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DE3700443A1 - Waermetauscher fuer heizkessel, insbesondere fuer brennwertkessel - Google Patents

Waermetauscher fuer heizkessel, insbesondere fuer brennwertkessel

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DE3700443A1
DE3700443A1 DE19873700443 DE3700443A DE3700443A1 DE 3700443 A1 DE3700443 A1 DE 3700443A1 DE 19873700443 DE19873700443 DE 19873700443 DE 3700443 A DE3700443 A DE 3700443A DE 3700443 A1 DE3700443 A1 DE 3700443A1
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pipes
water
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Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Heizkes­ sel, insbesondere für Brennwertkessel gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.
Bei den bisher üblichen Heizkesseln werden die heißen Abgase der Verbrennung an Wärmetauschern auf etwa 150° bis 180°C abgekühlt, so daß das bei der Verbrennung entstehende Wasser dampfförmig mit den Abgasen durch den Schornstein ins Freie abgeführt wird. Bei neueren gas- oder ölbefeuerten Heizkesseln, die als Brennwert­ kessel bezeichnet werden, erfolgt eine weitere Abküh­ lung der heißen Abgase auf Temparaturen unter 80°C. Bei diesen Temperaturen kondensiert der in den Abgasen enthaltene Wasserdampf und schlägt sich an den Wärme­ tauschern nieder. Die Brennwertkessel ermöglichen eine verbesserte Ausnutzung der Verbrennungswärme einerseits durch die stärkere Abkühlung der Gase und andererseits durch die freiwerdende Kondensationswärme des sich nie­ derschlagenden Wasserdampfes. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, daß zusammen mit dem Wasserdampf auch in den Abgasen enthaltene Schadstoffe abgeschieden werden, so daß die ins Freie tretenden Abgase weniger umwelt­ schädlich sind.
Um insbesondere bei Brennwertkesseln eine ausreichend niedrige Temperatur an den in Strömungsrichtung der Abgase letzten Wärmetauscherflächen zu erhalten, ist es erforderlich, eine möglichst hohe Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf einzuhalten, beispiels­ weise bei Radiatoren-Heizungen ein Temperaturverhältnis von 80°C/40°C oder bei Warmwasserbereitung ein Verhältnis von 80°C/30°C. Diese große Temperatur­ differenz zwischen Vorlauf und Rücklauf bedeutet, daß bei Brennwertkesseln mit verhältnismäßig geringen durchströmenden Mengen des Wärmeträgerfluids, in der Regel Wasser, gearbeitet werden muß. Daraus resultieren geringe Strömungsgeschwindigkeiten des Wärmeträger­ fluids in den Rohren des Wärmetauschers, so daß sich in diesen eine laminare Strömung ausbildet. Diese lami­ nare Strömung hat eine Grenzschicht minimaler Strö­ mungsgeschwindigkeit an der Innenwand der Rohre zur Folge, die eine schlechte Wärmeübertragung an den in der Rohrmitte fließenden Strömungskern höherer Ge­ schwindigkeit verursacht.
Bei den in Strömungsrichtung der heißen Abgase ersten Rohren des Wärmetauschers, bei denen die Abgase noch die hohe Flammentemperatur aufweisen, reicht die Wärme­ übertragung infolge der Grenzschicht nicht aus, was zu einer Überheizung des Wassers in der Grenzschicht mit Bildung von Dampfblasen führen kann. An den in Strö­ mungsrichtung letzten Rohren des Wärmetauschers, an denen die Abgase weiter unter den Taupunkt abgekühlt werden, wird nur noch eine relativ geringe Wärmemenge an den Wärmetauscher abgegeben. Das durchströmende Wasser wird daher infolge der schlechten Wärmeüber­ tragung in der Grenzschicht zum mittigen Strömungskern nur noch wenig erwärmt. Die letzten Rohre des Wärmetau­ schers können daher im allgemeinen nur noch zum Vor­ wärmen des von den Heizkörpern zurückfließenden Rück­ laufwassers benutzt werden. Wird die benötigte Heiz­ wassermenge z. B. in der Übergangszeit noch geringer, so verschlechtert sich der Wirkungsgrad des Wärmetau­ schers insbesondere an diesen letzten Rohren noch weiter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärme­ tauscher der eingangs genannten Gattung so zu verbes­ sern, daß das durchströmende Wärmeträgerfluid auch bei geringen Durchflußmengen insbesondere auch an den letzten Rohren noch wirksam erwärmt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einem