DE2139504C3

DE2139504C3 - Heizgerät für mobile Einheiten

Info

Publication number: DE2139504C3
Application number: DE19712139504
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr.-Ing. 7301 Zell Kofink
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1971-08-06
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1979-06-28
Also published as: JPS4835659A; FR2149772A5; DE2139504A1; DE2139504B2; GB1348868A; JPS5028740B2; CA974836A; SU725549A3; CS161801B2; SU725549A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten derartigen Heizgeräten (interner Stand der Technik der Anmelderin) wurde bisher der Wärmetauscher aus Blechen zusammengeschweißt; daran wurde die Brennkammer angeschweißt oder angelötet, an diese wiederum wurde die Vorkammer angeschweißt und schließlich wurde auch der Abgasstutzen durch Schweißung verbunden. Meistens wuirde der Wärmetauscher sogar nur einseitig mit indirekten Heizflächen versehen, da die Schweißverbindung der entsprechenden indirekten Heizfläche an beiden Seiten des Wärmetauschers in Anbetracht des Aufwandes an manueller Arbeit als nicht lohnend erschien, obwohl die Anordnung beidseitiger indirekter Heizflächen eine bessere Ausnutzung der in der Brennkammei durch Brennstoff erzeugten Wärme ermöglicht Die bekannt ten Heizgeräte der genannten Art werden seit langem hergestellt und in großem Umfang vertrieben, und aiitch funktionsmäßig haben sie bereits eine beträchtliche Reife erlangt; trotzdem hat man bisher noch keine befriedigende Lösung gefunden, die erforderliche Handarbeit bei der Zusammensetzung des Heizgeräts wesentlich einzuschränken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Heizgeräte in der Weise zu verbessern, daß bei gleichbleibender Maßhaltigkeit, wie sie für eine Blechkonstruktion üblich ist der Arbeitsaufwand für die Ausführung vermindert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst

Es ist bereits bekannt, ein Heizgerät mit einem mit Wärmetauschrippen ausgebildeten Gußstück zu versehen (US-PS 26 42 858). Bisher hat man jedoch für die Brennkammer gattungsmäßig vergleichbarer Heizgeräte ein hochwarmfestes Material vorgesehen. In einem bekannten solchen Fall (US-PS 23 86 746) ist der Wärmetauscher eines Heizgerätes aus Druckgußmaterial, wie Messing, hergestellt und die an den Wärmetauscher stirnseitig anschließende Brennkammer von einer Keramikzelle gebildet Erst am Ende des Abgasstutzens hat man weniger warmfestes Material, wie Aluminium, vorgesehen.

Bei der Erfindung wird stattdessen sowohl die Brennkammer mit Vorkammer als auch der Wärmetauscher mit seinen Heizflächen und der Abgasführungsstutzen aus Druckguß bzw. Spritzguß ausgebildet, der, um die Kosten im Sinne der Aufgabenstellung niedrig zu halten, zweckmäßig wenig temperaturbeanspruchbar ist

Schädliche Überhitzung des Druckgusses wird dabei durch geeignete Anordnung von wärmefesten Blecheinsätzen oder -einlagen und das mit Abstand zum Druckgußstück angeordnete Flammrohr verhindert. Wärmefeste Einlagen können dabei in das Druckgußstück bereits bei der Herstellung mit eingegossen sein; in Frage kommen dabei insbesondere wärmefeste Einlagen aus hochhitzefesten Blechen, insbesondere Stahlblechen. Einsätze können jedoch auch nachträglich angebracht, z. B. unter Klemmung eingespannt, eingeschoben oder auch eingeschweißt sein.

Die erfindungsgemäßen Heizgeräte lassen sich unter weitgehender Einsparung von Handarbeit beim Zusammensetzen mit optimal kleinen Dimensionen ohne Einbuße an Wirkungsgrad herstellen. Bei gleichbleibenden Dimensionen im Vergleich mit bekannten gattungsgemäßen Heizgeräten läßt sich ein wesentlich höherer Wirkungsgrad erzielen.

