CN104924873A - 车辆加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆加热器，该车辆加热器包括多个加热装置(12、14)以及一个用于将在所述加热装置(12、14)中提供的热传递到载热介质(M)上的热交换装置(32)，其中，所述热交换装置(32)与每个加热装置(12、14)相配地包括一个热交换区，用于将在这一加热装置(12、14)中提供的热传递到载热介质(M)上。

Description

车辆加热器
技术领域
本发明涉及一种车辆加热器，该车辆加热器例如可以用于加热较大车辆、例如公共汽车或载重汽车的内部空间。
背景技术
在较大机动车、例如公共汽车或载重汽车中用于加热例如相应的内部空间或者用于预热驱动机组的车辆加热器为了提供足够大的加热功率通常也相应大地确定尺寸。特别是在使用燃料运行的车辆加热器的情况下，这意味着，例如这样大尺寸地确定燃烧室，使得其中由燃料和燃烧空气构成的待燃烧的混合物达到足以用于燃烧的空间。用于供应燃料的燃料输送装置或者用于供应燃烧空气的燃烧空气输送装置也必须相应大地确定尺寸。为了提供相对大的最大加热功率而确定尺寸的车辆加热器可能具有如下不足：在非常小的需要的加热功率范围内，由于在此待燃烧的燃料量相对少，很难精确地控制或调节加热功率，并且存在妨碍燃烧的危险、例如火焰熄灭的危险。这种大尺寸的车辆加热器对于较小的车辆是超出尺寸的，这可能导致如下需求：对于不同的结构尺寸的车辆必须提供车辆加热器的相对大数量的不同尺寸的型式。
发明内容
本发明的任务在于，设置一种车辆加热器，该车辆加热器可以以简单的方式和方法与使用目的相匹配并且具有对加热功率的改进的可调节性。
按照本发明，该任务通过一种车辆加热器来解决，该车辆加热器包括：
-多个加热装置，
-一个用于将在所述加热装置中提供的热传递到载热介质上的热交换装置，其中，所述热交换装置与每个加热装置相配地包括一个热交换区，用于将在这一加热装置中提供的热传递到载热介质上。
按照本发明构造的车辆加热器具有包括它的多个加热装置的模块化特征。每个所述的单个模块“加热装置”例如可以在对于特定使用目的存在的最大要期望的加热功率要求方面相应地选择并且与热交换区相配地安装到热交换装置上。在最大热需求相对少的情况下，例如可以完全省去加热装置。这种模块化构造的实质性优点在于，多个加热装置中的每个加热装置在加热运行中可以与另一个或另外多个加热装置独立地运行，这在各个加热装置中能提供的加热功率级的数量相对少的情况下获得了加热功率本身的明显更多的变化性。如果车辆加热器在具有相对大的热需求的环境中使用，则为此需要的加热功率可以由两个或多个相对小尺寸确定的加热装置提供。每个所述加热装置本身于是在通过该加热装置要产生的加热功率方面可非常精确地控制或调节，即使必须与运行相关地仅提供少量的热。
为了将在不同的加热装置中提供的热传递到待加热的载热介质、例如液体上，提出了，所述热交换装置包括载热介质流动空间，该载热介质流动空间具有载热介质入口和载热介质出口，其中，所述载热介质流动空间与每个热交换区相配地包括一个载热介质流动空间区域。
在一个有利的扩展方案中可以规定，至少两个热交换区的载热介质流动空间区域相互连接，用于载热介质顺序流过，或/和所述载热介质入口和所述载热介质出口与各载热介质流动空间区域相配地设置有不同的热交换区。由此确保，待加热的载热介质与每个所述加热装置产生热交换相互作用。
所述热交换装置例如可以包括向外限界所述载热介质流动空间的外壳体装置和向内、优选相对于不同的热交换区的废气流动空间限界所述载热介质流动空间的并且与所述外壳体装置共同包围所述载热介质流动空间的内壳体装置。
