EP0746729A1 - Mit flüssigem brennstoff betriebenes fahrzeugheizgerät - Google Patents
Mit flüssigem brennstoff betriebenes fahrzeugheizgerätInfo
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- EP0746729A1 EP0746729A1 EP95908198A EP95908198A EP0746729A1 EP 0746729 A1 EP0746729 A1 EP 0746729A1 EP 95908198 A EP95908198 A EP 95908198A EP 95908198 A EP95908198 A EP 95908198A EP 0746729 A1 EP0746729 A1 EP 0746729A1
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- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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- F24H1/263—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body with a dry-wall combustion chamber
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- F28F2275/062—Fastening; Joining by welding by impact pressure or friction welding
Definitions
- the invention relates to a vehicle heating device operated with liquid fuel with a burner producing hot exhaust gas (burner exhaust gas) and a combustion chamber spatially adjoining the burner, which is surrounded by a heat exchanger on the one hand, possibly with the interposition of a deflection device for the burner exhaust gas the burner exhaust gas and, on the other hand, flow along a heat transfer medium, ribs projecting into the flow and extending in the main flow direction being arranged on the heat exchanger, which are formed by essentially U-shaped, V-shaped or the like. Lamellae are formed, which have openings on their legs for swirling the medium flowing around them.
- Vehicle heaters of this type are independent of the drive motor of the vehicle in question. All vehicles, but also caravan trailers, ships or the like are among vehicles. Roger that. In addition, this basically includes construction machines, such as cranes, especially since such vehicle heaters can also be used to heat crane cabins.
- the installation of fuel-operated vehicle heaters that are independent of the drive motor in motor vehicles is becoming increasingly difficult, for example, due to ever smaller, fuller engine compartments.
- a minimal construction volume of such vehicle heaters is therefore fundamentally an important development goal.
- the vehicle heater should be as light as possible, and thus also, given the power output have a high efficiency.
- the heat exchanger has a significant share in the volume and weight of a vehicle heater. In this the heat of the burner exhaust gas is transferred to a heat transfer medium (water or air).
- DE-C-32 08 828 An air heater relevant in the present context is described in DE-U-90 02 588.
- shaped ribs are attached to the heat exchanger in order to improve the heat transfer from the burner exhaust gas to the burner exhaust gas surface and from there to the heat transfer medium (water) .
- surface-enlarging ribs are provided on the air-side surface of the heat exchanger. Such. Surface-enlarging ribs can in principle also be located on both sides of the heat exchanger.
- a vehicle heater of the type outlined at the outset is described in DE-C-32 08 828.
- the openings provided for swirling the exhaust gas on the legs of the U-shaped lamellae are formed by essentially transversely extending slots, the lamella sections being interleaved between the slots with respect to the longitudinal axis of the lamellae.
- the present invention has for its object to provide a simple and effective vehicle heater with good efficiency of the heat exchanger, which avoids the disadvantages of the known heater.
- the openings are hole-like.
- the hole-like openings are circular holes, the diameter of each of which is in particular 2 to 4 mm, preferably 3 mm.
- the holes in the individual legs are advantageously each arranged in two rows of holes spaced radially from one another, the holes in one row being axially offset from the holes in the other row.
- the invention solves the problem with particularly simple means.
- the holes provided according to the invention in the limbs of the lamellae are easy to manufacture. On the other hand, they nevertheless generate sufficient turbulence for good heat transfer, with fins designed in this way, however, opposing the flow only to a minimal flow resistance. Finally, in the embodiment according to the invention, there is no risk of the latter burning off due to the lack of additional portions of the lamella limbs in the flow.
- the heat exchanger provided with fins designed according to the invention thus has a minimal construction volume and weight with optimum efficiency, which in the result also applies to the entire vehicle heating device.
- the number of holes per unit length can advantageously decrease in the individual rows of holes in the main flow direction. This feature is based on the knowledge that in order to achieve the highest possible heat transfer coefficient, it is necessary to disturb the formation of the laminar boundary layer.
- the holes in the front area of the fins opposite to the main flow direction have a greater influence on the heat transfer than in the rear area.
- the arrangement of a larger number of holes in the front region thus advantageously results in the laminar to turbulent boundary layer turning over earlier.
- openings for direct heat exchange with the heat exchanger are arranged in the base part of the U-shaped fins, which are fixedly arranged on the heat exchanger, preferably in the form of slots.
- two to four, preferably three, elongated holes are arranged one behind the other over the axial longitudinal extent of the base part.
