DE2259785C3 - Wassererhitzer mit einem Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wassererhitzer mit einem Wärmetauscher, der eine Anzahl von im wesentlichen ebenen, in Abständen parallel zueinander angeordneten vertikalen Platten aufweist, die von mehreren horizontalen Wasserrohren mit in Vertikalrichtung langgestrecktem Querschnitt durchdrungen sind, wobei die Platten und die Wasserrohre als einstückiges Gußteil ausgebildet sind.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt (DE-GM 314, DE-GM 70 23 027). Bei ihnen spielt der Wärmeaustausch pro Gewicht des in der Regel gegossenen Wärmetauschers eine wesentliche Rolle, um den Wärmetauscher, der line gewünschte Heizleistung eines Brenners liefern soll, möglichst wirtschaftlich herstellen zu können. Insoweit lassen die bekannten Konstruktionen zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß der Wärmeaustausch pro Gewicht erhöht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserrohre einen sich nach oben verbreiternden Querschnitt aufweisen und daß an den Platten Mittel zum Erzeugen von Turbulenzen in den Rauchgaskanälen vorgesehen sind

Durch die Turbulenzen wird der Wärmeübergang von den Rauchgasen auf den Wärmetauscher verbessert Die Rauchgaskanäle sind dabei so gestaltet, daß die Strömungsgeschwindigkeit nicht unter das für die Aufrechterhaltung der Turbulenzen erforderliche Maß absinken kann. Die Rauchgaskanäle verjüngen sich nach

ίο oben hin, so daß die durch die Abkühlung der Rauchgase hervorgerufene Volumenverminderung ausgeglichen wird und nicht zu einer Verzögerung der Strömung führt Insgesamt ergibt sich eine Erhöhung der Leistung des Wärmetauschers, bezogen auf dessen Gewicht, so daß also eine wirtschaftlichere Konstruktion ermöglicht wird.

Vorzugsweise sind die Mittel zum Erzeugen der Turbulenzen als Löcher oder Schlitze in den Platten ausgebildet. Diese Maßnahme ist äußerst einfach und wirksam.

Um möglichst große Warmeübergangsflachen zu erzielen, sind erfindungsgemäß die Wasserrohre im wesentlichen über die ganze Höhe der Platten angeordnet.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal sind höchstens fünf Wasserrohre vorgesehen.

Vorzugsweise sind an den entgegengesetzten Flächen der unteren Teile der Wasserrohre Innenrippen angeordnet. Dadurch verbessert sich der Wärmeübergang vom Wärmetauscher auf das Wasser. Dieser Vorteil verstärkt sich noch dadurch, daß die Innenrippen abwechselnd an den Wasserrohren gegeneinander versetzt angeordnet sind und/oder daß in der Mitte jedes Wasserrohres eine sich vollständig quer über das Wasserrohr erstreckende Rippe angeordnet ist.

Vorzugsweise sind an den Innenflächen der Wasserrohre Vorsprünge angeordnet, die die Wärmeübergangsfläche vergrößern.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht im Teilschnitt eines Wärmetauschers für einen Wasserheizkessel,

F i g. 2 eine Endansicht im Teilschnitt entlang der LinieN-NderFig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie X-Xatr F i g. 4,

F i g. 4 eine Draufsicht im Teilschnitt entlang der Linie M-Mder F i g. 2 und

F i g. 5 eine Ansicht im Schnitt eines gesamten Heizkessels, der den Wärmetauscher gemäß den F i g. 1 bis 4 enthält.

