DE3339629A1

DE3339629A1 - Sheet-metal plate for producing a heat exchanger wall

Info

Publication number: DE3339629A1
Application number: DE19833339629
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 6334 Aßlar Fuchs
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1983-11-02
Filing date: 1983-11-02
Publication date: 1985-05-09

Abstract

A sheet-metal plate for producing a heat exchanger wall, in particular the boundary wall of the hot gas flue (5) and/or of the combustion chamber (4) of a heating boiler consists of a prefabricated laminated plate having a corrugated sheet-metal layer (1) and a plane sheet-metal layer (2 and/or 3) applied at least on one side. <IMAGE>

Description

Blechplatte zur Erzeugung einer Wärmetauscherwand Sheet metal plate to create a heat exchanger wall

Die Erfindung betrifft eine Blechplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a sheet metal plate according to the preamble of the patent claim 1.

Blechplatten dieser Art bestehen aus einem ebenen Plattenelement, das mit den gängigen Methoden verformt und verbunden werden kann. Es dient der Trennung von zwei unterschiedlich temperierten Medien, ohne jedoch den Wärmeübergang auszuschließen. Bei Heizungskesseln treten sich als Medien die Heizgase und das Kesselwasser gegenüber.Sheet metal plates of this type consist of a flat plate element, which can be deformed and connected with the usual methods. It is used for separation of two differently tempered media, but without excluding the heat transfer. In the case of heating boilers, the media are the heating gases and the boiler water.

Die Blechplatte als Wärmetauscherwand sollte einen guten Wärmeübergang ermöglichen, um eine gute Ausnutzung der Heizgaswärme zu erzielen. Bei ausreichend hohen Heizgastemperaturen wird die Wärmetauscherwand auf der Heizgasseite immer trocken bleiben. Sobald die Heizgastemperaturen jedoch bestimmte Werte unterschreiten, ist das Ausscheiden von saurem Kondensat aus den Heizgasen möglich, welches sich auf den Wärmetauscherflächen niederschlägt. Sofern nicht ausreichende Gegenmaßnahmen ergriffen werden, können Zerstörungen durch Korrosion auftreten.The sheet metal plate as the heat exchanger wall should have good heat transfer enable to achieve a good utilization of the heating gas heat. With sufficient The heat exchanger wall on the hot gas side will always be high hot gas temperatures keep dry. However, as soon as the heating gas temperatures fall below certain values, the separation of acid condensate from the heating gases is possible, which is precipitates on the heat exchanger surfaces. Unless adequate countermeasures are taken, destruction by corrosion can occur.

Solche niedrigen Heizgastemperaturen unter dem sogenannten Taupunkt können bei modernen Niedertemperaturkesseln während der Anfahrphase des Brenners an den Brennkammerwänden und noch stärker an den Wänden des nachgeschalteten Heizgaszuges auftreten. Hier kommen die Heizgase mit dem zunächst noch recht kühlen Kesselwasser in Berührung. Das fuhrt zu einer anfänglich starken Abkühlung der Heizgase mit den zu erwartenden Taupunktsunterschreitungen. In gewissen Zonen des Heizgaszuges können diese Verhältnisse auch während der gesamten Brennerlaufzeit vorliegen.Such low heating gas temperatures below the so-called dew point can with modern low-temperature boilers during the start-up phase of the burner on the combustion chamber walls and even more so on the walls of the downstream hot gas flue appear. This is where the heating gases come in with the boiler water, which is initially quite cool in touch. This leads to an initially strong cooling of the heating gases with the expected Below the dew point. In certain areas of the These conditions can also be achieved with the hot gas flue during the entire burner running time are present.

Es wurden bereits Maßnahmen vorgeschlagen, die Einwirkung des kühlen Kesselwassers auf die Heizgase zu verringern. Die DE-OS 32 08 731 offenbart das Aufbringen einer Wärmeisolationsschicht auf der Wasserseite der Wärmetauscherwand. Diese Beschichtung soll einerseits die Wärmeübertragung zum Kesselwasser nicht übermäßig behindern, andererseits die Einwirkung des zunächst kühlen Kesselwassers auf die Heizgase verringern.Measures have already been proposed to prevent the action of the cool To reduce boiler water to the heating gases. DE-OS 32 08 731 discloses this Application of a thermal insulation layer on the water side of the heat exchanger wall. On the one hand, this coating should not allow excessive heat transfer to the boiler water hinder, on the other hand, the effect of the initially cool boiler water on the Reduce heating gases.

