WO1996035084A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Wärmetauscher Download PDF

Info

Publication number
WO1996035084A1
WO1996035084A1 PCT/DE1996/000625 DE9600625W WO9635084A1 WO 1996035084 A1 WO1996035084 A1 WO 1996035084A1 DE 9600625 W DE9600625 W DE 9600625W WO 9635084 A1 WO9635084 A1 WO 9635084A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pot
heat exchanger
water
exchanger according
water guide
Prior art date
Application number
PCT/DE1996/000625
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Haber
Original Assignee
J. Eberspächer Gmbh & Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19518435A external-priority patent/DE19518435C2/de
Application filed by J. Eberspächer Gmbh & Co. filed Critical J. Eberspächer Gmbh & Co.
Priority to US08/952,027 priority Critical patent/US5983841A/en
Priority to JP8532910A priority patent/JP2901761B2/ja
Publication of WO1996035084A1 publication Critical patent/WO1996035084A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/263—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body with a dry-wall combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger in the form of a pot with an end connection to a burner or the like.
  • a heat exchanger in the form of a pot with an end connection to a burner or the like.
  • a known aforementioned heat exchanger has on the underside in the region of the pot bottom a lateral water inlet into which the water outlet connection of a water pump arranged below the heat exchanger is introduced in a sealed manner in order to ode the heat exchanger medium in the form of water both to the pot and also to operate the arrangement Feed pot jacket.
  • the pot jacket has a helical water guide in order to conduct the water in a helical manner practically over the entire surface of the pot jacket before the heated water at the end of the screw is discharged for a consumer in the area of the end-side connection of the heat exchanger to the burner .
  • the water supplied circulates in the area of the pot shell of the heat exchanger, but not in the area of the pot bottom.
  • a burner flame tube which extends into the interior of the pot-shaped heat exchanger can therefore overheat the bottom of the pot, in particular with high heating output at a high water outlet temperature near the boiling point.
  • Local overheated pot base areas lead to the formation of vapor bubbles, which impair the efficiency of the heat exchanger.
  • the overheated pot base areas are exposed to increased material stress, which affects the service life of the heat exchanger.
  • the essence of the invention is that water guide sections are provided in the pot or the heat exchanger for a directed, essentially area-wide flow of water into the pot bottom.
  • the bottom of the pot has at least two crescent-shaped water guide channels for a circulating water flow in the bottom of the pot following the side water inlet.
  • the water guide channels can be formed by a separate guide plate insert in the pot base, the guide plates having a top view of the pot bottom having a sickle shape and the sickle root being located in the region of the lateral water inlet.
  • the bottom of the pot has crescent-shaped water guide channels in the form of integrated recesses, the crescent root being located in the region of the lateral water inlet.
  • the radially outermost crescent-shaped water guide channel preferably has the smallest flow cross-section of all the water guide channels of the arrangement, the width of this radially outermost water guide channel along the sickle being largely kept constant.
  • radially inwardly lying water guide channels preferably have a larger flow cross section, which increases in the direction of the center of the pot bottom in the individual water guide channels.
  • a radially inner crescent-shaped water guide channel expediently runs through the axial center of the heat exchanger or through the center of the heat exchanger pot bottom.
  • Radially located crescent water channels have an extension along the sickle in an advantageous development of the invention, which is preferably kidney-shaped.
  • the individual crescent-shaped water guiding channels In order to support an area-wide flow through the pot base, the individual crescent-shaped water guiding channels have flat lateral water overflow edges and / or flat water outlet ends, the length of the individual sickle expediently extending over a pot base angle of approximately 100 °. If necessary, smaller channels can branch off from these main channels.
  • a heat exchanger with a (known) screw-shaped water guide in the pot casing it expediently has a radially outermost edge of the pot bottom or a water barrier between the lateral water inlet and the beginning of the screw-shaped pot casing water guide, which prevents the water flowing into the bottom of the pot from the water pump does not immediately jacket is fed in, but is first forced to circulate around 360 ° on the pot bottom side before the water enters the helical water guide of the pot jacket. If necessary, this water barrier can also be provided along other, radially inner water guide channels.
  • the aforementioned pot bottom edge can also be embodied integrated in the pot bottom, in particular if the heat exchanger as a whole is an aluminum die-cast part.
  • the edge of the pot base is a separate component, similar to the variant of the separate guide plate insert in the pot, wherein the edge width of the separate edge of the pot base can be adjusted in a further development. If the edge width is set to small, flowing water can spill over the edge. If the edge is pulled higher, for example up to a stop of the enclosing housing part of the heat exchanger, the entire amount of water supplied is forced to first pass the bottom of the pot in a directed flow.
