DE1501545C

DE1501545C - Device for heat exchange between liquids and gases

Info

Publication number: DE1501545C
Authority: DE
Inventors: Siegfried 4040 Neuss Schilling
Original assignee: Ideal Standard GmbH, 5300 Bonn

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum · relativ stark verändert ausgeführt werden müssenThe invention relates to a device which must be designed to be relatively greatly modified

Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeiten und Gasen, bzw. daß die Rippenrohre für den jeweiligen Leibestehend aus flüssigkeitsführenden und ein Rohr- stungsbereich einerseits und den vertretbaren zuläs-Heat exchange between liquids and gases, or that the finned tubes are standing for the respective body of liquid-carrying and a pipe stanchion area on the one hand and the justifiable permissible

bündel bildenden Rippenrohren, die von den Gasen sigen Druckverlust in den Abgaskanälen andererseitsbundle forming finned tubes, the pressure loss of the gases in the exhaust ducts on the other hand

umströmt sind und schräg zur Rohrachse verlaufende 5 — relativ gesehen —are flowed around and inclined to the pipe axis 5 - seen in relative terms -

Einzelrippen aufweisen, wobei die Schrägstellung der 1. in ihrer Anzahl erheblich zu variieren sind,Have individual ribs, the inclination of the 1st being to vary considerably in number,

auf einem Rohr angeordneten Rippen gegenüber der 2. in ihrer Anordnung zueinander sehr unterschied-Ribs arranged on a tube are very different from the second in their arrangement to one another.

Gasströmung im Vergleich zur Schrägstellung der Hch einzubauen sind undGas flow in comparison to the inclination of the Hch are to be installed and

Rippen eines Nachbarrohrs infolge Einbaus des 3. eine wesentlich abweichende Bemessung auf-Ribs of a neighboring pipe as a result of the installation of the 3rd has a significantly different dimension.

Nachbarrohrs in einer um seine Achse verdrehten io weisen müssen.Neighboring pipe must point in an io rotated about its axis.

Stellung verschieden sein kann. ' Dies wirkt sich besonders bei der RationalisierungPosition can be different. 'This has a particular effect on rationalization

Bei einem derartigen bekannten Wärmetauscher der Typenreihen von Zentralheizungskesseln ungün-In such a known heat exchanger of the series of central heating boilers, it is unfavorable

(deutsche Patentschrift 308 286) sind die Rohre der stig aus, da die Abgaskanäle z. B. in Hinblick auf die(German Patent 308 286) are the pipes of the stig, since the exhaust ducts z. B. in terms of

relativ zur Gasströmung ersten Reihe in einer solchen Rohraufnahmen bzw. -bohrungen (vgl. vorstehendenrelative to the gas flow in the first row in such a pipe receptacle or bores (see

Drehstellung eingebaut, daß die Angriffs- bzw. Pro- 15 Punkt 2) relativ stark unterschiedlich ausgebildet seinRotary position built in that the attack or pro 15 point 2) are designed to be relatively different

jektionsfläche der Rippen gegenüber dem Heizgas müssen.jection surface of the ribs against the heating gas must.

den größtmöglichen Wert hat. Die Rohre der folgen- Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese den Rohrreihe sind dagegen, um eine stärkere Ab- Mängel zu beseitigen und eine Vorrichtung zum lenkung und Durchmischung der Heizgase und damit Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeiten und Gasen eine bessere Wärmeübertragung auf die Rohrreihen ao der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter zu erreichen, um 180° verdreht eingebaut, d. h. die Verwendung solcher Rippenrohre mit einfachen Mit-Projektionsfläche ihrer Rippen gegenüber dem Heiz- teln eine Beschränkung der unter 1. bis 3. genannten gas hat ebenfalls den größtmöglichen Wert, jedoch Maßnahmen auf ein Minimum ermöglicht,
lenken diese Rippen nicht wie die Rippen der ersten Erreicht ist dieses Ziel in vorteilhafter Weise da-Rohrreihe das Heizgas nach oben, sondern nach unten as durch, daß zur Einstellung der jeweils gewünschten ab. In den weiter folgenden Rohrreihen wiederholt Wärmeübergangszahlen und Widerstandsbeiwerte die sich die Anordnung der ersten beiden Reihen. Andere Rohre in stufenlos einstellbaren Drehstellungen rela-Drehstellungen als die vorstehend zur ersten und tiv zur Gasströmung, mit Ausnahme der zum Stand zweiten Rohrreihe beschriebenen werden in dieser der Technik gehörenden Stellungen (deutsche Patent-Schrift nicht angeführt. Nach den in der Zeichnung 30 schrift 328 415), eingebaut sind. Die Rohre können gezeigten Ausführungsbeispielen sind sie auch nicht aus Stahlrohren mit aufgegossenen Rippen aus Gußmöglich, weil die Rohre einstückig mit kubischen, eisen gebildet sein. has the greatest possible value. The tubes of the following- The invention has set itself the task of this the tube row are against it to eliminate a stronger deficiency and a device for directing and mixing the heating gases and thus heat exchange between liquids and gases a better heat transfer to the tube rows ao of the type mentioned to create the under to achieve, installed rotated by 180 °, ie the use of such finned tubes with simple co-projection area of their ribs compared to heating a restriction of the gas mentioned under 1. to 3. also has the greatest possible Value, but allows measures to be kept to a minimum,
do not steer these ribs like the ribs of the first one. This goal is advantageously achieved because the row of pipes the heating gas upwards, but downwards as that for setting the desired value. In the following rows of tubes, heat transfer coefficients and drag coefficients repeat the arrangement of the first two rows. Other pipes in infinitely adjustable rotational positions relative rotational positions than those described above for the first and tiv for the gas flow, with the exception of the second row of pipes described for the prior art, are not cited in this technical position (German patent specification. According to the 328 415) are installed. The tubes can also be made of steel tubes with cast-on ribs made of cast iron, because the tubes are formed in one piece with cubic iron.

