EP0497113B1 - Wärmetauscher zur Warmwassererzeugung mit Öl- oder Gasbrennern - Google Patents

Wärmetauscher zur Warmwassererzeugung mit Öl- oder Gasbrennern Download PDF

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EP0497113B1
EP0497113B1 EP92100345A EP92100345A EP0497113B1 EP 0497113 B1 EP0497113 B1 EP 0497113B1 EP 92100345 A EP92100345 A EP 92100345A EP 92100345 A EP92100345 A EP 92100345A EP 0497113 B1 EP0497113 B1 EP 0497113B1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
exchanger according
pipe coil
coil
burner
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92100345A
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English (en)
French (fr)
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EP0497113A1 (de
Inventor
Rainer Oberdorfer-Bögel
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WAP Reinigungssysteme GmbH and Co
Original Assignee
WAP Reinigungssysteme GmbH and Co
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Publication date
Application filed by WAP Reinigungssysteme GmbH and Co filed Critical WAP Reinigungssysteme GmbH and Co
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Publication of EP0497113B1 publication Critical patent/EP0497113B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/43—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes helically or spirally coiled

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for producing hot water using oil or gas burners, two-layer conically wound pipe layers being provided in a horizontal arrangement and the flame cone being introduced into the area of the pipe layers from one side of the heat exchanger.
  • a heat exchanger has become known.
  • a flame pot is arranged on the side opposite the burner and the burner works with its flame in the interior of this cylindrical wound tubular heat exchanger (heating coil).
  • the heating coil was flowed through by water and the water heated thereby was used for a high-pressure cleaner, see, e.g. EP-A-0 248 282.
  • the present invention is therefore based on the object of developing a tubular heat exchanger of the type mentioned at the outset such that it has a substantially longer service life with the same or higher thermal efficiency.
  • the invention is characterized in that, starting from a two-layer tubular heat exchanger, the connection between the inner and the outer tube is made via a worm-like disk which has a through hole in the center, via which the inner tube coil of the tube heat exchanger is liquid-tight with the Outer tube coil is connected.
  • a connecting nipple protrudes through the inner disk and is welded to the inner tube coil; this connection nipple in turn is designed with a sealing edge in the manner of a cutting ring screw connection solution.
  • the same cutting ring edge is formed on the opposite side on the nut, so that no additional sealing is required.
  • Such a screw connection of such a connection also has the advantage that in the event of corrosion damage which can occur after a long time, both the inner tube coil and the outer tube coil can be separated in a simple manner. This was not possible with the previous version because there was a welded connection.
  • the previously existing baffle pot is now dispensed with and instead a spirally shaped disk is provided on the end face and is intended for the liquid-tight connection between the inner coil and the outer coil.
  • This worm-like disc is also used for the flow of water from the inner winding to the outer winding and is also the centering disc for the inner tube coil to the outer tube coil.
  • This spiral-shaped plate is thus acted upon by the flame of the burner and is thereby heated to a high temperature, but this does not lead to thermal stresses because the connection between the inner and outer helix is made via cutting ring connections; Welded connections are avoided in this context.
  • the degree of heat transfer is significantly improved, because this spiral disk is directly affected by the flame, as is the vertical coiled tubing, which is practically closed on the end in this area, so that the flame touches both the spiral disk and the coiled tubing .
  • the screw connection between the inner tube helix and the outer tube helix offers the further advantage that an elongated threaded pin also serves to receive the burner jacket. This disc also serves to center the burner jacket and to hold and fasten the entire heat exchanger.
  • the entire heat exchanger is not cylindrical, but conical, that is, the tube windings of the inner and outer windings are wound on a conical core with the aim that easier removal of these tube coils (heating coils) of the conical mandrel is possible.
  • the push-off force required to push this coiled tubing off the mandrel should therefore be kept as small as possible.
  • the heat exchanger according to the invention consists of a burner protective jacket 1, which forms the entire outer housing cylindrically.
