DE913349C

DE913349C - Heat exchangers, especially for gas-fired liquid flow heaters

Info

Publication number: DE913349C
Application number: DED9790A
Authority: DE
Inventors: Karl Henrichsen; Walter Kemmner; Rudolf Schork
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1951-07-13
Filing date: 1951-07-13
Publication date: 1954-06-10

Description

Wärmeaustauscher, insbesondere für gasbeheizten Flüssigkeitsdurchlauferhitzer Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustiauscher, insbesondere für einen gasbeheizten Flüssigkeitserhitzer, bei dem Abschnitte des das eine Wärmeaustauschmittel führenden Rohrsystems mehrere im Abstand voneinander angeordnete Blechlamellen tragen, zwischen. denen erstens das andere Wärmeaustauschmittel hindurchströmt und die zweitens Durchbrüche oder Einschnitte mit in die Felder zwischen die Lamellen hineinragenden, gegen die Strömungsrichtung des ,anderen Wärmeaustauschmittels gerichteten Kanten habe.Heat exchangers, especially for gas-fired liquid flow heaters The invention relates to a heat exchanger, in particular for a gas-fired one Liquid heater, in which sections of the one heat exchange medium leading Pipe system carry several spaced sheet metal lamellas between. firstly through which the other heat exchange medium flows and secondly through breakthroughs or incisions with protruding into the fields between the slats, against the Direction of flow of the other heat exchange medium directed edges.

Es sind Wärmeaustauscher der genannten Art vorgeschlagen,, bei denen die erwähnten Kanten geradlinig und senkrecht zur Strömungsrichtung dies anderen Wärmeaustauschmittels verlaufen. Dabei hat es sich gezeigt, daß im mittleren Abschnitt der vorstehenden Kanten bei hoher Wärmebelastung des Wärmeaustauschers ein starker Wärmestau auftritt. Der angeführte Nachteil läßt sich weitgehend beseitigen, wenn die Lamelleneinschnitte gemäß der Erfindung nicht senkrecht zur Strömungsrichtung, sondern derart gebogen oder gewinkelt geführt werden, daß der Mittelabschnitt der aus der Lamellenebene herauszudrückende Einschnittkanten, bezogen auf die von unten nach oben gerichtete Strömung des zwischen, den. Lamellen hindurchströmenden Wärmieaustauschmittels, höher liegt als mindestens eine .der beiden Stellen, an denen jede der Kanten in die Lamellenebene übergeht. Hierdurch wird erreicht, daß die Wärmeübertragung verbessert wird, weil für dien im Bereich der Herausdrückungen liegenden Abschnitt des strömenden Wärmeaustauschmittels längere Kanten zur Verfügung stehen als beiden geradlinigen Einschnitten, wodurch auch der Mittelabschnitt der Kanten gegen übermäßigen Wärmestau und damit gegen vorzeitige Zerstörung besser geschützt ist.There are proposed heat exchangers of the type mentioned, in which the mentioned edges straight and perpendicular to the flow direction of this other Heat exchange medium run. It has been shown that in the middle section of the protruding edges when the heat exchanger is subjected to high heat loads Heat build-up occurs. The stated disadvantage can largely be eliminated if the lamellar incisions according to the invention not perpendicular to the direction of flow, but are bent or angled in such a way that the central portion of the Cut edges to be pushed out of the lamellar plane, based on those from below upward flow of the between, the. Heat exchange medium flowing through fins, higher than at least one of the two places at which each of the edges in the lamella plane passes over. What is achieved hereby is that the heat transfer is improved will, because for the section lying in the area of the depressions of the flowing heat exchange medium longer edges are available than both rectilinear incisions, which means that the middle section of the edges against excessive Heat build-up and thus better protected against premature destruction.

In besonders vorteilhafter Weise kann dieser Erfindungsgedanke durch kreisbogenförmige Einschnitte verwirklicht werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Werkzeuge zum Herstellen der Lamelleneinschnitte in einfachen und billigen Arbeitsverfahren maschinell hergestellt und instand gesetzt werden können.In a particularly advantageous manner, this inventive concept can through Arc-shaped incisions can be realized. This achieves that the tools for making the lamellar incisions in simple and cheap working processes can be machined and repaired.