Als Material des Druckgußstücks kommt beispielsweise eine Aluminiumlegierung (ζ. Β. Silumin) anstelle der sonst verwandten, meist hochwertigen Eisenbleche in Frage. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiges Druckgußstück nicht nur die erwünschten Vorteile zeigt, sondern auch nur noch verhältnismäßig wenig Montagenacharbeit von Hand erfordert Das die verschiedenartigen Funktionsteile zusammenfassende Druckgußstück läßt sich dabei mit verhältnismäßig geringem Formaufwand herstellen.

Gattungsfremde Heizgeräte ohne Flammrohr, bei denen die Brennstoffzufuhr in die Brennkammer axial erfolgt und die Verbrennungsluft als Hüllströmung zwischen der Brennstoffzuführung und der Wandung der Brennkammer in diese eingeführt wird und gleichzeitig zur Kühlung der Brennkammerwandung dient, sind an sich bekannt (FR^PS 11 41 808 mit erstem Zusatz Nn

70 781). Bei derartigen bekannten Heizgeräten hat man sogar schon in Betracht gezogen, die von der Verbrennungsluft beaufschlagte Brennkammenvand direkt aus Leichtmetall zu bilden (erwähntes französisches Zusatz-

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patent Nr. 70 781, Fig. 1), Eine Bildung der Brenn- Zwischen dem Tragteil 22 und dem Flansch 26 sind

Kammer aus Druckguß ist jedoch nicht vorbekannt Auch noch zwei Einsatzbleche 44 und 46 eingespannt, die zur ist das betreffende Leichtmetallteil nicht einstückig mit Führung der Verbrennungsluft auf ihrem Weg in die dem innere und äußere Wärmetauschflächen aufweisen- Brennkammer 30 dienen. Die Einsatzbleche können den Wärmetauscher verbunden. Derartige Heizgeräte 5 aber auch am Tragtei! 22 angeschweißt sein, sind der Funktion nach nicht mit dem gattungsgemäßen Am Tragteil 22 ist zugleich der seitliche Eintrittsstut-

Heizgeräten zu vergleichen und wegen ihrer größeren zen 48 für die Verbrennungsluft mit ausgebildet,

radialen und axialen Dimensionen auch nicht in gleichem Außerdem trägt das Verbrennungsluftgebläserad 20 Maße zur Materialeinsparung wie bei der Erfindung und noch eine mit diesem umlaufende Blechkappe 50, deren damit schließlich zur Herstellung miniaturisierter Heiz- io Stirnseite 52 eine axiale Begrenzungswand der Brenngeräte geeignet kammer 30 bildet Zwischen dem Einsatzblech 46 und Vorzugsweise ist in Weiterbildung der Erfindung auch dem Umfang der umlaufenden Blechkappe 50 ist eine noch der Brennstoff zuleitungsstutzen einstückig mit dem Ringdüse 54 ausgebildet, durch weiche die Verbren-Druckgußstück ausgebildet. Zur Erreichung einer ge- nungsluft axial in die Brennkammer 30 eintreten und drungenen Bauweise empfiehlt es sich, wenn das Druck- 15 sich dort mit der über den Brennstoffzuleitungsstutzen gußstück an einem Ende geschlossen ist und der Abgas- 34 und die Vorkammer 32 zugeführten flüssigen führungsstutzen seitlich aus dem Druckgußstück Brennstoff für die Verbrennung mischen kann. Die herausgeführt ist Verbrennungsluft tritt dabei zunächst in radialer Zur Herstellung eines solchen Druckgußstücks emp- Richtung nach innen durch den Eintrittsstatzen 48 in das fiehlt sich eine Gußfonntrennung in axialer Richtung 20 Heizgerät ein, umspült den Elektromotor 12 innerhalb mit der Anordnung vorab ausziehbarer Einsatzstempel der vom Ti agteil 22 umschlossenen Kammer 56, wendet zur Formung des Abgasstutzens, der Vorkammer und sich dann zunächst in Richtung de« feiles 58 vor dem des Brsnastoffzuleitungsstutzens als seitliche An^cätze Einsatzblech 44 radial nach innen, tritt d :rch öffnungen des Druckgußstücks. 60 im Einsaublech 44 in Axialrichtung durch, wird vom Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Führungskanä- 25 Verbrennungsluftgebläserad 20 dann zwischen dem Ie für die aufzuheizende Frischluft zwischen der Einsatzblech 44 und der schaufeltragenden Scheibe 62 Außenfläche des Druckgußstücks und der Innenfläche des Ve -brennungsluftgebläserades 20 radial nach außen des auf das Druckgußstück aufgesetzten Mantels gefördert und dann in einem Ringraum zwischen der angeordnet sind. Der Mantel kann dann wegen seiner Blechkappe 50 und dem Einsatzblech 46 längs an diesem verhältnismäßig geringen Temperaturbeanspruchung 30 befestigter Luftleitbleche 64 wieder schräg nach innen z.B. aus Kunststoff bestehen. Bei dieser Anordnung zur Ringdüse 54 geleitet

