DE102008038041A1 - Heat exchanger for a heater - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Heizgerät, insbesondere Brennwertheizgerät, umfassend einen Gas- oder Ölbrenner in einer zylindrischen Brennkammer (1), welche radial von einem mit Wasser durchströmten Wärmetauscher begrenzt ist, mindestens einen Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen durch den Wärmetauscher in einen radial außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Abgassammelraum (3), welcher einen umgebenden Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung aufweist, ein vorderes Deckelelement zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement als Verschluss für die Brennkammer (1) sowie Vor- und Rücklaufanschlussstutzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher eines Heizgerätes, insbesondere eines Brennwertheizgerätes, besonders im Hinblick auf möglichst kompakte Abmessungen und gute Wärmeübertragungseigenschaften zu optimieren. Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, dass der Wärmetauscher als Rohrbündel-Wärmetauscher aufgebaut ist und aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer (1) parallelen Wärmetauscherrohren (4) besteht, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren (4) einen axial verlaufenden Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.The invention relates to a heat exchanger for a heater, in particular Brennwertheizgerät, comprising a gas or oil burner in a cylindrical combustion chamber (1), which is bounded radially by a heat exchanger through which flows through water, at least one gap (2) for the passage of hot gases through the Heat exchanger in a radially outside of the heat exchanger arranged exhaust gas collection chamber (3) having a surrounding jacket with a connection piece for an exhaust pipe, a front cover member for receiving the burner, a rear cover element as a closure for the combustion chamber (1) and supply and return connection piece. The invention has for its object to optimize the heat exchanger of a heater, in particular a condensing boiler, especially with regard to the most compact dimensions and good heat transfer properties. The invention is characterized in that the heat exchanger is constructed as a tube bundle heat exchanger and consists of a plurality of annularly arranged, with the longitudinal axis of the combustion chamber (1) parallel heat exchanger tubes (4), which between each two adjacent heat exchanger tubes (4) has an axially extending gap ( 2) for the passage of hot gases in the radial direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Heizgerät, insbesondere ein Brennwertheizgerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a heat exchanger for a Heater, in particular a condensing boiler, according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Heizgeräte werden mit einem Gas- oder Ölbrenner befeuert und besitzen eine zylindrische Brennkammer, welche bekannten Geräten meistens radial von einem schraubenförmig gewendelten Wärmetauscher begrenzt ist. Mindestens ein Spalt zwischen den Rohrwendeln für den Durchtritt der Heizgase stellt die eigentliche Wärmetauscherfläche dar. Weiterhin üblich sind ein vorderes Deckelelement zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement als Verschluss für die Brennkammer, Vor- und Rücklaufanschlussstutzen sowie ein Abgassammelraum, welcher radial außerhalb des Wärmetauschers unter einem umgebenden Mantel angeordnet und mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung versehen ist. Hinsichtlich der heizwasserseitigen Strömungsführung handelt es sich um einen zwangsdurchströmten Wärmetauscher. Eine Umwälzpumpe sorgt für einen vorgegebenen Wasservolumenstrom durch die zumeist relativ engen Wasserkanäle. Auf diese Weise sind trotz geringen Wasserinhaltes recht hohe, heizgasseitig eingetragene Wärmestromdichten realisierbar.generic Heaters are equipped with a gas or oil burner fired and have a cylindrical combustion chamber, which known Devices mostly radial from a helical coiled heat exchanger is limited. At least one Gap between the tube helices for the passage of the hot gases represents the actual heat exchanger surface. Further common are a front cover element for receiving of the burner, a rear cover element as a closure for the combustion chamber, supply and return connection and a Exhaust plenum, which is radially outside the heat exchanger arranged under a surrounding jacket and with a connecting piece for an exhaust pipe is provided. With regard to the heating water side Flow control is a forced flow Heat exchanger. A circulation pump ensures a given water volume flow through the mostly relative narrow water channels. In this way, despite small Water content quite high, hot gas listed heat flow densities realizable.