Eine bisher nicht erreichbare Leistung des Wärmeaustauschers kann dadurch erzielt werden, daß nach einem weiteren Erfindungsgedanken bei Wärmeaustauschern, deren Lamellen mit Einschnitten und Herausdrückungen versehen sind, die gegen die Strömungsrichtung des Wärmeaustauschmittels gerichtete Kanten haben, die zwischen den Lamelleneinschnitten sowie die zwischen einem Lamelleneinschnitt und mindestens einer benachbarten Lamellenaußenkante liegenden Lamellenabschnitte mit gestaffeltem Abstand aus der Ebene der Lamellen herausgedrückt sind.A previously unattainable performance of the heat exchanger can can be achieved in that, according to a further inventive concept in heat exchangers, whose lamellae are provided with incisions and impressions against the Direction of flow of the heat exchange medium have directed edges that between the lamellar incisions as well as those between a lamellar incision and at least an adjacent lamella outer edge lying lamella sections with staggered Distance from the plane of the slats are pushed out.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert sowie in den Ansprüchen enthalten.Further features of the invention are set out in the description below explained in more detail with reference to the exemplary embodiments in the drawing as well included in the claims.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen von Lamellen für gasbeheizte -\Vasserdurchlauferhitzer veranschaulicht. Es zeigt Fig. i als erstes Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt .aus einer Lamelle, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Lamelle nach Linie II-II der Fig. i, Fig.3 als zweites Ausführungsbeispiel eine Ansicht einer ganzen Lamelle, Fig. q. eine Draufsicht der Lamelle nach Fig. 3; Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI und Fig. 7 einen Querschnitt nach Linie VII-VI I der Fig. 3, gesehen in Richtung der .eingezeichneten Pfeile.In the drawing, the subject matter of the invention is shown in two exemplary embodiments illustrated by fins for gas-heated \ instantaneous water heaters. It shows Fig. I, as a first embodiment, a section .from a lamella, Fig. 2 shows a cross-section through the lamella along line II-II of FIGS. I, FIG. 3 as the second Embodiment a view of an entire lamella, Fig. Q. a top view of the Lamella according to Fig. 3; Fig. 5 shows a cross section along line V-V, Fig. 6 shows a cross section according to line VI-VI and FIG. 7 a cross section according to line VII-VI I of FIG. 3, seen in the direction of the arrows drawn.

Die Lamellen i des Wärmeaustauscherseines gasbeheizten Durchlauferhitzers sind in an sich bekannter Weise mit seitlich nebeneinander angeordneten Löchern 2 mit kragenförmigen Ansätzen 3 versehen. Diese Löcher 2 mit den Ansätzen 3 dienen zur Aufnahme der nicht näher dargestellten Abschnitte des Wasserrohrsystems des Durchlauferhitzers.The fins i of the heat exchanger of a gas-fired instantaneous water heater are in a manner known per se with side-by-side holes 2 provided with collar-shaped lugs 3. These holes 2 with the lugs 3 are used to accommodate the sections of the water pipe system not shown in detail Water heater.

Nach den Fig. i und 2 sind die Lamellen in dem zwischen den Löchern 2 liegenden Abschnitt jeweils mit zwei winkelförmigen Einschnitten q. und 5 versehen. Diese Einschnitte sind so angeordnet, daß die offene Seite der Winkel der in Fig. i und 2 durch mehrere Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung der zwischen den Lamellen hindurchströmenden Heizgase entgegiengerichtet ist. Außerdem verlaufen die Schenkel der Winkel radial zum Mittelpunkt der jeweils benachbarten Löcher 2, wie in Fig. i durch die strichpunktierten Verlängerungslinien der Schenkel der Winkeleinschnitte angedeutet ist.According to FIGS. I and 2, the slats are in the between the holes 2 lying section each with two angular incisions q. and 5 provided. These incisions are arranged so that the open side of the angle of the in Fig. i and 2 indicated by several arrows flow direction between the lamellae flowing through heating gases is counteracted. In addition, the legs run the angle radially to the center of the respectively adjacent holes 2, as shown in Fig. i by the dash-dotted extension lines of the legs of the angle cuts is indicated.

Die Einschnitte .4 sind schmäler als die in der Strömungsrichtung dahinterliegenden Einschnitte 5. Die oberhalb der Einschnitte liegenden Lamellenabschnitte 6 und 7 sind nach einer Seite hin taschenartig aus der Lamelleneb@ene herausgedrückt, und zwar, wie dies Fig. 2 in. Verbindung mit Fig. i deutlich erkennen läßt, derart, daß die Abschnitte 6 einen geringeren Abstand von der Lamellenebene haben als dieAbschnitte 7. DieHerausdrückungen 6, 7 sind also gestaffelt angeordnet, so daß der zwischen zwei benachbarten Lamellen hindurchstreichende Heizgasstrom, durch die unteren Kanten dieser Herausdrückungen in mehrere Abschnitte aufgeteilt wird, was einen besonders intensiven Wärmeaustausch zur Folge hat. Ferner wird bei dieser Anordnung die Wärme, welche von den Lamellenabschnitten 6 und 7 aufgenommen wird, in gerader Richtung, also auf dem kürzesten Weg, an die die Löcher 2 durchsetzenden Rohre abgeleitet.The incisions .4 are narrower than those in the direction of flow incisions lying behind it 5. The lamella sections lying above the incisions 6 and 7 are pushed out of the lamella plane like a pocket on one side, as can be clearly seen in FIG. 2 in connection with FIG. that the sections 6 have a smaller distance from the plane of the lamellae than the sections 7. The expressions 6, 7 are staggered so that the between two adjacent slats stroking heating gas flow through the lower edges These expressions are divided into several sections, which makes one special results in intensive heat exchange. Furthermore, with this arrangement the heat, which is received by the lamellar sections 6 and 7, in a straight line, thus derived on the shortest route to the pipes penetrating the holes 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 7 sind die den Einschnitten. q. und 5 des ersten Beispiels entsprechenden Einschnitte 8 und 9 kreisbogenförmig, wobei das in Strömungsrichtung der Heizgase hintereinanderliegende Einschnittepaar jeweils einer gemeinsamen Kreislinie io (vgl. Mittelabschnitt der Fig.3) angehören. Die übrigen mit dem Beispiel nach Fig. i und 2 grundsätzlich übereinstimmenden Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Wie aus Fig.3 ersichtlich, verlaufen die unteren Kanten der im Anschluß an die Einschnitte 8, 9 herausgedrückten Streifen 6, 7 annähernd in der gleichen, Weise wie bei den winkelförmigen Ausschnitten der Fig. i radial zu den Mittelpunkten der jeweils benachbarten Löcher 2, so daß auch wärmetechnisch die gleichen Vorteile erzielt werden.In the embodiment according to FIGS. 3 to 7, they are the incisions. q. and 5 incisions 8 and 9 corresponding to the first example in the shape of a circular arc, the pair of incisions lying one behind the other in the flow direction of the heating gases each belong to a common circular line io (cf. middle section of FIG. 3). The other parts which are basically the same as in the example according to FIGS are denoted by the same reference numerals. As can be seen from Figure 3, run the lower edges of the strips pressed out in connection with the incisions 8, 9 6, 7 in approximately the same way as in the angular cutouts of FIG Fig. I radially to the centers of the respective adjacent holes 2, so that also thermally the same advantages can be achieved.