können die Führungskanäle für die Frischluft praktisch In die Vorkammer 32 ist eine Zündkerzeneinrichtung

von einem zusammenhängenden Ringraum an de^r 66 eingesetzt, mittels derer das Verbrennungsluft-Außenseite des Druckgußstücks gebildet sein. Brennstoffgemisch in der Verbrennungskammer 30

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati- 35 gezündet wird.

scher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch An dem Einsatzblech 46 ist noch ein weiterer

näher erläutert Es zeigt Blecheinsatz 68 angeschweißt, der sich zunächst längs

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemä- des Innenmantels des Druckgußstücks 28 erstreckt und

ßes Heizgerät längs dessen Achse, dann auf der der Blechkappe 50 abgewandten Seite der

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Heizgerät gemäß 40 Brennkammer 30 trichterförmig eingezogen Lt. Der

Fig. 1 nach der Linie 11-11 durch dessen Abgasstutzen. Blecheinsatz 68, das Blechteil 46 und die Stirnseite 52

und der Blechkappe 50 bilden dabei eine die Brennkammer

Fi g. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-lll durch einschließende wärmefeste Umgrenzung, das Heizgerät gemäß F i g. 1 durch dessen Vorkammer. An der trichterförmigen Einschnürung 70 ist ein

Bei dem dargestellten Heizgerät 10 sitzt an der einen 45 ebenfalls aus hitzefestem Blech gefertigtes Flammrohr stirnseitigen Abtriebswellc 14 eines Elektromotors 12 72 aufgeschoben und angeschweißt, welches mehrere ein kuge'schalenförmig als Radial- und Diagonalrad sich in Längsrichtung parallel erstreckende Reihen von ausgebildetes Frischiuftgebläse 16 und an der anderen Durchbrechungen 74 besitzt, die in parallelen Reihen stirnseitigen Abtriebswelle 18 ein sich radial erstrecken- gegeneinander auf Lücke versetzt angeordnet sind, des Verbrennungsluftgebläserad 20. 50 Dieses Flammrohr 72 ragt in eine zylindrische

