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Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher oder Wärmeübertrager für eine Gastherme, wie diese zum Erzeugen von Nutzwärme zum Heizen von Gebäuden, Wohnungen und dergleichen bzw. zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden.
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In Brennwert-Gasthermen wird das Verbrennungsgas mittels eines Wärmetauschers so stark abgekühlt, dass es zur Kondensation von bei der Verbrennung entstehenden Rauchgaskomponenten, insbesondere auch Wasserdampf, kommt. Dadurch kann auch die Kondensationswärme des Wasserdampfs im Heizkreislauf mit einem entsprechend verbesserten Wirkungsgrad genutzt werden. Bei Brennwertthermen ist der Brenner aus den vorgenannten Gründen in Lotrichtung oberhalb des Wärmetauschers angeordnet.
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Ein solcher Wärmetauscher (=Wärmeübertrager) ist beispielsweise aus der
EP 0 687 870 B1 bekannt.
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Aus
DE 298 03 236 U1 ist ein Wärmetauscher mit einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden glatten Rohren bekannt geworden. Die Rohre können mit als Abstandhalter dienenden Noppen versehen sein, die durch Ausprägungen gebildet sind. Die Noppen dienen zur Festlegung eines Spaltes zwischen benachbarten Rohren.
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In
DE 298 01 608 U1 ist eine Heizeinrichtung mit einem in einem Heizschacht angeordneten Wärmetauscher beschrieben. Zwischen dem Wärmetauscher und Seitenwänden des Heizschachts sind federnde Leitbleche angeordnet. Durch die Leitbleche ist sichergestellt, dass Brenngase nicht durch den Zwischenraum zwischen den Seitenwänden des Heizschachts und dem Wärmetauscher im Wesentlichen ungenutzt hindurchströmen können. Die Leitbleche decken diesen Zwischenraum ab.
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Bei dem aus
EP 0 687 870 B1 bekannten Wärmetauscher müssen die Metallrohre, durch die das aufzuheizende Fluid, insbesondere Wasser, hindurchgeführt wird, allerdings eine beachtliche Nennwanddicke aufweisen, um unerwünschten plastischen Verformungen der Metallrohre bei deren Druckbeaufschlagung zu vermeiden. Der bekannte Wärmetauscher weist deshalb eine große Masse und ein nur verzögertes Ansprechverhalten auf. Darüber hinaus kann der Wärmetauscher im Betrieb außenseitig am Gehäuse eine derart hohe Oberflächentemperatur aufweisen, dass eine umfangreiche Außendämmung erforderlich ist, um Personen- und Sachschäden auszuschließen. Der Wärmetauscher ist zudem in der Herstellung teuer und beim Transport und bei der Montage schwer zu handhaben.
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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, einen kompakten Wärmeübertrager mit einem verbesserten Ansprechverhalten anzugeben, der mit einem geringeren Materialeinsatz kostengünstiger zu fertigen ist und der im Betrieb außenseitig am Gehäuse kleinere Oberflächentemperaturen aufweist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung angegeben.
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Der erfindungsgemäße Wärmetauscher zeichnet sich gegenüber dem eingangs genannten Wärmetauscher im Wesentlichen dadurch aus, dass sich die Metallrohre einer jeden Reihe unterhalb der Brennkammer (= des Brennraums) für das zu verbrennende Brenngas jeweils unter Ausbildung eines Durchgangsspalts über Distanzelemente unmittelbar aneinander seitlich abstützen und dass seitenwandnah angeordnete Metallrohre jeweils durch ein, vorzugsweise hinterlüftetes, Abstandsprofil von der jeweils zugeordneten Seitenwand auf Abstand gehalten sind. Dadurch können die Metallrohre insgesamt mit einer kleineren Nennwanddicke ausgeführt werden, als dies bislang der Fall ist. Einer unerwünschten (plastischen) Verformung der Metallrohre, wie diese im Betrieb durch eine Druckbeaufschlagung des aufzuheizenden Fluids von in der Regel bis zu 8 bar droht, kann dadurch trotz der verringerten Nennwanddicke zuverlässig entgegengewirkt werden. Die Metallrohre können dabei insbesondere als Flachrohre ausgeführt sein. Die Flachrohre weisen in diesem Fall zwei einander gegenüberliegend angeordnete gerade Seitenwandabschnitte auf, die über zumindest abschnittsweise oder insgesamt gekrümmte Wandabschnitte miteinander verbunden sind. Nebeneinanderliegend angeordnete Flachrohre können sich mit ihren vorgenannten Seitenwandabschnitten über die dazwischenliegend angeordneten Distanzelemente zuverlässig seitlich aneinander abstützen.
