DE2117222B2

DE2117222B2 - Waermetauscher zur wassererhitzung

Info

Publication number: DE2117222B2
Application number: DE19712117222
Authority: DE
Inventors: Gernot Dipl Ing 5650 Solingen Reichmann Horst 5600 Wuppertal Rottmann
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1970-11-04
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE2117222C3; DE2117222A1; AT311606B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zur Wassererhitzung mit Lamellenrohren von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, die in einer Ebene angeordnet und untereinander verbunden .-,owie von einem wärmeleitenden Blechrahmen umschlossen sind.

Neben solchen Wärmetauschern sind auch Lamellenheizkörper bekannt, die rundum von einem Blechrahmen umgeben sind. Dabei werden die Rahmenteile, die von den Rohren durchsetzt werden, durch die mit ihnen verlöteten Rohre gekühlt. Die Abschnitte des Rahmens, die parallel zu den Lamellenrohren liegen, geben ihre Wärme über die Enden der mit ihnen durch Löten wärmeleitend verbundenen Lamellennbschnitte des Lamellenkörpers ab. Außerdem gelu.i sie nach unten in den Brennschacht des Gas-Durchlauferhitzers über, der durch die Heizkörperrohrschlange gekühlt wird. Diese Heizkörperrohrschlange ist in der Lage, einen Teil der Wärme von den zu den Lamellenrohren parallelen Abschnitten des Rahmens aufzunehmen. Trotzdem sind die Wärmeübergangsverhältnisse bei dieser vorbekannten Anordnung ungünstig.

Es sind weiterhin Gas-Durchlauferhitzer bzw.

Durchlauferhitzer die mit einem Ölvergasungsbrenner arbeiten, bekannt, bei denen der Lamellenkörper einen Brennschacht abschließt, der auß-n von der vorbeigeführten Verbrennungsluft gekühlt wird und keine Heizkörperrohrschlange trägt.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art die Wärmeübergangsverhältnisse an den zu den Lame! lenrohren parallelen Abschnitten des Rahmens zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lamellenrohre einen hochkant-rechtek kigen Querschnitt aufweisen und die parallel zu der Lamellenrohren liegenden Abschnitte des Rahmes, unmittelbar mit den äußeren Seitenwänden der beide:.

so äußeren Lamellenrohre verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ist besondervorteilhaft, wenn der Rahmen des Lamellenblocke nach unten durch eine kappenartige Erweiterung \erlangen und auf C.;m oberen Rand eines Heizschachic-.

angeordnet ist.

Die kappenartige Verlängerung des Rahmens leite! das Heizgas zum Lamellenkörper. Die dabei von de' Kappe aufgenommene Wärme soll an das Wasser W₁. .-tergeleitet werden. Aus den Rahmenabschnitten, die

von den Lamellenrohren durchsetzt sind, kann die Wärme durch die Lötverbindungen zwischen Rahmen und Lamellenrohren an das Wasser fließen. Aus den Abschnitten des Rahmens, die den Lamellenrohren parallelliegen, wird die Wärme erfindungsgemäß du-

durch auf kürzestem Wege an die Lamellenrohre ν eitergeleitet, daß diese Rahmenabschnitte flach mit den ebenso flachen außen liegenden Seiten der beiden äußeren Lamellenrohre wärmeleitend verbunden sind. Das geschieht deshalb, weil die bisher üblichen, gegenüber den äußeren Lamellenrohren vorstehenden, und diese Rohre umschließenden Endabschnitte der Lamellen über ihre Endkanten die große, von der Kappe aufgenommene Wärmemenge nicht zusätzlich an das äußere Lamellenrohr weiterleiten können, da bei der bekannten Anordnung zwischen dem Rahmen und dem letzten Lamellenrohr noch Heizgase durchströmen und diese Lamellenflächen durch das Heizgas ohnehin beheizt werden.

Weite"': Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschniti durch den Lamellcnkörper,

Fig. 2 die Draufsicht auf denselben,
F i g. 3 einen quer zu den Latnellenrohren gelegten Schnitt durch einen Lamellenblock bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 die Draufsicht auf den Lamellenblock nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Einrohr-Lamellenabschnitt,

F i g. 6 einen Schnitt durch einen Zweirohr-Lamellenabschnitt,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Einrohr-Endrohr-Lamellenabschnitt,

Fig. 8 einen Schnitt durch einen Zweirohr-Endrohr-Lamellenabschnitt,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Lamellenrohr eines Lamellenblockes mit Rahmenabschnitt und seiner Erweiterung.