  • a front plate 2 On one end face is a front plate 2, which engages with bends 3 in the inner circumference of the protective jacket 1, 2 bolts 5 being provided on the front plate, to which the oil-blower burner is flanged.
  • the heat exchanger is held in a mounting bracket via a further two bolts 4, the mounting being carried out in the region of an elongated hole.
  • the front panel also has a cleaning opening 6 in its upper part, which is closed from the outside by two flange plates 7, the connection being established using screws 8.
  • a flame tube 12 is arranged, which extends into the front part of the heat exchanger.
  • the heat exchanger itself consists of an inner tube coil 13 and an outer tube coil 14.
  • the inner and outer tube coils are wound very closely and touch each other, whereby it is important that the gap between the adjacent tubes is not greater than 1/10 mm.
  • the tubes lying next to one another are connected to one another by welding points 15, the welding points 15 extending in the longitudinal direction of the heat exchanger and being distributed over the circumference in a diameter circumference of 120 °.
  • connection of the two coils 13, 14 via the welding points 15 and 16 thus serves to secure the positions of the coils 13 and 14. These welding points are attached during the winding process. If a tube turn has been wound, the adjacent coils are immediately welded during the winding process, thus ensuring that the diameter accuracy is guaranteed.
  • the outer tube helix 14 merges into an end tube helix 17, it being important that at the beginning of the winding process a worm disk (spiral disk) 18 is initially present, which is first clamped onto the mandrel.
  • This worm disk has an upper flange 19, over which a weld 20 is placed, which weld connects the first tube layer 21 to this disk in a liquid-tight manner. The medium thus runs into the interior 22.
  • the water runs through the outer coil 14 into the screw-shaped cavity 22, from this screw-like disk (18) via the connecting nipple 24 and the pipe nipple 25 into the pipeline 26 the inner tube coil 13.
  • the pipe 25 is welded directly into the connecting nipple 24 (welding point 27).
  • the tube 25 is bent through 90 ° and merges seamlessly without welding into the inner tube coil.
  • the water therefore goes in the direction of fall 28 into the connecting nipple 24 with the transverse bore, flows there in the direction of the fall 29 and then reaches the pipe connection 26 in the direction 30.
  • the nut 33 is connected on the end face to a threaded pin 35 which centers around the burner jacket 36, this burner jacket 36 being a pot-like housing which has a bore 37 in this area.
  • the burner jacket 36 extends towards the front towards the front plate 2, a sealing washer 38 being present and the end face 39 of the burner jacket being pressed axially onto this sealing disk 38 in that the heat exchanger is fastened on the one hand with the nut 40 to the inlet 23 and on the other hand with the nut 41 on the threaded bolt 35.
  • the front plate 2 is pressed onto the pot-shaped burner jacket 36 in the axial direction.
  • burner jacket 36 is double-walled in the lower region, as can be seen from FIG. This means that it overlaps in this area by a certain overlap path and it is a condensate drain 46 arranged to drain the resulting condensate down.
  • the flame cone 47 thus extends into the interior of the heat exchanger and then strikes the spirally formed disk 18 and the vertical tubular coil 17 arranged on the end face.
  • the burner gases then pass in the direction of arrow 48 into the interior between the inner coil 13 and the outer coil 14, are deflected in the space 49 in the direction of the arrow 50 and then leave the chimney 51 upward in this direction of the arrow.
  • a disk 53 is provided, which is riveted to a flange 54, which flange 54 is not fastened to the heat exchanger, but to the burner jacket 36.
  • This disk serves to reduce the flow cross section in chimney 51 in order to ensure optimal flow to ensure the burner gases.
  • the protective jacket 1 is axially centered on the chimney 51 and on the condensate drain 46. It is therefore wrapped around the burner jacket and riveted on the underside, that is, it is a winding tube which is then closed at a certain point over its entire axial length by riveting.