Aus der DE 20 2005 011 633 U1 ist ein Heizgerät mit zwei schraubenförmig gewendelten Wärmetauschern bekannt, die ineinander verschraubt und parallel zueinander von einem Heizmedium durchströmbar ausgebildet sind. Dabei sind die nebeneinander angeordneten Wendelenden miteinander verbunden und weisen einen gemeinsamen Anschlussstutzen auf. Vor- und Rücklaufanschlussstutzen befinden sich auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Wärmetauschers.From the DE 20 2005 011 633 U1 a heater with two helically coiled heat exchangers is known, which are screwed into one another and parallel to each other by a heating medium can be flowed through. The juxtaposed coil ends are connected to each other and have a common connection piece. The supply and return connections are located on opposite ends of the heat exchanger.

Die DE 10 2004 023 711 B3 zeigt ebenfalls ein Heizgerät mit einem schraubenförmig gewendelten Wärmetauscher und mindestens zwei hydraulisch miteinander verbundenen Wendelbereichen. Diese sind durchmesserunterschiedlich ausgebildet und können schraubenförmig ineinander gedreht angeordnet sein. Das Abgas strömt somit zuerst durch die Spalte der inneren Wendel und dann über einen Zwischenraum weiter durch die Spalte in der äußeren Wendel. Weil auch bei dieser Ausführung ein einstückiges Rohr, insbesondere Vierkantrohr, eingesetzt wird, ist es fertigungstechnisch dabei kaum möglich, auf die Spaltgeometrie Einfluss zu nehmen.The DE 10 2004 023 711 B3 also shows a heater with a helically coiled heat exchanger and at least two hydraulically interconnected coil areas. These are formed differently in diameter and can be arranged helically rotated into each other. The exhaust gas thus flows first through the gaps of the inner coil and then over a gap further through the gaps in the outer coil. Because a one-piece tube, in particular square tube, is also used in this embodiment, it is hardly possible in terms of production technology to influence the gap geometry.

Weiterhin ist aus der DE 10 2006 029 854 A1 ein Wärmetauscher mit ringförmig ausgebildeten Strömungskanälen bekannt. Hier werden mehrere gleiche ringförmige Segmente vertikal und parallel zueinander zu einem Wärmetauscher kombiniert. Zwischen den Segmenten befindet sich ein Spalt für den Durchtritt der Heizgase von der im Zentrum angeordneten Brennkammer nach außen. Die Wärme übertragenden Oberflächen begrenzen beidseitig diesen Spalt und im Inneren der Segmente strömt das Heizmedium. Auch wenn hier ein zwangsdurchströmter Wärmetauscher mit einer wechselweise oben und unten vorgesehenen Überströmung von Segment zu Segment vorliegt, kann es zu Problemen kommen, weil eine vollständige Entlüftung aus den oberen Bereichen der einzelnen Segmente nicht möglich ist.Furthermore, from the DE 10 2006 029 854 A1 a heat exchanger with annular flow channels known. Here several identical annular segments are combined vertically and parallel to each other to form a heat exchanger. Between the segments there is a gap for the passage of the hot gases from the combustion chamber arranged in the center to the outside. The heat-transferring surfaces define this gap on both sides and the heating medium flows inside the segments. Even if there is a forced-flow heat exchanger with an alternately top and bottom provided overflow from segment to segment, there may be problems because a complete venting from the upper regions of the individual segments is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher eines Heizgerätes, insbesondere eines Brennwertheizgerätes, besonders im Hinblick auf möglichst kompakte Abmessungen und gute Wärmeübertragungseigenschaften zu optimieren.Of the Invention is based on the object, a heat exchanger a heater, in particular a condensing boiler, especially with regard to compact dimensions and to optimize good heat transfer properties.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this is solved with the features of claim 1. advantageous Further developments can be found in the dependent claims.