  • the edge length that is to say the length of the jacket arc of the pot bottom edge, can also be adjusted in order to ensure in any case that in the case of a water pump the barrier or the aforementioned pot bottom edge from the water outlet connection of the water pump to the beginning of the helical water guide tion extends.
  • a further embodiment variant is characterized in that the base of the pot is slightly curved outwards. It is thus achieved by the invention that the supplied cooling water is directed in two or more channels at the bottom of the pot in such a way that a uniform temperature is established over the entire bottom area when a heat exchanger is in operation. There are therefore no local temperature peaks in the base of the pot which could lead to vapor bubbles, as is the case in the known prior art. With the invention, a high water outlet temperature in the boiling point range can thus be practiced quickly in practically all water heaters with a high heating output, without steam bubbles forming or material damage to the pot bottom of the heat exchanger.
  • liquid heat exchange medium a medium other than water can be provided as the liquid heat exchange medium.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger in the form of a pot, with the housing being omitted in a connection to a lower water pump, in a schematic perspective illustration
  • FIG. 2 is a view of the bottom of the pot of the heat exchanger according to FIG. 1, seen from the right,
  • FIG. 3 shows a section through the arrangement according to FIG. 2 along the line A-A
  • a heat exchanger 1 according to the drawing in which the outer housing is omitted for reasons of better illustration of the invention, has a pot shape, the pot base 4 with the pot jacket 5 being an integral die-cast part made of aluminum.
  • the heat exchanger 1 has an end connection 2 with the formation of a peripheral flange which, in the assembled state of a heat exchanger arrangement, is fastened, for example, to a burner (not illustrated) in such a way that the flame tube of the burner concentrically into the interior of the heat exchanger 1 as shown in FIG .l, on the left.
  • the right end of the (not illustrated) flame tube according to FIG. 1 is open and is at a distance from the pot bottom 4.
  • the pot bottom 4 comprises a lateral water inlet 3, in which the outlet end 15 of a water pump
  • the pot casing 5 has a helical water guide 11 around its circumference in order to set up a circulating water flow along the pot casing 5 during heat exchanger operation, as is schematically illustrated by the arrow E in FIG. 1.
  • the start 12 of the helical water guide 11 is shown in FIG. 1 at the right upper end of the pot base 4, while the end 16 of the helical water guide 11 is located in the region of the flange 17 which is fastened with the burner (not shown).
  • the water outlet in the area of the end 16 of the helical water guide is not shown in FIG. 1 for reasons of clarity. It also does not concern the essence of the invention.
  • the essence of the invention is to provide 4 water guide sections in the pan base for a directed, essentially surface-covering flow of water (or another liquid heat exchange medium) into the pan base.
  • the water guide sections are, in particular according to the exemplary embodiment of the drawing, a radially outer water guide channel 6 and a radially inner water guide channel 7, which are formed integrally with the pot bottom 4 in the form of depressions.
  • the two water guide channels 6 and 7 are shown in greater detail in FIGS. 2 to 6. They have a sickle shape, the length of the sickles extending over an angle of the pot base of approx. 100 °, wherein other sickle lengths can also be provided if necessary.
  • the radially outer water duct 6 has a flow cross-section d that is smaller than the flow cross-section D of the radially inner water duct 7.
  • other cross-sectional ratios can also be provided.
  • the radially outer water guide channel 6 has the same width and extends in the immediate vicinity of the circular pot bottom circumference, where an axially projecting pot bottom edge 13 is integrated in the pot bottom 4, which extends from the lateral water inlet 3 to to the beginning 12 of helical water guide 11 extends.
  • the protruding edge of the pot bottom 13 acts as a water barrier during operation, so that the inflowing water conveyed by the water pump 14 is guided in a circulating manner primarily along the channels 6, 7 over the pot bottom 4 before the circulating water of the pot bottom approximately after one 360 "turn to the pot casing 5 according to arrow E.
  • the radial water channels 6, 7 have lateral water overflow side edges and a flat water outlet end 9 at the sickle end, so that the water not only circulates directly in the channels 6 and 7, but also circulates in the remaining flat areas of the pot bottom 4 after a lateral transition, the latter circulation being supported by the main circulation of the water guiding channels 6 and 7, ie the water in the flat areas of the pot is "carried away".
  • the radially inner water guide channel 7 does not have a constant width, such as the radially outer water guide channel 6, but an extension in the central region of the sickle length, which is approximately kidney-shaped with the water outlet end 9 there.
  • a result of this expansion and due to the comparatively large flow cross-section D of the radially inner water guide channel 7 compared to the smaller through-flow cross section d of the radially outer water guide tion channel is achieved that the angular velocity of all circulating flow components of the water in the region of the pot bottom 4 is approximately constant.
  • flow components with different angular velocities can also be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Cookers (AREA)

