CN104048395A - 混合式加热器 - Google Patents

Abstract

一种加热器（10），包括燃烧器头（13）和连接在燃烧器头上的伸长的燃烧管（24）。燃烧管在纵向方向上延伸到双壁热交换器（15）的杯状空腔（22）中，在热交换器的内壁和外壁之间流动着载热介质，在燃料运行中从燃烧器头（13）在轴向方向上吹入燃料/空气混合物用于产生加热燃烧管的火焰（28）。热量从燃烧管传递到热交换器（15）的内壁（19）上并从内壁传递到流过热交换器的载热介质上。在热交换器（15）的内壁和外壁之间被载热介质流过的空间（20）中设置多个长形的大致平行于燃烧管的轴线延伸的电动筒式加热器（35），该加热器在燃烧管的圆周方向上彼此间具有间距。与燃料燃烧器运行同时进行或代替它进行电动加热运行。

Description

混合式加热器

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所提类型的加热器。

背景技术

这种例如可由DE202007011203A1获知的加热器可构造用于加热水或加热空气并且尤其是用于客运车辆，如公共汽车。

加热器具有一个例如圆柱形的燃烧管，燃烧管包围一个伸长的燃烧室，在燃烧室的一个端部上设有燃烧器头，该燃烧器头用于容纳一个用于将燃料/空气混合物在轴向方向上吹入燃烧室的装置以及一个用于点燃燃料/空气混合物的点火装置。燃烧管的相反端部是敞开的。

在安装状态中，燃烧管伸入一个由双壁的热交换器的内壁包围的、圆柱形的杯状空腔中。在热交换器的内壁和外壁之间形成用于待加热的载热介质（即水或空气）的流动通道。

燃烧管的外径小于热交换器的内壁的内径并且在杯状空腔的底部和燃烧管的敞开端部之间存在间隔，使得在火焰燃烧时产生的废气可从燃烧管的敞开端部流出，并且在逆流中在存在于燃烧管和杯状空腔内壁之间的流动通道上流向设置在燃烧器头附近的废气排出管接头。通过这种方式火焰将燃烧管加热到1000℃至1200℃范围中的极高温度上。热量于是从白炽的燃烧管一方面通过辐射并且另一方面通过热废气的对流——废气借助其逆流冲刷燃烧管——传递到热交换器的内壁上。

当加热器用于公共汽车中时，尤其是使用柴油作为燃料。

在这种已知的加热器中不利的是，所述加热器在运行中不可避免地产生废气，并因此只允许在可迅速并且可靠地稀释和排出废气的环境中被启动。然而，这并不总是被保证，例如当公共汽车在停车大厅中在行驶之前应被静止地预热时。此外，已知的加热器显著提高了安装有这种加热器的车辆的燃料消耗。

发明内容

有鉴于此，本发明所基于的任务在于改进开头所提类型的加热器，使得可在不产生废气的情况下实现全面的加热运行，加热运行所实现的加热功率与燃料运行中的加热功率处于相同数量级中。

为了解决该任务，本发明规定在权利要求1中总结的特征。

在此一个重要方面在于，多个电动筒式加热器——其中每个筒式加热器可以以约2kW至约3kW的加热功率运行——在双壁的热交换器内部围绕圆周分布地设置，并且每个筒式加热器平行于热交换器的纵轴线延伸并且在此被载热介质均匀且高效地冲刷。由此可将加热功率最佳地传递到载热介质上。可设置直至十个筒式加热器，从而在纯电动加热运行中可实现约20kW至大于33kW的总加热功率。因此该总加热功率与纯燃料加热运行的加热功率处于相同的数量级中，所述纯燃料加热运行的加热功率根据加热器类型可达16kW至40kW。

因此，本发明提供一种混合加热器，其可在三种运行状态中被使用，即：纯燃料加热运行、纯电动加热运行或所述两种运行方式的组合。最后一种运行状态在于短时间内和/或外部温度极低的情况下要求迅速加热大的车辆内空间时尤为有利。