Das aus einer zylindrischen Brennkammer und einem radial diese begrenzenden Wärmetauscher bestehende Heizgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher als Rohrbündel-Wärmetauscher aufgebaut ist und aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer parallelen Wärmetauscherrohren besteht. Diese bilden jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren ein axial verlaufenden Spalt für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung aus.The from a cylindrical combustion chamber and a radially limiting this Heat exchanger existing heater is characterized characterized in that the heat exchanger as a tube bundle heat exchanger is constructed and arranged from several annular, with the longitudinal axis of the combustion chamber parallel heat exchanger tubes consists. These each form between two adjacent heat exchanger tubes an axially extending gap for the passage of hot gases in the radial direction.

Der Querschnitt der Wärmetauscherrohre ist sichelförmig gestaltet, wobei die jeweils einem benachbarten Wärmetauscherrohr zugeordneten Flanken einen identischen Innen- und Außenradius aufweisen. Dabei haben die beiden Radien nur einen unterschiedlichen Bezug zu jeweils einem Mittelpunkt.Of the Cross section of the heat exchanger tubes is sickle-shaped designed, each with an adjacent heat exchanger tube associated flanks an identical inner and outer radius exhibit. The two radii have only one different Relation to one center each.

Die radial nach innen und außen gerichteten Flächen der Wärmetauscherrohre sind parallel oder etwa parallel zueinander ausgerichtet, so dass sich bei Aneinanderreihung von Wärmetauscherrohren auf einem Teilkreis in Umfangsrichtung eine innere Begrenzungswand der Brennkammer und eine äußere Begrenzungswand des Wärmetauschers ergibt, weil die Wandbereiche der einzelnen Wärmetauscherrohre segmentartig fortlaufend nebeneinander stehen.The radially inwardly and outwardly directed surfaces the heat exchanger tubes are parallel or approximately parallel aligned with each other, so that when juxtaposed Heat exchanger tubes on a pitch circle in the circumferential direction an inner boundary wall of the combustion chamber and an outer Boundary wall of the heat exchanger results because the wall areas the individual heat exchanger tubes segmentally continuous stand next to each other.

Mit dem Einbauwinkel der einzelnen Wärmetauscherrohre zueinander ist ein geschlossener Ring darstellbar. Somit wird eine unterschiedliche Anzahl von Wärmetauscherrohren auf dem Umfang angeordnet, um unterschiedliche Innendurchmesser des Ringes und damit unterschiedliche Brennkammer-Durchmesser zu erhalten. Über die Variation des Einbauwinkels wird daher die jeweilige Einbaulage eines Wärmetauscherrohres auf dem entsprechenden Teilkreisdurchmesser optimiert.With the installation angle of the individual heat exchanger tubes to each other a closed ring can be displayed. Thus, a different number of heat exchanger tubes are arranged on the circumference to different inner diameter of the Ringes and thus to obtain different combustion chamber diameter. On the variation of the installation angle, therefore, the respective mounting position of a heat exchanger tube is optimized on the corresponding pitch circle diameter.

Generell sind die Wärmetauscherrohre jeweils stirnseitig mit dem vorderen und hinteren Deckelement verbunden und dort wasserseitig angeschlossen. Der Spalt für den Durchtritt von Heizgasen zwischen zwei benachbarten, einander zugeordneten Wärmetauscherrohren wird durch eine Verjüngung des wasserseitigen Querschnitts im Bereich der Flanken zwischen den Rohrenden ausgebildet. Diese Verjüngung kann an der Flanke mit Innenradius, an der Flanke mit Außenradius und/oder an beiden Flanken ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Spalt für den Durchtritt von Heizgasen eine Breite im Bereich von etwa 1 mm bis 2 mm auf. In einer Ausgestaltung kann der Spalt für den Durchtritt von Heizgasen eine konstante Breite über den gesamten Strömungsweg in radialer Richtung besitzen. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass dessen Breite von innen nach außen abnimmt und dadurch an das sich mit der Abkühlung verringernde Heizgasvolumen angepasst ist.As a general rule the heat exchanger tubes are each frontally with the connected front and rear cover element and there water side connected. The gap for the passage of hot gases between two adjacent, mutually associated heat exchanger tubes is caused by a rejuvenation of the water-side cross section formed in the region of the flanks between the pipe ends. These Rejuvenation can be on the flank with inner radius, on the flank formed with outer radius and / or on both flanks be. Preferably, the gap for the passage of Hot gases have a width in the range of about 1 mm to 2 mm. In In one embodiment, the gap for the passage of Heating gases a constant width over the entire flow path in the radial direction. Alternatively, it is also possible that its width decreases from the inside out and thereby to the cooling gas volume which decreases with the cooling is adjusted.

