DE102006029854A1 - Heat exchanger with annular flow channels - Google Patents

Abstract

Wärmetauscher (100), insbesondere für eine Anwendung in einer direkten Befeuerung oder zur Abgaswärmerückgewinnung in einer Heizungsanlage, welcher wenigstens einen Strömungskanal zur Durchströmung mittels eines gasförmigen und/oder flüssigen Wärmeträgermediums aufweist, und ein Wärmeübergang vom oder an das gasförmige und/oder flüssige Wärmeträgermedium erfolgt, wobei der Wärmetauscher wenigstens einen Ringkörper (10) aufweist, welcher zumindest eine Anschlussöffnung (11) zur Einleitung und wenigstens eine weitere Anschlussöffnung (11) zur Ausleitung des Wärmeträgermediums aufweist, wobei das Wärmeträgermedium den Ringkörper (10) in Umfangsrichtung durchströmt. Damit wird ein Wärmetauscher geschaffen, welcher eine einfache Konstruktion bei einem hohen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung aufweist.Heat exchanger (100), in particular for use in a direct firing or exhaust heat recovery in a heating system, which has at least one flow channel for flow through a gaseous and / or liquid heat transfer medium, and a heat transfer from or to the gaseous and / or liquid heat transfer medium , wherein the heat exchanger has at least one annular body (10) which has at least one connection opening (11) for introduction and at least one further connection opening (11) for discharging the heat transfer medium, wherein the heat transfer medium flows through the annular body (10) in the circumferential direction. Thus, a heat exchanger is provided which has a simple construction with a high heat transfer efficiency.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für eine Anwendung in einer direkten Befeuerung oder zur Abgaswärmerückgewinnung in einer Heizungsanlage, welcher wenigstens einen Strömungskanal zur Durchströmung mittels eines gasförmigen und/oder flüssigen Wärmeträgermediums aufweist, und ein Wärmeübergang vom oder an das gasförmige und/oder flüssige Wärmeträgermedium erfolgt.The The present invention relates to a heat exchanger, in particular for an application in direct firing or for exhaust heat recovery in a heating system, which at least one flow channel to the flow by means of a gaseous and / or liquid Heat transfer medium has, and a heat transfer from or to the gaseous and / or liquid Heat transfer medium he follows.

Derartige Wärmetauscher werden auch als Wärmetauscherplatten bezeichnet und sind zur Übertragung von Strahlungs- und/oder Konvektionswärme geeignet. Die Wärmetauscherplatten können im direkt befeuerten Betrieb oder in der Abgaswärmerückgewinnung zum Aufheizen von Luft oder Flüssigkeiten und in der Abgaswärmerückgewinnung als nachgeschaltete Heizfläche an Heizkesseln für Gas und Öl eingesetzt werden.such heat exchangers are also called heat exchanger plates designated and are for transmission of radiant and / or convective heat suitable. The heat exchanger plates can in directly fired operation or in the exhaust heat recovery to heat up Air or liquids and in exhaust heat recovery as a downstream heating surface on boilers for Gas and oil be used.

Allgemein bekannt sind Röhrenwärmetauscher, bei denen eine Wärmeträgerflüssigkeit mittels eines Wärmeträgergases erwärmt wird, welches über Wärmeübertragungsrohre durch einen mit der Flüssigkeit befüllten Kessel geführt wird und seine Wärme durch die Rohrwände hindurch auf die Flüssigkeit überträgt. Weiterhin sind Rippenrohrwärmetauscher bekannt, wobei ein Gas durch ein Innenrohr hindurchströmt, und eine Rippenstruktur in dieses Rohr radial nach innen ragt. Konzentrisch zum Innenrohr fließt eine Flüssigkeit durch eine Außenkammer, welche um das Innenrohr herum ausgebildet ist. Somit kann eine Wärmeübertragung durch die Wandung des Innenrohres vom bzw. an das Gas übertragen werden.Generally tube heat exchangers are known, in which a heat transfer fluid by means of a heat transfer gas heated which is over Heat transfer tubes through one with the liquid filled Guided boiler will and his heat through the pipe walls passes through to the liquid. Farther are finned tube heat exchangers known, wherein a gas flows through an inner tube, and a rib structure projects radially inward into this tube. Concentric flows to the inner tube a liquid through an outer chamber, which is formed around the inner tube around. Thus, a heat transfer transferred by the wall of the inner tube from or to the gas become.

Aus der DE 199 54 465 A1 ist ein Wärmetauscher bekannt, welcher eine Innenkammer aufweist, die von einer Außenkammer radial umschlossen ist. Innerhalb der Außenkammer ist eine die Innenkammer ringförmig umgebende Zwischenkammer vorgesehen, welche mit der Innenkammer strömungsmäßig verbunden ist. Die Innenkammer wird durch ein Wärmeträgergas durchströmt, wobei die Außenkammer durch eine Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt wird. In physikalisch vorteilhafter Weise wirkt die innere Wand der Zwischenkammer mit ihrer größeren Außenfläche mit dem Wärmeträgergas und mit ihrer kleineren Innenfläche mit der Wärmeträgerflüssigkeit zusammen. Mit dieser Anordnung ist zwar der Wirkungsgrad einer Wärmeübertragung zwischen den verschiedenen Wärmeträgermedien erhöht, jedoch weist der Aufbau des Wärmetauschers einen erheblichen konstruktiven Aufwand auf.From the DE 199 54 465 A1 a heat exchanger is known, which has an inner chamber which is radially enclosed by an outer chamber. Within the outer chamber, an inner chamber annularly surrounding the intermediate chamber is provided, which is fluidly connected to the inner chamber. The inner chamber is flowed through by a heat transfer gas, wherein the outer chamber is flowed through by a heat transfer fluid. In a physically advantageous manner, the inner wall of the intermediate chamber with its larger outer surface interacts with the heat carrier gas and with its smaller inner surface with the heat transfer fluid. Although the efficiency of a heat transfer between the different heat transfer media is increased with this arrangement, but the structure of the heat exchanger on a considerable design effort.

Die DE 359 006 802 offenbart einen Plattenwärmetauscher für flüssige Medien, welche Schlamm, Abwasser, industrielle Prozesswasser oder dergleichen betreffen. Dieser Plattenwärmetauscher umfasst Strömungskanäle, welche mit Platten gebildet sind, zwischen denen Leitwände angeordnet sind. Zwischen den Plattenwänden sind Verbindungskanäle vorhanden, wobei mit einem Rahmenwerk, mittels welchem die Leitwände zwischen den Platten festgeklemmt sind, die Abmessungen der Leitwände bei gelöstem Rahmenwerk variierbar sind. Damit kann der Plattenwärmetauscher an die durch die Flüssigkeiten vorgegebenen Bedingungen wie Temperatur und Viskositätsunterschied zwar angepasst werden, jedoch weist auch bei dieser vorliegenden Ausführung die Konstruktion aus dem Rahmenwerk, den Leitwänden sowie den Verbindungskanälen und den Strömungskanälen einen sehr komplexen Aufbau mit einer Vielzahl von Einzelteilen auf, welche aufwendig durch Schweißverfahren oder dergleichen zusammengefügt werden müssen.The DE 359 006 802 discloses a plate heat exchanger for liquid media involving sludge, sewage, industrial process water or the like. This plate heat exchanger comprises flow channels, which are formed with plates, between which baffles are arranged. Between the plate walls connecting channels are present, with a framework by means of which the baffles are clamped between the plates, the dimensions of the baffles are variable with dissolved framework. Thus, although the plate heat exchanger can be adapted to the conditions imposed by the liquids such as temperature and viscosity difference, but also in this present embodiment, the construction of the framework, the baffles and the connecting channels and the flow channels a very complex structure with a variety of items , which must be assembled by welding or the like consuming.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher zu schaffen, der eine einfache und kostengünstige Konstruktion sowie einen hohen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung aufweist.It is therefore the object of the present invention, a heat exchanger to create a simple and inexpensive construction as well as a has high heat transfer efficiency.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is based on a heat exchanger according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features solved. Advantageous embodiments of Invention are in the dependent Claims specified.