von einer Flüssigkeit durchströmten Rohr bil­ det sich bei nicht zu hoher Strömungsgeschwindigkeit in der Regel eine laminare Strömung etwa parabelförmiger Geschwindingkeitsverteilung aus. In der Mitte des Rohr­ querschnittes bildet sich eine Kernströmung höherer Geschwindigkeit, während an den Innenwänden des Rohres durch Reibung eine Grenzschicht geringer Strömungsge­ schwindigkeit auftritt. Besteht bei einem herkömmlichen Wärmetauscherrohr bei geringeren Durchflußmengen eine laminare Strömung, so wird der mit höherer Ge­ schwindigkeit in der Rohrmitte strömende Wasseranteil nur unwesentlich erwärmt, und die Erwärmung betrifft nur den geringeren Wasseranteil in der Grenzschicht entlang der Rohrwandung. Erfindungsgemäß wird dagegen die Turbulenz des durchströmenden Wassers stark erhöht, so daß sich auch bei geringen Durchflußmengen keine laminare Strömung ausbilden kann. Das gesamte durch­ strömende Wasser kommt daher turbulent mit der Rohrin­ nenwand in Berührung und wird erwärmt. Es ergibt sich somit auch bei geringen Durchflußmengen und bei einer geringen Temperaturdifferenz zwischen dem Rohr und dem durchströmenden Wasser ein verbesserter Wärmetausch und dadurch einerseits eine stärkere Erwärmung des durch­ strömenden Wassers und andererseits eine stärkere Ab­ kühlung der heißen Abgase.
Vorzugsweise wird die Erhöhung der Turbulenz durch ei­ nen in das Rohr koaxial eingesetzten Körper bewirkt, der den Innenquerschnitt des Rohres verengt und nur einen ringförmigen Durchtrittsspalt an der Innenwand des Rohres freiläßt. Das gesamte durchströmende Wasser wird dadurch zwangsweise entlang der Innenwand des Rohres geführt, wobei die Querschnittsverengung die Ausbildung einer laminaren Strömung verhindert. Es wird aber nicht nur erreicht, daß das durchströmende Wasser vollständig in wärmetauschende Berührung mit der Rohr­ innenwand kommt. Es kann ausserdem aufgrund der Quer­ schnittsverengung auch der Wasserdurchsatz durch das Rohr reduziert werden, ohne daß die Querschnitts­ verengung zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindig­ keit des Wassers führt, so daß die mittlere Berührungs­ dauer des Wassers mit der Rohrinnenwand gleichbleibt oder sogar noch vergrößert werden kann. Es kann also erfindungsgemäß eine kleinere Wassermenge durch die Rohre des Wärmetauschers geleitet werden, wobei diese geringe Wassermenge vollständig turbulent mit der Innenwand des Rohres in Berührung kommt. Die turbulente Strömung entlang der Rohrinnenwand bewirkt eine gute Wärmeabfuhr von dem Rohr, was zu einer guten Abkühlung der Abgase insbesondere auch an den letzten Rohren des Wärmetauschers und damit zu einer guten Energieausnut­ zung führt. Der geringe Wasserdurchsatz hat zur Folge, daß das Wasser trotz der verhältnismäßig geringen Tem­ peratur der Abgase im Bereich der letzten Rohre des Wärmetauschers noch ausreichend erwärmt wird, um z.B. für eine Niedertemperaturheizung oder für eine Kaltwas­ serschicht eines Warmwasser-Schichtenspeichers verwen­ det werden zu können.
Der in die Rohre eingesetzte Körper ist zweckmäßiger­ weise ein sich über die gesamte axiale Länge des Rohres erstreckender Stab. Dieser Stab kann z.B. mittels radi­ aler Distanzstützen koaxial oder auch exzentrisch in dem Rohr gehalten werden. In einer zweckmäßigen Ausge­ staltung kann der axial durchgehende Stab auch über die Enden der Rohre hinausgeführt sein und als Zuganker für Verbindungsteile dienen, die ausserhalb der Kesselwand die nebeneinanderliegenden Rohre miteinander verbinden.
Um die Turbulenz an der Innenwand der Rohre weiter zu verstärken, kann diese Innenwand außerdem eine rauhe Struktur oder in Umfangsrichtung oder axial verlaufende Rillen aufweisen.
Die in Strömungsrichtung der Abgase letzten Rohren des Wärmetauschers, an denen der Wasserdampf der Abgase mit den aggressiven Schadstoffen niedergeschlagen wird, bestehen vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Material oder weisen eine korrosionsbeständige Oberflächenbeschichtung auf. Die Rohre können bei­ spielsweise aus einem keramischen Werkstoff, aus Edel­ stahl oder aus emailliertem Gußeisen oder Stahl bestehen.
