AT411625B - Verfahren zur beschichtung eines wärmetauschers - Google Patents

Description

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   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des unab- hängigen Patentanspruches. 



   Wärmetauscher von gasbeheizten Wasserheizern sind im Betrieb einem ständigen Angriff einer korrosiven Umgebung ausgesetzt, wodurch sich eine entsprechend begrenzte Lebensdauer der Wärmetauscher ergibt, auch wenn die Wärmetauscher aus hochwertigen Werkstoffen herge- stellt sind, wie z.B. Edelstahl. 



   Aus der DE 197 14 433 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung mit einem Titanboritgehalt vom mindestens 80 Gewichts % bekanntgeworden, dessen Aufbringung durch Plasmaspritzen geschieht. 



   Darüber hinaus befasst sich die EP 672 197 B1 mit einem Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht auf von Rauchgasen beaufschlagten Wärmetauscherwänden. Dies geschieht auch mit Hilfe eines Plasmaspritzverfahrens unter Verwendung eines Pulvers aus metallischen, karbidi- schen, oxidkeramischen oder silicidischen Werkstoffen oder deren Mischungen. 



   Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben durch das sich eine deutlich höhere Lebens- dauer der Wärmetauscher ergibt, auch wenn diese im Brennwertbetrieb eingesetzt sind. 



   Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruches erreicht. 



   Durch die vorgeschlagenen Massnahmen wird eine Keramik-, bzw. Silikatbeschichtung auf ein- fache Weise auf den Wärmetauscher aufgebracht, die diesen gegen einen Korrosionsangriff sehr weitgehend schützt. Dabei schützt die Beschichtung gegen den Angriff von Kondensat, wie es bei einem Brennwertbetrieb anfällt, das verschiedene Säuren, wie Schwefelsäure, Salpetersäure u.a., wie auch Chlor-Ionen enthält. 



   Durch die Beschichtung kann die Wandstärke des Wärmetauschers bei gleicher oder höherer Dauerhaltbarkeit des Wärmetauschers auch geringer gehalten werden, wodurch sich ein höherer Wirkungsgrad, sowie ein geringerer Materialverbrauch bei der Herstellung und ein niedrigeres Gewicht des Wärmetauschers ergeben. 



   Weiter ergibt sich auch der Vorteil, dass aufgrund des Umstandes, dass das Grundmaterial des Wärmetauschers mit chemisch aggressiven Medien aus den Verbrennungsgasen aufgrund der Beschichtung nicht in Kontakt kommt, ein geringwertigerer Werkstoff, oder ein Werkstoff mit besse- rer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden kann, wie z. B. Messing. 



   Durch die höhere flächenspezifische Wärmeübertragungsleistung aufgrund der geringeren Wandstärke und besseren Wärmeleitfähigkeit des Grundmaterials ist es bei unveränderter Bau- grösse des Wärmetauschers möglich, höhere Wärmeleistungen zu übertragen. 



   Durch die Beschichtung vermindern sich auch die Ablagerungen an dem Wärmetauscher, die in regelmässigen Abständen entfernt werden müssen. 



   Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich eine einfachere Beschichtung, welche sich vorteilhaft in der Grossserienfertigung auswirkt. 



   Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 schematisch die Beschichtung einer Rohrwendel im Schnitt und Fig. 2 schematisch die Beschichtung eines montierten Wärmetauschers. 



   Bei der Beschichtung einer Aussenwandung einer Rohrwendel 1 wird in einem Rohr 2 ein Pro- zessgas 3, dem ein Beschichtungswerkstoff 4, wie z.B. Si02 oder A12O3 beigegeben ist, mittels einer Plasmaquelle 10 aktiviert. Das Rohr 2 ist so im hohlen Zentrum der Rohrwendel 1 angeordnet, dass der entstehende Plasmastrom 11und der Beschichtungswerkstoff 4 im wesentlichen radial nach aussen und zwischen den Abständen 14 der einzelnen Rohrwindungen 5 hindurch strömt. 



   Dabei lagert sich der Beschichtungsstoff 4 an der Oberfläche 6 der Rohrwendel 1 ab und bildet eine Schicht, die die Rohrwendel 1 von einem Korrosionsangriff schützt. 



   Die Beschichtung kann bei Atmosphärendruck oder besser unter einem verminderten Druck durchgeführt werden. 



   Bei der Ausführungsform des Verfahrens nach der Fig. 2 wird ein als Rohrwendel 1 ausgebil- deter Wärmetauscher 12, der in einer Brennkammer 7 eines Wasserheizers angeordnet ist, be- schichtet. Dabei wird die offene Unterseite 15 der Brennkammer 7 mit einer Kammer 8 abge- schlossen. In die Kammer 8 werden das Prozessgas 3 und der Beschichtungsstoff 4 zugegeben und mittels der Plasmaquelle 10 aktiviert. 



   Der entstehende Plasmastrom 11nimmt den gleichen Weg wie die beim üblichen Betrieb .der 

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 Brennkammer durch einen Brenner entstehenden Abgase und durchströmt die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen 5 der Rohrwendel 1 in radialer Richtung nach aussen. Dieser Weg ist durch eine Unterteilung 13 bedingt. Der beladene Plasmastrom 11 umströmt in weiterer Folge die Unterteilung 13 bzw. deren Peripherie 16, durchströmt die Zwischenräume zwischen den restlichen Windungen 5 und strömt über einen Abgasabzug 9 ab. Der Abgasabzug 9 ist so einge- richtet, dass sich in der Kammer 7 Atmosphärendruck oder Grobvakuum einstellt. Das Beschich- tungsmaterial 4 lagert sich aussen an den Windungen 5 des Wärmetauschers 12 an und bildet die Beschichtung 6. 



   Auf diese Weise ist es auch möglich, bereits montierte Wärmetauscher 12 mit einer Beschich- tung 6 zu versehen und damit deren Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Beschichtung eines Wärmetauschers mit einem Plasmaspritzverfahren, wobei der Plasmastrom mittels einer Plasmaquelle aus einem Prozessgas erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der als Rohrwendelwärmetauscher ausgebildete Wärme- tauscher (12) in Richtung der Abgase von dem Plasmastrom durchströmt wird, dem Si02, 
A12O3, SI-Verbindungen (mit Ausnahme von silizidischen Werkstoffen), TI-Verbindungen oder deren Mischung in flüssigem oder gasförmigem Zustand zugesetzt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung bei Atmo- sphärendruck oder unter Grobvakuum durchgeführt wird.

   HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN