DE202005004360U1

DE202005004360U1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE202005004360U1
Application number: DE200520004360
Authority: DE
Original assignee: Wolf GmbH
Current assignee: Wolf GmbH
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-18

Abstract

Wärmetauscher, insbesondere für öl- oder gasbefeuerte Brennwertheizgeräte bzw. Brenner (2), gekennzeichnet durch einen sich um den Brenner (2) herumerstreckenden doppelwandigen, aus einem inneren (5) und einem äußeren (4) Zylinder zusammengesetzten Zylinderblock (3), wobei zwischen äußerem (4) und innerem (5) Zylinder ein von einem Wärmetauschermedium, insbesondere Wasser, durchströmter Ringraum (6) begrenzt ist, dessen Stirnseiten (7, 8) fluiddicht zwischen einem Deckel (1)- und Bodenteil (9) eingespannt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für öl- oder gasbefeuerte Brennwertheizgeräte bzw. Brenner, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Wärmetauscher finden in den verschiedensten Anwendungen Verwendung, wie dies beispielsweise im Bereich von Sonnenkollektoren oder aber auch im Bereich von Heizungen, insbesondere im Bereich von Heizungen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, der Fall ist.
Ein Beispiel für einen Wärmetauscher, der in einem Heizkessel, insbesondere in einem Brennwertkessel, zur Verwendung gelangt, ist aus der DE 43 09 598 A1 bekannt. Der Gegenstand der DE 43 09 598 A1 umfaßt ein zu einem hohlzylindrischen Rohrkörper wendelförmig gebogenes Rohr, insbesondere Rippenrohr, mit Vor- und Rücklauf, welches konzentrisch um einen Brenner bzw. dessen Flamme herum angeordnet ist. Über Vor- und Rücklauf erfolgt die Einfügung dieses Wärmetauschers in einen Wasserkreislauf, z.B. Heizwasserkreislauf.
In der Praxis läßt sich eine Verschmutzung des Rohr-Wärmetauschers nicht vermeiden. Dies gilt sowohl für Ablagerungen, welche brennerseitig auftreten, als auch für Ablagerungen, welche wärmetauschermediumseitig (hier handelt es sich im allgemeinen um Wasserstein) auftreten. Die brennerseitigen Verschmutzungen treten insbesondere bei Wärmetauschern auf, die aus einem schrauben- oder wendelförmig gebogenen Rippenrohr gefertigt sind. Bei bestimmten Betriebsbedingungen kann die Verschmutzung aufgrund von Anbackungen sehr hart sein. Dies bedeutet, daß eine Reinigung nur mit Hilfe einer Bürste möglich ist und zu diesem Zweck der Wärmetauscher möglichst allseitig zugänglich sein sollte. Beim Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik ist bzw. wäre es erforderlich, zum Zwecke der Reinigung den Wärmetauscher auszubauen. Bei den herkömmlichen Konstruktionen ist jedoch der Wärmetauscher meist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses eingeschweißt oder eingeklebt, so daß eine Demontage zum Zwecke einer Reinigung mit einer Bürste sehr oft nur teilweise möglich ist. Ferner ist eine wärmetauschermediumseitige Reinigung bei den Wärmetauschern gemäß dem Stand der Technik nicht vorgesehen. Eine weitere ungünstige Eigenschaft der Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik ist ihre aufwendige und daher kostenintensive Herstellung.
Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik ist es demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher anzugeben, der zum Zwecke der Reinigung leicht montierbar bzw. demontierbar ist, wobei die Konstruktion des erfindungsgemäßen Wärmetauschers möglichst einfach sein soll, um eine kostengünstige Herstellung gewährleisten zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist es demnach, daß der erfindungsgemäße Wärmetauscher einen sich um den Brenner herumerstreckenden doppelwandigen Zylinder aufweist, wobei zwischen äußerer und innerer Zylinderwand bzw. äußerem und innerem Zylinder ein von einem Wärmetauschermedium durchströmter Ringraum begrenzt ist. Als Wärmetauschermedium sind die verschiedensten Fluide denkbar, jedoch kommt aufgrund ökonomischer Abwägungen insbesondere Wasser mit entsprechenden korrosionshemmenden Zusätzen zum Einsatz. Die Stirnseiten des Ringraums sind fluiddicht zwischen einem Deckel- und einem Bodenteil eingespannt. Eine derartige Konstruktion stellt einerseits eine preiswerte Herstellung sowie auch eine einfache Reinigung des Wärmetauschers sicher.
