EP0813037A1 - Heat exchanger, particularly for a boiler - Google Patents
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- EP0813037A1 EP0813037A1 EP96108744A EP96108744A EP0813037A1 EP 0813037 A1 EP0813037 A1 EP 0813037A1 EP 96108744 A EP96108744 A EP 96108744A EP 96108744 A EP96108744 A EP 96108744A EP 0813037 A1 EP0813037 A1 EP 0813037A1
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- heat exchanger
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- F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
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- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
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- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/20—Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
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- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
- F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
- F24H1/43—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes helically or spirally coiled
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
- F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
Definitions
- the invention relates to a heat exchanger, in particular for a boiler, with at least one tube for the heat-absorbing medium and a gap delimited by the tube for an inside-out passage of the heat-emitting medium.
- a heat exchanger of this type is known from PCT WO94 / 16272.
- At least one tube in the form of a spiral is arranged around a centrally arranged burner, in which the heat-absorbing fluid flows.
- the tube cross-section is composed of a flattened flat and oval parts arranged on both sides of it, so that each turn of the tube forms flat surfaces, between which there is a gap which has a constant height in the direction of flow of the heat-emitting medium.
- appropriate spacers are arranged between two adjacent turns of the helix.
- a generic heat exchanger in which many straight tubes with flow gaps arranged in between are arranged in the form of a cylinder.
- the invention has for its object to provide a heat exchanger and in particular a heat exchanger for a boiler with improved heat transfer within the gap formed between two pipes or two turns. Furthermore, methods for producing the tubes of such a heat exchanger are to be specified.
- the gap is limited by profiles formed in the opposite wall surfaces of adjacent pipes or pipe windings, the profiles formed in one wall surface being those in the other Cross the wall surface of the formed profiles.
- the heat-emitting fluid flows through the gap in a wave-like manner, as a result of which the hotter core flow is mixed with the flow that has already cooled near the wall.
- This mixing leads to an improvement in the heat transfer performance between the heat-emitting and heat-absorbing fluid.
- an increase in the total surfaces involved in the heat exchange is achieved, whereby the performance of the heat exchanger can be further increased.
- the tube is preferably of helical design, and the gap runs between the turns of the helix.
- the profiles are preferably designed so that the pressure loss in the gap is approximately constant over the circumference of the coil. It has proven to be advantageous here if the profiles are designed to be wave-shaped in the circumferential direction of the helix.
- the profiles according to the invention can be produced inexpensively if the tube is a corrugated tube, the waves of which extend obliquely to the longitudinal axis of the tube form the profiles.
- the profiles formed in one wall surface cross the profiles formed in the other wall surface at an angle between 60 ° and 120 °.
- adjacent turns lie directly on top of one another in the region of the elevations of the profiles and are supported on one another. This also facilitates the assembly and installation of the heat exchanger in a boiler.
- each profiling of the one wall surface viewed over its longitudinal extent, crosses several profilings of the respectively opposite wall surface.
- the heat transfer capacity also increases if the gap converges in the direction of flow of the heat-emitting medium.
- the convergence is preferably such that the speed and / or the heat dissipation and / or the pressure decrease of the heat-emitting medium in the flow direction is approximately constant per unit length.
- a method for producing a tube for a heat exchanger with the features specified above has the special feature that a twisted round tube is used as the starting material for the tube, which is then compressed under deformation forces acting from at least two opposite directions.
- Another method for producing a tube with the features mentioned has the special feature that a tube with bulbous wall surfaces is used as the starting material for the tube, and that the depressions of the profiles are pressed into the wall surface by a deformation tool rolling under pressure on the bulbous wall surface will.
- the heat exchanger provided with the reference numeral 1 in FIG. 1 is inserted into the cylindrical housing 2 of a boiler.
- the heat exchanger 1 consists of a tube 3 shaped in the form of a cylindrical coil, through which the heat-absorbing medium and in particular water flows when the boiler is in operation.
- the helically extending tube 3 divides the interior of the housing 2 into an interior 4 within the coil, and an exterior 5 between the coil and the housing 2.
- a surface burner 7 is arranged in the interior 4, which in the exemplary embodiment is designed as a hemispherical dome.
- the hot surface burner 7 emits radiant heat directly onto the inner surfaces of the helical tube 3.
- the cooled hot gases then collect in the outside space 5, from where they are discharged.
