heat exchanger with a pipe wound between a helical surface, the helical surface being delimited outside and inside by two coaxially arranged pipes for the purpose of defining a helical channel surrounding the helical pipe, and with one medium in the helical pipe and another in the flow helical channel.
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.
It is known that such heat exchangers for heating z. B. Swimming pool water with boilers, for the
Combine operation of the house central heating and the hot water supply. Since the swimming pool water is not heated above approximately 300 C, the heating water return on the primary side can fall below the dew point temperature of the
Flue gases from the boiler decrease, so that these flue gases not only excrete sulfur and similar substances, but also condensation water which, together with these substances, forms acids that particularly attack the walls of the furnace and the flue gas ducts of the boiler and lead to corrosion.
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.
It is known to keep the heating water return at a sufficiently high temperature in order to avoid the flue gases falling below the dew point by bypassing part of the water to be heated outside the heat exchanger and mixing it again with the heated water after the heat exchanger. This design is costly in terms of material, therefore expensive and also bulky.
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.
The present invention aims to counter this disadvantage in a simple manner. This is done by a built-in regulating device being arranged in front of the entry into the helical channel for dividing the other medium into two parallel partial flows in order to feed one partial flow into the helical channel and the other partial flow into the interior of the two coaxially to one another within the heat exchanger arranged pipes to guide.
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.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will then be explained with reference to figures. Show it:
Fig. I in axial section, partially with uncut helical surface, a heat exchanger, as it is used, for example, as a swimming pool converter or as an oil cooler in diesel engines, and
FIG. II is a front view of the heat exchanger according to FIG.
I, mit teilweise weggebrochener Vorderwand.
I, with the front wall partially broken away.
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.
The heat exchanger comprises an outer, cylindrical container 1, the tubular outer casing 2 of which, like the base 3, are preferably made of corrosion-resistant material. A connector 4 is used for the entry of the medium to be heated, for example water, oil, or the like. While the medium heated in the heat exchanger flows out of an outlet connector 5. In countercurrent to this, the heating medium flows in through an inlet connection 7 and leaves the heat exchanger through an outlet connection 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.
The inlet connection 7 and the outlet connection 9 are connected to a heating pipe 11, which is wound in a helical manner. A channel 14, which also runs in the shape of a helix, serves to guide the medium to be heated, which flows in through the nozzle 4 and out through the nozzle 5. This helical channel 14 is outside by means of a tubular protective jacket 16, for. B. made of plastic, covered and bounded inside by an inner tube 17 coaxial with the tube 16, also preferably made of rubber-elastic plastic. The remaining delimitation of the channel 14 is provided by a screw surface 18. As can be seen, the heating tube 11 is located in the channel 14 and winds with it through the heat exchanger.
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.
A distribution chamber 20 with a regulating device is arranged on one side thereof, which comprises a nut 21 fastened to the distribution chamber 20 and a screw 22 with a valve body 24 that is adjustable from the outside. One the inner tube
17 closing intermediate plate 25 is provided with a passage opening 26, the cross section of which can be changed by means of the valve body 24. This regulating device is located in a connecting piece 27 which is closed by means of a closure cap 28. At the other end of the heat exchanger there is a collector 30 corresponding to the distribution chamber 20, in which the flows from the inner tube 17 and the channel 14 combine.
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.
This heat exchanger works as follows:
The water to be heated entering through the nozzle 4 has a temperature of 100.degree. The regulating screw 22 is now set in such a way that the valve body 24 releases the passage opening 26 to such an extent that the temperature of the water flowing through the helically wound heating pipe 11 at the outlet 9 is above 500 C with an inlet temperature in the connection 7 of approximately 900 C. Under these conditions, the water flowing in the channel 14 must not fall below a temperature of approximately 400 ° C. when it enters the collector 30.
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.
This relatively warm water is then mixed with the portion branched off through the inner pipe 17, which is practically not heated, in the collector 30 and leaves the outlet connection 5, for example at a temperature of approximately 200 C, to be returned as heated water to a swimming pool system to become. The adjustment of the valve body 24 takes place after removing the cap 28 from the outside.
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.
It is provided that there is a slight play between the outer jacket 2 of the container 1 and the outer protective jacket 16, such that a certain amount of cooler water, which is fed in through the nozzle 4, flows through between the outer jacket 2 and the protective jacket 16. It thus forms an insulating layer on the outside, the temperature of which never noticeably rises above the inlet temperature of the water to be heated.
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.
Due to the arrangement shown and the utilization of the interior of the heat exchanger as a flow part, this heat exchanger can be built in a surprisingly compact manner, whereby the insulation with the help of the water to be heated and therefore cooler also brings a considerable advantage in terms of heating. It is also advantageous to design the helically wound heating pipe 11 as a hollow-finned pipe in order to achieve optimal heat transfer and, thanks to the special fin shape, self-cleaning of the heat exchanger, which is particularly important in the case of very hard water in order to keep the performance of the heat exchanger constant can.
Es ist natürlich auch möglich, eine von der Sekundärme diumsaustritts-Temperatur mittels Thermostat gesteuerte Re gullervorrichtung für den Bypassanteil des Kaltwassers vorzusehen.
It is of course also possible to provide one of the secondary media outlet temperature controlled by a thermostat Re gullervorrichtung for the bypass portion of the cold water.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
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
Heat exchanger with a pipe wound between a helical surface, the helical surface being delimited outside and inside by two coaxially arranged pipes for the purpose of defining a helical channel surrounding the helical pipe, and with one medium flowing through the helical pipe and another in the helical passage characterized in that in front of the entry into the helical channel (14) for dividing the other medium into two partial flows connected in parallel, a built-in regulating device is arranged to regulate the one inside the heat exchanger
Teilstrom in den schraubenlinienförmigen Kanal (14) und den anderen Teilstrom in das innere (17) der beiden koaxial zueinander angeordneten Rohre (16, 17) zu leiten.
To direct partial flow in the helical channel (14) and the other partial flow in the inner (17) of the two coaxially arranged tubes (16, 17).
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.
SUBCLAIMS
1. Heat exchanger according to claim, characterized in that a regulating member (22, 24) is arranged to distribute the other medium flowing in on the helical channel (14) and the inner tube (17).
2. Wärmetauscher nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulierorgan als einstellbares Durchflussventil (22, 24) ausgebildet ist.
2. Heat exchanger according to dependent claim 1, characterized in that the regulating member is designed as an adjustable flow valve (22, 24).
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.
3. Heat exchanger according to claim, characterized in that a tubular jacket (2) which extends coaxially to the two coaxial tubes (16, 17) is used for the outer delimitation of the heat exchanger.
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.
4. Heat exchanger according to claim, characterized in that a gap is provided between the outer (16) of the two coaxial tubes (16, 17) and the outer jacket (2), which allows the flow of a third, much smaller partial flow of the other medium.
5. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenlinienförmige Rohr (11) und die beiden koaxialen Rohre (16, 17) in einen gemeinsamen Sammler (30) münden.
5. Heat exchanger according to claim, characterized in that the helical tube (11) and the two coaxial tubes (16, 17) open into a common collector (30).
6. Wärmetauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenlinienförmige Rohr (11) als Hohlrippenrohr ausgebildet ist.
6. Heat exchanger according to claim, characterized in that the helical tube (11) is designed as a hollow rib tube.