DE3819071C1

DE3819071C1 -

Info

Publication number: DE3819071C1
Application number: DE3819071A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 3559 Battenberg De Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-06-04
Filing date: 1988-06-04
Publication date: 1989-07-13
Also published as: EP0345426B1; EP0345426A1; ES2035403T3; ATE80938T1

Abstract

The partition wall is intended for boilers, in particular as a fire-space wall (9) or as a heating gas draught pipe which separates the water side from the gas-conducting side in the boiler housing, and heat-transfer surface enlargements in the form of longitudinal ribs folded from a sheet metal blank (12) are disposed on the gas-conducting side, and the sheet metal blank is in heat-conducting connection with the fire-space wall (9), the rib folds (8) defining wedge-shaped cavities (1) in their foot areas with the inner surface of the fire-space wall (9). In order to optimise the heat transfer of a fire-space wall, particularly in the regions of the wedge-shaped cavities, the partition wall according to the invention is so designed that the wedge-shaped cavities (1) are filled with a heat-conducting material which at least partly fills the cavity (2) and is designed, at least partly, to be in heat-conducting contact with the wall parts (3) defining the cavity (2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennwand für Heizungskes sel, nämlich Feuerraumwand oder Heizgaszugrohr, die die Wasserseite von der gasführenden Seite trennt und auf der gasseitig Wärmeübertragungsflächenvergrößerungen in Form von aus einem Blechzuschnitt gefalteten Längsrippen an geordnet sind und der Blechzuschnitt mit der Feuerraum wand wärmeleitend verbunden ist, wobei die Rippenfal tungen in ihrem Fußbereich mit der inneren Fläche der Feuerraumwand Hohlraumzwickel begrenzen.The invention relates to a partition for Heizkeskes sel, namely combustion chamber wall or Heizgaszugrohr, which the Separates and opens the water side from the gas-carrying side the heat transfer surface enlargement in the form from longitudinal ribs folded from a sheet metal blank are ordered and the sheet metal blank with the firebox wall is thermally connected, the rib fall the foot area with the inner surface of the Limit cavity wall gusset.

