DE20020370U1 - Bauteil für Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher - Google Patents

Description

Bauteil für Flüssiqkeit/Luft-Wärmetauscher

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil für Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher für normale Kessel sowie für Kondensationskessel.

Für derartige Wärmetauscher gibt es unterschiedliche Ausführungsformen.

Eine Konstruktionsmöglichkeit sieht einen im wesentlichen zylindrischen Hauptkörper vor, der an seinen Enden eine Eintrittskammer für erwärmte Luft bzw. eine Austrittskammer für abgekühlte Luft hat.

Diese beiden Kammern sind über mehrere Rohrleitungen zum Durchgang der Luft miteinander verbunden, welche eine im wesentlichen zylindrische Kammer in Längsrichtung durchlaufen, durch die die zu erwärmende Flüssigkeit geschickt wird.

Die Rohrleitungen sind gerade und länglich und haben einen linsenförmigen Querschnitt.

Sie werden radial angeordnet und haben über ihre gesamte Länge quer verlaufende Einschnürungen, die eine Wirbelung in der Fortbewegung der Luft verursachen, was wiederum bewirkt, daß die Luft länger im Inneren der Rohrleitung selbst bleibt. Dadurch wird die Menge der mit der Flüssigkeit getauschten Wärme erhöht.

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Derartige Rohrleitungen werden einfach durch Biegen von metallischem Flachmaterial hergestellt und haben daher eine Schweißnaht in Längsrichtung.

Die Tatsache, daß diese Rohrleitungen in Längsrichtung geschweißt werden müssen, ist einer der Hauptnachteile dieser Art von Wärmetauschern.

Außerdem müssen diese Rohrleitungen auch stumpf an entsprechenden Lochplatten angeschweißt werden, die Boden und Deckel der Eintrittskammer bzw. der Austrittskammer für die Luft bilden, und durch den linsenförmigen Querschnitt der Rohrleitungen gestaltet sich dieser Vorgang besonders schwierig.

Darüber hinaus erlaubt die Rohrleitung trotz der Einschnürungen insgesamt keine angemessene Verweildauer der Luft in ihrem Inneren, was sich nachteilig auf die Menge der zwischen Luft und Flüssigkeit ausgetauschten Wärme und damit auf den Gesamtwirkungsgrad des Wärmetauschers auswirkt.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Bauteil für Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher anzugeben, das die bei bekannten Bauteilen auftretenden Probleme löst oder erheblich vermindert.

Im Rahmen dieses Ziels besteht folglich eine Aufgabe darin, ein Bauteil zu realisieren, das keine Schweißung in Längsrichtung erfordert.

Es ist ferner ein Bauteil anzugeben, bei dem die Stumpfschweißungen leicht realisierbar sind.

Es ist ein Bauteil anzugeben mit einer derartigen Struktur, daß die das Bauteil in seinem Inneren durchströmende Luft zwangsläufig eine erhöhte Verwirbelung erfährt und mit geringer Geschwindigkeit weiterströmt.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Bauteil für Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher anzugeben, das durch einen hohen thermischen Wirkungsgrad gekennzeichnet ist.

Es ist ein Bauteil anzugeben, das leicht realisierbar ist.

Diese und andere sich aus der folgenden Beschreibung ergebende Aufgaben werden durch ein Bauteil für Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher gelöst, dessen Durchgang für ein Wärmeaustauschfluid sich in Längsrichtung erstreckt und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen Querschnitt mit mehreren Vorsprüngen hat, die in im wesentlichen radialer Richtung angeordnet sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich größtenteils aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Figuren dargestellt wird, in denen zeigen

Figur 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Flüssig

keit/Luft-Wärmetauschers mit dem erfindungsgemäßen Bauteil;

Figur 2 eine Draufsicht auf den Schnitt des in Fig. 1 gezeigten Wär

metauschers;

Figur 3 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Bauteils;

Figur 4 den Querschnitt des in Fig. 3 gezeigten Bauteils;

Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Bauteils; und

Figur 6 den Querschnitt des in Fig. 5 gezeigten Bauteils.

In den Figuren 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.

Das Bauteil 10 ist länglich und hat einen aus drei Vorsprüngen 12 gebildeten Querschnitt 11, wobei die Vorsprünge 12 im wesentlichen in radialer Richtung mit einem gegenseitigen Abstand von 120 Winkelgraden angeordnet sind.

Die Enden 13 der Vorsprünge 12 sind abgerundet und ihre Breite nimmt in radialer Richtung von außen nach innen ab, wobei sie nahe der Mitte des Querschnitts 11 durch gekrümmte Abschnitte 14 miteinander verbunden sind.

