DE7816417U1

DE7816417U1 - Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE7816417U1
Application number: DE7816417U
Authority: DE
Original assignee: MOSER GERHARD 7212 DEISSLINGEN
Current assignee: MOSER GERHARD 7212 DEISSLINGEN
Publication date: 1980-06-12

Description

• * * * ft I I «I» ··

G 78 16 417.7 Stuttgart, 28.0?,. 1980

P 3541 Gm R-C Anm.: Gernard Moser
7212 Deißlingen
Seestraße 25

Vertreter:

Kohler-Schwindling-Späth

Patentanwälte

Hohentwielstr. 41

7000 Stuttgart 1

Wärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft einen in den Abgasstrom einer ortsfesten Feuerungsanlage einschaltbaren, ein Gehäuse aufweisenden Wärmeaustauscher. Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-OS 26 20 395 bekannt. Bei der bekannten Anordnung ist eine Wärmepumpe vorgesehen mit einem Kompressor, einem ν. Kondensator und einem Verdampfer, wobei der Verdampfer im Abgasstrom angeordnet ist und eine Abkühlung der mit ihm in Eerührung kommenden Abgase bis auf +■ 2°C bewirken soll. Durch die Wärmepumpe ist die bekannte Anordnung kompliziert and aufwendig. Der Erfindung liegt ate Aufgabe zugrunde, -γ ~.ien 'Wärmeaustauscher der eingangs beschriebenen Art

gegenüber dem bekannten Wärmeaustauscher zu vereinfachen, wobei ein hoher Wirkungsgrad beibehalten werden soil.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in dem Bereich des Gehäuses, der vom Abgas durchströmt wird, Wirbei erzeugende Blechstreifen angeordnet sind. Diese V/irbel erzeugenden Blechstreifen werden nachfolgend auch als Wirbelkörper bezeichnet.

Die Vorteile der Erfinung liegen in folgendem:

Durch die V/irbelkörper wird die Verweilzeit des Abgases im Bereich des Wärmeaustauschers vergrößert. Hierdurch kann der Wärmeaustauscher kleiner gebaut werden, als wenn derartige Wirbelkörper nicht vorgesehen sind, und infolge der größeren Verweilzeit der Abgase im Bereich des Wärmeaustauschers ist eine wirkungsvolle Entnahme von V/ärmeenergie aus den Abgasen durch den Wärmeaustauscher möglich, ohne daß es einer Wärmepumpe bedarf. Weiterhin wird durch das Vorhandensein der Wirbelkörper der Kaminzug herabgesetzt, so daß de Abgase / länger im Ofen verbleiben und dadurch der Wirkungsgrad der

Kesselfeuerung erhöht wird. Dies ist insbesondere wichtig bei Umstellung einer Kohlenfeuerung auf Ölfeuerung, wobei es meist erforderlich ist, daß der Kaminzug verringert wird. Es werden also durch eine einzige technische Maßnahme mehrere sich ergänzende vorteilhafte Wirkungen erzielt, und die Erfindung gestattet es beispielsweise, mittels eines relativ kleinen Wärmeaustauschers, der später noch beschrieben wird, die Abgastemperatur von 250^eC auf 150°C zu senken.

I III·· · ··· ··

-all Il **3'* ** '

Die Wirbeikörper können an beliebigen Teilen des Wärmeaustauschers befestigt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Wirbelkörper an einer Rohrschlange des Wärmeaustauschers befestigt.

Die Ebene der Blechstreifen, die die Wirbelkörper bilden, verläuft vorzugsweise schräg zu der Richtung, in der das Abgas strömt. Die leicht aus Blech auszuschneidenden oder ^ ' auszustanzenden Wirbelkörper sind vorzugsweise so ausgebildet, daß die Achse des Wirbels etwa parallel zur Strömungsrichtung der Abgase liegt, die diese haben wurden, wenn die Wirbelkörper nicht vorhanden wären. Die Wirbelachse liegt vorzugsweise in der Achse des Geäuses. Vorzugsweise ist die Steigung der Blechstreifen, die schräg zum Abgasstrom angeordnet sind, einstellbar. Hierdurch ist eine einfache Anpassung an untrschiedliche Betriebserfordernisse möglich. Die Einstellbarkeit kann einfach dadurch gegeben sein, daß das Blech ausreichend dünn ist, so daß es zum Beispiel mit Hilfe einer Zange in die gewünschte Richtung gebogen werden kann.