Durch die Erfindung ist es vorgesehen, dass der Wärmetauscher wenigstens einen Ringkörper aufweist, welcher zumindest eine Anschlussöffnung zur Einleitung und wenigstens eine weitere Anschlussöffnung zur Ausleitung des Wärmeträgermediums aufweist, wobei das Wärmeträgermedium den Ringkörper in Umfangsrichtung durchströmt.By the invention it is provided that the heat exchanger at least one Having annular bodies, which at least one connection opening to Introduction and at least one further connection opening for discharging the heat transfer medium, wherein the heat transfer medium the ring body flows through in the circumferential direction.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, dass der Wärmetauscher aus einer minimalen Anzahl von Einzelteilen gebildet wird. Zugleich wird der ausgebildete Wärmetauscher der Forderung gerecht, dass eine große Wärmeübertragungsoberfläche zur Verfügung steht und der Wärmetauscher einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Der Strömungskanal zur Durchströmung mittels des gasförmigen und/oder flüssigen Wärmeträgermediums ist im Inneren des Ringkörpers ausgebildet, so dass die Wärme zwischen dem Medium, welches den Ringkörper von außen umgibt, auf das gasförmige und/oder flüssige Wärmeträgermedium im Ringkörper selbst übergehen kann. Wird der Wärmetauscher für eine Anwendung in einer direkten Befeuerung oder zur Abgaswärmerückgewinnung vorgesehen, so kann der zumindest eine Ringkörper in der heißen Atmosphäre der Befeuerung angeordnet werden, so dass aufgrund der sowohl innenseitig, als auch außenseitig und an den Seitenflächen geöffneten Gestalt des Ringkörpers ein Wärmeübergang stattfinden kann. Die Querschnittsform des Ringkörpers ist aufgrund einer eher plattenförmigen Gestalt flach ausgebildet, so dass die Breite des Ringkörpers beispielsweise geringer ist, als die Differenz zwischen Außenradius und Innenradius der Ringstruktur.The invention is based on the idea that the heat exchanger is formed from a minimum number of individual parts. At the same time, the formed heat exchanger meets the demand that a large heat transfer surface is available and the heat exchanger has a high efficiency. The flow channel for the flow through the gaseous and / or liquid heat transfer medium is formed in the interior of the ring body, so that the heat between the medium surrounding the ring body from the outside, can pass on the gaseous and / or liquid heat transfer medium in the ring body itself. If the heat exchanger is intended for use in direct firing or for exhaust gas heat recovery, then the at least one ring body can be placed in the hot atmosphere of the firing, so that due to the open on the inside, on the outside and on the side surfaces of the shape Ring body heat transfer can take place. The cross-sectional shape of the annular body is flat due to a rather plate-shaped shape, so that the width of the annular body, for example, is less than the difference between outer radius and inner radius of the ring structure.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Wärmetauscher mehrere Ringkörper aufweist, welche parallel beabstandet zueinander angeordnet sind. Dabei sind die jeweiligen Anschlussöffnungen der parallel beabstandeten Anordnung der Ringköper fluidisch miteinander verbunden, so dass zum Beispiel eine aufeinander folgende Durchströmung oder eine parallele Durchströmung der Ringkörper mit dem Wärmeträgermedium erfolgt. Dabei werden die Ringkörper in Wechselrichtung nachein ander mit dem Wärmeträgermedium durchströmt, wobei jeweils eine Anschlussöffnung verschlossen ist und die Ringkörper miteinander verschweißt oder miteinander verpresst sind.A advantageous embodiment of the present invention provides that the heat exchanger several ring body has, which are arranged parallel spaced from each other. The respective connection openings are spaced parallel Arrangement of the ring twill fluidly interconnected so that, for example, one on top of another following flow or a parallel flow the ring body with the heat transfer medium he follows. Here are the ring body nachein other flows through one another in the direction of exchange with the heat transfer medium, wherein one connection opening each is closed and the ring body with each other welded or pressed together.

Die Anzahl der Ringkörper, welche den gesamten Wärmetauscher bilden, ist dabei nicht festgelegt und kann an den verfügbaren Bauraum sowie an die Größe der Befeuerung bzw. der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung angepasst werden. Der Abstand der jeweiligen Ringkörper zueinander kann konstant gehalten werden oder beliebig variieren, wobei auch eine andersartige Anordnung vorgesehen sein kann, welche die Ringkörper nicht parallel zueinander ausrichtet. Der Abstand der Ringköper zueinander sollte vorteilhafter Weise jedoch einen Mindestabstand umfassen, um ein Umströmen der Ringkörper mit dem Wärmeträgermedium außerhalb der Ringkörper zu ermöglichen.The Number of ring bodies, which the entire heat exchanger form, is not fixed and can the available space as well as the size of the firing or the exhaust heat recovery device be adjusted. The distance between the respective ring body to each other can be kept constant or vary arbitrarily, as well a different arrangement may be provided which does not ring body Aligns parallel to each other. The distance between the ring bodies to each other should, however, advantageously comprise a minimum distance, around a flow around the ring body with the heat transfer medium except for ring body to enable.

Das Wärmeträgermedium, welches die Ringkörper durchströmt, tritt durch die Anschlussöffnungen in die Ringkörper ein und durchströmt zunächst die Ringkörper in Umfangsrichtung, und tritt aus der zumindest einen weiteren Anschlussöffnung des Ringkörpers wieder aus. Aufgrund der fluidischen Verbindung der Anschlussöffnungen mit den Anschlussöffnungen der benachbarten Ringkörper können zum Beispiel diese nacheinander oder parallel durchströmt werden. Die Anschlussöffnungen der jeweiligen Ringkörper weisen eine Erhebung aus den planen Seitenflächen der Ringkörper auf, so dass die Anschlussöffnungen der jeweiligen Ringkörper aufeinander gefügt werden können. Somit bleibt ein Mindestabstand zwischen den Ringkörpern erhalten, welcher jeweils miteinander über die Anschlussöffnungen in Verbindung gebracht sind.The Heat transfer medium, which the ring body flows through enters through the connection openings in the ring body and flows through first the ring body in the circumferential direction, and emerges from the at least one further connection opening of the annular body again out. Due to the fluidic connection of the connection openings with the connection openings the adjacent ring body can for example, these are flowed through successively or in parallel. The connection openings the respective ring body have a survey of the flat side surfaces of the annular body, so that the connection openings the respective ring body joined together can be. Thus, a minimum distance between the ring bodies is maintained, which each with each other the connection openings are associated.

Eine Durchströmung der Ringkörper in Wechselrichtung mit dem Wärmeträgermedium ermöglicht eine gleichmäßigere Übertragung der Wärme von der Außenseite der Ringkörper an das Medium im Inneren des Ringkörpers, so dass keine einseitige Vorzugsrichtung mit einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung im Wärmetauscher entsteht, wobei jeweils eine nicht durchströmte Anschlussöffnung verschlossen werden muss, damit ein wechselseitiges Ein- bzw. Ausströmen des Wärmeträgermediums nach Durchströmen des Ringkörpers in Umfangsrichtung erfolgen kann.A flow the ring body in the direction of exchange with the heat transfer medium allows a more even transmission of Heat from the outside the ring body to the medium inside the ring body, so no one-sided Preferred direction with an uneven heat distribution in the heat exchanger arises, each closed a non-flow connection port must be, so that a mutual inflow or outflow of the Heat transfer medium after flowing through of the ring body can be done in the circumferential direction.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwischen den Anschlussöffnungen der jeweiligen Ringkörper Rohrelemente angeordnet sind, um sowohl eine mechanische als auch eine fluidische Verbindung der Ringkörper zueinander zu schaffen. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, die Ringkörper mit einem größeren Abstand zueinander anzuordnen, wobei die einzelnen Ringkörper durch die Rohrelemente befestigt werden und an diesen gehalten werden. Somit können je nach Leistungsbedarf mehrere Ringkörper über die Anschlussöffnungen miteinander verbunden werden, wobei die Anbindung an die Rohrelemente durch ein Verschweißen erfolgen kann oder durch eine mechanische Fügeverbindung erfolgt, wobei O-Ringdichtungen zur fluidischen Abdichtung vorgesehen werden können. Auch ist eine Anwendung von Zugankern denkbar, welche die Ringkörper insgesamt auf Block ziehen und so eine mechanische Gesamtanordnung bilden.A further advantageous embodiment of the Invention provides that disposed between the connection openings of the respective annular body tube elements are to both a mechanical and a fluidic connection the ring body to create each other. This creates the opportunity, the ring body with a greater distance to arrange each other, wherein the individual annular body through the tubular elements be attached and held on this. Thus, depending on Power requirement several ring bodies over the connection openings be connected to each other, with the connection to the pipe elements by welding can take place or takes place by a mechanical joining connection, wherein O-ring seals can be provided for fluidic sealing. Also an application of tie rods is conceivable which the ring body in total pull on block and form an overall mechanical arrangement.

