DD158137A1 - Vorrichtung zur wirkungsgradverbesserung berippter waermetauscher - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Wirkungsgradverbesserung berippter Waermetauscher fuer mobile oder stationaere Waermewassererzeuger durch bessere Ausnutzung der zur Verfuegung stehenden Heizflaeche. Dazu sind bei einem berippten Waermetauscher die Rippen bis zum Anschlussflansch zum Brenner ausgefuehrt und das Brennrohr besitzt eine Einschnuerung, die als Abgassammelraum dient. Diese Einschnuerung wird durch ein Leitblech teilweise ueberdeckt.

Description

Vorrichtung zur Wirkungsgradverbesserung berippter Wärmetauscher

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Y/irkungsgrades von Wärme tauscher η mit einem Bingraum für das Heismedium, dessen Innenmantel Bippen besitzt, bei denen der Brenner axial angeordnet ist und der Abgasaustritt radial an der dem Brenner zugewandten Seite des Wärmetauschers liegt» Derartige V/ärmetauscher werden als mobile oder stationäre Warmwasserer zeuger für Heizungszwecke eingesetzt.

Bei Wärmetauschern der o· g. Art ist es üblich, ein Brennrohr für die Führung der Flamme und der heißen Bauchgase zu verwenden*

Mit der DE-WP 99218 ist eine Lösung aufgezeigt, bei der die Bippen auf den Innenmantel des Wärmetauschers in einem größeren Abstand vor dem Anschlußflansch zum Brenner enden» so daß ein Abgassammelkanal entsteht.

In der DT-AS 2101 462 ist eine Lösung dargestellt, bei der die- Bippen auf dem Innenmantel des Wärmetauschers bis an den brennerseitigen Band geführt sind. Das Brennrohr hat über seine gesamte Länge einen konstanten Durchmesser, Diese Lösung ist mit einem Brenner, dessen Geblase für normalüblichen Gegendruck ausgelegt ist, nicht möglich·

Weiterhin ist eine Lösung bekannt (DT-AS 2309 696) bei der das .Brennrohr im Bereich des Abgasaustrittes eine Einschnürung aufweist· Damit ist eine Sippenverlängerung wie in der DE~AS 2101 462 dargestellt, möglich unter Einsatz eines Brenners, dessen Gebläse für' normalüblichen Gegendruck ausgelegt ist".

Diese Lösung gestattet aber nicht die effektivste Ausnutzung der vorhandenen Heizfläche, bestehend aus dem Innenmantel und den Rippen* zur Wärmeübertragung» Damit eine möglichst gleichmäßige Raucbgasverteilung über den Umfang eines berippten Wärmetauschers erreicht wird, ist über dem Bereich der kürzeren Rippen^ die durch den Abgasstutzen bedingt sind, eine Abgasbremse am Innenmantel des Wärmetauschers oder am Brennrohr angeordnet*

&f indung

Ziel der Erfindung ist-es, eine Vorrichtung für einen Wärmetauscher j mit einem Bingraum für das Heizmediuni, dessen Innenmantel mit Sippen versehen ist, zur Verbesserung seines Wirkungsgrades zu schaffen» Dabei sollen die gegebenen äußeren Abmessungen des Wärmetauschers und der abgasseitige Gegendruck nicht verändert werden«

Sr findjung

Die technische Aufgabe., die durch die Erfindung gelöst wird, ist die bessere Ausnutzung der bei berippten Wärmetauschern zur Verfugung stehenden Heizfläche für die Wärmeübertragung· Dafür ist es notwendigg den Weg der heißen Rauchgase so zu gestalten, daß die zur Verfügung stehende Heizfläche vollständig zur Wärmeübertragung genutzt und ein genügend großer Sammelraum für die abgekühlten Rauchgase auf dem Wege zum Abgasaustritt geschaffen wird.

Bekannte Wärmetauscherkonstruktionen DE-WP 99 218 zeigen eine Berippung des Innenmantels, die in einer definierten

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•Entfernung vom Anschlußflansch zum Brenner endet. In diesem'Bereich ist auch der Abgasstutzen angeordnet. Der rippenfreie Bereich, des Innenmantels trägt verglichen mit berip'pten Flächen nur unwesentlich zum Wärmeaustausch bei« Die Rauchgase verlassen dadurch den Abgasstutzen mit noch relativ großer Wärmeenergie«

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades wurde in der DE-AS 2101 462 dargestellt, bei durchgehendem Brenorohr die Berippung des Innenmantels bis an den Anschlußflansch zu. führen· Die Folge dieser Ausführung ist der Verzicht auf einen Rauchgassammelraum und damit die Erhöhung des rauchgasseitigen Strömungswiderstandese