Weiter können die Rohre als an ihrer Aussenfläche glat­ te Rohre mit vorzugweise rundem Querschnitt ausgebildet sein, wenn durch eine ausreichend dichte Anordnung der Rohre mit geringem gegenseitigem Abstand gewährleistet ist, daß die heißen Abgase in ausreichendem Maße in turbulenter Strömung mit den Rohroberflächen in Berüh­ rung kommen. Ebenso können die Rohre an ihrem Aussen­ umfang radiale oder axiale Rippen und/oder Noppen auf­ weisen, die die Wärmetauscheroberfläche für die vorbei­ strömenden heißen Abgase vergrößern und deren Turbulenz verstärken. Auch diese Rippen müssen aus einem korro­ sionsbeständigen Material bestehen. Sie können eben­ falls aus einem keramischen Werkstoff, aus Edelstahl oder emailliertem Gußeisen oder Stahl bestehen.
Die Rohre des Wärmetauschers werden im allgemeinen in Reihe miteinander verbunden und im Gegenstrom zu den Abgasen von dem Wärmeträgerfluid durchströmt. Die Ver­ bindung der nacheinander durchströmten Rohre erfolgt mittels Verbindungsteilen, die ggf. durch die als Zug­ anker ausgebildeten, Turbulenz erzeugenden Stäbe an die Rohre angeschlossen werden.
Die Verbindungsteile können U-förmige Rohre sein, die an die durch die Wand des Heizkessels hindurchgeführten Rohre des Wärmetauschers angeschlossen und z. B. mit­ tels der Zuganker an diesen gehalten werden. Bestehen die Rohre des Wärmetauschers aus einem sprödem Mate­ rial, insbesondere aus keramischem Material, so werden die Verbindungsteile vorzugsweise ohne axialen Druck an den Rohren des Wärmetauschers festgelegt. Die Abdich­ tung der Stoßfuge zwischen den Rohren und den Verbin­ dungsteilen wird vorzugsweise durch eine am Umfang anliegende elastische Dichtung bewirkt, die von einem Stützring umschlossen ist. Wegen der Abdichtung am Außenumfang setzt diese Art der Verbindung einen ge­ wissen Mindestabstand zwischen den Rohren des Wärme­ tauschers voraus. Diese Art der Verbindung kann daher insbesondere bei Rohren mit äußeren Rippen eingesetzt werden.
Für die in Strömungsrichtung der Abgase letzten Rohre des Wärmetauschers, die insbesondere korrosionsbestän­ dig sein müssen, eignen sich vorzugsweise Rohre aus keramischen Material oder aus emailliertem Guß. Die Herstellung von Rohren mit Außenrippen aus diesen Mate­ rialien bereiten technische Schwierigkeiten, so daß glatte Rohre mit rundem Außenumfang bevorzugt werden. Diese müssen jedoch in einem geringen gegenseitigen Abstand angeordnet sein, um eine ausreichende Turbulenz und Berührung der durchströmenden Gase zu erreichen. In diesem Fall ist das Verbindungsteil vorzugsweise als ein auf der Außenseite der Wand des Heizkessels ange­ ordneter Block ausgebildet, der Bohrungen aufweist, in welche die Rohre des Wärmetauschers eingesetzt werden. Auf der von den Rohren abgewandten Rückseite des Blok­ kes sind Ausnehmungen vorgesehen, die die Bohrungen je­ weils in der gewünschten Weise miteinander verbinden und durch einen Deckel abgeschlossen werden. Die Ab­ dichtung der Rohre kann auch hier ausschließlich radial zwischen den Rohren und den Bohrungen des Blockes be­ wirkt werden, so daß keine axialen Druckkräfte auf das Rohr ausgeübt werden. Es können mit diesem Verbindungs­ teil Abstände der Rohre von 2-10 mm erreicht werden. Die besten Strömungsverhältnisse für die Abgase ergeben sich nach Versuchen bei einem Abstand der Rohre von ca. 4 mm.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Axialschnitt der Enden zweier Rohre eines Wärmetauschers mit einem Verbin­ dungsteil,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Rohr eines Wärmetauschers,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Rohr eines Wärmetauschers,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Aus­ führungsform des Rohres,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Ausführungs­ form mit rechteckigem Rohr,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Ver­ bindungsteils von der Rückseite und
Fig. 7 einen Schnitt durch das Verbindungsteil der Fig. 6 gemäß der Linie B-B.