Je nach Erfordernis können die Rohrelemente als gerade Rohrverbindungen ausgebildet sein oder gebogene oder gekröpfte Rohre umfassen, so dass auch Anschlussöffnungen miteinander verbunden werden, welche sich zwischen den Ringkörpern nicht gegenüber stehen. So ist es zum Beispiel möglich, Anschlussöffnungen miteinander zu verbinden, welche sich auf dem Ringkörper in einer 180° zueinander versetzten Position befinden.ever as required the pipe elements are designed as straight pipe connections or curved or cranked Include tubes, so that connection ports are also connected which are not facing each other between the ring bodies. So it is possible, for example, connection openings to connect with each other, which is on the ring body in a 180 ° to each other offset position.

Der Ringkörper ist vorteilhafter Weise aus zwei Halbschalen gebildet, welche einen jeweiligen ringförmigen Hohlraum aufweisen, wobei die Halbschalen hohlraumseitig aufeinander gebracht sind, um den Strömungskanal zu bilden. Damit kann der Wärmetauscher fertigungstechnisch einfach ausgestaltet werden, in dem die Ringkörper aus Blechbauteilen hergestellt werden, welche in einer kreisrunden Halbschalenform jeweils gegenüberliegend so aufeinander gebracht werden, dass der innenseitige Hohlraum zur Bildung des Strömungskanals entsteht.Of the ring body is advantageously formed of two half-shells, which one respective annular Have cavity, wherein the half-shells on the cavity side to each other are brought to the flow channel to build. This allows the heat exchanger Manufacturing technology are easily configured, in which the ring body Sheet metal components are manufactured, which in a circular half-shell shape opposite each other be brought together so that the inside cavity for Formation of the flow channel arises.

Die Halbschalen zur Bildung des Ringkörpers sind dabei mittels eines Fügeverfahrens druckdicht miteinander in Verbindung gebracht, wobei das Fügeverfahren insbesondere ein Schweiß- und/oder ein Lötverfahren und/oder ein Pressverfahren umfasst. Eine einfache Möglichkeit der Herstellung der Halbschalen zur Bildung des Ringkörpers kann im Umformverfahren des Blechmaterials gesehen werden, wobei das Umformverfahren Stanz- und Tiefziehverfahren betreffen kann. Damit ist eine sehr preiswerte und massenproduktionstaugliche Herstellung der Blechkomponenten des Wärmetauschers möglich, wobei die Halbschalen des Ringkörpers symmetrisch ausgebildet werden können, um die Teilevarianz zur Bildung des Wärmetauschers zu minimieren. Die geometrischen Ausbildungen der Halbschalen können jeweils im Stanz- und Tiefziehverfahren hergestellt werden, ohne weitere aufwendige Fertigungsschritte auszuführen. Somit ist lediglich ein Tiefziehvorgang mit abschließendem Scherschnitt ausreichend, wobei nachfolgend die Halbschalen aufeinander gebracht werden und miteinander verschweißt oder verlötet oder verpresst werden. Der Innen- und Außendurchmesser der Ringkörper ist je nach Leistungsbedarf in Bezug auf die Heizfläche oder Kühlfläche variabel, wobei in Anhängigkeit vom Leistungsbedarf des Wärmetauschers die Breite der Ringkörper an die Menge der Wärmeträgerflüssigkeit angepasst werden kann, welche pro Zeiteinheit die Ringkörper durchströmt.The half-shells for forming the ring body are pressure-tightly connected to each other by means of a joining process, the joining process comprising in particular a welding and / or a soldering process and / or a pressing process. A simple way of producing the half shells to form the ring body can in Forming process of the sheet material can be seen, wherein the forming process may relate to stamping and deep drawing process. Thus, a very inexpensive and mass production suitable production of the sheet metal components of the heat exchanger is possible, wherein the half-shells of the annular body can be formed symmetrically in order to minimize the parts variance to form the heat exchanger. The geometric configurations of the half-shells can each be produced in the stamping and deep-drawing process, without carrying out further complicated production steps. Thus, only a deep-drawing process with a final shear cut is sufficient, wherein subsequently the half-shells are brought to one another and welded together or soldered or pressed. The inner and outer diameter of the annular body is variable depending on the power requirement with respect to the heating surface or cooling surface, wherein, depending on the power requirements of the heat exchanger, the width of the annular body can be adapted to the amount of heat transfer fluid, which flows through the annular body per unit time.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Anschlussöffnungen in der Einbaulage des Wärmetauschers bezogen auf eine in Richtung einer Unterseite wirkende Schwerkraft oberseitig angeordnet sind. Damit kann bei einer Kondensatbildung im gasförmigen Wärmeträgermedium oder in einem anderen zu entwärmenden oder aufzuheizenden Medium ungehindert nach unten ablaufen, ohne sich zu stauen und über einen Ablauf im umschließenden Gehäuse des Wärmetauschers nach außen abgeführt werden. Ebenso ist durch die oberseitige Anordnung der Anschlussöffnungen eine einwandfreie Entlüftung der Ringkörper für das durchströmende Medium wie Wasser, Öl oder Kältemittel gewährleistet, da die Luft in den Ringkörpern ungehindert nach oben entweichen kann und somit für ein gutes Durchströmen sorgt.A advantageous development of the invention provides that the connection openings in the installation position of the heat exchanger based on a force acting in the direction of a bottom gravity top side are arranged. This can at a condensate formation in the gaseous heat transfer medium or in another to be drained or unhindered run down medium without heating, without to congest and over an expiration in the enclosing casing of the heat exchanger Outside dissipated become. Likewise, by the top-side arrangement of the connection openings a perfect ventilation the ring body for the flowing medium like water, oil or refrigerant guaranteed because the air in the ring bodies unhindered can escape upwards and thus ensures a good flow.

