IT8009445A1

IT8009445A1 - TWO FLUID HEAT EXCHANGER, ONE OF WHICH GASEOUS, ESPECIALLY FOR CONDENSING BOILERS

Info

Publication number: IT8009445A1
Application number: IT1980A09445A
Authority: IT
Original assignee: Chaffoteaux Et Maury
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1981-11-22
Also published as: CH641270A5; DE3018813A1; BE883447A; PT71244A; NL8002941A; IT1153820B; ATA241180A; GB2051338A; GB2051338B; AT369158B; LU82469A1; DE3018813C2; ES8102672A1; FR2457465B1; IT8009445A0; ES491573A0; FR2457465A1

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo; "SCAMBIATORE DI CALORE A DUE FLUIDI DI CUI UNO GAS-SOSO, IN SPECIE PER CALDAIA A CONDENSAZIONE " Description of the Industrial Invention entitled; "TWO FLUID HEAT EXCHANGER, ONE OF WHICH GAS-SOSO, ESPECIALLY FOR CONDENSING BOILERS"

RIASSUNTO SUMMARY

Lo scambiatore di forma generale parallelepipe da ? formato per piegatura, di una lamina metallica doppia, nella quale sono previste canalizzazioni destinate ad acqua da riscaldare, ed esso comporta una serie di camini verticali percorsi successivamente in sensi inversi da gas caldi. The parallelepipe general shape exchanger of? formed by bending, of a double metal sheet, in which channels destined to the water to be heated are provided, and it involves a series of vertical chimneys subsequently crossed in reverse directions by hot gases.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad uno scam biat?re di calore del tipo impiegato per ottenere un trasferimento calorifico tra due fluidi in movi mento senza contatto di questi fluidi tra loro, uno di questi fluidi essendo gassoso. The present invention relates to a heat exchanger of the type used to obtain a calorific transfer between two moving fluids without contact of these fluids with each other, one of these fluids being gaseous.

Tali scambiatori di calore sono noti ed impiegati in numerose applicazioni e si presentano sotto forme variate comportanti in modo generale due ambienti separati da una parete comune. I fluidi circolano rispettivamente in ciascuno di questi am bienti a differen i uno Such heat exchangers are known and used in numerous applications and are presented in various forms generally involving two rooms separated by a common wall. The fluids circulate in each of these environments in different ways, respectively

d'acqua e conformata per obbligare il fluido gasso so ad intraprendere un circuito in quinconce all'in terno dello scambiatore. of water and shaped to oblige the gaseous fluid to undertake a quincunx circuit inside the exchanger.

Secondo una caratteristica principale dellinvenzione la parete piana ? conformata mediante piegatura , contro-curvatura od altra operazione analoga per costituire uno scambiatore che dispone di pi? camini verticali giustapposti, comunicanti tra loto per la loro base o la loro sommit?, in modo ta le che il fluido gassoso caldo penetrante nello scambiatore dal basso possa uscire dall'alto solo dopo avere effettuato almeno un ritorno fino nella parte bassa dello scambiatore attraverso il camino pi? vicino. According to a main feature of the invention, the flat wall? shaped by bending, counter-bending or other similar operation to constitute an exchanger that has more? juxtaposed vertical chimneys, communicating between them by their base or their top, so that the hot gaseous fluid penetrating the exchanger from below can exit from above only after having made at least one return to the lower part of the exchanger through the chimney pi? Neighbor.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, la disposizione della rete di tubi di acqua sul la parete comune ? realizzata in modo tale che l'ac qua fredda di ritorno penetri nello scambiatore nel la zona di scarico dei gas caldi, mentre l'acqua calda lascia lo scambiat?re nella zona di entrata dei gas caldi. According to another feature of the invention, the arrangement of the network of water pipes on the common wall? made in such a way that the cold return water enters the exchanger in the hot gas discharge area, while the hot water leaves the exchanger in the hot gas inlet area.

