Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HEAT EXCHANGER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/018471
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger with a flue guide (R) of hollow profiles around which a coolant flows. The invention is further characterized in that the hollow profiles consist of bent sheet metal (1, 2). Preferably, every hollow profile consists of at least one double-bent sheet metal (2) and one unbent sheet metal (1) that are welded together. The inventive heat exchanger preferably consists of a plurality of hollow profiles that communicate by means of openings (3) through which the flue gas is guided.

Inventors:
RYLL SIEGFRIED (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/003028
Publication Date:
March 15, 2001
Filing Date:
September 04, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
RYLL HEIZUNGS GMBH (DE)
RYLL SIEGFRIED (DE)
International Classes:
F28D9/00; (IPC1-7): F28D9/00
Domestic Patent References:
WO1997002461A11997-01-23
WO1993022608A11993-11-11
Foreign References:
EP0321667A11989-06-28
DE1930815A11970-04-16
EP0186592A11986-07-02
FR2315674A11977-01-21
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 506 (M - 892) 14 November 1989 (1989-11-14)
Attorney, Agent or Firm:
Mahler, Peter (Feddersen Jungfernstieg 51 Hamburg, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Wärmetauscher mit von Kühimittel umströmter Rauchgasführung (R) aus Hohlprofilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile aus gekanteten Blechen (1,2) bestehen.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hohiprofil aus einem mindestens zweifach gekanteten Blech (2) und einem ungekanteten Blech (1) bestehen, die miteinander verschweißt sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Blech (2) der Hohlprofile an drei Seiten gekantet ist, so daß jeweils zwei Kanten zueinander im wesentlichen im rechten Winkel stehen, und die verbliebene Seite über zwei gekantete Abschnitte (8) verfügt, die in einem Winkel von weniger als 45° zu den jeweils benachbarten Kanten verlaufen, insbesondere in einem Winkel von 20°.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher aus mehreren Hohlprofilen besteht, die untereinander durch Öffnungen (3) zur Durchführung des Rauchgases verbunden sind.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (3) in einander benachbarten Hohlprofilen miteinander korrespondierend über nach außen gewölbte Bördelkanten (4) verfügen, an denen die Hohlprofile miteinander verschweißt sind.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile voneinander beabstandet angeordnet sind, insbesondere durch Abstandselemente (8).
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher in einem Gehäuse angeordnet ist, und das Gehäuse zusammen mit den Hohlprofilen eine Zwangsführung (W) für eine die Hohiprofile umströmende Kühimittelströmung bildet.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (1,2) durch Sicken voneinander beabstandet sind, insbesondere im Abstand von 1 cm.
Description:
Wärmetauscher Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher.

Wärmetauscher werden für die verschiedensten Zwecke benötigt, wobei einem Strom aus heißem Gas in der Regel Wärme durch einen flüssigkeitsdurchflossenen Kühl- kreislauf entzogen wird. Beispielsweise bei Heizanlagen wird in einem Brennerraum durch Verbrennung eines Brennstoffes Rauchgas erzeugt, das über einen Wärme- tauscher ins Freie entlassen wird. Der Wärmetauscher ist mit einem Kühlmittel, meist Wasser, durchflossen, das durch das Umströmen des Rauchgases erwärmt wird und zum Heizen, zum Beispiel eines Gebäudes, verwendet werden kann.

Um eine möglichst effiziente Wärmeübertragung zu ermöglichen, ist es erforderlich, eine möglichst große Wärmetauscherfläche zur Verfügung zu stellen. Damit wird gewährleistet, daß ein hoher Energieübertrag auf den Kühtmittetkreistauf erfolgt und das Rauchgas nicht mit zu hoher Abgastemperatur aus dem System entlassen wird.

Zur möglichst effizienten Energieausnutzung ist es erforderlich, eine Zwangsführung der Rauchgase zu erreichen, so daß die Rauchgase die volle Fläche der Kühtmittetführung zur Wärmeübertragung ausnutzen.

Um diese Ziele zu erreichen, sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Wärme- tauschern mit komplexer Oberflächengeometrie bekannt. Solche Wärmetauscher werden häufig im Tiefziehverfahren aufgeformt, so daß sich innerhalb der gezogenen Bereiche Wasserführungen befinden. Dieses Verfahren ist aufwendig, da für jede neue Wärmetauscherform auch eine neue Pressform erforderlich ist. Für die Herstellung solcher Wärmetauscher sind sehr komplexe Werkzeuge erforderlich. Damit ist die Flexibilität für verschiedene Abmessungen der Wärmetauscher eingeschränkt.