- Fig. 1 the hot boiler with the heat exchanger 1 is shown only in schematic form. Details of the design of the tube 3 and the gap 8 between the individual turns of the tube 3 are explained below with reference to the further figures.
- the two profiles 15, 16 intersect at an angle of approximately 90 °, the aim being an angle in the range between 60 ° and 120 °.
- the profiles 15, 16 are aligned obliquely to the main flow direction 17 of the hot gas through the gap 8.
- each profiling consists of an elongated elevation 18 arranged obliquely to the main flow direction 17 on the respective wall surface 11, 12.
- the wall surfaces 11, 12 can also be provided with depressions, the only decisive factor is that , viewed in the direction of the pipe longitudinal axis, alternate elevations and depressions.
- This wave structure leads to very good mixing of the hot gas flowing through the gap 8 essentially in the main flow direction 17.
- the tube 3 shown in detail in FIG. 2 is an originally smooth-walled tube, having an approximately rectangular cross section, which was provided with the profiles 15 and 16 in a later process step, and only in the axially aligned wall surfaces 11, 12, however not on the inner surface 9 and the outer surface 10.
- a possible method for producing this coiled tube is shown in FIG. 3.
- the desired wave structure of the profiles is generated by a tool 19, which rolls on the wall surface.
- the tool 19 is provided with spiral-shaped grooves 20 which form elevations 18 when they roll on the wall surface, in that the wall material which is not to be designed as an elevation is compressed by the tool 19 in the direction of the pipe center axis.
- the tube must have a slightly bulbous cross-section, for example in the shape of a barrel, before the wave structure is embossed.
- the wave-shaped profiling is produced simultaneously with the winding of the tube into a coil, or else afterwards.
- two tools 19 are used, which are then supported against one another, or a tool 19 of the type shown in FIG. 3 must be guided in the gap between two adjacent windings, in which case the tool 19 simultaneously processes both wall surfaces on both sides of the gap.
- a twisted round tube is used as the starting material, which is then compressed under deformation forces which act on the round tube from at least two opposite directions.
- the wave structure is already on the starting material, only this has to be formed from the originally essentially round cross-sectional shape to a cross-sectional shape with two parallel surfaces in order to create a flow gap.
- the two wall surfaces delimiting the gap between them do not necessarily have to be aligned in parallel.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Heizkessel, mit mindestens einem Rohr für das wärmeaufnehmende Medium sowie einem durch das Rohr begrenzten Spalt für einen von innen nach außen gerichteten Durchtritt des wärmeabgebenden Mediums.The invention relates to a heat exchanger, in particular for a boiler, with at least one tube for the heat-absorbing medium and a gap delimited by the tube for an inside-out passage of the heat-emitting medium.
Ein Wärmeübertrager dieser Art ist aus der PCT WO94/16272 bekannt. Um einen zentral angeordneten Brenner herum ist mindestens ein Rohr in Gestalt einer Wendel angeordnet, in dem das wärmeaufnehmende Fluid strömt. Der Rohrquerschnitt setzt sich aus einem abgeflacht ebenen und beidseits hiervon angeordneten ovalen Teilen zusammen, so daß jede Windung des Rohres ebene Flächen bildet, zwischen denen sich ein Spalt befindet, der in Durchströmungsrichtung des wärmeabgebenden Mediums eine konstante Höhe aufweist. Um diese konstante Höhe sicherzustellen, sind zwischen zwei jeweils benachbarten Windungen der Wendel entsprechende Abstandshalter angeordnet.A heat exchanger of this type is known from PCT WO94 / 16272. At least one tube in the form of a spiral is arranged around a centrally arranged burner, in which the heat-absorbing fluid flows. The tube cross-section is composed of a flattened flat and oval parts arranged on both sides of it, so that each turn of the tube forms flat surfaces, between which there is a gap which has a constant height in the direction of flow of the heat-emitting medium. In order to ensure this constant height, appropriate spacers are arranged between two adjacent turns of the helix.
Ferner ist ein gattungsgemäßer Wärmeübertrager bekannt, bei dem viele gerade Rohre mit dazwischen angeordneten Strömungsspalten in Form eines Zylinders angeordnet sind.Furthermore, a generic heat exchanger is known in which many straight tubes with flow gaps arranged in between are arranged in the form of a cylinder.