/ \ Die oben erwähnte Rohrschlange kann insbesondere schraubenfederartig gewunden sein, und dabei können vorzugsweise mehrere derartige Rohrschlangen mit unterschiedlichem Durchmesser der Schraubenwindungen koaxial ineinander angeordnet sein. Es bereitet keine Schwierigkeiten, die Wirbeikörper auch dann, wenn mehrere derartige Rohrschlangen koaxial ineinander angeordnet sind, an den Rohrschlangen zu befestigen.

Zum Befestigen können die die Wirbelkörper bildenden Blechstreifen eine Lasche aufweisen, die abgebogen ist, um die Wirbelkörper mit der Rohrschlange ausreichend fest zu verbinden. Die abgebogene Lasche verläuft dabei in Richtung des Abgasstromes und/oder entgegen dieser Richtung. VJenn die Verbindung zwischen den Wirbelkörpern und der Rohrschlange wärmeleitend ausgebildet ist, so wirken die Wirbelkörper O gleichzeitig als Teil des Wärmetauschers und nehmen eben

falls Wärmeenergie aus dem Abgasstrom auf.

Vorzugsweise sind die Wirbelkörper in der Nähe der Gehäusewand angeordnet und der zentrale Bereich des Gehäuses ist frei von Wirbelkörpern. Hierdurch wird einerseits sichergestellt, daß der Strömungswiderstand des Wärmeaustauschers nicht zu groß wird, andererseits ist die Reinigung des Wärmeaustauschers erleichtert.

Es zeigen

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen. Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Pig. Λ eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten und abgebrochen, eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers ,

Pig. 2 eine Aufsicht auf einen Wirbelkörper, wie er in dem Wärmeaustauscher nach Pig. 1 verwendet ist, und

Pig. $ eine Ansicht in Richtung des Pfeils III in Pig. 2.

Der Wärmetauscher weist ein Gehäuse 1 auf, das durch einen Deckel 2 verschlossen ist. Die Länge des Gehäuses beträgt 4-20 mm, sein Durchmesser 300 mm. Ein vom Kessel kommendes Rauchrohr 3 von 1^0 mm Durchmesser mündet zentrisch in den Boden 4 des Gehäuses 1, und ein Rauchrohr 5 von 150 mm Durchmesser, das zentrisch in den Deckel 2 mündet, führt die Rauchgase zum Kamin ab.

ι t

Die EaucliroiLre 3 und 5 sind als mit dem Gehäuse 1 -und dem Deckel 2 fest verbundene Rohrstutzen ausgebildet, die die Verbindung mit ortsfesten Rauchrohren der
Heizungsani age gestatten.

Im Inneren des Gehäuses 1 ist eine äußere Rohrschlange 10, die schraubenfederartig gewunden ist, angeordnet, und eine innere Rohrschlange 11, die ebenfalls
echraubenfedorartig gewunden ist. Die Rohrschlangen und 11 sind in ihrem dem Rauchrohr 3 zugewandten End-"b ereich miteinander verbunden. Das andere Ende der
äußeren Rohrschlange 10 ist mit einem im Deckel 2
"befestigten Anschlußstutzen 12 verbunden, und das andere Ende der inneren Rohrschlange 11 ist mit einem
ebenfalls im Deckel 2 befestigten Anschlußstutzen 13
verbunden. Der Anschlußstutzen 12 dient zur Zuführung von kaltem Wasser, das nach seiner Erwärmung den Wärmeaustauscher durch den Anschlußstutzen 13 verläßt.

Mit den Rohrschlangen 10 und 11 ist eine Anzahl von
Blechteilen 15 verbunden, von denen in Pig. 1 der
einfachen Darstellung wegen lediglich ein einziges
dargestellt ist. Wie die Pig. 2 und 3 zeigen, waist
das Blechteil 15 einen kreisringförmigen Abschnitt 16 auf, an dem in gleichmäßigen Abständen vier nach außen ragende breite Blechstreifen 17 und zwei einander gegenüberliegende nach innen ragende breite Blechstreifen 18 angeordnet sind. Außerdem sind zwei nach innen ragende verhältnismäßig kurze und schmale Laschen 19
vorgesehen. Der Durchmesse!' des kreisringförmigen
Teils 16 und die anderen Abmessungen des Blechteils