- V-shaped fins on the heat exchanger in which the V-shaped fins, which are each radially directed into the flow, are fixedly arranged on the heat exchanger with foot-like bends provided at the ends of their legs with openings on the foot-like bends, preferably in the form of circular holes arranged for direct heat exchange with the heat exchanger.
- the openings provided in the base part of the U-shaped lamellae and the openings provided on the foot-like edges of the V-shaped lamellae can be produced in a simple manner, corresponding to the openings in the legs of the lamellae, and also reduce the weight of the heat exchanger and thus of the vehicle heater. They enable direct heat exchange with the heat exchanger in a particularly simple manner.
- the peripheral surfaces of these openings have a surface-enlarging effect for the heat exchanger. The efficiency of the heat exchanger is thus further improved by these breakthroughs.
- a connection which is easy to manufacture and which is sufficient with regard to the loads which occur and which also enables good heat transfer is obtained when the fins are connected to the heat exchanger by soldering, roller welding or the like. are attached.
- a further embodiment of a vehicle heating device with a burner producing hot exhaust gas (burner exhaust gas) and a combustion chamber adjoining the burner, which is surrounded by a heat exchanger, possibly with the interposition of a deflection device for the burner exhaust gas, on the one hand the burner exhaust gas and, on the other hand, flow along a heat transfer medium, wherein elements which protrude into the flow, are arranged essentially radially and are designed to swirl the medium flowing around them, characterized in that the elements are bolt-shaped formed and are firmly connected to the heat exchanger. They can be arranged on the jacket as well as on the bottom - or both - and inter alia as conical bolts be trained.
- the conical bolts with their larger base area are advantageously fixedly attached to the heat exchanger.
- the elements are each arranged in rows running in the main flow direction, the bolts of adjacent rows being axially offset from one another.
- the length of the bolts and / or the number of bolts per unit length of the axial longitudinal extent of the heat exchanger can advantageously decrease in the main flow direction.
- the bolts can each have a through hole, preferably concentric to their axis of rotation, for direct heat exchange with the heat exchanger.
- the bolts can advantageously be welded to the heat exchanger by friction welding, resistance welding, in particular bolt welding, or the like. be attached.
- FIG. 2 shows a section A-A from FIG. 1,
- FIG. 3 shows a perspective view of a detail from a heat exchanger for illustrating the U-shaped fins according to the invention attached to it
- FIG. 4 shows a perspective view analogous to FIG. 3 a section of a heat exchanger to illustrate V-shaped fins and attached to it according to the invention
- FIG. 5 shows a perspective view analogous to FIGS. 3 and 4, a section of a heat exchanger to illustrate bolts according to the invention attached to the heat exchanger.
- a combustion chamber 3 is arranged in a housing 2, into which a flame 4 generated by a burner (not shown) operated with liquid fuel projects.
- the combustion chamber 3 is radially delimited by a deflection cylinder 5, which ends on its end face remote from the burner with a sufficient axial distance in front of the adjacent end face of the housing 1.
- a pot-like heat exchanger 6 is arranged between the deflecting cylinder 5 and the housing 1. In the space 7 between the heat exchanger 6 and the housing 1, water flows as a heat transfer medium in a manner known per se.
- the burner exhaust gas escaping from the combustion chamber 3 flows according to the arrows 8 into the annular space 9 between the deflecting cylinder 5 and the heat transfer medium 6. After flowing through the annular space 9, the burner exhaust gas is deflected according to arrows 8a in the direction of an outlet nozzle 10, through which the Burner exhaust leaves the water heater of FIG. 1 according to arrow 8b.
- ribs designed as U-shaped fins 11 are firmly attached to the heat exchanger 6, which run in the main flow direction of the burner exhaust gas 8-8a in the annular channel 9 and whose legs 11a, 11b protrude into the flow of the burner exhaust gas 8-8a.
- the U-shaped lamellae 11 For swirling the burner exhaust gas 8-8a surrounding them, the U-shaped lamellae 11 have circular holes 12 on their legs 11a, 11b, the diameter of each of which is in particular 2 to 4 mm, preferably 3 mm.
- the holes 12 in the individual legs 11a, 11b are each arranged in two radially spaced rows of holes 12a, 12b, the holes 12a of one row being axially offset from the holes 12b of the other row.
- To achieve optimal turbulence generation takes the number of holes 12 per unit length from the individual rows of holes 12a, 12b in the main flow direction.