Altre caratteristiche particolari e vantaggi dell 'invonzione risulteranno dalla descrizione fico essendo ottenuto attraverso la parete comune,, Sotto la loro forma pi? abituale gli scambiatori di questo tipo sono costituiti da una rete di tubi costituenti un primo ambiente e percorsi da uno dei fluidi la detta rece essendo inserita in un secondo ambiente percorso dall'altro fluido. Si ottie ne cos? una superficie di scambio notevole aumentata d?altronde in numerosi casi dall?aggiunta di ele menti di parete interni o esterni, riportati o non riportati. Other particular characteristics and advantages of the invention will emerge from the description fig being obtained through the common wall. Usually, exchangers of this type consist of a network of tubes constituting a first environment and traversed by one of the fluids, said rece being inserted in a second environment traversed by the other fluid. You get it so? a considerable exchange surface increased on the other hand in many cases by the addition of internal or external wall elements, reported or not reported.

Si conoscono anche scambiatori in cui il circuito di tubi ? solidale ad una parete comune in contatto con i detti tubi mediante una generatrice, onesta parete essendo vantaggiosamente chiusa su se stessa per realizzare un ambiente di forma rotonda o rettangolare, che costituisce il corpo di riscaldamento ben noto degli apparecchi del genere scalda-acqua o scaldabagni a gas. Do you also know exchangers in which the circuit of tubes? integral with a common wall in contact with said pipes by means of a generatrix, the honest wall being advantageously closed on itself to create a room with a round or rectangular shape, which constitutes the well-known heating body of the appliances of the water heater or water heater type gas.

Per ottenere prestazioni pi? elevate e diminu? re notevolmente il prezzo di costo, l?invenzione propone uno scambiatore di calore in cui il fluido gassoso a temperatura elevata ? portato ad effettuare un percorso particolare lungo una parete portant To get more performance? high and decreased? re considerably the cost price, the invention proposes a heat exchanger in which the gaseous fluid at a high temperature? led to carry out a particular path along a load-bearing wall

Fig. 1: una vista in prospettiva di un modo di realizzazione dello scambiatore secondo l'invenzione; la Fig. 2: una vista semplificata in prospettiva analoga alla F?g. 1, mostrante il percorso del fluido gassoso; la Fig. 3; una vista sviluppata dello scambiatore mostrante la parete comune e la sua rete di tubi d?acqua a partire dalla quale ? costituito lo scambiatore; la Fig. 4: una vista schematica dall'alto dello scambiatore. Fig. 1: a perspective view of an embodiment of the exchanger according to the invention; Fig. 2: a simplified perspective view similar to Fig. g. 1, showing the path of the gaseous fluid; Fig. 3; a developed view of the exchanger showing the common wall and its network of water pipes from which? constituted the exchanger; Fig. 4: a schematic top view of the exchanger.

Sulle Figg. 1 e 3 ? stato rappresentato uno scambiatore di calore a due fluidi, uno gassoso, l?altro liquido, ciascuno dei fluidi essendo rispettivam?nte indicato dai riferimenti G ed L, il loro senso di circolazione essendo indicato da frecce. Lo scambiatore ? ottenuto a partire da una parete 2 che porta una rete di tubi 1 per la circolazione del fluido L, i tubi essendo in contatto con la det ta parete mediante le loro generatrici. On Figs. 1 and 3? a heat exchanger with two fluids has been shown, one gaseous, the other liquid, each of the fluids being respectively indicated by the references G and L, their direction of circulation being indicated by arrows. The exchanger? obtained starting from a wall 2 carrying a network of pipes 1 for the circulation of the fluid L, the pipes being in contact with said wall by means of their generators.

Secondo un modo di realizzazione in s? noto, l'accoppiamento dei tubi ella parete si effettua. per esempio nel modo seguente: si According to a way of realization in itself? known, the coupling of the pipes to the wall is carried out. for example in the following way: yes

nessi in parallelo tra i collettori 1a. Il senso di circolazione del fluido L ? indicato dalle frecce in modo sufficientemente esplicito perch? non sia necessario descriverne il processo. connections in parallel between the collectors 1a. The direction of circulation of the fluid L? indicated by the arrows in a sufficiently explicit way why? it is not necessary to describe the process.