In bevorzugten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers stehen einfache konstruktive Maßnahmen im Vordergrund, wodurch ein weiteres Kosteneinsparungspotential bei der Herstellung gegeben ist. Ferner wird durch diese Maßnahmen wie bereits vorstehend erwähnt eine einfache Reinigung sichergestellt. Demnach sind beispielsweise der Brenner am Deckel- oder Bodenteil und ein Abgasauslaß dem Brenner gegenüberliegend am Boden- bzw. Deckelteil angeordnet. Ferner ist zwischen den stirnseitigen Rändern von innerem und äußerem Zylinder einerseits und Deckel- sowie Bodenteil andererseits, d.h. also praktisch als Abschluß des Ringraumes zu Deckel- sowie Bodenteil jeweils eine Fluiddichtung eingefügt. Dies stellt eine störungslose Funktionsweise des erfindungsgemäßen Wärmetauschers sicher. Die Dichtung ist im Querschnitt in einer besonderen Ausführungsform T-förmig ausgebildet, wobei sie mit ihren Stegen jeweils zwischen dem inneren und äußeren Zylindern positioniert ist. Eine Baueinheit, welche aus dem inneren und äußeren Zylinder sowie den zugeordneten Fluiddichtungen besteht, ist bevorzugt innerhalb ringförmiger Nuten an Deckel- und Bodenteil positionierbar, insbesondere ist sie innerhalb der besagten ringförmigen Nuten einsteckbar. Die Einspannung des doppelwandigen Zylinders zwischen Deckel- und Bodenteil erfolgt durch an Deckel- und Bodenteil angreifende Spannelemente, welche insbesondere in Form von Spannschrauben vorliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform mündet in den vom äußeren und inneren Zylinder begrenzten Ringraum ein Wärmetauschermedium-Einlaß sowie ein Wärmetauschermedium-Auslaß. In besagtem Ringraum können zwischen dem äußeren und dem inneren Zylinder Wärmetauschermedium-Leitvorrichtungen, insbesondere in Form von Umlenk- oder Prallplatten angeordnet sein. Die Prallplatten sind vorzugsweise als Prallblech oder als gebogene Platte ausgebildet, so daß der Ringraum in einen Hauptraum und einen vorgeschalteten Vorraum getrennt wird. Hauptraum und Vorraum stehen in Fluidverbindung. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß die Wärmetauschermedium-Leitvorrichtungen sowohl im Bereich des Wärmetauschermedium-Einlasses als auch im Bereich des Wärmetauschermedium-Auslasses angebracht sein können. Sowohl lediglich am Einlaß als auch lediglich am Auslaß, als auch sowohl an Einlaß als auch Auslaß sind Leitvorrichtungen denkbar. Durch diese Leitvorrichtungen wird die Temperaturschichtung im Wärmetauscher optimiert und Verwirbelungen werden unterdrückt, so daß eine Entnahme von Wärmetauschermedium bzw. Wasser einer jeweils etwa konstanten Temperatur möglich ist.
Die Spann- bzw. Haltevorrichtung umfaßt bevorzugt wenigstens einen Zuganker und/oder wenigstens eine Gewindestange bzw. wenigstens einen Drahtstraffer. Alternativ oder zusätzlich umfaßt sie wenigstens eine Straffvorrichtung, welche bei Betätigung derselben zwei Gewindestangen in gegenläufige Bewegung versetzt. Durch die vorstehend erläuterten konstruktiven Merkmale ist eine einfache Verspannung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers sichergestellt.
In einer besonders effizienten Ausführungsform weist der innere Zylinder auf seiner dem Brenner zugewandten Seite und/oder auf seiner dem Ringraum zugewandten Seite Rippen oder anderweitig oberflächenvergrößernde Vorkehrungen auf. Dadurch ist eine besonders gute Wirkung bzw. ein hoher Wirkungsgrad des Wärmetauschers gewährleistet. Der innere Zylinder ist optional als beripptes Strangpreßprofil ausgebildet, d.h. mit etwa gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Längsrippen.
In einer weiteren effizienten Ausführungsform ist innerhalb des inneren Zylinders ein zylindrischer Verdrängungskörper positioniert, der das zu kühlende Abgas dicht an die Wärmeübertragungsflächen lenkt. Dieser ist vorzugsweise koaxial zum inneren Zylinder ausgebildet.