  • a segment 55 is also welded on in order to prevent any condensate that may form on the inside of the burner tube 36 from flowing toward the seal 38.
  • An essential feature of the present invention is therefore that the impact pot, which previously brought increased exhaust gas temperatures, is removed, which is disadvantageous.
  • the exhaust gas temperatures are now reduced because the spiral disc 18 is directly switched on in the liquid flow of the heat exchanger and is hit directly by the burner flame 47 or the burner gases.
  • the burner efficiency is now significantly increased because the exhaust gas temperature has just been reduced.
  • the exhaust gas losses must be 10% and less, which is easily achieved with the heat exchanger according to the invention.
  • the tubular heat exchanger is otherwise very easy to clean, because in addition to the provided cleaning openings 6 and 9, the tube heat exchanger can be dismantled very easily in the manner described and can therefore be cleaned thoroughly.
  • the coils 13, 14 only have to be centered on the opposite side and here pins 56 are provided which are on a Sheet 57 are welded, in this case the sheet 57 is welded to the outer circumference of the inner tube coil 13 and carries a pin 56 which bears against the inner circumference of the outer tube coil 14. There is only a touch binding there.
  • Parts 56, 57 are in turn evenly distributed at a distance of 120 ° around the circumference, it being important that the pin 56 is designed as a wearing part, so that there is no chafing point on the outer tube coil in the case of different elongations.
  • this part 56, 57 is arranged at a circumference of 120 °, so that there is no such connection in the lower part of the heat exchanger and is therefore not at risk of corrosion.

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Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmetauscher zur Warmwassererzeugung mit Öl- oder Gasbrennern, wobei zweilagig konisch gewickelte Rohrlagen in horizontaler Anordnung vorgesehen sind und hierbei der Flammkegel von einer Seite des Wärmetauschers in den Bereich der Rohrlagen eingebracht wird. Ein derartiger Wärmetauscher ist bekannt geworden. Bei der bekanntgewordenen Ausführung ist an der dem Brenner gegenüberliegenden Seite ein Flammtopf angeordnet und der Brenner arbeitet mit seiner Flamme in den Innenraum dieses zylindrisch gewickelten Rohrwärmetauschers (Heizschlange).
  • Die Heizschlange war hierbei von Wasser durchflossen und das hierdurch erwärmte Wasser wurde für einen Hochdruckreiniger verwendet, siehe, z.B. EP-A-0 248 282.
  • Bei dem bisher bekannten Wärmetauscher bestand der Nachteil, daß der zylindrisch gewickelte Rohrwärmetauscher in Verbindung mit dem Pralltopf hohen thermischen Belastungen ausgesetzt war. Der Pralltopf war hierbei über Schweißstellen mit dem Außenumfang des Wärmetauschers verbunden, was mit dem Nachteil behaftet war, daß bei Betrieb aufgrund der unterschiedlichen Wärmespannungen der Pralltopf aufriß. Derartige Rißschäden wurden neben der Schweißnaht festgestellt.
  • Im übrigen bestand der weitere Nachteil, daß sich am Innenumfang des Pralltopfes und an der Innenseite des Wärmetauschers korrosives Medium festsetzte, bestehend aus schwefelhaltigem Kondensat, Rußpartikeln und sonstigen Feststoffen. Dieses stark korrodierende Medium griff auch die Rohrwendel des Rohrwärmetauschers an und führte zu einem schnelleren Verschleiß (Korrosionsschäden).