Il fluido ? infatti forzato a dirigersi dall'entrata verso l'uscita passando per una successione di collettori la localizzati lungo la zona media na e lungo parti laterali della parete comune 2, Tra le l?nee di piegatura AA'....EE' di questa parete comune si trovano zone longitudinali (identi che da una parte e dall'altra della linea trasversale FF'} che costituiscono le pareti verticali del lo scambiatore-A partire da questa parete comune 2 rappresentata nella Fig. 3, si arriva allo scambiatore rappresentato alle Figg. 1 e 4 secondo il processo seguente. Si effettua verso l'interno una piegatura a 90? della prima striscia longitudinale secondo la linea AA', poi una nuova piegatura a 90? secondo la linea BB' e cosi via fino ad un'ultima piegatura secondo la linea EE', formando c?si una specie di avvolgimento ad angoli sensibilmente retti per costruire un parallelepipedo rettangolo allungato in lega di alluminio o in lega inossidabile, e lasciandone strisce non saldate. Grazie ad un gonfiaggio mediante mezzi appropriati nei punti non saldati si ottengono zone longitudinali tubolari che costituiscono i tubi 1. Questo prodotto in s? noto ? particolarmente appropriato per mettere in opera la presente invenzione ma va da s? che si pu? realizza re in qualsiasi altra maniera la parete tubolare co stituente lo scambiatore senza uscire dal quadro dell'invenzione. The fluid? in fact forced to move from the entrance to the exit passing through a succession of collectors la located along the middle zone na and along the lateral parts of the common wall 2, Between the fold lines AA '.... EE of this common wall there are longitudinal zones (identifying that on one side and the other of the transverse line FF '} which constitute the vertical walls of the exchanger. Figs. 1 and 4 according to the following process. A 90 ° fold of the first longitudinal strip is carried out inwards according to the line AA ', then a new 90 ° fold according to the line BB' and so on up to a ' last bending according to the EE 'line, forming a kind of winding at sensibly right angles to build an elongated rectangular parallelepiped in aluminum alloy or stainless alloy, and leaving non-welded strips. Thanks to medium inflation by appropriate means, in the non-welded points, tubular longitudinal zones are obtained which constitute the tubes 1. This product in s? known ? particularly appropriate to implement the present invention but it goes without saying? what can you? to realize in any other way the tubular wall constituting the exchanger without leaving the framework of the invention.

Sulla Fig, 3 si ? rappresentata una vista sviluppata della parete 2 e della rete di tubi 1 per la circolazione del fluido liquido L. Questa parete comune 2 di forma sensibilmente rettangolare presenta secondo la sua lunghezza maggiore cinque linee di piegatura AA' BB'e CC', DD' ed EE'. Essa ? tagliata trasversalmente nel suo centro secondo la linea FF'? fino ad un'apertura centrale 3, Due parti simmetriche destri e sinistra sono cosi delimitate dal. la linea FF'; esse sono collegate tra loro da una striscia laterale 4 limitata da due piccole linee di piegatura HH' ed II' , la detta striscia non presentando alcun tubo 1? On Fig, 3 yes? shown is a developed view of the wall 2 and of the network of pipes 1 for the circulation of the liquid fluid L. This common wall 2 having a considerably rectangular shape has five fold lines AA 'BB' and CC ', DD' and AND AND'. It? cut transversely in its center according to the line FF '? up to a central opening 3, Two right and left symmetrical parts are thus delimited by the. the FF 'line; they are connected to each other by a lateral strip 4 limited by two small fold lines HH 'and II', the said strip having no tube 1?

re costituito dalla striscia laterale 4 definita pre cedentemente. I gas caldi devono allora circolare dall'alto in basso in due altri percorsi centrali 10 vicini al camino centrale 7, quindi rimontare at traverso i due camini laterali 11 fino alla parte superiore dello scambiatore, da dove essi sfuggono da una parte e dall'altra del deflettore 4 (vedere egualmente Fig. 4). re constituted by the side strip 4 defined above. The hot gases must then circulate from top to bottom in two other central paths 10 close to the central chimney 7, then reassemble through the two side chimneys 11 up to the upper part of the exchanger, from where they escape on both sides deflector 4 (see also Fig. 4).