Vorteilhafterweise weist wenigstens eine der einen Ringkörper bildenden Halbschalen noppenartige Erhebungen auf, um einen Mindestabstand zum benachbarten Ringkörper zu schaffen. Die noppenartigen Erhebungen können in die aus Blechmaterial ausgebildeten Halbschalen eingestanzt bzw. eingeprägt sein, und sind über den Umfang des Ringkörpers gleichverteilt angeordnet. Werden nun wenigstens zwei Ringkörper parallel zueinander angeordnet, so berühren die noppenartigen Erhebungen der Halbschalen die jeweils angrenzende Halbschale, und ermöglichen die Einhaltung eines Mindestabstandes der Ringkörper zueinander. Dabei ist es ausreichend, auf jeweils nur einer Halbschale die noppenartigen Erhebungen vorzusehen, da diese für die Einhaltung eines Mindestabstandes zwischen zwei aneinander grenzenden Halbschalen hinreichend sind.advantageously, has at least one of the halves forming a ring body knob-like elevations to a minimum distance to the adjacent ring body to accomplish. The knob-like elevations can be formed in the sheet metal material Half shells punched or imprinted, and are about the Circumference of the ring body arranged equally distributed. Now at least two annular bodies are parallel arranged to each other, so touch the knob-like elevations of the half-shells the adjacent each Half shell, and allow compliance with a minimum distance of the ring body to each other. It is it is sufficient, on each only one half-shell the knob-like Surveys, as these are required to maintain a minimum distance between two adjacent half-shells are sufficient.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Ausführungsform ist es vorgesehen, dass im Strömungskanal ein Trennsteg angeordnet ist, welcher zwischen den Anschlussöffnungen eingebracht ist, um ein Durchströmen des Strömungskanals mit dem Wärmeträgermedium in eine umlaufende Richtung im Ringkörper vorzugeben. Der Trennsteg bewirkt eine fluidische Trennung zwischen den Anschlussöffnungen, so dass beim Einströmen des Wärmeträgermediums in den Innenraum des Ringkörpers dieses nicht sofort über die benachbarte Anschlussöffnung wieder austreten kann, sondern den Ringkörper in umlaufender Richtung vollständig durchströmt. Der Trennsteg kann als Metallelement in den Halbschalen angeordnet werden, wobei dieses beispielsweise durch eine Schweißverbindung oder eine Lötverbindung innerhalb des Strömungskanals in den Halbschalen befestigt wird. Der Trennsteg kann auch ein Kunststoff- oder ein anderes Dichtelement sein.According to one further embodiment improving the invention it is provided that in the flow channel a divider is arranged, which between the connection openings is introduced to a flow through of the flow channel with the heat transfer medium to specify in a circumferential direction in the ring body. The divider causes a fluidic separation between the connection openings, so that when it flows the heat transfer medium in the interior of the ring body not immediately over this the adjacent connection opening can escape again, but the ring body in a circumferential direction completely perfused. Of the Divider can be arranged as a metal element in the half-shells, this being, for example, by a welded connection or a soldered connection within the flow channel is fastened in the half-shells. The divider can also be a plastic or another Be sealing element.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Vertiefungen, welche in den Halbschalen auf dem Umfang verteilt eingeprägt sind, und welche an gegenüberliegende Vertiefungen der den Ringkörper bildenden zweiten Halbschale angrenzen. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, die Halbschalen mittels Punktschweißungen miteinander zu verbinden, um ein Auswölben der Halbschalen unter Druckeinfluss des Wärmeträgermediums zu verhindern. Die Punktschweißungen werden innerhalb der Vertiefungen eingebracht, da sich die Halbschalen an den jeweiligen Ebenen in den Vertiefungen berühren bzw. aufeinander liegen. Wird nun der Ringkörper mit dem Wärmeträgermedium unter Druck gesetzt, so kann aufgrund der stabilitätserhöhenden Wirkung der Punktschweißungen verhindert werden, dass sich die Halbschalen auswölben bzw. dass es zu einem Platzen des Ringkörpers kommt. Die Vertiefungen sind dabei auf dem Umfang verteilt angeordnet und befinden sich etwa auf der halben Breite des Ringkör pers, so dass diese auf der Hälfte der Durchmesserdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite in radialer Richtung angeordnet sind. Damit ist weiterhin die Möglichkeit geschaffen, für die Bildung der Halbschalen ein vergleichsweise dünnes Blechmaterial zu verwenden, welches aufgrund der eingebrachten Punktschweißungen dem Ringkörper eine jeweils ausreichende Stabilität verleiht und zugleich zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Wärmetauschers dient, um einen guten Wärmeübergang zwischen dem inneren und dem äußeren Wärmeträgermedium des Ringkörpers zu schaffen.A further advantageous embodiment of the The present invention relates to recesses, which in The half-shells are imprinted distributed on the circumference, and which at opposite Recesses of the ring body adjoin the forming second half shell. This will be the opportunity created to connect the half-shells together by means of spot welding, to bulge out to prevent the half-shells under pressure of the heat transfer medium. The spot welds are introduced within the wells, as the half-shells at the respective levels in the depressions touch or lie on each other. Will now the ring body with the heat transfer medium put under pressure, so may due to the stability-increasing effect the spot welds prevents the half-shells bulge or that there is a bursting of the ring body. The wells are arranged distributed around the circumference and are located approximately on half the width of the ring body, so this in half the diameter difference between the inside and the outside are arranged in the radial direction. This is still the possibility created for the formation of the half shells a comparatively thin sheet material to use, which due to the introduced spot welds the ring body gives each sufficient stability and at the same time to increase the efficiency of the heat exchanger is used, for a good heat transfer between the inner and the outer heat transfer medium of ring body to accomplish.

Der Ringkörper ist durch eine Innenseite, eine Außenseite und die jeweils linke und rechte Seitenfläche begrenzt. Dabei tauscht das den Strömungskanal im Ringkörper durchlaufende Wärmeträgermedium Wärme mit der Umgebung des Ringkörpers aus, wobei über die Innenseite und/oder über die Außenseite eine Strahlungswärmeübertragung erfolgt. Eine Konvektionswärmeübertragung erfolgt hingegen über die Seitenflächen der Halbschalen. Dabei ist zu bemerken, dass eine Konvektionswärmeübertragung jeweils auch über die Innenseite sowie die Außenseite erfolgen kann, wo hingegen auch über die Seitenflächen eine Strahlungswärmeübertragung ermöglicht sein kann und die jeweiligen Formen des Wärmeübergangs nicht auf die genannten Bereiche begrenzt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die bevorzugten Wärmeübertragungen über die Innenseite und/oder die Außenseite betreffend die Strahlungswärmeübertragung und die Konvektionswärmeübertragung über die Seitenflächen lediglich als eine jeweils bevorzugte Form der Wärmeübertragung zu sehen. Die Innenseite begrenzt den umlaufenden Ring des Ringkörpers radial nach innen, und die Außenfläche begrenzt den umlaufenden Ring des Ringkörpers radial nach außen. Die Seitenflächen werden durch die Planflächen der Halbschalen gebildet, und begrenzen den Ringkörper jeweils seitlich. Dabei sind in den Seitenflächen die Anschlussöffnungen eingebracht, wohingegen die Fügeverbindung der beiden Halbschalen an der Innenseite bzw. an der Außenseite vorgesehen ist.The annular body is bounded by an inner side, an outer side and the respective left and right side surface. In the process, the heat transfer medium passing through the flow channel in the ring body exchanges heat with the environment of the ring body pers, wherein on the inside and / or on the outside a radiation heat transfer takes place. A convective heat transfer, however, takes place via the side surfaces of the half-shells. It should be noted that a convection heat transfer can also take place on the inside and the outside, where, however, via the side surfaces a radiant heat transfer can be made possible and the respective forms of heat transfer is not limited to said areas. In accordance with the present invention, the preferred heat transfers across the inside and / or outside of the radiant heat transfer and the convective heat transfer across the side surfaces are to be considered as merely a preferred form of heat transfer. The inner side bounds the circumferential ring of the annular body radially inwardly, and the outer surface bounded the circumferential ring of the annular body radially outward. The side surfaces are formed by the flat surfaces of the half-shells, and limit the ring body laterally. In this case, the connection openings are introduced in the side surfaces, whereas the joint connection of the two half-shells is provided on the inside or on the outside.

Vorteilhafterweise können der Ringkörper und/oder die Rohrelemente ein Edelstahl und/oder ein schwarzes Stahlblech aufweisen, wobei das schwarze Stahlblech insbesondere außenseitig eine schwarze Kunststoffbeschichtung umfasst. Edelstahl zeichnet sich dabei als ein rostfreies Material aus, und verhält sich gegenüber den meisten Wärmeträgermedien nicht reaktiv. Die Verwendung eines schwarzen Stahlbleches ist besonders für den Einsatz einer Wärmerückgewinnung bei Öl- oder Gasheizkesseln möglich, wobei nach dem Verschweißen der beiden Halbschalen auf der abgasberührten Seite eine geeignete Kunststoffbeschichtung aufgebracht wird.advantageously, can the ring body and / or the pipe elements a stainless steel and / or a black steel sheet have, wherein the black steel sheet in particular on the outside includes a black plastic coating. Stainless steel lines it turns out to be a stainless material, and behaves across from most heat transfer media not reactive. The use of a black steel sheet is special for the Use of heat recovery at oil or gas boilers possible, wherein after welding the two half-shells on the exhaust-contact side a suitable Plastic coating is applied.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Ringkörper aus Graphit und/oder im Sinterverfahren, umfassend eine Keramik, hergestellt ist, wobei zur Verbindung der Halbschalen des Ringkörpers oder zur Verbindung der Ringkörper zu einem Wärmetauscher ein mechanisches Fügeverfahren verwendbar ist, und zwischen den Halbschalen Ringdichtungen zur fluidischen Abdichtung verwendbar sind. Bei einer derartigen Fertigungsmethode muss bei der späteren Verbindung eine Ringdichtung wie beispielsweise eine O-Ringdichtung als Dichtung eingesetzt werden, da fluidisch dichtende Fügeverfahren wie ein Schweißen der Halbschalen aufgrund der Materialauswahl entfallen.A further advantageous embodiment of the The invention provides that the annular body made of graphite and / or in A sintering method comprising a ceramic is produced, wherein for connecting the half-shells of the ring body or for connecting the ring body to a heat exchanger a mechanical joining process is usable, and between the half shells ring seals for fluidic seal can be used. In such a manufacturing method must be at the later Connection a ring seal such as an O-ring seal be used as a seal, there fluidly sealed joining process like a welding the half-shells due to the material selection omitted.