Der Parallelspalt gemäß der PCT WO94/16272 erlaubt eine relativ preiswerte Herstellung durch Verwendung eines glattwandigen Rohres. Hingegen schöpft der bekannte Wärmeübertrager die Möglichkeiten einer weiteren Steigerung der Wärmeübertragungsleistung nicht voll aus.The parallel gap according to PCT WO94 / 16272 allows a relatively inexpensive production by using a smooth-walled tube. In contrast, the known heat exchanger does not fully exploit the possibilities of further increasing the heat transfer capacity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager und insbesondere einen Wärmeübertrager für einen Heizkessel mit verbesserter Wärmeübertragung innerhalb des zwischen zwei Rohren oder zwei Windungen gebildeten Spalts zu schaffen. Ferner sollen Verfahren zur Herstellung der Rohre eines solchen Wärmeübertragers angegeben werden.The invention has for its object to provide a heat exchanger and in particular a heat exchanger for a boiler with improved heat transfer within the gap formed between two pipes or two turns. Furthermore, methods for producing the tubes of such a heat exchanger are to be specified.
Zur Lösung wird bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß der Spalt durch schräg zur Hauptströmungsrichtung des wärmeabgebenden Mediums verlaufende, in den einander gegenüberliegenden Wandflächen benachbarter Rohre oder Rohrwindungen ausgebildete Profilierungen begrenzt ist, wobei die in der einen Wandfläche ausgebildeten Profilierungen die in der anderen Wandfläche ausgebildeten Profilierungen kreuzen.To solve this problem , it is proposed in a heat exchanger of the type mentioned at the outset that the gap is limited by profiles formed in the opposite wall surfaces of adjacent pipes or pipe windings, the profiles formed in one wall surface being those in the other Cross the wall surface of the formed profiles.
Infolge der schräg zur Hauptströmungsrichtung verlaufenden, einander kreuzenden Profilierungen wird der Spalt von dem wärmeabgebenden Fluid wellenförmig durchströmt, wodurch eine Durchmischung der heißeren Kernströmung mit der bereits abgekühlten wandnahen Strömung erreicht wird. Diese Durchmischung führt zu einer Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung zwischen wärmeabgebendem und wärmeaufnehmendem Fluid. Ferner wird durch die Profilierung der Wandflächen eine Vergrößerung der insgesamt am Wärmeaustausch beteiligten Flächen erreicht, wodurch sich die Leistung des Wärmeübertragers zusätzlich steigern läßt.As a result of the intersecting profiles that run at an angle to the main flow direction, the heat-emitting fluid flows through the gap in a wave-like manner, as a result of which the hotter core flow is mixed with the flow that has already cooled near the wall. This mixing leads to an improvement in the heat transfer performance between the heat-emitting and heat-absorbing fluid. Furthermore, by profiling the wall surfaces, an increase in the total surfaces involved in the heat exchange is achieved, whereby the performance of the heat exchanger can be further increased.
Vorzugsweise ist das Rohr, wie an sich aus der PCT WO 94/16272 bekannt, wendelförmig gestaltet, und der Spalt verläuft zwischen den Windungen der Wendel.As is known per se from PCT WO 94/16272, the tube is preferably of helical design, and the gap runs between the turns of the helix.
Die Profilierungen sind vorzugsweise so gestaltet, daß der Druckverlust im Spalt über den Umfang der Wendel annähernd konstant ist. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Profilierungen in Umfangsrichtung der Wendel wellenförmig gestaltet sind.The profiles are preferably designed so that the pressure loss in the gap is approximately constant over the circumference of the coil. It has proven to be advantageous here if the profiles are designed to be wave-shaped in the circumferential direction of the helix.
Die erfindungsgemäßen Profilierungen lassen sich preisgünstig herstellen, wenn das Rohr ein Wellrohr ist, dessen schräg zur Rohrlängsachse verlaufenden Wellen die Profilierungen bilden.The profiles according to the invention can be produced inexpensively if the tube is a corrugated tube, the waves of which extend obliquely to the longitudinal axis of the tube form the profiles.
Zur Erzielung einer optimalen Durchmischung zwischen der Kernströmung und der wandnahen Strömung wird vorgeschlagen, daß die in der einen Wandfläche ausgebildeten Profilierungen die in der anderen Wandfläche ausgebildeten Profilierungen unter einem Winkel zwischen 60° und 120° kreuzen.In order to achieve optimal mixing between the core flow and the flow close to the wall, it is proposed that the profiles formed in one wall surface cross the profiles formed in the other wall surface at an angle between 60 ° and 120 °.
