DE69801631T2

DE69801631T2 - Heat exchanger element with high efficiency for a radiator in a sectional boiler

Info

Publication number: DE69801631T2
Application number: DE69801631T
Authority: DE
Inventors: Michel Fuhlhaber
Original assignee: De Dietrich Thermique SAS
Current assignee: De Dietrich Thermique SAS
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2018-10-24
Also published as: EP0913651A1; FR2770625B1; DE69801631D1; ATE205589T1; FR2770625A1; EP0913651B1

Abstract

The heat exchanger, having projecting studs (4) on its lateral surfaces (2,3), has an inner chamber with a chicane for the heat-carrying fluid formed by lower (30) and upper (31) deflectors and lower (26) and upper (26) partitions. The partitions stop short of the end walls of the heat exchanger and form restricted passages (27,28) for the heat carrying fluid passing through them. The two deflectors are inclined upwards in relation to the flow of fluid between the inlet (21) and outlet (22) of the heat exchanger.

Description

Fußbodenheizungen und bestimmte Heizelemente mit Wasserzirkulation für Zimmer und Räume ermöglichen die Verwendung von sogenanntem Wasser mit niedriger Temperatur bis im Bereich von 20ºC-35ºC.Underfloor heating and certain heating elements with water circulation for rooms and spaces enable the use of so-called low-temperature water in the range of 20ºC-35ºC.

Der Idealzustand beim Wirkungsgrad besteht in der direkten Verwendung des aus dem Heizkessel austretenden Wassers, das Temperaturen aufweist, die im Bereich des Heizungsbaus als niedrig angesehen werden.The ideal state of efficiency consists in the direct use of the water coming out of the boiler, which has temperatures that are considered low in the field of heating engineering.

Bei Heizkesseln, die mit Wasser betrieben werden, das eine derart niedrige Temperatur aufweist, kondensieren Abgase im stromabwärts gelegenen Teil ihres Durchlaufweges, was die folgenden bekannten Unannehmlichkeiten mit sich bringt: Korrosion durch säurehaltiges Kondenswasser, wodurch eine Beschädigung der Wärmetauscherelemente verursacht wird, Schwierigkeiten in Verbindung mit der Sammlung und der Entleerung des Kondenswassers.In boilers operating with water at such a low temperature, exhaust gases condense in the downstream part of their flow path, causing the following well-known inconveniences: corrosion by acidic condensate, causing damage to the heat exchanger elements, difficulties related to the collection and drainage of condensate.

Um den Wirkungsgrad der Wärmetauscherelemente von Gliederheizkesseln zu steigern, werden erhabene zahnförmige Elemente verwendet, wodurch die ebenen Flächen von zwei aufeinanderfolgenden Wärmetauscherelementen erhaben sind und deren Strukturen ineinander übergehen, um eine angepaßte Verlangsamung der Gase und Abgase zu bewirken, die sich auf ihrem Weg entlang der Wärmetauscherelemente ihrer Wärmeeinheiten entledigen.In order to increase the efficiency of the heat exchanger elements of sectional boilers, raised tooth-shaped Elements are used whereby the flat surfaces of two consecutive heat exchanger elements are raised and their structures merge into one another in order to cause an adapted slowing down of the gases and exhaust gases which get rid of their heat units on their way along the heat exchanger elements.

Ein weiteres bekanntes Merkmal zur Steigerung des Wirkungsgrades dieser Wärmetauscherelemente betrifft das Vorhandensein eines inneren Hindernisses, das aus zwei transversalen versetzten Wänden besteht, die jeweils mit der angrenzenden Wand des Wärmetauscherelementes ein Ganzes bilden.Another well-known feature for increasing the efficiency of these heat exchanger elements concerns the presence of an internal obstacle consisting of two transverse offset walls, each of which forms a whole with the adjacent wall of the heat exchanger element.

Diese Wärmetauscherelemente werden normalerweise durch Gießen in einer Gießerei hergestellt, was die Herstellung ziemlich komplexer Gießformen und auch die Verwendung von Sandkernen zur Bildung von Hohlkörpern mit sich bringt.These heat exchanger elements are usually manufactured by casting in a foundry, which involves the production of fairly complex molds and also the use of sand cores to form hollow bodies.

