DE1778519A1 - Waermeuebertrager fuer einen Wassererhitzer - Google Patents

Description

Junkers 402

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1778519 21. Mai 1970

JUNKERS & CO. GMBH, in Wernau/Neokar

Wärmeübertrager für einen Wassererhitzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeübertrager für einen Wassererhitzer mit einer das zu erhitzende Wasser führenden Rohrschlange, welche von lamellenförmig quer zur Längsachse der Rohre verlaufenden und um diese einstückig herumgegossenen Wärmeübertragungsflächen umgeben ist.

An gasbeheizten Durchlauf- oder Umlauf-Wassererhitzern sind Wärmeübertrager bekannt, deren Wärmeübertragungsflächen aus dünnem Kupierblech bestehen. Diese Wärmeübertragungsflächen in Lamellenforii* sind mit Ausnehmungen für die Rohr-Durchführung en versehen and weisen einen Bund auf, mit welchem die Lamelle an die Rohre angelötet ist, dass rundherum e}.n festes Umschliessen der Rohre durch die Lamelle gewährleistet ist. Da bekanntlich die Wärmeübertragung schlechter wird, wenn zwischen dem Bund der Lamelle und der Rohroberfläche keine innige Lötverbindung geschaffen ist, sondern Luftzwischenräume vorhanden sind, muss dieser Lötvorgang mit grosser Genauigkeit durchgeführt werden. Abgesehen davon, bedingt diese Art der Ausbildung eines Wärmeübertragers eine Vielzahl von Arbeitsgängen für das Herstellen der Lamellen selbst

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Neue Unterlagen (Art. 7 S 1 Abe. 2 Nr. 1 Satz 3 de· Xnderungige·. v. 4. 9.106?)

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und für das Auffädeln der Lamellen auf haarnadelförmig gebogene Rohrteile der Rohrschlange, welche dann mit Anschluss- und Verbindungsstücken versehen werden muss, bevor der Lötvorgang vorgenommen werden kann. Diese Ausbildung eines Wärmeübertragers erfordert daher einen zeitraubenden und dementsprechend kostspieligen Aufwand, wenn auch Kupferlamellen einen sehr hohen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung ergeben. Ausserdem muss ein derartiger Wärmeübertrager nach Durchführung des Lötvorganges noch verbleit werden, da Kupfer den aggressiven Bestandteilen der Verbrennungsgase einen zu geringen Widerstand entgegensetzen kann. Ausserdem ist die Gefahr des Zusetzens des Lamellenblocks, d.h. der Zwischen räume zwischen den einzelnen Lamellen durch sich auf deren Oberfläche ablagernde Bestandteile der Verbrennungsgase dann verhältnismässig gross, wenn im Inneren der Rohrschlange Wassertemperaturen und dementsprechend an den Wärmeübertragungsflächen Temperaturen auftreten, welche den Taupunkt der Verbrennungsgase unterschreiten.

Um den Aufwand zu verringern, ist auch bereits versucht worden, einzelne Rohre für Wärmeübertrager mit herumgegossenen Wärmeübertragungsflächen in Rippenform zu umgeben. Ferner ist bekannt, eine wendeiförmige Rohrschlange eines Wassererhitzers mit einstückig herumgegossenen Wärmeübertragungsflächen zu versehen, welche nach aussen als Mantelfläche eines Zylinders und verbrennungsgasseitig lamellenartig ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung kann nicht ohne weiteres als Vorbild für einen Wärmetauscher der eingangs angeführten Art dienen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wärmeübertrager für Wassererhitzer zu schaffen, bei welchem bekannte Unzulänglichkeiten vermieden sind.

Diese Aufgabe wird an einem Wärmeübertrager für einen Wassererhitzer der eingangs angeführten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine aus einem zusammenhängenden Stück mäanderartig gebogene Rohrschlange zumindest im Bereich ihrer geraden

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Rohrteile von einstückig um diese herumgegossenen lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen umgeben ist, welche durch in der Längsachse der Rohrteile verlaufende gegossene Rippen untereinander verbunden sind. Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen an ihren parallel zur Längsachse der Rohrteile verlaufenden Aussenseiten durch gegossene Seitenwände untereinander verbunden sind.

Bei der zuerst erwähnten und bevorzugten Ausführungsform kann die gesamte Rohrschlange aus einem zusammenhängenden Stück gebogen werden und insgesamt mit den lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen, insbesondere aus Aluminium, umgössen werden. Die Verwendung von Aluminium anstelle von Kupfer für die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen bringt den wesentlichen Vorteil, dass das Verbleien der Lamellen wegfällt und die Lamellen nicht verzundern sowie die Gefahr des Zusetzens des Lamellenblockes praktisch beseitigt ist. Darüberhinaus ist die Herstellung eines solchen Wärmeübertragers mit verhältnismässig einfachen Mitteln durchzuführen, woraus sich eine nicht unwesentliche Kostenersparnis ergibt. Wenn ausserdem die Wärmeübertragungsflächen in an sich bekannter Weise mit einer kontinuierlich sich verringernden Plächengrösse ausgebildet werden, ist entsprechend der fortschreitenden Erhitzung des Wassers in der Rohrschlange eine gute Anpassung der Wärmeübertragung an die jeweilige Wassertemperatur an jedem Punkt der Rohrschlange gegeben. Dadurch kann der Wärmeübertrager hinsichtlich Siedegeräuschen, Verkalkung usw. günstiger ausgelegt werden, als es bei einem Wärmeübertrager mit Kupferlamellen in gleichbleibender Grosse der Fall ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines gasbeheizten