Vorteilhafterweise sind in eine oder beide Flanken eines Wärmetauscherrohres, welche den Spalt begrenzende Oberflächen darstellen, Sicken und/oder Nocken eingebracht. Diese definieren die Breite des Spaltes und stützen sich aufeinander und/oder auf der gegenüber liegenden Oberfläche ab.advantageously, are in one or both flanks of a heat exchanger tube, which represent the gap limiting surfaces, beads and / or Cam introduced. These define the width of the gap and are based on each other and / or on the opposite lying surface.

Um Kondensat besser abzuführen, werden die Wärmetauscherrohre zwischen den beiden Deckelementen mit einer Neigung zu einer Stirnseite hin angeordnet. Dabei beträgt der Winkel der Wärmetauscherrohre zur Längsachse der Brennkammer bis zu 15°.Around Condensate better dissipate, the heat exchanger tubes between the two cover elements with a slope to a front side arranged. The angle of the heat exchanger tubes is to the longitudinal axis of the combustion chamber up to 15 °.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Wärmetauscherrohre jeweils in mindestens zwei Strömungskanäle aufgeteilt. Dabei werden durch eine Trennwand ein innerer, brennkammernaher Strömungskanal und mindestens ein äußerer Strömungskanal mit einem größeren Querschnitt gebildet, wobei der innere Strömungskanal als Vorlaufkanal und der äußere Strömungskanal als Rücklaufkanal vorgesehen ist. Dadurch wird das kühlere Rücklaufwasser besonders in die äußeren Bereiche der Wärmetauscherrohre geführt, so dass dort jeweils in einem Spalt eine intensive Abkühlung der Heizgase, bis in die Nähe der Rücklauftemperatur, erfolgt.In Another embodiment is the heat exchanger tubes each divided into at least two flow channels. In this case, by a partition wall, an inner, near the combustion chamber flow channel and at least one outer flow channel formed with a larger cross section, wherein the inner flow channel as a flow channel and the outer Flow channel is provided as a return channel. This makes the cooler return water special in the outer regions of the heat exchanger tubes led, so there in each case in a gap an intensive Cooling of the hot gases, up to the vicinity of the return temperature, he follows.

Die Trennwand ist bei einer Ausführung als Stranggussprofil direkt am Wärmetauscherrohr angeformt. Alternativ dazu können auch Sicken zur Aufnahme einer Trennwand am Wärmetauscherrohr, insbesondere an den beiden Flanken, angeformt sein. Zwischen die Sicken kann in Längsrichtung die Trennwand eingebracht werden. Dabei reicht ein Fixieren der Trennwand an einzelnen Punkten oder an den Endbereichen aus, denn eine vollständige Abdichtung der beiden sich ergebenden Kanäle zueinander ist prinzipiell nicht erforderlich.The Partition is in one embodiment as a continuous casting profile formed directly on the heat exchanger tube. Alternatively can also beads for receiving a partition on the heat exchanger tube, in particular on the two flanks, be formed. Between the beads can be introduced in the longitudinal direction of the partition. there It is sufficient to fix the partition at individual points or at the End areas, because a complete seal of the Both resulting channels to each other is in principle not mandatory.

Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung entsteht ein Wärmetauscher für ein Heizgerät mit bester Eignung für Brennwertbetrieb, sehr kompakten Abmessungen und guten Wärmeübertragungseigenschaften. Der Wärmetauscher-Aufbau ist sowohl für einen Betrieb mit als auch ohne Zwangsdurchströmung geeignet.With the design of the invention arises Heat exchanger for a heater with the best suitability for condensing operation, very compact dimensions and good Heat transfer properties. The heat exchanger structure is both for operation with and without forced flow suitable.

