DE9419495U1

DE9419495U1 - Wirbulator

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Publication number: DE9419495U1
Application number: DE9419495U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2004-12-07

Description

(17 311) Wirbulator

Die Neuerung betrifft einen Wirbulator für den Einsatz in abgasführende, von außen gekühlte Kanäle eines Heizkessels, insbesondere Heizgaszugrohre, bestehend aus einem stabartigen Träger, an dem hintereinander Verwirbelungselemente angeordnet sind.

Derartige Wirbulatoren sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Solche Wirbulatoren dienen dazu, das durch Kanäle im wesentlichen laminar strömende heiße Abgas zu verwirbeln, um die nicht unmittelbar längs der gekühlten Kanalwand heißeren bzw. länger heißbleibenden Kerngase ebenfalls zwecks Wärmeabgabe an die Kanalwände zu bringen und um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Gleichzeitig stellen eingesetzte Wirbulatoren auch einen höheren Widerstand über die Gesamtlänge des Kanals dar, was insofern als nicht optimal anzusehen ist, als es in der Anfahrphase eines Heizkessels wünschenswert wäre, den abströmseitigen Bereich des Kanales mit möglichst heißen Abgasen zu beaufschlagen, da dort die Gefahr von Kondensatniederschlägen am größten ist.

Dies ist mit Wirbulatoren bekannter Art nicht erreichbar, und der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, dies durch

eine einfache Verbesserung derartiger Wirbulatoren zu erreichen.

Gelöst ist diese Aufgabe mit einem Wirbulator der gattungsgemäßen Art nach der Neuerung dadurch, daß die mindestens zwei Verwirbelungselemente aus vom Träger zungenartig abbiegbaren Bimetal!zuschnitten gebildet sind, von denen der abzugsseitig angeordnete einen höheren Biegekoeffizienten als der zuströmseitig angeordnete aufweist.

Unter höherem Biegekoeffizient ist dabei die Eigenschaft zu verstehen, daß der betreffende Bimetallzuschnitt, der im Abströmbereich angeordnet ist, sich bei gegebener Abgastemperatur in der Anfahrphase eher und schneller ausbiegt als der im Zuströmbereich des Kanals angeordnete. Dies hat zur Folge, daß die Abgase in der Anfahrphase den insoweit unkritischeren Zuströmbereich mehr oder weniger unverwirbelt passieren können und mit noch relativ hoher Temperatur den Abströmbereich erreichen, dort aber bei sich "aufrichtendem" Bimetallstreifen stärker verwirbelt werden, was mit einer entsprechend erhöhten Wärmeabgabe in diesem kritischen Bereich während der Anfahrphase verbunden ist.

Da in der Regel an deratigen Wirbulatoren hintereinander mehr als zwei Verwirbelungselemente angeordnet sind, um beim Normalbetrieb eines Heizkessels über die ganze Länge des Kanals eine Verwirbelung zu erreichen, sind im vorliegenden Fall bei einer solchen Ausgestaltung des Wirbu-

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lators diese untereinander von der Zuströmseite aus zur Abströmseite hin mit abgestuft größerwerdenden Biegekoeffizienten im Sinne obiger Definition versehen.

Grundsätzlich wäre es möglich, die zungenartig ausgebildeten Bimetallzuschnitte im kalten Zustand glatt am Träger anliegen zu lassen,, d.h. gerade erstreckt am Träger zu befestigen. Vorteilhafter ist jedoch, die Bimetallzuschnitte in bezug auf ihren Träger mit einer Vorbiegung zu versehen, da sie dadurch besser vom heißen Abgas umspült werden und schneller auf die Temperatur des vorbeiströmenden Abgases reagieren.

Ferner werden die Bimetallelemente zweckmäßig jeweils als Paar mit den gleichen Befestigungselementen beidseitig am Träger angeordnet- Ferner ist vorgesehen, die Bimetallelemente mit ihren freien, ausbiegbaren Enden in Durchströmrichtung weisend am Träger anzuordnen.

Der neuartige Wirbulator wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 den Wirbulator in Anordnung in einem Heizgaszugrohr und zwar während der Anfahrphase;

Fig. 2 eine entsprechende Anordnung im Heizgaszugrohr gemäß Fig. 1 während des Dauerbetriebs eines Heizkessels;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Heizgaszugrohr längs Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Bimetallzuschnitt.

