DE10121805A1

DE10121805A1 - Heat exchanger with multiple heating coils and method of manufacturing the heat exchanger

Info

Publication number: DE10121805A1
Application number: DE10121805A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Matt
Original assignee: Alto Deutschland GmbH
Current assignee: Alto Deutschland GmbH
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2002-11-07
Also published as: EP1255085A3; ATE322656T1; DE50206278D1; EP1255085B1; EP1255085A2; DK1255085T3

Abstract

Heat exchanger comprises several heating coils (2, 3) formed by spiral heating tube windings and arranged coaxially to each other a radial distance apart to form an inner chamber (13) into which a burner head and/or its heating flame/hot gases extend. The windings of the radially outer heating coil (3) are at least partly arranged in a radially offset chicane-type manner to form additional flow channels (23) through which the hot gases can additionally flow. An Independent claim is also included for a process for manufacturing the above heat exchanger. Preferred Features: The windings of the radially outer heating coil and/or the radially inner heating coil (2) are arranged above one another in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit mehreren Heizwicklungen und Verfahren zur Herstellung des Wärmetauschers nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a heat exchanger with several heating windings and Process for producing the heat exchanger according to the preamble of independent claims.

Ein derartiger Wärmetauscher ist mit der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden EP 0 971 194 A2 bekannt geworden. Die Offenbarung der genannten EP 0 971 194 A2 soll voll inhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung umfasst sein. Bezüglich der Funktion und des Aufbaus des erfindungsgemäßen Wärmetauschers wird daher zunächst auf die Offenbarung der EP 0 971 194 A2 verwiesen.Such a heat exchanger is based on the same applicant declining EP 0 971 194 A2. The revelation of the EP 0 971 194 A2 mentioned is intended to be fully content of the disclosure of the present Registration includes. Regarding the function and structure of the Heat exchanger according to the invention is therefore initially based on the disclosure of EP 0 971 194 A2.

Bei dem genannten Wärmetauscher werden zwei Heizluftströmungen zwischen der inneren und äußeren Heizwicklung gebildet. In the heat exchanger mentioned two heating air flows between the inner and outer heating winding formed.

Die radial einwärts liegende Heizströmung wird zwischen der inneren Heizwicklung und der äußeren Heizwicklung ausgebildet, wobei bekannt ist, einen spiralförmigen Weg für diesen inneren Heizstrom zu bilden, in der Weise, dass bestimmte Heizwicklungen des inneren Aufbaus im Durchmesser größer ausgebildet sind, um in Verbindung zu den radial außen liegenden Heizwicklungen einen spiralförmig ansteigenden Durchströmungsweg zu erbringen.The radially inward heating flow is between the inner heating winding and the outer heating winding, which is known to be a spiral Way to form for this internal heating current, in such a way that certain Heating coils of the inner structure are designed to be larger in diameter Connection to the radially outer heating windings a spiral to provide an increasing flow path.

Ein derartiger Wärmetauscher hat sich bewährt.Such a heat exchanger has proven itself.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe, den Wirkungsgrad eines derartigen Wärmetauschers noch wesentlich zu verbessern. Weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen derartigen Wärmetauscher auch einfacher und kostengünstiger herzustellen.The object of the present invention is to improve the efficiency of a such heat exchanger to improve significantly. Another task of Invention, such a heat exchanger is also easier and cheaper manufacture.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Herstellung des Wärmetauschers nach der Erfindung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß bei der Herstellung als abstandshaltende Stege zwischen der inneren Heizwicklung und der äußeren Heizwicklung jeweils Stegbleche eingesetzt sind, die radial auswärts gerichtet sind und welche die innere Heizwicklungsanordnung von der äußeren Heizwicklungsanordnung beabstanden.The task is carried out with regard to the manufacture of the heat exchanger Invention solved in that according to the invention in the manufacture of spacing webs between the inner heating winding and the outer Heating sheets are each used web plates, which are directed radially outwards and which the inner heater coil assembly from the outer Space heating coil arrangement.

Diese Stegbleche sind bevorzugt gleichmäßig verteilt am Außenumfang des Wärmetauschers angeordnet.These web plates are preferably evenly distributed on the outer circumference of the Heat exchanger arranged.

Zur besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung ist es nun vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt zunächst die inneren Heizwicklungen hergestellt werden, die bevorzugt einen etwa zylinderförmigen und leicht konisch zulaufenden Außenumfang insgesamt aufweisen. Diese inneren Heizwicklungen bilden also an ihren äußeren Mantelflächen einen Körper, dessen Mantelfläche etwa zylinderförmig ist und leicht konisch nach oben sich erweitert. For particularly simple and inexpensive production, it is now provided that that in a first step the inner heating windings are produced, which are preferably approximately cylindrical and slightly conical total tapered outer circumference. These inner heating coils form a body on its outer surface, the surface of which is approximately is cylindrical and slightly tapered upwards.