优选不仅燃烧管而且热交换器的两个壁都构造成大致圆柱形的，由此可实现最佳的水混合。

特别有利的是，将在与燃烧器头相反的端面上封闭由热交换器的外壁包围的空间的底部构造成可取下的板，该板具有数量相应于所使用的电动筒式加热器的数量的贯通孔。在每个孔中这样安装一个筒式加热器，使得筒式加热器在组合状态中平行于装置的纵轴线伸出可取下板的内侧表面，并且基本上以其整个长度伸入热交换器的内壁和外壁之间的由载热介质流过的空间中，并且筒式加热器的发出加热功率的表面在此既不贴靠在热交换器的内壁上也不贴靠在热交换器的外壁上，由此可将热量最佳地传递到载热介质上。

通过这种安装方式不仅可迅速且无需高费用地更换单个损坏的筒式加热器，而且也可通过提供不同的板——板内所设置的安装孔的数量不同并且因此可分别支承不同数量的筒式加热器——以简单的方式制造具有不同加热功率的加热器，所述加热器在其它方面可完全结构相同。

筒式加热器运行所需的电动控制单元可与加热器在空间上分开地设置，或者优选安装在支承筒式加热器的板的外侧上。

根据本发明的加热器的所述和其它有利的方案和扩展方案在从属权利要求中被说明。

附图说明

下面参考附图借助实施例详细说明本发明。附图如下：

图1为根据现有技术的用于加热水的加热器的透视图；

图2为根据本发明的用于加热水的加热器的剖面图；

图3为图2的加热器在没有电动控制装置的情况下沿箭头III方向的侧视图。

具体实施方式

在图2和3中彼此相应的部件以相同的附图标记标出。在下文中，概念如右、左、上、下仅涉及在未确定根据本发明的加热装置于安装状态中或运行期间的空间定位时相应附图中相关部件的位置。

在图1中示出的相应于现有技术的用于加热水的加热器1具有燃烧器头3，该燃烧器头包括助燃风机、燃油泵和其它用于借助燃料如柴油运行加热器1所需的元件。

此外，示出长形的基本上圆柱形的热交换器5的外侧，该热交换器具有两个管接头7、8，所述管接头用于输入或排出待通过加热器1加热的水，这例如由箭头Z和A示出。

在图2中以剖面图示出的根据本发明的加热器10与图1的加热器1一样包括一个设置在其端面上的燃烧器头13，该燃烧器头与在现有技术中一样可通过燃料的燃烧加热流过热交换器15的载热介质，如水。

该剖面图示出，热交换器15是双壁的，即一个基本上圆柱形的外壁18和一个同样基本上圆柱形的、与外壁18大致同轴设置的内壁19。在内壁和外壁之间是流动通道20，待加热的水从仅在图3中示出的输入管接头16经流动通道20流至同样仅在图3中可见的排出管接头17，所述排出管接头17相对于输入管接头16在轴向上错开设置。此外通过未示出的扩散系统迫使水均匀地填满并且流过热交换器15的两个壁之间的整个空间。

热交换器15的内壁19包围一个杯状空腔22，圆柱形的燃烧管24从左侧伸入该杯状空腔中，使得在燃烧管24的敞开端部25与杯状空腔22的在图2中位于右侧的底部27之间存在间隔，该间隔允许由火焰28产生的废气在箭头AG的方向上流入在热交换器15内壁19的内侧和燃烧管24的外侧之间的中空圆柱形空间中，该中空圆柱形空间基于燃烧管24的外径小于内壁19的内径而产生。在所述中空圆柱形空间中设置（未示出的）扩散系统，所述扩散系统迫使废气AG在其通往废气出口30的逆流行程上形成尽可能长的轨道，从而将由火焰28产生的将燃烧管24加热到1200℃数量级的温度上的热量从白炽的燃烧管24直接通过热辐射并且也通过废气对流传递到热交换器的内壁19上。