Der Wirbulator besteht wie bisher auch aus einem stabartigen Träger 1, an dem hintereinander Verwirbelungselemente 2 angeordnet sind, d.h., beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies insgesamt acht Stück, und zwar in Form von vier Paaren. Nicht dargestellt sind Halter, die den Träger 1 zentrisch im Kanal bzw. im Heizgaszugrohr HZ halten. Der Zuströmbereich ist mit ZB und der Abströmbereich mit AB bezeichnet.

Für einen solchen Wirbulator ist nun wesentlich, daß die Verwirbelungselemente 2 aus am Träger 1 zungenartig abbiegbar angebrachten Bimetallzuschnitten 3 gebildet sind, von denen die abzugsseitig angeordneten einen höheren Biegekoeffizienten als die zuströmseitig angeordneten aufweisen.

In der Anfahrphase gemäß Fig. 1 führt dies zu einer graduell zunehmenden Aufbiegung der Bimetallzuschnitte 3, die im Abzugsbereich AB am größten ist, dort zur stärksten Verwirbelung führt und damit zu entsprechend erhöhter Wärmeabgabe an die Wand des Heizgaszugrohres AB.

Bei Anordnung von mehr als zwei Bimetallzuschnitten 3, also wie dargestellt, weisen diese untereinander von der

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Zuströmseite ZB aus zur Abströmseite AB hin einen abgestuft größerwerdenden Bdegekoeffizienten auf.

Im Normalzustand, d.h. im kalten Zustand sind die Bimetallzuschnitte 2 aus den erwähnten Gründen in bezug auf ihren Träger 1 mit einer Vorbiegung 4 versehen, bspw. so, wie ganz links in Fig. 1 dargestellt. Dieses Paar von Bimetallzuschnitten ist so ausgelegt, daß es sich bei einer Abgastemperatur von 300⁰C noch nicht weiter ausbiegt. Im Dauerbetrieb, also angestiegener Abgastemperatur auf bspw. 500⁰C weisen dann alle Bimetallelementenpaare im wesentlichen die gleiche Ausbiegung auf.

Wie bereits erwähnt, und wie dargestellt, sind die Bimetallzuschnitte 3 jeweils als Paar mit den gleichen Befestigungselementen 5 beidseitig am Träger 1 angeordnet und weisen dabei mit ihren freien, ausbiegbaren Enden 3' in Durchströmrichtung.

Vorteilhaft sind schließlich die Bimetallzuschnitte 3 an ihrem zu befestigenden Ende 3" breiter bemessen als der Träger 1, was einer besseren Wärmeleitung in die Zuschnitte auch schon an der Basis dient, wie dies insbesondere auch aus Fig. 3 ersichtlich ist. Beim Träger 1 kann es sich auch um einen im Querschnitt quadratischen Vierkantstab handeln, der es ermöglicht, die Paare abwechselnd jeweils um 90° versetzt am Träger 1 anzuordnen.

Claims

(17 311) Schutzansprüche:

1. Wirbulator für den Einsatz in abgasführenden, von außen gekühlten Kanälen, insbesondere Heizgaszugrohren, bestehend aus einem stabartigen Träger (1), an dem hintereinander Verwirbelungselemente (2) angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens zwei Verwirbelungselemente (2) aus vom Träger (1) zungenartig abbiegbaren Bimetallzuschnitten (3) gebildet sind, von denen der abzugsseitig angeordnete einen höheren Biegekoeffizienten als der zuströmseitig angeordnete aufweist.

2. Wirbulator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß bei Anordnung von mehr als zwei Bimetallzuschnitten (3) diese untereinander von der Zuströmseite aus zur Abströmseite hin einen abgestuft größerwerdenden Biegekoeffizienten aufweisen.

3. Wirbulator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Bimetallzuschnitte (3) in bezug auf ihren Träger (1) mit einer Vorbiegung (4) versehen sind.

4. Wirbulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Bimetallzuschnitte (3) jeweils als Paar mit den gleichen Befestigungselementen (5) beidseitig am Träger (1) angeordnet sind.

5. Wirbulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Bimetallelemente (3) mit ihren freien, ausbiegbaren Enden (3') in Durchströmrichtung weisend am Träger (1) angeordnet sind.

6. Wirbulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Bimetallzuschnitte (3) an ihrem zu befestigenden Ende (3") breiter bemessen sind als der Träger (1).

7. Wirbulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Träger (1) im Querschnitt quadratisch ausgebildet ist und die Bimetallzuschnitte (3) in Folge jeweils um 90° versetzt zueinander am Träger (1) angeordnet sind.