Am Ringkörper und/oder an den Rohrelementen können zusätzliche Wärmetauscherflächen in Form von Rippen oder dergleichen vorgesehen sein, um den Wärmeübergang zwischen dem innenseitigen und dem außenseitigen Wärmeträgermedium weiter zu verbessern.At the ring body and / or on the tubular elements additional Heat exchanger surfaces in Form of ribs or the like may be provided to the heat transfer between the inside and the outside heat transfer medium continue to improve.

Die rippenförmigen Wärmeaustauschflächen können zugleich als mechanische Versteifungselemente zwischen den Ringkörpern bzw. zwischen den Rohrelementen und den Ringkörpern nutzbar gemacht werden.The rib-shaped Heat exchange surfaces can at the same time as mechanical stiffening elements between the ring bodies or be made available between the tubular elements and the annular bodies.

Auch ist die Form der Ringkörper nicht auf eine kreisrunde oder ovale Kontur beschränkt, z. B. ist auch eine rechteckige oder quadratische Außen- und/oder Innenkontur denkbar, die trotzdem als ringförmig angesehen wird. Auch bei diesen Formen strömt das innere Wärmeträgermedium in Umfangsrichtung durch den Ringkörper.Also is the shape of the ring body not limited to a circular or oval contour, e.g. B. is also a rectangular or square exterior and / or Inner contour conceivable, which is still considered as annular. Also at these forms flows the inner heat transfer medium in the circumferential direction through the annular body.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachfolgend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen in rein schematischer Darstellung:Further, the invention improving measures are in the subclaims stated below or together with the description of preferred embodiments of Invention with reference to the figures shown. In a purely schematic representation:

1 eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers; 1 a perspective view of the heat exchanger;

2 eine Ansicht des Wärmetauschers gemäß 1; 2 a view of the heat exchanger according to 1 ;

3 eine Ansicht des Wärmetauschers mit geradlinig ausgebildeten Rohrelementen zwischen den Ringkörpern; 3 a view of the heat exchanger with rectilinear tubular elements between the annular bodies;

4 eine Ansicht des Wärmetauschers mit gebogenen Rohrelementen zwischen den Ringkörpern; 4 a view of the heat exchanger with bent tubular elements between the annular bodies;

5a eine Ansicht eines Ringkörpers; 5a a view of a ring body;

5b eine Seitenansicht des Ringkörpers gemäß 5a; 5b a side view of the ring body according to 5a ;

6a eine Ansicht eines Ringkörpers mit einer geänderten Durchströmungsrichtung; 6a a view of an annular body with a changed flow direction;

6b eine Seitenansicht des Ringkörpers gemäß 6a; 6b a side view of the ring body according to 6a ;

7a eine Ansicht eines Ringkörpers mit geänderter Durchströmungsrichtung; 7a a view of a ring body with a changed flow direction;

7b eine Seitenansicht eines Wärmetauschers mit vier zusammengefügten Ringkörpern; 7b a side view of a heat exchanger with four assembled ring bodies;

8a eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ringkörpers mit einem Trennelement; 8a a view of another embodiment of a ring body with a separating element;

8b eine Seitenansicht des Ringkörpers gemäß 8a; und 8b a side view of the ring body according to 8a ; and

9 eine Ansicht eines Ringkörpers mit einer rechteckigen Außenkontur. 9 a view of an annular body with a rectangular outer contour.

Der in 1 dargestellte Wärmetauscher 100 umfasst beispielhaft drei Ringkörper 10, welche über Rohrelemente 14 miteinander verbunden sind. Die Rohrelemente 14 erstrecken sich jeweils paarweise zwischen den Ringkörpern 10 und sind an diesen oberseitig angeordnet. Die Anschlüsse zur Zuleitung bzw. Abführung des Wärmeträgermediums, welches die Ringkörper bzw. die Rohrelemente durchströmt, sind nicht dargestellt. Die Ringkörper 10 werden durch die Rohrelemente 14 gehalten und parallel benachbart zueinander auf einem vorgegebenen Abstand fest angeordnet. Der Abstand zwischen den Ringelementen 10 bestimmt sich somit durch die Länge der Rohrelemente 14, durch welche zugleich das Wärmeträ germedium von Ringkörper zu Ringkörper strömen kann. Damit nehmen die Rohrelemente 14 sowohl die Aufgabe der mechanischen Verbindung der Ringkörper 10 zueinander wahr, und schaffen zugleich eine fluidische Verbindung zwischen den Ringkörpern 10. Die gesamte Einheit des Wärmetauschers 100 wird – wie in 1 dargestellt – außenseitig mit dem Wärmeträgermedium umströmt, welches die Wärme mit dem Medium tauscht, das durch die Ringkörper hindurchströmt. Somit kann die dargestellte Einheit beispielsweise in die Feuerungsanlage einer Heizung oder in den Bereich der Abgaswärmerückgewinnung des Abgases einer Heizungsanlage installiert werden. Die Ringkörper 10 bieten aufgrund ihrer offenen bzw. freien Anordnung eine große Oberfläche zum Austausch bzw. zum Übergang der Wärme des umgebenden Mediums mit dem durchströmenden Medium, so dass ein hoher Wirkungsgrad des Wärmetauschers erzielbar ist.The in 1 illustrated heat exchanger 100 includes by way of example three annular bodies 10 , which over pipe elements 14 connected to each other. The pipe elements 14 each extend in pairs between the ring bodies 10 and are arranged on these upper side. The connections for the supply or discharge of the heat transfer medium, which flows through the annular body or the pipe elements, are not shown. The ring body 10 be through the pipe elements 14 held and arranged parallel adjacent to each other at a predetermined distance. The distance between the ring elements 10 thus determined by the length of the tubular elements 14 through which at the same time the heat transfer medium can flow from annular body to annular body. This takes the pipe elements 14 both the task of mechanical connection of the ring body 10 true to each other, and at the same time create a fluidic connection between the ring bodies 10 , The entire unit of the heat exchanger 100 will - as in 1 represented - on the outside with the heat transfer medium flows around, which exchanges the heat with the medium flowing through the annular body. Thus, the illustrated unit can be installed, for example, in the furnace of a heater or in the area of exhaust heat recovery of the exhaust gas of a heating system. The ring body 10 Due to their open or free arrangement, they provide a large surface area for the exchange or transition of the heat of the surrounding medium with the medium flowing through, so that a high efficiency of the heat exchanger can be achieved.

2 zeigt eine isometrische Ansicht des Wärmetauschers 100 gemäß 1, wobei auch in dieser Darstellung drei Ringkörper 10 über jeweilige Rohrelemente 14 miteinander in Verbindung stehen. Der Strömungskanal, welcher sich innerhalb der Ringkörper 10 umlaufend erstreckt, ist durch gestrichelte Linien angedeutet. 2 shows an isometric view of the heat exchanger 100 according to 1 , wherein also in this illustration three ring body 10 via respective pipe elements 14 communicate with each other. The flow channel, which is located within the ring body 10 extends circumferentially, is indicated by dashed lines.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers 100, wobei die Ringkörper 10 über Rohrelemente 14 miteinander verbunden sind, welche nicht vollständig oberseitig an den Ringkörpern 10 angeordnet sind. Vielmehr befinden sich die Rohrelemente 14 in einer um 180° versetzten Position zueinander, so dass die Durchströmung der Ringkörper 10 gemäß dieser Ausgestaltung anders geartet erfolgen kann. Beispielsweise ist es möglich, das Wärmeträgermedium in den Ringkörper 10 über ein Rohrelement 14 einzuleiten, so dass es sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen des Uhrzeigersinns den Ringkörper 10 durchströmt und auf der 180° versetzten Stelle wieder aus dem Ringkörper 10 ausgeleitet wird, um in den nächsten Ringkörper zu gelangen. Die Verbindung zwischen den Ringkörpern 10 wird jeweils über gleichlange und gerade ausgebildete Rohrelemente realisiert. 3 shows a further embodiment of a heat exchanger 100 , wherein the ring body 10 over pipe elements 14 are interconnected, which is not completely upper side of the ring bodies 10 are arranged. Rather, the pipe elements are located 14 in a position offset by 180 ° to each other, so that the flow through the annular body 10 According to this embodiment can be done differently. For example, it is possible, the heat transfer medium in the ring body 10 via a pipe element 14 so that it is both clockwise and counterclockwise the ring body 10 flows through and on the 180 ° offset position again from the ring body 10 is discharged to get into the next ring body. The connection between the ring bodies 10 is realized in each case on the same length and straight tube elements.