Derart ausgebildete Trennwände sind hinlänglich be kannt, so daß es diesbezüglich keines besonderen druck schriftlichen Nachweises bedarf. Diese Ausgestaltung der Trennwände, die sowohl für die Umschließung des Feuerraumes aber auch für die Ausbildung von Heizgas zugrohren in Frage kommen, haben sich gut bewährt, da sie neben ihrer Funktion als gasseitige Wärmeübertra gungsflächenvergrößerungen auch einen Korrosionsschutz hinsichtlich anfallenden Kondensats darstellen. Die wärmeleitende Verbindung zwischen dem zu Längsrippen aufgefalteten Blechzuschnitt und der umschließenden Wand, die in der Regel ein mehr oder weniger durchmes sergroßes Rohr darstellt, je nachdem, ob die Trennwand einen Feuerraum umschließen soll oder einen Heizgaszug, wird entweder durch Preßsitz und/oder partielle Ver schweißung erreicht.Partitions designed in this way are sufficient knows, so that there is no particular pressure in this regard written proof is required. This configuration of the partitions, both for the enclosure of the Combustion chamber but also for the formation of heating gas draw tubes come into question have proven themselves well there in addition to their function as gas-side heat transfer enlargement area also a corrosion protection with regard to condensate. The thermally conductive connection between the to longitudinal ribs unfolded sheet metal blank and the surrounding Wall, which is usually a more or less diameter represents large pipe, depending on whether the partition should enclose a combustion chamber or a heating gas flue, is either by press fit and / or partial Ver weld reached.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es bei der Vorbe reitung bzw. Auffaltung des Blechzuschnittes, will man den Fertigungsaufwand in vernüftigen Grenzen halten, praktisch nicht möglich, die Rippenfaltungen im Fußbe reich derart scharfkantig anzulegen, daß keine Hohl raumzwickel enstehen, d. h., je großzügiger man mit der Fal tung in diesem Bereich verfährt, desto größer werden die Hohlraumzwickel an der Basis der Rippenfaltungen. Da diese Rippenfaltungen untereinander relativ geringe Abstände haben, summieren sich die Breiten der Hohlraumzwickel an der Basis der Rippenfaltungen zu einer nicht unbeträchtli chen Breite auf, die nicht unmittelbar für einen direk ten Wärmeübergang nutzbar gemacht werden kann, weil die die jeweiligen Hohlraumzwickel begrenzenden Wandungsteile des Blechzuschnittes zwangsläufig nicht mit der Wand in wärmeleitenden Kontakt zu bringen sind, auf der der Blechzuschnitt sitzt. Abgesehen davon, daß dies sowieso nicht im Sinne eines optimalen Wärmeüberganges liegt, ist diese konstruktive Gegebenheit der an sich vorteil haften Rippenausbildung durch Faltung insbesondere dann nachteilig, wenn derartig ausgebildete Trennwände in Verbindung mit die eigentliche Brennkammer umschließen den Wänden benutzt werden, was in der Regel der Fall ist und wobei aus bestimmten Gründen die Brennkammer wand mit den Enden der Rippen ebenfalls in wärmeleiten dem Kontakt steht, um die von der Brennkammerwand auf genommene Wärme unmittelbar in die Rippen einzuleiten. Hierbei machen sich die vorbeschriebenen und unvermeid baren Hohlraumzwickel nachteilig bemerkbar, da deren Flächen am Wärmeübergang mehr oder weniger unbeteiligt sind, d. h., die von der Brennkammerwand zusätzlich eingeleitete Wärme kann ebenfalls nur über die Flächen abgeführt werden, die in unmittelbarem Wärmeleitkontakt stehen. Dies zeigt sich bspw. ganz deutlich in entsprechenden "Wärmemarkierungen" auf der Wasserseite der Trennwand.For manufacturing reasons, it is in the preliminary stages You want to ride or unfold the sheet metal blank keep the manufacturing effort within reasonable limits, practically not possible, the rib folds in the Fußbe rich to create such sharp edges that no hollow Spaces arise, d. that is, the more generous you are with the fal process in this area, the larger the gusset at the base of the rib folds. This one Rib folds are relatively close to each other have, the widths of the cavity gussets add up to the Basis of the rib folds to a not inconsiderable Chen width that is not immediately for a direct heat transfer can be used because the the respective cavity parts delimiting wall parts of the Sheet metal inevitably not in with the wall are to be brought thermally conductive contact on which the Sheet metal cut sits. Except that this is anyway is not in the sense of optimal heat transfer, is this constructive fact of advantage in itself stick rib formation by folding especially then disadvantageous if such partition walls in Enclose connection with the actual combustion chamber walls are used, which is usually the case is and for certain reasons the combustion chamber wall with the ends of the ribs also in heat conducting the contact is made up by the combustion chamber wall to transfer heat directly into the ribs. Here, the ones described above make themselves inevitable baren gusset disadvantageously noticeable, since their surfaces on Heat transfer are more or less uninvolved, d. H., the one additionally introduced from the combustion chamber wall Heat can also only be dissipated through the surfaces be in direct thermal contact. This is clearly shown, for example, in corresponding "Heat markings" on the water side of the partition.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Trennwand der eingangs genannten Art dahingehend auszu bilden, daß der reduzierte Wärmeübergang im Bereich der Hohlraum zwickel mit einfachen Mitteln intensiviert werden kann.The invention is accordingly based on the object Partition of the type mentioned in this regard form that the reduced heat transfer in the area of the cavity zwickel can be intensified with simple means.

Diese Aufgabe ist mit einer Trennwand der eingangs ge nannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vor teilhafte Weiterbildungen und praktische Ausführungs formen ergeben sich nach den Unteransprüchen.This task is with a partition of the beginning named type according to the invention by the in the mark of the main claim features solved. Before partial further training and practical execution shapes result from the subclaims.

Abgesehen davon, daß damit die verfügbare Wärmeübertra gungsfläche bzw. der Wärmedurchgang insgesamt optimiert ist, hat die erfindungsgemäße Ausbildung der Trennwand be sondere Bedeutung für den Fall, bei dem die Rippen Wärme nicht nur aus den vorbeiströmenden Heizgasen auf nehmen, sondern auch direkt und unmittelbar aus mit den Enden der Rippen wärmeleitend verbundenen Wandungen, denn nur auf diese Weise kann die in die Rippen eingeleitete große Wärmemenge auch tatsächlich abgeführt werden.Apart from the fact that the available heat transfer supply area and heat transfer overall optimized is, the inventive design of the partition be special meaning for the case where the ribs Do not just heat up from the flowing heating gases take, but also directly and immediately with the Ends of the ribs thermally connected walls, because only on this way the large one introduced into the ribs Amount of heat can actually be dissipated.