Abstract

Bei einem Wärmetauscher (1) in Topfform mit einem stirnseitigen Anschluß (2) für einen Brenner od. dgl., einem seitlichen Wassereinlaß (3) im Topfboden (4) und einem Wasserauslaß im Bereich des stirnseitigen Anschlusses (2) wird sowohl der Topfboden (4) als auch der Topfmantel (5) im Betrieb wasserdurchströmt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, im Topfboden Wasserführungsabschnitte, insbesondere in Form von sichelförmigen Wasserführungskanälen (6, 7) und Barrieren (13) für eine gerichtete, im wesentlichen flächendeckende Beströmung des Topfbodens (4) mit Wasser vorzusehen, um im Betrieb eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf dem Topfboden ohne Dampfblasenbildung einzurichten.

Description

Wärmetausche r
Be s ehre ibung
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher in Topfform mit einem stirnseitigen Anschluß an einen Brenner oder dergl. zwecks Aufnahme eines Brenner-Flammrohres, einem seitlichen Wassereinlaß im Topfboden und einem Wasserauslaß im Bereich des stirnseitigen Anschlusses, wobei sowohl der Topfboden als auch der Topfmantel wasserdurchströmt sind.
Ein bekannter vorgenannter Wärmetauscher besitzt unterseitig im Bereich des Topfbodens einen seitlichen Wassereinlaß, in den der Wasserauslaßstutzen einer unter dem Wärmetauscher an¬ geordneten Wasserpumpe in abgedichteter Weise eingeführt ist, um im Betrieb der Anordnung das Wärmetauschermedium in Form von Wasser sowohl zum Topf oden als auch zum Topfmantel zuzuführen. Der Topfmantel weist eine schraubenförmige Was¬ serführung auf, um das Wasser schraubenförmig praktisch über die Gesamtfläche des Topfmantels zu leiten, bevor das er¬ hitzte Wasser am Ende der Schraube im Bereich des stimseiti¬ gen Anschlusses des Wärmetauschers an den Brenner für einen Verbraucher abgeführt wird. Zwar zirkuliert das zugeführte Wasser im Bereich des Topfmantels des Wärmetauschers, nicht jedoch im Bereich des Topfbodens. Ein in das Innere des topf- förmigen Wärmetauschers hineinreichendes Brenner-Flammrohr kann mithin den Topfboden überhitzen, insbesondere bei hoher Heizleistung bei einer hohen Wasseraustrittstemperatur nahe des Siedepunktes. Örtliche überhitzte Topfbodenbereiche füh¬ ren zu einer Dampfblasenbildung, welche den Wirkungsgrad des Wärmetauschers beeinträchtigen. Darüber hinaus sind die über¬ hitzten Topfbodenbereiche einer erhöhten Materialbeanspru¬ chung ausgesetzt, welche die Lebensdauer des Wärmetauschers beeinträchtigt. Aufbauend auf dem vorgenannten Stand der Technik ist es Auf¬ gabe der Erfindung, einen Wärmetauscher der eingangs genann¬ ten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau hoch wir¬ kungsvoll betrieben werden kann und insbesondere eine hohe Heizleistung mit einer hohen Wasseraustrittstemperatur ermög¬ licht.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Wärmetauscher der im Patenanspruch 1 angegebenen Art.
Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 18.
Wesen der Erfindung ist, daß im Topf oden des Wärmetauschers Wasserführungsabschnitte für eine gerichtete, im wesent¬ lichen flächendeckende Beströmung des Topfbodens mit Wasser vorgesehen sind.
Insbesondere weist der Topfboden im Anschluß an den seit¬ lichen Wassereinlaß zumindest zwei in Draufsicht sichelförmi¬ ge Wasserführungskanäle für eine zirkulierende Wasserströ¬ mung im Topfboden auf.