Die Bedeutung der konischen Erweiterung der Mantelfläche liegt darin, dass eine einfachere Herstellung möglich ist, weil wenn die inneren Heizwicklungen auf einen Dorn gewickelt werden, kann dieser dann leicht entfernt werden, wenn eine leicht nach oben sich öffnende Konizität der Mantelflächen der inneren Heizwicklungen erreicht wird.The meaning of the conical widening of the lateral surface is that a easier manufacture is possible because if the inner heating windings on one Thorn can be easily removed if one is easy upward opening conicity of the outer surfaces of the inner heating windings is achieved.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass nach der Herstellung der inneren Heizwicklungen in dem ersten Verfahrensschritt, in einem zweiten Verfahrensschritt nun Stegbleche gleichmäßig verteilt am Umfang der inneren Heizwicklungen angelegt werden und jeweils mit Punktschweißungen mit den Heizwicklungen verbunden werden.According to the invention it is now provided that after the production of the inner Heating windings in the first step, in a second step now web plates evenly distributed around the circumference of the inner heating windings be created and each with spot welds with the heating windings get connected.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist es nun vorgesehen, dass in einem dritten Verfahrensschritt die Verschweißung zwischen den Stegblechen und den zugeordneten Mantelflächen der inneren Heizwicklungen über eine elektrische Widerstandsschweißung erfolgt. D. h., sowohl die Heizwicklungen als auch die Stegbleche werden auf getrennte Potentiale einer Schweißanlage gelegt und sobald die Stegbleche in Kontakt mit den inneren Heizwicklungen kommen, kommt es an den Kontaktfläche zu einer höheren Stromdichte, die zu einem Glühen der dort aneinander liegenden Teile führt, so dass diese Teile sich über die genannte Widerstandsschweißung miteinander verbinden.In a preferred embodiment, it is now provided that in a third Process step the welding between the web plates and the assigned outer surfaces of the inner heating windings via an electrical Resistance welding takes place. That is, both the heating coils and the Web plates are placed on separate potentials of a welding system and as soon as the web plates come into contact with the inner heating windings, it matters the contact area to a higher current density, which leads to a glow of there adjacent parts leads, so that these parts over the above Connect resistance welding to each other.

Es handelt sich also um ein besonders einfaches Herstellungsverfahren, weil man sich dadurch erspart, z. B. 31 Heizwicklungen von Hand jeweils mit dem jeweiligen Stegblech zu verschweißen. Wenn man von insgesamt 16 Stegblechen ausgeht, würde es sich um insgesamt 16 × 31 herzustellende Schweißstellen handeln, die aufgrund der erfindungsgemäßen Widerstandsschweißung nun sehr viel einfacher hergestellt werden können.So it is a particularly simple manufacturing process because one saves yourself, for. B. 31 heating coils by hand with each To weld the web plate. If you assume a total of 16 web plates, would be a total of 16 × 31 welds to be made due to the resistance welding according to the invention now much easier can be produced.

Pro Stegblech werden also alle 32 notwendigen Schweißungen mit einem Mal ausgeführt. So all 32 necessary welds per web plate are made at once executed.

Hierbei ist es im Übrigen wichtig, dass jede Heizwicklung mit dem jeweiligen Stegblech durch eine Verschweißung verbunden wird, um jeweils den Wärmeübergang in diesem Bereich zu gewährleisten.Incidentally, it is important that each heating winding with the respective Web plate is connected by welding to each To ensure heat transfer in this area.

In einem selbständigen Nebenanspruch soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auch neben dem besonderen Herstellungsverfahren auch ein besonderer Aufbau des Wärmetauschers geschützt werden. Vorweg sei angemerkt, dass es gleichgültig ist, ob der Wärmetauscher stehend oder liegend angeordnet wird. Aus Vereinfachungsgründen und der vereinfachten Beschreibung wegen wird im Folgenden ein stehender Wärmetauscher beschrieben, worauf die Erfindung aber nicht beschränkt ist.In an independent ancillary claim should be within the scope of the present Registration also in addition to the special manufacturing process special structure of the heat exchanger are protected. First of all, it should be noted that it does not matter whether the heat exchanger is arranged upright or lying down becomes. For reasons of simplification and the simplified description a standing heat exchanger is described below, but the invention is not limited.

Bei der eigenen EP 0 971 194 A2 war - wie ausgeführt - ein spiralförmig nach oben ansteigender Heizweg gebildet worden, in dem mehrere Wicklungen der inneren Heizwicklung über den Außenumfang der inneren Heizwicklungen herausragten und so einen spiralförmig ansteigenden Strömungsweg erbrachten.In my own EP 0 971 194 A2 - as stated - there was a spiral upwards increasing heating path has been formed, in which several windings of the inner Heating winding protruded over the outer circumference of the inner heating windings and such a spiraling flow path.