Gemäß des Ausführungsbeispiels in 4 sind die Ringkörper 10 jeweils wieder dreifach parallel benachbart zueinander angeordnet, wobei die Rohrelemente 14 in einer gebogenen Form ausgebildet sind, und wechselweise die Anschlussöffnungen der Ringkörper 10 auf einem Winkel von beispielsweise 180° versetzt zueinander anströmen. Mittels der verschiedenartigen Ausbildungen der Rohrelemente 14 ist es möglich, die Durchströmung der Ringkörper 10 jeweils verschiedenartig auszubilden.According to the embodiment in 4 are the ring bodies 10 each again three times parallel adjacent to each other, wherein the tube elements 14 are formed in a curved shape, and alternately the connection openings of the annular body 10 at an angle of, for example, 180 ° offset from each other. By means of various designs of tubular elements 14 is it possible to flow through the ring body 10 each form different.

In den 5a und 5b ist jeweils ein Ringkörper 10 dargstellt, wobei die Darstellung in 5a aus Richtung der Seitenfläche erfolgt, wohingegen die Darstellung des Ringkörpers 10 in 5b eine Seitenansicht umfasst. Der Ringkörper 10 ist aus einer ersten Halbschale 12 und einer zweiten Halbschale 13 gebildet, welche durch umlaufende Schweißnähte miteinander verbunden sind. Die Schweißnähte befinden sich sowohl auf dem Umfang in der Innenseite 17 des Ringkörpers 10, als auch auf der Außenseite 18. Seitlich begrenzt ist der Ringkörper 10 durch die Seitenflächen 19. Auf der in 5a in der Draufsicht dargestellten Halbschale 12 sind Anschlussöffnungen 11 dargestellt, um eine Einlass- bzw. Auslassöffnung für das Wärmeträgermedium zu schaffen. An die Anschlussöffnungen 11 werden entweder die Rohrelemente (hier nicht dargestellt) angebracht oder die Anschlussöffnungen 11 werden von Ringkörper 10 zu Ringkörper 10 jeweils auf einander gebracht und nach Möglichkeit verschweißt.In the 5a and 5b is in each case an annular body 10 dargstellt, wherein the representation in 5a from the side surface takes place, whereas the representation of the ring body 10 in 5b a side view includes. The ring body 10 is from a first half shell 12 and a second half shell 13 formed, which are interconnected by circumferential welds. The welds are located both on the circumference in the inside 17 of the ring body 10 , as well as on the outside 18 , Laterally limited is the ring body 10 through the side surfaces 19 , On the in 5a half shell shown in plan view 12 are connection openings 11 shown to provide an inlet or outlet opening for the heat transfer medium. To the connection openings 11 Either the pipe elements (not shown here) are attached or the connection openings 11 be from ring body 10 to ring body 10 each placed on each other and welded if possible.

Zwischen den Anschlussöffnungen 11 befindet sich ein Trennsteg 16, welcher verhindert, dass das Wärmeträgermedium direkt zwischen den Anschlussöffnungen 11 hindurchfließen kann. Somit strömt in eine der Anschlussöffnungen 11 das Wärmeträgermedium ein und läuft in Umfangsrichtung durch den gesamten Ringkörper 10 hindurch und tritt auf der gegenüber liegenden Seite an der zweiten Anschlussöffnung 11 wieder aus.Between the connection openings 11 there is a divider 16 , which prevents the heat transfer medium directly between the connection openings 11 can flow through it. Thus flows into one of the connection openings 11 the heat transfer medium and runs in the circumferential direction through the entire ring body 10 through and occurs on the opposite side at the second connection opening 11 out again.

Auf dem Umfang verteilt sind Erhebungen 15 vorgesehen, welche noppenförmig aus der Planfläche der Halbschale 12 hervorstehen. Damit wird ermöglicht, dass bei einer aufeinander gebrachten Montage mehrerer Ringkörper in einer parallelen Anordnung zueinander ein Mindestabstand eingehalten werden kann. Die Erhebungen 15 sind mittels eines Stanz- bzw. Prägeverfahrens in das Blechmaterial eingebracht, wobei insgesamt acht Erhebungen 15 dargestellt sind. Dabei ist jedoch auch eine andere Anzahl von Erhebungen möglich, welche nicht zwingend gleichverteilt auf dem Umfang vorgesehen sein müssen. Zwischen den Erhebungen 15 sind vereinzelt Vertiefungen 20 ausgebildet, die derart tief in das Blechmaterial der Halbschalen 12, 13 eingebracht sind, dass sich diese bei einer aufeinander gebrachten Anordnung jeweils von Halbschale 12 zu Halbschale 13 berühren. Mittig in den Vertiefungen 20 sind Punktschweißungen vorgesehen, um eine Verbindung der Halbschalen 12, 13 über die Punktschweißverbindungen innerhalb der Vertiefungen 20 zu schaffen. Damit kann eine Erhöhung der Stabilität bzw. der Festigkeit der Ringkörper 10 erreicht werden. Insgesamt sind vier Vertiefungen 20 mit einem jeweiligen Winkel von 90° zueinander vorgesehen, wobei auch hierbei eine größere oder kleinere Anzahl von Vertiefungen 20 möglich ist. Die Vertiefungen 20 sowie die Erhebungen 15 sind jeweils mittig in der Ringbreite des Ringkörpers 10 angeordnet, so dass sich diese auf der Hälfte der Radiusdifferenz zwischen dem Außendurchmesser an der Außenseite 18 und dem Innendurchmesser an der Innenseite 17 befinden. Dabei ist auch eine andersartige Verteilung der genannten Merkmale möglich, so dass sich eine unsymmetrische Ausbildung des Ringkörpers 10 ergibt. Die Anschlussöffnungen 11 sind jeweils als Erhebungen aus den planen Seitenflächen 19 kragenförmig ausgebildet, so dass diese bei einem Aufeinanderfügen einen Mindestabstand der jeweiligen Halbschalen 12 und 13 der Ringkörper 10 ermöglichen. Sämtliche Ausführungen der vorgenannten Merkmale können durch Umformverfahren bzw. durch Präge-, Stanz- und Biegeverfahren hergestellt werden, wobei auch andere Fertigungsverfahren herangezogen werden können.Surveys are distributed on the circumference 15 provided, which nub-shaped from the plane surface of the half-shell 12 protrude. This makes it possible that with a successive assembly of a plurality of ring body in a parallel arrangement to each other a minimum distance can be maintained. The surveys 15 are introduced by means of a stamping or embossing process in the sheet material, with a total of eight surveys 15 are shown. However, a different number of surveys is possible, which is not zwin uniformly distributed on the circumference must be provided. Between the surveys 15 are isolated depressions 20 formed so deep in the sheet material of the half-shells 12 . 13 are introduced, that these in a successive arrangement of each half shell 12 to half shell 13 touch. In the middle of the wells 20 Spot welds are provided to connect the half shells 12 . 13 about the spot welds within the cavities 20 to accomplish. This can increase the stability or strength of the ring body 10 be achieved. There are four wells in total 20 provided with a respective angle of 90 ° to each other, whereby also in this case a larger or smaller number of wells 20 is possible. The wells 20 as well as the surveys 15 are each centered in the ring width of the ring body 10 arranged so that these are at half the radius difference between the outside diameter on the outside 18 and the inside diameter on the inside 17 are located. In this case, a different distribution of the mentioned features is possible, so that an asymmetrical design of the ring body 10 results. The connection openings 11 are each as elevations from the plan side surfaces 19 collar-shaped, so that these at a Aufeinanderfügen a minimum distance of the respective half-shells 12 and 13 the ring body 10 enable. All embodiments of the abovementioned features can be produced by forming processes or by embossing, stamping and bending processes, wherein other manufacturing processes can be used.