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Die Abstandsprofile dienen einerseits für die in einer Reihe angeordneten Metallrohre als seitliches Widerlager im Bereich der Seitenwände. Dadurch können die seitenwandnah angeordneten Metallrohre im Bereich der Seitenwände abgestützt werden. Andererseits kann durch die Abstandselemente einem unerwünschten Wärmeübertrag auf die Seitenwände des Wärmetauschers entgegengewirkt werden. Dadurch kann die Oberflächentemperatur des Wärmetauschers reduziert werden. Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmetauschers bei einer (Brennwert-)Gastherme kann diese insgesamt kompakter und zugleich leichter ausgeführt werden, weil für den Wärmetauscher eine weniger dicke thermische Außendämmung erforderlich ist.
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Die Distanzelemente sind nach der Erfindung bevorzugt an jeweils an einem der Metallrohre ausgebildet und können insbesondere in das Material des jeweiligen Metallrohrs eingeprägt sein. Dies bietet Kostenvorteile. Darüber hinaus kann dadurch eine unerwünschte Materialschwächung der Metallrohre weitgehend vermieden werden. Die Distanzelemente stehen mithin vom Metallrohr jeweils seitlich weg. Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Distanzelemente am Metallrohr befestigt, insbesondere angeschweißt oder angelötet. Bei dieser Bauart ist jedoch das Risiko einer Materialschwächung der ohnehin schon dünnwandig ausgeführten Metallrohre zu beachten.
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Die Metallrohre des Wärmetauschers weisen bevorzugt jeweils eine Nennwanddicke auf, die zwischen 0,2 Millimeter und 0,5 Millimeter, bevorzugt ungefähr 0,3 mm, beträgt. Dadurch wird der Materialeinsatz reduziert. Der Wärmeübertrager kann mit einer verringerten Masse realisiert werden.
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Die Distanzelemente können nach der Erfindung jeweils noppenförmig ausgeführt sein, um einen sicheren gegenseitigen Kontakt der Metallrohre zu ermöglichen und den zwischen den Metallrohren ausgebildeten Durchgangsspalt für die Flamme/heißen Rauchgase möglichst wenig zu verringern. Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind die Distanzelemente gepfeilt ausgeführt, um eine Umlenkung der im Heizbetrieb anfallenden heißen Rauchgase zu ermöglichen. Zumindest ein Teil der Distanzelemente kann zwecks einer möglichst gleichmäßigen Wärmeverteilung innerhalb des Wärmetauschers in unterschiedliche (Raum-)Richtungen gepfeilt ausgeführt sein.
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Für eine verbesserte Durchmischung des im Wärmeübertrager aufzuheizenden Fluids können die Metallrohre innenseitig profiliert ausgeführt sein. Die Profilierung ist dabei bevorzugt derart ausgeführt, dass dadurch eine turbulente Strömung des Fluids begünstigt ist.
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Die Abstandsprofile sind nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft jeweils als ein Winkelprofil ausgeführt. Derlei Winkelprofile sind am Markt, insbesondere auch in Edelstahl, kostengünstig erhältlich und können auf einfache Weise auf die jeweilig benötigte Länge abgelängt bereitgestellt werden. Darüber hinaus erlaubt deren Formgebung eine im Hinblick auf eine kleinflächigen (linienförmigen) Auf- bzw. Anlagenbereich der Winkelprofile an der Seitenwand des Gehäuses. Dies ist mit Blick auf eine geringe Wärmeleitung nach außen vorteilhaft. Die Abstandsprofile erstrecken sich zwecks einer möglichst effizienten thermischen Abschirmung der jeweiligen Seitenwand vorzugsweise über die gesamte innenraumseitige Erstreckung der jeweiligen Seitenwand. Die Abstandsprofile weisen mithin eine der Länge der jeweiligen Metallrohre entsprechende bzw. nahezu entsprechende Länge auf.
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Für eine nochmals weiter verbesserte thermische Abschirmung der in axialer Richtung auf Höhe der Brennkammer bzw. des Brennraums angeordneten Metallrohre kann zu beiden Seiten der Brennkammer ein zusätzliches Schirmprofil angeordnet sein. Dadurch können die seitlich der Brennkammer angeordneten Metallrohre vor einem allzu großen Wärmeeintrag und Beschädigung, beispielsweise durch Kavitationen im Fluid, geschützt werden. Auch kann dadurch einem unerwünschten Wärmeübertrag auf die Seitenwand nochmals wirksamer entgegengewirkt werden.