在右端面上热交换器15的外壁18包围一个圆形开口，该开口通过可取下的板32密封封闭。所述板32用作用于多个电动筒式加热器35的支架，在图2的剖面图中只能看到其中五个筒式加热器并且它们延伸穿过设置在板32中的贯通孔并且在贯通孔中所述筒式加热器35通过从外部拧上的螺母37固定。

筒式加热器35分别具有大致长形圆柱体的形状，并且在安装状态中以其纵轴线平行于热交换器15的内壁19延伸到载热介质的流动通道20中，并且不接触外壁18或内壁19的朝向筒式加热器的表面，从而筒式加热器在所有面上很好地被载热介质冲刷以确保最佳的热传递。

在板32的右外侧上安装有电动控制单元38，该电动控制单元控制电动筒式加热器35的运行。通过这种方式形成一种极为紧凑的加热器10，该加热器作为整体易于安装或更换。

作为替换方案，电动控制单元38也可独立于加热器10安装于车辆的其它位置上，于是所述控制单元与加热器10仅通过必要的电导线连接。

这种情况在图3中示出，该视图示出不具有电动控制单元38的板32的前视图。

如需要也可在热交换器15的敞开端面上安装简单的封板来代替所描述的支承有电动筒式加热器35的板32，由此又可获得传统的、即借助燃料运行的加热器。

根据本发明的加热器10通常配有（未示出的）用于温度调节的传感器以及过热断路装置。

Claims (5)

1.一种加热器（10），其包括燃烧器头（13）和连接在燃烧器头上的伸长的燃烧管（24），所述燃烧管在纵向方向上延伸到一个双壁的热交换器（15）的杯状空腔（22）中，在热交换器的内壁和外壁之间流动着载热介质，在燃料运行中从燃烧器头（13）在轴向方向上吹入燃料/空气混合物用于产生火焰（28），该火焰加热燃烧管（24），热量从燃烧管被传递到热交换器（15）的内壁（19）上并从内壁传递到流过热交换器的载热介质上，其特征在于，在热交换器（15）的内壁（19）和外壁（18）之间被载热介质流过的空间（20）中设置多个长形的大致平行于燃烧管（24）的轴线延伸的电动筒式加热器（35），所述筒式加热器在燃烧管（24）的圆周方向上彼此间具有间距，并且允许与燃料燃烧器运行同时进行电动加热运行，或代替燃料燃烧器运行进行电动加热运行。

2.根据权利要求1的加热器（10），其特征在于，所述热交换器（15）的包围杯状空腔（22）的内壁（19）具有直径，该直径大于燃烧管（24）的外径，并且在杯状空腔（22）的底部和燃烧管（24）的与燃烧器头（13）相反的敞开端部之间存在间隔，使得在燃烧管（24）的外侧和热交换器（15）的内壁（19）之间形成用于在燃烧管（24）的敞开端部（25）上流出的废气的流动通道，并且废气逆着火焰（28）的方向流过该流动通道。

3.根据权利要求1或2的加热器（10），其特征在于，所述燃烧管（24）和热交换器（15）的杯状空腔（22）具有圆形横截面。

4.根据上述权利要求之一的加热器（10），其特征在于，封闭热交换器（15）的与燃烧器头（13）相反的端部的壁被构造为可取下的板（32），所述板具有贯通孔，电动筒式加热器（35）大致平行于热交换器的纵轴线穿过所述贯通孔伸入热交换器（15）的内部，并且电动筒式加热器分别与热交换器（15）内壁（19）的朝向电动筒式加热器的面具有间隔。

5.根据权利要求4的加热器（10），其特征在于，用于接通和调节筒式加热器（35）的控制单元（38）可安装在封闭热交换器（15）的板（32）的外侧上。