Zur Vermeidung zusätzlicher Abstandshalter zwischen den einzelnen Windungen der Wendel wird vorgeschlagen, daß benachbarte Windungen im Bereich der Erhebungen der Profilierungen unmittelbar aufeinanderliegen und sich zueinander abstützen. Dies erleichtert ferner den Zusammenbau sowie Einbau des Wärmeübertragers in einen Heizkessel.To avoid additional spacers between the individual turns of the helix, it is proposed that adjacent turns lie directly on top of one another in the region of the elevations of the profiles and are supported on one another. This also facilitates the assembly and installation of the heat exchanger in a boiler.
Zur Erzielung einer besonders gleichmäßigen Durchmischung des Wärme abgebenden Mediums ist es von zusätzlichem Vorteil, wenn jede Profilierung der einen Wandfläche, über ihre Längserstreckung gesehen, mehrere Profilierungen der jeweils gegenüberliegenden Wandfläche kreuzt.To achieve a particularly uniform mixing of the heat-emitting medium, it is of additional advantage if each profiling of the one wall surface, viewed over its longitudinal extent, crosses several profilings of the respectively opposite wall surface.
Zur Erhöhung der Wärmeübertragungsleistung trägt ferner bei, wenn der Spalt in Durchströmungsrichtung des Wärme abgebenden Mediums konvergiert. Hierbei ist die Konvergenz vorzugsweise der Art, daß die Geschwindigkeit und/oder die Wärmeabfuhr und/oder die Druckabnahme des Wärme abgebenden Mediums in Strömungsrichtung pro Längeneinheit annähernd konstant ist.The heat transfer capacity also increases if the gap converges in the direction of flow of the heat-emitting medium. Here, the convergence is preferably such that the speed and / or the heat dissipation and / or the pressure decrease of the heat-emitting medium in the flow direction is approximately constant per unit length.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres für einen Wärmeübertrager mit den voranstehend angegebenen Merkmalen weist als Besonderheit auf, daß als Ausgangsmaterial für das Rohr ein gedralltes Rundrohr verwendet wird, welches anschließend unter aus mindestens zwei einander gegenüberliegenden Richtungen wirkenden Verformungskräften gestaucht wird.A method for producing a tube for a heat exchanger with the features specified above has the special feature that a twisted round tube is used as the starting material for the tube, which is then compressed under deformation forces acting from at least two opposite directions.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit den genannten Merkmalen weist als Besonderheit auf, daß als Ausgangsmaterial für das Rohr ein Rohr mit bauchigen Wandflächen verwendet wird, und daß die Vertiefungen der Profilierungen durch ein unter Druck auf der bauchigen Wandfläche abrollendes Verformungswerkzeug in die Wandfläche eingepreßt werden.Another method for producing a tube with the features mentioned has the special feature that a tube with bulbous wall surfaces is used as the starting material for the tube, and that the depressions of the profiles are pressed into the wall surface by a deformation tool rolling under pressure on the bulbous wall surface will.
Einzelheiten eines Wärmeübertragers sowie Einzelheiten von Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmeübertragers werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die auf der Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigen:
- Fig. 1
- in einer Schnittdarstellung einen in einen Heizkessel eingesetzten Wärmeübertrager in Gestalt eines wendelförmig verlaufenden Rohres;
- Fig. 2
- in einer perspektivischen Darstellung Einzelheiten zweier Windungen des wendelförmigen Rohres, wobei die eine Windung aufgeschnitten dargestellt ist;
- Fig. 3
- ein Verfahren zur Herstellung der Profilierungen bei einem Rohr der in Fig. 2 dargestellten Art.
- Fig. 1
- a sectional view of a heat exchanger used in a boiler in the form of a helically extending tube;
- Fig. 2
- in a perspective view details of two turns of the helical tube, the one turn being shown cut away;
- Fig. 3
- a method for producing the profiles in a tube of the type shown in Fig. 2.