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Die Schirmprofile können zwecks einer ausreichenden thermischen Entkopplung von den Seitenwänden jeweils an einem der Abstandsprofile befestigt, insbesondere festgeschweißt oder mit diesem verlötet, sein. Alternativ können die Schirmprofile jeweils durch eines der Abstandsprofile gebildet sein.
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Die Metallrohre können zumindest teilweise, bevorzugt allesamt, zueinander parallel verlaufend angeordnet sein. Dies bietet fertigungstechnische Vorteile und erlaubt eine vereinfachte Montage des Wärmetauschers.
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Die Metallrohre sind im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung des Wärmetauschers vorzugsweise allesamt baugleich ausgeführt.
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Die unterhalb der Brennkammer angeordneten Metallrohre sind von dem aufzuheizenden Fluid vorzugsweise zumindest teilweise im Gegenstrombetrieb durchströmbar. So können die Metallrohre nach der Erfindung in zumindest zwei übereinanderliegend angeordneten und fluidisch seriell geschalteten Rohrbündeln gruppiert sein, durch die das Fluid im Gegenstromverfahren hindurchführbar ist. Dadurch kann ein besonders hoher Wirkungsgrad des Wärmetauschers erreicht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der vom Fluid durchströmbare Gesamtquerschnitt aller Metallrohre eines an die Aufnahme angrenzenden Rohrbündels kleiner, als der vom Fluid durchströmbare Gesamtquerschnitt aller Metallrohre eines darunterliegend angeordneten Rohrbündels. Dadurch kann das Fluid durch die von der Brennkammer und damit der Flamme des Brenners weniger weit beabstandeten Metallrohre mit einer größeren Strömungsgeschwindigkeit durchströmen, als die von der Aufnahme weiter beabstandet angeordneten Metallrohre. Einer unerwünschten Überhitzung des aufzuheizenden Fluids kann dadurch ebenso entgegengewirkt werden, wie einer unerwünschten Überhitzung der Metallrohre.
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Die Stirnwände des Gehäuses sind vorzugsweise zueinander parallel verlaufend angeordnet, um die Fertigung des Wärmetauschers zu vereinfachen. Auch können die Metallrohre dadurch einfacher umlaufend fluid- und druckdicht mit den Stirnwänden verlötet bzw. verschweißt werden.
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Im Hinblick auf den mit (sauren) Rauchgaskondensaten in Berührung kommenden Wärmetauscher ist dieser nach der Erfindung überwiegend, bevorzugt insgesamt, in Edelstahlbauweise ausgeführt.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die gezeigte Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat für die Schilderung der Erfindung vielmehr beispielhaften Charakter.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 einen Wärmetauscher mit einer teilweise gebrochen dargestellten Gehäuse-Seitenwand in einer perspektivischen Ansicht;
- 2 den Wärmetauscher gemäß 1 mit Darstellung von innerhalb des Gehäuses angeordneten Metallrohren zum Durchführen des im Wärmetauscher aufzuheizenden Fluids, in einem Längsschnitt;
- 3 den seitlichen Kontaktbereich eines Metallrohrs mit einem Abstandsprofil des Wärmetauschers gemäß 2, in einem schematischen Detailausschnitt; und
- 4 den Wärmetauscher gemäß 1 in einem weiteren Längsschnitt.
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In 1 ist ein Wärmetauscher 10 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, wie dieser beispielsweise in einer Brennwert-Gastherme (in der Zeichnung nicht gezeigt) für die Warmwassererzeugung bzw. die Bereitstellung von Nutzwärme für das Beheizen eines Wohnraums und dergl. eingesetzt werden kann.
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Der Wärmetauscher 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer stirnseitig angeordneten Einströmöffnung 14 und einer stirnseitig angeordneten Ausströmöffnung 16 für ein aufzuheizendes Fluid, insbesondere Wasser, auf. Das Gehäuse 12 umfasst hier zwei einander gegenüberliegend angeordnete Seitenwände 18, 20 und zwei einander gegenüberliegend angeordnete Stirnwände 22, 24. In 1 ist eine der Seitenwände 18, 20 teilweise gebrochen dargestellt. Die Seitenwände 18, 20 und die Stirnwände 22, 24 sind an ihren einander zuweisenden Randabschnitten jeweils miteinander verschweißt oder verlötet.