Die Lamellenrohre I von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt sind in einer Ebene nebeneinander angeordnet und untereinander durch Krümmer 2 verbunden. Am Anschluß 3 tritt das zu erhitzende Wasser ein und wird nach dem Erhitzen über den Anschluß 4 weitergeleitet. Die Lamellenrohre 1 sind mit Lamellen 5 besetzt, die von der Oberseite her mit ihren Zungen 6 zwischen benachbarte Rohre gesteckt und mit ihnen durch Löten verbunden sind. Die Lamellen liegen oben an den Schmalseiten 1' an und sind hier ebenfalls mit den Rohren verlötet. Die oberen, äußeren Enden 8 der 1 amellen übergreifen die äußeren Lamellenrohre und endigen mit den äußeren Seitenwänden 9 der Lamel-I. η rohre 1.

Der Lamellenblock ist von einem Rahmen 10 umschlossen, dessen beide Abschnitte 11 von den Lamellenrohren 1 durchdrungen werden und mit den Laniellenrohren durch Löten wärmeleitend verbunden sind. Die beiden anderen Abschnitte 12 liegen an den Seitenwänden 9 der äußeren Lamellenrohre an und sind mit diesen verlötet. Ebenso sind die Enden 8 der Lamellen 5 mit den Seitenwänden 9 durch Löten verbunden.

Der eckige Rahmen 10 ist nach unten verlängert und weist über die Mitten der Abschnitte 12 hinaus eine Erweiterung 13 auf und ist im Bereich der Rahmenecken 14, siehe Fig. 2 eingezogen. Der so gebildete Rand IS dient zum Auflegen auf den formgleichen, oberen Rand 16 einer Wand 17 unter Beilage eines Dichtringes 18. Der Heizscha~ht 19 wird durch die an ih.n allseitig vorbei zum Brenner des Erhitzers geleitete Verbrennungsluft gekühlt. Zur Führung der von einem Gebläse geförderten Lu^ft ist der Heizschacht 19 von zwei konzentrischen Wänden 20 und 17 umgeben, durch die der äußere Ringkanal 21 gebildet wird, über den die Luft aufwärts strömt und nach I mkehren unterhalb der sich oben anschließenden Deckenringfläche 22 in den Ringraum 23 eintritt und dem Brenner zufließt. Die kappenartige Erweiterung 13 hat die Au'oabe, die Heizgase aus dem kreisrunden Heizschacht 19/17 in den eckigen Lamellenblock ('herzuleiten. Durch Anlage der Abschnitte 12 kann die von den Erweiterungen 13 aufgenommene Wärme auf dem kürzesten Wege unmittelbar an die äußeren Lamellenrohre abgegeben werden, so daß an dieser Stelle eine Überhitzung des Rahmens vermieden wird.

Fur den Wärmetausch bei einem ölbeheizten Wassererhitzer wird vorteilhaft der Lamellenkörper mit seinem Rahmen aus Stahl hergestellt. Die Lebensdauer eines solchen Lamellenkörpers ist vielfach größer als ein Lamellenkörper aus Kupfer.

Der Schwefelgehalt bei Verbrennen von Öl ist etwa zehnfach höher als bei Verbrennen von Ferngas. Stahl ist gegenüber dem Kupfer schwefelbeständig.

In Fig. 3 ist der Lamellenblock aus den Einrohr-Lamellennbschnittcn 31 und den Endrohr-Lamellenabschnitten 32 zusammengesetzt. Der Einrohr-Lamellenabschnitt 3"> besteht aus dem im Querschnitt rechteckigen Lamellenrohr33, siehe auch Fig. 5, und den aufgesteckten Lamellen 34. Die Endrohr-Lamellenabschnitte 32 sind untereinander gleich und bestehen aus dem Lamellenrohr 33 und den Endlamellen 35. Die oberen, äußeren Enden 36 der Lamellen 35 übergreifen die äußeren Lamellenrohre und endigen mit deren äußeren Seitenwänden 37. Der Lamellenblock ist von einem Blechrahmen umschlossen, dessen beide Abschnitte 39 von den Lamellenrohr^n 33 durchdrungen werden und mit den Lamellenronien durch Schweißen (Löten) wärmeleitend verbunden sind. Die beiden anderen Abschnitte 38 liegen an den

ίο Seitenwänden 37 der äußeren Lamellenrohre 33 an und sind mit diesen verschweißt (verlötet). Ebenso sind die Enden 36 der Endlamellen 35 mit den Abschnitten 38 durch Schweißen (Löten) verbunden. Der eckige Rahmen ist nach unten verlängert und

weist über die Mitten der Abschnitte 38 und 39 hinaus eine Erweiterung 40 auf und ist im Bereich der Rahrru-necken 41, siehe Fig. 4, eingezogen. Der so gebildete Rand 42 dient zum Auflegen auf den foringleichen oberen Rand eines z_; «metrischen, einen Hei/

ίο schacht umschließenden, hier nicht gezeichneten Blechmantels.