- FIG. 3 The features described above are illustrated in FIG. 3 in a perspective view, which, as usual, contains the same reference numbers as mentioned above for the individual parts.
- FIG. 4 shows, in an analog perspective representation, the configuration of the ribs according to the invention as V-shaped lamellae 14.
- the lamellae 14 are each directed radially into the flow of the burner exhaust gas 8-8a with their apex 14 'and are also involved in
- the ends of their legs 14a, 14b are provided with foot-like bends 14c, 14d on the heat exchanger 6.
- openings for direct heat exchange with the heat exchanger 6 are arranged on the foot-like bends 14c, 14d, preferably in the form of circular holes 14e.
- the formation and arrangement of the holes 12 or rows of holes 12a, 12b in the legs 14a, 14b of the V-shaped lamellae 14 basically corresponds to the hole formation in the U-shaped lamellae according to FIGS. 1 to 3.
- the U-shaped and the V-shaped fins are or the like on the heat transfer medium 6 by soldering, roller welding. fastened. 5, conical bolts 15, preferably with a circular cross-section, are arranged on the heat exchanger 6 instead of U-shaped or V-shaped fins.
- the bolts 15 fixedly attached to the heat exchanger 6 with their larger base area are arranged in rows 15a, 15b, 15c running in the main flow direction, the bolts of adjacent rows being axially offset from one another.
- the length of the bolts 15 and / or the number of bolts 15 per unit length can decrease in the main flow direction.
- the bolt 15b obviously has the greatest length, while the downstream bolt 15 'has a shorter length and the still further downstream bolt 15 "has an even shorter length.
- the bolts 15 can each have a through bore 16, preferably concentric to their axis of rotation, for direct heat exchange with the heat exchanger 6. For the sake of clarity, such a through bore 16 is only indicated in the bolt 15b.
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Abstract
Mit flüssigem Brennstoff betriebenes Fahrzeugheizgerät (1) mit einem heißes Abgas (Brennerabgas 8-8a) erzeugenden Brenner und einem an den Brenner räumlich anschließenden Brennraum (3), welcher, ggf. unter Zwischenschaltung einer Umlenkeinrichtung (Umlenkzylinder 5) für das Brennerabgas (8-8a), von einem Wärmeübertrager (6) umgeben ist, an dem einerseits das Brennerabgas (8-8a) und andererseits ein Wärmeträger-Medium (7) entlangströmen, wobei an dem Wärmeübertrager (6) in die Strömung hineinragende, in Hauptströmungsrichtung verlaufende Rippen angeordnet sind, die durch im wesentlichen U-förmige (11), V-förmige (14) od.dgl. Lamellen gebildet sind, welche zur Verwirbelung an ihren Schenkeln (11a, 11b; 14a, 14b) Durchbrüche (12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (12) lochartig ausgebildet sind.
Description
Mit flüssigem Brennstoff betriebenes Fahrzeugheizgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Fahrzeugheizgerät mit einem heißes Abgas (Brennerabgas) erzeugenden Brenner und einem an den Brenner räumlich anschließenden Brennraum, welcher, ggf. unter Zwischenschaltung einer Umlenkeinrichtung für das Brennerabgas, von einem Wärmeübertrager umgeben ist, an dem einerseits das Brennerabgas und andererseits ein Wärme¬ träger-Medium entlangströmen, wobei an dem Wärmeübertrager in die Strömung hineinragende, in Hauptströmungsrichtung verlaufende Rippen angeordnet sind, die durch im wesent¬ lichen U-förmige, V-förmige od.dgl. Lamellen gebildet sind, welche zur Verwirbelung des sie umströmenden Mediums an ihren Schenkeln Durchbrüche aufweisen.
Fahrzeugheizungen dieser Gattung sind vom Antriebsmotor des betreffenden Fahrzeuges unabhängige Heizgeräte. Dabei wer¬ den unter Fahrzeugen sämtliche Kraftfahrzeuge, jedoch auch Wohnwagenanhänger, Schiffe od.dgl. verstanden. Im übrigen fallen hierunter grundsätzlich auch Baumaschinen, wie Kräne, zumal derartige Fahrzeugheizungen auch zur Beheizung von Krankabinen verwendbar sind.