Hier setzt die Erfindung ein, die nun vorsieht, dass anstatt eines spiralförmig ansteigenden Heizungsweges oder Strömungsweges ein vertikal ansteigender Strömungsweg (bezogen auf einen stehenden Wärmetauscher) vorgeschlagen wird. Hier bestehen wesentliche Vorteile in der Anordnung eines vertikal genau nach oben gerichteten Strömungsweges im Vergleich zu einem spiralig sich ergebenden Strömungsweges nach der älteren EP 0 971 194 A2.This is where the invention comes in, which now provides that instead of one spiral increasing heating path or flow path a vertically increasing Flow path (based on a standing heat exchanger) is proposed. Here there are significant advantages in the arrangement of a vertically exactly upwards directional flow path compared to a spirally resulting Flow path according to the older EP 0 971 194 A2.

Bei vertikal nach oben angeordneten Strömungswegen ist nämlich eine günstigere Durchströmung der Heizungswicklungen gewährleistet. Durch die Anordnung der Stegbleche wird zunächst ein wesentlich größerer Wärmeübergang erreicht, weil die Stegbleche sozusagen als Wärmeübertrager zwischen der inneren und der äußeren Heizwicklung jeweils beabstandet angeordnet sind und mit beiden Heizwicklungen in Kontakt stehen. In the case of flow paths arranged vertically upward, this is namely a more favorable one Flow through the heating windings guaranteed. By arranging the Web plates are initially a much larger heat transfer achieved because of Web plates, so to speak, as heat exchangers between the inner and outer Heating winding are each spaced apart and with both heating windings in Are in contact.

Erfindungsgemäß ist nun nach einer weiteren Maßnahme vorgesehen, dass die Schlangen der äußeren Heizwicklung nun nicht vertikal übereinander liegend angeordnet sind, sondern schikanenartig zueinander versetzt angeordnet sind, so dass immer abwechselnd ein oder mehrere Heizschlangen der äußeren Heizwicklung auf einem inneren Umfang und andere Schlangen der äußeren Heizwicklung auf einem radial außen liegenden Umfang gewickelt sind. Auf diese Weise bildet also die äußere Heizwicklung eine vertikal ansteigende, schikanenartige Durchströmungsstrecke für die Heizgase, so dass hierdurch ein außerordentlich günstiger Wärmeübergang der Heizgase auf die äußere Heizwicklung gewährleistet ist.According to the invention, a further measure now provides that the Snakes of the outer heating coil are now not vertically one above the other are arranged, but are arranged baffled to each other, so that always alternately one or more heating coils of the outer Heating coil on an inner circumference and other snakes on the outer Heating winding are wound on a radially outer circumference. To this So the outer heating coil forms a vertically rising, baffle-like Flow path for the heating gases, making this an extraordinary Favorable heat transfer of the heating gases to the outer heating winding is guaranteed is.

Zu diesem Zweck ist es in einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass die nach außen gerichtete Kante der jeweiligen Stegbleche unterschiedlich geformte Ausnehmungen aufweist, welche Ausnehmungen auf verschiedenen Durchmessern bezogen auf die Längsachse des Wärmetauschers einnehmen.For this purpose, it is provided in a first embodiment that the after edge of the respective web plates facing differently shaped Has recesses, which recesses on different diameters in relation to the longitudinal axis of the heat exchanger.

Auf diese Weise werden also die äußeren Heizschlangen der äußeren Heizwicklung auf unterschiedliche Außendurchmesser der Ausnehmungen gewickelt und damit gelangen sie auf unterschiedlich und bevorzugt zueinander abwechselnde Außendurchmesser. Es werden damit schickanenartig durchströmte Durchlässe im Bereich der äußeren Heizwicklung gegeben.In this way, the outer heating coils of the outer heating coil wound on different outer diameters of the recesses and thus they arrive at different and preferably alternating Outer diameter. This means that openings in the Given the area of the outer heating winding.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Stegbleche sowohl mit der radial innenliegenden Kante gerade ausgebildet sind, als auch mit der radial außen liegenden Kante, so dass die äußeren Heizschlangen der äußeren Heizwicklung verschiebbar auf den gerade ausgebildeten Kanten des Stegbleches aufsitzen, so dass insgesamt das Stegblech in Richtung der Längsachse des Wärmetauschers entfernbar ist. Während also bei dem erstgenannten Stegblech eine Auswechslung der äußeren Heizwicklung nicht mehr möglich ist, weil die einzelnen Heizschlangen in entsprechenden Ausnehmungen des Stegbleches sitzen, ist in einer zweiten Ausführungsform eine Auswechslung der äußeren Heizwicklung vorgesehen. In another embodiment of the invention it is provided that the Web plates are both straight with the radially inner edge, as also with the radially outer edge, so that the outer heating coils of the outer heating coil slidable on the just formed edges of the Sit on the web plate so that the web plate in the direction of Longitudinal axis of the heat exchanger is removable. So while with that first mentioned web plate no longer a replacement of the outer heating winding is possible because the individual heating coils in corresponding recesses of the web plate, is a replacement of the in a second embodiment provided external heating winding.