在一种基于少部件数量特别有利的构造方案中可以规定，所述外壳体装置包括向外限界至少两个、优选全部热交换区的载热介质流动空间区域的外壳体件。由此，可以用唯一一个构件(例如在铸造过程中由塑料材料或金属材料制成)来限界多个、以有利的方式限界全部载热介质流动空间区域。
为了在此可以确保利用这样的外壳体件构造的热交换区的可流通性，提出了：两个热交换区的各载热介质流动空间区域通过优选外壳体件的隔壁分开，并且在所述隔壁中设置有至少一个流通开口，用于载热介质由其中一个热交换区的载热介质流动空间区域朝另一个热交换区的载热介质流动空间区域流过。
一种结构简单的构造方案可以进一步通过如下方式支持：所述内壳体装置包括向内限界至少两个、优选全部热交换区的载热介质流动空间区域的内壳体件。在这里对于多个热交换区则也使用唯一一个构件，该构件基本上并非由多个单件构件组装而成。
备选地或附加地，对于至少两个热交换区可以规定，所述内壳体装置与此相配地包括相互分开地构造的并且向内限界这些热交换区的各载热介质流动空间区域的内壳体件。
特别是为了提供相对大的加热功率，在燃料运行的车辆中提出了：至少一个、优选每个加热装置包括一个燃烧器装置，其中，每个燃烧器装置包括一个燃烧室，用于容纳燃料和燃烧空气并且用于燃烧燃料/燃烧空气-混合物。在这里例如可以使用也为推进车辆提供的燃料，以便通过在一个或多个燃烧器装置中燃烧来提供热。
在加热功率方面的高变化性可以通过如下方式确保：给每个燃烧器装置配置一个独立的燃烧空气输送装置或/和一个独立的燃料输送装置。给相应的燃烧空气输送装置或相应的燃料输送装置配置不同的燃烧器装置能实现：以为此相应规定的燃烧空气量或燃料量供给这些燃烧器装置，以便可以由此与其他燃烧器装置无关地独立地调节每一单个的燃烧器装置中的加热功率。
一种紧凑的结构方式可以通过如下方式确保：至少两个燃烧器装置以基本上平行的废气流动方向相互并排地设置。
这种构造可以进一步通过如下方式简化：与至少两个、优选全部热交换区相配地设置有朝所述热交换区的废气流动空间敞开的一个共同的废气出口。
此外，本发明涉及一种热交换装置，特别是用于按照本发明构造的车辆加热器的热交换装置，用于将在至少一个加热装置中提供的热传递到载热介质上，其中，所述热交换装置与多个能够与所述热交换装置组合的加热装置相配地包括各一个热交换区，用于将在相应的加热装置中提供的热传递到载热介质上。
此外，本发明涉及一种具有按照本发明构造的热交换装置的加热装置，还与所述热交换装置的至少一个热交换区相配地包括加热装置，用于提供要在所述热交换区中传递到载热介质上的热。不言而喻，所述加热装置可以利用全部前面阐述的并且下面还要详细描述的构造特征单独地或组合地构造。
附图说明
以下参考附图描述本发明。附图示出：
图1以透视的原理性视图示出具有两个加热装置和一个用于所述加热装置的热交换装置的车辆加热器；
图2示出图1的车辆加热器的原理性剖视图，该剖视图沿分隔两个加热装置的平面剖切；
图3示出图1的加热装置的原理性视图，该视图沿图2中的视向III观察；
图4示出图1的加热装置的原理性视图，该视图沿图3中的视向IV观察。
具体实施方式
在图1中，车辆加热器总体以10标记。该车辆加热器例如可以用于在车辆中加热通常液态的并且在载热介质循环回路中循环的载热介质。车辆加热器10包括两个加热装置12、14，所述加热装置例如可以构造为燃烧器装置16、18。每个所述燃烧器装置可以具有在其中构造的燃烧室20或22。通过在图3中也示出的燃料输送装置24、例如定量供给泵可以将液体的燃料、例如柴油输送到燃烧器装置16的燃烧室20中。燃烧空气输送装置26、例如侧通道式风机可以用于将为了燃料燃烧需要的燃烧空气输送到燃烧器装置16的燃烧室20中。