Der Gesamtaufbau mit gleichen Wärmetauscherrohren bietet neben der einfachen Herstellung nicht nur den Vorteil, unterschiedliche Längen für verschiedene Feuerungs- und Wärmetauscherleistungen variabel abzudecken. Es können auch die Feuerraumgröße sowie die Wärmeübertragungsleistung über die Rohranzahl und somit den Teilkreisdurchmesser variiert werden. Trotzdem bleiben dann alle verwendeten Wärmetauscherrohre gleich, und Varianten ergeben sich nur bei unterschiedlichen Deckelementen, welche dann aber mit gleichen Anbauteilen bzw. Komponenten verbunden werden können.Of the Overall construction with the same heat exchanger tubes offers next the simple production not only the advantage of different Lengths for different combustion and heat exchanger capacities variable cover. It can also be the firebox size and the heat transfer performance over the number of tubes and thus the pitch circle diameter can be varied. Nevertheless, then remain all heat exchanger tubes used same, and variants arise only with different cover elements, which then but connected with the same attachments or components can be.

Weiterhin variiert nur der umgebende Mantel in der Länge. Wegen der niedrigen Abgastemperaturen kann dieser sogar aus Kunststoff hergestellt werden. Bei der Herstellung der Wärmetauscherrohre bieten sich vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten. Es kann beispielsweise ein Aluminium-Stranggussprofil als Endlos-Rohrprofil eingesetzt werden, wobei nach dem Ablängen eines Wärmetauscherrohres dieses dann an den Enden noch mit einer entsprechenden Aufweitung versehen werden muss, damit sich im mittleren Bereich das Spaltmaß ergibt. Weiterhin bieten sich Hydroformverfahren zur Herstellung der Wärmetauscherrohre an. Auch kann Edelstahl als Rohrwerkstoff zum Einsatz kommen. Als Verbindungsverfahren für Wärmetauscherrohre, Deckelelemente und/oder Wasser führende Teile sind das Schweißen, Löten und Kleben geeignet.Farther only the surrounding mantle varies in length. Because of the this low exhaust gas temperatures can even made of plastic become. In the production of heat exchanger tubes offer varied design options. It can For example, an aluminum extruded section as an endless tube profile be used, wherein after cutting to length a heat exchanger tube this then at the ends still with a corresponding expansion must be provided so that the gap is in the middle range. Furthermore, there are hydroforming processes for producing the heat exchanger tubes at. Also, stainless steel can be used as a pipe material. When Connection method for heat exchanger tubes, cover elements and / or water-carrying parts are welding, Soldering and gluing suitable.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt einen Wärmetauscher eines Heizgerätes:The Drawing represents an embodiment of the invention It shows a heat exchanger of a heater:

1: in einem Halbschnitt mit einer schematischen Darstellung von drei verschiedenen Teilkreisanordnungen für unterschiedliche Leistungsgrößen, 1 in a half section with a schematic representation of three different pitch circle arrangements for different output sizes,

2: in einer perspektivischen Ansicht mit einem Schnitt durch einen Teilbereich der Wärmetauscherrohre, 2 in a perspective view with a section through a partial region of the heat exchanger tubes,

3: ein Wärmetauscherrohr in einer perspektivischen Ansicht, 3 : a heat exchanger tube in a perspective view,

4: einen Querschnitt durch einen Spalt zwischen zwei Wärmetauscherrohren und 4 a cross section through a gap between two heat exchanger tubes and

5: einen Querschnitt durch ein Wärmetauscherrohr mit einer Trennwand. 5 a cross section through a heat exchanger tube with a partition.

