DE8323656U1 - Waermetauscher, insbesondere nachschaltheizflaeche - Google Patents

Description

Wärmetauscher, insbesondere Nachschaltheizflache

laansasasa:

Die Neuerung betrifft einen üiliffneteuecher, inebeondere Meeheehaithei2fliohe gemöQ Oberbegriff des Hauptanepriiöhes«

WJrmetaueeher sind allgemein bekannt und in Benutzung, insbesondere auch in Perm von Heizungskeeseln bzw. Naehsehaltheizfiaehen. Moderne Heizkessel bestehen dabei insbesondere für den niederen und mittleren Leistungsbereich, abgesehen von diversen Konstruktionsvarianten im wesentlichen darin, daß das wasserführende Gehäuse von einem im Durchmesser mehr oder weniger großen Ruhr durchgriffen wird, das die Bereiche Umlenkkammer, Heizgaszüge mit im zentri- |

sehen Freiraum angeordneter Brennkammer und Rauch- ,

gassammelkammer umfaßt* Die Gliederung in Einzel- |

heizgaszüge, gleichmäßig um die Brennkammer herum |

verteilt, erfolgt dabei in der Regel durch Längsrippenbesatz der Innenwand des Rohres.

Ganz allgemein und nicht nur bezogen auf dieses moderne Konstruktionsprinzip liegen die heizungs- und Strömungsfunktionellen Verhältnisse so,

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daß im anströmseitigen Bereich der NachschaltheizfIS-chen hohe Temperaturen, große Gasvolumina und demzufolge entsprechend hohe Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen, wobei sich dann zur Abströmeeite hin für alle drei Parameter entsprechende Reduktionen ergeben«

Um die Strömungsgeschwindigkeit trotz abnehmendem ßasvolumene auch im snstrümeeitigen Bereich zumindest aufrecht zu erhalten, let es bereits bekannt, in die Hgizgäozüge querschnittemindernde Einsätze anzuordnen, womit allerdings die Wärmeübertragung in diesem Bereich nicht verbessert werden kann, die nach wie vor von vorn nach hinten schlechter wird, womit aber in Rücksicht auf die gesamte verfügbare ülärmetauschfiäche, die praktisch vom das Gehäuse durchgreifenden Rohr dargestellt wird, auch eine ungleichmäßige Beaufschlagung des wasserführenden Gehäuses verbunden ist. Diese Gegebenheiten gelten häufig auch für Wärmetauscher ganz allgemein und der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher dahingehend zu verbessern, daß abströmseitig der Wärmeübergang bei Aufrechterhaltung angenähert der gleichen Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird und damit die Restwärme im abatrttmseitigen Bereich besser abgeführt und damit ausgenutzt werden kann.

Diese Aufgabe ist mit einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch das im Kennzeichpn des Hauptanspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Uleiterbildungen ergeben sich nach den Untersnaprüehen.

Diese Lösung schließt die Möglichkeit ein, daß in den ■netrömseitigen Bereichen alee überhaupt keine« die lilUrmeübertragungsflMehen vergrößernden Elemente vorhanden sind, aber auch die, daß die Dichte der Anordnung oder aber euch die Quersehnittsgrßße solcher Elemente im lAnstrÖmbereieh 2um Abetrümbereich 2unimm2.

Die Anordnung derartiger, die üJörffleübertragungsfläche vergrößernder Elemente ist natürlich Zbiangsläufig auch mit einer Querschnittsminderung des Zugquerschnittes verbunden, so daß damit gewissermaßen automatisch euch die Forderung der Aufrechterhaltung zumindest der gleichen Strömungsgeschwindigkeit auch in diesem Bereich erfüllt ist.

Wesentlich ist also die Anordnung uärmeUberträgungsflä-chenverqrößernder Elemente im AbstrBmbereich und zuar verqroßernd in Bezug auf die anströmseitige ülärmeübertragungsflMche.

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Diese Maßnahme mit ihren vorteilhaften Folgen für eine verbesserte Uärmeunieetzung in diesem Bereich ist natürlich auch anwendbar für sogenannte Tief- und Niedertemperaturheizkeesel und zwar unabhängig davon, mit welchen konetruktiven Maßnahmen eine solche Betriebsweise verwirklicht ist. Sind derartige Kessel aus Gründen einer Kondansatverhinderung bzw. Unschädlichmachung bspu. zweischalig auegebildet, so steht nichts entgegen, gasseitig die innere Schale mit entsprechenden, wUrmeubertragungaflMehenvergrooernden Elementen zu besetzen«

Der neuartige blirmetaueeher wird nachfolgend enhend der zeichnerischen Darstellung von Aueftlhrungsbeiepielen niher erläutert«

Es zeigt schematiech Flg. 1,2 Draufsichten auf Ausführungebeispiele

von üJärffieübertragungsf lachen; Fig. 3 in SeitenaneiGht eine besondere Aus»

Fig. l» in Strömungsrichtung gesehen eine uieitefe Ausföhrungeform;

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel nach Fig. U in Seitenansicht und

Fig. 6 in Seitenansicht eine weitere Ausfuhrungs form.

Bei den Ausfuhrungsbeispielen nach Fig. 1,2, die eine Abwicklung dea rohrförmigen, da9 nicht dargestellta wasserführende Gehäuse durchgreifenden Einsatzes darstellen, sind die den gesamten Übertragungsbereich in Stromunqsrichtung durchlaufenden Längsrippen mit U bezeichnet, wobei jedoch im abströmseitigen Bereich 2 zwischen diesen Rippen k weitere Rippen k¹ oder gemäß Fiq. 2 Warzen bzu. Zapfen hⁿ direkt wärmeleitend auf der gasseitigen Fläche β des Einsatzes angeordnet sind, die also auch der. Zugquerschnitt reduzieren.

