<Desc/Clms Page number 1>
Wärmetauscher mit Blechlamellen, insbesondere für gasbeheizte Umlauf- oder Durchlauf-Wassererhitzer Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit Blechlamellen, insbesondere für gasbeheizte Umlauf- oder Durchlauf-Wassererhitzer, bei welchem Blechlamellen mit Abstand voneinander auf Rohre aufgesetzt sind, deren Querschnitt ein Verhältnis zwischen Längsachse und Querachse von mehr als 2:
1 aufweist, wobei die Längsachse des Rohrquerschnittes mit der Strömungsrichtung der Heizgase zusammenfällt und wobei ferner zwischen den Unterkanten der an der Lamelle für die Rohrdurchführungen angebrachten Ausnehmungen und der Unterkante der Lamelle ein schmaler Rand gebildet ist sowie symmetrisch zu den Längsachsen zweier aufeinanderfolgender Ausnehmungen ein von der Unterkante der Lamelle aus an den schmalen Rand anschliessender Ausschnitt mit Hinterschneidungen vorgesehen ist.
Derartige Wärmetauscher mit Blechlamellen sind in verschiedenartigen Ausführungen bekannt. Bei gasbeheizten Wassererhitzern bestehen die Lamellen meist aus dünnem Kupferblech, welche mit Aus- nehmungen für die Rohr-Durchführungen versehen sind. Die Ausnehmungen weisen dabei einen Bund auf, mit welchem die Lamelle an die Rohre angelötet ist, so dass ein allseitiges festes Umschliessen der Rohre durch die Lamellen gewährleistet ist. Als Rohre werden in neuerer Zeit solche mit einem Querschnitt verwendet, bei dem ein Verhältnis zwischen Längsachse und Querachse von mehr als 2: 1 vorhanden ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass Rohre mit ovalem oder elliptischem Querschnitt einen besseren Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu erzielen vermögen.
Eine bekannte Ausführungsform eines Wärmetauschers offenbart ausser dem elliptischen Rohrquerschnitt auch eine wellenförmige Ausbildung sowohl der Unterkante als auch der Oberkante der Lamelle, wobei die Länge der Längsachse des Rohrquerschnittes etwa 2/3 der Lamellenhöhe entspricht. Durch die wellenförmige Kantenausbildung der Lamelle entsteht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausnehmungen eine von der Unterkante aus nach innen ragende Aussparung, während an der parallel zur Unterkante verlaufenden Oberkante der Lamelle eine entsprechende Aussparung jeweils oberhalb jeder Ausnehmung gebildet ist. Auf diese Weise werden die Wärmewege von den äussersten Lamellenteilen an die gekühlte Rohrwand heran kürzer als bei Rohren mit rundem Querschnitt.
Die mittlere Lamellentemperatur und damit die Nachwärme wird wesentlich niedriger als bei Verwendung runder Rohre. Es ergibt sich daraus ein günstiges Wärmegefälle von den Heizgasen zur Lamellenfläche und damit ein günstiger Wirkungsgrad des Wärmetauschers.
Es wurde nun gefunden, dass eine weitere Verbesserung erreicht werden kann, um eine möglichst gleichmässige spezifische Wärmebelastung am Umfang der Rohre bei gleichzeitiger geringer Neigung zum Nachsieden zu erreichen. Die Erfindung besteht an einem Wärmetauscher der eingangs angeführten Art darin, dass der Scheitelpunkt des Ausschnittes mit Mnterschneidungen sich zumindest bis in Höhe des untersten Viertel der Ausnehmung erstreckt, derart, dass der Übergang vom schmalen Rand an der Unterkante der Lamelle zum Scheitelpunkt des Ausschnittes einen gegenüber dem schmalen Rand geringfügig breiter werdenden Rand um den unteren Teil der Ausnehmung herum bildet.
Durch eine solche Ausbildung der Blechlamellen wird ein Wärmetauscher geschaffen, welcher bei sehr geringem Druckverlust in den Lamellenrohren eine
<Desc/Clms Page number 2>
grosse wasserberührte Oberfläche ergibt, so dass eine ziemlich gleichmässige spezifische Wärmebelastung am Umfang der Lamellenrohre und eine geringe Neigung zum Nachsieden in einem Ausmasse erzielt ist, wie es mit den bekannten Ausführungsfor- men nicht zu erreichen war.
Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, welche in Fig. 1 einen Schnitt durch den Innenkörper eines gasbeheizten Wassererhitzers mit einer Draufsicht auf eine gemäss Erfindung ausgebildete Lamelle zeigt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Lamelle gemäss Fig. 1 in grösserem Massstab.
Um den Innenkörper 10 eines gasbeheizten Umlauf- oder Durchlauf-Wassererhitzers ist in an sich bekannter Weise in wendelförmigen Windungen ein wasserführendes Rohr 11 herumgeführt, welches am oberen Ende des Innenkörpers 10 in mehreren mäanderartig verlaufenden Windungen durch den Innenkörper hindurchgeführt ist. Auf diese Rohrwindungen 11' am oberen Ende des Innenkörpers 10 sind Blechlamellen 12 mit Abstand voneinander aufgesetzt, so dass ein Wärmetauscher gebildet ist. Die Rohrwindungen 11' weisen dabei einen Rohrquerschnitt auf, bei welchem das Verhältnis zwischen Längsachse und Querachse mehr als 2: 1 ist.
Ausserdem fällt die Längsachse des Rohrquerschnittes in an sich bekannter Weise mit der Strömungsrichtung der Heizgase zusammen. Dabei ist jede der Lamellen 12 in folgender Weise ausgebildet. Die Unterkanten 13 der an der Lamelle angebrachten Ausnehmungen 14 für die Durchführung der Rohrwindungen 11' reichen so weit bis an die Unterkante 15 der Lamelle 12 heran, dass unterhalb jeder Ausnehmung 14 ein schmaler Rand 16 gebildet ist, dessen Höhe höchstens ein Halb der Länge der Querachse der Aus- nehmung 14 beträgt.
Weiter besteht ein wesentliches Merkmal der Lamellenausbildung darin, dass symmetrisch zu den Längsachsen zweier aufeinanderfolgender Ausnehmungen 14 von der Unterkante 15 der Lamelle 12 aus ein an den schmalen Rand 16 anschliessender Ausschnitt 17 mit Hinterschneidungen vorgesehen ist, dessen Scheitelpunkt 18 sich zumin- dest bis in Höhe des untersten Viertel der Aus- nehmung 14 erstreckt.
Der Ausschnitt 17 ist dabei in der Weise ausgebildet, dass der Übergang vom schmalen Rand 16 an der Unterkante 15 der Lamelle 12 zum Scheitelpunkt 18 des Ausschnittes 17 einen gegenüber dem schmalen Rand 16 geringfügig breiter werdenden Rand 19 um den unteren Teil der Ausnehmung 14 herum bildet. Auf diese Weise wird ein sehr günstiger Wärmeübergang zumindest am unteren Teil der Rohrwindung 11' erreicht. Dar- überhinaus kann auch an der Oberkante der Lamelle 12 eine von einer Geraden abweichende Kantenausbildung vorgesehen werden.
So kann an der Lamelle 12 oberhalb jeder Ausnehmung 14 für die Rohr- durchführung 11' eine Aussparung 20 vorgesehen sein, deren Kante 24' parallel zur Unterkante 15 der Lamelle 12 in einem Ausmasse verläuft, dass die Oberkante 21 der Lamelle 12 vom Scheitelpunkt 22 der Ausnehmung 14 an keiner Stelle einen grösseren Abstand aufweist als der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausnehmungen 14.
Weiterhin kann in der Symmetrieachse zwischen den Längsachsen zweier aufeinanderfolgender Ausnehmungen 14 eine von der Oberkante 21 der Lamelle 12 ausgehende Sicke 23 gebildet sein, welche sich zumindest bis in Höhe des obersten Viertel der Ausneh- mung 14 erstreckt. Durch die vorstehend geschilderte Ausbildung der Oberkante der Lamelle 12 kann auch am oberen Teil der Rohrwindung 11' ein besserer Wärmeübergang erreicht werden. Vorzugsweise weisen deshalb die Lamellen 12 sowohl an der Unterkante 15 als auch an der Oberkante 21 die geschilderte Ausbildung auf. Die Oberkante 21 könnte jedoch auch einen anderen Verlauf nehmen.
Auf jeden Fall sollte aber die Gesamtausbildung der Lamelle 12 darauf abzielen, dass ein möglichst gleichmässiger Wärmeübergang von der Lamelle auf die Rohrwindungen 11' erreicht wird.
Eine Anpassung der Lamellen 12 an verschiedene Grössen von Wärmetauschern ist in äquivalenter Weise möglich.