miteinander verschraubten Kopfkammern verbunden Erfindungsgemäß können die unter 1. bis 3. gesind, nannten Maßnahmen zur Abstufung von Leistungs-Durch die deutsche Patentschrift 328415 sind fer- 35 bereichen durch Verdrehen der Rippenrohre um ihre ner schon Heizgas-Röhrenvorwärmer mit zur Rohr- Längsachse sehr einfach auf ein Minimum beschränkt achse geneigten Einzelrippen bekannt, bei denen die werden, und die Fein-Anpassung an den jeweiligen Schrägrippen vier verschiedene Stellungen gegenüber Leistungsbereich kann stufenlos erfolgen,
der Gasströmung einnehmen. Es sind dies neben den Der Erfindungsgedanke wirkt sich besonders bei im vorstehenden Absatz definierten Stellungen (vgl. 40 der Rationalisierung der Fertigung positiv aus, da die S. 1, Zeilen 54 bis 58 der deutschen Patentschrift Abgaskanal-Trägerelemente für die Rippenrohre bes-328 415) noch die beiden Stellungen, in denen jeweils ser standardisiert werden können. Die Trägerelemente die Rippenfläche parallel zur Gasströmung liegt. Ob können in einer größeren Anzahl gleicher Ausfühallerdings diese verschiedenen Rippenstellungen rela- rung durch die Fertigung laufen. Das gilt natürlich in tiv zur Gasströmung durch verschiedene Rippenrohre 45 gleichem Maße für die Rippenrohre selbst,
oder durch entsprechend verdrehten Einbau unter In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an sich gleicher Rippenrohre erzielt werden, ist in dieser Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, und Schrift nicht angeführt. Es sollen jedoch mit den ver- zwar zeigtScrewed head chambers connected according to the invention, the measures mentioned under 1. to 3. are very easy to graduate through the German patent 328415 by rotating the finned tubes around their already heating gas tube preheaters with the tube's longitudinal axis Axis inclined individual ribs limited to a minimum are known, in which the are, and the fine adjustment to the respective inclined ribs four different positions in relation to the power range can be done continuously,
occupy the gas flow. The idea of the invention has a positive effect particularly in the positions defined in the preceding paragraph (cf. 40 the rationalization of production, since p. 1, lines 54 to 58 of the German patent specification Exhaust duct support elements for the finned pipes bes-328 415 ) nor the two positions in which ser can be standardized. The support elements, the rib surface is parallel to the gas flow. However, these different rib positions can run through production in a larger number of identical designs. This of course applies in tiv to the gas flow through different finned tubes 45 the same dimensions for the finned tubes themselves,
or by appropriately rotated installation under In the drawing, the subject matter of the invention is achieved in itself, the same finned tubes, is shown in this hand of an embodiment, and script is not cited. However, it should be shown with the