Zu diesem Zweck werden die radial auswärts gerichteten und nach außen geöffneten Ausnehmungen im Bereich der Stegbleche entfernt, so dass das Stegblech eine gerade Kante aufweist, auf der die äußere Heizwicklung aufgeschoben ist.For this purpose, the radially outward and outward open recesses in the area of the web plates removed, so that Web plate has a straight edge on which the outer heating coil is postponed.

Auf diese Weise ist es deshalb einfach möglich, die äußere Heizwicklung von den fest mit der inneren Heizwicklung verbundenen Stegblechen abzuziehen.In this way it is therefore easily possible to remove the outer heating winding from the Pull off web plates firmly connected to the inner heating winding.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following, the invention is explained on the basis of a number of design options illustrative drawings explained in more detail. Here go from the drawings and their description further features and advantages of the invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Schnitt durch einen Wärmetauscher ohne Einbauten; Figure 1 section through a heat exchanger without internals.

Fig. 2 Stirnansicht des Wärmetauschers in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1; Fig. 2 front view of the heat exchanger in the direction of arrow II in Fig. 1;

Fig. 3 die Seitenansicht eines Stegbleches, welches in Fig. 1 verwendet wird; Fig. 3 is a side view which is used in Fig 1 of a web plate.;

Fig. 4 die Seitenansicht eines Stegbleches mit innerer und äußerer Heizwicklung in einer abgewandelten Ausführungsform. Fig. 4 is a side view of a web plate with an inner and outer heating coil in a modified embodiment.

In Fig. 1 wird schematisiert ein stehender Wärmetauscher dargestellt. Auf die weiteren Erläuterungen, die Funktion und die sonstigen Einbauten wird nochmals auf den Offenbarungsgehalt der EP 0 971 194 A2 verwiesen, der voll inhaltlich von der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung umfasst sein soll.A standing heat exchanger is shown schematically in FIG . For further explanations, the function and the other internals, reference is once again made to the disclosure content of EP 0 971 194 A2, which is to be fully covered by the disclosure of the present application.

Der Wärmetauscher nach Fig. 1 besteht im Wesentlichen aus einer radial inneren Heizwicklung 2, die aus insgesamt z. B. 31 Heizschlangen besteht, und die einen etwa zylindrischen Innenraum 13 definiert. Diese innere Heizwicklung ist auf eine Bodenplatte 1 aufgesetzt und abgestützt, welche hier auch als Prallelement zur Umlenkung der Heizgase dient.The heat exchanger according to Fig. 1 consists essentially of a radially inner heating coil 2, which, for a total. B. 31 heating coils, and which defines an approximately cylindrical interior 13 . This inner heating coil is placed and supported on a base plate 1 , which also serves here as a baffle element for deflecting the heating gases.

Im Abstand von der inneren Heizwicklung 2 ist radial auswärts eine äußere Heizwicklung 3 angeordnet.An outer heating coil 3 is arranged radially outward at a distance from the inner heating coil 2 .

Über eine nicht näher dargestellte Flamme, die etwa in Pfeilrichtung II in Fig. 1 in den Innenraum des Wärmetauschers wirkt, strömen die Heizgase nun in den Pfeilrichtungen 19 um den unteren Teil der inneren Heizwicklung 2 herum, werden umgelenkt und strömen dann in Pfeilrichtung 9 nach oben und zwar durch den Zwischenraum 11 zwischen der inneren Heizwicklung 2 und der äußeren Heizwicklung 3.About a flame, not shown, which acts approximately in the direction of arrow II in Fig. 1 in the interior of the heat exchanger, the heating gases now flow in the arrow directions 19 around the lower part of the inner heating winding 2 , are deflected and then flow in the direction of arrow 9 above, namely through the space 11 between the inner heating coil 2 and the outer heating coil 3 .

Die Umlenkung erfolgt hierbei im Bereich der Bodenplatte 1.The deflection takes place in the area of the base plate 1 .