  • Weiterer Nachteil der bisher bekannten Konstruktion war, daß bei einem zweilagig gewickelten Rohrwärmetauscher die Verbindung zwischen der inneren Rohrlage und der äußeren problematisch war. Bisher hatte man ein Querrohr an der einen Stirnseite verwendet und dieses Querrohr zwischen der inneren Rohrschicht und der äußeren Rohrschicht eingeschweißt, sodaß die beiden Rohrwendeln miteinander verbunden wurden. Auch diese Verbindung durch Schweißen war problematisch und starken Wärmespannungen ausgesetzt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Rohrwärmetauscher der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei gleichbleibendem oder höherem Wärmewirkungsgrad eine wesentlich längere Lebensdauer aufweist.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem zweilagig gewickelten Rohrwärmetauscher die Verbindung zwischen dem Innen- und dem Außenrohr über eine schneckenartig ausgebildete Scheibe erfolgt, die im Zentrum eine Durchgangsbohrung hat, über welche die Innenrohrwendel des Rohrwärmetauschers flüssigkeitsdicht mit der Außenrohrwendel verbunden ist.
  • Hierbei wird es bevorzugt, wenn durch die Innenscheibe ein Verbindungsnippel ragt, welcher an der Innenrohrwendel angeschweißt ist; dieser Verbindungsnippel widerum ist mit einer Dichtkante nach Art einer Schneidringsverschraubungslösung ausgeführt. Die selbe Schneidringkante ist auf der gegenüberliegenden Seite an der Mutter ausgebildet, sodaß keine zusätzliche Abdichtung erforderlich ist. Eine solche Verschraubung einer solchen Verbindung hat auch den Vorteil daß bei eventuellen Korrosionsschäden die nach einer längeren Zeit auftreten können, sowohl die Innenrohrwendel als auch die Außenrohrwendel auf eine einfache Art getrennt werden können. Dies war bei der bisherigen Ausführung nicht möglich, weil eine Schweißverbindung vorlag.
  • Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist also daß der vorher vorhandene Pralltopf nun entfällt und stattdessen eine stirnseitig angebrachte spiralig ausgebildete Scheibe vorgesehen ist, welche zur flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen der Innenwendel und der Außenwendel bestimmt ist. Diese schneckenartig ausgebildete Scheibe dient gleichzeitig für den Durchfluß des Wassers von der Innenwicklung zur Außenwicklung und ist gleichzeitig auch Zentrierscheibe für die Innenrohrwendel zur Außenrohrwendel. Diese spiralig ausgebildete Platte wird also von der Flamme des Brenners beaufschlagt und wird dadurch hoch erwärmt, es kommt hierbei jedoch nicht zu thermischen Spannungen, weil eben die besagte Verbindung zwischen der Innen- und der Außenwendel über Schneidringverbindungen ausgeführt sind; Schweißverbindungen werden in diesem Zusammenhang vermieden. Im übrigen wird der Wärmeübertragungsgrad wesentlich verbessert, weil eben diese spiralige Scheibe unmittelbar von der Flamme beaufschlagt wird ebenso wie die vertikale Rohrwendel, die ja in diesem Bereich stirnseitig praktisch geschlossen ist, sodaß also die Flamme sowohl die spiralige Scheibe berührt, als auch die stirnseitige Rohrwendel. Dadurch wird ein wesentlich höherer Wirkungsgrad erreicht. Die Schraubverbindung zwischen Innenrohrwendel und Außenrohrwendel bietet den weiteren Vorteil, daß ein verlängerter Gewindezapfen gleichzeitig zur Aufnahme des Brennermantels dient. Diese Scheibe dient also gleichzeitig zur Zentrierung des Brennermantels und zur Aufnahme und Befestigung des kompletten Wärmetauschers.
  • Für die Erfindung ist im übrigen noch wesentlich, daß der gesamte Wärmetauscher nicht zylindrisch, sondern konisch ausgebildet ist, das heißt die Rohrwindungen der Innen- und der Außenwicklung sind auf einen konischen Kern aufgewickelt mit dem Ziel, daß eine leichtere Entformung dieser Rohrwendel (Heizschlangen) von dem konisch ausgebildeten Wickeldorn möglich ist.
  • Es soll hier also die Abdrückkraft, die erforderlich ist, um diese Rohrwendel vom Dorn abzudrücken, möglichst klein gehalten werden.
  • Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, inbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
  • Es zeigt:
    • Figur 1:
    den Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher;
    Figur 2:
    die Ansicht des Wärmetauschers von der Stirnseite her in das Innere des Wärmetauschers hinein, mit Blick auf die stirnseitige spiralige Scheibe;
  • In Figur 1 besteht der Wärmetauscher nach der Erfindung aus einem Brennerschutzmantel 1, der zylindrisch das gesamte Außengehäuse bildet.
  • An der einen Stirnseite ist eine Frontplatte 2, die mit Abwinklungen 3 in den Innenumfang des Schutzmantels 1 eingreift, wobei an der Frontplatte 2 Bolzen 5 vorhanden sind, an denen der Ölgebläsebrenner angeflanscht ist.
  • Über weitere zwei Bolzen 4 ist der Wärmetauscher in einem Aufnahmebügel gehalten, wobei die Halterung im Bereich eines Langloches erfolgt.
  • Die Frontplatte weist im übrigen in ihrem oberen Teil eine Reinigungsöffnung 6 auf, die von außen her durch zwei Flanschplatten 7 verschlossen ist, wobei die Verbindung über Schrauben 8 hergestellt wird.
  • An der Rückseite ist ebenfalls eine Reinigungsöffnung 9 vorhanden, die durch ebensolche Flanschplatten 10 abgeschlossen ist, wobei zwei Schrauben 11 der Befestigung dieser Flanschplatte dienen.
  • An der Innenseite der Frontplatte 2 ist ein Flammrohr 12 angeordnet, welches sich in den vorderen Teil des Wärmetauschers hinein erstreckt.
  • Der Wärmetauscher selbst besteht aus einer Innenrohrwendel 13 und einer Außenrohrwendel 14. Die beiden Wendeln 13, 14, d.h. Innen- und Außenrohrwendel sind sehr eng gewickelt und berühren sich aneinander, wobei wichtig ist, daß der Spalt zwischen den einander anliegenden Rohren nicht größer ist als 1/10 mm.
  • Wichtig ist ferner, daß die nebeneinanderliegenden Rohre durch Schweißstellen 15 miteinander verbunden sind, wobei die Schweißstellen 15 sich in Längsrichtung des Wärmetauschers erstrecken und in einem Durchmesserumfang von 120° verteilt am Umfang jeweils angeordnet sind.
  • Wichtig hierbei ist ferner daß im unteren inneren Bereich des Wärmetauschers keinerlei Schweißstellen angeordnet sind, weil hier korrosive Medien anfallen, welche die Schweißstellen beinträchtigen könnten.
  • Die Verbindung der beiden Rohrwendel 13, 14 über die Schweißstellen 15 und 16 dient also zur Sicherung der Lagen der Rohrwendeln 13 und 14. Diese Schweißstellen werden während des Wickelvorganges angebracht. Wenn eine Rohrwendung gewickelt wurde, wird während des Wickelvorganges die nebeneinanderliegenden Wendeln sofort verschweißt, damit wird sichergestellt, daß die Durchmessergenauigkeit gewährleistet ist.
  • Die äußere Rohrwendel 14 geht über in eine stirnseitige Rohrwendel 17, wobei wichtig ist, daß zu Beginn des Wickelvorganges zunächst eine Schneckenscheibe (Spiralscheibe) 18 vorhanden ist, die zunächst auf den Wickeldorn aufgespannt wird. Diese Schneckenscheibe weist einen oberen Flansch 19 auf, über den eine Schweißung 20 gelegt ist, welche Schweißung die erste Rohrlage 21 mit dieser Scheibe flüssigkeitsdicht verbindet. Das Medium läuft also in den Innenraum 22 hinein.