Diese Innenwände verkomplizieren die Herstellung des Gießsandkerns und stellen transversale hohle Zonen dar, die ihn brüchig werden lassen. Auf diese Weise zeigt sich, daß das Risiko eines Bruchs, einer Beschädigung oder einfach der Verformung groß ist. Dieses Risiko bringt die Erhöhung der Anzahl schadhafter Teile mit sich, die entsorgt oder verschrottet werden müssen. Außerdem steht das Vorhandensein dieser Wände, die ein Hindernis bilden, der Entleerung des Sandes nach der Herstellung des Stückes entgegen. In der Tat fließt der Sand schlecht in Richtung der einzigen vorhandenen Ausgänge der Innenkammer, bei denen es sich um die für den Eintritt und den Austritt der wärmeübertragenden Flüssigkeit vorgesehenen handelt. Noch problematischer ist, daß der Verbindungswinkel zwischen jeder transversalen Wand, die ein Hindernis bildet, und der Wand des Wärmetauscherelementes, rückwärts gerichtet ist, also eine wirkliches Zurückhaltefalle für den Sand darstellt, der sich von diesen Stellen nur schwer entfernen läßt.These internal walls complicate the manufacture of the sand core and constitute transverse hollow zones that make it fragile. In this way, it is evident that the risk of breakage, damage or simply deformation is high. This risk entails an increase in the number of defective parts that must be disposed of or scrapped. In addition, the presence of these walls, which form an obstacle, hinders the emptying of the sand after the piece has been manufactured. In fact, the sand flows poorly towards the only existing Outlets of the internal chamber, which are those for the inlet and outlet of the heat transfer fluid. Even more problematic is that the angle of connection between each transverse wall that forms an obstacle and the wall of the heat exchanger element is directed backwards, thus creating a real trap for the sand, which is difficult to remove from these points.

Diese Unannehmlichkeit wurde durch die Ausfertigung von Entleerungsöffnungen für den Sand auf gleicher Höhe mit den von den transversalen Wänden des Hindernisses begrenzten Abteilungen beseitigt. Der Sand entleert sich nahezu ganz durch diese Öffnungen, und in diesem Punkt erweist sich diese Lösung als zufriedenstellend. Im Gegensatz dazu müssen die Öffnungen wieder verschlossen werden, um die technische Verwendung des Wärmetauscherelementes zu ermöglichen. Aus diesem Grund sind zusätzliche mechanische Arbeiten zum Verschließen der Öffnungen auszuführen. Dieses Verschließen erfolgt oft durch Schneiden eines Innengewindes in die Wände der Öffnungen und dann durch Verschließen derselben mit Gewindestiften. Es ist verständlich, daß diese zusätzlichen Arbeiten besonders den Preis des Wärmetauscherelementes verteuern und dessen Herstellungsdauer verlängern und ihn dabei technisch verkomplizieren und mechanisch weniger haltbar machen.This inconvenience was eliminated by making sand discharge holes at the same height as the compartments delimited by the transverse walls of the obstacle. The sand is almost entirely discharged through these holes and, in this respect, this solution is satisfactory. On the other hand, the holes must be closed again to allow the technical use of the heat exchanger element. For this reason, additional mechanical work must be carried out to close the holes. This closing is often carried out by cutting an internal thread in the walls of the holes and then closing them with threaded pins. It is understandable that this additional work increases the price of the heat exchanger element and lengthens its manufacturing time, making it technically more complicated and mechanically less durable.

Es ist auch ein in der Patentanmeldung DE 36 22 266 im Namen von VAILLANT beschriebener Wärmetauscher bekannt, der in seiner Innenkammer Ablenkbleche mit kleinen Abmessungen aufweist, die sich nicht mit den Seitenwänden des Wärmetauschers in Kontakt befinden.A heat exchanger described in patent application DE 36 22 266 in the name of VAILLANT is also known, which has in its inner chamber small-sized baffles that are not in contact with the side walls of the heat exchanger.

Es handelt sich um einen klassischen Wärmetauscher mit äußeren erhabenen zahnförmigen Elementen, der zwei leicht fächerförmig angeordnete, offene geneigte Ablenkbleche aufweist. Aufgrund ihrer, Lage und ihrer kurzen Länge bewirken sie gemeinsam eine hydrodynamische Wirkung des Ganzen, indem sie den Fluß vorzugsweise nach oben und auf die gegenüberliegende Wand richten.It is a classic heat exchanger with external raised tooth-shaped elements, which has two open inclined baffles arranged in a slight fan shape. Due to their position and their short length, they together produce a hydrodynamic effect of the whole, directing the flow preferentially upwards and towards the opposite wall.

