DE19904921C2

DE19904921C2 - Erhitzer für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE19904921C2
Application number: DE1999104921
Authority: DE
Inventors: Juergen Stoschek; Juergen Waidner; Michael Plothe; Marcus Bienzle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-02-06
Filing date: 1999-02-06
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2019-02-07
Also published as: WO2000046548A1; EP1070221A1; DE19904921A1; JP2002536617A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Erhitzer für Flüssigkeiten mit einem einen Porenbrenner aufnehmenden Gehäuse, bei dem zumindest ein Teil des den Po renbrenner umgebenden Gehäuses als Strahlungs-Wärmetauscher ausgebildet ist und das dem Abgas-Auslass naheliegende Gehäuseteil einen Konvektions-Wär metauscher aufnimmt oder selbst als solcher ausgebildet ist und bei dem Strahlungs- und Konvektions-Wärmetauscher von der zu erwärmenden Flüssig keit durchflossen sind.

Ein derartiger Erhitzer ist aus der DE 198 13 898 1 bekannt. Die Verwendung eines Porenbrenners in einem mit Gas-Luftgemisch gespeisten Porenbrenner hebt in erster Linie auf die erhöhte Strahlungsenergie ab, um den Wirkungsgrad des Erhitzers zu verbessern. Da die Porenbrenner dabei in der Regel zylinderförmig ausgebildet sind, wie auch die DE 195 27 583 C2 zeigt, ist der Austausch der Wärmeenergie zwischen Porenbrenner und Strahlungs-Wärmetauscher nur auf die Mantelaußenfläche des Porenbrenners beschränkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Erhitzer der eingangs erwähnten Art den Übergang der Strahlungsenergie des Porenbrenners auf den Strahlungs-Wärme tauscher zu verbessern und damit den Wirkungsgrad des Erhitzers zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Porenbrenner als Hohlzylinder ausgebildet ist und ein Gehäuseteil des Gehäuses zumindest die Innen- und die Außenmantelfläche des Porenbrenners als Strahlungs-Wärmetau scher umschließt.

Bei diesem hohlzylinderförmigen Porenbrenner wird bei gleichem Volumen mit einem zylinderförmigen Porenbrenner die Strahlungsfläche wesentlich erhöht und der Strahlungs-Wärmetauscher umschließt sowohl die Innen- als auch die Au ßenmantelfläche des Porenbrenners. Der Wärmeübergang ist damit wesentlich verbessert und der Wirkungsgrad des Erhitzers entsprechend erhöht, ohne die Betriebsparameter zu verändern.

Die Einbeziehung des Konvektions-Wärmetauschers ist dabei auf einfache Art so zu lösen, dass sich an den den Strahlungs-Wärmetauscher bildenden inneren Ge häuseteil ein Aufnahmeteil anschließt, das einen getrennten Konvektions-Wär metauscher aufnimmt und mit dem Abgas-Auslass versehen ist.

Der Aufbau des Erhitzers lässt sich dadurch vereinfachen, dass das den Strah lungs-Wärmetauscher bildende Gehäuseteil und das den Konvektions-Wärmetau scher aufnehmende Aufnahmeteil als einstückiges Gussgehäuse ausgebildet sind.

Der Brennvorgang lässt sich nach einer Ausgestaltung dadurch stabilisieren, dass die Einströmseite des Porenbrenners mittels einer als Rückschlagsicherung dienenden, an die Form der Einströmseite angepassten, porösen Brennerplatte abgedeckt ist, der über eine entsprechend geformte Verteilerkammer das Brenn gas-Luft-Gemisch als Brennerstoff zuführbar ist.

Der Anteil der im Abgas enthaltenen Schadstoffe lässt sich nach einer weiteren Ausgestaltung dadurch beeinflussen, dass die Umfangsfläche der Brennerplatte und ein Teil der anschließenden Mantelflächen des Porenbrenners mittels einer Isolierung abgedeckt sind.