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Die beiden Stirnwände 22, 24 des Gehäuses 12 sind zueinander parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufend angeordnet. Die Seitenwände 18, 20 des Gehäuses 12 konvergieren in einer zur Längsachse 26 des Wärmetauschers 10 axialen Richtung nach unten. Das Gehäuse 12 des Wärmetauschers 10 weist mithin einen rechteckigen Innenquerschnitt auf, der sich in axialer Richtung nach unten hin verringert. Am oberen Ende 28 des Wärmetauschers 10 ist ein Montagerahmen 30 angeordnet, der eine obere Gehäuseöffnung 32 des Wärmetauschers 10 in radialer Richtung umgreift. Der Montagerahmen 30 dient dem Anschluss eines Brenners (in 1 nicht gezeigt) und kann seitlich auskragende Montageflansche 34 mit Befestigungsbohrungen 36 aufweisen.
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Der Wärmetauscher 10 weist eine Aufnahme 38 für den Brenner auf, die in axialer Richtung unterhalb der oberen Gehäuseöffnung 32 angeordnet ist. Die Aufnahme 38 ist zu einer innerhalb des Wärmetauschers 10 angeordneten Brennkammer C (=Brennraum) für ein aus dem Brenner austretenden Brenngas hin zumindest teilweise offen ausgeführt.
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Durch die Seitenwände 18, 20 und die Stirnwände 22, 24 ist am unteren Ende des Gehäuses 12 eine untere Gehäuseöffnung 40 in radialer Richtung begrenzt, die als Ausströmöffnung für im Heizbetrieb des Wärmetauschers 10 anfallende Verbrennungsgase sowie für Kondensat, d. h. die kondensierbaren Bestandteile von Rauchgasen, dient.
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An den beiden Stirnwänden ist jeweils zumindest eine Vorsatzschale 42 angeordnet, die gemeinsam mit der jeweiligen Stirnwand 22, 24 einen Strömungskanal für das durch den Wärmetauscher 10 zu führende bzw. geführte Fluid bilden. In 1 sind die Strömungskanäle darstellungsbedingt nicht gezeigt. Die Vorsatzschalen 42 sind an der jeweils zugeordneten Stirnwand umlaufend fluid- und druckdicht befestigt. Dies kann durch eine Löt- oder Schweißverbindung der Bauteile bewirkt sein. Die Einströmöffnung 14 und die Ausströmöffnung 16 des Wärmeübertragers 10 sind jeweils durch eine der Vorsatzschalen 42 gebildet.
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Innerhalb des Gehäuses 12 sind eine Vielzahl von Metallrohren 44 angeordnet, über die die Einströmöffnung 14 mit der Ausströmöffnung 16 des Wärmetauschers 10 fluidisch verbunden ist.
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In 2 ist ein Längsschnitt des Wärmetauschers 10 gezeigt. In der Aufnahme 38 ist ein Brenner B angeordnet, der mit gestrichelter Linie stark schematisiert dargestellt ist. Die Brennkammer C des Wärmetauschers 10 ist als ein Freiraum ausgeführt, der frei von Bauteilen des Wärmetauschers 10 ist. Eine Flamme des im Heizbetrieb aus dem Brenner B austretenden und brennenden Brenngases ist mit F bezeichnet.
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Die Metallrohre 44 erstrecken sich jeweils beidenends in eine jeweilige Stirnwandöffnung 46 der Stirnwände 22, 24 des Gehäuses 12 hinein. Die Metallrohre 44 sind dabei jeweils umlaufend fluiddicht mit den Stirnwänden 22, 24 des Gehäuses verschweißt oder verlötet. Die Metallrohre 44 sind vorzugsweise allesamt zueinander parallel verlaufend angeordnet.
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Gemäß 2 sind die Metallrohre 44 jeweils als Flachrohre ausgeführt und weisen zwei einander gegenüberliegend angeordnete gerade Seitenwandabschnitte 44a auf, die beiderseitig jeweils über einen (zumindest abschnittsweise) konvex nach außen gebogenen Wandabschnitt 44b miteinander verbunden sind.
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Ein Teil der Metallrohre 44 ist in axialer Richtung unterhalb des Brennkammer C in mehreren Reihen 48a bis 48f übereinanderliegend angeordnet. Hier sind die Metallrohre 44 der unteren vier Reihen 48a bis 48d im Sinne eines ersten Rohrbündels 50 fluidisch parallelgeschaltet, d.h. von dem zu erwärmenden Fluid entlang einer ersten Strömungsrichtung quer zur Längsachse 26 des Wärmetauschers durchströmbar.