sind so gewählt, daß die Blechstreifen 17 dann, wenn dsLS Blechteil 15 etwa koaxial in das Gehäuse 1 eingesetzt ist, von der zylindrischen Außenwand 20 des Gehäuses 1 noch einen geringen Abstand haben, jedoch j über die äußere Rohrschlange 10 hinausragen. Die La-

echen 19, die in J¹Ig. 2 in der Ebene des Blechteils 15 liegend dargestellt sind, sind im eingebauten Zustand ( ) abgebogen und stützen sich dabei an der inneren Rohr

schlange 11 ab, wodurch sie das Blechteil 15 im. Wärmetauscher ?.inverrückbar festhalten. D^e Blechstreifen und 18 sind, wie Pig. 3 erkennen läßt, um ihre radial zur Achse des ringförmigen Teils 16 verlaufende Längsachse verdreht, ähnlich wie bei einem Propeller, vgl. hierzu auch Eig. 3₅ so daß sie in dem durch das Gehäuse ' strömenden ^.'bgas einen Wirbel erzeugen, dessen Achse etwa in der Rotationsachse des Gehäuses 1 liegt.

Der Verdrehungswinkel der Blechstreifen 17 und 18 kann je nach dem vorhandenen und erforderlichen Kaminzug und

der Abgastemperatur geeignet gewählt werden. Es kann zweckmäßig sein, aufeinander folgende Blechteile 15 jeweils um 45° zueinander verdreht im Gehäuse 1 anzuordnen, so daß die Blechstreifen 17 und 18 nur bei jedem zweiten Blechteil 15 miteinander fluchten. Hierdurch kann die Wirbelbildung unterstützt werden.

Im Ausführungsbeispiel sind die Rohrschlangen 10 und und die Anschlußstutzen 12 und 13 aus 8 mm starkem Rohr gebildet. Die Länge der äußeren Rohrschlange 10 beträgt im Ausführungsbeispiel 23 m, die Länge der inneren Rohrschlange etwa 11 m, so daß sich insgesamt eine Länge der Rohrschlangen von 34- m ergibt.

Wie 3Pig. 1 zeigt, "bleibt innerlial"b der inneren Eohrscnlange 11 ein zentraler Bereich völlig frei von den Blechteilen 18. Dies erleichtert die Reinigung des Wärmeaustauschers. Zur Reinigung wird der Deckel 2, der die Rohrschlangen 10 und 11 trägt, an denen wiederum die Blechteile 15 "befestigt sind, vom Gehäuse 1 abgenommen-

Wie I¹Xg. 2 zeigt, weist der ringförmige Abschnitt 16 des Blechteils 15 nur eine verhältnismäßig geringe Breite auf, so daß dieser Abschnitt nur eine geringe Erhöhung des Strömungswiderstandes des Wärmeaustauschers bewirkt. Das Gehäuse 1 kann auch als eine Verbreiterung des Rauchrohrs und somit als ein Teil des Rauchrohrs betrachtet werden.

Claims

Schutzansprüche

1. JLn den Abgasstrom ein^r ortsfesten Feuerungsanlage eiaschaltbarer ein Gehäuse aufweisender Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß in demjenigen Bereich des Gehäuses, der vom Abgas durchströmt wird, Wirbel erzeugende Blechstreifen (17, 18) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen (17, 18) an einer Rohrschlange (10, 11) des Viärmeaustauschers befestigt sind.

3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Blechstreifen (17, 18) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen (17, 18) eine abgebogene Lasche (19) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspriiche , dadurch gekennzeichnet, daß Blechstreifen (1⁷) in der Nähe der Gehäusewand angeordnet sind und daß der zentrale Bereich des Gehäuses (1) frei von Blechstreifen (17, 18) ist.

■ * 4 +■ m · *

f

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

I daß ein Blechteil (15) mit einem kreisförmigen Ab-

I schnitt (16) vorgesehen ist, an dem nach außen ragende

I Blechstreifen (17) und nach innen ragende Blechstrei-

I fen (18) angeordnet sind.

':

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

I ( ) daß die Blechstreifen (17, 18) um ihre radial zu der

f Achse des ringförmigenTeils (16) verlaufende Längsach-

i se propeiierartig verdreht sind.