Im Bereich der Flammumlenkungsstrecke sind die äußeren Heizwicklungen 3 noch vertikal übereinanderliegend angeordnet, und sie bilden keinen Zwischenspalt. Sie bilden also in diesem Bereich eine durchgehende Wand um die noch eventuell bestehende Heizflamme in diesem Bereich aufrecht zu erhalten.In the area of the flame deflection section, the outer heating windings 3 are still arranged vertically one above the other and they do not form an intermediate gap. They therefore form a continuous wall in this area in order to maintain the possibly existing heating flame in this area.

Erst im Abstand von z. B. 16 Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 fängt die schikanenartige Anordnung der Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 an.Only at a distance of z. B. 16 heating coils of the outer heating coil 3 begins the baffle-like arrangement of the heating coils of the outer heating coil 3 .

Hierbei wird darauf hingewiesen, dass gemäß Fig. 2 zwischen der inneren und der äußeren Heizwicklung 2, 3 gleichmäßig am Umfang verteilt Stegbleche 4 angeordnet sind, von denen ein Stegblech in Fig. 3 dargestellt ist.It is pointed out here that, according to FIG. 2, web plates 4 are arranged between the inner and outer heating windings 2 , 3 , of which a web plate is shown in FIG .

Die Verbindung zwischen der inneren Heizwicklung 2 und der äußeren Heizwicklung 3 erfolgt über Verbindungsrohre 7, 8. The connection between the inner heating winding 2 and the outer heating winding 3 takes place via connecting pipes 7 , 8 .

Die beiden Heizwicklungen 2, 3 sind miteinander über die Verbindungsrohre 7, 8 und jeweils durch Anschlüsse 5, 6 mit Warm- und Kaltwasser verbunden. Das Kaltwasser strömt also über den Kaltwasseranschluss 5 in den Wärmetauscher ein, durchfließt die radial innere Heizwicklung 2 bis hin zur Bodenplatte 1 und tritt in diesem Bereich bereits vorgewärmt in die radial äußere Heizwicklung 3 ein, durchfließt dann die Heizwicklung 3 unter weiterer Erwärmung, und tritt über den Warmwasseranschluss 6 wieder aus dem Wärmetauscher aus. Alternativ hierzu ist natürlich eine umgekehrte Strömungsrichtung möglich, bei welcher das Kaltwasser über den Anschluss 6 ein- und das Warmwasser über den Anschluss 5 ausströmt. Je nach dem, ob überwiegend Gleichstrom-Wärmetausch oder Gegenstrom-Wärmetausch vorliegen soll, wird die Strömungsrichtung des Wassers gewählt, wobei im ersten Fall der Gleichstrom-Wärmetausch überwiegt, im zweiten Fall der Gegenstrom- Wärmetausch.The two heating windings 2 , 3 are connected to each other via the connecting pipes 7 , 8 and each through connections 5 , 6 with hot and cold water. The cold water thus flows into the heat exchanger via the cold water connection 5 , flows through the radially inner heating winding 2 to the base plate 1 and enters the radially outer heating winding 3 already preheated in this area, then flows through the heating winding 3 with further heating, and occurs out of the heat exchanger again via the hot water connection 6 . As an alternative to this, a reverse flow direction is of course possible, in which the cold water flows in via connection 6 and the hot water flows out via connection 5 . The flow direction of the water is selected depending on whether predominantly cocurrent heat exchange or countercurrent heat exchange is to take place, the direct current heat exchange predominating in the first case and the countercurrent heat exchange predominating in the second case.

Wie bereits erwähnt, strömt das Heizgas in Pfeilrichtung 10 im Strömungskanal 11, der berandet ist durch die inneren Heizwicklungen 2 und die äußeren Heizwicklungen 3.As already mentioned, the heating gas flows in the direction of arrow 10 in the flow channel 11 , which is bordered by the inner heating windings 2 and the outer heating windings 3 .

Es kommt hierbei zu einem ersten, kleineren Heizstrom der in Pfeilrichtung 10 strömt und einem größeren und intensiveren Heizstrom, welcher, die zwischen den Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 gebildeten Strömungskanäle 23 schikanenartig durchsetzt und etwa in Pfeilrichtung 20 durchströmt.This results in a first, smaller heating current which flows in the direction of the arrow 10 and a larger and more intense heating current which crosses through the flow channels 23 formed between the heating coils of the outer heating winding 3 and flows through approximately in the direction of the arrow 20 .

Hierdurch kommt es zu einer längeren Verweilzeit der Heizgase auf dem jeweiligen Außenumfang der Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 und damit zu einem verbesserten Wärmeübergang.This leads to a longer dwell time of the heating gases on the respective outer circumference of the heating coils of the outer heating winding 3 and thus to an improved heat transfer.

Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Wärmetauschers ist damit wesentlich gesteigert. The efficiency of the heat exchanger according to the invention is therefore essential increased.