Bei dem Beispiel nach den Fig. 3 bis 7 sind die hinter den kragenförmigen Ansätzen 3 liegenden Lamellen!abschnitte mit herausgedrückten Versteifungsrippen i i versehen. Diese Rippen i i verlaufen einerseits in den kragenförmigen Ansätzen 3 und ragen mit ihrem anderen Ende über die unteren Enden der benachbarten. Einschnitte 9 hinaus. Dadurch wird erreicht, daß der zwischen den Einschnitten 9 liegende Lamellenabschnitt eine erhöhte Steifigkeit erhält.In the example according to FIGS. 3 to 7, they are behind the collar-shaped Attachments of 3 horizontal slat sections with stiffening ribs pushed out i i provided. These ribs i i run on the one hand in the collar-shaped approaches 3 and protrude with their other end over the lower ends of the neighboring. Cuts 9 addition. It is thereby achieved that the lamella section lying between the incisions 9 receives increased rigidity.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat exchangers, especially for gas-fired ones Liquid instantaneous water heater, in which sections of the one heat exchange medium leading pipe system carry several sheet metal lamellas arranged at a distance from one another, between which firstly the other heat exchange medium flows through and the secondly, incisions with protruding into the fields between the lamellas, against have edges directed in the direction of flow of the other heat exchange medium, characterized, that the incisions are not perpendicular to the Run in the direction of flow, but are curved or angled in such a way that that the middle section of the cut edges pushed out of the plane of the lamellas, based on the bottom-up flow between the lamellas penetrating fluid, is higher than at least one of the two Places where each of the edges merges into the lamellar plane. z. Heat exchanger according to claim i, characterized in that the incisions are angular and at the same time are arranged so that their legs at least approximately towards the center of each adjacent sections of the pipe system are directed. 3. Heat exchanger after Claim i, characterized in that the incisions are arcs of a circle (8, 9), their tangentially elongated imaginary ends at least approximately towards the center of the respective adjacent sections of the pipe system are directed. q .. heat exchanger according to claim 1, z or 3, characterized in that for the lamellae openings in each case at least two incisions (¢, 5, or 8, 9) are provided in the direction of flow of the heat exchange medium lie one behind the other. 5. Heat exchanger in which the Lamellae are provided with incisions and impressions that oppose the direction of flow of the heat exchange means have directed edges, in particular according to one of the preceding Claims, characterized in that the between the lamella incisions as well that between a lamellar incision and at least one adjacent lamellar outer edge Horizontal slat sections with a staggered distance from the plane of the slats are pushed out. 6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that that the slat sections on different sides from the plane of the slats are pushed out. 7. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that that the lamellar section is pushed out of the lamellas on the same side are. B. Heat exchanger according to claim 5 and 6, characterized in that the In the flow direction of the heat exchange medium, the lamellar sections are in the second position (7) are pushed further out of the lamellas (i) than those in the first place Expressions (6). 9. Heat exchanger according to claim 3 and q. or! one of the Claims ¢ to 8, characterized in that each in the direction of flow , the heat exchange medium, circular arc incisions lying one behind the other (8, 9) belong to a common circular line (i o). ok Heat exchanger after one of the preceding claims, characterized in that the lying behind the pipes Lamella sections with at least one adjoining the collar-shaped extension (3), stiffening ribs (i i) pressed out of the lamellar surface are provided, which essentially flows in the direction of between the lamellae (i). Heat exchange means run and the end facing the upper edge of the lamellae protrude beyond the adjacent lamellar incisions (5 or 9).