DE3606871C2 - Wärmetauscher, bestehend aus flachkammerförmigen Modulen - Google Patents
Wärmetauscher, bestehend aus flachkammerförmigen ModulenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für
mit Öl oder Gas betriebene Warmluft-Erzeuger, bestehend aus mehreren
gleichartig ausgebildeten flachkammerförmigen Modulen.
Wärmetauscher sind in den verschiedensten Ausführungsformen
bekannt, aber sie sind häufig mit den Nachteilen einer
schwierigen Reinigung und vor allem einer mangelnden Anpaß
barkeit an unterschiedliche Leistungserfordernisse behaftet.
Aus der DE 30 45 387 A1 ist eine modular aufgebaute Vorrich
tung zur Nutzung der Wärme der Verbrennungsgase eines Heiz
kessels bekannt, die über das Abzugsrohr des Heizkessels ge
schoben wird, und bei der kühleres Rücklaufwasser durch in
den Modulen vorgesehene Kanäle strömt, um sich so durch Wär
meaustausch mit den durch das Abzugsrohr strömenden heißen
Verbrennungsgasen zu erwärmen.
Aus der GB 11 65 173 A ist ein Radiator bekannt, der aus ei
ner Vielzahl von Plattenpaaren aufgebaut ist, die jeweils
zwischen sich zwei Kammern bilden und übereinander angeordnet
sind. Die Kammern benachbarter Plattenpaare stehen über mit
einander fluchtende Öffnungen in Verbindung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen universell einsetzbaren,
leistungsfähigen und größenmäßig an die unterschiedlichsten
Anforderungen anpaßbaren Wärmetauscher zu schaffen, der über
dies problemfrei zu reinigen und auch ohne Schwierigkeiten
auszuwechseln ist.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung
durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die Modulbauweise des Wärmetauschers nach der Erfindung er
möglicht es, den für das jeweilige Gerät benötigten, eine
bestimmte Leistung aufweisenden Wärmetauscher auf einfache
Weise aus gleichartigen Teilen aufzubauen. In entsprechender
Weise ist es auch problemfrei möglich, beispielsweise zum
Zwecke der Reinigung die Verbindung zwischen einzelnen Modu
len zu lösen, wodurch sich eine optimale Zugänglichkeit
ergibt.
Vorzugsweise sind die Rohrstutzenabschnitte an ihren freien
Enden mit Verbindungsflanschen versehen.
Jedes Modul umfaßt demgemäß neben der vorzugsweise kreisför
mig ausgebildeten Flachkammer zwei Rohrstutzenabschnitte,
die diametral versetzt an den einander gegenüberliegenden
Flachseiten des jeweiligen Moduls angebracht sind, so daß
sich insgesamt ein spiegelsymmetrischer Aufbau ergibt, der
die Zusammenstellung beliebig umfangreicher Wärmetauscher
durch spiegelsymmetrisch vertauscht erfolgendes Aneinander
setzen der einzelnen Module zusammengestellt werden kann.
Von besonderem Vorteil ist es, die Rohrstutzenabschnitte
durch zweiteilige Spannringe miteinander zu verbinden, wo
bei in die Spannringe zur Abdichtung eine umlaufende Graphit
schnur eingelegt oder eine hitzebeständige Dichtmasse eingefügt werden kann.
Diese zweiteiligen Spannringe sind einfach zu montieren und
zu demontieren und erbringen gleichzeitig die erforderliche
Stabilität in der Verbindung der einzelnen Module.
In den Flachkammermodulen selbst ist vorzugsweise zumindest
ein Umlenkblech angeordnet, das den Strömungsweg der Rauch- bzw.
Heißgase zwischen den beiden Rohrstutzenabschnitten
festlegt, die den Eingang bzw. Ausgang des jeweiligen Flach
kammermoduls bilden.
Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist jedes
Flachkammermodul aus zwei identischen Schalenhälften auf
gebaut, die über die Außenringflansche miteinander ver
schweißt sind.