Die Maßgabe, die wärmeubertragende Fläche 1 im Anströmbereich 2 zu vergrößern, kann aber auch dadurch erzielt werden, daß man gemäß Fig. 3 die Zwischenrippen t»¹ bspw. von Null an nach hinten in ihrer Höhe größer werdend ausbildet.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. if bis 6 nehmen Bezug auf doppelschalige Nachsclaltheizflachen, wobei vorab bemerkt sei, daß eine solche Zweischaligkeit konstruktiv in bekannter Weise auf die verschiedenste Art erreicht werden kann, bspw. durch einen ggf. ringförmig geteilten Gußeineatz, durch eine an die wasserseitige Schale 6 angeordnete Blechschale oder durch Rippenprofilleiaten, deren Anschlußschenkel die wasserseitige Schale 6 ganz bzw. weitgehend ganz abdecken.

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Sofern Blechschalen oder Blechprofilleisten verwendet werden sind diese bzw. die Anschlußschenkel der Leisten durch mittels SchuieiBung hergestellte UirmeleitbrOcken mit dex wasserseitigen Schale B direkt verbunden.

Davon ausgehend kann nun die Maßgabe der ÜbertragungsflächenvergrBBerung im Abströmbereich 2 ebenfalls in verschiedener Art verwirklicht werden.

Abgesehen davon, daß einem Besatz bzw. einer Ausbildung der gssseitigen Schale G im Sinne der Fig. 1-3 nichts entgegensteht, ist es auch möglich, unter Bezug auf Fig. 4,5 den im Abströmbereich 2 befindlichen Teil der inneren Schale 5 mit Rippen bzw. bJellenfaltungen 5¹ zu versehen, wobei die Faltungen anstrumseitig natürlich geschlossen ausgebildet sein sollten. Die im Anströmbereich befindlichen Zuggliederungsrippen 4 sind in Fig. U gestrichelt sngedeutet.

Mit 9 ist in den Fig. 3 bis 6 die Wand der bspu. topfförmigen Brennkammer (ansonsten nicht dargestellt) eines Heizungskessels bezeichnet, die im Freiraum zwischen den Heizgaszügen angeordnet ist. In diesem Zusammenhand sei aber nochmals darauf hingewiesen, daß das Prinzip der Vergrößerung der ülärmeUbertragungsflächen natürlich such im Abstrumbereich eines Heizkessels bzw.

Wärmetauschers ganz allgemein auch dann verwirklicht werden kann, uenn die Heizgaszüge nicht unmittelbar auch von der Brennkammeruand 9 mit begrenzt werden, wenn sich also die HeizgaszQge bspui. taschenartig an die Brennkammer anschließen. Selbstverständlich ist es bei einer solchen AusfQhrung bekannt, diese mit warmeObertragungsflächenvergröBernden Elementen zu versehen, dies allerdings ohne Differenzierung der Anordnung bezuglich der an- und abströmseitigen Bereiche 3,2.

Fig. 6 nimmt ebenfalls Bezug auf eine doppelschalige Ausbildung des gasführenden Teiles eines Heizkessels, wobei die wärmeleitende Verbindung in Form von durch SehueiSurg erzielter üJärmeleitbereiche 7 von vorn nach hinten gleichbleibend oder nur wenig reduziert angelegt ist und nicht, wie bisher üblich, von vorn nach hinten reduziert, so kommt das Ganze dadurch gewissermaßen wieder in Balance, daß durch Anordnung zusätzlicher Rippen k* od. dgl. wirksamer Elemente im abströmseitigen Bereich 2 zusätzlich Wärme aufgenommen wird, die einer Kondensatbildung bei Betrieb im Nieder- bzw. Tieftemperaturbereich entgegenwirkt.

Orientiert insbesondere an den Fig. 1,2 wird

daß das beschriebene Prinzip lediglich seiner Antuen-

dung nicht auf Heizkessel gemSB Fig. 3 bis 6 beschränkt ist, sondern auch ganz allgemein bei Wärmetauschern Vertiiendung finden kann.

Claims (1)

1. Schutzansprüche:

   Wärmetauscher, insbesondere Nachschaltheizflache, dadurch gekennzeichnet, daß die uärmeübertragungsuirksfcme Fläche (1) im absträmseitipen Bereich (2) größer bemessen ist als im davor befindlichen anstrümseitigen Bereich (3).

   2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung der uärmeübertragungsuirksamen Fliehe im abströmsnitioen Bereich (2) durch Längsrippen, üJarzen, Zapfen ad. dgl. gebildet ist.

   3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnunn von die Gesamtfläche gliedernden Längarippen (U) von diesen mindestens die halbe Anzahl (^¹) zur Abströmseite hin mit zunehmender Höhe ausgebildet ist.

   i*. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und/oder 2, mit doppelsnhaliger Ausbildung der Tauscheruand, dadurch gekennzeichnet,

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   daß die Vergrößerung der uMrmeöbertragunqsuirksamen Flache im abatrömaeitigen Bereich (2) durch auf die gegenseitige Schale (5) aufgesetzte Rippen, Warzen, Zapfen ad. dgl., bzu. durch Rippenader biellenfaltung (5*) der gegenseitigen Schale (5) gebildet ist.

   5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der gasseitigen und vbt uaeeerseitigen Schale (5,6) über dem An9tröm- und AbetrBmbereich (3,2) ülärwebrücken (7) gleich bemessen und ausgebildet sind.