相应地，与燃烧器装置18相配地设置有燃料输送装置28、例如定量供给泵，以便将燃料输送到燃烧器装置18的燃烧室22中。燃烧空气输送装置30、例如侧通道式风机用于将为了在燃烧室22中燃烧需要的空气输入到该燃烧室中。
在这里应指出，所述燃烧器装置16、18中的一个或两个可以构造为蒸发燃烧器。邻接于相应的燃烧室或者在相应的燃烧室20、22中设置的多孔的蒸发介质可以容纳由燃料输送装置24、28输送的液体的燃料，这些燃料通过毛细输送作用输送到面向相应的燃烧室20、22的一侧，从而燃料可以在该侧上蒸发并且可以在燃烧室20或22中与在那里也存在的燃烧空气混合成能点燃的或能燃烧的混合物。燃烧可以通过相应的点火器件、例如炽热引火塞启动。
此外，加热装置10包括热交换装置32。在该热交换装置32中，通过载热介质入口34输入到该热交换装置中的、例如液体的载热介质M可以吸收在一个或两个加热装置12、14中提供的热。经加热的载热介质M可以在载热介质出口36处离开热交换装置32。
图2至4以原理性视图示出热交换装置32的构造。热交换装置32包括外壳体装置38，该外壳体装置向外、亦即相对于周围环境限界在热交换装置32中构成的载热介质流动空间40。此外，热交换装置32包括内壳体装置42，该内壳体装置与外壳体装置38共同包围载热介质流动空间40并且该内壳体装置相对于用于在燃烧器装置20、22中产生的燃烧废气的相应的废气流动空间44、46向内限界所述载热介质流动空间。
热交换装置32与加热装置12、14或者说燃烧器装置16、18相配地具有各一个热交换区48或50。在热交换区48中可以基本上将在加热装置12中提供的热传递到流经载热介质流动空间40的载热介质M上。在热交换区50中可以基本上将在加热装置14中提供的热传递到在载热介质流动空间40中流动的载热介质M上。
在燃烧器装置16、18中产生的燃烧废气通过为其相应配置的并且延伸到废气流动空间44、46中的火管52、54离开燃烧器装置16、18。各火管在其远离相应配置的燃烧器装置16、18的端部区域上是敞开的，从而离开燃烧器装置16、18的燃烧室20、22的燃烧废气A首先流动经过火管52、54、从所述火管排出、在内壳体装置42处转向并且重新朝燃烧器装置16、18的方向流回。在此，燃烧废气A沿着内壳体装置42的表面流动并且随此将热传递到该表面上。在载热介质流动空间40中流动的载热介质M可以吸收所述热并且由此通过载热介质出口36变热地离开热交换装置42。
朝燃烧器装置16、18的方向流回的燃烧废气A到达共同的废气出口56并且可以进一步流动到废气引导系统中。废气出口56处于两个热交换区48、50的侧向的相邻区域中，从而在紧凑的结构方式中，燃烧废气A可以通过共同的、例如接管状构造的废气出口56离开两个废气流动空间44、46。
图4示出，在两个热交换区48、50的相邻区域中，载热介质流动空间40通过(例如外壳体装置38的)在图2中也能看见的隔壁58划分成热交换区48的载热介质流动空间区域60和热交换区50的载热介质流动空间区域62。在隔壁58中构造流通开口64，该流通开口在两个载热介质流动空间区域60、62之间建立流动连接。该流通开口例如可以设置在热交换装置32与加热装置12、14的相邻区域中。载热介质入口34和载热介质出口36也以有利的方式设置在所述区域中，从而通过载热介质流动空间40中相应的流动引导元件也确保内壳体装置42的尽可能有效的环流以用于相应有效的热吸收。通过在两个载热介质流动空间区域60、62之间经由流通开口64的流动连接，这两个载热介质流动空间区域60、62相互连通，用于载热介质M的顺序流过，其中，载热介质M首先通过设置在热交换区48的区域中的载热介质入口34到达上游的载热介质流动空间区域60中。在流经该载热介质流动空间区域60之后，载热介质M通过流通开口64到达下游的载热介质流动空间区域62中并且可以通过配置给热交换区50的载热介质出口36离开该区域。