Der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 versehene Wärmeübertrager ist in das zylindrische Gehäuse 2 eines Heizkessels eingesetzt. Der Wärmeübertrager 1 besteht aus einem in Gestalt einer zylindrischen Wendel geformten Rohr 3, welches im Betrieb des Heizkessels von dem Wärme aufnehmenden Medium und insbesondere Wasser durchströmt wird. Das wendelförmig verlaufende Rohr 3 unterteilt das Innere des Gehäuses 2 in einen Innenraum 4 innerhalb der Wendel, und einen Außenraum 5 zwischen Wendel und Gehäuse 2.The heat exchanger provided with the
In dem Innenraum 4 ist ein Flächenbrenner 7 angeordnet, der beim Ausführungsbeispiel als halbkugelförmige Kalotte ausgebildet ist. Der heiße Flächenbrenner 7 gibt Strahlungswärme unmittelbar auf die Innenflächen des wendelförmigen Rohres 3 ab. Zusätzlich zu dieser Wärmeübertragung durch Strahlung findet eine Wärmeübertragung durch Konvexion und Wärmeleitung statt, indem die heißen Brenngase des Brenners 7 durch Spalte 8, die sich zwischen den einzelnen Windungen des Rohres 3 befinden, hindurchtreten und hierbei Wärme an die Wandflächen des Rohres abgeben. Die abgekühlten Heißgase sammeln sich dann in dem Außenraum 5, von wo sie abgeführt werden.A
In Fig. 1 ist der Heißkessel mit dem Wärmeübertrager 1 nur in schematischer Form dargestellt. Nachfolgend werden anhand der weiteren Figuren Details der Gestaltung des Rohres 3 und des Spaltes 8 zwischen den einzelnen Windungen des Rohres 3 erläutert.In Fig. 1 the hot boiler with the
Die Detaildarstellung Fig. 2 läßt erkennen, daß die Innenfläche 9 und die Außenfläche 10 des gewendelten Rohres 3 glatt geformt sein kann. Hingegen sind jene einander zugewandten Wandflächen 11, 12 zweier benachbarter Windungen 13, 14, die zwischen sich den Spalt 8 begrenzen, mit Profilierungen 15, 16 versehen.2 shows that the
Die Fig. 2 läßt insbesondere in der rechten Bildhälfte erkennen, daß die den Spalt 8 nach oben hin begrenzende Profilierung 15 der jeweils oberen Windung 13 anders ausgerichtet ist, als die den Spalt 8 nach unten hin begrenzende Profilierung 16 der jeweils unterhalb angeordneten Windung 14. Bei dem Ausführungsbeispiel kreuzen sich die beiden Profilierungen 15, 16 in einem Winkel von etwa 90°, angestrebt ist ein Winkel in dem Bereich zwischen 60° und 120°. Hierzu sind die Profilierungen 15, 16 schräg zur Hauptströmungsrichtung 17 des Heißgases durch den Spalt 8 ausgerichtet.2 shows, in particular in the right half of the figure, that the
Die Gestalt der Profilierungen können den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht jede Profilierung aus einer länglichen, schräg zur Hauptströmungsrichtung 17 angeordneten Erhebung 18 auf der jeweiligen Wandfläche 11, 12. Anstelle einer Erhebung können die Wandflächen 11, 12 auch mit Einsenkungen versehen sein, entscheidend ist allein, daß sich, in Richtung der Rohrlängsachse betrachtet, Erhebungen und Einsenkungen abwechseln. In Richtung der Rohrlängsachse betrachtet ergibt sich daher eine Wellenstruktur sowohl der den Spalt 8 nach oben hin begrenzenden Wandfläche 11, als auch der den Spalt 8 nach unten hin begrenzenden Wandfläche 12. Diese Wellenstruktur führt zu einer sehr guten Vermischung des den Spalt 8 im wesentlichen in Hauptströmungsrichtung 17 durchströmenden Heißgases.The shape of the profiles can be chosen according to the respective requirements. In the embodiment according to FIG. 2, each profiling consists of an
Abstandshalter zwischen den einzelnen Windungen 13, 14 der Wendel sind nicht erforderlich. Vielmehr stützen sich die benachbarten Windungen 13, 14 im Bereich der Erhebungen 18 der Profilierungen 15, 16 unmittelbar aufeinander ab. Dies führt zu einem punktweisen Aneinanderliegen benachbarter Windungen an den Kreuzungspunkten der Profilierungen, so daß keinerlei Behinderung des den Spalt 8 durchströmenden Heißgases erfolgt.Spacers between the individual turns 13, 14 of the helix are not required. Rather, the adjacent turns 13, 14 are supported directly on one another in the region of the