Ähnliche Ergebnisse werden durch die Zuordnung einer zweiten Wand in einem gewissen Abstand zur eigentlichen Wärmetauscherwand angestrebt, wie es beispielsweise der DE-OS 17 78 832 und der DE-AS 22 21 801 zu entnehmen ist. Hier ist ein doppelter Materialaufwand und ein doppelter Fertigungsschritt während des Kesselbaues erforderlich. Es sind vorgegebene Abstände einzuhalten und ggfs. Verbindungsstege oder Verbindungsschweißnähte zwischen den beiden Blechplatten einzuziehen. Die genannten Mängel liegen auch dann vor, wenn die beiden Blechplatten zunächst zu einer Doppelplatte verbunden und erst dann weiterverarbeitet werden.Similar results are obtained by assigning a second wall aimed at a certain distance from the actual heat exchanger wall, like it for example DE-OS 17 78 832 and DE-AS 22 21 801 can be found. here is a double cost of materials and a double production step during the Boiler construction required. The specified distances and, if necessary, connecting webs are to be observed or to draw connecting welds between the two sheet metal plates. The mentioned Defects are also present when the two sheet metal plates initially form a double plate connected and only then processed further.

Das aufwendige Zuordnen einer Sperrschicht zur Wärmetauscherwand, ob als Wärmeisolationsschicht oder als Doppelwand mit einem Luftzwischenraum, soll vermieden werden. Solche Arbeiten stellen eine Verschlechterung des Arbeitsflüsses und eine Verteuerung des fertigen Produktes dar.The complex assignment of a barrier layer to the heat exchanger wall, whether as a thermal insulation layer or as a double wall with an air gap be avoided. Such work represents a deterioration in the working fluid and an increase in the price of the finished product.

Gemäß der Erfindung besitzt die Blechplatte zur Erzeugung der Wärmetauscherwand das im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannte Merkmal.According to the invention, the sheet metal plate has for generating the heat exchanger wall the feature mentioned in the characterizing part of claim 1.

Es wird nicht eine Blechplatte verwandt, welcher der Kesselbauer in einem weiteren Arbeitsschritt die notwendige zweite Schicht zuordnen muß. Vielmehr wird eine als Einheit vorgefertigte, handelsübliche Verbundplatte eingesetzt. Eine solche Platte aus einer Großserienproduktion ist relativ preiswert.A sheet metal plate is not used, which the boiler maker in must assign the necessary second shift to a further work step. Much more a commercially available composite panel, prefabricated as a unit, is used. One such a plate from a large-scale production is relatively inexpensive.

Sie kann wie eine einzige Blechplatte transportiert und bearbeitet werden. Sie ist ebenso biegefest wie Vollmaterial und sogar von größerer Steifigkeit. Sie erfüllt bei geringerer Wandstärke und geringerem Gesamtgewicht dieselben Funktionen wie die aus zwei Einzelplatten erstellte Doppelwand.It can be transported and processed like a single sheet metal plate will. It is just as resistant to bending as solid material and is even more rigid. It fulfills the same functions with a smaller wall thickness and lower overall weight like the double wall made from two single panels.

In vielen Fällen dürfte es bereits ausreichen, eine Verbundplatte mit einer gewellten und einer einseitig aufgebrachten ebenen Lage zu verwenden. Zonen eines ungehinderten Wärmeüberganges wechseln dabei mit isolierten Zonen ab. Für Bereiche, in denen eine stärkere Abschirmung erforderlich ist, sollte hingegen eine Verbundplatte mit beidseitig aufgebrachten, ebenen Blechlagen verwandt werden. Dabei kann es angebracht sein, die Dicke der Blechlagen unterschiedlich zu wählen.In many cases, a composite panel should already be sufficient to be used with a corrugated layer and a flat layer applied on one side. Zones of unhindered heat transfer alternate with isolated zones. For areas where stronger shielding is required, however, A composite panel with flat sheet metal layers applied on both sides can be used. It may be appropriate to choose different thicknesses of the sheet metal layers.

Auf der Heizgasseite empfiehlt sich dann eine größere Dicke, da hier höhere Temperaturbelastungen auftreten.A greater thickness is then recommended on the heating gas side, as here higher temperature loads occur.