Aufgrund der Tatsache, daß die einzelnen Module des Wärme
tauschers nach der Erfindung konstruktiv besonders ein
fach ausgebildet sind, läßt sich eine wirtschaftliche
Fertigung unter Verwendung üblicher Methoden der Blech
bearbeitung erzielen, wobei die Verbindung der einzelnen
Module über Spannringe nicht nur hinsichtlich der Montage des
jeweiligen Wärmetauschers günstig ist, sondern sich auch auf
die Betriebssicherheit der Gesamtanordnung vorteilhaft aus
wirkt.
Weitere besonders vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an
hand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Flach
kammermoduls,
Fig. 2 eine Draufsicht des Flachkammermoduls nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines aus Flachkammermo
dulen nach den Fig. 1 und 2 aufgebauten und
auf einem Heißlufterzeuger angebrachten Wär
metauschers, und
Fig. 4 eine Vorderansicht der Anordnung nach
Fig. 3.
Fig. 1 zeigt ein aus einer Blechkonstruktion bestehendes
Flachkammermodul 1, das aus zwei identischen Schalenhälften
11, 12 zusammengesetzt ist. Die beiden Schalenhälften sind
über Außenringflansche 13 miteinander verschweißt.
Gegeneinander diametral versetzt sind auf den einander ge
genüberliegenden Seiten des Flachkammermoduls 1 Rohrstutzen
abschnitte 4, 5 eingesetzt und mit der jeweiligen Modulwand
verschweißt oder mittels Bördelwerkzeug gebördelt sind.
An ihren außenliegenden Enden sind die Rohrstutzenabschnitte
4, 5 mit Verbindungsflanschen 6, 7 versehen, die in einer
noch näher zu beschreibenden Weise die gegenseitige Kopplung
von Modulen 1 gestatten.
Im Inneren des Moduls ist ein mittig und bei größeren
Modulen außermittig angeordnetes, sich über die gesamte
Modulhöhe erstreckendes Umlenkblech 10 vorgesehen und
durch Schweißung fixiert.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, verläuft das Umlenkblech
10 etwa entsprechend einer gemeinsamen Tangente an den Rohr
stutzenabschnitten 4, 5. Dieses Umlenkblech 10 stellt einen
definierten Verlauf der Heißgasströmung innerhalb eines
jeden Moduls 1 sicher und verhindert, daß Heißgase unmit
telbar von der Eintrittsseite zur Austrittsseite des je
weiligen Moduls gelangen können.
Der Durchmesser der Rohrstutzenabschnitte 4, 5 entspricht
etwa dem Radius des Flachkammermoduls 1, wodurch die
mechanische Festigkeit eines aus solchen Modulen aufge
bauten Wärmetauschers unter gleichzeitiger Gewährleistung
einer bestmöglichen Funktion optimiert wird.
Fig. 3 zeigt in Zusammenhang mit einem schematisch darge
stellten Heißlufterzeuger 15 einen aus mehreren Flachkam
mermodulen 1 aufgebauten Wärmetauscher.
Die abwechselnd 180° um ihre Mittenebene gedreht angeord
neten Module 1 sind über Rohrstutzen 2, 3 miteinander ver
bunden, die über die Höhe des Wärmetauschers betrachtet
in Richtung der Längsachse des Heißlufterzeugers abwechselnd
versetzt angeordnet sind.
Die Rohrstutzen 2 und 3 bestehen - wie sich aus den Fig. 1
und 2 ergibt - aus jeweils zwei Rohrstutzenabschnitten
4, 5, die über ihre Flansche mittels Spannringen 8 stabil
und rauchdicht gekuppelt sind. Zwischen die Spannringe ist
zur Gewährleistung einer absolut Rauchdichtheit vorzugs
weise eine Graphitschnur 9 eingelegt oder eine hitzebe
ständige Dichtmasse eingefügt. Es ist auch möglich, zwischen
die Rohrstutzenabschnitte 4, 5 Dichtungsringe einzusetzen.