Die zwei Ablenkbleche stellen nicht wirklich ein Hindernis dar. Sie richten den Fluß nur leicht aus, um Totzonen zu verringern. Sie verlängern die Durchlaufstrecke der Flüssigkeit nicht so sehr, wobei die meiste Flüssigkeit sogar direkt von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung gelangen kann, ohne umgeleitet zu werden. Es wird also eine sehr geringe Verbesserung des Wärmeaustauschs erreicht.The two baffles do not really represent an obstacle. They only slightly direct the flow to reduce dead zones. They do not increase the fluid path that much, and most of the fluid can even go directly from the inlet to the outlet without being diverted. So very little improvement in heat exchange is achieved.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung dieser Unannehmlichkeiten durch die Herstellung eines Wärmetauscherelementes durch Gießen bei kleinem Risiko von Fabrikationsfehlern und ohne Sandrückstände nach dessen Entleerungsphase, wobei das Wärmetauscherelement einen Wärmeaustausch mit hohem Wirkungsgrad aufweist.The aim of the invention is to eliminate these inconveniences by producing a heat exchanger element by casting with a low risk of manufacturing defects and without sand residues after its emptying phase, the heat exchanger element having a high level of heat exchange efficiency.

Wie bereits erwähnt, stellt der neue Sandkern eine industrielle Herstellung bei kleinem Risiko von Folgefehler(n) einer Verschlechterung oder eines Bruches des Sandkerns sicher.As already mentioned, the new sand core ensures industrial production with a low risk of subsequent defects such as deterioration or breakage of the sand core.

Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Wärmetauscherelement mit hohem Wirkungsgrad für einen Gliederheizkessel, das eine Innenstruktur in Form eines durch zwei transversale Strukturen begrenzten Hindernisses aufweist, wovon jede aus einer versetzten transversalen Ebene und aus voneinander entfernten geneigten Ablenkblechen besteht, die ein Ablenkmittel sowie ein zweites Hindernis bilden.To this end, the invention relates to a high efficiency heat exchanger element for a sectional boiler, comprising an internal structure in the form of an obstacle delimited by two transverse structures, each of which consists of an offset transverse plane and of spaced-apart inclined deflectors forming a deflection means and a second obstacle.

Dank dieser Struktur ermöglicht die Erfindung nach dem Abguß über die vorhandenen Öffnungen die vollständige Entleerung von Rückständen des Kerns, die in den rückwärts gerichteten Winkeln auf der Höhe der Enden der Ablenkbleche in der Nähe des Körpers des Wärmetauscherelementes vorhanden sind.Thanks to this structure, the invention allows, after casting, the complete emptying of the core residues present in the rearward angles at the level of the ends of the baffles near the body of the heat exchanger element via the existing openings.

Außerdem wird der allgemeine Wirkungsgrad des Wärmetauscherelementes durch die Verlängerung des Durchlaufweges des Wassers im Inneren der Kammer und durch die Beseitigung von Totzonen auf der Höhe der Wände des Hindernisses weiter erhöht.In addition, the overall efficiency of the heat exchanger element is further increased by extending the water flow path inside the chamber and by eliminating dead zones at the level of the walls of the obstacle.

Wie bereits erwähnt, erhält der Kern durch die Beseitigung von transversalen Hinderniswänden mit großer Länge, die mit dem Körper des Wärmetauschers verbunden sind, eine ausreichende mechanische Widerstandskraft, um eine industrielle Herstellung ohne innere(n) Fehler zu garantieren.As already mentioned, by eliminating transverse obstacle walls of great length connected to the body of the heat exchanger, the core obtains sufficient mechanical resistance, to guarantee industrial production without internal defects.