Für die praktische Verwirklichung der neuartigen Trenn wand stehen verschiedene Ausführungsformen zur Verfü gung. So kann das wärmeleitende Material in Form von Füllprofilen ausgebildet sein, die im Querschnitt zu mindest angenähert dem Zwickelquerschnitt angepaßt sind. Da die Rippenfaltungen maschinell hergestellt werden, ist ohne weiteres davon auszugehen, daß die Biegeradien des Blechzuschnittes am Fuße der Rippenfal tungen weitestgehend gleich sind. Insofern wäre es ohne weiteres möglich, die Füllprofile von vornherein als Stangenmaterial vorzusehen, das im Querschnitt dem Zwickelquerschnitt entspricht. Wie sich gezeigt hat, verbessern auch schon grob angepaßte Füllprofile den Wärmeübergang ganz wesentlich. Es kann für die Füllpro file auch relativ weiches, metallisches Material ver wendet werden, das sich bei Anwendung ausreichender Verformungskräfte an den Zwickelquerschnitt anpaßt. Derartig eingesetzte Profile versteifen natürlich ne benbei auch die gesamte Trennwandkonstruktion, so daß Rippenverformungen im Fußbereich der Faltrippen auf grund zu starker Wärmeeinwirkung praktisch nicht mehr auftreten.For the practical implementation of the new separation There are various designs available supply. So the heat conductive material in the form of Filling profiles to be formed in cross section adapted at least approximately to the gusset cross-section are. Because the rib folds are machined are to be assumed without further ado that the Bending radii of the sheet metal blank at the foot of the Rippenfal are largely the same. So it would be without further possible, the filling profiles from the outset as To provide rod material that in cross section Gusset cross section corresponds. As has been shown also improve the roughly adapted filling profiles Heat transfer is essential. It can be used for the filler file also relatively soft, metallic material be applied, which is sufficient when used Adjusts deformation forces to the gusset cross section. Profiles used in this way naturally stiffen ne benben also the entire partition construction, so that Rib deformations in the foot area of the folding ribs practically no longer due to excessive heat occur.

Insbesondere für Feuerraumumgebungswände ist es be kannt, diese Wände aus mehr oder weniger großen Strang preßprofilen zusammenzusetzen, bei deren Strangverpres sung die Rippen sogleich mit ausgeformt werden. Davon ausgehend, ist es für den vorliegenden Fall möglich, statt der Rippen an den Strangpreßprofilen kleine Längsrippen mit auszuformen, deren Querschnitt dem Querschnitt der Hohlraumzwickel entspricht, die an einem Blech zuschnitt mit aufgefalteten Rippen, wie beschrieben, vorliegen, d. h., bei einer derartigen Ausbildung der Feuerraumwand ist das wärmeleitende Material in Form von dem Zwickelquerschnitt zumindest angenähert ent sprechend am Strangpreßprofil mit aufgeformten Längsrip pen ausgebildet.It is particularly useful for combustion chamber surrounding walls knows these walls from more or less large strand to assemble pressed profiles, in their extrusion solution, the ribs are also formed immediately. From that outgoing, it is possible for the present case instead of the ribs on the extruded profiles small Longitudinal ribs with form, the cross section of the Cross section of the gusset corresponds to that on a sheet cut with unfolded ribs as described, are present, d. that is, with such training the Firebox wall is the thermally conductive material in the form at least approximately from the gusset cross section speaking on the extruded profile with molded longitudinal rib pen trained.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit be steht darin, daß im Bereich der feuerraumwandseitigen Hohlraum zwickel jeder Rippenfaltung die Feuerraumwand in den Hohlraum hinein, das wärmeleitende Material bil dend, an den inneren Fußbereich der Rippenfaltungen angeformt ausgebildet ist, was mit geeigneten Verfor mungswerkzeugen problemlos bewerkstelligt werden kann. Dabei kann durchaus in Betracht gezogen werden, ggf. die Stärke des Blechzuschnittes größer zu halten als die Stärke der eigentlichen Umschließungswand.Another advantageous embodiment is is that in the area of the cavity wall side each rib fold the fire chamber wall in the Cavity into it, the heat-conducting material bil dend, on the inner foot area of the rib folds is formed, which with suitable Verfor tools can be easily accomplished. This can be considered, if necessary to keep the thickness of the sheet metal blank greater than the strength of the actual enclosure wall.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das wärmelei tende Material einfach in Form einer wärmeleitenden Füllmasse in den Zwickelhohlräumen anzuordnen, wobei je nach den Eigenschaften solcher wärmeleitenden Füllmas sen vorgesehen werden kann, die offenen Enden der Zwickel mit einer Blende zu verschließen.Another option is to warm up material simply in the form of a heat-conducting Arrange filling compound in the gusset cavities, each according to the properties of such thermally conductive fillers can be provided, the open ends of the Close the gusset with a cover.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt schematischEmbodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail below. It shows schematically

Fig. 1 einen Schnitt durch die Trennwand mit noch nicht ausgefüllten Hohlraumzwickeln und Fig. 1 shows a section through the partition with not yet filled cavity gussets and

Fig. 2-6 verschiedene Ausführungsformen der Trenn wand. Fig. 2-6 different embodiments of the partition.