Der Einbau kraftstoffbetriebener antriebsmotorunabhängiger Fahrzeugheizgeräte in Kraftfahrzeuge wird beispielsweise durch immer kleinere, vollere Motorräume zunehmend schwie¬ riger. Ein minimales Bauvolumen derartiger Fahrzeugheiz¬ geräte ist deshalb grundsätzlich ein wichtiges Entwick¬ lungsziel. Im übrigen soll im Interesse der Minimierung des Fahrzeugeigengewichts das Fahrzeugheizgerät bei vorgegebe¬ ner Leistung ein möglichst geringes Gewicht und somit auch
einen hohen Wirkungsgrad haben. Wesentlichen Anteil an dem Volumen und Gewicht eines Fahrzeugheizgeräts hat der Wärme¬ austauscher. In diesem wird die Wärme des Brennerabgases auf ein Wärmeträger-Medium (Wasser oder Luft) übertragen.
Zur Veranschaulichung eines hier relevanten Wasserheiz¬ geräts sei auf die DE-C-32 08 828 verwiesen. Ein im vorlie¬ genden Zusammenhang relevantes Luftheizgerät ist in der DE- U-90 02 588 beschrieben. Dabei sind bei dem bekannten Wasserheizgerät auf der Brennerabgasseite zur Oberflächen¬ vergrößerung in bestimmter Weise geformte Rippen am Wärme¬ übertrager angebracht, um so die Wärmeübertragung vom Brennerabgas an die brennerabgasseitig gelegene Oberfläche des Wärmeübertragers und von diesem auf das Wärmeträger- Medium (Wasser) zu verbessern. Bei dem bekannten Luftheiz¬ gerät sind derartige oberflächenvergrößernde Rippen auf der luftseitigen Oberfläche des Wärmeübertragers vorgesehen. Derartige.oberflächenvergrößernde Rippen können sich jedoch grundsätzlich auch auf beiden Seiten des Wärmeübertragers befinden.
Ein Fahrzeugheizgerät von der eingangs umrissenen Gattung ist in der DE-C-32 08 828 beschrieben. Dabei sind die zur Abgasverwirbelung an den Schenkeln der U-förmigen Lamellen vorgesehenen Durchbrüche durch im wesentlichen quer verlau¬ fende Schlitze gebildet, wobei die Lamellenabschnitte zwi¬ schen den Schlitzen in bezug auf die Lamellenlängsachse verschränkt sind.
Zunächst sei hierzu erläutert, daß durch die bei der be¬ kannten Vorrichtung erzeugte Abgasverwirbelung eine den Wärmeübergang verbessernde Turbulenz im Bereich des Wärme¬ übertragers erreicht werden soll. Die hierzu bei der be¬ kannten Anordnung vorgenommene Verschränkung der geschlitz¬ ten Lamellen hat jedoch wesentliche Nachteile. Zum einen
ist eine derartige Verschränkung mit einem beträchtlichen Herstellaufwand verbunden. Zum anderen setzen derart ver¬ schränkte Lamellen der BrennerabgasStrömung in nachteiliger Weise einen entsprechend großen Strömungswiderstand ent¬ gegen. Schließlich besteht bei derart verschränkten dem heißen Brennerabgas ausgesetzten Lamellen die Gefahr eines Abbrennens dieser.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Fahrzeugheizgerät mit gutem Wirkungsgrad des Wärmeübertragers zu schaffen, welches die Nachteile des bekannten Heizgeräts vermeidet.
Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeugheizgerät der eingangs umrissenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchbrüche lochartig ausgebildet sind. Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die lochartigen Durchbrüche kreisförmige Löcher, deren Durchmesser jeweils insbesondere 2 bis 4 mm, vorzugsweise 3 mm, beträgt. Dabei sind vorteilhafterweise die Löcher in den einzelnen Schen¬ keln jeweils in zwei radial voneinander beabstandeten Lochreihen angeordnet, wobei die Löcher der einen Reihe axial versetzt gegenüber den Löchern der anderen Reihe sind.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit besonders ein¬ fachen Mitteln. Die in den Schenkeln der Lamellen erfin¬ dungsgemäß vorgesehenen Löcher sind einfach herstellbar. Andererseits erzeugen sie dennoch eine für einen guten Wärmeübergang ausreichende Turbulenz, wobei derart ausge¬ bildete Lamellen jedoch der Strömung nur einen minimalen Strömungswiderstand entgegensetzen. Schließlich besteht bei der erfindungsgemäßen Ausbildung mangels zusätzlichen Vor¬ stehens einzelner Abschnitte der Lamellenschenkel in die Strömung keine Gefahr des Abbrennens dieser. Ein mit nach
der Erfindung ausgebildeten Lamellen versehener Wärmeüber¬ trager hat bei optimalem Wirkungsgrad somit ein minimales Bauvolumen und Gewicht, was im Ergebnis auch für das gesamte Fahrzeugheizgerät gilt. Diese Vorteile der Erfin¬ dung kommen grundsätzlich bei der Anwendung der Erfindung bei Wasserheizgeräten und Luftheizgeräten zur Geltung.