Die Wasserführungskanäle können in einer Ausführungsvariante der Erfindung durch einen separaten Leitblecheinsatz im Topf- boden gebildet sein, wobei die Leitbleche in Topfboden-Drauf¬ sicht Sichelform besitzen und die Sichelwurzel im Bereich des seitlichen Wassereinlasses gelegen ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung besitzt jedoch der Topfboden sichelförmige Wasser¬ führungskanäle in Form von integriert ausgebildeten Vertie¬ fungen, wobei die Sichelwurzel im Bereich des seitlichen Wassereinlasses gelegen ist. Der radial äußerste sichelförmige Wasserführungskanal weist bevorzugt den kleinsten Durchströmungsquerschnitt von allen Wasserführungskanälen der Anordnung auf, wobei die Breite dieses radial äußersten Wasserführungskanals längs der Sichel im großen und ganzen konstant gehalten ist.
Radial einwärts gelegene Wasserführungskanäle besitzen hin¬ gegen bevorzugt einen größeren Durchströmungsquerschnitt, der in Richtung der Mitte des Topfbodens bei den einzelnen Wasserführungskanälen zunimmt.
Ein radial innen gelegener sichelförmiger Wasserführungs- kanal verläuft zweckmäßigerweise durch das axiale Zentrum des Wärmetauschers bzw. durch die Mitte des Wärmetauscher- Topfbodens.
Radial innen gelegene sichelförmige Wasserführungskanäle besitzen längs der Sichel in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine Erweiterung, die bevorzugt nierenförmig ist.
Um eine flächendeckende Beströmung des Topfbodens zu unter¬ stützen, besitzen die einzelnen sichelförmigen Wasserfüh¬ rungskanäle flache seitliche Wasserüberlaufränder und/oder flache Wasserauslaufenden, wobei die Länge der einzelnen Sichel zweckmäßigerweise sich über einen Topfbodenwinkel von etwa 100° erstreckt. Von diesen Hauptkanälen können im Be¬ darfsfall kleinere Kanäle abzweigen.
Bei einem Wärmetauscher mit einer (an sich bekannten) schrau¬ benförmigen Wasserführung im Topfmantel weist zweckmäßiger¬ weise zwischen dem seitlichen Wassereinlaß und dem Anfang der schraubenförmigen Topfmantel-Wasserführung einen radial äußersten Topfbodenrand bzw. eine Wasserbarriere auf, welche(r) verhindert, daß das aus der Wasserpumpe in den Topfboden einströmende Wasser nicht sofort dem Wärmetauscher- mantel zugeleitet wird, sondern zuerst gezwungen wird, um ca. 360° auf der Topfbodenseite zu zirkulieren, bevor das Wasser in die schraubenförmige Wasserführung des Topfmantels eintritt. Diese Wasserbarriere kann im Bedarfsfall auch ent¬ lang anderer, radial innen gelegener Wasserführungskanäle vorgesehen sein.
Wie der schraubenförmige Wasserführungs-Vorsprung auf dem Topfmantel, so kann auch der vorgenannte Topfbodenrand im Topfboden integriert ausgebildet sein, insbesondere dann, wenn der Wärmetauscher insgesamt ein Aluminium-Druckgußteil ist.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist der Topfboden¬ rand ein separates Bauteil, ähnlich der Variante des separa¬ ten Leitblecheinsatzes im Topf oden, wobei in einer Weiter¬ bildung die Randbreite des separaten Topfbodenrands ver¬ stellt werden kann. Bei klein eingestellter Randbreite kann ein strömendes Wasser über den Rand überschwappen. Ist der Rand höher gezogen, beispielsweise bis zu einem Anschlag des umschließenden Gehäuseteils des Wärmetauschers, wird die gesamte zugeführte Wassermenge gezwungen, zuerst den Topf- boden in gerichteter Strömung zu passieren.
In weiterer AusführungsVariante eines separaten Topfboden¬ randes kann auch die Randlänge, also die Mantelbogenlänge des Topfbodenrandes, verstellt werden, um in jedem Fall sicherzustellen, daß bei einer Wasserpumpe die Barriere bzw. der vorgenannte Topfbodenrand vom Wasseraustrittsstutzen der Wasserpumpe bis zum Anfang der schraubenförmigen Wasserfüh¬ rung sich erstreckt.
