NL7904829A - Warmtewisselaar voor een cv-ketel of dergelijke. - Google Patents

Description

+ \ ' Rheem Nederland B.V. te Bergura, Nederland

Korte aanduiding: Warmtewisselaar voor een CV-ketel of dergelijke.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar voor een CV-ketel of dergelijk verwarmingstoestel, welke wisselaar bestaat uit een aantal naast elkaar opgestelde leden, elk met een vloeistofkamer die via 5 een in- en uitlaat stomp onderling in verbinding staan, waarbij tussen de leden een rookgas doorvoerkanaal is gevormd waarin aan de zijwand van de leden aangebrachte ' pennen steken.

Bij een warmtewisselaar van het in de 10 aanhef genoemde type wordt de in de leden aanwezige vloeistof verhit door warmteoverdracht van de rookgassen via de wanden van de leden naar de vloeistof.

Daarbij dienen de in de rookgaskanalen stekende pennen ter verbetering van die warmteoverdracht. In praktijk is 15 echter gebleken dat ondanks de velerlei vormen van de toegepaste pennen het rendement van een dergelijke warmtewisselaar relatief laag is.

De uitvinding beoogt een warmtewisselaar te verschaffen, die een zodanige turbulentie van de rookgassen 20 veroorzaakt, dat de warmteoverdracht van rookgas naar wand van de warmtewisselaar optimaal wordt, en waarbij de stroming van de vloeistof in de leden wordt verbeterd zodat de van de wand van de leden op te nemen warmte optimaal aan de vloeistof wordt overgedragen.

25 Volgens een eerste kenmerk van de uitvinding is het mantelvlak van de pennen op één of meer 790 4 8 29 *5 -2-.

P' r j plaatsen langs de omtrek afgeplat, welk platte vlak van de ! J pen een hoek insluit met de langsrichting van het rookgas- : i i kanaal. Hierdoor zal de stroming van de rookgassen in het | tussen de leden gevormde rookgaskanaal een richtings-5 I verandering ondergaan, waardoor een menging van de rookgas-! deeltjes zal optreden.

; In de voorkeurs uitvoeringsvorm zijn de j j pennen in ten opzichte van de langsrichting van het rookg'as-i kanaal schuine rijen opgesteld, waarbij de platte vlakken van 10 | de pennen parallel aan de rij verlopen, waardoor schuin \ gerichte stroomkanalen in het rookgaskanaal ontstaan.

Voor het verkrijgen van een relatief , langere verblijfstijd van het hete rookgas bij de aanstroom-zijde van de warmtewisselaar zijn volgens de uitvinding de 15 rijen pennen convergerend aangebracht in de doorstroom-richting van het rookgas kanaal.

| Hierdoor onstaan smaller wordende stroomkanalen, die een soort venturie effekt op het rookgas uitoefenen.

Als aanvullende maatregel daartoe kan 20 tevens de afstand tussen de pennen op dezelfde rij gezien in de doorstroomrichting van het rookgaskanaal afnemen.

Voor het verhogen van de turbulentie in het rookgaskanaal zijn de vlakken op de pennen aan één zijde van een lid spiegelsymmetrisch. ten opzichte van de andere 25 zijde daarvan gericht. Bij het samenstellen van de leden zullen in het verkregen rookgaskanaal kruisende stroomkanalen ontstaan, die op het scheidingsvlak tussen de leden eéh heftige turbulentie van het rookgas bewerkstelligen.

Voor het verkrijgen van een goede 30 warmteoverdracht tussen de wand van een lid van de warmtewisselaar en de daarin aanwezige vloeistof 'is de vloeistof-kamer voorzien van één of meer geleidingsschotten.

Bij voorkeur zijn deze schotten vanaf de inlaatstomp convergerend naar de door het rookgas 790 4 8 29

V

-3- f ..... ' • aangestroomde wand van het lid gesteld, waardoor de ' i stroomsnelheid van de vloeistof in het lid langs deze -hete wand hoog zal zijn en zodoende het afkoelend effekt.

t

De uitvinding zal nader' worden toegelicht 5‘ in de hieronder staande figuurbeschrijving aan de hand van : een tekening.

In de tekening tonen: | - fig.l een perspectivisch aanzicht van een : verwarmingstoestel voorzien van een warmtewisselaar volgens 10 de uitvinding, fig.2 een zijaanzicht van een in de warmtewisselaar toegepast lid, fig.3 en 4 een onder- respectievelijk bovenaanzicht van het lid uit figuur 2, 15 fig.5 een doorsnede langs de onderzijde van het lid uit figuur 2, fig.6 en 7 een boven- respectievelijk zijaanzicht van een·op de zijwand van het lid aangebrachte pen.

20 Het warmtetoestel volgens figuur 1 bestaat in hoofdzaak uit een gasbrander 1, met een daarboven aangebrachte warmtewisselaar 2 voorzien van een toe-respectievelijk afvoerleiding 3, 4. Het geheel is door een omhulling 5 omsloten, waarop een schoorsteen 6 is aangesloten.

25 De warmtewisselaar 2 bestaat uit een serie naast elkaar opgestelde leden 7, die aan de hand van de figuren 2 tot en met 6 hieronder nader worden toegelicht.