Der durch Befestigungselemente verstärkte Kern, die dessen Kohäsion verbessern, widersteht systematisch den verschiedenen Beanspruchungen des Abgusses.The core, reinforced by fasteners that improve its cohesion, systematically resists the various stresses of the casting.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen hinterlegt, die auf nicht begrenzende Art und Weise ausgeführt ist, wobei:Further features and advantages of the present invention are set out in the following description with reference to the accompanying drawings, which are given in a non-limiting manner, in which:

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht über die Länge der Innenkammer eines Wärmetauscherelementes gemäß dem Stand der Technik ist;Fig. 1 is a vertical sectional view along the length of the inner chamber of a heat exchanger element according to the prior art;

Fig. 2 eine Vertikalschnittansicht über die Länge der Innenkammer eines Wärmetauscherelementes gemäß der Erfindung ist;Fig. 2 is a vertical sectional view along the length of the inner chamber of a heat exchanger element according to the invention;

Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht über die Länge der Innenkammer eines Wärmetauscherelementes gemäß der Erfindung ist, die den Durchlaufweg der Wasserströme zwischen der unteren Eintrittsöffnung und der oberen Austrittsöffnung darstellt;Fig. 3 is a vertical sectional view along the length of the internal chamber of a heat exchanger element according to the invention, showing the passage path of the water streams between the lower inlet opening and the upper outlet opening;

Fig. 4 eine schematische, allgemeine Näherungsansicht des Gießsandkerns ist, der dem Hohlkörper des Wärmetauscherelementes gemäß der Erfindung entspricht;Fig. 4 is a schematic, general approximate view of the casting sand core which forms the hollow body of the heat exchanger element according to the invention;

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Wärmetauscherelement gemäß der Erfindung ist;Fig. 5 is a plan view of a heat exchanger element according to the invention;

Fig. 6 eine vertikale Querschnittsansicht gemäß der Linie VI-VI von Fig. 5 ist;Fig. 6 is a vertical cross-sectional view according to the line VI-VI of Fig. 5;

Fig. 7 eine horizontale Querschnittsansicht des unteren Teils des Wärmetauscherelementes gemäß der Erfindung gemäß der Linie VII-VII von Fig. 5 ist;Fig. 7 is a horizontal cross-sectional view of the lower part of the heat exchanger element according to the invention according to the line VII-VII of Fig. 5;

Fig. 8 eine horizontale Querschnittsansicht gemäß einer Ebene ist, die über die Öffnungen der zwei seitlich nebeneinander positionierten Wärmetauscherelemente verläuft.Fig. 8 is a horizontal cross-sectional view according to a plane passing through the openings of the two heat exchanger elements positioned side by side.

Das Wärmetauscherelement gemäß der Erfindung ist für Gliederheizkessel, insbesondere Kondensationsheizkessel vorgesehen. Jede Verwendung einer anderen Art von Heizkessel, bei der keine weitere erfinderische Leistung offenbart wird, liegt jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung.The heat exchanger element according to the invention is intended for sectional heating boilers, in particular condensing heating boilers. However, any use of a different type of heating boiler, in which no further inventive achievement is disclosed, is within the scope of the present invention.

Nachfolgend wird anhand eines nicht begrenzenden Beispiels ein für einen Glieder-Kondensationsheizkessel mit Gasbrenner vorgesehenes Wärmetauscherelement beschrieben.The following describes, using a non-limiting example, a heat exchanger element intended for a sectional condensing boiler with a gas burner.

Das Wärmetauscherelement weist die Form eines Hohlkörpers 1 mit allgemein annähernd parallelepipedischer Form mit zwei Wärmetausch-Seitenflächen 2 und 3 auf, die mit erhabenen zahnförmigen Elementen 4 mit prismatischer Form mit abgerundetem Ende 5 versehen sind und einen rautenförmigen Querschnitt 6 aufweisen.The heat exchanger element has the shape of a hollow body 1 with a generally approximately parallelepiped shape with two heat exchange side surfaces 2 and 3, which are provided with raised tooth-shaped elements 4 with a prismatic shape with a rounded end 5 and have a diamond-shaped cross-section 6.

Diese erhabenen zahnförmigen Elemente stellen erhabene Spitzen jeder Wärmetausch-Seitenfläche 2 und 3 dar, die wie dargestellt in aufeinanderfolgenden Querreihen 7 angeordnet sind. Diese Reihen sind im Verhältnis zu denjenigen der Wärmetausch-Seitenfläche versetzt, die dem angrenzenden Wärmetauscherelement gegenüberliegt, und überragen die Verbindungsebene zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherelementen 8 und 9 (Fig. 8) ausreichend, um sich in den Freiräumen zwischen den erhabenen zahnförmigen Elementen 10 zu überlappen und ein flaches Durchgangsvolumen 11 für die Abgase darzustellen, das größtenteils von den erhabenen zahnförmigen Elementen belegt ist. Die Freiräume 10 bilden genauso viele Durchgänge 12 als Hindernis zwecks Verlangsamung des Austritts der Abgase.These raised tooth-shaped elements constitute raised tips of each heat exchanger face 2 and 3, arranged in successive transverse rows 7 as shown. These rows are offset in relation to those of the heat exchanger face facing the adjacent heat exchanger element and protrude beyond the junction plane between two adjacent heat exchanger elements 8 and 9 (Fig. 8) sufficiently to overlap in the spaces between the raised tooth-shaped elements 10 and to constitute a flat passage volume 11 for the exhaust gases, which is largely occupied by the raised tooth-shaped elements. The spaces 10 form as many passages 12 as an obstacle for slowing down the exit of the exhaust gases.

