DE3914746A1 - Waermetauscher, insbesondere fuer brennerbetriebene wasserheizer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen insbesondere für brennerbetriebene Wasserheizer geeigneten Wärmetauscher mit zumindest einem ein zu beheizendes Medium, vorzugsweise Wasser, führenden, von einer metallischen Wandung begrenzten Hohlraum und einer, gegebenenfalls profilierten, dem Wärmetausch mit einem beheizenden Medium, wie Rauchgas, dienenden Oberfläche.

Solche Wärmetauscher sind bekanntlich infolge der physikalischen Zusammensetzung der zum Wärmetausch verwendeten Medien, insbesondere des Rauchgases, sehr durch Korrosion gefährdet. Vor allem durch die in der Verbrennungsluft gelegentlich vor­ kommenden Halogen-Kohlenwasserstoffe und deren Folgeprodukte im Rauchgas, wie z.B. Salzsäure und Flußsäure, kommt es immer häufiger zur Schädigung bzw. zum raschen Verschleiß der Wärmetauscherelemente.

Besonders ausgeprägt und schwerwiegend tritt dieses Problem bei Niedertemperaturheizungen auf, verursacht durch Unter­ schreitung des Taupunktes und damit verknüpftem Auftreten von Kondensat. Die kostspielige Verwendung korrosionsfesten Metalles für die Herstellung der Wärmetauschelemente ist unwirtschaftlich und vermag deshalb dieses Problem nicht immer befriedigend zu lösen.

Aufgabe der Erfindung ist eine für die Praxis brauchbare Lösung dieses Problems.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß bei einem Wärmetauscher der eingangs bezeichneten Gattung die den das zu beheizende Medium führenden Hohlraum begrenzende metallische Wandung eine die dem Wärmetausch dienende Ober­ fläche des Wärmetauschers bildende, gegebenenfalls profilierte, keramische Verkleidung trägt.

Solches keramisches Material besitzt im wesentlichen die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie z.B. Gußstahl, ist absolut korrosions­ beständig und kann infolgedessen beispielsweise bei einem Wärmetauscher eines brennerbetriebenen Gerätes rauchgasseitig eine Schädigung durch Korrosion zuverlässig verhindern. Auch hinsichtlich der Formgebung erschließt solches keramisches Material die gleichen Möglichkeiten wie etwa Metalle.

Das an sich spröde keramische Material als Verkleidung und das zugfeste metallische, die Wandung des Hohlraumes bildende Material als Träger dieser Verkleidung ergänzen sich zu einem Verbundkörper mit optimalen Eigenschaften.

Für eine zuverlässige, innige Verbindung der keramischen Ver­ kleidung mit der metallischen Wandung stehen im Rahmen der Erfindung vielerlei, an sich zum Stand der Technik gehörende Möglichkeiten offen.

Vorteilhaft ist in jedem Fall eine flächige Verbindung der Verkleidung mit der Außenseite der metallischen Wandung, um jedweden Kontakt der über die Verkleidung strömenden aggressiven Rauchgase od.dgl. Medien mit der metallischen Wandung zu ver­ hindern.

Für eine solche flächige Verbindung der Verkleidung mit der Außenseite der Wandung eignet sich deshalb beispielsweise eine Verklebung, Verlötung, Verschweißung od.dgl. Flächenverbindung, vorzugsweise aber eine thermisch herstellbare Verlötung mittels eines z.B. aus grenzflächenaktivem Metall bestehenden Lötfilmes.

Auch hinsichtlich der Gestaltung und Formgebung der Verkleidung stehen im Rahmen der Erfindung sehr mannigfaltige Möglichkeiten offen.

So kann etwa die Verkleidung einer rohrförmigen Wandung aus einzelnen satt aneinandergefügten keramischen Körpern zusammen­ gesetzt sein, die mit einem der Verkleidung der Wandung dienen­ den Teil an dieser metallischen Wandung anliegend befestigt sind und mit einem anderen, dem Wärmetausch dienenden Teil von dieser Wandung ausragen.

Solche Körper können dann ein etwa winkelförmiges Profil auf­ weisen, dessen einer, die Rohrwandung umschließender, einen hülsenförmigen Teil bildender Schenkel an der Rohrwandung anliegt und dessen anderer, einen scheibenförmigen Teil bildender Schenkel vom Rohr radial (senkrecht) ausragt. Diese Körper lassen sich zu einer Rohrverkleidung beliebig wählbarer Länge zusammensetzen und sind im Preßverfahren leicht herstell­ bar.

Eine einen Hohlraum umschließende, z.B. als Gußglied eines Gliederkessels hergestellte Wandung kann ferner an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden je eine platten­ förmige Verkleidung tragen, die gegebenenfalls mit ausragenden, dem Wärmetausch dienenden Rippen, Nadeln od.dgl. Vorsprüngen profiliert sein kann.

Eine zu einem solchen Gußglied gehörende, einen Hohlraum einschließende Wandung kann schließlich im Rahmen der Erfindung auch in einen etwa U-förmig profilierten Verkleidungskörper eingebettet sein.