Der Heizkessel weist eine Gas- oder Ölfeuerung auf. Die heißen Abgase dieser Feuerung werden durch einen Wärme­ tauscher geleitet, der aus einem Register von Rohren besteht, die den Innenraum des Heizkessels durchsetzen. Zumindest die in Strömungsrichtung der Abgase letzten Rohre des Wärmetauschers weisen eine Vorrichtung zur Erhöhung der Turbulenz des durch die Rohre strömenden Wassers auf, wie sie nachfolgend beschrieben wird.
Die Rohre 10 sind in den Heizkessel eingesetzt und füh­ ren von einer Wand 12 des Heizkessels quer durch dessen Innenraum zur gegenüberliegenden Wand. Die Rohre 10 ha­ ben einen kreisförmigen Querschnitt (Fig. 1-4 und 6-7). Es sind ebenso aber auch andere Querschnittsformen mög­ lich, z. B. der in Fig. 5 gezeigte rechteckige Quer­ schnitt. Die Rohre 10 bestehen aus einem keramischen Werkstoff, emailliertem Gußeisen, Edelstahl oder email­ liertem Stahl. Die Rohre können eine glatte äussere Man­ telfläche aufweisen, wie dies in Fig. 1 bei dem unte­ ren Rohr und in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Ebenso können die Rohre an ihrem Aussenumfang Rippen 14 auf­ weisen, die die Wärmetauschfläche für die vorbeiströ­ menden heißen Abgases vergrößern. Diese Rippen 14 können in Umfangsrichtung verlaufen (Fig. 1, 2, 3 und 5) oder in axialer Richtung (Fig. 4). Die Rippen 14 können ein­ stückig mit dem Rohr 10 ausgebildet sein (Fig. 3, 4 und 5) oder auf das Rohr 10 aufgeschoben sein. Das Auf­ schieben der Rippen 14, wie dies in Fig. 1 bei dem oberen Rohr 10 und in Fig. 2 dargestellt ist, hat ins­ besondere bei Verwendung eines keramischen Werkstoffes für das Rohr 10 und die Rippen 14 herstellungstechni­ sche Vorteile. Sind die Rippen 14 auf das Rohr 10 auf­ geschoben, so kann ein axial verlaufender Steg 16 auf der Aussenseite des Rohres 10 dazu dienen, die Rippen 14 verdrehfest zu halten. Ebenso ist ein von der Kreis­ form abweichender Querschnitt des Rohres 10 geeignet, eine Verdrehung der aufgeschobenen Rippen 14 zu verhin­ dern. Eine weitere Vergrößerung der Oberfläche kann durch auf den Rippen 14 oder auf der Oberfläche des Rohres 10 ausgebildete Noppen 46 erzielt werden, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Diese bewirken außerdem eine zusätzliche vorteilhafte Verwirbelung der durchströmenden Abgase.
In die Rohre 10 ist ein axial durchgehender Stab 18 eingesetzt. Zwischen dem Stab 18 und der Innenwand des Rohres 10 bleibt ein ringförmiger Durchtrittsspalt für das durchströmende Wasser frei. Der Durchmesser des Stabes 18 und damit der freie Durchtrittsquerschnitt des Durchtrittsspaltes 20 werden im wesentlichen nach der durchschnittlichen Temperaturdifferenz zwischen den das Rohr umströmenden Abgasen und dem durch das Rohr strömenden Wasser sowie der gewünschten Durchflußmenge und Temperatur des Wassers bestimmt.
Der Stab 18 ist im allgemeinen koaxial in das Rohr 10 eingesetzt. Ggf. kann der Stab 18 aber auch exzentrisch eingesetzt sein, wie dies in Fig. 3 im mittleren Be­ reich dargestellt ist. Dadurch ergibt sich eine stärke­ re Verengung des Durchtrittsspaltes 20 und damit eine stärkere Turbulenz des durchströmenden Wassers in dem zuerst mit den heißen Abgasen in Berührung kommenden Bereich der Rohre 10.
Weicht der Querschnitt der Rohre 10 von der Kreisform ab, wie z. B. bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungs­ beispiel, so weist der Stab 18 im allgemeinen ebenfalls diese abweichende Querschnittsform auf, so daß der Durchtrittsspalt 20 eine etwa gleiche Breite längs des gesamten Umfangs hat.