Erfindungsgemäß sind nun radial im Heizkanal zwischen der inneren und der äußeren Heizwicklung 2, 3 nach außen gerichtete Stegbleche 4 angeordnet. Ein derartiges Stegblech ist in Seitenansicht in Fig. 3 dargestellt.According to the invention, web plates 4 are now arranged radially in the heating channel between the inner and outer heating windings 2 , 3 . Such a web plate is shown in side view in FIG. 3.

Es weist eine gerade Stirnkante 18 auf, die radial einwärts gerichtet, an den zugeordneten, radial auswärts gerichteten Flächen der inneren Heizwicklung 2 anliegt. In diesem Bereich werden die erfindungsgemäßen Schweißverbindungen 21 hergestellt.It has a straight end edge 18 , which is directed radially inward and bears against the associated, radially outwardly directed surfaces of the inner heating winding 2 . The welded connections 21 according to the invention are produced in this area.

Zu diesem Zweck wird zunächst bei fertig gestellter innerer Heizwicklung das jeweilige Stegblech 4 auf den Außenumfang der inneren Heizwicklung 2 angelegt und über die im allgemeinen Teil erwähnte Widerstandsschweißung werden mit einem einzigen Arbeitsvorgang alle Schweißverbindungen 21 zwischen der Stirnkante 18 des Stegbleches 4 und den zugeordneten nach außen gerichteten Außenumfängen der Heizschlangen der inneren Heizwicklung 2 hergestellt.For this purpose, the respective web plate 4 is first placed on the outer circumference of the inner heating winding 2 when the inner heating winding is finished, and all the welded connections 21 between the end edge 18 of the web plate 4 and the associated ones are made in a single operation via the resistance welding mentioned in the general part directed outer circumferences of the heating coils of the inner heating winding 2 .

Der geradlinig ausgebildeten Stirnkante 18 im Stegblech 4 sind entsprechend gegenüber liegende Ausnehmungen 15, 16, 17 zugeordnet.Recessing recesses 15 , 16 , 17 are correspondingly assigned to the rectilinear end edge 18 in the web plate 4 .

Hierbei sind die Ausnehmungen 15 relativ gleichmäßig hintereinander folgend angeordnet, um die vorher erwähnte gerade Umlenkungsstrecke für die Flamme bei der Pfeilrichtung 9 in Fig. 1 zu gewährleisten.Here, the recesses 15 are arranged relatively evenly one after the other in order to ensure the aforementioned straight deflection path for the flame in the direction of arrow 9 in FIG. 1.

Daran schließen sich die schikanenartig ausgebildeten Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 an. Zu diesem Zweck sind vertiefte Ausnehmungen 16 abwechselnd zu erhöht ausgebildeten Ausnehmungen 17 gemäß Fig. 3 an dieser radial äußeren Stirnkante des Stegbleches 4 ausgebildet. Es ergibt sich somit die radiale Versetzung der hintereinander folgenden Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3.This is followed by the baffled heating coils of the outer heating winding 3 . For this purpose, recessed grooves 16 are formed at the radially outer end edge of the web plate 4 3 alternately increases formed recesses 17 of FIG.. This results in the radial displacement of the heating coils of the outer heating winding 3 which follow one another.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine gerade Hintereinanderfolge von derartigen Ausnehmungen 16, 17 beschränkt. Es kann auch vorgesehen sein, dass z. B. zwei oder drei Ausnehmungen 16 hintereinanderliegend gefolgt werden von jeweils wiederum drei Ausnehmungen 17, so dass die Heizschlangen auch gruppenweise angeordnet sein können.Of course, the invention is not limited to a straight succession of such recesses 16 , 17 . It can also be provided that, for. B. two or three recesses 16 are successively followed by three recesses 17 each so that the heating coils can also be arranged in groups.

Die radial äußere Heizwicklung 3 kann in einer anderen Ausführungsform ebenfalls mit dem Stegblech 4 im Bereich der Ausnehmungen 15, 16 punktverschweißt sein, vorzugsweise durch Widerstandsschweißung mittels Schweißverbindungen 22.In another embodiment, the radially outer heating winding 3 can also be spot-welded to the web plate 4 in the region of the recesses 15 , 16 , preferably by resistance welding by means of welded connections 22 .

Wichtig ist jedenfalls, dass sich ein relativ gerader, vertikaler Strömungsweg im Bereich des Strömungskanals 11 ergibt und dass ein Heizstrom in Pfeilrichtung 10 innen und ein anderer Heizstrom in Pfeilrichtung 20 außen schikanenartig die Heizschlangen der äußeren Heizwicklung 3 umgibt und durchsetzt.In any case, it is important that there is a relatively straight, vertical flow path in the region of the flow channel 11 and that a heating current in the direction of arrow 10 on the inside and another heating current in the direction of arrow 20 on the outside surrounds and penetrates the heating coils of the outer heating winding 3 in a baffle-like manner.