Durchlauf-Wassererhitzers mit einem Wärmeübertrager gemäss der Erfindung;

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Pig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragers gemäss der Erfindung in einer möglichen Ausführungsform;

Fig. 3 zeigt ebenfalls in Perspektive einen Wärmeübertrager in einer anderen Ausführungsform.

Gemäss Figur 1 der Zeichnung weist ein Wassererhitzer in an sich be kannter Weise eine Wasserarmatur 10, eine Gasarmatur 11 mit einem Brenner 12, eine Verbrennungskammer 13 mit einem an deren oberem Ende als Wärmeübertrager angeordneten Lamellenblock und eine sich daran anschliessende Strömungssicherung 14 auf. Diese Teile sind in ebenfalls bekannter Weise an einer Gehäuse-Rückwand 15 befestigt j mit welcher eine Vorderschale 16 des Gehäuses lösbar verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich ausschliesslich auf den am oberen Ende der Verbrennungskammer 13 angeordneten Wärmeübertrager, welcher von einer mäanderartig gebogenen Rohrschlange durchsetzt ist, von welcher in Figur 1 der Zeichnung nur die Rohrverbindungsbogen 20 und 21 sichtbar sind, welche die geraden Rohrteile der Rohrschlange auf der einen Seite der Verbrennungskammer 13 miteinander verbinden. Diese Rohrverbindungsbogen 20 und 21 sind auch in den Figuren 2 und 3 der Zeichnung sichtbar, während die geraden Rohrteile der Rohrschlange nicht sichtbar sind, von welcher lediglich der Eingangsbogen 22, der Rohrverbindungsbogen 23 und der Ausgangsbogen 24 dargestellt sind. Die Rohrschlange verläuft vom Ende des Eingangsbogens22 mit einem geraden Rohrteil zum Rohrverbindungsbogen 20, von diesem aus wiederum mit einemgeraden Rohrteil zum Rohrverbindungsbogen 23 und dann wiederum mit einem geraden Rohrteil zum Rohrverbindungsbogen 21, von welchem aus ein gerader Rohrteil bis zum Ausgangsbogen 24 führt. Bei den in Figur 2 und 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen ist die Rohrschlange mit allen ihren Bögen aus einem zusammenhängenden Stück gebogen und zumindest im Berejch ihrer geraden Rohrteile von einstückig um diese herumgeüossenen laniollenf<;rmigen Wärmeübertragungsflächen umgeben. Diese

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BAD

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Wärmeübertragungsflächen verlaufen quer zur Längsachse der geraden Rohrteile. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die quer zur Längsachse der Rohrteile verlaufenden Wärmeübertragungsflächen 25 durch in der Längsachse der Rohrteile verlaufende gegossene Rippen 26 untereinander verbunden. Ausserdem zeigt die Figur 2, dass die Wärmeübertragungsflächen 25 an ihren parallel zur Längsachse der Rohrteile verlaufenden Aussenseiten durch gegossene Seitenwände 27 untereinander verbunden sind. Gemäss Figur 2 haben die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen 25 über den gesamten Bereich der Rohrteile eine übereinstimmende ' Flächengrösse. Diese Wärmeübertragungsflächen können aber auch vom Eingangsbogen 22 zum Ausgangsbogen 24 der Rohrschlange hin eine abschnittsweise sich verringernde Flächengrösse haben. Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform haben die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen 30 vom Eingangsbogen 322 zum Ausgangsbogen 324 der Rohrschlange hin eine kontinuierlich sich verringernde Flächengrösse, so dass in diesem Falle die Wärmeübertragungsflächen 30 an jeder Stelle der Rohrschlange der jeweiligen Wassertemperatur angepasst sind.