热交换装置32的外壳体装置38有利地以外壳体件66、亦即基本上一体地构造而成。外壳体件66与两个热交换区48、50相配地设置和构造为用于向外限界所述热交换区的载热介质流动空间区域60、62。相应地，内壳体装置42也可以包括内壳体件68，该内壳体件与两个热交换区48、50相配地向内、亦即相对于废气流动空间44、46限界载热介质流动空间40。热交换装置32则可以基本上构造有两个壳体件或主壳体件，其中，例如外壳体件66可以基于较少的热负荷由塑料材料构成，而内壳体件68可以基于由燃烧废气A产生的相对高的热负荷由金属材料构造。在备选的构造方案中，尤其是内壳体装置42与每个热交换区48或50相配地具有于是基本上呈罐状结构的独自的内壳体件，所述内壳体件与一个或多个另外的内壳体件相结合地用于向内限界载热介质流动空间40。原则上，与在每个热交换区48、50中相应使用的外壳体件或内壳体件的数量无关，整个结构基本上是罐状的。外壳体装置38则提供相应的外部的罐区域，而内壳体装置42提供相应的置入外部的罐区域中的内部的罐区域。
利用上述构造得到车辆加热器的模块化特征，其中，通过多个加热装置合并到一个热交换装置上(该热交换装置具有相匹配地为各加热装置分别设置的热交换区)达到在加热功率的可调节性方面高的变化性。这特别是通过如下方式支持：每个所述加热装置可以独立地、亦即以为其分别预定的加热功率运行，与其他加热装置的运行无关。由此，利用相对小数量的在相应的加热装置中可预定的加热功率级可以得到明显更多数量的全部可能的加热功率级。通过这些模块化特征，例如也可能的是，与一个热交换装置相配地设置有两个不同的加热装置，例如在最大可提供的加热功率方面不同尺寸的加热装置。由此可能的是，车辆加热器以简单的方式与不同的使用环境或不同的最大加热功率要求相匹配。
最后应指出的是，当例如一个或者两个所述加热装置不是构造为燃料运行的加热装置，而是构造为电运行的加热装置时，也可以使用本发明的原理。多于两个加热装置与一个热交换装置的组合也是可能的，其中，于是与每个所述加热装置相配地，该热交换装置配备有热交换区。原则上，车辆加热器也可以这样构造，使得不是与每个设置在热交换装置中的热交换区相配地设置加热装置。如果例如规定在仅要求相对小的最大加热功率的环境中使用，则可以在示出的实例中仅使用一个所述燃烧器装置，而取代另一个燃烧器装置，不用于热传递的热交换区可以通过一个代替该缺少的加热装置的封闭元件来闭合。
上述给两个加热装置相互独立地供以燃料和燃烧空气的方式在加热功率的变化性方面是特别有利的。如果这不是必需的，则例如也可以给多个或者全部加热装置通过共同的燃烧空气输送装置供以燃烧空气或/和通过共同的燃料输送装置供以燃料。

Claims (14)

1.车辆加热器，包括：
-多个加热装置(12、14)，
-一个用于将在所述加热装置(12、14)中提供的热传递到载热介质(M)上的热交换装置(32)，其中，所述热交换装置(32)与每个加热装置(12、14)相配地包括一个热交换区(48、50)，用于将在这一加热装置(12、14)中提供的热传递到载热介质(M)上。
2.根据权利要求1所述的车辆加热器，其特征在于，所述热交换装置(32)包括载热介质流动空间(40)，该载热介质流动空间具有载热介质入口(34)和载热介质出口(36)，其中，所述载热介质流动空间(40)与每个热交换区(48、50)相配地包括一个载热介质流动空间区域(60、62)。