Das Bauteil 10 ist in dem den Querschnitt 11 aufweisenden Längsbereich schraubenförmig ausgebildet, hat jedoch an den Enden runde Abschnitte 15.

Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher 16, in dem das Bauteil 10 montiert ist.

Der Wärmetauscher 16 hat einen im wesentlichen zylindrischen Körper 17 mit einem oberen Bereich 18 für den Eintritt der warmen Luft und einem unteren Bereich 19 für den Austritt der abgekühlten Luft.

Die beiden Bereiche 18 und 19 sind durch mehrere der Bauteile 10 miteinander verbunden, welche in radialer Richtung längs angeordnet sind und die zwischen dem oberen Bereich 18 und dem unteren Bereich 19 eingeschlossene Wärmetauschkammer 20 gleichmäßig ausfüllen, durch die die zu erwärmende Flüssigkeit geschickt wird.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird in den Figuren 5 und 6 dargestellt und ist allgemein mit dem Bezugszeichen 110 gekennzeichnet.

Der Querschnitt 111 hat drei Vorsprünge 112 mit abgerundeten Enden 113, die in radialer Richtung mit einem gegenseitigen Abstand von im wesentlichen 120 Grad angeordnet sind und deren Breite von außen nach innen in radialer Richtung abnimmt.

Nahe der Mitte des Querschnitts 111 sind die Vorsprünge 112 durch gekrümmte Abschnitte 114 miteinander verbunden.

Bei dieser Ausführungsform 110 verläuft das Bauteil im wesentlichen gerade.

Was die Funktionsweise betrifft, so ist zu erkennen, daß die durch die Bauteile 10 und 110 strömende Luft dank der besonderen Form des jeweiligen Bauteil-Querschnitts und -Verlaufs länger im Inneren des Bauteils selbst gehalten wird, wobei ihre Geschwindigkeit reduziert und der thermische Wirkungsgrad des Wärmetauschers erheblich erhöht wird.

Vorzugsweise kann in die Mitte des Querschnitts 11 und 111 innerhalb der gekrümmten Abschnitte 14 und 114 jeweils ein Kreis mit einem Durchmesser von 2 bis 7 mm geschrieben werden, wobei 2 mm für ein erfindungsgemäßes Bauteil zur Verwendung in Kondensationskesseln ein optimales Maß ist.

In der praktischen Anwendung zeigt sich, daß die vorliegende Erfindung die gestellten Aufgaben löst.

Es sei darauf hingewiesen, daß derartige Bauteile leicht durch Verformen eines Metallrohres hergestellt werden können.

Da die Enden der Rohrleitungen jedoch rund bleiben, können die mit dem Stumpfschweißen von Rohrleitungen mit Querschnitten komplexer Geometrie verbundenen Probleme vermieden werden.

In der praktischen Umsetzung der Erfindung sind alle eingesetzten Materialien, solange sie für den bestimmten Zweck geeignet sind, sowie Formen und Abmessungen je nach den Anforderungen variierbar.

Claims (9)

1. Bauteil für Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Durchgang für ein Wärmeaustauschfluid, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil einen Querschnitt mit mehreren in im wesentlichen radialer Richtung angeordneten Vorsprüngen hat.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge abgerundete Enden haben und ihre Breite in radialer Richtung von außen nach innen abnimmt, wobei die Vorsprünge nahe der Mitte des Querschnitts durch gekrümmte Abschnitte miteinander verbunden sind.

3. Bauteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt drei Vorsprünge hat, die einen Abstand von im wesentlichen 120 Winkelgraden zueinander haben.

4. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in Längsrichtung gerade verläuft.

5. Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in Längsrichtung schraubenförmig verläuft.

6. Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Endabschnitte mit zylindrischem Querschnitt enthält.

7. Bauteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Querschnitt zwischen den Verbindungsabschnitten der Vorsprünge ein Kreis mit einem Durchmesser von 2 bis 7 mm geschrieben werden kann.

8. Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher mit einer Kammer für den Durchgang eines ersten Wärmeaustauschfluids, die von Rohrleitungen für den Durchgang eines zweiten Wärmeaustauschfluids durchquert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen aus Bauteilen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche bestehen.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, mit im wesentlichen zylindrischer Form, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere in der gesamten Kammer für den Flüssigkeitsdurchgang verteilte Rohrleitungen für den Durchgang eines Wärmeaustauschfluids enthält.