Bei den in Figur 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen haben die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen 25 bzw. 30 über den gesamten Bereich der Rohrteile eine übereinstimmende Dicke, könnten aber auch abschnittsweise eine unterschiedliche Dicke haben, um auf diese Weise die Wärmeübertragung an die Wassertemperatur anzupassen. Weiterhin zeigen die Figuren 2 und 3» dass die Wärmeübertragungsflächen 25 bzw. 30 über den gesamten Bereich der Rohrteile einen übereinstimmenden Abstand voneinander haben. Genausogut wäre es möglich, dass diese Wärmeübertragungsflächen einen unterschiedlichen Abstand voneinander haben. Ferner können die Längsachsen der geraden Rohrteile der Rohrschlange mit übereinstimmendem Abstand parallel zueinander verlaufen. Zur optimalen Anpassung der Wärmeübertragung an die jeweilige Wassertemperatur kann ausaerdem vorgesehen

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werden, dass die Längsachsen der geraden Rohrteile der Rohrschlange mit unterschiedlichem Abstand parallel zueinander verlaufen. Darüberhinaus ist es auch möglich, dass die Längsachsen der geraden Rchrteile der Rohrschlange in einem Winkel zueinander verlaufen, wobei durch Wahl eines entsprechenden Winkels der Abstand zwischen den geraden Rohrteilen vergrössert oder verringert werden kann. In jedem Falle kann auf diese Weise eine optimale Anpassung der Wärmeübertragung erreicht werden.

Wesentlich ist in allen Fällen, dass die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen 25 bzw. 30, gegebenenfalls genauso die Rippen und die Seitenwände 27 aus Druckguss, insbesondere aus Aluminium gebildet sind. Auf diese Weise wird von vornherein eine innige Verbindung zwischen den Wärmeübertragungsflächen 25 bzw. 30 und den mit diesen besetzten Rohrteilen der Rohrschlange geschaffen, so dass eine optimale Wärmeübertragung stattfindet.

Die mit Wärmeübertragungsflächen 25 bzw. 30 versehene Rohrschlange wird nach ihrer Fertigstellung in das obere Ende der Verbrennungskammer 13 des Wassererhitzers eingesetzt. Wenn, wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 2, Seitenwände 21 angegossen sind, genügt ein Übergreifen des Randes 131 der Verbrennungskammer 13, so dass die Rohrverbindungsbögen sowie der Eingangs- und Ausgangsbogen auf der Stirnkante des Randes 131 zur Auflage kommen. Es könnten auch in umgekehrter Weise die Seitenwände 27 des Wärmeübertragers den Rand 131 der Verbrennungskammer übergreifen. Darüberhinaus wäre es auch möglich, eine äussere Begrenzung des Wärmeübertragers aus Druckguss zu verlängern und damit zugleich die Verbrennungskammer zu bilden. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist der Wärmeübertrager vom oberen Ende der Verbrennungskammer 13 des Wagsererhitzers vollständig umschlossen, um eine einwandfreie Führung der Verbrennungsgase zu erhalten. In diesem Falle können am oberen Ende der Verbrennungskammer 13 offene Schlitze 132 zum Einführen der Rohrverbindungsbögen sowie des Eingangs- und Ausgangsbogens vorgesehen sein.

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Ein vorstehend in seinem Aufbau beschriebener Wärmeübertrager könnte auch in Teilabschnitten hergestellt und zusammengesetzt werden. Bei einer solchen Ausführungsform werden quer zur Längsachse der Rohre geteilte Abschnitte der Rohrschlange gebildet und diese von herumgegossenen lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen umgeben. Auf diese Weise ist es möglich, einen V/ärmeübertrager beispielsweise aus drei Abschnitten zusammenzusetzen, von denen der eine Abschnitt den Eingangsbogen 22, den Rohrverbindungsbogen 23 und den Ausgangsbogen 24 mit entsprechend anschliessenden geraden Rohrteilen umfasst, während ein zweiter Abschnitt die Rohrverbir.dungsbögen 20 und 21 mit entsprechenden geraden Rohrteilen umfasst. Zwischen diese beiden Abschnitte kann dann wahlweise ein Zwischenabschnitt mit geraden Rohrteilen in unterschiedlicher Länge eingefügt werden, so dass auf diese Weise Wärmeübertrager für Wassererhitzer mit unterschiedlicher Leistung geschaffen werden können.

Genausogut könnten auch Abschnitte parallel zur Längsachse eines Rohrteiles hergestellt und zusammengesetzt werden, um Wärmeübertrager unterschiedlicher Leistung zu erhalten oder z.B. eine abschnittsweise unterschiedliche Grosse der Wärmeübertragungsflächen zu verwirklichen.

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Claims (2)

1. Junkers 402

   Pat e. ntansprüche

   { J Wärmeübertrager für einen Wassererhitzer mit einer das zu erhitzende Wasser führenden Rohrschlange, welche von lamellenförmig quer zur Längsachse der Rohre verlaufenden und um diese einstückig herumgegossenen Wärmeübertragungsflächen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einem zusammenhängenden Stück mäanderartig gebogene Rohrschlange zumindest im Bereich ihrer geraden Rohrteile von einstückig um diese herumgegossenen lamellenförmigen Wärmeübertragungsflachen (25) umgeben ist, welche durch in der Längsachse der Rohrteile verlaufende gegossene Rippen (26) untereinander verbunden sind.
2. 2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die lamellenförmigen Wärmeübertragungsflächen (25) an ihren parallel zur Längsachse der Rohrteile verlaufenden Aussenseiten durch gegossene Seitenwände (27) untereinander verbunden sind.

   Neue Unterlagen (Art. 7 S1 Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Anderunjjegee. v. 4. 9.

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