Da die Trennwand sowohl als Feuerraumumschließung als auch in Form von mehr oder weniger durchmessergroßen Heizgaszugrohren verwendet werden kann und hier nur die besondere Zwickelausbildung von Interesse ist, ist ein Heizkessel, der mit einer solchen Trennwand ausge stattet wird, nicht besonders dargestellt, zumal dies bezüglich die unterschiedlichsten Heizkesselkonstruk tionen, die dafür in Frage kommen hinlänglich bekannt sind. Die Wasserseite einer derartigen Trennwand ist in Fig. 1 mit W und die Gasseite mit G bezeichnet. Der Blechzuschnitt 12, der mit den Rippenfaltungen 8, wie dargestellt, versehen ist, sitzt dabei wärmeleitend verbunden auf der Feuerraumwand 9. Bei der Herstellung der Rippenfaltungen 8 ist es dabei nicht möglich, die Ausbildungen von Hohlraumzwickeln 1 im Fußbereich 13 zu vermei den, was zwangsläufig damit verbunden ist, daß die Wan dungsteile 3, wie in Fig. 1 angedeutet, nicht bzw. nur in sehr beschränktem Maße an der Wärmeübertragung teil nehmen können, die im wesentlichen nur über die senk recht schraffierten Bereiche erfolgen kann. Da in der Regel eine Trennwand eine Vielzahl solcher Rippenfal tungen 8 aufweist, liegt eine entsprechende Anzahl von Hohl raumzwickeln 1 vor, deren Flächen sich in nicht unbeträcht lichem Umfange zu einer Gesamtfläche aufaddieren, die am direkten Wärmeübergang nicht unmittelbar beteiligt ist. Besonders kritisch wird dies, wenn, wie in Fig. 2 angedeutet, eine Brennkammerwand 14, die die einzelnen Heizgaszüge 15 nach oben begrenzt, ebenfalls in direk tem wärmeleitenden Kontakt mit den Rippenfaltungen 8 steht und durch die, wie vorerwähnt, eine zusätzliche Wärmemenge in die Rippenfaltungen 8 eingeleitet wird. Aus diesem Grunde sind die Hohlraumzwickel 1 mit einem wärme leitenden Material ausgefüllt, das den Hohlraum 2 min destens teilweise ausfüllt und mindestens teilweise mit den den Hohlraum 2 begrenzenden Wandungsteilen 3 wärme leitend in Kontakt stehend ausgebildet ist.Since the partition wall can be used both as a firebox enclosure and in the form of more or less large heating gas pipes and here only the special gusset design is of interest, a boiler equipped with such a partition wall is not particularly shown, especially since this applies to the a wide variety of boiler designs that are well known for this. The water side of such a partition is designated W in FIG. 1 and the gas side G. The sheet metal blank 12 , which is provided with the rib folds 8 , as shown, is connected in a heat-conducting manner on the combustion chamber wall 9 . In the manufacture of the rib folds 8 , it is not possible to avoid the formation of gussets 1 in the foot area 13 , which is inevitably connected with the fact that the wall parts 3 , as indicated in FIG. 1, are not or only to a very limited extent Dimensions can take part in the heat transfer, which can essentially only take place over the vertically hatched areas. Since usually a partition has a plurality of such Rippenfal lines 8 , there is a corresponding number of cavity gussets 1 , the areas of which add up to a total area, which is not directly involved in the direct heat transfer. This is particularly critical when, as indicated in Fig. 2, a combustion chamber wall 14 , which limits the individual heating gas flues 15 at the top, is also in direct thermal conduction contact with the rib folds 8 and through which, as mentioned, an additional amount of heat in the Rib folds 8 is initiated. For this reason, the cavity gusset 1 are filled with a thermally conductive material that fills the cavity 2 minutes least partially and at least partially delimiting the cavity 2 wall parts 3 in thermally conductive contact formed is standing.

Gemäß Fig. 2 ist das wärmeleitende Material in Form von Füllprofilen 4 ausgebildet, die im Querschnitt zumin dest angenähert dem Zwickelquerschnitt angepaßt sind. In Fig. 2 ist dabei das Füllprofil 4 in seiner einfach sten Ausführungsform dargestellt, d. h., mit einem in etwa angepaßten Dreiecksquerschnitt.According to FIG. 2, the thermal conductive material is in the form of filling profiles 4, which at least approximately in cross-section the crotch cross section are adjusted. In Fig. 2, the filling profile 4 is shown in its most simple embodiment, that is, with an approximately adapted triangular cross section.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, bei dem die Feu erraumwand aus Strangpreßprofilen 5 gebildet ist, ist das wärmeleitende Material in Form von dem Zwickelquer schnitt zumindest angenähert entsprechenden, am Strang preßprofil mitausgeformten Längsrippen 6 ausgebildet. Mehrere solche Strangpreßprofile 5 werden dann durch Verschweißung zu einem zylindrischen Körper zusammenge setzt, der die Feuerraumwand bildet. In diesen Körper wird dann der mit den Rippenfaltungen 8 versehene und ebenfalls zylindrische Blechzuschnitt 12 mit geeigneten Hilfswerkzeugen eingepreßt.In the embodiment of FIG. 3, in which the Feu erraumwand is formed from extruded profiles 5 , the heat-conducting material in the form of the gusset cross-section is at least approximately corresponding to the longitudinal profile 6 formed on the extruded profile. Several such extruded profiles 5 are then put together by welding to form a cylindrical body which forms the combustion chamber wall. The sheet metal blank 12 , which is provided with the rib folds 8 and is also cylindrical, is then pressed into this body using suitable auxiliary tools.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ebenfalls kein zusätzliches wärmeleitendes Material erforderlich, denn hierbei ist die Trennwand derart ausgebildet, daß im Bereich 7 der feuerraumwandseitigen Hohlraumzwickel 1 aller Rippenfaltungen 8 die Feuerraumwand 9 in den Hohl raum 2 hinein, das wärmeleitende Material bildend, an den inneren Fußbereich der Rippenfaltungen 8 angeformt ausgebildet ist. Auch diese Ausbildung der Trennwand er folgt mit anpreßdruckgeeigneten Hilfswerkzeugen.In the embodiment shown in FIG. 4, no additional heat-conducting material is required, because here the partition is designed such that in the area 7 of the cavity wall-side gusset 1 of all rib folds 8, the combustion chamber wall 9 into the cavity 2 , forming the heat-conducting material, to the inner foot region of the rib folds 8 is formed integrally. This design of the partition he follows with contact tools suitable for contact pressure.

Gemäß Fig. 5, 6 ist es aber auch möglich, das wärmelei tende Material in Form einer wärmeleitenden Füllmasse 10 in die Hohlräume 2 einzubringen, wobei, wie vorerwähnt, die offenen Enden der Hohlraumzwickel 1, falls dies die Füllmasse aufgrund ihrer Eigenschaften erfordert, mit einer Blende 11 verschlossen sein kön nen.But according to Fig. 5, 6, it is also possible to introduce the wärmelei tend material in the form of a thermally conductive filling material 10 in the cavities 2, wherein, as mentioned above, the open ends of the cavity gusset 1 if this requires the filling material due to their properties, with an aperture 11 may be closed.

Claims

1. Partition wall for heating boilers, namely the combustion chamber wall or heating gas pipe, which separates the water side from the gas-carrying side and on the heat transfer surface enlargements are arranged in the form of longitudinal ribs folded from a sheet metal blank and the sheet metal blank is thermally conductively connected to the combustion chamber wall, with the rib folds on limit their foot areas with the inner surface of the combustion chamber wall, the gusset, characterized in that the gusset ( 1 ) is filled with a heat-conducting material that at least partially fills the cavity ( 2 ) and at least partially with the wall part defining the cavity ( 2 ) len ( 3 ) is designed to conduct heat in contact.

2. Partition according to claim 1, characterized in that the heat-conducting material is in the form of filling profiles ( 4 ) which are at least approximately in cross-section the gusset cross section is fitted.

3. Partition according to claim 1, characterized in that when the combustion chamber wall is formed from extruded profiles ( 5 ) the heat-conducting material in the form of the gusset cross-section is at least approximately corresponding to the longitudinal ribs ( 6 ) formed on the extruded profile.

4. Partition according to claim 1, characterized in that in the region ( 7 ) of the cavity wall side gusset ( 1 ) each rib fold ( 8 ) the combustion chamber wall into the cavity ( 2 ), forming the thermally conductive material, to the inner foot area of the Rib folds ( 8 ) is formed integrally.

5. Partition according to claim 1, characterized in that the thermally conductive material in the form of a thermally conductive filler ( 10 ) in the cavity ( 2 ) is arranged.

6. Partition according to claim 5, characterized in that the open ends of the cavity gusset ( 1 ) are closed with an aperture ( 11 ).