Es wird unterschieden zwischen einer Mehrheit von erhabenen zahnförmigen Elementen 4 mit identischer Form und Größe, einer oberen Linie 13 mit erhabenen zahnförmigen Elementen mit kleiner Größe und zwei Endspalten 14 und 15, die aus besonderen erhabenen zahnförmigen Elementen 16 mit im allgemeinen rechteckigem Querschnitt gebildet, und in wechselnder Folge symmetrisch angeordnet sind.A distinction is made between a plurality of raised tooth-shaped elements 4 with identical shape and size, an upper line 13 with raised tooth-shaped elements of small size and two end columns 14 and 15, which are formed from special raised tooth-shaped elements 16 with a generally rectangular cross-section and are symmetrically arranged in alternating sequence.

Die Zone von erhabenen zahnförmigen Elementen einer jeden Wärmetausch-Seitenfläche 2 und 3 wird seitlich durch zwei hervorstehende Verbindungsränder 17 und 18 begrenzt, deren Kanten die Verbindungsebene definieren und als Unterstützung für die entsprechenden Kanten des benachbarten Wärmetauscherelementes mit Zwischenpositionierung einer Dichtung 19 bei der Montage-Nebeneinanderpositionierung des Heizkörpers (Fig. 8) dienen.The zone of raised tooth-shaped elements of each heat exchanger side surface 2 and 3 is laterally delimited by two protruding connecting edges 17 and 18, the edges of which define the connecting plane and serve as a support for the corresponding edges of the adjacent heat exchanger element with intermediate positioning of a seal 19 during the assembly juxtaposition of the radiator (Fig. 8).

Das flache Durchgangsvolumen 11, das durch die Verbindung von zwei benachbarten Wärmetauscherelementen 8 und 9 gebildet ist, dient als Fallschacht für die Abgase.The flat passage volume 11, which is formed by the connection of two adjacent heat exchanger elements 8 and 9, serves as a fall shaft for the exhaust gases.

Die gegenüberliegende Seitenfläche weist eine identische Gestaltung auf, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt ist.The opposite side surface has an identical design as shown in Fig. 7 and 8.

Das Wärmetauscherelement weist eine Innenkammer 20 auf, die ein von der wärmeübertragenden Flüssigkeit zwischen einer unteren Eintrittsöffnung 21 und einer oberen Austrittsöffnung 22 durchquertes flaches Innenvolumen darstellt.The heat exchanger element has an inner chamber 20, which represents a flat internal volume traversed by the heat-transferring fluid between a lower inlet opening 21 and an upper outlet opening 22.

Im Rahmen der beispielhaften Anwendung weist der Körper des Wärmetauscherelementes ein oberes Ende 23 auf, das an Aussparung 24 angepaßt ist. Dieser Hohlraum 24, der praktisch die gesamte Länge des Wärmetauscherelementes zwischen einer Verlängerung der Seitenwand und dem Block der oberen Öffnung des Austritts 22 belegt, ist zusammen mit den benachbarten Wärmetauscherelementen 8, 9 und anderen, den Heizkörper des Heizkessels bildenden Elementen dazu bestimmt, einen an seinem oberen Ende durch den Gasbrenner (nicht dargestellt) verschlossenen Brennraum zu bilden.In the exemplary application, the body of the heat exchanger element has an upper end 23 which is adapted to recess 24. This cavity 24, which practically covers the entire length of the heat exchanger element between an extension of the side wall and the block of the upper opening of the outlet 22, is intended, together with the adjacent heat exchanger elements 8, 9 and other elements forming the heating body of the boiler, to form a combustion chamber closed at its upper end by the gas burner (not shown).