Im Wärmetauscherbau kennt man nur die Verwendung von ebenen Blechplatten aus Vollmaterial, die zur Erzeugung einer doppelschaligen Wärmetauscherwand eventuell miteinander zu kombinieren sind. Der Einsatz einer vorgefertigten Verbundplatte nach der Erfindung zur Erzeugung einer doppelschaligen Wärmetauscherwand bringt beträchtliche Vorteile.In the construction of heat exchangers, one only knows the use of flat sheet metal plates made of solid material, which may be used to create a double-shell heat exchanger wall are to be combined with each other. The use of a prefabricated composite panel brings according to the invention to produce a double-shell heat exchanger wall considerable benefits.

Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt: Fig. 1: Einen Querschnitt durch eine Verbundplatte mit einer gewellten und zwei ebenen Blechlagen, Fig. 2: Einen Querschnitt durch eine Verbundplatte mit einer gewellten und einer ebenen Blechlage, Fig. 3: Einen Querschnitt durch einen Heizungskessel und Fig. 4: Einen Querschnitt durch einen Heizgaszug.The accompanying drawing shows an embodiment of the invention It shows: FIG. 1: A cross section through a composite panel with a corrugated and two flat sheet metal layers, Fig. 2: A cross section through a Composite panel with a corrugated and a flat sheet metal layer, Fig. 3: A cross section through a heating boiler and FIG. 4: A cross section through a heating gas flue.

Die Verbundplatte, die wie eine Platte aus herkömmlichem ollmaterial zu behandeln ist, besteht aus einer gewellten Blechlage 1 und mindestens einer mit ihr verbundenen ebenen Blechlage 2. Eine weitere ebene Blechlage 3, ggfs. von unterschiedlicher Dicke als die erste Blechlage 2, kann die gewellte Blechlage 1 auf der Rückseite abschirmen. Der Verbund der Lagen kann auf beliebige Weise erfolgen. Da die Verbundplatte eine in sich geschlossene Einheit darstellt, wird diese Einheit auch im verarbeiteten Zustand immer erhalten bleiben.The composite panel, which is like a panel made of conventional solid material is to be treated, consists of a corrugated sheet metal layer 1 and at least one with their connected flat sheet metal layer 2. Another flat sheet metal layer 3, if necessary. Different Thickness than the first sheet metal layer 2, the corrugated sheet metal layer 1 on the back shield. The layers can be connected in any way. As the composite panel represents a self-contained unit, this unit is also processed in the processed State always retained.

Vorgefertigte Verbundplatten der dargestellten Art sind im Handel zu beziehen und können eine beliebige Gesamtdicke, etwa in einem Bereich um 5 mm, besitzen.Prefabricated composite panels of the type shown are commercially available and can be any total thickness, for example in a range of 5 mm, own.

Der Heizungskessel besitzt einen Brennraum 4 und Heizgaszüge 5, welche in den Endbereichen mit dem Brennraum und mit einem Abgaskanal verbunden sind. Die Wärmetauscherwände bestehen aus den beschriebenen Verbundplatten mit den Blechlagen 1, 2 und/oder 3. Diese Verbundplatten werden in bekannter Weise verformt und an einer Verbindungsstelle durch eine Längsschweißnaht 6 verschweißt. Selbstverständlich ist darauf zu achten, daß von der Stirnseite her kein Wasser in die Zwischenräume strömen kann.The heating boiler has a combustion chamber 4 and heating gas flues 5, which are connected in the end areas with the combustion chamber and with an exhaust gas duct. the Heat exchanger walls consist of the composite panels described with the sheet metal layers 1, 2 and / or 3. These composite panels are deformed and attached in a known manner a connection point is welded by a longitudinal weld seam 6. Of course care must be taken that no water enters the gaps from the front can flow.

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Claims

Claims 4. Sheet metal plate for generating a heat exchanger wall, in particular the boundary wall of the heating gas flue and / or the combustion chamber of a Heating boilers, characterized by their structure as a prefabricated composite panel with a corrugated sheet metal layer (1) and one applied at least on one side, flat sheet metal layer (2 and / or 3).

2. Sheet metal plate according to claim 1, characterized by on both sides the corrugated layer (1) applied flat sheet metal layers (2 and 3).

3. Sheet metal plate according to claim 2, characterized in that the two flat sheet metal layers (2s3) have different thicknesses.

4. Sheet metal plate according to claim 1, characterized in that one side applied flat sheet metal layer (2) is on the heating gas side.

5. Sheet metal plate according to claim 1, characterized in that one side angry.

flat sheet metal layer (2) is on the water side.