Schließlich kennzeichnet sich eine weitere Ausführungs- variante dadurch, daß der Topfboden geringfügig nach außen gewölbt ist. Durch die Erfindung wird mithin erreicht, daß das zugeführte Kühlwasser in zwei oder mehreren Kanälen so am Topfboden gelenkt wird, daß flächendeckend über den gesamten Boden¬ bereich im Betrieb eines Wärmetauschers sich eine gleich¬ mäßige Temperatur einstellt. Örtliche Temperaturspitzen im Topfboden sind also nicht gegeben, die zu Dampfblasen führen könnten, wie dies nach dem bekannten Stand der Technik der Fall ist. Durch die Erfindung kann also praktisch bei allen Wasserheizungen mit hoher Heizleistung schnell eine hohe Wasseraustrittstemperatur im Bereich des Siedepunktes gefah¬ ren werden, ohne daß Dampfblasen entstehen oder eine Mate¬ rialschädigung des Topfbodens des Wärmetauschers eintritt.
Gegebenenfalls kann als flüssiges Wärmetauschermedium ein anderes Medium als Wasser vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen Wärmetauscher in Topfform unter Weglassung des Gehäuses in einem Anschluß an eine untere Wasser¬ pumpe in einer schematischen perspektivischen Dar¬ stellung,
Fig. 2 eine Ansicht auf den Topfboden des Wärmetauschers nach Fig. l, gesehen von rechts,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 2 längs der Linie A-A,
Fig. 4 die Ansicht Y auf den Topfbodenbereich der Anordnung nach Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt durch den Topfbodenbereich der Anord¬ nung nach Fig. 2 längs der Linie B-B, und
Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie C-C der Fig. 2.
Ein Wärmetauscher l gemäß Zeichnung, bei welchem das Außen¬ gehäuse aus Gründen der besseren Veranschaulichung der Erfin¬ dung weggelassen ist, besitzt Topfform, wobei der Topfboden 4 mit dem Topfmantel 5 ein einstückiges Druckgußteil aus Aluminium ist. Insbesondere besitzt der Wärmetauscher 1 einen stirnseitigen Anschluß 2 mit Ausbildung eines Umfangs- flansches, welcher im montierten Zustand einer Wärmetauscher¬ anordnung beispielsweise an einen (nicht veranschaulichten) Brenner derart befestigt ist, daß das Flammrohr des Brenners in das Innere des Wärmetauschers l konzentrisch gemäß Fig.l, links, hineinreicht. Das gemäß Fig. 1 rechte Ende des (nicht veranschaulichten) Flammrohres ist offen und befindet sich in einem Abstand zum Topfboden 4.
Unterseitig umfaßt der Topfboden 4 einen seitlichen Wasser¬ einlaß 3, in welchen das Austrittsende 15 einer Wasserpumpe
14 hineinreicht, wobei die Verbindung zwischen Austrittsende
15 der Wasserpumpe 14 und den seitlichen Wassereinlaß 3 des Topfbodens 4 wasserdicht ist.
Der Topfmantel 5 besitzt umfangsmäßig eine schraubenförmige Wasserführung 11, um bei einem Wärmetauscherbetrieb eine zirkulierende Wasserströmung längs des Topfmantels 5 einzu¬ richten, wie dies durch den Pfeil E in Fig. 1 schematisch veranschaulicht ist. Der Anfang 12 der schraubenförmigen Wasserführung 11 befindet sich gemäß Fig. 1 am rechten obe¬ ren Ende des Topfbodens 4, während das Ende 16 der schrauben¬ förmigen Wasserführung 11 im Bereich des Flansches 17 gelegen ist, der mit dem nicht veranschaulichten Brenner befestigt ist. Der Wasseraustritt im Bereich des Endes 16 der schraubenför¬ migen Wasserführung ist aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig.l nicht gezeigt. Er betrifft auch nicht das Wesen der Erfindung.
Wesen der Erfindung ist, im Topfboden 4 Wasserführungs- abschnitte für eine gerichtete, im wesentlichen flächen¬ deckende Beströmung des Topfbodens mit Wasser (oder einem anderen flüssigen Wärmetauschermedium) vorzusehen.
Die Wasserführungsabschnitte sind insbesondere gemäß Ausfüh¬ rungsbeispiel der Zeichnung ein radial äußerer Wasserfüh¬ rungskanal 6 und ein radial innerer Wasserführungskanal 7, welche integriert mit dem Topfboden 4 in Form von Vertiefun¬ gen ausgebildet sind.