Eine zylindrische Brennkammer 1 wird radial von einem Wärmetauscher begrenzt, welcher mindestens einen Spalt 2 für den Durchtritt von Heizgasen aufweist. Ein Abgassammelraum 3 befindet sich unter einem umgebenden, nicht dargestellten Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung radial außerhalb des Wärmetauschers.A cylindrical combustion chamber 1 is bounded radially by a heat exchanger, which has at least one gap 2 has for the passage of hot gases. An exhaust gas collection room 3 is located under a surrounding jacket, not shown, with a connecting piece for an exhaust pipe radially outside the heat exchanger.

Der Wärmetauscher besteht aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer 1 parallelen Wärmetauscherrohren 4, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren 4 einen axial verlaufenden Spalt 2 für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.The heat exchanger consists of several annularly arranged, with the longitudinal axis of the combustion chamber 1 parallel heat exchanger tubes 4 , which in each case between two adjacent heat exchanger tubes 4 an axially extending gap 2 form for the passage of hot gases in the radial direction.

Der Querschnitt der Wärmetauscherrohre 4 ist sichelförmig gestaltet, wobei die jeweils einem benachbarten Wärmetauscherrohr 4 zugeordneten Flanken 4a, 4b einen identischen Innen- und Außenradius aufweisen. Die radial nach innen und außen gerichteten Flächen 4c, 4d der Wärmetauscherrohre 4 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet. Mit Variieren des Einbauwinkels der einzelnen Wärmetauscherrohre 4 zueinander wird ein geschlossener Ring mit einer unterschiedlichen Anzahl von Wärmetauscherrohren 4 auf dem Teilkreisdurchmesser und somit mit unterschiedlichen Wärmetauscher-Durchmessern D1, D2, D3 dargestellt.The cross section of the heat exchanger tubes 4 is sickle-shaped, with each one adjacent heat exchanger tube 4 associated flanks 4a . 4b have an identical inner and outer radius. The radially inward and outward facing surfaces 4c . 4d the heat exchanger tubes 4 are aligned approximately parallel to each other. With varying the installation angle of the individual heat exchanger tubes 4 each other becomes a closed ring with a different number of heat exchanger tubes 4 on the pitch diameter and thus shown with different heat exchanger diameters D1, D2, D3.

Der Spalt für den Durchtritt von Heizgasen zwischen zwei benachbarten, einander zugeordneten Wärmetauscherrohren 4 wird durch eine Verjüngung des wasserseitigen Querschnitts ausgebildet. In der Zeichnung verjüngt sich jeweils nur die Flanke 4b zwischen den Rohrenden an einem Wärmetauscherrohr 4. In die Flanke 4b sind Sicken 5 eingebracht, welche die Breites des Spaltes 2 definieren und sich auf der gegenüber liegenden Oberfläche des Wärmetauscherrohres 4, dort speziell auf der Flanke 4a, abstützen.The gap for the passage of hot gases between two adjacent, associated heat exchanger tubes 4 is formed by a taper of the water-side cross section. In the drawing, only the flank tapers 4b between the pipe ends on a heat exchanger tube 4 , In the flank 4b are beads 5 introduced the width of the gap 2 Define and settle on the opposite surface of the heat exchanger tube 4 , there especially on the flank 4a support.

Speziell 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Wärmetauscherrohr 4 mit einer Trennwand 6, um den Wasserraum in einen inneren, brennkammernahen Strömungskanal 8 und einen äußeren Strömungskanal 9 aufzuteilen. Dabei ist der innere Strömungskanal 8 als Vorlaufkanal und der äußere Strömungskanal 9 als Rücklaufkanal vorgesehen. An den beiden Flanken 4a, 4b des Wärmetauscherrohres 4 sind Sicken 7 zur Aufnahme der Trennwand 6 angeformt.specially 5 shows a cross section through a heat exchanger tube 4 with a partition 6 to the water space in an inner, near the combustion chamber flow channel 8th and an outer flow channel 9 divide. Here is the inner flow channel 8th as a flow channel and the outer flow channel 9 provided as a return channel. On the two flanks 4a . 4b of the heat exchanger tube 4 are beads 7 for receiving the partition 6 formed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 202005011633 U1 [0003] - DE 202005011633 U1 [0003]
  • - DE 102004023711 B3 [0004] DE 102004023711 B3 [0004]
  • - DE 102006029854 A1 [0005] DE 102006029854 A1 [0005]