Im Ringraum, welcher das Wärmetauschermedium enthält, ist bevorzugt ein Rohrwendel-Wärmetauscher vorgesehen, welcher insbesondere für eine Warmwasserbereitung betrieben wird. Dadurch kann neben der Beheizung der Räume eines Hauses oder einer Wohnung gleichzeitig auch Brauchwasser mit ein und demselben Brenner bzw. Wärmetauscher erwärmt werden.
In einer besonderen Ausführungsform sind zwischen Deckel- und/oder Bodenteil einerseits und dem Zylinderblock andererseits ein ringförmiger Deckel- bzw. Bodenflansch eingefügt. Durch einen derartigen modularen Aufbau wird eine konstruktiv einfache Variante eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers sichergestellt. Die Stirnseiten von innerem und äußerem Zylinder sind dabei optional fluiddicht zwischen dem Deckelflansch und dem Bodenflansch derart eingesteckt, daß der innere und der äußere Zylinder zerstörungsfrei vom Deckel- und Bodenflansch gelöst und freigelegt werden können.
In einer Ausführungsform, die sich durch eine erhöhte Fluiddichtigkeit und eine erhöhte Sicherheit auszeichnet, ist zwischen Deckel- bzw. Bodenteil und Deckel- bzw. Bodenflansch jeweils eine weitere Fluiddichtung angeordnet.
Der Wärmetauschermedium-Einlaß kann im Deckelflansch oder im Bodenflansch integriert sein, während der Wärmetauschermedium-Auslaß alternativ oder zusätzlich im Bodenflansch bzw. Deckelflansch integriert sein kann. Optional erfolgt eine fluiddichte Abdichtung des Ringraumes zwischen innerem Zylinder und Deckelflansch und/oder zwischen innerem Zylinder und Bodenflansch mittels jeweils mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen um die Außenwand des inneren Zylinders herum geführten O-Ring. Analog erfolgt die fluiddichte Abdichtung des Ringraumes optional zwischen äußerem Zylinder und Deckel und/oder zwischen äußerem Zylinder und Bodenflansch mittels jeweils mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung, welche insbesondere in Form eines um die Außenwand des äußeren Zylinders herum geführten O-Rings vorliegt. Dadurch ist eine kostengünstige und konstruktiv einfache Abdichtung des Ringraumes nach Außen sichergestellt.
Der Deckelflansch und/oder der Bodenflansch sind vorzugsweise jeweils mindestens mit einer Schraube am inneren Zylinder befestigt. Auch hier handelt es sich um eine konstruktiv einfache Variante eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.
In einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers erfolgt eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem doppelwandigen Zylinder und dem Deckelteil mittels mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung. Insbesondere handelt es sich dabei um einen O-Ring, der an der Außenseite des Deckelflansches anliegt oder als ringförmige Flachdichtung an der Stirnseite des Deckelflansches anliegt. Alternativ oder zusätzlich kann die fluiddichte Abdichtung zwischen dem doppelwandigen Zylinder und dem Bodenteil mittels mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung erfolgen. Bei der Dichtung handelt es sich insbesondere um einen O-Ring, der an der Außenseite des Bodenflansches anliegt, oder um eine Flachringdichtung, die an der Stirnseite des Bodenflansches anliegt. Auch hierbei handelt es sich um konstruktiv einfach zu verwirklichende Maßnahmen.
In einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers ist der Zylinderblock zwischen Deckelteil und Bodenteil mit Hilfe eines oder auch einer Kombination von Spannelementen eingesetzt bzw. eingespannt. Bei den möglichen Spannelementen handelt es sich um eine Schraubverbindung zwischen Deckelteil und Deckelflansch mit mindestens einer Befestigungsschraube, um eine Schraubverbindung zwischen Bodenteil und Bodenflansch mit mindestens einer Befestigungsschraube, um eine Spannverbindung zwischen Deckelteil und Deckelflansch mit mindestens zwei Spannverschlüssen, eine Spannverbindung zwischen Bodenteil und Bodenflansch mit mindestens zwei Spannverschlüssen sowie um eine Einspannung des doppelwandigen Zylinders zwischen Deckelteil und Bodenteil mit mindestens zwei zwischen Deckelteil und Bodenteil angreifenden Gewindestangen. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann sowohl lediglich eine Variante der vorstehend aufgezählten Spannelemente, sowie auch eine Kombination mehrerer oder gegebenenfalls auch aller Spannelemente bei einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher zum Einsatz kommen. Dadurch wird in einfacher Art und Weise eine sichere Verspannung gewährleistet.