  • Von einem Kaltwasserzulauf 23, der zwischen 10° und 20° Celsius betragen kann, läuft das Wasser durch die Außenwendel 14 hindurch in den schneckenartig ausgebildeten Hohlraum 22, von dieser schneckenartigen Scheibe (18) über den Verbindungsnippel 24 und über den Rohrnippel 25 in die Rohrleitung 26 der Innenrohrwendel 13.
  • Hierbei ist das Rohr 25 in den Verbindungsnippel 24 direkt eingeschweißt (Schweißstelle 27).
  • Das Rohr 25 ist um 90° angebogen und geht ganz übergangslos ohne Schweißung spiralförmig in die Innenrohrwendel über. Das Wasser geht also in Fallrichtung 28 in den Verbindungsnippel 24 mit der Querbohrung hinein, strömt dort in Fallrichtung 29 und gelangt dann in Richtung 30 in den Rohranschluß 26.
  • Wichtig hierbei ist, daß an dem Verbindungsnippel 24 welcher die Scheibe 18 durchsetzt, Schneidkanten 31 vorhanden sind; es handelt sich hierbei um selbstdichtende Verschraubungen. Diese Schneidkanten 31 widerum drücken sich auf der Planfläche 32 der schneckenartig ausgebildeten Scheibe 18 und sorgen somit für eine Selbstabdichtung. Dieselbe Ausbildung ist auf der gegenüberliegenden Seite angebracht, wobei die Mutter 33, die ebenfalls mit einer Schneidkante versehen ist, für die Abdichtung bürgt. Die Mutter 33 ist hierbei auf den ein Außengewinde 34 aufweisenden Verbindungsnippel 24 aufgeschraubt.
  • Die Mutter 33 ist stirnseitig mit einem Gewindezapfen 35 verbunden, der widerum den Brennermantel 36 zentriert, wobei dieser Brennermantel 36 ein topfartiges Gehäuse ist, welches in diesem Bereiche ein Bohrung 37 aufweist.
  • Der Brennermantel 36 erstreckt sich bis nach vorne hin in Richtung zur Frontplatte 2, wobei eine Dichtscheibe 38 vorhanden ist und der Brennermantel mit seiner Stirnseite 39 auf diese Dichtscheibe 38 dadurch axial aufgepreßt wird, daß der Wärmetauscher einerseits mit der Mutter 40 an dem Zulauf 23 befestigt und andererseits mit der Mutter 41 an dem Gewindebolzen 35.
  • Hierdurch wird also die Frontplatte 2 in axialer Richtung auf den topfförmigen Brennermantel 36 aufgepreßt.
  • Auf der Zeichnung ist nicht sichtbar, daß auch der Warmwasserauslauf auf der Ebene nach Figur 1 erfolgt, daß heißt die beiden Verschraubungen liegen nebeneinander, es sind dann also auch zwei Muttern 40 vorgesehen. Dies ist in Figur 2 dargestellt. In Figur 2 ist hierbei der Kaltwassereinlauf 23 dargestellt und der Warmwasserauslauf 45.
  • Wichtig ist ferner, daß der Brennermantel 36 im unteren Bereich doppelwandig ausgeführt ist, wie dies aus Figur 1 zu entnehmen ist. Das heißt er überlappt sich in diesem Bereich um einen bestimmten Überlappungsweg, und es ist ein Kondensatablauf 46 angeordnet, um das entstehende Kondensat nach unten ablaufen zu lassen.
  • Der Flammkegel 47 erstreckt sich also in den Innenraum des Wärmetauschers hinein und trifft dann auf die spiralig ausgebildete Scheibe 18 und die stirnseitig angeordnete vertikale Rohrwendel 17 auf.
  • Die Brennergase gehen dann in Pfeilrichtung 48 in den Innenraum zwischen der Innenwendel 13 und der Außenwendel 14 hindurch, werden in dem Raum 49 umgelenkt in Pfeilrichtung 50 und verlassen dann in dieser Pfeilrichtung den Kamin 51 nach oben.