Claims (14)

Wärmetauscher für ein Heizgerät, insbesondere Brennwertheizgerät, umfassend einen Gas- oder Ölbrenner in einer zylindrischen Brennkammer (1), welche radial von einem mit Wasser durchströmten Wärmetauscher begrenzt ist, mindestens einen Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen durch den Wärmetauscher in einen radial außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Abgassammelraum (3), welcher einen umgebenden Mantel mit einem Anschlussstutzen für eine Abgasleitung aufweist, ein vorderes Deckelelement zur Aufnahme des Brenners, ein hinteres Deckelelement als Verschluss für die Brennkammer (1), sowie Vor- und Rücklaufanschlussstutzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher als Rohrbündel-Wärmetauscher aufgebaut ist und aus mehreren ringförmig angeordneten, mit der Längsachse der Brennkammer (1) parallelen Wärmetauscherrohren (4) besteht, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherrohren (4) ein axial verlaufenden Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen in radialer Richtung ausbilden.Heat exchanger for a heater, in particular a condensing boiler, comprising a gas or oil burner in a cylindrical combustion chamber ( 1 ), which is bounded radially by a heat exchanger through which water flows, at least one gap ( 2 ) for the passage of hot gases through the heat exchanger in a radially outside of the heat exchanger arranged exhaust gas collecting space ( 3 ), which has a surrounding jacket with a connecting piece for an exhaust pipe, a front cover element for receiving the burner, a rear cover element as a closure for the combustion chamber ( 1 ), and supply and return connection piece, characterized in that the heat exchanger is constructed as a tube bundle heat exchanger and arranged in a plurality of annular, with the longitudinal axis of the combustion chamber ( 1 ) parallel heat exchanger tubes ( 4 ), which in each case between two adjacent heat exchanger tubes ( 4 ) an axially extending gap ( 2 ) form for the passage of hot gases in the radial direction. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Wärmetauscherrohre (4) sichelförmig gestaltet ist, wobei die jeweils einem benachbarten Wärmetauscherrohr (4) zugeordneten Flanken (4a, 4b) einen identischen Innen- und Außenradius aufweisen.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the cross section of the heat exchanger tubes ( 4 ) is designed crescent-shaped, wherein the respective one adjacent heat exchanger tube ( 4 ) associated flanks ( 4a . 4b ) have an identical inner and outer radius. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Wärmetauscherrohre (4) sichelförmig gestaltet ist, und dass die radial nach innen und außen gerichteten Flächen (4c, 4d) der Wärmetauscherrohre (4) parallel oder etwa parallel zueinander ausgerichtet sind.Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the heat exchanger tubes ( 4 ) is sickle-shaped, and that the radially inwardly and outwardly directed surfaces ( 4c . 4d ) of the heat exchanger tubes ( 4 ) are aligned parallel or approximately parallel to each other. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Einbauwinkel der einzelnen Wärmetauscherrohre (4) zueinander ein geschlossener Ring mit einer unterschiedlichen Anzahl von Wärmetauscherrohren (4) auf dem Umfang und bei unterschiedlichen Innendurchmessern des Ringes und somit mit unterschiedlichen Brennkammer-Durchmessern darstellbar ist.Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that with the installation angle of the individual heat exchanger tubes ( 4 ) to each other a closed ring with a different number of heat exchanger tubes ( 4 ) on the circumference and at different inner diameters of the ring and thus with different combustion chamber diameters can be displayed. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (4) jeweils stirnseitig mit dem vorderen und hinteren Deckelement verbunden und dort wasserseitig angeschlossen sind.Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat exchanger tubes ( 4 ) are each frontally connected to the front and rear cover element and connected there water side. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen zwischen zwei benachbarten, einander zugeordneten Wärmetauscherrohren (4) durch eine Verjüngung des wasserseitigen Querschnitts im Bereich der Flanken (4a, 4b) zwischen den Rohrenden ausgebildet wird.Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gap ( 2 ) for the passage of hot gases between two adjacent, mutually associated heat exchanger tubes ( 4 ) by a rejuvenation of the water-side cross section in the region of the flanks ( 4a . 4b ) is formed between the pipe ends. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung zum Ausbilden des Spaltes (2) für den Durchtritt von Heizgasen an der Flanke (4a) mit Innenradius, an der Flanke (4b) mit Außenradius und/oder an beiden Flanken (4a, 4b) ausgebildet ist.Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the taper for forming the gap ( 2 ) for the passage of hot gases at the flank ( 4a ) with inner radius, on the flank ( 4b ) with outer radius and / or on both flanks ( 4a . 4b ) is trained. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen vorzugsweise eine Breite im Bereich von etwa 1 mm bis 2 mm aufweist.Heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gap ( 2 ) preferably has a width in the range of about 1 mm to 2 mm for the passage of hot gases. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (2) für den Durchtritt von Heizgasen eine in radialer Richtung, von innen nach außen abnehmende Breite aufweist.Heat exchanger according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gap ( 2 ) for the passage of hot gases in the radial direction, from inside to outside decreasing width. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in eine oder beide Flanken (4a, 4b) eines Wärmetauscherrohres (4) als den Spalt (2) begrenzende Oberflächen Sicken (5) und/oder Nocken eingebracht sind, welche die Breites des Spaltes (2) definieren und sich aufeinander und/oder auf der gegenüber liegenden Oberfläche abstützen.Heat exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized in that in one or both flanks ( 4a . 4b ) of a heat exchanger tube ( 4 ) as the gap ( 2 ) bordering surfaces ( 5 ) and / or cams are introduced which the width of the gap ( 2 ) and abut each other and / or on the opposite surface. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (4) zwischen den beiden Deckelementen mit Neigung zu einer Stirnseite hin angeordnet sind, wobei der Winkel Wärmetauscherrohre (4) zur Längsachse der Brennkammer bis zu 15° beträgt.Heat exchanger according to one of claims 1 to 10, characterized in that the heat exchanger tubes ( 4 ) are arranged between the two cover elements with inclination to a front side, wherein the angle heat exchanger tubes ( 4 ) is up to 15 ° to the longitudinal axis of the combustion chamber. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre (4) jeweils in mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) aufgeteilt sind.Heat exchanger according to one of claims 1 to 11, characterized in that the heat exchanger tubes ( 4 ) in at least two flow channels ( 8th . 9 ) are divided. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strömungskanäle (8, 9) durch eine Trennwand (6) in einen inneren, brennkammernahen Strömungskanal (8) und mindestens einen äußeren Strömungskanal (9) mit einem größeren Querschnitt aufgeteilt sind, wobei der innere Strömungskanal (8) als Vorlaufkanal und der äußere Strömungskanal (9) als Rücklaufkanal vorgesehen ist.Heat exchanger according to one of claims 1 to 12, characterized in that the at least two flow channels ( 8th . 9 ) by a partition wall ( 6 ) in an inner, near the combustion chamber flow channel ( 8th ) and at least one outer flow channel ( 9 ) are divided with a larger cross section, wherein the inner flow channel ( 8th ) as a flow channel and the outer flow channel ( 9 ) is provided as a return channel. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (6) direkt am Wärmetauscherrohr (4) angeformt ist oder dass Sicken (7) zur Aufnahme einer Trennwand (6) am Wärmetauscherrohr (4), insbesondere an den beiden Flanken (4a, 4b), angeformt sindHeat exchanger according to one of claims 1 to 13, characterized in that the partition ( 6 ) directly on the heat exchanger tube ( 4 ) or that beading ( 7 ) for receiving a partition ( 6 ) on the heat exchanger tube ( 4 ), in particular on the two flanks ( 4a . 4b ), are formed
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