Nel corso del loro transito nello scambiatore i gas G, che sono per esempio i gas d? combustione di un bruciatore a gasr si raffreddano al contatto delle pareti dello scambiatore nelle quali circola l'acqua pi? fredda del riscaldamento Inversamente l'acqua circolante nei tubi 1 si riscalda progressivamente. Si noter? che l'acqua di ritorno L del circuito di riscaldamento penetra nella rete di tubi 1 in controcorrente con i gas. cio? dal lato adia cente all?uscita dei gas da camini 11 poi circola in controcorrente con i gas verso il basso dello scambiatore, poi verso l?alto e di nuovo verso il basso, e si scarica verso la partenza del circuito di riscaldamento nella zona di entrata dei gas caldi alle parte bassa del camino central 7. Si ottie ne cosi uno scambio During their transit through the exchanger, the gases G, which are for example the gases d? combustion of a gas burner cool when in contact with the walls of the exchanger in which the more water circulates. cold of the heating Inversely, the water circulating in the pipes 1 is progressively heated. You will notice? that the return water L from the heating circuit enters the pipe network 1 in countercurrent with the gases. that is? from the side adjacent to the exit of the gases from the chimneys 11 then it circulates in countercurrent with the gases towards the bottom of the exchanger, then upwards and downwards again, and discharges towards the start of the heating circuit in the area of entry of the hot gases to the lower part of the central chimney 7. An exchange is thus obtained

rotazione di 90? delle parti destra e sinistra di questo parallelepipedo lungo "cerniere? Costituite dalle linee di piegatura piccole HH' ed II?, Questa seconda piegatura riporta le zone longitudinali simmetriche in piani paralleli verticali che delimitano camini verticali di passaggio dei gas caldi. Ben inteso, le facce longitudinali delimitate dalle linee AA' ed EE' hanno larghezze diverse previste per arrivare al montaggio a cardini giustapposti di larghezza equivalente. Si arriva cos? allo scambiatore la cui forma ? illustrata in specie alla fig. 2. So no necessari solamente alcuni rari punti di saldatura 5 per il fissaggio delle pareti Che vengono a ribattersi l'una sull'altra. Una striscia riportata lateralmente 6 (vis?bile alla Fig. 2) chiude il camino centrale 7 alla base del quale ? alimentato il fluido gassoso G. Due tappi otturatori 9 (egualmente vis?bil alla Fig. 1) sono riportati sotto gli orifizi inferiori laterali dello scambiatore. Questi tappi presentano eventualmente almeno un raccordo 8 destinato ad imboccare in modo stagno nel tubo di uscita del fluido liquido L. Il fluido gassoso cammina nello scambiator come indicato dalle frecce con formazione delle condensazioni limitate ai camini laterali 11 , e raccolte in corrispondenza degli otturatori 9. Le pareti interne dei camini essendo formate dalla parete comune e percorse da tubi d'acqua, il rendimento dell'apparecchio ? particolarmente interessante. Lo scambiatore precedentemente descritto mostra due entrate e due uscite d'acqua . Raccordi a ponte (non rappresentati) localizzati alla parte alta e alla parte bassa dello scambiat?re possono essere previsti per ottenere un'entrata e un'uscita unica di acqua. rotation of 90? of the right and left parts of this parallelepiped along "hinges? Consisting of the small fold lines HH 'and II", This second fold brings back the symmetrical longitudinal areas in vertical parallel planes that delimit vertical chimneys for the passage of hot gases. Longitudinal faces delimited by the lines AA 'and EE' have different widths foreseen to arrive at the assembly with juxtaposed hinges of equivalent width. This leads to the exchanger whose shape is illustrated in particular in fig. 2. Only a few rare points are necessary of welding 5 for the fixing of the walls that come to hit each other. A strip shown laterally 6 (visible in Fig. 2) closes the central chimney 7 at the base of which the gaseous fluid G. Due is fed plugs 9 (also vis? bil in Fig. 1) are shown under the lower lateral orifices of the exchanger. o 8 intended to enter the liquid fluid outlet in a sealed manner L. The gaseous fluid walks in the exchanger as indicated by the arrows with the formation of condensation limited to the side chimneys 11, and collected in correspondence with the shutters 9. The internal walls of the chimneys being formed by the common wall and crossed by water pipes, the efficiency of the appliance? particularly interesting. The previously described exchanger shows two water inlets and two outlets. Bridge fittings (not shown) located at the top and bottom of the exchanger can be provided to obtain a single inlet and outlet of water.