Mit Vorteil kann in den einzelnen Lochreihen in Haupt¬ strömungsrichtung die Anzahl der Löcher pro Längeneinheit abnehmen. Diesem Merkmal liegt zunächst die Erkenntnis zu¬ grunde, daß zur Erreichung eines möglichst hohen Wärmeüber¬ gangskoeffizienten es notwendig ist, die Ausbildung der laminaren Grenzschicht zu stören. Dabei haben die Löcher im entgegen der Hauptströmungsrichtung vorderen Bereich der Lamellen einen größeren Einfluß auf die Wärmeübertragung als im hinteren Bereich. Somit hat die Anordnung einer grö¬ ßeren Anzahl von Löchern im vorderen Bereich ein vorteil¬ haftes früheres Umschlagen der laminaren zur turbulenten Grenzschicht zur Folge.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind in dem am Wärmeübertrager fest angeordneten Basisteil der U-förmigen Lamellen, vorzugsweise als Langlöcher ausgebildete, Durch¬ brüche zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager angeordnet. Vorteilhafterweise sind dabei über die axiale Längserstreckung des Basisteils jeweils zwei bis vier, vor¬ zugsweise drei, Langlöcher hintereinander angeordnet.
Bei einem mit V-förmigen Lamellen am Wärmeübertrager ver¬ sehenen Fahrzeugheizgerät, bei welchem die mit ihrem Schei¬ tel jeweils radial in die Strömung hineingerichteten V-för¬ migen Lamellen mit an den Enden ihrer Schenkel vorgesehenen fußartigen Abkantungen am Wärmeübertrager fest angeordnet sind, sind mit Vorteil an den fußartigen Abkantungen, vor¬ zugsweise als kreisförmige Löcher ausgebildete, Durchbrüche
zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager ange¬ ordnet.
Die im Basisteil der U-förmigen Lamellen sowie die an den fußartigen Abkantungen der V-förmigen Lamellen vorgesehenen Durchbrüche sind entsprechend wie die Durchbrüche in den Schenkeln der Lamellen auf einfache Weise herstellbar und verringern auch das Gewicht des Wärmeübertragers und damit des Fahrzeugheizgeräts. Sie ermöglichen auf besonders ein¬ fache Weise einen direkten Wärmeaustausch mit dem Wärme¬ übertrager. Im übrigen wirken noch die Umfangsflächen die¬ ser Durchbrüche oberflächenvergrößernd für den Wärmeüber¬ trager. Somit wird der Wirkungsgrad des Wärmeübertragers durch diese Durchbrüche noch weiter verbessert.
Eine einfach herstellbare und bezüglich der auftretenden Belastungen ausreichende sowie auch einen guten Wärmeüber¬ gang ermöglichende Verbindung der Lamellen mit dem Wärme¬ übertrager ergibt sich, wenn die Lamellen an dem Wärmeüber¬ trager durch Löten, Rollenschweißen od.dgl. befestigt sind.
Eine weitere Ausführung eines Fahrzeugheizgeräts nach der Erfindung mit einem heißes Abgas (Brennerabgas) erzeugenden Brenner und einem an den Brenner anschließenden Brennraum, welcher, ggf. unter Zwischenschaltung einer Umlenkeinrich¬ tung für das Brennerabgas, von einem Wärmeübertrager um¬ geben ist, an dem einerseits das Brennerabgas und anderer¬ seits ein Wärmeträger-Medium entlangströmen, wobei am Wärmeübertrager in die Strömung hineinragende, im wesent¬ lichen radial verlaufende, zur Verwirbelung des sie umströ¬ menden Mediums ausgebildete Elemente angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente bolzenförmig aus¬ gebildet und mit dem Wärmeübertrager fest verbunden sind. Sie können dabei sowohl an dem Mantel als auch dem Boden - oder beidem - angeordnet sein und u.a. als konische Bolzen
ausgebildet sein. Mit Vorteil sind die konischen Bolzen mit ihrer größeren Basisfläche am Wärmeübertrager fest ange¬ bracht. Die Elemente sind jeweils in in Hauptströmungsrich¬ tung verlaufenden Reihen angeordnet, wobei die Bolzen be¬ nachbarter Reihen gegeneinander axial versetzt sind.