Eine erfindungsgemäß verwendete Verkleidung kann sich im Rahmen der Erfindung über die gesamte Oberfläche der Wärmetauscher­ elemente erstrecken oder auch bloß über die durch Korrosion besonders gefährdeten Bereiche des Wärmetauschers.

Verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer keramischer Verkleidungen sind in den Zeichnungen veranschaulicht. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines verkleideten Wärmetauschrohres,

Fig. 2 den Querschnitt durch einen Teil eines verklei­ deten Gußgliedes eines Gliederkessels und

Fig. 3 den Querschnitt durch eine Variante einer solchen Verkleidung.

Das in Fig. 1 dargestellte Wärmetauschrohr trägt mit seiner Rohrwandung 1 eine Anzahl satt aneinandergefügter keramischer Verkleidungskörper 2, die mit einem hülsenförmigen Teil 3 an der Rohrwandung 1 anliegend befestigt sind und mit einem dem Wärmetausch dienenden scheibenförmigen, vom Rohr durchsetzten Teil 4 radial ausragen. Im Schnitt nach Fig. 1 weisen diese keramischen Körper 2 demnach ein winkelförmiges Profil auf, dessen einer, das Rohr umschließender, den hülsenförmigen Teil 3 bildender Schenkel an der Rohrwandung 1 anliegt und dessen anderer, den scheibenförmigen Teil 4 bildender Schenkel vom Rohr radial, also senkrecht, ausragt.

Der Verbindung dieser keramischen Körper 2 mit der den Hohl­ raum 6 umschließenden Rohrwandung 1 dient ein Lötfilm 5, der aus einem handelsüblichen Lot, einem grenzflächenaktivierten Lot, einem speziellen Glaslot od.dgl. bestehen kann. Bei Verwendung eines gewöhnlichen Lotes ist die Keramik vor der Lötung mit einer Metallisierungsschicht zu versehen.

Fig. 2 zeigt eine einen wasserführenden Hohlraum 6 umschließende, rechteckförmig profilierte Rohrwandung 1 eines Gußgliedes. Diese Wandung trägt an zwei einander gegenüberliegenden, im wesentlichen ebenen und zueinander parallelen Außenseiten je einen plattenförmigen Verkleidungskörper 7, der zum Wärmetausch mit Rippen 8, Nadeln od.dgl. Vorsprüngen profiliert und über den Lötfilm 5 mit der Rohrwandung 1 flächig verbunden werden kann.

Nach Fig. 3 ist eine solche, einen Hohlraum 6 einschließende Wandung 1 eines Gußgliedes in einen etwa U-förmig profilierten Verkleidungskörper 9 eingebettet.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung darüber hinaus noch zahlreiche weitere Möglichkeiten für eine sinnvolle Gestaltung und Anordnung der Verkleidung offen ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims (8)

1. Wärmetauscher, insbesondere für brennerbetriebene Wasserheizer, mit zumindest einem ein zu beheizendes Medium, vorzugsweise Wasser, führenden, von einer metallischen Wandung begrenzten Hohlraum und einer, gegebenenfalls profilierten, dem Wärmetausch mit einem beheizenden Medium, wie Rauchgas, dienenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die den das zu beheizende Medium führenden Hohlraum (6) begrenzende metallische Wandung (1) eine die dem Wärmetausch dienende Oberfläche des Wärmetauschers bildende, gegebenenfalls profilierte, keramische Verkleidung (2, 8, 9) trägt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (2, 8, 9) an der Außenseite der metallischen Wandung (1) flächig befestigt ist (Fig. 1-3).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (2, 8, 9) mit der Außenseite der Wandung (1) vorzugsweise mittels eines aus grenzflächenaktivem Metall bestehenden Lötfilmes (5) verbunden ist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung einer rohrförmigen Wandung (1) aus einzelnen satt aneinandergefügten keramischen Körpern (2) zusammengesetzt ist, die mit einem der Verkleidung dienenden Teil (3) an der metallischen Wandung (1) anliegend befestigt sind und mit einem anderen, dem Wärmetausch dienenden Teil (4) radial ausragen (Fig. 1).

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Körper (2) ein winkelförmiges Profil aufweisen, dessen einer, die Rohrwandung (1) umschließender, einen hülsenförmigen Teil (3) bildender Schenkel an der Rohr­ wandung (1) anliegt und dessen anderer, einen scheibenförmigen Teil (4) bildender Schenkel vom Rohr senkrecht ausragt (Fig. 1).

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zumindest einen Hohlraum (6) umschließende Rohrwandung (1), z.B. die Wandung des Gußteiles eines Kesselgliedes, an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je eine plattenförmige Verkleidung (7) trägt (Fig. 2).

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidungen (7) mit ausragenden, dem Wärmetausch dienenden Rippen (8), Nadeln od.dgl. Vorsprüngen profiliert sind (Fig. 2).

8. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandung (1) in einen etwa U-förmig profilier­ ten Verkleidungskörper (9) eingebettet ist (Fig. 3).