Die Fig. 2 läßt ferner erkennen, daß die Profilierungen 15, 16 so lang ausgebildet sind, daß jede Profilierung der einen Wandfläche 11, über ihre Längserstreckung gesehen, mehrere Profilierungen der jeweils gegenüberliegenden Wandfläche 12 kreuzt. Die Abstützung benachbarter Windungen 13, 14 findet also nicht nur auf einem einzigen Radius der Wendel statt, sondern verteilt über die in Fig. 1 eingezeichnete Breite B des gewendelten Rohres.2 also shows that the
Das in Fig. 2 ausschnittsweise dargestellte Rohr 3 ist ein ursprünglich glattwandiges, einen in etwa rechteckigen Querschnitt aufweisendes Rohr, welches in einem späteren Verfahrensschritt mit den Profilierungen 15 bzw. 16 versehen wurde, und zwar ausschließlich in den axial ausgerichteten Wandflächen 11, 12, hingegen nicht an der Innenfläche 9 und der Außenfläche 10. Ein mögliches Verfahren zur Herstellung dieses gewendelten Rohres ist in Fig. 3 dargestellt. Die gewünschte Wellenstruktur der Profilierungen wird durch ein Werkzeug 19 erzeugt, welches auf der Wandfläche abrollt. Das Werkzeug 19 ist mit spiralförmigen Rillen 20 versehen, welche beim Abrollen auf der Wandfläche Erhebungen 18 formen, indem jenes Wandmaterial, welches nicht als Erhebung gestaltet werden soll, durch das Werkzeug 19 in Richtung auf die Rohrmittelachse gestaucht wird. Dazu muß das Rohr, bevor die Wellenstruktur eingeprägt wird, einen leicht bauchigen Querschnitt aufweisen, etwa in Gestalt einer Tonne. Die Herstellung der wellenförmigen Profilierung erfolgt gleichzeitig mit dem Wickeln des Rohres zu einer Wendel, oder aber auch danach. Um die Profilierungen auf beiden Seiten des Spaltes aufzubringen, müssen entweder zwei Werkzeuge 19 verwendet werden, die sich dann gegeneinander abstützen, oder es muß ein Werkzeug 19 der in Fig. 3 dargestellten Art im Spalt zwischen zwei benachbarten Wicklungen geführt werden, wobei in diesem Fall das Werkzeug 19 gleichzeitig beide Wandflächen beidseits des Spalts bearbeitet.The
Bei einem anderen, auf der Zeichnung nicht dargestellten Verfahren, wird als Ausgangsmaterial ein gedralltes Rundrohr verwendet, welches anschließend unter Verformungskräften gestaucht wird, die aus mindestens zwei einander gegenüberliegenden Richtungen auf das Rundrohr einwirken. Bei diesem Verfahren befindet sich die Wellenstruktur bereits auf dem Ausgangsmaterial, nur muß dieses zur Erzeugung eines Strömungsspaltes von der ursprünglich im wesentlichen runden Querschnittsform auf eine Querschnittsform mit zwei parallelen Flächen umgeformt werden.In another method, not shown in the drawing, a twisted round tube is used as the starting material, which is then compressed under deformation forces which act on the round tube from at least two opposite directions. In this method, the wave structure is already on the starting material, only this has to be formed from the originally essentially round cross-sectional shape to a cross-sectional shape with two parallel surfaces in order to create a flow gap.
Die beiden den Spalt zwischen sich begrenzenden Wandflächen müssen jedoch nicht in jedem Fall parallel ausgerichtet sein. Zur Erzielung einer höheren Wärmeübertragungsleistung kann es von Vorteil sein, wenn der durch die Windungen der Wendel gebildete Spalt in Durchströmungsrichtung des Wärme abgebenden Fluids konvergiert, so daß die mittlere Spalthöhe am Spaltanfang größer ist als am Spaltende.However, the two wall surfaces delimiting the gap between them do not necessarily have to be aligned in parallel. To achieve a higher heat transfer capacity, it can be advantageous if the gap formed by the turns of the coil converges in the flow direction of the heat-emitting fluid, so that the average gap height at the beginning of the gap is greater than at the end of the gap.