Das Aggregat au£ dem Elektromotor 12, dem Kernbereichsaussparung 76 des Druckgußstücks 28 Frischiuftgebläse 16 und dem Verbrennungsluftgebläse- hinein, die von den inneren indirekten Heizflächen 38 rad 20 ist von einem eine Kammer urn den Elektromotor des Wärmetauschers 36 freigelassen wird. Das Flammbildenden Tragteil 22 gehalten, das über drei über den rohr 72 hält dabei radialen Abstand gegenüber den Umfang verteilte Schraubbolzen 24 an einem End-55 'ndiekten Heizflächen 38. Dadurch können die Abgase flansch 26 eines Druclcgußstückes 28 aus Silumin so sowohl zunächst axial durch das Flammrohr hindurchstarr angeschraubt ist, daß die Achse des Elektromotors treten und dann Mngs dessen Umfang unter Bestrei-12 mit der Achse des Druckgußstücks 28 fluchtet. Dieses chung der inneren indirekten Heizflächen 38 des Druckgußstück 28 bildet als einheitliches Bauteil sowohl Wärmetauschers 36 zum Abgasführungsstutzen 42 die Brennkammer 30, die seitlich in diese übergehende 60 gelangen als auch zur Vermeidung von Resonanzer Vorkammer 32, den schräg an dieser einmündenden scheinungen den Weg zum Abgasstutzen 42 unter ρ Brennstöffzuleitungsstutzen 34, den in axialer Verlange- Hindurchtritt durch die Durchbrechungen 74 abkürzen=

rung der Brennkammer 30 angeordneten Wärmetau- Man erkennt, daß die sich jeweils axial erstreckenden

Ii scher 36 mitsamt seinen inneren indirekten Heizflächen indirekten Heizflächen 38 und 40 sich übe/¹ verschiedene.

^ 38 und äußeren indirekten Heizflächen 40 sowie den in 65 Längen erstrecken. Die inneren indirekten Heizflächen

Richtung zum Wärmetauscher 36 gegenüber der 38 setzen erst hinter dem Abgasstutzen 42 an und ; Vorkammer 32 versetzten seitlichen Abgasführungi- erstrecken sich von dort aus über die ganze Länge der

stutzen 42. Aussparung 76 (gegenüber dem Abgasstutzen haben die

indirekteit inneren Heizflächen 38 jedoch eine etwas weitere Eirstreckung in Richtung zur Brennkammer 30 bis über ilie halbe Breite des Abgasstutzens 42 hinaus), während die äußeren indirekten Heizflächen 40 des Wärmelduschers 36 bereits hinter der Vorkammer 32 bzw. dieser gegenüber bereits längs der Brennkammer 30 einsetzen und sich noch etwa um die Hälfte des der Brennkammer 30 fernen abgerundeten Endes des Druckgul'Jstücks 28 herumziehen. Eine vorzugsweise Gestall dler indirekten Heizflächen ergibt sich aus den Fig.2 ulid 3. Dänach werden die äußeren indirekten Heizflächen 40 von über den Umfang des Wärmetauschers 3li äquidisiant verteilten Längsrippen gleicher radialer Höhe gebildet, während unter anderem aus formtcchnischen Gründen die inneren indirekten Heizflächen 38 zwar auch von über den Umfang des Wärmetauschers 36 äquidistant verteilten Längsrippen scbiidct sind, die !Sd"⁰!¹ ahvupphsolnd verschiedene radiale Höhe etwa im Verhältnis 1 :2 haben. Wie aus Fig. 1 forner ersichtlich ist, tritt der Abgasstutzen 42 durch die äußeren indirekten Heizflächen 40 hindurch. Man erkennt ferner, daß der Aufbau des Heizgeräts 10 bis auf dessen seitliche Ansätze rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