Der ringförmige Deckel- bzw. Bodenflansch ist in einer weiteren Variante jeweils durch ein Ringprofil, welches insbesondere aus Metall gefertigt ist, mit radial nach innen sowie radial nach außen offenen Ringnuten versehen. Diese dienen zur Aufnahme von Ringdichtungen, welche insbesondere in Form von O-Ringen vorliegen können. Die Dichtungen sind derart eingefügt, daß sie in zusammengebautem Zustand in Anlage an die Außen- und/oder Innenseiten von innerem und äußerem Zylinder gelangen. In einer bevorzugten Ausführungsform der soeben beschriebenen Variante weisen die die Deckel- und Bodenflansch definierenden Ringprofile im Querschnitt eine Stufe auf. Diese ist derart ausgebildet, daß eine radial innere nach innen gerichtete Anlagefläche für den inneren Zylinder und eine äußere, ebenfalls nach innen gerichtete Anlagefläche für den äußeren Zylinder definiert sind. Optional weisen die die Deckel- und Bodenflansch definierenden Ringprofile an ihrem dem Deckel und Bodenteil zugekehrten Endabschnitten sowohl wenigstens eine radial nach innen als auch wenigstens eine radial nach außen offene Ringnut zur Aufnahme von Ringdichtungen auf. Die radial äußere Ringdichtung wirkt mit einem den Deckel- bzw. Bodenflansch übergreifenden Umfangskragen von Deckel- bzw.
Bodenteil fluiddichtend zusammen. Auch bei den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich um einfach herzustellende und somit kostengünstige Varianten eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.
Optional können das Bodenteil und der Bodenflansch und/oder das Deckelteil und der Deckelflansch einstückig ausgebildet sein, was sowohl eine einfache Konstruktion als auch eine gute Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten sicherstellt.
Die Erfindung wird nachfolgend in Hinsicht auf weitere Vorteile und Merkmale beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
1 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers im Querschnitt, und
2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform, ebenfalls im Querschnitt.
Die erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers gemäß 1 ist für öl- oder gasbefeuerte Brenner ausgelegt und weist dafür an einem Deckelteil 1 eine Aussparung für einen Brenner 2 auf. Der Wärmetauscher umfaßt ferner einen sich um den Brenner herumerstreckenden doppelwandigen Zylinder bzw. Zylinderblock 3, welcher aus einer äußeren Zylinderwand bzw. einem äußeren Zylinder 4 und einer inneren Zylinderwand bzw. einem inneren Zylinder 5 besteht. Der äußere Zylinder 4 und der innere Zylinder 5 definieren einen von einem Wärmetauschermedium, welches im Falle der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform Wasser mit entsprechenden korrosionshemmenden Zusätzen ist, durchströmten Ringraum 6, dessen Stirnseiten 7, 8 fluiddicht zwischen dem Deckelteil 1 und einem Bodenteil 9 eingespannt sind.
Im Bodenteil 9 gegenüber der am Deckelteil 1 vorgesehenen Aussparung für den Brenner 2, ist eine Aussparung für einen Abgasauslaß 10 vorgesehen. An den Stirnseiten 7 und 8 sind an den jeweiligen stirnseitigen Rändern von äußerem Zylinder 4 und innerem Zylinder 5 einerseits und Deckelteil 1 und Bodenteil 9 andererseits ringförmige Fluiddichtungen 11, 12 eingefügt. Die Fluiddichtungen 11, 12 sind im Querschnitt jeweils etwa T-förmig ausgebildet und mit ihren Stegen zwischen dem inneren Zylinder 5 und dem äußeren Zylinder 4 positioniert, so daß sie den Ringraum 6 nach außen hin abdichten. Die aus innerem Zylinder 5 und äußerem Zylinder 4 sowie den Fluiddichtungen 11, 12 bestehende Baueinheit ist innerhalb korrespondierender ringförmiger Nuten bzw. Aussparungen am Deckelteil 1 und am Bodenteil 9 eingesteckt. Die Einspannung des vorstehend beschriebenen Bauteils zwischen Deckelteil 1 und Bodenteil 9 erfolgt durch Spannelemente in Form von Spannschrauben bzw. Spannstangen, welche an Halterungen bzw. Halteflanschen 23, 24, die randseitig am Deckelteil 1 und am Bodenteil 9 angebracht sind, angreifen.