Die 6a und 6b sowie die 7a und 7b zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Ringkörpers 10, welcher eine geänderte Durchströmungsrichtung aufweist. Der Wärmetauscher 100 weist vier Ringkörper 10 auf, deren Halbschalen nach diesem Ausführungsbeispiel nur eine durchgestanzte Anschlussöffnung 11 umfassen. Bei der Verbindung mehrerer dieser Ringkörper 10 zu einem Wärmetauscher besteht die Möglichkeit, die einzelnen Ringkörper 10 wechselseitig zu durchströmen. Hierbei müssen mindestens zwei Ringkörper 10 miteinander verbunden werden, die dann jeweils gegensinnig durchströmt werden. Bei dieser Methode werden bei der Fertigung im Wechsel jeweils zwei Anschlussöffnungen 11a verschlossen gehalten bzw. nicht gelocht, sodass eine Anschlussöffnung 11 geöffnet ist und eine Anschlussöffnung 11a verschlossen ist. Die gegenseitige Anschlussöffnung 11a und die gelochte Anschlussöffnung 11 werden mit dem jeweils nachfolgenden Ringkörper 10 und den entsprechenden Anschlussöffnungen 11 verbunden.The 6a and 6b as well as the 7a and 7b show an alternative embodiment of a ring body 10 which has a changed flow direction. The heat exchanger 100 has four ring bodies 10 on, the half shells according to this embodiment, only a punched through port 11 include. When connecting several of these ring bodies 10 to a heat exchanger there is the possibility of the individual ring body 10 to flow through each other. Here, at least two ring body 10 connected to each other, which are then flowed through in opposite directions. With this method, two connection openings are alternately made during production 11a kept closed or not perforated, so that a connection opening 11 is open and a connection opening 11a is closed. The mutual connection opening 11a and the perforated connection opening 11 be with the respective subsequent ring body 10 and the corresponding connection openings 11 connected.

Um bei dieser Variante ein einwandfreies Entlüften zu gewährleisten, ist es erforderlich, am Trennsteg 16 eine Belüftungsöffnung 21 vorzusehen, durch die die Luft über die Anschlussöffnung 11 überströmen kann. Bei dieser Anordnung von Ringkörpern 10 ist ein anderer Fertigungsablauf anzuwenden, als bei einer Verbindung mit zwei gleichen Körpern. Die übrigen Merkmale des Ringkörpers 10 wie die noppenartigen Erhebungen 15 oder die Vertiefungen 20 für die Punktschweißverbindungen bleiben im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen der 5a und 5b unverändert.In order to ensure a perfect bleeding in this variant, it is necessary at the divider 16 a ventilation opening 21 provide through which the air through the connection opening 11 can overflow. In this arrangement of ring bodies 10 a different manufacturing process is to be used than with a connection with two identical bodies. The remaining features of the ring body 10 like the knob-like elevations 15 or the depressions 20 for the spot welded joints remain compared to the embodiments of the 5a and 5b unchanged.

In der 8a und 8b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ringkörpers 10 mit einem ringförmigen Trennelement 22 dargestellt. Dieses befindet sich in der Teilungsebene der beiden Halbschalen 12 und 13, und bildet eine teilende Wandung innerhalb des Strömungskanals im Ringkörper 10. Das Trennelement 22 kann dabei auf gleiche Weise beispielhaft durch ein Schweißverfahren gefügt sein, so wie die Halbschalen 12, 13 selbst auch aufeinander gefügt sind. Auf einer 180° gegenüberliegenden Seite der einzigen pro Halbschale 12, 13 ausgebildeten Anschlussöffnung 11 ist eine Durchgangsöffnung 23 in das Trennelement 22 eingebracht. Dabei entfällt der Trennsteg (Trennsteg 16, siehe 5a, 5b). Durch das eingebrachte Trennelement 22 strömt das Wärmeträgermedium über eine Anschlussöffnung 11 von einer ersten Halbschale 12 in den Ringkörper 10 ein und durchströmt diesen auf 180°, woraufhin das Wärmeträgermedium durch die Durchgangsöffnung 23 strömt. Im zweiten Abschnitt des Strömungskanals der zweiten Halbschale 13 strömt das Wärmeträgermedium von der Durchgangsöffnung 23 wieder zurück zur 180° versetzt angeordneten Anschlussöffnung 11a, welche wie auch in der ersten Halbschale 12 in dieser nur einfach eingebracht ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Durchgangsöffnung 24 oberhalb der Anschlussöffnung 11 eingebracht, um eine Entlüftung der Ringkörpers 10 zu ermöglichen.In the 8a and 8b is another embodiment of a ring body 10 with an annular separator 22 shown. This is located in the division level of the two half-shells 12 and 13 , And forms a dividing wall within the flow channel in the annular body 10 , The separating element 22 can be added in the same way by way of example by a welding process, as the half-shells 12 . 13 themselves are also joined together. On a 180 ° opposite side of the only one per half shell 12 . 13 trained connection opening 11 is a passage opening 23 in the separator 22 brought in. This eliminates the divider (divider 16 , please refer 5a . 5b ). Through the introduced separating element 22 the heat transfer medium flows through a connection opening 11 from a first half shell 12 in the ring body 10 and flows through this to 180 °, whereupon the heat transfer medium through the passage opening 23 flows. In the second section of the flow channel of the second half shell 13 the heat transfer medium flows from the passage opening 23 back to the 180 ° offset connection opening 11a , which as well as in the first half shell 12 in this only simple is introduced. Also in this embodiment is a through hole 24 above the connection opening 11 introduced to a venting of the ring body 10 to enable.

In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ringelementes 10 dargestellt, welches eine rechteckige bzw. quadratische Außenseite 18 aufweist. In Abhängigkeit des Einbauraumes kann die Kontur Vorteile aufweisen, zumal eine größere Oberfläche für einen Wärmeübergang zur Verfügung steht. Bezüglich der Anschlussöffnungen 11 und 11a sind diese pro Halbschale zweifach dargestellt, welche jedoch auch bei einem alternativen Ausführungsbeispiel nur einfach pro Halbschale vorgesehen sein können. Die Innenseite 17 ist in der 9 als kreisrunde Kontur ausgebildet, welche jedoch ebenfalls als eckige oder ovale Kontur darstellbar ist.In 9 is another embodiment of a ring element 10 represented, which is a rectangular or square outside 18 having. Depending on the installation space, the contour may have advantages, especially as a larger surface is available for heat transfer. Regarding the connection openings 11 and 11a these are shown twice per half-shell, which, however, can also be provided only for each half-shell in an alternative embodiment. The inside 17 is in the 9 formed as a circular contour, which, however, also as an angular or oval contour can be displayed.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihren Ausführungen nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr sind eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen ebenfalls bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen der Erfindung Gebrauch machen.The present invention limited in their remarks not on the specified embodiments. Rather, a variety of variants are conceivable, which of the illustrated solutions also in principle different types make use of the invention.

100100

Wärmetauscherheat exchangers

1010

Ringkörperring body

1111

Anschlussöffnungport opening

1212

Halbschalehalf shell

1313

Halbschalehalf shell

1414

Rohrelementtube element

1515

Erhebungsurvey

1616

Trennstegdivider

1717

Innenseiteinside

1818

Außenseiteoutside

1919

Seitenflächeside surface

2020

Vertiefungdeepening

2121

Belüftungsöffnungventilation opening

2222

ringförmiges Trennelementannular separating element

2323

DurchgangsöffnungThrough opening

2424

DurchgangsöffnungThrough opening

Claims (18)