Beispielsweise für Ein-und Mehrfamilienhäuser sind häufig individuelle Lösungen erforderlich. Heizkessel lassen sich durch die geringe Flexibilität der vorgefertigten Tiefziehteile aber nur schwer anpassen. Außerdem sind sehr unterschiedliche Wärmetauschergeometrien erforderlich, um bei Wärmetauschern unterschiedlicher Abmessungen optimale Energieausbeute zu erzielen.

Darüber hinaus müssen bei der Geometrie der Kühtmittetführungen auch strömungs- technische Aspekte berücksichtigt werden, um sowohl einen problemlosen Kühtmittet- kreislauf als auch eine effiziente Rauchgasumströmung zu gewährleisten. Außerdem

muß berücksichtigt werden, daß bei der Abkühlung des Rauchgases Kondenswasser anfällt, das gezielt abgeführt werden muR. Weiterhin sollen sich Verbrennungs- rückstände im Rauchgas möglichst nicht an den Wärmeübertragungsflächen absetzen oder zumindest leicht entfernen lassen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Wärmetauscher mit von Heißgas umströmter Kühimittelführung zur Verfügung zu stellen, die sich den individuellen Anforderungen leicht anpassen lassen.

Eine Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht in einem Wärmetauscher mit von Kühimittel umströmter Heißgasführung aus Hohlprofilen, der dadurch gekenn- zeichnet ist, daß die Hohlprofile aus gekanteten Blechen bestehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher werden als Hohlprofile gekantete Bleche verwendet, die miteinander verschweißt werden. Es können entweder geschlossene Profile allein durch Abkanten der Bleche erstellt werden, die im offenen Bereich verschweißt werden, oder es können mehrere Bleche, die nur teilweise gekantet sind, verschweißt werden.

Vorzugsweise wird ein Blech mindestens zweifach gekantet und mit einem ungekanteten Blech verschweißt. Dadurch können Hohlprofile vorgefertigt werden, die mit Standardblechplatten geschlossen werden.

Um eine Zwangsführung sowohl des Kühlmittels als auch des Heißgases zu erreichen, sind die Hohlprofile miteinander korrespondierend mit Öffnungen versehen. Die Öffnungen weisen gebördelte Ränder auf, so daß nach dem Verschweißen der Bördelkanten zwischen zwei Hohiprofilen ein Hohiraum entsteht, durch den das Kühlmittel geleitet werden kann. Um zwei benachbarte Hohlprofile auf Abstand zu halten, können Sicken in den Blechen der Profile angeordnet sein.

Damit ist gewährleistet, daß mittels Standardmaterial eine beliebige Heißgasführung erreicht werden kann. Vorzugsweise werden die korrespondierenden Öffnungen in den Hohiprofilen abwechselnd auf der einen und der anderen Seite angeordnet, so daß sich eine S-förmige Rauchgasführung ergibt.

Ein erfindungsgemäß hergestellter Wärmetauscher kann mit einer angeflanschten Brennerkammer versehen werden, die vorzugsweise um 90° abgewinkelt ist, um eine gute Zugänglichkeit zum Brenner zu gewährleisten.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert : Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.

Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung eines vollständigen erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit teilweise montierten Wärmetauscherelementen.

Fig. 3 zeigt einen vollständig montierten erfindungsgemäßen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung.

In Fig. 1 sind vier Blechplatten 1a, 2a, 1b, 2b dargestellt, die zusammengebaut Hohlprofile bilden, die zur Rauchgas-und Wasserführung dienen.

Schematisch ist die Führung des Rauchgases R und des Wassers W gezeigt.

Die einzelnen Hohiprofile bestehen aus ebenen Blechen 1 und gekanteten Blechen 2.

Das oberste ebene Blech 1a verfügt über kreisförmige Öffnungen 3a als Rauchgas- durchlaß. Die Ränder der Öffnungen 3a sind mit nach unten gewölbten Bördelkanten 4 versehen. Darüber hinaus verfügt das Blech über nach unten gerichtete Sicken 5.

Das benachbarte, gekantete Blech 2a verfügt über korrespondierende Öffnungen 3a und korrespondierende Sicken 5. Die Sicken 5 sind nach oben gerichtet. Die Öffnung 3 verfügt über nach oben gewölbte Bördelkanten 4. Dadurch ist es möglich, die Bleche so aufeinander zu legen, daß zwischen ihnen ein etwa 1cm hoher Hohlraum entsteht.

Die Bleche werden dann entlang der Bördelkanten wasser-und gasdicht miteinander verschweißt. Der zwischen den Blechen entstehende Hohiraum dient zur Wasserführung.