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Die Metallrohre 44 der beiden oberen Reihen 48e, 48f sind als ein zweites Rohrbündel 52 fluidisch parallelgeschaltet und von dem aufzuheizenden Fluid in einer der ersten Strömungsrichtung des Fluids innerhalb des ersten Rohrbündels 50 entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung quer zur Längsachse 26 durchströmbar. Die Metallrohre 44 der beiden Rohrgruppen 50, 52 sind von dem aufzuheizenden Fluid mithin im sogenannten Gegenstromverfahren durchströmbar. Zu beachten ist, dass das zweite Rohrbündel 52 im Betriebszustand des Wärmetauschers näher am Brenner B bzw. an der Brennkammer C angeordnet ist und somit höheren Temperaturen ausgesetzt ist. Der vom Fluid durchströmbare Gesamtquerschnitt aller Metallrohre 44 des zweiten Rohrbündels 52 ist deshalb kleiner gewählt, als der Gesamtquerschnitt aller Metallrohre 44 des ersten Rohrbündels 50. Dadurch strömt das aufzuheizende Fluid mit einer größeren Strömungsgeschwindigkeit (in der Zeichnung nicht bezeichnet) durch das zweite Rohrbündel 52, als im ersten Rohrbündel 50.
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Eine unerwünschte Überhitzung des Fluids im Bereich des zweiten Rohrbündels 52 kann dadurch entgegengewirkt werden.
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Gemäß 2 sind die Metallrohre 44 der einzelnen Reihen 48a bis 48f der beiden Rohrbündel 50, 52 allesamt jeweils in axialer Richtung zueinander fluchtend angeordnet. Es versteht sich, dass die Metallrohre 44 der einzelnen Reihen 48a bis 48f auch zumindest teilweise zueinander auf Lücke angeordnet sein können. Darüber hinaus können auch mehr als zwei Rohrgruppen 50, 52 unterhalb des Brennkammer C angeordnet sein. Auch können die Rohrgruppen 50, 52 mehr oder weniger Reihen 48a bis 48f an Metallrohren 44 aufweisen, als dies in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
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Zwischen den Metallrohren 44 jeder einzelnen Reihe 38a bis 48f der beiden Rohrgruppen 50, 52 ist jeweils ein Durchgangsspalt 54 ausgebildet, um im Betrieb des Wärmetauschers 10 eine ausreichende Umströmung der Metallrohre 44 mit heißen Brandgasen zu ermöglichen. Der Durchgangsspalt 54 weist hier ein Spaltmaß 56 zwischen 1,5 und 2,5 Millimeter auf.
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Innerhalb einer jeweiligen Reihe 48a bis 48f sind einander unmittelbar benachbart angeordnete Metallrohre 44 über Distanzelemente 58 jeweils seitlich aneinander abgestützt. Die Distanzelemente 58 sind dabei jeweils in Richtung der Längserstreckung der Metallrohre 44, vorzugsweise regelmäßig, voneinander beabstandet angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Krafteinleitung in die Metallrohre 44 zu erreichen.
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Die Distanzelemente 58 sind aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhaft an jeweils einem der Metallrohre 44 ortsfest angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Distanzelemente 58 in das Material des jeweiligen Metallrohrs 44 eingeprägt. Alternativ können die Distanzelemente 58 am jeweiligen Metallrohr 44 festgelötet oder festgeschweißt sein. Zu beachten ist jedoch, dass es dadurch zu einer unerwünschten Schwächung des Materials des ohnehin schon dünnwandigen Metallrohrs kommen kann.
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Gemäß 2 sind die seitenwandnahen, d.h. der Seitenwand nächstliegend angeordneten, Metallrohre 44 einer jeden Metallrohr-Reihe 48a bis 48f unterhalb des Brennkammer C jeweils durch ein Abstandsprofil 60 relativ zur nächstliegenden Seitenwand 18, 20 auf Abstand gehalten angeordnet. Die seitenwandnahen Metallrohre 44 liegen jeweils in radialer Richtung außenseitig an den Abstandsprofilen 60 an, sodass die seitenwandnahen Metallrohre 44 im jeweiligen Kontaktflächenbereich mit den Abstandsprofilen 60 seitlich abgestützt sind. Sind die Metallrohre 44 allesamt baugleich ausgeführt, so können die an den Metallrohren 44 angeordneten Distanzelemente 58 in dazu korrespondierende Ausnehmungen 61 des jeweiligen Abstandsprofils 60, insbesondere formschlüssig, eingreifen, wie dies in 3 dargestellt ist. Die an der Seitenwand 18, 20 angrenzenden Metallrohre können im Bedarfsfall mit dem jeweiligen Abstandsprofil 60 verschweißt oder verlötet sein.