Wärmetauscher (100), insbesondere für eine Anwendung in einer direkten Befeuerung oder zur Abgaswärmerückgewinnung in einer Heizungs- oder Wärmeerzeugungsanlage, welcher wenigstens einen Strömungskanal zur Durchströmung mittels eines gasförmigen und/oder flüssigen Wärmeträgermediums aufweist, und ein Wärmeübergang vom oder an das gasförmige und/oder flüssige Wärmeträgermedium erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher wenigstens einen Ringkörper (10) aufweist, welcher zumindest eine Anschlussöffnung (11) zur Einleitung und wenigstens eine weitere Anschlussöffnung (11) zur Ausleitung des Wärmeträgermediums aufweist, wobei das Wärmeträgermedium den Ringkörper (10) in Umfangsrichtung durchströmt.Heat exchanger ( 100 ), in particular for use in a direct firing or exhaust heat recovery in a heating or heat generating plant, which has at least one flow channel for flow through a gaseous and / or liquid heat transfer medium, and a heat transfer from or to the gaseous and / or liquid heat transfer medium , characterized in that the heat exchanger at least one annular body ( 10 ), which has at least one connection opening ( 11 ) to the introduction and at least one further connection opening ( 11 ) for discharging the heat transfer medium, wherein the heat transfer medium, the annular body ( 10 ) flows through in the circumferential direction. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher mehrere Ringkörper (10) aufweist, welche parallel beabstandet zueinander angeordnet sind.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat exchanger has a plurality of annular bodies ( 10 ), which are arranged parallel spaced from each other. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur parallel beabstandeten Anordnung der Ringkörper (10) die jeweiligen Anschlussöffnungen (11) fluidisch miteinander verbunden sind, derart, dass eine aufeinanderfolgende Durchströmung der Ringkörper (10) oder eine parallele Durchströmung der Ringkörper (10) mit dem Wärmeträgermedium erfolgt.Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that for parallel spaced arrangement of the annular body ( 10 ) the respective connection openings ( 11 ) are fluidly connected to each other, such that a successive flow through the annular body ( 10 ) or a parallel flow through the annular body ( 10 ) takes place with the heat transfer medium. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkörper (10) in Wechselrichtung nacheinander mit dem Wärmeträgermedium durchströmt werden, wobei jeweils eine Anschlussöffnung (11) verschlossen ist und die Ringkörper (10) miteinander verschweißt sind.Heat exchanger according to claim 1 to 3, characterized in that the annular body ( 10 ) are flowed through in succession with the heat transfer medium, wherein in each case one connection opening ( 11 ) is closed and the ring body ( 10 ) are welded together. Wärmetauscher nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlussöffnungen (11) der jeweiligen Ringkörper (10) Rohrelemente (14) angeordnet sind, um sowohl eine mechanische als auch eine fluidische Verbindung der Ringkörper (10) zueinander zu schaffen.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that between the connection openings ( 11 ) of the respective ring body ( 10 ) Pipe elements ( 14 ) are arranged to both a mechanical and a fluidic connection of the annular body ( 10 ) to each other. Wärmetauscher nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (10) aus zwei Halbschalen (12, 13) gebildet ist, welche einen jeweiligen ringförmigen Hohlraum aufweisen, und die Halbschalen (12, 13) hohlraumseitig aufeinandergebracht sind, um den Strömungskanal zu bilden.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the annular body ( 10 ) of two half-shells ( 12 . 13 ) is formed, which have a respective annular cavity, and the half-shells ( 12 . 13 ) are brought together on the cavity side to form the flow channel. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (12, 13) zur Bildung des Ringkörpers (10) mittels eines Fügeverfahrens druckdicht miteinander in Verbindung gebracht sind, wobei das Fügeverfahren insbesondere ein Schweiß- und/oder ein Lötverfahren und/oder Preßverfahren umfasst.Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the half shells ( 12 . 13 ) to form the ring body ( 10 ) are brought together in a pressure-tight manner by means of a joining process, wherein the joining process comprises in particular a welding and / or a soldering process and / or pressing process. Wärmetauscher nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussöffnungen (11) in der Einbaulage des Wärmetauschers bezogen auf eine in Richtung einer Unterseite wirkende Schwerkraft oberseitig angeordnet sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the connection openings ( 11 ) are arranged on the upper side in the installed position of the heat exchanger relative to a force acting in the direction of a bottom gravity. Wärmetauscher nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der einen Ringkörper (10) bildenden Halbschalen (12, 13) noppenartige Erhebungen (15) aufweist, um einen Mindestabstand zum benachbarten Ringkörper (10) zu schaffen.Heat exchanger according to claim 6 to 8, characterized in that at least one of the ring body ( 10 ) forming half-shells ( 12 . 13 ) knob-like surveys ( 15 ), by a minimum distance to the adjacent ring body ( 10 ) to accomplish. Wärmetauscher nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal innerhalb der Halbschalen (12, 13) ein Trennsteg (16) vorgesehen ist, welcher zwischen den Anschlussöffnungen (11) eingebracht ist, um ein Durchströmen des Strömungskanals mit dem Wärmeträgermedium in eine umlaufende Richtung im Ringkörper (10) vorzugeben.Heat exchanger according to claim 6 to 9, characterized in that in the flow channel within the half-shells ( 12 . 13 ) a separating web ( 16 ) is provided, which between the connection openings ( 11 ) is introduced to a flow through the flow channel with the heat transfer medium in a circumferential direction in the annular body ( 10 ) pretend. Wärmetauscher nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Halbschalen (12, 13) auf dem Umfang verteilt Vertiefungen (20) eingeprägt sind, welche an gegenüberliegende Vertiefungen (20) der den Ringkörper (10) bildenden zweiten Halbschale (12, 13) angrenzen, sodass diese mittels Punktschweißung miteinander verbindbar sind, um ein Auswölben der Halbschalen (12, 13) unter Druckeinfluss des Wärmeträgermediums zu verhindern.Heat exchanger according to claim 6 to 10, characterized in that in the half shells ( 12 . 13 ) on the circumference distributed depressions ( 20 ) imprinted on opposite recesses ( 20 ) of the ring body ( 10 ) forming second half-shell ( 12 . 13 ) so that they can be connected to one another by means of spot welding in order to prevent bulging of the half shells ( 12 . 13 ) to prevent under pressure influence of the heat transfer medium. Wärmetauscher nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den Ringkörper (10) bildenden Halbschalen (12, 13) aus einem Blechmaterial gebildet und mittels Umformverfahren, umfassend Stanz- und Tiefziehverfahren hergestellt sind.Heat exchanger according to claim 6 to 11, characterized in that the annular body ( 10 ) forming half-shells ( 12 . 13 ) are formed from a sheet material and manufactured by means of forming processes, including stamping and deep drawing. Wärmetauscher nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (10) durch eine Innenseite (17), eine Außenseite (18) und Seitenflächen (19) begrenzt ist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the annular body ( 10 ) through an inside ( 17 ), an outside ( 18 ) and side surfaces ( 19 ) is limited. Wärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das den Strömungskanal im Ringkörper (10) durchlaufende Wärmeträgermedium Wärme mit der Umgebung des Ringkörpers (10) tauscht, wobei eine Strahlungswärmeübertragung über die Innenseite (17) und/oder die Außenseite (18) erfolgt.Heat exchanger according to claim 13, characterized in that the flow channel in the annular body ( 10 ) passing heat transfer medium heat with the environment of the annular body ( 10 ), wherein a radiation heat transfer via the inside ( 17 ) and / or the outside ( 18 ) he follows. Wärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Konvektionswärmeübertragung über die Seitenflächen (19) der Halbschalen (12, 13) erfolgt.Heat exchanger according to claim 13, characterized in that a convection heat transfer via the side surfaces ( 19 ) of the half shells ( 12 . 13 ) he follows. Wärmetauscher nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (10) und/oder die Rohrelemente (14) ein Edelstahl und/oder ein schwarzes Stahlblech, aufweisen, wobei das schwarze Stahlblech, insbesondere außenseitig, eine, insbesondere schwarze, Kunststoffbeschichtung umfasst.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the annular body ( 10 ) and / or the pipe elements ( 14 ) comprise a stainless steel and / or a black steel sheet, wherein the black steel sheet, in particular on the outside, comprises a, in particular black, plastic coating. Wärmetauscher nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (10) aus Graphit und/oder im Sinterverfahren, umfassend eine Keramik, hergestellt ist, wobei zur Verbindung der Halbschalen (12, 13) des Ringkörpers (10) oder zur Verbindung der Ringkörper (10) zu einem Wärmetauscher ein mechanisches Fügeverfahren verwendbar ist, und zwischen den Halbschalen (12, 13) Ringdichtungen zur fluidischen Abdichtung verwendbar sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the annular body ( 10 ) made of graphite and / or in the sintering process, comprising a ceramic, wherein for connecting the half shells ( 12 . 13 ) of the ring body ( 10 ) or for the connection of the annular bodies ( 10 ) is used for a heat exchanger, a mechanical joining method, and between the half-shells ( 12 . 13 ) Ring seals are used for fluidic sealing. Wärmetauscher nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Ringkörper (10) und/oder den Rohrelementen (14) zusätzliche Wärmeaustauschflächen in Form von Rippen oder dergleichen vorgesehen sind.Heat exchanger according to claim 1 to 17, characterized in that on the annular body ( 10 ) and / or the pipe elements ( 14 ) additional heat exchange surfaces in the form of ribs or the like are provided.