In vorteilhafter Weise können dabei die Länge der Bolzen und/oder die Anzahl der Bolzen pro Längeneinheit der axia¬ len Längserstreckung des Wärmeübertragers in Hauptströ¬ mungsrichtung abnehmen. Schließlich können entsprechend auch bei dieser Ausführung der Erfindung die Bolzen jeweils eine, vorzugsweise konzentrisch zu ihrer Drehachse verlau¬ fende, Durchgangsbohrung zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager aufweisen.
Die Bolzen können an dem Wärmeübertrager mit Vorteil durch Reibschweißen, Widerstandsschweißen, insbesondere Bolzen¬ schweißen, od.dgl. befestigt sein.
Die Wirkungsweise und Vorteile der Merkmale der vorstehend umrissenen Ausführung der Erfindung mit Bolzen am Wärme¬ übertrager entsprechen grundsätzlich den im Zusammenhang mit den weiter oben gemachten Angaben zu den analogen Merk¬ malen der Ausführung mit Lamellen am Wärmeübertrager. Es wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen auf die dorti¬ gen Ausführungen verwiesen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen
Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung in einem axia¬ len Längsschnitt,
Fig. 2 einen Schnitt A-A aus Fig. 1,
Fig. 3 in perspektivischer Darstellung einen Aus¬ schnitt aus einem Wärmeübertrager zur Veran¬ schaulichung von an diesem angebrachten er¬ findungsgemäß ausgebildeten U-förmigen Lamel¬ len,
Fig. 4 in perspektivischer Darstellung analog Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertrager zur Veranschaulichung von an diesem ange¬ brachten erfindungsgemäß ausgebildeten V-för¬ migen Lamellen und
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung analog den Fig. 3 und 4 einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertrager zur Veranschaulichung von an diesem angebrachten erfindungsgemäß ausgebil¬ deten Bolzen.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Fahrzeugheizgerät (Wasserheizgerät) 1 ist in einem Gehäuse 2 ein Brennraum 3 angeordnet, in welchen eine von einem (nicht gezeigten) mit flüssigem Brennstoff betriebenen Brenner erzeugte Flamme 4 hineinragt. Der Brennraum 3 wird von einem Umlenkzylinder 5 radial begrenzt, welcher an seiner vom Brenner entfernten Stirnseite mit einem ausreichenden axialen Abstand vor der benachbarten Stirnseite des Gehäuses 1 endet.
Zwischen Umlenkzylinder 5 und Gehäuse 1 ist ein topfartiger Wärmeübertrager 6 angeordnet. In dem Raum 7 zwischen Wärme¬ übertrager 6 und Gehäuse 1 strömt auf an sich bekannte Weise Wasser als Wärmeträger-Medium.
Das aus dem Brennraum 3 entweichende Brennerabgas strömt gemäß den Pfeilen 8 in den Ringraum 9 zwischen den Umlenk¬ zylinder 5 und den Wärmeträger 6. Nach Durchströmen des Ringraums 9 wird das Brennerabgas gemäß Pfeilen 8a umge¬ lenkt in Richtung eines Auslaßstutzens 10, durch welchen das Brennerabgas das Wasserheizgerät nach Fig. 1 gemäß Pfeil 8b verläßt.
Aus vorstehendem ergibt sich somit, daß an dem Wärmeüber¬ trager 6 einerseits das Brennerabgas 8-8a und andererseits Wasser als Wärmeträger-Medium jeweils entlangströmen und diese durch den Wärmeträger 7 miteinander in Wärmeaustausch gebracht werden.
Hierzu sind an dem Wärmeübertrager 6 als U-förmige Lamellen 11 ausgebildete Rippen fest angebracht, welche in Haupt¬ strömungsrichtung des Brennerabgases 8-8a im Ringkanal 9 verlaufen und deren Schenkel 11a, 11b in die Strömung des Brennerabgases 8-8a hineinragen.
Die U-förmigen Lamellen 11 weisen zur Verwirbelung des sie umgebenden Brennerabgases 8-8a an ihren Schenkeln 11a, 11b kreisförmige Löcher 12 auf, deren Durchmesser jeweils ins¬ besondere 2 bis 4 mm, vorzugsweise 3 mm, beträgt. Die Löcher 12 in den einzelnen Schenkeln 11a, 11b sind jeweils in zwei radial voneinander beabstandeten Lochreihen 12a, 12b angeordnet, wobei die Löcher 12a der einen Reihe axial versetzt gegenüber den Löchern 12b der anderen Reihe sind. Zum Erreichen einer optimalen Turbulenzerzeugung nimmt in
den einzelnen Lochreihen 12a, 12b in Hauptströmungsrichtung die Anzahl der Löcher 12 pro Längeneinheit ab.