Der erhöhte Strömungswiderstand kann nur durch eine entsprechend hohe Gebläseleistung ausgeglichen werden· ItI der DE-AS 2309 696 ist ein im Bereich des Abgasaustrittes eingeschnürtes Brennrohr dargestellt* Die Einschnürung bildet den zur Abführung der Rauchgase notwendigen Ringraum aus· Die Anwendung des so geformten Brennrohres bei Wärmetauschern mit bis zum Flansch geführten Rippen, wie in der DE-AS 2101 462 dargestellt, bringt zwar eine Verringerung des rauchgasseitigen. Strömungswiderstandes, aber keine vollständige Auslastung der Heizfläche im Bereich der Einschnürung, da die Rauchgase schon zu Beginn der Einschnürung am .Brennrohr den Rippenbereich verlassen»

Merkmal der Erfindung ist, daß die Einschnürung des Brennrohres durch ein Leitblech überdeckt wird· Dieses Leitblech endet in einer definierten Entfernung von dem den Wärme« tauscher zum Brenner abdichtenden Teil des Brennrohres· Im Bereich des Abgasstutzens ist das Leitblech unterbrochen· Nach dem vollständigen Ausbrand verlassen die heißen Rauchgase das Brennrohr und werden am Boden des Wärmetauschers um 180° umgelenkt» Sie durchströmen danach die Räume zwischen den Bippen in Richtung des Brenners und geben auf dieser Strecke ihre Wärmeenergie über die Rippen und den

Innenmantel an das Heizmedium ab_e Das Volumen der Rauchgase, das durch die direkt an den Abgasstutzen grenzenden Rippen strömt^ wird durch eine Abgasbremse reduziert. Durch die Widerstandserhöhung in diesem Bereich wird die gleichmäßigere Beaufschlagung des übrigen Innenmantels und der Rippen mit heißen Rauchgasen erreicht· Für die wirksame Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die fixierte Lage des Brennrohres mit dem Leitblech zum Abgasstutzen notwendig^ da die öffnung im Leitblech über dem Abgasstutzen stehen muß„ Die Fixierung des Brennrohres -wird durch einen aus dem Leitblech ausgeformten Kragen erreicht, der gleichzeitig die Funktion der Abgasbremse übernimmt«, Im Bereich des Flansches gelangen die Rauchgase durch Umlenkung in den Rauchgassammeiraum und treten durch die Öffnung des Leitbleches über den Abgasstutzen ins Freie« Durch diese Vorrichtung wird es möglich? bei berippten Wärme tauschern die maximal zur Verfugung stehende Heizfläche nahe zu vollkommen mit heißen Rauchgasen zu beaufschlagen und für die Wärmeübertragung zu nutzen«

Dadurch wird der Wirkungsgrad berippter Wärmetauscher unter Beibehaltung der äußeren Abmessung verbesserte

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Wärmetauscher eines Heizgerätes angeordnet dargestellt _e . Das Heizgerät besteht im wesentlichen aus dem Wärmetauscher und dem Brenner 2, der. am Anschlußflansch 3 des Wärmetauschers

1 befestigt ist« ·

Zum Wärmetauscher 1 gehören der Außenmantel 4·, der Innenmantel 3t die Rippen 6 und der Abgasstutzen 7« Die Einschnürung 8 wird durch das Leitblech 9 überdeckt und bildet mit ihm den Rauchgassammelraum 10«· . Zwischen Leitblech 9 und dem den-Wärmetauscher 1 zum Brenner

2 abdichtenden Teil des Brennrohres 12 befindet sich ein Überströmringkanal 14, Im Leitblech 9 ist die über dem Abgas-

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stutzen 7 angeordnete Öffnung 11. Der Kragen 13 am Leitblech 9 bildet die Abgasbremse vor dem Abgasstützen 7·

Claims (3)

I&findungsanSprüche

1« Vorrichtung zur Wirkungsgradverbesserurig berippter -Wärme· tauscher, mit einem an der Brennerseite des Wärme-• tauschers radial angeordneten Abgasstutzen und einem im gleichen Bereich über dem Umfang eingeschnürten Brenn» rohr_f dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (8) von einem im Bereich des Abgasstutzens (7)-unterbrochenen Leitblech (9) überdeckt -wird, das mit der brenner seitigen Abschlußwand einen Überströmringkanal (14) bildet *

2* Vorrichtung nach Pkt. 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (9) im Bereich der kurzen Eip.pen am Abgasstutzen (7) einen Kragen (13) besitzt, der die Bippen bis annähernd zum Innenmantel (5) des Wärmetauschers (1) radial überragt« . .

3» Vorrichtung nach Pkt_e 1 dadurch gekennzeichnet^ daß die Querschnittsfläche des Überströmringkanals (14) sowie die zwischen Brennrohr (12) und Innenmantel annähernd gleich groß sind«,

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