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Durchlauferhitzer Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauferhitzer,
insbesondere auf einen nach dem Durchlaufprinzip arbeitenden Gas-Wasserheizer, mit
einem von Durch laufrohren durchsetzten, den oberen Abschluß einer. Heizkammer bildenden
Lamellenkörper. Die Erfindung bezweckt vor allem eine wesentliche Verbesserung der
Wärmeaustaus.ch.-verhältnisse innerhalb des Lamellenkörpers durch Verkürzung der
Wärmeübertragun,gswege und Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Wärmeverteilung
im Lamellenkörper. Es ist bereits vorgeschlagen worden, das übliche Durchlaufrohr
eines solchen Durchlauferhitzers durch ein Durchlaufsvstem zu ersetzen, das aus
mehreren parallel geschalteten Gruppen dünner Rohre besteht. Durch eine solche Unterteilung
des Durchflußquersehnittes im Lamellenkörper wird an sich schon die Wärmeübertragung
verbessert. Man kann jedoch besonders günstige Verhältnisse erzielen, wenn man erfindungsgemäß
in einem einzigen flachen Lamel'lenkörper nebeneinanderliegende Schleifen der einzelnen
Rohrgruppen mit gleichen Rohrabständen in oder angenähert in einer Ebene anordnet.
Dann ergibt sich nämlich, daß die Temperatur auf den zwischen den einzelnen Rohren
zu denkenden Mittellinien im ganzen Lamellenkörper die gleiche ist. Eine solche
gleichmäßige Temperaturverteilung im Lamellenkörper gibt die Möglichkeit, diesen
im Gegensatz zu bisher bekannten Ausführungen sehr flach auszubilden und besonders
dünne Lamellen
anzuwenden. Es hat sich gezeigt, daß sich bei der
geschilderten Anordnung an die dünnen parallel geschalteten Rohre bzw. die darin
strömende Flüssigkeit eine ausreichende Wärmemenge übeirtragen läßt, wenn die Höhe
des Lameldenkörpers etwa dem Rohrabstand entspricht, so daß jedem Rohrdurchflußquersahn@itt
in jeder Lamelle ein etwa quadratisches Flächenelement als Wärmeleufläche zugeordnet
ist. Der Wärmeübergang von den aufsteigenden Heizgasen zu den Rohren, der unter
Vermittlung der Lamellen stattfindet, läßt sich dadurch noch besonders gleichmäßig
und vorteilhaft gestalten, daß die Rohre näher bei den von den Heizgasen zuerst
berührten Kanten der Lamellen liegen. Die dem Brenner zugekehrten unteren Teile
der Lamellen werden naturgemäß stärker von den Heizgasen erwärmt als die oberen
Teile der Lamellen. Durch die außermittige Anordnung der Kühlquerschnitte wird eine
möglichst gleichmäßige Wärmeströmung innerhalb der jedem Kühlquerschnitt zugeordneten
quadratischen Lamellenteilfläche erzielt. Dem Kühlquerschnitt- strömt von allen
Seiten etwa die gleiche Wärmemenge zu, da die oberen kälteren Flächenelemente entsprechend
größer sind und deshalb von, den. Heizgasen annähernd die gleiche Wärmemenge aufnehmen
als die unteren heißeren Flächenelemente. Man kann die .oberen Flächenelemente gegenüber
den unteren noch künstlich vergrößern, indem man die Lamellen flach kreisbogenförmig
ausbildet.
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Die Erfindung ist im folgenden an einem in Abb. i bis 5 schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Die Abb. i .und 2 zeigen zwei Seitenansichten von dem Heizkörper eines
Durchlauferhitzers. Das Kaltwasser tritt in die Rohrleitung i ein. An einem Verteiler
2, in den die Leitung i mündet, sind vier Gruppen von dünnen Rohren 3, 4, 5, 6 angeschlossen.