Um der vom Porenbrenner ausgehenden Strahlung eine möglichst gut aufneh mende Fläche am Strahlungs-Wärmetauscher zu bieten, ist vorgesehen, dass die dem Porenbrenner zugekehrten Flächen des den Strahlungs-Wärmetauscher bil denden Gehäuseteils des Gehäuses glatt oder mit Rippen versehen sind.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiels eines Erhitzers mit hohlzylinderförmigem Porenbrenner näher erläutert.

Der hohlzylinderförmige Porenbrenner 10 ist in ein Gehäuse 20 eingesetzt, das mit dem ring- und wannenförmigen Gehäuseteil 30 die Innen- und die Außen mantelfläche des Porenbrenners 10 abdeckt und so die davon ausgehende Strahlung aufnimmt. Mit der hohlzylinderförmigen Auslegung dse Porenbrenners 10 wird bei gleichem Volumen die Abstrahlfläche gegenüber einem zylinder förmigen Porenbrenner wesentlich erhöht und damit der Übergang der Strah lungsenergie vom Porenbrenner 10 zum Strahlungs-Wärmetauscher, d. h. Gehäu seteil 30, verbessert. Dies führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad des Erhitzers.

Die Zufuhr des Brenngas-Luft-Gemisches G + L erfolgt über eine ringscheiben förmige Verteilerkammer 12 und eine ringscheibenförmige, poröse Brennerplatte 11 auf die entsprechend geformte Einströmseite des Porenbrenners 10. Inner halb des ringförmigen Gehäuseteils 30 des Gehäuses 20 bildet ein Gehäuseteil 45 des Gehäuses 20 eine Aufnahme für einen getrennten Konvektions-Wärme tauscher 50, durch den das aus dem Abgasraum des Gehäuses 20 zum Abgas- Auslaß AG strömende Abgas gelangt und seine Wärmeenergie an das den Kon vektions-Wärmetauscher 50 durchfließende Medium abgibt. Die Gehäuseteile 30 und 45 bilden ein einstückiges Gehäuse 20, das z. B. als Gussgehäuse ausge bildet werden kann. Die zu erwärmende Flüssigkeit KF durchströmt beide Wärmetauscher, die strömungsmäßig in Reihe und/oder parallel geschaltet sein können.

Claims

1. Erhitzer für Flüssigkeiten mit einem einen Porenbrenner aufnehmenden Gehäuse, bei dem zumindest ein Teil des den Porenbrenner umgebenden Gehäuses als Strahlungs-Wärmetauscher ausgebildet ist und das dem Abgas-Auslass naheliegende Gehäuseteil einen Konvektions-Wärmetau scher aufnimmt oder selbst als solcher ausgebildet ist und bei dem Strahlungs- und Konvektions-Wärmetauscher von der zu erwärmenden Flüssigkeit durchflossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenbrenner (10) als Hohlzylinder ausgebildet ist und ein Gehäuseteil (30) des Gehäuses (20) zumindest die Innen- und die Außen mantelfläche des Porenbrenners (10) als Strahlungs-Wärmetauscher um schließt.

2. Erhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den den Strahlungs-Wärmetauscher bildenden inneren Ge häuseteil (30) ein Aufnahmeteil (45) anschließt, das einen getrennten Konvektions-Wärmetauscher (50) aufnimmt und mit dem Abgas-Auslass (AG) versehen ist.

3. Erhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Strahlungs-Wärmetauscher bildende Gehäuseteil (30) und das den Konvektions-Wärmetauscher (50) aufnehmende Aufnahmeteil (45) als einstückiges Gussgehäuse ausgebildet sind.

4. Erhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmseite des Porenbrenners (10) mittels einer als Rück schlagsicherung dienenden, an die Form der Einströmseite angepassten, porösen Brennerplatte (11) abgedeckt ist, der über eine entsprechend geformte Verteilerkammer (12) das Brenngas-Luft-Gemisch (G + L) als Brennerstoff zuführbar ist.

5. Erhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche der Brennerplatte (11) und ein Teil der an schließenden Mantelflächen des Porenbrenners (10) mittels einer Iso lierung abgedeckt sind.

6. Erhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Porenbrenner (20) zugekehrten Flächen des den Strahlungs- Wärmetauscher bildenden Gehäuseteils (30) des Gehäuses (20) glatt oder mit Rippen versehen sind.