Stützelemente 14 sind zwischen aufeinander folgenden Modu
len 1 jeweils in dem Bereich vorgesehen, in dem sich ge
rade kein Rohrstutzen 2 bzw. 3 befindet. Diese Stützele
mente 14 können aus Sechskantschrauben bestehen, aber es
sich auch hier alle denkbaren anderen Ausführungsformen
von Stützelementen brauchbar.
Der Anschluß des Wärmetauschers als Einheit an die jeweils
rauch- bzw. heißgaserzeugende Anordnung kann - wie in
Fig. 3 gezeigt - ebenfalls über Verbindungsflansche und
Spannringe 8 erfolgen.
Die Vorderansicht nach Fig. 4 läßt den symmetrischen Auf
bau des Wärmetauschers aus vier Flachkammermodulen er
kennen, die abwechselnd aufeinandergesetzt und durch Spann
ringe miteinander verbunden sind.
Symmetrisch angeordnete Stützelemente 14 stabilisieren die
Gesamtanordnung. Da die Verbindung der einzelnen Module
über die Spannringe 8 besonders einfach herstell- und
lösbar ist, lassen sich Module einzeln oder in Gruppen
problemfrei abnehmen oder austauschen und demgemäß auch
besonders einfach reinigen.
Claims (11)
1. Wärmeaustauscher, insbesondere für mit Öl oder Gas be
triebene Warmluft-Erzeuger, bestehend aus mehreren
gleichartig ausgebildeten, flachkammerförmigen Modu
len (1), die übereinander angeordnet und mechanisch so
wie strömungsmäßig über Rohrstutzen (2), die aus zu be
nachbarten Modulen (1) gehörenden ersten und zweiten
Rohrstutzenabschnitten (4, 5) bestehen, lösbar miteinan
der verbunden sind, wobei jeweils zwei aufeinanderfol
gende Rohrstutzen (2) zueinander versetzt angeordnet
sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrstutzenabschnitte (4, 5) an ihren freien
Enden mit Verbindungsflanschen (6, 7) versehen sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrstutzenabschnitte (4, 5) durch Spann
ringe (8) miteinander verbunden sind.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß in die zweiteilig ausgebildeten
Spannringe (8) eine umlaufende Graphitschnur (9) oder eine
hitzebeständige Dichtmasse eingefügt ist oder zwischen den
Rohrstutzenabschnitten (4, 5) ein Dichtungsring eingelegt
ist.
5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Flachkam
mermodule (1) schalenförmig ausgebildet und die an den
einander gegenüberliegenden Flachseiten angesetzten Rohr
stutzenabschnitte (4, 5) in Draufsicht überlappungsfrei in
verschiedenen Schalenhälften angeordnet sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Durchmesser der Rohrstutzen
abschnitte (4, 5) etwas geringer als der Radius der Flach
kammermodule (1) ist.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß in jedem
Flachkammermodul (1) ein im wesentlichen mittig und ent
sprechend einer gemeinsamen Tangente beider Rohrstutzen
abschnitte (4, 5) verlaufendes Umlenkblech (10) sowie bei
größeren Geräten außermittig zumindest ein zusätzliches
Umlenkblech vorgesehen ist.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich das Umlenkblech (10) über
die gesamte Höhe des Flachkammermoduls (1) erstreckt.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß jedes Flachkam
mermodul (1) aus zwei identischen Schalenhälften (11, 12)
besteht, die über nach außen gerichtete Ringflansche (13)
miteinander verschweißt sind.
10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Rohr
stutzenabschnitte (4, 5) sich mit Überstand in die Flach
kammermodule (1) erstrecken oder bündig mit diesen abschließen.
11. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zwischen be
nachbarten Flachkammermodulen (1) Stützelemente (14) vor
gesehen sind, die jeweils in der dem jeweiligen Verbin
dungsrohrstutzen (2, 3) gegenüberliegenden Hälfte des Mo
duls (1) angeordnet sind.
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