Infine si noter che la zona del deflettore 4 pu? essere pi? o meno raffreddata secondo il circu? to adottato. In effetti i furili avendo raggiunto il punto di rugiada nelle zone longitudinali vicine al la loro uscita potranno essere riscaldati a volont? in questa zona. Il vantaggio di questo riscaldamento ? di allontanarsi dal punto di rugiada a di far s? che i fumi siano avviati senza condensazione in un condotto di fumo tradizionale, Finally, it will be noted that the area of the deflector 4 can? be more? or less cooled according to the circu? adopted. In fact, the furiles having reached the dew point in the longitudinal areas close to their exit can be heated at will? in this area. The advantage of this heating? to move away from the dew point to do s? that the fumes are sent without condensation in a traditional smoke duct,

Il molo di realizzazione precedentemente rap? presentato non ? assolutament e limitativo In parThe former rap achievement dock? presented not? absolutely limiting In par

Claims

RIVENDICAZIONI

1) Scambiatore di calore a due fluidi di cui uno gassoso comportante una rete di tubi per la circolazione del fluido liquido, i detti tubi esseri do solidali ad una parete comune con la quale essi sono in contatto mediante le loro generatrici, carat terizzato dal fatto che lo scambiatore ? ottenuto a partire da questa parete comune (2), conformata per piegatura o altra operazione analoga e che esso comporta cos? pi? camini verticali giustapposti {7, 10,11) separati da sezioni della detta parete e comunicanti tra loro per la loro base o per la loro sommit?,, camini che costituiscono un circuito continuo per il fluido gassoso (G) che circola almeno una volta dal basso in alto quindi dall'alto in basso nello scambiatore prima del suo scarico. 1) Two-fluid heat exchanger, one of which is gaseous, comprising a network of pipes for the circulation of the liquid fluid, said pipes being integral with a common wall with which they are in contact by means of their generators, characterized by the fact what the exchanger? obtained starting from this common wall (2), shaped by folding or other similar operation and which it entails cos? pi? juxtaposed vertical chimneys {7, 10, 11) separated by sections of said wall and communicating with each other by their base or their top, chimneys which constitute a continuous circuit for the gaseous fluid (G) that circulates at least once from bottom to top then from top to bottom in the exchanger before its discharge.

2) Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che la parete co mune (2) di forma sensibilmente rettangolare presen ta linee di piegatura AA' ed EE' delimitanti zone ongitudinali destinate a costituire le pareti verticali dei camini. 2) Heat exchanger according to claim 12 characterized by the fact that the common wall (2) having a considerably rectangular shape has bending lines AA 'and EE' delimiting longitudinal zones intended to constitute the vertical walls of the chimneys.

3} Scambiatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete comune ? taglia ta trasversalmente nel suo centro secondo la linea FF' fino ad un'apertura centrale (3)? 3} Exchanger according to claim 1, characterized in that the common wall? cut transversely in its center along the line FF 'up to a central opening (3)?

4) Scambiatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le parti simmetriche destra e sinistra delimitate dalla linea di taglio FF' sono collegate tra loro da una striscia laterale {4) delimitata da due linee di piegatura (HH' ed II'). 4) Exchanger according to claim 1, characterized in that the left and right symmetrical parts delimited by the cutting line FF 'are connected to each other by a lateral strip (4) delimited by two folding lines (HH' and II ').

5) scambiatore di calore secondo le rivendicazioni 1 e 29 caratterizzato dal fatto che esso ? ot tenuto da una prima serie di piegature longitudinali a 90? secondo le linee AA' ad EE' seguite da una seconda piegatura trasversale secondo HH' ed II' che riporta le zone longitudinali simmetriche in piani paralleli verticali delimitanti il camino cen trale (7) di entrata dei gas caldi. 5) heat exchanger according to claims 1 and 29 characterized in that it? ot held by a first set of longitudinal folds at 90? according to the lines AA 'to EE' followed by a second transversal fold according to HH 'and II' which brings the symmetrical longitudinal zones into vertical parallel planes delimiting the central chimney (7) for the entry of the hot gases.

6) Scambiatore di calore secondo le rivendica zioni 1 e 5, caratterizzato dal fatto che i gas cal di alimentati nel camino centrale vengono in battuta alla sua parte superiore contro un deflettore (4) costituito dalla striscia laterale assicurante il collegamento tra la areti laterali del camino centrale. 6) Heat exchanger according to claims 1 and 5, characterized by the fact that the hot gases fed into the central chimney abut at its upper part against a deflector (4) constituted by the side strip ensuring the connection between the side walls of the central fireplace.

7) Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una rete di collettori (1a) collegati tra loro mediante tubi (1b) connessi in parallelo tra i collettori (1a) co -stituisce la rete di tubi (1) per la circolazione del fluido liquido. 7) Heat exchanger according to claim 1, characterized in that a network of collectors (1a) connected together by means of pipes (1b) connected in parallel between the collectors (1a) constitutes the network of pipes (1) for the liquid fluid circulation.

8) Scambiatore secondo le rivendicazioni 1 e 7, caratterizzato dal fatto che il fluido liquido (L) di ritorno penetra in un primo collettore (1a) disposto alla parte superiore dello scambiatore nel la zona di uscita dei gas caldi, e che lo stesso fluido caldo lascia un ultimo collettore (1a) dispo sto alla parte inferiore dello scambiatore nella zo na di arrivo dei gas caldi. 8) Exchanger according to claims 1 and 7, characterized in that the return liquid fluid (L) penetrates a first manifold (1a) arranged at the top of the exchanger in the hot gas outlet area, and that the same fluid hot gas leaves a last collector (1a) located at the bottom of the exchanger in the hot gas arrival area.

9) Scambiatore secondo le rivendicazioni 1 e 6, caratterizzato dal fatto che il fluido gassoso (G) dopo il deflettore (4) cammina dall'alto in basso verso la parte bassa dello scambiatore attraverso due camini centrali (10) vicini al camino centrale (7), poi risale attraverso i due camini laterali (11) fino alla parte superiore dove esso lascia lo scambiatore. 9) Exchanger according to claims 1 and 6, characterized in that the gaseous fluid (G) after the deflector (4) walks from top to bottom towards the bottom of the exchanger through two central chimneys (10) close to the central chimney ( 7), then goes up through the two side chimneys (11) to the upper part where it leaves the exchanger.

10) Scambiatore secondo le rivendicazioni 1e 2 10) Exchanger according to claims 1 and 2

caratterizzato dal fatto che il deflettore (4 ) ? modificare il punto di rugiada nelle zone vicine e completare lo scarico senza condensazione in un con dotto di fumo tradizionale. characterized by the fact that the deflector (4)? change the dew point in nearby areas and complete the discharge without condensation in a traditional smoke duct.