Auf dien Körper des Druckgußstücks 28 ist ein umhüllender, ebenfalls rotationssymmetrischer Mantel 80 aus Kunststoff aufgespannt, der es ermöglicht, daß die von dem Frischluftgebläse 40 durch einen axialen Ansaugstutzen 82 am Mantel im wesentlichen im ganzen Umfang des Druckgußsiücks 28 und damit auch die zwischen den Längsrippen der äußeren indirekten-Heizflächen 40 des Wärmetauschers 36 abgeteilten Längskanäle beaufschlagt und schließlich am anderen axialen linde durch einen Heizstutzen 84 wieder austritt. Die beiden Stutzen 82 und 84 sind dabei an gleich ausgebildeten Abschlußkalotten 86 ausgebildet, die zusammen mit zwei Mantelhalbschalcn 88 und 90 den Mantel 80 bilden. Die Zentrierung des Mantels erfolgt durch dessen Aufsetzung auf die ihn durchdringenden seitlichen Ansalze der Vorkammer 32 und des Abgasstutzens 42 des Druckgußstücks 28, so daß nur noch eine Verbindung der den Mantel bildenden Bauelemente 86, 88 und 90 an den Stellen 92 bzw, 94, beispielsweise jeweils mittels drei Schrauben, vorgenommen zu werden braucht. Selbstverständlich sieht man noch geeignete Abdichlungsrnaßnahmen vor. Außerdem trägt die eine Halbschalc 88 des Mantels einen nicht dargestellten elektrischen Anschlußteil für den Elektromotor 12.

Das Druckgußstück 28 bedarf nur noch verhältnismäßig geringer Nachbearbeitung, z. B. zur Anbringung von Schraubgewinden für die Schraubbolzen 24 im Flansch 26. Die mit dem Tragteil 22 mittelbar und unmittelbar verbundenen Teile lassen sich in der Darstellung der Fig. 1 einfach gemeinsam von links in das üruckguöstück 28 einschieben, und dann braucht nur noch der Mantel SO aufgespannt zu werden. Zweckmäßigerweise kann man zur Erleichterung der Zentrierung des Mantels 80 auf dem Druckgußstück 28 dessen seitliche Ausätze etwas konisch gestalten.

Das beschriebene Heizgerät 10 läßt sich in einfacher Weis«, z. B. mit Gummibändern und Lagern, an jeder mobilen Einheit lösbar befestigen und ist sowohl in horizontaler, senkrechter als auch beliebiger Schräglage als autarkes Heizgerät voll betriebsfähig. Außer Kabeln und Überhitzungsschalter kann das Heizgerät 10 außen glatt ausgebildet werden. Es iäßt sich für den Elektromotor 12 ein Kurzbaumotor verwenden. Zur Zündung wird eine Glühzündung in konventioneller Weise eingesetzt; es kann jedoch auch eine Funkenzündung vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heizgerät für mobile Einheiten, wie Kraftfahrzeuge, Schiffe oder Zelte, zur Erzeugung von Warmluft mit eigener Brennstoffheizqueile, das ein Frischluft- und ein Verbrennungsluftgebläse, eme Brennkammer, in die eine mit einer Zündeinrichtung versehene Vorkammer seitlich übergeht, einen in die Vorkammer mündenden Brennstoffzuleiturigsstutzen, Führungskanäle sowohl für die Verbrennungsluft als auch für die aufzuheizende Frischluft, einen Wärmetauscher mit inneren und äußeren indirekten Heizflächen, von denen die einen von den Abgasen und die anderen von der Frischluft beaufschlagt sind, und einen Abgasführungsstutzen aufweist, mit dem die Brennkammer über ein Flammrohr kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgerät mit einem Dnickgußstück (28) versehen ist, welches einstückig die Brennkammer (30) mitsamt Vorkammer (32), den Wärmetauscher (36) mitsamt seinen beidseiiigen indirekten Heizflächen (38, 40) und den Abgasführungsstutzen (42) bildet, und daß die Brennkammer (30) wärmefeste Blecheinsätze (68,46,52) oder -einlagen aufweist, an welche das Flammrohr (72) in dem Druckgußstück (28) mit Abstand zu diesem anschließt

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoifzuleitungsstutzen (34) einstückig mit dem Druckgußstück (28) ausgebildet ist.

3. Heizgerät nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgußstück (28) an einem Ende geschlossen i-i und der Abgasführumgsstutzen (42) seitlich aus dem Druckgußstück (28) herausgeführt ist

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle für die aufzuheizende Frischluft zwischen der Außenfläche des Druckgußstücks (28) und der Innenfläche des auf das Druckgußstück (28) aufgesetzten Mantels (80) angeordnet sind.