Eine zusätzliche Verstärkung der Turbulenz des durch­ strömenden Wassers kann dadurch erzielt werden, daß die Innenwand der Rohre 10 Unebenheiten aufweist. Diese können in einer rauhen Oberfläche bestehen. Es können auch Rillen 42 vorgesehen sein, die wie in Fig. 3 ge­ zeigt, in Umfangsrichtung verlaufen. Diese Rillen 42 können sich über die gesamte axiale Länge des Rohres 10 verteilen, so daß sich eine gewellte Innenoberfläche ergibt. Die Rillen 42 können aber auch nur an der In­ nenseite der Rippen 14 vorgesehen sein, was sich bei Gußrohren wegen der geringeren Unterschiede der Wand­ stärke im Bereich der Rippen 14 vorteilhaft auswirkt. Es können auch in axialer Richtung verlaufende Rillen 44 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 4 oben gezeigt ist. Diese Form der Rillen 44 eignet sich insbesondere für stranggepreßte Rohre 10, wobei den Rillen 44 in der Innenwand axial verlaufende Stege 48 an der Außenober­ fläche des Rohres 10 entsprechen können.
Die Stäbe 18 können in den Rohren 10 durch radiale Di­ stanzstützen 50 gehalten sein, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. In einer anderen Ausführung sind die Stäbe 18 axial über die Enden der Rohre 10 hinausge­ führt und dort in ihrer radialen Lage befestigt.
In Fig. 1 ist gezeigt, wie die Stäbe 18 zusätzlich als Zuganker für Verbindungsteile 22 benachbarter Rohre 10 verwendet werden können. Die Rohre 10 sind mit einem kurzen Ansatz durch die Wand 12 des Heizkessels heraus­ geführt. Zwei benachbarte Rohre 10 werden durch ein U-förmiges Verbindungsteil 22 miteinander verbunden, das mit seinen beiden Enden stumpf fluchtend auf die herausragenden Ansätze der Rohre 10 aufgesetzt wird. Die Stäbe 11 sind durch das Verbindungsteil 22 hin­ durchgeführt und stossen mit einem Gewindeansatz 56 aus diesem Verbindungsteil 22 heraus. Mittels auf diese Gewindeansätze 56 aufgeschraubter Muttern kann das Verbindungsteil 22 an den Rohren 10 festgelegt werden. Bestehen die Rohre 10 aus einem spröden keramischen Material, so wird durch diese Zuganker keine starke axiale Spannung erzeugt, um ein Brechen der spröden Rohre 10 zu verhindern. Die Abdichtung zwischen den Rohren 10 und dem Verbindungsteil 22 erfolgt in diesem Falle durch ringförmige elastische Dichtungen 24, die jeweils durch einen sie umschließenden Stützring 26 abdichtend auf der Stoßfuge gehalten werden.
In den Fig. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungs­ beispiel eines Verbindungsteils gezeigt, das sich besonders eignet für Rohre 10 des Wärmetauschers mit glatter Außenoberfläche, die in geringem gegenseitigem Abstand von 2-8 mm angeordnet sind. Die durch die Wand 12 des Heizkessels herausragenden Ansätze der Rohre 10 sind in Bohrungen 28 eines Blockes 30 einge­ setzt, der außen an der Wand 12 des Heizkessels ange­ ordnet ist. Die Bohrungen 28 sind durch den Block 30 hindurchgeführt und auf der den Rohren 10 abgewandten Seite durch Ausnehmungen 32 in der Weise miteinander verbunden, wie dies für die Rohre 10 gewünscht ist. Auf die von den Rohren 10 abgewandte Rückseite des Blockes 30 ist ein Deckel 34 aufgesetzt, der sämtliche Ausneh­ mungen 32 gemeinsam überdeckt und durch einen alle Ausnehmungen 32 gemeinsam umschließenden Rundschnur- Dichtungsring 36 gegen den Block 30 abgedichtet ist. Die Zulauf- und Ablauf-Anschlüsse 58 des Wärmetauschers sind durch den Deckel 34 hindurchgeführt. Der Deckel 34 kann, wie dies für das mittlere Rohr 10 in Fig. 7 ge­ zeigt ist, konzentrisch zu den Bohrungen 28 und damit zu den eingesetzten Rohren 10 Bohrungen 38 aufweisen, durch welche die Stäbe 18 als Zuganker mit Gewinde­ ansätzen 56 hindurchstoßen, auf welche Muttern aufge­ schraubt werden. Auf diese Weise können die Blöcke 30 mit den Deckeln 34 auf beiden Seiten des Heizkessels mittels der als Zuganker dienenden Stäbe 18 miteinander verspannt und an der Wand 12 des Heizkessels festgelegt werden. Falls die Stäbe 18 nicht als Zuganker dienen, sondern durch Distanzstützen 50 gehalten werden, wie dies für die beiden äußeren Rohre 10 in Fig. 7 gezeigt ist, wird der Block 30 mittels Schrauben 52 an der Wand 12 des Heizkessels festgelegt.