Die beiden Wasserführungskanäle 6 und 7 sind in größerer Einzelheit in den Fig. 2 bis 6 gezeigt. Sie besitzen Sichel- form, wobei die Länge der Sicheln sich über einen Winkel des Topfbodens von ca. 100° erstreckt, wobei im Bedarfsfall auch andere Sichellänge-n vorgesehen sein können.
Der radial äußere Wasserführungskanal 6 besitzt einen Durch¬ strömungsquerschnitt d, der kleiner ist als der Durchströ¬ mungsquerschnitt D des radial inneren Wasserführungskanals 7. Je nach Erfordernis der Wärmeabfuhr können auch andere Querschnittsverhältnisse vorgesehen sein.
Im besonderen Ausführungsbeispiel der Zeichnung besitzt der radial äußere Wasserführungskanal 6 eine gleiche Breite und erstreckt sich in unmittelbarer Nachbarschaft des kreisförmi¬ gen Topfbodenumfangs, wo auch ein im Topfboden 4 integrier¬ ter axial vorstehender Topfbodenrand 13 ausgebildet ist, der sich vom seitlichen Wassereinlaß 3 bis hin zum Anfang 12 der schraubenförmigen Wasserführung 11 erstreckt. Der vorsprin¬ gende Topfbodenrand 13 wirkt im Betrieb als Wasserbarriere, so daß das durch die Wasserpumpe 14 geförderte einströmende Wasser vornehmlich längs der Kanäle 6, 7 in zirkulierender Weise über den Topfboden 4 geführt ist, bevor das zirkulie¬ rende Wasser des Topfbodens etwa nach einer 360"-Drehung zum Topfmantel 5 gemäß Pfeil E gelangt.
Die radialen Wasserführungskanäle 6, 7 besitzen seitliche Wasserüberlauf-Seitenränder sowie am Sichelende jeweils ein flaches Wasserauslaufende 9, so daß das Wasser nicht nur direkt in den Kanälen 6 und 7 zirkuliert, sondern auch nach einem seitlichen Übertritt in den restlichen Flachbereichen des Topfbodens 4 zirkuliert, wobei letztgenannte Zirkulation durch die Hauptzirkulation der Wasserführungskanäle 6 und 7 unterstützt wird, d.h. das Wasser in den Flachbereichen des Topf odens "mitgerissen" wird.
Insgesamt entsteht also eine gewünschte gerichtete, im wesentlichen flächendeckende Beströmung des Topfbodens mit Wasser, welche verhindert, daß keine Überhitzungsstellen im Topfboden 4 vorhanden sind, auch wenn der Wärmetauscher 1 mit hoher Leistung betrieben wird, und mithin auch keine Dampfblasen entstehen, welche den Wärmeübertragungs-Wirkungs¬ grad beeinträchtigen.
Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung ersichtlich, besitzt der radial innere Wasserführungskanal 7 nicht eine konstante Breite wie etwa der radial äußere Wasserführungs- kanal 6, sondern im mittleren Bereich der Sichellänge eine Erweiterung, die mit dem dortigen Wasserauslaufende 9 etwa nierenförmig ist. Durch diese Erweiterung und durch den im Vergleich großen Durchströmungsquerschnitt D des radial inneren Wasserführungskanals 7 im Vergleich zum kleineren Durchströmungsquerschnitt d des radial äußeren Wasserfüh- rungskanals wird erreicht, daß die Winkelgeschwindigkeit sämtlich zirkulierender Strömungskomponenten des Wassers im Bereich des Topfbodens 4 etwa konstant ist. Je nach den Erfordernissen der Wärmeabfuhr können auch Strömungskomponen¬ ten mit unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeit vorgesehen sein.
Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämt¬ liche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfin¬ derischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmetauscher (1) in Topfform, mit einem stirnseitigen Anschluß (2) an einen Brenner oder dergl. zwecks Aufnahme eines Brenner-Flammrohres, einem seitlichen Wassereinlaß (3) im Topfboden (4) und einem Wasserauslaß im Bereich des stirnseitigen Anschlusses (2) , wobei sowohl der Topfboden (4) als auch der Topfmantel (5) wasserdurchströmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Topfboden (4) Wasserführungsabschnitte für eine gerichtete, im wesentlichen flächendeckende Beströmung des Topf odens (4) mit Wasser vorgesehen sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfboden (4) im Anschluß an den seitlichen Wassereinlaß (3) zumindest zwei in Draufsicht sichelför¬ mige Wasserführungskanäle (6, 7) für eine zirkulierende WasserStrömung aufweist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserführungskanäle (6, 7) durch einen separa¬ ten Leitblecheinsatz im Topfboden (4) gebildet sind, wobei die Leitbleche in Topfboden-Draufsicht sichelför¬ mig ausgebildet sind und die Sichelwurzel in etwa im Bereich des seitlichen Wassereinlasses (3) gelegen ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sichelförmigen Wasserführungskanäle (6, 7) im Topfboden (4) ausgebildete, integrierte Vertiefungen sind und die Sichelwurzel in etwa im Bereich des seit¬ lichen Wassereinlasses (3) gelegen ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußerste sichelförmige Wasserführungs- kanal (6) den kleinsten Durchströmungsquerschnitt (d) von allen Wasserführungskanälen (6, 7) besitzt.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußerste sichelförmige Wasserführungs- kanal (6) längs der Sichel im wesentlichen gleiche Breite besitzt.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchströmungsquerschnitt (D) radial einwärts gelegener Wasserführungskanäle (7) zunimmt.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial innen gelegener sichelförmiger Wasserfüh¬ rungskanal (7) durch das axiale Zentrum (8) des Wärme¬ tauschers bzw. durch die Mitte des Topfbodens (4) ver¬ läuft.
9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial innen gelegener sichelförmiger Wasserfüh¬ rungskanal (7) längs der Sichel eine Erweiterung bzw. in Draufsicht Nierenform besitzt.
10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sichelförmigen Wasserführungskanäle (6, 7) flache Wasserauslaufenden (9) besitzen.
11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sichelförmigen Wasserführungskanäle (6, 7) flache seitliche Wasserübelauf-Ränder (10) besitzen.
12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer schraubenförmigen Wasserführung (11) im Topfmantel (5), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem seitlichen Wassereinlaß (3) und dem Anfang (12) der schraubenförmigen Wasserführung (11) ein radial äußerster Topfbodenrand (13) vorgesehen ist.
13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfbodenrand (13) im Topfboden (4) integriert ausgebildet ist.
14. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfbodenrand separates Bauteil ist.
15. Wärmetauscher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Randhöhe des Topfbodenrands (13) verstellbar ist.
16. Wärmetauscher nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Randlänge bzw. die Mantelbogenlänge des Topf- bodenrands (13) verstellbar ist.
17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichellänge der Wasserführungskanäle (6, 7) sich über einen Winkel von ca. 100° erstreckt.
18. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfboden (4) geringfügig nach außen gewölbt ist.
19. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserführungsabschnitte seitlich zumindest teilweise Wasserbarrieren besitzen.
20. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserführungsabschnitte Abzweigungskanäle besitzen.
PCT/DE1996/000625 1995-04-29 1996-04-02 Wärmetauscher WO1996035084A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/952,027 US5983841A (en) 1995-04-29 1996-04-02 Heat exchanger
JP8532910A JP2901761B2 (ja) 1995-04-29 1996-04-02 熱交換器