  • Auf der unteren Seite gelangen diese Brennergase in den vorderen stirnseitigen Raum 52 und gelangen dann ebenfalls in den Kamin 51.
  • Wichtig ist, daß also die Rohrwendeln 13, 14 von allen Seiten von den Brennergasen berührt werden und daß im übrigen die Flamme 47 unmittelbar auf die Spiralscheibe 18 auftrifft, wodurch ein ausgezeichneter Wärmeübergang gewährleistet ist.
  • Zur unteren Abdeckung des Kamins 51 ist eine Scheibe 53 vorgesehen, die an einem Flansch 54 vernietet ist, welcher Flansch 54 nicht am Wärmetauscher befestigt ist, sondern am Brennermantel 36. Diese Scheibe dient zur Verminderung des Strömungsquerschnittes in Kamin 51, um eine optimale Durchströmung mit den Brennergasen zu gewährleisten.
  • Im übrigen dient diese Scheibe als Sichtschutz. Der Schutzmantel 1 ist am Kamin 51 und an dem Kondensatablauf 46 axial zentriert. Er wird also um den Brennermantel gewickelt und an der Unterseite vernietet, daß heißt es handelt sich um ein Wickelrohr, welches dann an einer bestimmten Stelle über seine gesamte axiale Länge durch Nietungen in sich geschlossen ist.
  • Im Innenraum des Brennermantels 36 ist noch ein Segment 55 angeschweißt, um zu verhindern, daß eventuell sich an der Innenseite des Brennerrohrs 36 bildendes Kondensat in Richtung auf die Dichtung 38 fließt.
  • Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß der Pralltopf entfernt ist, der früher erhöhte Abgastemperaturen gebracht hatte, was nachteilig ist. Erfindungsgemäß werden jetzt die Abgastemperaturen gesenkt, weil eben die spiralig ausgebildete Scheibe 18 unmittelbar in dem Flüssigkeitsfluß des Wärmetauschers eingeschaltet ist und direkt von der Brennerflamme 47, bzw. den Brennergasen, getroffen wird. Der Brennerwirkungsgrad wird also jetzt wesentlich erhöht, weil eben die Abgastemperatur gesenkt ist.
  • Hieraus ergibt sich, daß die Abgasverluste direkt proportional der Abgastemperatur sind und weil jetzt die Abgastemperatur gesenkt wurde, sind auch die Abgasverluste entsprechend weniger.
  • Bei einer Nennwärmeleistung von 50 bis 120 kW müssen die Abgasverluste 10% und kleiner sein, was mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher ohne weiteres erfüllt wird.
  • Mit der erfindungsgemäßen Befestigung des Rohrwärmebündels 13, 14 in dem Brennermantel 36 wird auch eine leichte Austauschbarkeit gewährleistet. Bei Korrosionsschäden muß nicht die komplette Heizschlange ersetzt werden; auf eine einfache Art kann sowohl die Innenrohrwendel 13 als auch die Außenrohrwendel 14 ausgetauscht werden, weil eben die erfindungsgemäße Schneidringverschraubung über die Spiralscheibe 18 und den Quernippel 24 in Verbindung mit der Mutter 33 erfolgt. Reperaturen können deshalb sehr kostengünstig durchgeführt werden.
  • Aufgrund der Konstruktion ist der Rohrwärmetauscher im übrigen sehr reinigungsfreundlich, weil neben den vorgesehenen Reinigungsöffnungen 6 und 9 noch der Rohrwärmetauscher auf die beschriebene Art sehr leicht zerlegbar ist und deshalb dann gründlich gereinigt werden kann.