Der Wärmetauscher umfaßt eine Reihe von flachen Platten A, die vertikal in Abständen sowie parallel zueinander angeordnet sind. Die Platten weisen eine quadratische oder langgestreckte Form auf. Drei Wasserrohre B sind horizontal durch jede der Platten geführt und mit diesen einstückig ausgebildet, so daß, so daß der gesamte Wärmetauscher in der aus der Figur ersichtlichen Weise als einstückiges Gußteil ausgebildet ist. Die Wasserrohre sind in gleichem Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich über die gesamte Höhe der Platten. Sie können jedoch auch sich alternierend ein wenig oberhalb der Platten erstrecken oder ein wenig unterhalb der Platten enden, falls dies gewünscht wird. In ihrer Querschnittsform sind die Wasserrohre, wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, an ihrem oberen Ende mit einem etwas größeren Querschnitt ausgebildet, und sie verjüngen sich in

gewissem Ausmaß in Richtung auf das untere Ende, so daß ihre äußeren Oberflächen in wirksamerer Weise mit den Verbrennungsprodukten in Berührung kommen bzw. von diesen umspült werden können Die Verbrennungsprodukte steigen dabei durch enge Rauchgaskanäle C zwischen den Platten und Wasserrohren auf und stammen von einem unterhalb des Wärmetauschers angeordneten Brenner K. In den unteren Teilen der Wasserrohre sind, wie gezeigt, Innenrippen D ausgebildet, wobei sich die Innenrippen alternierend von den gegenüberliegenden Flächen der Wasserrohre erstrekken und zueinander in Längsrichtung auf Lücke gesetzt sind. Als Ausnahme hierzu erstreckt sich eine Rippe D¹ der Länge nach in der Mitte jedes Wasserrohrs und zwar wie aus den Fig.2 und 4 ersichtlich, über den gesamten Abstand quer durch das Wasserrohr. Die inneren Oberflächen der Wasserrohre sind mit Vorsprüngen E versehen, um das wirksame Oberflächengebiet und somit den Wärmeaustauscheffekt zu vergrößern. Die Platten A sind in gleichmäßiger Dicke ausgebildet, mit der Ausnahme, daß an jedem Ende des Wärmetauschers eine schwerere Platte A' vorgesehen ist. Die Platten Λ¹ sind mit ausladenden Flanschen A² ausgestattet, welche Löcher A³ zur Erleichterung der Montage des Wärmetauschers in einem Heizungskessel aufweisen. Die Platten A sind mit Löchern oder Schlitzen A* versehen, um die Turbulenz der durch den Wärmetauscher aufsteigenden Verbrennungsprodukte zu vergrößern und somit eine wirksamere Berührung mit den Wasserrohren B herbeizuführen. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, ist ein die Platten A und die Wasserrohre B in der beschriebenen Weise enthaltender Wärmetauscher, der hier allgemein mit H bezeichnet ist, in einem Kesselraum J angeordnet Unterhalb des Wärmetauschers ist ein Brenner K von irgendeiner geeigneten Art eingebaut, so daß die von dem Brenner herrührende Wärme in der durch Pfeile angedeuteten Weise in eine Abgaskammer L oberhalb des Wärmetauschers aufsteigt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Wassererhitzer mit einem Wärmetauscher, der eine Anzahl von im wesentlichen ebenen, in Abständen parallel zueinander angeordneten vertikalen Platten aufweist, die von mehreren horizontalen Wasserrohren mit in Vertikalrichtung langgestrecktem Querschnitt durchdrungen sind, wobei die Platten und die Wasserrohre als einstückiges Gußteil ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserrohre (B) einen sich nach oben verbreiternden Querschnitt aufweisen und daß an den Platten (A) Mittel (A4) zum Erzeugen von Turbulenzen in den Rauchgaskanälen (C) vorgesehen sind

2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der Turbulenzen als Löcher oder Schlitze (A A) in den Platten (Λ/ausgebildet sind.

3. Wassererhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserrohre (B) im wesentlichen über die ganze Höhe der Platten (A) angeordnet sind.

4. Wassererhitzer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens fünf Wasserrohre (B) vorgesehen sind.

5. Wassererhitzer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den entgegengesetzten Flächen der unteren Teile der Wasserrohre (B) Innenrippen (Xty angeordnet sind.

6. Wassererhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrippen (D) abwechselnd an den Wasserrohren (B) gegeneinander verseizt angeordnet sind.

7. Wassererhitzer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte jedes Wasserrohres (B) eine sich vollständig quer über das Wasserrohr erstreckende Rippe (Di) angeordnet ist.

8. Wassererhitzer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenflächen der Wasserrohre (B) Vorsprünge ^angeordnet sind.