Auch bei dieser Ausführungsform des Verbindungsteils wird auf die Rohre 10 kein axialer Druck ausgeübt, der zu einer Bruchbelastung des spröden keramischen Mate­ rials führen könnte. Die Rohre 10 sind in axialer Richtung druckfrei in die Bohrungen 28 eingesetzt und nur radial durch Manschetten-Dichtungen 40 oder O- Ring-Dichtungen 54 gegen den Block 30 und die Wand 12 des Heizkessels abgedichtet. Die Dichtungen 40 bzw. 54 werden beim Anpressen des Blockes 30 gegen die Wand 12 axial gestaucht und dichten das Rohr 10 und die Durch­ trittsöffnung der Wand 12 sowohl abgasseitig als auch wasserseitig ab. Die Dichtungen 40 bzw. 54 sind von dem wassergekühlten Block 30 umschlossen und dadurch ther­ misch nicht stark beansprucht. Anstelle der Dichtungen 40 bzw. 54 kann auch ein elastischer dichtender Kleb­ stoff verwendet werden.

Claims (15)

1. Wärmetauscher für Heizkessel, insbesondere für Brennwertkessel, mit von den heißen Abgasen um­ strömten und von Wasser oder einem anderen Wärme­ trägerfluid durchströmten Rohren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Rohren (10) Einrichtungen zur Erhöhung der Turbulenz des durchströmenden Wassers vorgesehen sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtungen zur Erhöhung der Turbu­ lenz in die Rohre (10) eingesetzte Körper sind, die den Innenquerschnitt der Rohre (10) zu einem im wesentlichen ringförmigen Durchtrittsspalt (20) verengen.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Körper sich axial über die gesamte den heißen Abgasen ausgesetzte Länge der Rohre (10) erstrecken.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Körper in die Rohre (10) im wesentli­ chen koaxial eingesetzte Stäbe (18) sind.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohre (10) durch außerhalb der Heizkes­ selwand (12) angeordnete Verbindungsteile, die ohne axialen Druck an die Rohre (10) anschließen, mitein­ ander verbunden sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsteile (22) mit Rohrstutzen stumpf an die Rohre (10) anschließen und die Stoß­ fuge von einer am Außenumfang anliegenden elasti­ schen Dichtung (24) überdeckt ist, die an ihrem Außenumfang von einem Stützring (26) umschlossen ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verbindungsteil einen Block (30) mit Bohrungen (28) aufweist, in welche die Rohre (10) eingesetzt sind, daß die Bohrungen (28) auf der den Rohren (10) abgewandten Seite durch Ausnehmungen (32) miteinander verbunden sind und daß die Ausneh­ mungen (32) durch einen Deckel (34) verschlossen sind.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohre (10) an ihrem Umfang gegen die Bohrungen (28) abgedichtet sind.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (34) durch eine alle Ausnehmungen (32) umschließende Dichtung (36) gegen den Block (30) abgedichtet ist.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 4 und einem der Ansprü­ che 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (18) über die Enden der Rohre (10) axial hinausragen und als Zuganker für die Verbindungsteile dienen, die die verschiedenen Rohre (10) des Wärmetauschers miteinander verbinden.
11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rohre aus einem korro­ sionsbeständigen Material bestehen oder eine korro­ sionsbeständige Oberflächenbeschichtung aufweisen.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohre (10) aus einem keramischen Werk­ stoff bestehen.
13. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohre aus Edelstahl oder emailliertem Gußeisen oder Stahl bestehen.
14. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (10) an ihrem Aussenumfang die Oberfläche vergrößernde Rippen (14) und/oder Noppen aufweisen.
15. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Rohre (10) in Umfangsrichtung verlaufende Rillen (42) oder axial verlaufende Rillen (44) aufweist.
DE19873700443 1986-01-11 1987-01-09 Waermetauscher fuer heizkessel, insbesondere fuer brennwertkessel Granted DE3700443A1 (de)

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DE3700443C2 DE3700443C2 (de) 1989-06-01

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