In dem am Wärmeübertrager 6 fest angeordneten Basis eil 11c der U-förmigen Lamellen 11 sind, vorzugsweise als Lang¬ löcher 13 ausgebildete, Durchbrüche zum direkten Wärmeaus¬ tausch mit dem Wärmeübertrager 6 angeordnet. Über die axiale Längserstreckung des Basisteils 11c sind jeweils zwei bis vier, vorzugsweise drei, Langlöcher 13 hinterein¬ ander angeordnet.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale sind in Fig. 3 in perspektivischer Darstellung veranschaulicht, welche wie üblich für die einzelnen Teile die gleichen Bezugsziffern wie vorstehend erwähnt enthält.
Fig. 4 zeigt in analoger perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäße Ausbildung der Rippen als V-förmige Lamel¬ len 14. Die Lamellen 14 sind mit ihrem Scheitel 14' jeweils radial in die Strömung des Brennerabgases 8-8a hinein ge¬ richtet und sind mit an den Enden ihrer Schenkel 14a, 14b vorgesehenen fußartigen Abkantungen 14c, 14d am Wärmeüber¬ trager 6 fest angeordnet. Dabei sind an den fußartigen Ab¬ kantungen 14c, 14d, vorzugsweise als kreisförmige Löcher 14e ausgebildete, Durchbrüche zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager 6 angeordnet. Die Ausbildung und Anordnung der Löcher 12 bzw. Lochreihen 12a, 12b in den Schenkeln 14a, 14b der V-förmigen Lamellen 14 entspricht grundsätzlich der Lochausbildung bei den U-förmigen Lamel¬ len gemäß den Fig. 1 bis 3.
Die U-förmigen sowie die V-förmigen Lamellen sind an dem Wärmeträger 6 durch Löten, Rollenschweißen od.dgl. be¬ festigt.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind anstelle von U- oder V- förmigen Lamellen am Wärmeübertrager 6 konische Bolzen 15, vorzugsweise mit kreisförmigem Querschnitt, angeordnet. Die mit ihrer größeren Basisfläche am Wärmeübertrager 6 fest angebrachten Bolzen 15 sind in in Hauptströmungsrichtung verlaufenden Reihen 15a, 15b, 15c angeordnet, wobei die Bolzen benachbarter Reihen gegeneinander axial versetzt sind. Zwecks Optimierung der Turbulenzerzeugung mit minima¬ len Aufwand kann die Länge der Bolzen 15 und/oder die An¬ zahl der Bolzen 15 pro Längeneinheit in Hauptströmungsrich¬ tung abnehmen. Diesbezüglich ist in Fig. 5 erkennbar, daß etwa der Bolzen 15b offensichtlich die größte Länge hat, während der stromabwärts gelegene Bolzen 15' eine geringere Länge hat und der noch weiter stromabwärts gelegene Bolzen 15" eine nochmals geringere Länge hat.
Die Bolzen 15 können jeweils eine, vorzugsweise konzen¬ trisch zu .ihrer Drehachse verlaufende, Durchgangsbohrung 16 zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager 6 auf¬ weisen. Eine derartige Durchgangsbohrung 16 ist der besse¬ ren Übersichtlichkeit halber lediglich im Bolzen 15b ange¬ deutet.
Schließlich sind die Bolzen 15 an dem Wärmeübertrager 6 durch Reibschweißen, Widerstandsschweißen, insbesondere Bolzenschweißen, od.dgl. befestigt.
Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthal¬ tene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenom¬ menen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entspre¬ chenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fal¬ len sämtliche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthal¬ tenen erfinderischen Merkmale in den Schutzumfang der Er¬ findung.