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19515819 1995-04-29
DE19518435A DE19518435C2 (de) 1995-04-29 1995-05-19 Wärmetauscher
DE19518435.1 1995-05-19
DE19515819.9 1995-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996035084A1 true WO1996035084A1 (de) 1996-11-07

Family

ID=26014742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1996/000625 WO1996035084A1 (de) 1995-04-29 1996-04-02 Wärmetauscher

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5983841A (de)
JP (1) JP2901761B2 (de)
CZ (1) CZ286012B6 (de)
WO (1) WO1996035084A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070139661A1 (en) * 2004-08-05 2007-06-21 Quark, Inc. Systems and methods for producing media products
US6619054B1 (en) 2002-05-06 2003-09-16 Hydrogenics Corporation Condenser for dehumidifying gas
DE10306699A1 (de) * 2003-02-18 2004-09-02 Robert Bosch Gmbh Wärmetauscher mit einem strömungsoptimierten wärmeaufnehmenden Strömungskanal, insbesondere für ein Heizgerät
WO2005028077A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-31 Hydrogenics Corporation Separator for removing liquid from fluid
FR2919711B1 (fr) * 2007-08-02 2009-11-06 E U R L Jean Marie Thevenon Sa Echangeur thermique vertical a flux inverses
DE102011004159A1 (de) * 2011-02-15 2012-08-16 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät
DE102012214480A1 (de) 2012-06-13 2013-12-19 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Wärmetauscheranordnung
AU2017244041B2 (en) 2016-03-30 2022-12-01 Marine Canada Acquisition Inc. Vehicle heater and controls therefor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1233534A (de) * 1967-05-05 1971-05-26
DE3010078A1 (de) * 1980-03-15 1981-10-01 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Mit fluessigem brennstoff betriebener brenner fuer heizvorrichtungen
DE3807189A1 (de) * 1988-03-04 1989-09-14 Webasto Ag Fahrzeugtechnik Heizgeraet, insbesondere fahrzeugzusatzheizgeraet

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU1382966A (en) * 1966-11-11 1969-03-13 Menze Diedrich Improvements in heat exchangers
US3730229A (en) * 1971-03-11 1973-05-01 Turbotec Inc Tubing unit with helically corrugated tube and method for making same
US4479484A (en) * 1980-12-22 1984-10-30 Arkansas Patents, Inc. Pulsing combustion
US4588659A (en) * 1984-12-11 1986-05-13 Energy Research Corporation Fuel vaporizer
US5372185A (en) * 1993-06-29 1994-12-13 Bradford-White Corporation Combined water heater and heat exchanger
US5537955A (en) * 1994-10-24 1996-07-23 Wu; Ya-Ching Hot water heater

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1233534A (de) * 1967-05-05 1971-05-26
DE3010078A1 (de) * 1980-03-15 1981-10-01 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Mit fluessigem brennstoff betriebener brenner fuer heizvorrichtungen
DE3807189A1 (de) * 1988-03-04 1989-09-14 Webasto Ag Fahrzeugtechnik Heizgeraet, insbesondere fahrzeugzusatzheizgeraet

Also Published As

Publication number Publication date
JP2901761B2 (ja) 1999-06-07
JPH10512038A (ja) 1998-11-17
CZ336497A3 (cs) 1998-04-15
CZ286012B6 (cs) 1999-12-15
US5983841A (en) 1999-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69521612T2 (de) Vorrichtung zur bereitung von heisswasser oder dampf
EP0243986B1 (de) Elektrische Beheizung
DE3514053C2 (de)
AT391202B (de) Elektrischer durchlauferhitzer
DE2403538B2 (de) Wärmerohr
DE112010002983B4 (de) Fritteuseneinheit und Fritteusenwärmetauschrohranordnung
WO1996035084A1 (de) Wärmetauscher
EP0238955A2 (de) Medien-Erhitzer
DE2811144A1 (de) Fahrzeug-brennkraftmaschine
DE10200176B4 (de) Elektrokraftstoffpumpe
DE2628589B2 (de) Wärmetauscher
DE19518435C2 (de) Wärmetauscher
DE1579950C3 (de) Hochbehälter für ein Zentralheizungssystem mit Zwangsumlautvorrichtung
DE10319226B4 (de) Vorrichtung zur Kühlung oder Heizung eines Fluids
DE19539909B4 (de) Peripheralpumpe
EP3592967B1 (de) Vorwärmeinrichtung
DE2530296C3 (de) Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen
EP0595945B1 (de) Doppelwandiger heizschacht
DE3506181C2 (de)
EP0327889B1 (de) Medien-Heizeinheit
EP0230496B1 (de) Temperatur-Regeleinrichtung, insbesondere für Flüssigkeiten oder Gase
EP1344994A2 (de) Kompaktheizkessel
DE4224212A1 (de) Doppelwandiger heizschacht
EP3953646B1 (de) Elektrisches heizgerät
AT396522B (de) Wärmetauscher

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN CZ JP RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08952027

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PV1997-3364

Country of ref document: CZ

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: PV1997-3364

Country of ref document: CZ

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: PV1997-3364

Country of ref document: CZ