* Tussen de leden ontstaan rookgaskanalen 8 zodat de van de brander 1 afkomende rookgassen via deze kanalen’ 8 naar de 30 afvoerpijp 6 kunnen stromen.

Het in figuur 2 getoonde lid bestaat in hoofdzaak uit een holle kast, waarin een vloeistofkamer is gevormd, welke kamer door middel van een inlaatstomp 9 en een uitlaatstomp 14 met de kamers van de 'aangrenzende 790 48 29 f*' -4- leden in verbinding staat. De zijwand van h.et lid 7 is in j hoofdzaak rechthoekig van vorm en vertoont eén groot S aantal daarop aangebrachte pennen 10,. die 'uitstéken' in de i j tussen twee leden 7 gevormd rookgaskanaal 8.

5 I De pennen in figuur 2 staan in convergerende 'rijen opgesteld/ hetgeen is aangegeven met de lijn I-II in figuur 2.

Elke .pen 10 Is aan weerszijden van zijn mantel voorzien van een plat'vlak 11, zie ook figuur 6. De platte'vlakken zijn i ! parallel aan de pennenrij gericht, zodanig dat tussen de 10 rijen pennen stroomkanalen ontstaan, die ten opzichte van de in figuur 2 van beneden naar boven gerichte hoofdstroom-. richting van het rookgas een schuine stand innemen.

! De afstand tussen de pennen op een rij neemt eveneens in de rookgasstroomrichting af.

15 ; Aan de onder- of aanstroomzijde van het :lid 7 zijn geleidingsribben 15 aangebracht, zie ook. figuur 3.

Volgens een kenmerk van de ‘uitvinding zijn de vlakken 11 op de pennen 10 aan weerszijden van een lid 7 spiegelsymmetrisch aangebracht, hetgeen is getoond in 20 figuur 4. Het zal duidelijk zijn dat bij het samenstellen van de leden de rijen I-IX aan één zijde' in figuur 2 die aan de andere zijde van het zelfde lid zullen kruisen, zodat bij het samenstellen van twee leden 7- de naar elkaar toe gerichte pennen 10 ten opzichte van elkaar eveneens 25 gekruist zullen staan.

In de vloeistofkamer van het lid 7 zijn nabij de aanstroomzijde 12 daarvan inwendig geleidings-schotten 13 aangebracht, die vanaf de inlaatstomp 9 in de richting van de aanstroomzijde 12 convergeren.

30 In de getoonde uitvoeringsvorm zijn er een vijftal getekend, die overlappend zijn opgesteld, en wel zodanig dat*de uit de inlaatstomp 9 komende vloeistof in hoofdzaak. langs de wand 12 zal stromen, echter voor een deel ook. een weg tussen de 790 4 8 29 -5- 1» r ; schotten 13 zal vinden, zie de pijlen PI en P2. Dankzij ' deze schotten 13 zal de stroomsnelheid PI relatief hoog zijn, terwijl geen dode hoeken in de vloeistof kamer van ; het lid 7 ontstaan, waardoor een optimale warmte overdracht 5 is gewaarborgd.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvorm. Zo kunnen de pennen ; ook op zig-zag vormige rijen I, II bevinden, waardoor telkens de stroomrichting van het rookgas in een stroomkanaal wordt 10 veranderd. Dit kan de gewenste turbulentie nog meer verhogen.

?90 4 8 29

Claims (9)

1. Warmtewisselaar voor een CV-ketel of ! dergelijk verwarmingstoestel, bestaande uit een aantal | naast elkaar opgestelde leden elk. met een vloeistofkamer, ! die via een in- en uitlaatstomp onderling in verbinding t 5. staan, waarbij tussen de leden een rookgas, doorvoerkanaal ! is gevormd waarin aan de zijwand van de leden aangebrachte i ! pennen steken, met het kenmerk, dat het mantelvlak. ! van de pennen op één of meer plaatsen langs de 'omtrek is afgeplat, welk platte vlak van de pen een hoek insluit 10 jmet de langsrichting van het rookgaskanaal.

2. Inrichting volgens conclusie 1,'met het kenmerk, dat de pennen in ten opzichte van de langsrichting van het rookgaskanaal schuine 'rijen staan : opgesteld, waarbij de platte vlakken van de 'pennen' 15. parallel aan de rij verlopen. i

3. Inrichting volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat de rijen pennen in de doorstroom-richting van het rookgaskanaal convergeren.

4. Inrichting volgens conclusie 1-3, met 20 het kenmerk, dat de afstand tussen de 'pennen op dezelfde rij gezien in de doorstroomri.ch.ting van het rookgaskanaal afneemt.

5. Inrichting volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de vlakken op een. zijde 'van een lid 25 spiegelsymmetrisch ten opzichte van de andere zijde daarvan zijn gericht.

6’. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk., dat de vloei stof kamer bij de rookgas aanstroomzijde is voorzien van één of meer 30 geleidingsschotten.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het 790 4 8 29 -7- 'kenmerk/ dat het of elk schot vanaf de inlaatstomp naar de aangestroomde wand van het lid convergeren.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aangestroomde 5. wand van het lid is voorzien van rookgasgeleidende ribben.

9. Verwarmingstoestel voorzien van een t warmtewisselaar volgens êën der voorgaande conclusies. 790 4829