In den Ringraum 6 zwischen äußerem Zylinder 4 und innerem Zylinder 5 münden ein Wärmetauschermedium-Einlaß und ein Wärmetauschermedium-Auslaß (aus der Figur nicht ersichtlich). Innerhalb des Ringraums 6 können zwischen dem äußeren Zylinder 4 und dem inneren Zylinder 5 ferner Wärmetauschermedium-Leitvorrichtungen in Form von Umlenk- und Prallplatten angeordnet sein. Die Prallplatten können z.B. als gebogene Platten ausgebildet sein und den Ringraum 6 in einen Hauptraum und einen vorgeschalteten Vorraum teilen, wobei die beiden Räume in Fluidverbindung stehen. Alternativ könnte die Leitvorrichtung auch in Form eines Prallblechs vorliegen. Ferner sei an dieser Stelle erwähnt, daß auch im Bereich des Wärmetauschermedium-Auslasses Leitvorrichtungen in Form von Leitblechen angebracht sind.
Wie bereits erwähnt, ist das aus den beiden Zylindern 4 und 5 sowie aus den Dichtungen 11 und 12 bestehende Bauteil in das Deckelteil 1 und das Bodenteil 9 eingesteckt und wird über an den Halterungen 23 und 24 angebrachte bzw. befestigte Spannelemente zusammengehalten bzw. eingespannt. Diese liegen in Form einer Spannstange vor, wobei an dieser Stelle erwähnt sei, daß auch ein Zuganker bzw. eine Gewindestange, ein Drahtstraffer oder auch eine Straffvorrichtung, welche bei Betätigung derselben zwei Gewindestangen in gegenläufige Bewegung versetzt, als Spannvorrichtung bzw. als Teile davon in Frage kämen.
Weiterhin nicht aus der Zeichnung ersichtlich ist, daß der innere Zylinder 5 an der dem Brenner 2 zugewandten Seite und/oder an der dem Ringraum 6 zugewandten Seite Rip pen als oberflächenvergrößernde Vorkehrungen aufweisen kann. Insbesondere kann der innere Zylinder 5 als beripptes Strangpreßprofil ausgebildet sein. Ferner sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß im Ringraum 6 ein Rohrwendel-Wärmetauscher vorgesehen sein kann, der in der hier beschriebenen Ausführungsform für eine Warmwasserbereitung vorgesehen ist.
Auch die zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers gemäß 2 ist für öl- oder gasbefeuerte Brenner ausgelegt und weist die für den Brenner 2 vorgesehene Aussparung auf. Im übrigen entsprechen die mit den bereits aus 1 bekannten Bezugszeichen bezeichneten Bauteile denjenigen aus 1. In der Folge sei hauptsächlich auf die Unterschiede, welche die zweite von der ersten bevorzugten Ausführungsform unterscheiden, eingegangen, wohingegen Gemeinsamkeiten nicht mehr ausführlich erörtert seien.
In der zweiten bevorzugten Ausführungsform sind zwischen Deckelteil 1 und Bodenteil 9 einerseits und dem Zylinderblock 3 andererseits ein ringförmiger Deckelflansch 13 bzw. Bodenflansch 14 eingefügt. Die Stirnseiten 7, 8 des Zylinderblocks 3 bzw. von innerem Zylinder 5 und äußerem Zylinder 4 sind fluiddicht zwischen dem Deckelflansch 13 und dem Bodenflansch 14 eingesteckt. Dadurch können sowohl der innere Zylinder 5 als auch der äußere Zylinder 4 zerstörungsfrei vom Deckelflansch 13 und Bodenflansch 14 gelöst und freigelegt werden. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die Stirnseiten 7, 8 des Zylinderblocks 3 durch den Deckelflansch 13 und den Bodenflansch 14 gebildet werden.
Auch in der vorliegenden zweiten bevorzugten Ausführungsform weist der Wärmetauscher einen Einlaß sowie einen Auslaß für das Wärmetauschermedium auf (in 2 nicht dargestellt), wobei der Einlaß für das Wärmetauschermedium im Deckelflansch 13 integriert ist, wohingegen der Auslaß für das Wärmetauschermedium im Bodenflansch 14 integriert ist.