In Fig. 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel für das Stegblech 4 ein weiteres Stegblech 14 dargestellt, welches sowohl eine gerade radial innen liegende Stirnkante 18, als auch eine gerade radial außen liegende Stirnkante 12 aufweist.In FIG. 4, a further web plate 14 is shown as a further exemplary embodiment for the web plate 4 , which has both a straight radially inner end edge 18 and a straight radially outer end edge 12 .

Zwischen der Stirnkante 18 und den Heizschlangen der inneren Heizwicklung 2 sind wieder die erwähnten Schweißverbindungen 21 angebracht.The mentioned welded connections 21 are again attached between the end edge 18 and the heating coils of the inner heating winding 2 .

Die äußeren Heizschlangen 3 sind jedoch lediglich auf die gerade Stirnkante 12 aufgewickelt, so dass diese äußere Heizwicklung 3 dann durch Abziehen in Längsrichtung des Wärmetauschers entfernt werden kann.However, the outer heating coils 3 are only wound onto the straight end edge 12 , so that this outer heating coil 3 can then be removed by pulling in the longitudinal direction of the heat exchanger.

Die Erfindung betrifft also einen Wärmetauscher mit mehreren Heizwicklungen und ein Verfahren zur Herstellung dieses Wärmetauschers, welcher insbesondere für die Heißwasserbereitung für Hochdruckreiniger eingesetzt wird.The invention thus relates to a heat exchanger with several heating windings and a process for the production of this heat exchanger, which in particular for Hot water preparation for high pressure cleaners is used.

Die Heizwicklungen sind aus etwa spiralförmig gewundenen Heizrohrwindungen gebildet sind und zueinander im wesentlichen koaxial angeordnet und radial voneinander beabstandet und bilden einen Innenraum, in welchen ein Brennerkopf und/oder dessen Heizflamme bzw. die verbrennenden Heizgase hineinreicht, wobei die Heizgase eine Strömungsumlenkung an einem dem Brennerkopf gegenüber liegenden Prallelement erfährt, auf Grund dessen die Heizgase dann in mindestens einem Strömungskanal zwischen den Heizwicklungen hindurchströmt.The heating coils are made of roughly spiral heating tube windings are formed and arranged substantially coaxially with each other and radially spaced apart and form an interior in which a burner head and / or its heating flame or the burning heating gases extends into it the heating gases have a flow deflection opposite the burner head lying impact element experiences, due to which the heating gases in at least flows through a flow channel between the heating windings.

Wesentlich hierbei ist, dass die Windungen der radial äußeren Heizwicklung mindestens teilweise derart schikanenartig radial zueinander versetzt angeordnet sind, dass zusätzliche Strömungskanäle zwischen den Windungen der radial äußeren Heizwicklung gebildet sind, durch welche die Heizgase zusätzlich hindurchströmen können, wodurch die Zeit für den Wärmeübergang verlängert wird.It is essential here that the turns of the radially outer heating winding arranged at least partially in such a manner like a baffle radially offset from one another are that additional flow channels between the turns of the radial outer heating winding are formed, through which the heating gases in addition can flow through, which increases the time for heat transfer.

Durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher werden wesentlich höhere Wärmeausnutzungsgrade erzielt, wie beim Stand der Technik. The heat exchanger according to the invention makes it much higher Heat utilization levels achieved, as in the prior art.

drawing Legend

11

Bodenplatte
baseplate

22

innere Heizwicklung
inner heating coil

33

äußere Heizwicklung
outer heating coil

44

Stegblech
web plate

55

Anschluss
connection

66

Anschluss
connection

77

Verbindungsrohr
connecting pipe

88th

Verbindungsrohr
connecting pipe

99

Pfeilrichtung
arrow

1010

Pfeilrichtung
arrow

1111

Strömungskanal (zwischen Flow channel (between

22

und and

33

)
)

1212

Stirnkante
front edge

1313

Innenraum
inner space

1414

Stegblech
web plate

1515

Ausnehmung
recess

1616

Ausnehmung
recess

1717

Ausnehmung
recess

1818

Stirnkante
front edge

1919

Pfeilrichtung
arrow

2020

Pfeilrichtung
arrow

2121

Schweißverbindung
welded joint

2222

Schweißverbindung
welded joint

2323

Strömungskanal (zwischen Windungen von Flow channel (between turns of

33

)
)