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Das Abstandsprofil ist von der Seitenwand zumindest abschnittsweise beabstandet angeordnet und bevorzugt hinterlüftet, um einer unerwünschten Wärmeübertragung auf die jeweilige Seitenwand 18, 20 des Gehäuses 12 entgegenzuwirken.
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Durch die gegenseitige und seitenwandseitige Abstützung der Metallrohre 44 der einzelnen Reihen 48a bis 48f können diese mit einer geringeren Nennwanddicke 62 realisiert werden, ohne dass es durch das unter Druck stehende aufzuheizende Fluid zu unerwünschten plastischen Verformungen oder anderweitigen Beschädigungen der Metallrohre 44 kommt. Dies bietet Kostenvorteile und ist für ein zügiges Ansprechverhalten des Wärmetauschers 10 von Vorteil. Die Nennwanddicke 62 der Metallrohre kann beispielsweise für einen Betriebsdruck des Fluids von 3 bis 5 bar 0,2 bis 0,5 mm, bevorzugt ungefähr 0,3 mm betragen.
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Wie aus 2 weiter hervorgeht, sind die Seitenwände 18, 20 in axialer Richtung auf Höhe der Aufnahme 38 bzw. der Brennkammer des Wärmetauschers 10 jeweils durch Metallrohre 44 gegenüber der Aufnahme 38 thermisch abgeschirmt. Die Metallrohre 44 sind hier in axialer Richtung paarweise miteinander fluchtend angeordnet. Zwischen den Metallrohren 44 und der Seitenwand 18, 20 ist auch auf Höhe der Aufnahme 38 jeweils ein hinterlüftetes Abstandsprofil 60 angeordnet. Ein zusätzliches Schirmprofil ist den Metallrohren 44 und der Aufnahme 38 zwischengeschaltet angeordnet und deckt die Metallrohre 44 zur Aufnahme 38 hin vollständig ab, um diese vor einer thermischen Überhitzung zu schützen. Die Schirmprofile können gemäß 2 an einem Abstandsprofil 60 unterhalb der Aufnahme 38 angeschweißt oder angelötet sein.
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Die seitlich der Aufnahme 38 angeordneten Metallrohre 44 sind hier mit den Metallrohren 44 des die Aufnahme von unten her begrenzenden zweiten Rohrbündels 52 fluidisch parallelgeschaltet, können aber den Metallrohren des zweiten Rohrbündels 52 (in Serie) auch fluidisch nachgeschaltet sein.
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Die Seitenwände 18, 20 des Gehäuses 12 können zwecks einer im Betrieb möglichst geringen (äußeren) Oberflächentemperatur der Seitenwände 18, 20 jeweils doppelschalig ausgeführt sein. Bei dieser Bauart weisen die Seitenwände 18, 20 mithin eine innenliegend angeordnete Wandschale 18a, 20a und eine außenliegende angeordnete Wandschale 18b, 20b mit einem dazwischenliegend angeordneten Hohlraum 64 auf. Der Hohlraum 64 kann bodenseitig zur Umgebungsatmosphäre hin offen ausgeführt sein, um eine Konvektionsbedingte Kühlung der Seitenwände zu ermöglichen. Denkbar ist auch, den Hohlraum 64 derart auszubilden, dass das aufzuheizende Fluid im Betriebszustand des Wärmetauschers zunächst durch den Hohlraum 64 und erst nachfolgend durch die Metallrohre 44 strömt.
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In 4 ist der Wärmetauscher 10 in einer weiteren Schnittdarstellung gezeigt. Die erste und die zweite Strömungsrichtung des Fluids innerhalb der beiden Rohrbündel 50, 52 sind mit Pfeilen 66, 68 verdeutlicht. Die unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ist schematisch durch die Länge der Pfeile 66, 68 verdeutlicht. Die Vorsatzschalen 42 und die Stirnwände 22, 24 begrenzen Strömungskanäle 70 für das Fluid, über die die einzelnen Reihen 48a-48f der Rohrbündel 50, 52 fluidisch parallelgeschaltet sind.
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Der Wärmetauscher 10 ist im Hinblick auf dessen Korrosionsbeständigkeit vorteilhaft insgesamt aus Edelstahl gefertigt.