Das ebene Blech 1b wird ebenso mit dem gekanteten Blech 2b verbunden. Der Hohlraum zwischen diesen Blechen dient ebenfalls der Wasserführung.

Der Zusammenbau aus den Blechen 1a und 2a sowie 1b und 2b wird dann so zusammengebaut, daß die nach unten gekanteten Seiten 6 des Blechs 2a einen Hohiraum zwischen Blech 2a und 1b bilden. Dieser Hohlraum dient zur Rauchgas- führung.

Die Rauchgasführung ist durch die Linie R dargestellt. Das Rauchgas strömt durch die Öffnungen 3a in den Hohiraum zwischen den Blechen 2a und 1b. Dort wird es in der Zeichnung nach rechts geführt zu den miteinander verschweißten Öffnungen 3b der Bleche 1b und 2b und gelangt von dort in den nächsten Hohiraum zwischen Blech 2b und dem in der Zeichnung nicht dargestellten anschließenden Blech.

Die Wasserführung ist durch die Linie W dargestellt. Das Wasser fließt durch den durch die Sicken und Bördelkanten gebildeten Hohiraum zwischen den Blechen 1b und 2b. Dort wird es durch das Rauchgas im benachbarten Hohlraum erwärmt.

Der Wärmetauscher befindet sich in zusammengebautem Zustand in einem Gehäuse, das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Blech 1b verfügt über eine Aussparung 7, die zusammen mit dem Gehäuse einen Durchlaß bildet, durch den das Wasser am Blech 2a vorbei nach oben in den Hohlraum zwischen den Blechen 1a und 2a strömen kann. Dort bewegt es sich in der Zeichnung nach links. Das Blech 1a verfügt an seiner in der Zeichnung linken Kante über angeschrägte Ecken 8. Diese Ecken 8 bilden zusammen mit dem nicht dargestellten Gehäuse ebenfalls einen Durchlaß, durch den das Wasser nach oben in den nächsten Hohiraum strömen kann.

Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung eines teilweise montierten, vollständigen Wärmetauschers. Dabei sind jeweils die entlang der Öffnungen 3 miteinander verschweißten Bleche vormontiert. Zwischen diesen Blechen sind Hohiräume gebildet, die zur Durchführung des Wassers dienen. Die sich bei vollständigem Zusammenbau bildenden Hohiräume zwischen den einzelnen vormontierten Elementen dienen zur Durchführung des Rauchgases.

Ein Wärmetauscher iäßt sich in beliebiger Größe aus mehreren Sätzen von ebenen und gekanteten Blechen 1a, 2a, 1b und 2b zusammenbauen. Lediglich das oberste

Blech 2c, an das die Brennerkammer 9 angeschlossen ist, weicht in der Form von den übrigen Blechen ab.

Der gesamte Wärmetauscher wird von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse umschlossen, so daß sich zwei voneinander abgeschlossene Führungen für Rauchgas und Wasser bilden. Rauchgas wird dabei jeweils durch die Öffnungen 3 in den darunter liegenden Hohiraum geführt. Die Wasserführung erfolgt durch die Aussparungen 7 und 8 zur jeweils nächsten Kammer.

Fig. 3 zeigt einen vollständig zusammengebauten Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung. Das Heißgas aus der Brennerkammer 9 wird durch das oberste Blech 2c in den ersten von den Blechen 2c und 1a gebildeten Hohlraum geführt. Von diesem Hohlraum gelangt es durch in der Zeichnung nicht sichtbare Öffnungen in den darunterliegenden Hohiraum.

Die Hohiräume, die zur Durchführung von Wasser dienen, sind in der Zeichnung dunkler dargestellt. Gut erkennbar sind die angeschrägten Ecken 8 der Bleche 1a, so daß ein Wasserdurchlaß zwischen dem Hohlraum unterhalb des Blechs 1a und dem darüberliegenden Hohiraum unterhalb des Blechs 1b ermöglicht wird. Das Blech 1b schließt mit seiner gegenüber dem Blech 1 a vorstehenden Kante dicht mit dem Gehäuse ab, so daß das Wasser in Form einer Zwangsführung in den Hohiraum geleitet wird.

Der erfindungsgemäß. e Wärmetauscher kann in einfacher Weise hergestellt werden, da lediglich ebene Bleche abgekantet und mit Sicken und Ausstanzungen versehen werden müssen. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann ohne Probleme an die erforderliche Größe angepaßt werden, und zwar sowohl durch die Anzahl der Wärmetauscherelemente als auch durch die äußeren Abmessungen der Bleche. Es ist möglich, kostengünstige individuelle Lösungen zu schaffen. Die verwendeten Materialien sind billig. Die Bearbeitung ist einfach und wenig kostenaufwendig.