Beim Lamellenblock kann nach dem Ausführung beispiel, Fig. 4. das Kaltwasser oder bei einer Hei zungsanlaaedas Rücklaufwasser am Anschluß 43 ein

geführt und über den Anschluß 44 das heiße Wasser einer Brauchwasser-Entnahmesteüe zugeleitet oder als Vorlaufwasser mit einem Heizkreis verbunden

werden.

Es können aus Lamellenrohrabschnitten Lamcllenblöcke verschiedener Breite zusammengesetzt werden. So können z.B. zwei Lamellenrohrab· schnitte, die zwischen den Endrohr-Lamellcnal· schnitten liegen, paarweise zu Zweirohr-Lamellenabschnitten nach Fig. 6 vereinigt werden, so daß beide Rohre von einer gemeinsamen Lamelle 45 übergriffer, sind. Ebensogut können nach Fig. 8 i_^;ne oder beide Endrohr-Lamellenabschnitte 32 mit dem ersten be nachbarten Einrohr-Lamellcnnbschnitt /_u einem Zwcirohr-Endlamellenabschnitt vereinigt werden.

Mit einem einzigen Rohrquerschnitt und bei viei Lamellenforrr.en lass< η sieh Lamellenblocke verschiedener Breite und b<-i längeren Rohren beliebiger Länge zusammenstellen. Solche I.amellenkörper sind für Verbrennungskammern von rechteckigem Querschnitt ebensogut verwendbar.

Die Lamellenrohre können paarweise durch Kappen 46 verbunden werden, wodurch das durchfließende Wasser aus dem einen Lamrllenrohr bei Umkehrung seiner Fließrichtung durch das andere

5~ benachbarte Lamellenrohr hindurchgeleitet wird. DR-Kappen 46 sind dazu durch Schweißen (Löten) mit den Abschnitten 39 verbunden. Anstatt zweier Kappen 46 kann eine Kappe 47 verwendet werden, die ebenso wie die Kappen 46 mit den Abschnitten 39 verschweigt ist und in welcher ein Leitblech 48 angeordnet ist, welches die Führung des Wasserstromes übernimmt.

In Fig. 9 ist das Lamellenrohr 33 durch den Abschnitt 39 dicht hindurchgeführt und mündet in der Kappe 47, wobei das Leitblech 48 die Wasserführung übernimmt. Das Leitblech 48 braucht dem Leitweg des Wassers gegenüber der Innenwand der Kappe nicht vollständig abzudichten. Während sich an dem Abschnitt 39 des Rahmens nach unten die Erweite-

rung 40 mit dem Rand 42 für den Mantel der Verbrennungskammer anschließt, sitzt auf dem oberen Rand des Abschnitts die Abgassammeihaube 49 für die Fortleitung der Abgase auf.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher zur Wassererhitzung mit Lamellenrohren von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, die in einer Ebene angeordnet und untereinander verbunden sowie von einem wärmeleitenden Blechrahmen umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenrohre (1) einen hochkantrechteckigen Querschnitt aufweisen und die parallel zu den Lamellenrohren (1) liegenden Abschnitte (12) des Rahmens (10) unmittelbar mit den äußeren Seitenwänden (9) der beiden äußeren Lamellenrohre (1) verbunden sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (10) des Lamellenblocks Tech unten durch eine kappenartige Erweiterung (13) verlängert und auf dem oberen Rand (16) eines Heizschachtes (19) angeordnet ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, du Λ die Enden (8) dei Lamellen (5) die äußeren Lamellenrohre (1) lediglich oben an deren Schmalseiten übergreifen und die die Lamellenrohre übergreifenden Enden (8) mit dem Rahmen (10) und mit den Schmalseiten (Γ) der Lamellenrohre (1) durch Löten verbunden sind.

4. Wärmetausche! nach \nspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dij Lamellen (5) mit rechtekkigen Ausnehmungen über ) ;n Lamellenrohren (1) angeordnet sind, wobei die Zungen (6) bis zur Unterkante der Lamellenrohre (1) reichen und mit ihnen verbunden sind.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (5) und der Rahmen (10) aus Stahl bestehen.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenblock baukastenartig aus Einrohr-Lamellenabschnitten (31) und/oder Zweirohr-Lamellenabschnitten sowie aus Einrohr- oder Zweirohr-Endrohrlamellenabschnitten (32) mit einseitig mit einer Lamellenkante abschließenden Lamellcnrohren (33) gebildet ist.