schiedenen Stellungen der Rippen gegenüber der Gas- A b b. 1 ein Rippenrohr-Teilstück einer erfindungsströmung bereits die jeweils gewünschten Wider- 5° gemäßen Vorrichtung in der Vorderansicht,
standsbeiwerte und eine für die wirtschaftliche A b b. 2 eine Draufsicht zu der A b b. 1,
Wärmeübertragung und die Leistung des Vorwärmers A b b. 3 einen Zentralheizungskessel im Längsgünstige Heizgasgeschwindigkeit erzielt werden. schnitt mit einer erfindungsgemäßen, als Nachschalt-Rippenrohre werden unter anderem deshalb in der heizfläche ausgebildeten Vorrichtung im Abgaskanal genannten Weise in z. B. Abgaskanäle von Zentral- 55 unddifferent positions of the ribs in relation to the gas A b b. 1 a finned tube section of a flow of the invention already the respective desired counter-5 ° according device in the front view,
stand coefficients and one for the economic A b b. 2 is a plan view of the A b b. 1,
Heat transfer and the performance of the preheater A b b. 3 a central heating boiler can be achieved in longitudinal cut with an inventive, as downstream finned tubes are therefore among other things in the heating surface formed device in the exhaust duct mentioned manner in z. B. exhaust ducts from central 55 and

heizungskesseln eingebaut, um A b b. 4 einen teilweisen Schnitt gemäß der Linieheating boilers built in to A b b. 4 shows a partial section along the line

a) Strömungsverhältnisse an den Rippenrohren zu IV-IV der A b b. 3 mit einem weiteren Beispiel dera) Flow conditions on the finned tubes to IV-IV of A b b. 3 with another example of the

erzielen, die zu einer Anhebung des Wärme- Rippenanordnung.Achieve that to raise the heat fin assembly.

Übergangs führen; Darin sind mit 5 berippte Rohre bezeichnet, die b) zum Zwecke einer bequemen Reinigung einen 60 mit schräg zu ihrer Längsachse verlaufenden aufleichten Zugang zu gewährleisten und gegossenen Rippen 6 aus Gußeisen versehen sind, c) von der Heizfluid-Seite bzw. von dem aufzu- Aus der A b b. 1 ist ersichtlich, daß die Angriffsheizenden Fluid her gesehen eine günstige Füh- bzw. Projektionsfläche F der Rippen 6 durch Verrung desselben zu erreichen. drehen der Rohre 5 um ihre Längsachse um 90° von Ein nicht unerheblicher Nachteil bei den bisher 65 dem kleinstmöglichen bis zu dem größtmöglichen verwendeten, aus Rippenrohren gebildeten Nach- Wert stufenlos veränderbar ist.
schaltheizflächen ist jedoch darin zu sehen, daß diese In der A b b. 3 ist ein Zentralheizungskessel aus für die jeweils vorgesehenen Betriebsbedingungen Stahl dargestellt, der mit einem Brenner 7 für flüssigeTransition lead; 5 ribbed pipes are denoted therein, which b) for the purpose of convenient cleaning to ensure easy access with inclined to their longitudinal axis and cast ribs 6 made of cast iron are provided, c) from the heating fluid side or from the open- From the A b b. 1 it can be seen that the attack-heating fluid can be seen to achieve a favorable guide or projection surface F of the ribs 6 by Verrung the same. rotate the tubes 5 about their longitudinal axis by 90 ° from A not inconsiderable disadvantage with the previously 65 the smallest possible to the largest possible post-value, formed from finned tubes, can be changed continuously.
switch heating surfaces can be seen in the fact that this In the A b b. 3 shows a central heating boiler made of steel for the respective intended operating conditions, which is equipped with a burner 7 for liquid

oder gasförmige Brennstoffe, einer Brennkammer 8, einem Wasserraum 9 sowie einem Abgaskanal 10 ausgerüstet ist, der eine von einem aus den berippten Rohren 5 bestehenden Rohrbündel gebildete Nachschaltheizfläche aufweist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt die Nachschaltheizfläche die größtmögliche Angriffs- bzw. Projektionsfläche, die in der A b b. 4, linke Seite, dargestellt ist. Die rechte Seite der A b b. 4 zeigt eine Zwischenstellung der berippten Rohre.or gaseous fuels, a combustion chamber 8, a water space 9 and an exhaust duct 10 is, the one formed by a tube bundle consisting of the finned tubes 5 Nachschaltheizfläche having. In the embodiment shown, the Nachschaltheizfläche has the largest possible attack or projection surface, which in the A b b. 4, left side, is shown. The right Side of A b b. 4 shows an intermediate position of the finned tubes.

Claims

Claims: IO

1. Device for heat exchange between liquids and gases, consisting of liquid-carrying and finned tubes forming a tube bundle around which the gases flow and have individual ribs running obliquely to the pipe axis, the inclination of the Ribs arranged on a tube against the gas flow compared to the inclination the ribs of a neighboring pipe as a result of the installation of the neighboring pipe in a twisted around its axis Position can be different, characterized in that for setting the heat transfer coefficients desired in each case and drag coefficients relative to the tubes (5) in continuously adjustable rotational positions for gas flow, with the exception of the positions belonging to the state of the art (German Patent 328 415) are installed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tubes (5) made of steel pipes are formed with cast iron ribs (6).

1 sheet of drawings