Eine fluiddichte Abdichtung des Ringraumes 6 zwischen dem inneren Zylinder 5 und dem Deckelflansch 13 sowie dem Bodenflansch 14 erfolgt durch eine zwischen dem inneren Zylinder 5 und dem Deckelflansch 13 bzw. dem Bodenflansch 14 umlaufende Fluiddichtung in Form eines um die Außenwand des inneren Zylinders 5 herum geführten O-Rings 11. Analog erfolgt eine fluiddichte Abdichtung des Ringraumes 6 zwischen dem äußeren Zylinder 4 und dem Deckelflansch 13 sowie dem Bodenflansch 14 mit jeweils einer umlaufenden Fluiddichtung in Form eines um die Außenwand des äußeren Zylinders 4 herum geführten O-Rings 12. Sowohl der Deckelflansch 13 als auch der Bodenflansch 14 sind mit jeweils einer Schraube 15, 16 am inneren Zylinder 5 befestigt. Eine zusätzliche fluiddichte Abdichtung zur Erhöhung der Sicherheit erfolgt zwischen dem doppelwandigen Zylinderblock 3 und dem Deckelteil 1. Für die gewünschte Dichtwirkung sorgt wiederum eine umlaufende Fluiddichtung, die in Form eines O-Rings 17 an der Außenseite des Deckelflansches 1 angeordnet ist. An dieser Stelle sei erwähnt, daß auch eine ringförmige Flachdichtung an der Stirnseite 7 des Deckelflansches 13 denkbar wäre. Eine analoge Dichtung findet sich zwischen dem Zylinderblock 3 und dem Bodenteil 9.
Die Verbindung zwischen Deckelflansch 13 und innerem Zylinder 5 erfolgt mittels einer Schraube 15, welche gleichzeitig auch das Deckelteil 1 am inneren Zylinder 5 befestigt. Analog sind Bodenteil 9, Bodenflansch 14 und der innere Zylinder 5 mit einer Schraube 16 aneinander befestigt. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß auch weitere Spannelemente zur Befestigung des Zylinderblocks 3 zwischen Deckelteil 1 und Bodenteil 9 sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander denkbar sind. Es handelt sich hierbei beispielsweise um Spannverbindungen oder aber auch um Gewindestangen, wie sie vorstehend bzw. in den Ansprüchen näher definiert sind.
Sowohl der ringförmige Deckelflansch 13 als auch der ringförmige Bodenflansch 14 sind jeweils durch ein Ringprofil mit radial nach innen sowie radial nach außen offenen Ringnuten versehen, in welchen die Fluiddichtungen in Form der O-Ringe 11, 12 (nach innen offene Ringnuten) und des O-Ringes 17 (nach außen offene Ringnut) aufgenommen werden. Die Ringprofile, aus denen Deckelflansch 13 und Bodenflansch 14 gebildet sind, sind in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform aus Metall. Im zusammengebauten Zustand gelangen die Fluiddichtungen 11, 12, 17 in Anlage an die Außen- und Innenseiten von innerem 5 und äußerem 4 Zylinder. Die Ringprofile, die den Deckelflansch 13 und den Bodenflansch 14 definieren, weisen im Querschnitt eine Stufe 18 auf derart, daß eine radial innere nach innen gerichtete Anlagefläche für den inneren Zylinder 5 und eine äußere, ebenfalls nach innen gerichtete Anlagefläche für den äußeren Zylinder 4 definiert ist. Letztendlich sei darauf verwiesen, daß sowohl die radial nach innen als auch die radial nach außen offene Ringnut zur Aufnahme der Fluiddichtungen 11, 17 jeweils an ihrem dem Deckelteil 1 und Bodenteil 9 zugekehrten Endabschnitt der den Deckelflansch 13 und Bodenflansch 14 definierenden Ringprofile angeordnet sind. Die radial äußere Ringdichtung wirkt mit einem den Deckelflansch 13 und Bodenflansch 14 übergreifenden Umfangskragen 19 von Deckelteil 1 und Bodenteil 9 fluiddichtend zusammen.