Jede der Rohrgruppen 3, 4, 5, 6 durchsetzt den Lamellenkörper 7, der den Heizschacht
8 nach oben abschließt, zunächst in .einer hindurch- und zurückgeführten Schleife
und ist dann als Kühlrohr 3', 4 , 5', 6' am Heizschacht außen herum zu einem Sammler
9 geführt, an den die Warmwasserleitung io angeschlossen ist. Die Schleifen. der
Rohrgruppen 3, .4, 5, 6 liegen in einer Ebene und. sind so angeordnet, daß alle
Rohre im Lamellenkörper 7 gleiche Abstände haben.
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Die Abb. 3 stellt schematisch einen Querschnitt durch den von Rohren
durchsetzten Lamellenkörper 7 dar. Der Flüssigkeitsstrom verläuft in den freien
nicht schraffierten Rohrquerschnitten in die Papierebene hinein und in den schraffierten
Rohrquerschnitten aus der Papierebene heraus, so daß jeweils in zwei nebeneinanderliegenden
Rohren entgegengesetzte Strömungen vorhanden sind. Auf dem Durchflußwege durch den
Lamellenkörper wird in jedem einzelnen Rohr, also in jeder Durchflußrichtung, der
Flüssigkeitsstrom praktisch die gleiche Temperaturerhöhung erfahren. Dadurch ergibt
sich ^-- wie eine einfache Überlegung zeigt -, daß längs aller Mittellinien der
Schleifen, die in Abb. 3 durch die Punkte 32 angedeutet sind, die gleiche Temperatur
herrscht, denn dort stellt sich immer das Mittel aus den beiden benachbarten Kühlstromtemperaturen
ein. Ähnliches gilt für die durch die Punkte 3i und 33 angedeuteten Isothermen des
Lamellenkörpers. Wenn man von der Ungleichförmigkeit, die in der Mittelebene 3i',
32', 33' auftritt, einmal absieht, so ergibt sich, daß durch die Rohranordnung im
Lamellenleörper 7 eine gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt wird. Man kann
daher bei dem Lamellenkörper 7 recht hohe Temperaturen zulassen, ohne befürchten
zu müssen, daß die Lamellen an einigen Stellen infolge ungleichmäßiger Kühlung verbrennen.
Das bedeutet aber, daß die Lamellen zur Aufnahme und Übertragung einer vorgegebenen
Wärmemenge sowohl flächenmäßig als auch in ihrer Dicke wesentlich kleiner dimensioniert
werden können, als es bisher üblich war. Die Höhe der Lamellen entspricht etwa dem
Rohrabstand, so daß jedem Rohrquerschnitt ein etwa quadratisches Flächenstück zugeordnet
ist.
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In Abb. 4 ist ein solches Flächenstück vergrößert dargestellt. Man
kann es sich in Flächenelemente Q, bis Q$ aufgeteilt denken, derart, daß jedes Flächenelement
Q1 bis Qs einem gleichen Teil des Rohrumfanges zugeordnet ist. Die in Pfeilrichtung
aufsteigenden Heizgase erwärmen; die unteren Flächenelemente Q1 und Q8 naturgemäß
stärker als die oberen Flächenelemnente Q4 und Q5. Um zu erreichen, daß dem
Flüssigkeitsstrom aus allen Flächenelementen Q1 bis Q8 nach Möglichkeit die gleiche
Wärmemenge zuströmt, müssen die oberen kälteren Flächenelemente Q4 und QS eine entsprechend
größere Fläche zur Wärmeaufnahme besitzen. Deshalb liegen die Rohre nicht in der
Mitte der Lamelle, sondern :sind nach dem unteren Rande zu versetzt angeordnet.
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Maat kann., wie in Abb. 5 dargestellt ist, die Lamelle kreisbogenförmig
ausbilden, um die oberen Flächenelemente t4 und t3 relativ groß und die unteren
Flächenelemente t1 und t. relativ klein zu halten.
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Durch die beschriebene Erfindung und die verbesserten Wärmeaustauschverhältnisse
wird eine wesentlich verringerte Bauhöhe des Gerätes und damit -eine erhebliche
Werkstoffeinsparung möglich.
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Die Unteransprüche 2 bzw. 3 gelten nur in Verbindung mit Anspruch
i bzw. Anspruch i oder 2.