Claims

1. Heat exchanger with a plurality of heating coils ( 2 , 3 ), in particular for hot water preparation for high-pressure cleaners, which heating coils ( 2 , 3 ) are formed from helically wound heating tube windings and are arranged essentially coaxially with one another and radially spaced apart and form an interior ( 13 ) , into which a burner head and / or its heating flame or the burning heating gases extend, the heating gases being deflected at a baffle element opposite the burner head, on the basis of which the heating gases are then in at least one flow channel ( 11 ) between the heating windings ( 2 , 3 ) flows through, characterized in that the windings of the radially outer heating winding ( 3 ) are arranged at least partially so as to be baffled radially to one another in such a manner that additional flow channels ( 23 ) are formed between the windings of the radially outer heating winding ( 3 ), through which the heating z gases can also flow through.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the turns of the radially outer heating coil ( 3 ) and / or the radially inner heating coil ( 2 ) are arranged one above the other in the axial direction substantially.

3. Heat exchanger according to one of claims 1 or 2, characterized in that the turns of the radially inner heating winding ( 2 ) lie essentially on top of one another and do not form a passage gap between them.

4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the windings of the radially outer heating winding ( 3 ) lie essentially on top of one another in the region of the impingement element and do not form a passage gap between them.

5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat exchanger is standing, lying or at an angle to the surface is operated arranged.

6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer shape of the heating windings ( 2 , 3 ) is substantially cylindrical or frustoconical.

7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two of the heating windings ( 2 , 3 ) are housed in a common housing.

8. Heat exchanger according to claim 7, characterized in that the common housing is round and / or polygonal in cross section.

9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the common housing is cylindrical.

10. Heat exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized in that the heating windings ( 2 , 3 ) are connected to one another in a liquid-conducting manner via connecting pipes ( 7 , 8 ) and are provided at the respective free ends of the cold and hot water supply.

11. Heat exchanger according to claim 10, characterized in that the heating windings ( 2 , 3 ) and / or at least one of the connecting pipes ( 7 , 8 ) is / are arranged on a base plate ( 1 ).

12. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that the base plate ( 1 ) serves as an impact element.

13. Heat exchanger according to one of claims 1 to 12, characterized in that web plates ( 4 ) are used as radial spacers between the radially inner heating winding ( 2 ) and the radially outer heating winding ( 3 ).

14. Heat exchanger according to claim 13, characterized in that the web plates ( 4 ) are at least partially formed from a heat-conducting material.

15. Heat exchanger according to claim 14, characterized in that the web plates ( 4 ) contact the radially inner heating windings ( 2 ) and / or the radially outer heating windings ( 3 ) at least partially in a heat-conducting manner.

16. Heat exchanger according to one of claims 13 to 15, characterized in that the web plates ( 4 ) with the radially inner heating windings ( 2 ) and / or the outer heating windings ( 3 ) are at least partially welded.

17. Heat exchanger according to one of claims 13 to 16, characterized in that the web plates ( 4 ) extend approximately axially to the heating windings ( 2 , 3 ) and are arranged approximately uniformly.

18. Heat exchanger according to one of claims 13 to 17, characterized in that the web plates ( 4 ) in the contact surface to the radially outer heating winding ( 3 ) and / or to the radially inner heating windings ( 2 ) shaped recesses ( 15 , 16 ) according to the tube diameters exhibit.

19. Heat exchanger according to claim 18, characterized in that the recesses ( 15 , 16 ) of the web plates ( 4 ) in the contact surface with the radially outer heating winding ( 3 ) have different radial depths.

20. A method for producing a heat exchanger, which is formed in particular according to one of claims 1 to 19, characterized in that the following steps are carried out:

a) Production of the radially inner heating windings ( 2 ) by winding on an in particular conical mandrel;
b) placing the web plates ( 4 ) on the outer circumference of the radially inner heating winding ( 2 );
c) spot welding of the web plates ( 4 ) on the outer circumference of the radially inner heating winding ( 2 );
d) production of the radially outer heating coil ( 3 ) by winding onto the web plates ( 4 ) on the outer circumference of the radially inner heating coil ( 2 );
e) pulling the mandrel from the interior ( 13 ) of the radially inner heating winding ( 2 );

21. The method according to claim 20, characterized in that the removal of the mandrel from the interior ( 13 ) of the radially inner heating coil ( 2 ) according to step e) after spot welding the web plates ( 4 ) on the outer circumference of the radially inner heating coil ( 2 ) he follows;

22. The method according to any one of claims 20 or 21, characterized in that the spot welding of the web plates ( 4 ) on the outer circumference of the radially inner heating winding ( 2 ) is carried out by a resistance welding.

23. The method according to any one of claims 20 to 22, characterized in that the spot welding of all welded connections ( 21 ) takes place simultaneously.

24. The method according to any one of claims 20 to 23, characterized in that the web plates ( 4 ) are at least partially welded to the radially outer heating winding ( 3 ).