3.根据权利要求2所述的车辆加热器，其特征在于，至少两个热交换区(48、50)的各载热介质流动空间区域(60、62)相互连接，用于载热介质(M)顺序流过，或/和所述载热介质入口(34)和所述载热介质出口(36)与各载热介质流动空间区域(60、62)相配地设置有不同的热交换区(48、50)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆加热器，其特征在于，所述热交换装置(32)包括向外限界所述载热介质流动空间(40)的外壳体装置(38)和向内、优选相对于不同的热交换区(48、50)的废气流动空间(44、46)限界所述载热介质流动空间(40)的并且与所述外壳体装置(38)共同包围所述载热介质流动空间(40)的内壳体装置(42)。
5.根据权利要求4所述的车辆加热器，其特征在于，所述外壳体装置(38)包括向外限界至少两个、优选全部热交换区(48、50)的载热介质流动空间区域(60、62)的外壳体件(66)。
6.根据权利要求5所述的车辆加热器，其特征在于，两个热交换区(48、50)的载热介质流动空间区域(60、62)通过优选外壳体件(66)的隔壁(58)分开，并且在所述隔壁(58)中设置有至少一个流通开口(64)，用于载热介质(M)由其中一个热交换区(48)的载热介质流动空间区域(60)朝另一个热交换区(60)的载热介质流动空间区域(62)流过。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的车辆加热器，其特征在于，所述内壳体装置(42)包括向内限界至少两个、优选全部热交换区(48、50)的载热介质流动空间区域(60、62)的内壳体件(68)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的车辆加热器，其特征在于，所述内壳体装置(42)与至少两个热交换区(48、50)相配地包括相互分开地构造的并且相对于所述热交换区的废气流动空间(44、46)向内限界这些热交换区(48、50)的各载热介质流动空间区域(60、62)的内壳体件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆加热器，其特征在于，至少一个、优选每个加热装置(12、14)包括一个燃烧器装置(16、14)，其中，每个燃烧器装置(16、18)包括一个燃烧室(20、22)，用于容纳燃料和燃烧空气并且用于燃烧燃料/燃烧空气-混合物。
10.根据权利要求9所述的车辆加热器，其特征在于，给每个燃烧器装置(16、18)配置一个独立的燃烧空气输送装置(26、30)或/和一个独立的燃料输送装置(24、28)。
11.根据权利要求9或10所述的车辆加热器，其特征在于，至少两个燃烧器装置(16、18)以基本上平行的废气流动方向相互并排地设置。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的车辆加热器，其特征在于，与至少两个、优选全部热交换区(48、50)相配地设置有朝所述热交换区的各废气流动空间(44、46)敞开的一个共同的废气出口(56)。
13.热交换装置，特别是用于根据上述权利要求中任一项所述的车辆加热器的热交换装置，用于将在至少一个加热装置(12、14)中提供的热传递到载热介质(M)上，其中，所述热交换装置(32)与多个能够与所述热交换装置(32)组合的加热装置(12、14)相配地包括各一个热交换区(48、50)，用于将在相应的加热装置(12、14)中提供的热传递到载热介质(M)上。
14.车辆加热器，包括根据权利要求13所述的热交换装置(32)并且与所述热交换装置(32)的至少一个热交换区(48、50)相配地包括加热装置(12、14)，该加热装置用于提供要在所述热交换区(48、50)中传递到载热介质(M)上的热。
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