- 11
- WärmeübertragerHeat exchanger
- 22nd
- Gehäusecasing
- 33rd
- Rohrpipe
- 44th
- Innenrauminner space
- 55
- AußenraumOutside space
- 77
- Brenner, FlächenbrennerBurner, surface burner
- 88th
- Spaltgap
- 99
- InnenflächeInner surface
- 1010th
- AußenflächeOutside surface
- 1111
- WandflächeWall surface
- 1212th
- WandflächeWall surface
- 1313
- obere Windungupper turn
- 1414
- untere Windunglower turn
- 1515
- ProfilierungProfiling
- 1616
- ProfilierungProfiling
- 1717th
- Hauptströmungsrichtung durch den SpaltMain flow direction through the gap
- 1818th
- ErhebungSurvey
- 1919th
- WerkzeugTool
- 2020th
- Rillegroove
- BB
- Breite des RohresWidth of the tube
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spalt (8) durch schräg zur Hauptströmungsrichtung (17) des wärmeabgebenden Mediums verlaufende, in den einander gegenüberliegenden Wandflächen (11, 12) benachbarter Rohre oder Rohrwindungen (13, 14) ausgebildete Profilierungen (15, 16) begrenzt ist, wobei die in der einen Wandfläche (11) ausgebildeten Profilierungen (15) die in der anderen Wandfläche (12) ausgebildeten Profilierungen (16) kreuzen.Heat exchanger, in particular for a boiler, with at least one tube (3) for the heat-absorbing medium, and a gap (8) delimited by the tube (3) for a passage of the heat-emitting medium from the inside to the outside,
characterized,
that the gap (8) is delimited by profiles (15, 16) formed in the opposite wall surfaces (11, 12) of adjacent pipes or pipe windings (13, 14) by profiles (15, 16) which run obliquely to the main flow direction (17) of the heat-emitting medium, the profile in one wall surface (11) formed profiles (15) cross the other wall surface (12) formed profiles (16).
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsmaterial für das Rohr ein gedralltes Rundrohr verwendet wird, welches anschließend unter aus mindestens zwei einander gegenüberliegenden Richtungen wirkenden Verformungskräften gestaucht wird.Method for producing a tube for a heat exchanger with the features specified in one of claims 1 to 9,
characterized,
that a twisted round tube is used as the starting material for the tube, which is then compressed under deformation forces acting from at least two opposite directions.
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsmaterial für das Rohr ein Rohr mit bauchigen Wandflächen verwendet wird, und daß die Vertiefungen der Profilierungen durch ein unter Druck auf der bauchigen Wandfläche abrollendes Verformungswerkzeug in die Wandfläche eingepreßt werden.Method for producing a tube for a heat exchanger with the features specified in one of claims 1 to 9,
characterized,
that a tube with bulbous wall surfaces is used as the starting material for the tube, and that the depressions of the profiles are pressed into the wall surface by a deformation tool rolling under pressure on the bulbous wall surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP96108744A EP0813037A1 (en) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Heat exchanger, particularly for a boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP96108744A EP0813037A1 (en) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Heat exchanger, particularly for a boiler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP0813037A1 true EP0813037A1 (en) | 1997-12-17 |
Family
ID=8222837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP96108744A Withdrawn EP0813037A1 (en) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Heat exchanger, particularly for a boiler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0813037A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009115447A2 (en) * | 2008-03-15 | 2009-09-24 | Robert Bosch Gmbh | Heating device |
EP2154444A3 (en) * | 2008-08-16 | 2012-06-06 | Robert Bosch GmbH | Heat exchanger for a heating device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR1567831A (en) * | 1967-06-08 | 1969-04-08 | ||
DE2856678A1 (en) * | 1977-12-31 | 1979-07-05 | United Stirling Ab & Co | HEAT EXCHANGER |
EP0162827A2 (en) * | 1984-05-24 | 1985-11-27 | Armaturjonsson AB | Tube for heat exchanger |
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EP0467250A1 (en) * | 1990-07-17 | 1992-01-22 | Hans Dr. Viessmann | Flat heating gas draft tube |
WO1994016272A1 (en) | 1993-01-15 | 1994-07-21 | Joseph Le Mer | Heat exchanger element and method and device for producing same |
-
1996
- 1996-05-31 EP EP96108744A patent/EP0813037A1/en not_active Withdrawn
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