  • Von der Fertigungsseite her ist wichtig, daß an der Stirnseite wo die Schneidringverschraubung mit der Platte 18 angeordnet ist, keine besondere Zentrierung notwendig ist, die Rohrwendeln 13, 14 müssen nur an der gegenüberliegenden Seite zentriert werden und hierbei sind Stifte 56 vorgesehen, die auf einem Blech 57 geschweißt sind, hierbei ist das Blech 57 jeweils am Außenumfang der inneren Rohrwendel 13 aufgeschweißt und trägt einen Stift 56, der sich am Innenumfang der äußeren Rohrwendel 14 anlegt. Es ist dort lediglich eine Berührungsbindung vorhanden.
  • Teile 56, 57 sind widerum gleichmäßig im Abstand von 120° am Umfang verteilt angeordnet, wobei wichtig ist, daß der Stift 56 als Verschleißteil ausgebildet ist, sodaß bei unterschiedlichen Längendehnungen keine Scheuerstelle an der Außenrohrwendel entsteht.
  • Im übrigen ist dieses Teil 56, 57 im Umfang von 120° angeordnet, sodaß also im unteren Teil des Wärmetauschers eine derartige Verbindung nicht vorliegt und deshalb nicht korrosionsgefährdet ist.
  • Für diese besondere Zentrierung mit einem an der Innenwendel 13 angeschweißten Blech 57 und einem darauf befestigten Stift 56 zur Zentrierung der Außenrohrwendel, wird gesonderter Schutz beansprucht.
  • Alle bisher bekannten Techniken verwenden eine feste Verbindung zwischen der Innenrohrwendel und der Außenrohrwendel, was nach der vorliegenden Erfindung vermieden wird.
  • Im übrigen bilden sich aufgrund dieser Ausbildung keine Nester wo sich ein aggressives Medium festsetzen kann, wodurch die Lebensdauer wesentlich erhöht wird. Es wird noch darauf hingewiesen, daß auch derartige Schweißungen an der vertikal verlaufenden Wendel 17 vorhanden sind, wobei die Wendeln 17 ebenfalls im Winkel von 120° miteinander verschweißt sein können.
    • ZEICHNUNGS-LEGENDE
  • Figure imgb0001

Claims (9)

  1. Wärmetauscher zur Warmwassererzeugung mit Öl- oder Gasbrennern, wobei zweilagig gewickelte Rohrlagen in vertikaler Anordnung vorgesehen sind und hierbei der Flammkegel von einer Seite des Wärmetauschers in den Bereich der Rohrlagen eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Innen- und der Außenrohrwendel (13, 14) über eine schneckenartig ausgebildete Scheibe (18) erfolgt, die im Zentrum eine Durchgangsbohrung aufweist, über welche die Innenrohrwendel (13) flüssigkeitsdicht mit der Außenrohrwendel (14) verbunden ist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (18) von einem Verbindungsnippel (24) durchsetzt ist, welcher in Verbindung mit einer Mutter (33) eine Schneidringverschraubung mit Schneidkanten (31) aufweist.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die schneckenartige Scheibe (18) die stirnseitige Rohrwendel (17) ebenfalls schneckenartig aufgewickelt und mit der Außenrohrwendel (14) verbunden ist.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (33) einen Gewindezapfen (35) aufweist, an dem der Brennermantel (36) befestigt ist.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innen- und Außenrohrwendel (13, 14) konisch gewickelt sind.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsnippel (24) einen um 90° abgebogenen angeschweißten Rohrnippel (25) aufweist, welcher den Wasserablauf darstellt.
  7. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennermantel (36) frontseitig auf eine Dichtscheibe (38) aufgepreßt ist, wobei eine Befestigung am Zulauf (23) und Auslauf (45) vorliegt und gleichzeitig mit axialer Pressung der Brennermantel (36) mit der Mutter (41) am gegenüberliegenden Ende verspannt ist.
  8. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennermantel (36) im unteren Bereich doppelwandig ausgeführt ist, wobei ein Kondensatablauf (46) ausgebildet ist.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohrwendel (13) zur Zentrierung der Außenrohrwendel (14) ein angeschweißtes Blech (57) mit einem Stift (56) aufweist.
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