Obwohl die Erfindung anhand einer Ausführungsform mit fester Merkmalskombination beschrieben wird, umfaßt sie doch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombina tionen dieser Merkmale, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

1: Deckelteil
2: Brenner
3: Zylinderblock
4: äußerer Zylinder
5: innerer Zylinder
6: Ringraum
7,8: Stirnseite des Ringraums
9: Bodenteil
10: Abgasauslaß
11,12: Fluiddichtung bzw. O-Ring
13: Deckelflansch
14: Bodenflansch
15,16: Schraube
17: Fluiddichtung bzw. O-Ring
18: Stufe
19: Umfangskragen
23,24: Halterung

Claims

Wärmetauscher, insbesondere für öl- oder gasbefeuerte Brennwertheizgeräte bzw. Brenner (2), gekennzeichnet durch einen sich um den Brenner (2) herumerstreckenden doppelwandigen, aus einem inneren (5) und einem äußeren (4) Zylinder zusammengesetzten Zylinderblock (3), wobei zwischen äußerem (4) und innerem (5) Zylinder ein von einem Wärmetauschermedium, insbesondere Wasser, durchströmter Ringraum (6) begrenzt ist, dessen Stirnseiten (7, 8) fluiddicht zwischen einem Deckel (1)- und Bodenteil (9) eingespannt sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (2) am Deckel (1)- oder Bodenteil (9) und ein Abgasauslaß (10) dem Brenner (2) gegenüberliegend am Boden (9)- bzw. Deckelteil (1) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den stirnseitigen Rändern von innerem (5) und äußerem (4) Zylinder einerseits und Deckel (1)- sowie Bodenteil (9) andererseits jeweils eine Fluiddichtung (11, 12) eingefügt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den stirnseitigen Rändern von innerem (5) und äußerem (4) Zylinder zugeordneten Fluiddichtungen (11, 12) im Querschnitt etwa T-förmig ausgebildet und mit ihren Stegen jeweils zwischen dem inneren (5) und äußeren (4) Zylinder positioniert sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus innerem (5) und äußerem (4) Zylinder sowie den zugeordneten Fluiddichtungen (11, 12) bestehende Baueinheit innerhalb ringförmiger Nuten an Deckel (1)- und Bodenteil (9) positionier-, insbesondere einsteckbar sind.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannung des doppelwandigen Zylinderblocks zwischen Deckel (1)- und Bodenteil (9) durch an Deckel (1)- und Bodenteil (9) angreifende Spannelemente, insbesondere Spannschrauben, erfolgt.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringraum (6) zwischen äußerem (4) und innerem (5) Zylinder ein Wärmetauschermedium-Einlaß sowie Wärmetauschermedium-Auslaß mündet.
Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ringraums (6) zwischen äußerem (4) und innerem (5) Zylinder Wärmetauschermedium-Leitvorrichtungen, insbesondere Umlenk- oder Prallplatten oder spiralförmig um die Zylinderachse geführte Leitvorrichtungen angeordnet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte bzw. die Prallplatten als Prallblech oder als gebogene Platte ausgebildet ist bzw. sind und den Ringraum (6) in einen Hauptraum und einen vorgeschalteten Vorraum trennt, welche in Fluidverbindung miteinander stehen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente wenigstens einen Zuganker umfassen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente wenigstens eine Gewindestange umfassen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente wenigstens einen Drahtstraffer umfassen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 12, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente wenigstens eine Straffvorrichtung umfassen, welche bei Betätigung derselben zwei Gewindestangen in gegenläufige Bewegung versetzt.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (5) an seiner dem Brenner zugewandten und/oder an seiner dem Heizwassermantel zugewandten Seite Rippen od. dgl. oberflächenvergrößernde Vorkehrungen aufweist.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (5) als beripptes Strangpreßprofil ausgebildet ist.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch inneren (5) und äußeren (4) Zylinder definierten Ringraum (6) ein Rohrwendel-Wärmetauscher, insbesondere für eine Warmwasser-Bereitung, positioniert ist.
Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 und 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Deckel (1)- und/oder Bodenteil (9) einerseits und Zylinderblock (3) andererseits ein ringförmiger Deckel (13)- bzw. Bodenflansch (14) eingefügt ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (7, 8) von innerem (5) und äußerem (4) Zylinder fluiddicht zwischen dem Deckelflansch (13) und dem Bodenflansch (14) derart eingefügt, insbesondere eingesteckt sind, daß der innere (5) und äußere (4) Zylinder zerstörungsfrei vom Deckel (13)- und Bodenflansch (14) lös- und freilegbar ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Deckel (1)- bzw. Bodenteil (9) und Deckel (13)- bzw. Bodenflansch (14) jeweils eine weitere Fluiddichtung angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauschermedium-Einlaß im Deckelflansch (13) oder im Bodenflansch (14) und/oder der Wärmetauschermedium-Auslaß im Boden (14)- bzw. im Deckelflansch (13) integriert ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichte Abdichtung des Ringraumes (6) zwischen innerem Zylinder (5) und Deckelflansch (13) und/oder zwischen innerem Zylinder (5) und Bodenflansch (14) mit jeweils mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung (11), insbesondere mittels eines um die Außenwand des inneren Zylinders (5) herum geführten O-Rings, erfolgt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichte Abdichtung des Ringraumes (6) zwischen äußerem Zylinder (4) und Deckelflansch (13) und/oder zwischen äußerem Zylinder (4) und Bodenflansch (14) mit jeweils mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung (12), insbesondere mittels eines um die Außenwand des äußeren Zylinders (4) herum geführten O-Rings, erfolgt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelflansch (13) und/oder der Bodenflansch (14) mit jeweils mindestens einer Schraube (15, 16) am inneren (5) Zylinder befestigt sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 23, insbesondere Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichte Abdichtung zwischen dem doppelwandigen Zylinder (3) und Deckelteil (1) mit mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung erfolgt, insbesondere mittels eines O-Rings, der an der Außenseite des Deckelflansches (13) anliegt, oder mittels einer ringförmigen Flachdichtung, die an der Stirnseite (7) des Deckelflansches (13) anliegt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 24, insbesondere Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die fluiddichte Abdichtung zwischen dem doppelwandigen Zylinder (3) und Bodenteil (9) mit mindestens einer umlaufenden Fluiddichtung erfolgt, insbesondere mittels eines O-Rings, der an der Außenseite des Bodenflansches (14) anliegt, oder mittels einer Flachringdichtung, die an der Stirnseite des Bodenflansches (14) anliegt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelwandige Zylinder (3) zwischen Deckelteil (1) und Bodenteil (9) mit Hilfe eines oder einer Kombination der folgenden Spannelemente einspannbar ist: – Schraubverbindung zwischen Deckelteil (1) und Deckelflansch (13) mit mindestens einer Befestigungsschraube, – Schraubverbindung zwischen Bodenteil (9) und Bodenflansch (14) mit mindestens einer Befestigungsschraube, – Spannverbindung zwischen Deckelteil (1) und Deckelflansch (13) mit mindestens zwei Spannverschlüssen, – Spannverbindung zwischen Bodenteil (9) und Bodenflansch (14) mit mindestens zwei Spannverschlüssen, – Einspannung des doppelwandigen Zylinders (3) zwischen Deckelteil (1) und Bodenteil (9) mit mindestens zwei zwischen Deckelteil (1) und Bodenteil (9) angreifenden Gewindestangen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Deckel (13)- bzw. Bodenflansch (14) jeweils durch ein Ringprofil – insbesondere aus Metall – mit radial nach innen sowie radial nach außen offenen Ringnuten zur Aufnahme von Ringdichtungen, insbesondere O-Ringen gebildet wird derart, daß diese in zusammengebautem Zustand in Anlage an die Außen- und/oder Innenseiten von innerem (5) und äußerem (4) Zylinder gelangen.
Wärmetauscher nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die die Deckel (13)- und Bodenflansch (14) definierenden Ringprofile im Querschnitt eine Stufe aufweisen derart, daß eine radial innere nach innen gerichtete Anlagefläche für den inneren Zylinder (5) und eine äußere ebenfalls nach innen gerichtete Anlagefläche für den äußeren Zylinder (4) definiert ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die die Deckel (13)- und Bodenflansch (14) definierenden Ringprofile an ihren dem Deckel (1)- und Bodenteil (9) zugekehrten Endabschnitten sowohl wenigstens eine radial nach innen als auch wenigstens eine radial nach außen offene Ringnut zur Aufnahme von Ringdichtungen aufweisen, wobei die radial äußere Ringdichtung mit einem dem Deckel- bzw. Bodenflansch übergreifenden Umfangskragen von Deckel- bzw. Bodenteil fluiddichtend zusammenwirkt.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (9) und der Bodenflansch (14) und/oder das Deckelteil (1) und der Deckelflansch (13) einstückig ausgebildet sind.
Wärmetauscher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des inneren Zylinders (5) ein zylindrischer Verdrängungskörper koaxial angeordnet ist.