Der Körper des Wärmetauscherelementes ist an seinem unteren Ende auf der Höhe der Wärmetausch-Seitenflächen 2, 3 offen und mit einem Sammelbehälter für Kondenswassser verbunden.The body of the heat exchanger element is open at its lower end at the level of the heat exchange side surfaces 2, 3 and is connected to a collecting tank for condensate.

Diese Anordnung ist typisch für einen Kondensations- Gasheizkessel. Sie ermöglicht auf bequeme Art und Weise, das Herunterrieseln von Kondensaten auf den Brenner zu vermeiden.This arrangement is typical for a condensing gas boiler. It conveniently prevents condensate from trickling down onto the burner.

Um den zu erwärmenden Wasserfluß zu verlangsamen und aufzuteilen, der von der an den unteren Ende angeordneten unteren Eintrittsöffnung 21 kommt, weist das Innenvolumen der Kammer 20 eine Struktur eines Hindernisses auf, das in Form von zwei großen, leicht schrägen Wänden ausgeführt ist, wovon eine untere 25 und eine andere obere 26 nicht mit der Wand des Seitenrandes zusammentrifft, die an die jeweils mit 17 und 18 bezeichneten Verbindungsstellen des Körpers des Wärmetauscherelementes angrenzt. Das proximale Ende jeder großen Wand 25 oder 26 ist im Verhältnis zu der an der Innenkammer 20 angrenzenden Wand in einem Abstand versetzt, der einen jeweils mit 27 und 28 bezeichneten eingeschränkten Durchgang bildet.In order to slow down and divide the flow of water to be heated coming from the lower inlet opening 21 located at the lower end, the internal volume of the chamber 20 has a structure of an obstacle made in the form of two large, slightly inclined walls, one lower 25 and another upper 26 of which do not meet the wall of the lateral edge adjacent to the joints of the body of the heat exchanger element, indicated respectively by 17 and 18. The proximal end of each large wall 25 or 26 is offset in relation to the wall adjacent to the internal chamber 20 by a distance which forms a restricted passage indicated respectively by 27 and 28.

Diese Abstände machen den Gießkern, wie oben erwähnt, fester, indem sie vermeiden, daß er in Querrichtung auf einer zu großen Länge gespalten wird, wie dies beim Stand der Technik (Fig. 1) der Fall ist.These distances make the casting core, as mentioned above, stronger by preventing it from being split transversely over too great a length, as is the case in the prior art (Fig. 1).

Die großen schrägen unteren 25 und oberen Wände 26 sind schwach geneigt, wobei sie so in Richtung der Verlagerung der wärmeübertragenden Flüssigkeit ansteigen, daß sie den Durchlauf der Flüssigkeit wie für eine Mischrohröffnung (Fig. 2) begünstigen. Dies ist bei der großen unteren Wand 25 der Fall, die einen Mischbereich ab der unteren Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit begrenzt, aber auch bei der großen oberen Wand 26, die den Strom nicht umlenkt, ihn aber zu einem verlängerten Durchlaufweg 29 mit Schleifen zwingt.The large sloping lower 25 and upper 26 walls are slightly inclined, rising in the direction of the displacement of the heat-transferring fluid in such a way that they favor the passage of the fluid as for a mixing tube opening (Fig. 2). This is the case for the large lower wall 25, which delimits a mixing area from the lower inlet opening for the fluid, but also for the large upper wall 26, which does not divert the flow but forces it to follow an extended passage path 29 with loops.

Um ein zu umfangreiches Auslaufen des Stromes durch die eingeschränkten Durchgänge 27 und 28 zu vermeiden, ist vor jedem derselben jeweils ein nach oben geneigtes unteres 30 und oberes Ablenkblech 31 vorgesehen. Diese Ablenkbleche weisen eine kleine Größe auf und sind einstückig mit der angrenzenden Seitenwand der Innenkammer 20 ausgeführt. Sie ermöglichen die örtliche Ablenkung des Wasserstromes, um dessen Eintritt in die eingeschränkten Durchgänge 27 und 28 zu vermeiden.In order to prevent excessive leakage of the flow through the restricted passages 27 and 28, an upwardly inclined lower 30 and upper 31 deflector plate is provided in front of each of them. These deflectors are small in size and are made in one piece with the adjacent side wall of the inner chamber 20. They enable the local deflection of the water flow in order to prevent it from entering the restricted passages 27 and 28.