Claims
1. Mit flüssigem Brennstoff betriebenes Fahrzeugheizgerät (1) mit einem heißes Abgas (Brennerabgas 8-8a) erzeu¬ genden Brenner und einem an den Brenner räumlich an¬ schließenden Brennraum (3), welcher, ggf. unter Zwi¬ schenschaltung einer Umlenkeinrichtung (Umlenkzylinder 5) für das Brennerabgas (8-8a) von einem Wärmeübertra¬ ger (6) umgeben ist, an dem einerseits das Brennerabgas (8-8a) und andererseits ein Wärmeträger-Medium (7) ent¬ langströmen, wobei an dem Wärmeübertrager (6) in die Strömung hineinragende, in Hauptströmungsrichtung ver¬ laufende Rippen angeordnet sind, die durch im wesent¬ lichen U-förmige (11), V-förmige (14) od.dgl. Lamellen gebildet sind, welche zur Verwirbelung an ihren Schen¬ keln (11a, 11b; 14a, 14b) Durchbrüche (12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (12) lochartig ausgebildet sind.
2. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die lochartigen Durchbrüche kreisförmige Löcher (12) sind, deren Durchmesser jeweils insbeson¬ dere 2 bis 4 mm, vorzugsweise 3 mm, beträgt.
3. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Löcher (12) in den einzelnen Schenkeln (11a, 11b; 14a, 14b) jeweils in zwei radial voneinander beabstandeten Lochreihen (12a, 12b) ange¬ ordnet sind, wobei die Löcher der einen Reihe (12a) axial versetzt gegenüber den Löchern der anderen Reihe (12b) sind.
4. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß in den einzelnen Lochreihen (12a, 12b) in Hauptströmungsrichtung die Anzahl der Löcher (12) pro Längeneinheit abnimmt.
5. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß in dem am Wärmeübertrager (6) fest angeordneten Basisteil (11c) der U-förmigen Lamel¬ len (11), vorzugsweise als Langlöcher (13) ausgebil¬ dete, Durchbrüche zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager (6) angeordnet sind.
6. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß über die axiale Längserstreckung des Basis¬ teils (11c) jeweils zwei bis vier, vorzugsweise drei, Langlöcher (13) hintereinander angeordnet sind.
7. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit V-förmigen Lamellen (14), dadurch gekennzeichnet, daß die mit ihrem Scheitel (14') jeweils radial in die Strömung hinein gerichteten V-förmigen Lamellen (14) mit an den Enden ihrer Schenkel (14a, 14b) vorgesehenen fußartigen Abkantungen (14c, 14d) am Wärmeübertrager (6) fest angeordnet sind, wobei an den fußartigen Ab¬ kantungen (14c, 14d), vorzugsweise als kreisförmige Löcher (14e) ausgebildete, Durchbrüche zum direkten Wärmeaustausch mit dem Wärmeübertrager (6) angeordnet sind.
8. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Lamellen (11, 14) an dem Wärmeübertrager (6) durch Löten, Rollenschweißen od.dgl. befestigt sind.
9. Mit flüssigem Brennstoff betriebenes Fahrzeugheizgerät (1) mit einem heißes Abgas (Brennerabgas 8-8a) erzeu¬ genden Brenner und einem an den Brenner räumlich an- schließenden Brennraum (3), welcher, ggf. unter Zwi¬ schenschaltung einer Umlenkeinrichtung (Umlenkzylinder 5) für das Brennerabgas (8-8a), von einem Wärmeübertra¬ ger (6) umgeben ist, an dem einerseits das Brennerabgas (8-8a) und andererseits ein Wärmeträger-Medium (7) ent¬ langströmen, wobei am Wärmeübertrager (6) in die Strö¬ mung hineinragende, im wesentlichen radial verlaufende, zur Verwirbelung des sie umströmenden Mediums (8-8a) ausgebildete Elemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (15) bolzenförmig ausgebildet und mit dem Wärmeübertrager (6) fest verbunden sind.
10. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß die mit ihrer größeren Basisfläche am Wärme¬ übertrager (6) fest angebrachten Bolzen (15) jeweils in in Hauptströmungsrichtung verlaufenden Reihen (15a, 15b, l-5c) angeordnet sind, wobei die Bolzen (15) be¬ nachbarter Reihen (15a, 15b, 15c) gegeneinander axial versetzt sind.
11. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Länge der Bolzen (15) und/oder die Anzahl der Bolzen (15) pro Längeneinheit in Hauptströ¬ mungsrichtung abnimmt.
12. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (15) jeweils ein, vorzugsweise konzentrisch zu ihrer Drehachse ver¬ laufendes, Durchgangsloch (16) zum direkten Wärmeaus¬ tausch mit dem Wärmeübertrager (6) aufweisen.
13. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (15) an dem Wärmeübertrager (6) durch Reibschweißen, Widerstands- schweißen, insbesondere Bolzenschweißen, od.dgl. be¬ festigt sind.
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