Auf diese Weise wird jedes Mal ein jedes Mal ein sekundäres unteres 32 und oberes Hindernis 33 gebildet, dessen einziger Zweck in der Vermeidung oder zumindest in der Begrenzung des Eintritts des Wasserstromes in den technischen Abstand besteht, der zwischen dem proximalen Ende jeder großen Wand und der angrenzenden Wand der Innenkammer 20 vorhanden ist.In this way, each time a secondary lower 32 and upper 33 obstacle is formed, the sole purpose of which is to prevent or at least to limit the entry of the water flow into the technical distance existing between the proximal end of each major wall and the adjacent wall of the inner chamber 20.

Es ist zu bemerken, daß die Neigung des oberen Ablenkbleches 31 stärker ist. Diese ist durch die Form des Wasserstromes bedingt, der von dem unteren Teil der Kammer kommt und abgelenkt werden muß, damit er an der großen Wand 26 entlang verläuft.It should be noted that the inclination of the upper deflector 31 is greater. This is due to the shape of the water flow coming from the lower part of the chamber and which must be deflected so that it runs along the large wall 26.

Auf diese Weise wird eine Verlangsamung und eine Erhöhung des Durchlaufes der Flüssigkeit erzielt, was für die Erhöhung des Wirkungsgrades des Wärmeaustausches während der Fließbewegung der Flüssigkeit entlang der Innenkammer vorteilhaft ist, wobei sie sich erwärmt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, die den Wasserstrom darstellt.In this way, a slowing down and an increase in the flow of the liquid is achieved, which is beneficial for increasing the efficiency of the heat exchange during the flow of the liquid along the internal chamber, heating it up, as shown in Fig. 3, which represents the water flow.

Das große Interesse der Erfindung besteht in der Tatsache, daß die Fabrikation eines Wärmetauscherelementes mit einer Gießtechnik mit einem mechanisch festen Sandkern möglich ist, wodurch eine wiederholbare Qualität bei der industriellen Herstellung sichergestellt wird, und gleichzeitig die durch die Struktur des inneren Hindernisses geförderten Vorteile verbessert werden.The great interest of the invention lies in the fact that it allows the manufacture of a heat exchanger element using a casting technique with a mechanically solid sand core, thus ensuring a repeatable quality in industrial production, while improving the advantages promoted by the structure of the internal barrier.

Auf diese Weise wird der Kern, wie in Fig. 4 dargestellt, in Form eines kompakten Blockes 34 ohne große Querkerbe(n) hergestellt.In this way, the core is produced in the form of a compact block 34 without large transverse notch(s), as shown in Fig. 4.

Es wird zwischen einer unteren begrenzten und geneigten Kerbe 35 und einer oberen 36 unterschieden, die den Wänden 25 und 26 entsprechen, und zwei kleine schräge versetzte Querkerben 37 und 38, die den Ablenkblechen 30 und 31 von sekundären Hindernissen 32 und 33 entsprechen, die die Materialverbindungen oder Befestigungselemente 39 und 40 abgrenzen.A distinction is made between a lower delimited and inclined notch 35 and an upper one 36, which correspond to the walls 25 and 26, and two small oblique offset transverse notches 37 and 38, which correspond to the deflectors 30 and 31 of secondary obstacles 32 and 33, which delimit the material connections or fastening elements 39 and 40.

Diese Materialverbindungen oder Befestigungselemente 39 und 40 auf der Höhe dieser sekundären Hindernisse verleihen dem Kern die zusätzliche mechanische Festigkeit, die ihm bei den Ausführungsformen von Wärmetauscherelementen nach dem Stand der Technik im Hinblick auf Wände 41 und 42 von transversalen Hindernissen fehlten, und die aus einem einzigen Stück mit der angrenzenden Seitenwand der Innenkammer (Fig. 1) bestanden.These material connections or fastening elements 39 and 40 at the level of these secondary obstacles give the core the additional mechanical strength which was lacking in the embodiments of heat exchanger elements according to the prior art with regard to walls 41 and 42 of transverse obstacles and which consisted of a single piece with the adjacent side wall of the internal chamber (Fig. 1).

In Fig. 5 sind hervorspringende transversale Kanten 43 und 44 entlang Verbindungsrändern zu bemerken. Diese transversalen Kanten, von denen mindestens zwei auf jedem Verbindungsseitenrand vorhanden sind, teilen die Länge in Abstände von annähernd gleicher Länge auf. Ihr Zweck besteht darin, die Rolle eines erhabenen zahnförmigen Elementes einzunehmen, um den Raum zwischen zwei erhabenen zahnförmigen Elementen einer Endspalte zu belegen.In Fig. 5, protruding transverse edges 43 and 44 are noted along connecting edges. These transverse edges, of which there are at least two on each connecting side edge, divide the length into intervals of approximately equal length. Their purpose is to take on the role of a raised tooth-shaped element to occupy the space between two raised tooth-shaped elements of an end column.

Es ist zu bemerken, daß die obere Kante 43 auf der Höhe des sekundären oberen Hindernisses 33 in dem zwischen den zwei Ablenkblechen vorhandenen Raum positioniert ist.It should be noted that the upper edge 43 at the level of the secondary upper obstacle 33 in the area between positioned in the space available between the two deflectors.

Um die Zirkulation der Abgase und somit den Wärmeaustausch zu verbessern und um die Lebensdauer der Wärmetauscherelemente zu verlängern und um die Reinigung zu erleichtern, ist die Emaillierung der Wärmetauschflächen der Seitenflächen des Wärmetauscherelementes vorgesehen.In order to improve the circulation of the exhaust gases and thus the heat exchange, to extend the service life of the heat exchanger elements and to facilitate cleaning, the heat exchange surfaces of the side surfaces of the heat exchanger element are enamelled.

Die Emailleschicht verleiht den Wärmetauschflächen einen Schutz gegen die Korrosion sowie Glattheit, wodurch der Durchgang der Abgase verbessert, und Verkrustungen und Ablagerungen größtenteils vermieden werden.The enamel layer provides the heat exchange surfaces with protection against corrosion and smoothness, which improves the passage of exhaust gases and largely prevents incrustations and deposits.

Claims

1. High-efficiency heat exchanger element for a sectional heating boiler, in particular a condensing heating boiler, which on the one hand has raised tooth-shaped elements (4) on its heat exchange side surfaces (2, 3), each of which is delimited by connecting edges (17, 18), and on the other hand has an inner chamber (20) with obstacles through which the heat-transferring fluid passes,

characterized in that

the obstacle is divided into an upper structure (26,31) and a lower structure (25,30) with the function of a baffle, each of which consists of a first (25, 26) and a second baffle (30,31), the first baffle (25, 26) being spaced from the adjacent side wall of the inner chamber (20) by a gap extending between the proximal end of the first baffle (25, 26) and the side wall, in order to form a restricted passage (27, 28) each time and wherein the second baffle (30,31) is offset from the first baffle (25, 26) in the direction of the inlet of the heat transfer fluid so as to form a secondary lower (32) and upper obstacle (33) each time with the proximal end of the first baffle (25, 26) and to enable the formation of aggregate sand joints (39, 40) in the mold core, which give it additional mechanical strength and enable simple, facilitated and complete emptying of the mold sand after casting.

2. Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the first baffles (25, 26) are inclined upwards in the advance direction of the heat-transferring liquid.

3. Heat exchanger element according to claim 1 or 2, characterized in that the secondary upper obstacle (33) consists of the proximal end of an upper wall (26) of the main obstacle and of an inclined deflector plate (31) of small length, inclined upwards in the heat exchanger, arranged below the upper wall and formed integrally with the adjacent side wall of the internal chamber (20) in order to delimit with the proximal end of the upper wall (26) a lateral passage (28) which runs in a curved manner near the side wall of the chamber.

4. Heat exchanger element according to the preceding claim, characterized in that the inclined deflector plate (31) is strongly inclined upwards.

5. Heat exchanger element according to claim 1 or 2, characterized in that the secondary lower obstacle (32) consists of the proximal end of a lower wall (25) of the main obstacle and of a small length, rising oblique baffle (30) arranged below the lower wall (25) and formed integrally with the wall of the internal chamber (20) in order to delimit a lateral passage (27) which runs in a curved manner near the side wall of the internal chamber (20).

6. Heat exchanger element according to any one of the preceding claims, characterized in that it is the result of a molding with a sand core whose transverse notches (35, 36) and small adjacent oblique notches (37, 38) are intended to form the structures of the obstacle (25, 26, 30, 31) of the internal chamber (20), each time delimiting a junction of material (39, 40) between the central part of the core and the narrow sides thereof in order to improve its mechanical strength.