DE10051757B4

DE10051757B4 - Wärmetauscher für ein Fahrzeugzusatzheizgerät

Info

Publication number: DE10051757B4
Application number: DE2000151757
Authority: DE
Inventors: Stephan Habijanec
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: DE10051757A1

Abstract

Wärmetauscher für ein Insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, dessen Brennkammer (14) von einem Wärmetauscher (10) umgeben wird, mit einem im Bereich des Bodens geschlossenen becherförmigen Außenteil (12) und einem unter Festlegung eines Ringraums (16) zur Aufnahme eines Wärmeträgermediums in diesem angeordneten im Bereich des Bodens geschlossenen becherförmigen Innenteil (11), die Im Bereich ihres Randes dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (11) und das Außenteil (12) Im Bereich (13) ihrer Ränder materialeinheitlich gebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Fahrzeugzusatzheizgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 34 00 048 A1 bekannt. Die zwei becherförmigen Teile dieses Wärmetauschers sind ineinander gesetzt und an ihren Rändern in Bezug aufeinander mittels eines O-Rings abgedichtet und durch eine im Querschnitt V-förmige Bandschelle in Bezug zueinander fixiert, Nachteilig an diesem bekannten Wärmetauscher ist, dass für diesen zwei getrennte Bauteile hergestellt, bereitgestellt und montiert werden müssen. Aufwendig ist ferner die Abdichtungsmaßnahme mittels eines O-Rings und die Fixierungsmaßnahme mittels einer Schelle. Schließlich muß der fertig montierte Wärmetauscher zusätzlich auf Dichtigkeit geprüft werden.
Aus der DE 24 32 850 A1 ist ein Wärmetauscher für ein mit Luft als Wärmeträger betriebenes Fahrzeugzusatzheizgerät bekannt, bei dem ein Innenteil und ein Außenteil des zu beiden Stirnseiten offenen Wärmetauschers materialeinheitlich hergestellt sind.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei günstigen Teile- und Herstellungskosten bereitgestellt werden kann und eine Dichtigkeitsprüfung überflüssig macht. Außerdem soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieses Wärmetauschers geschaffen werden, das eine kostengünstige Massenproduktion gewähhrleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich das Wärmetauschers durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 4. Vortellhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit anderen Worten schafft die Erfindung einen einstückigen Wärmetauscher, dessen Innen- und Außenteile im Randbereich der Teile kontinuierlich ineinander übergehen. Dieser einstückige Wärmetauscher macht den bisher erforderlichen Teile- und Montagsaufwand überflüssig. Außerdem können Dichtungsmaßnahmen und Dichtigkeitsprüfungen entfallen, da der Wärmetauscher aufgrund seiner Einstückigkeit prinzipbedingt dicht ist.
Um einen optimal arbeitenden Wärmetauscher zu gewährleisten, ist der Wärmetauscher auch im Bodenbereich vom Wärmeträgermedium durchströmt. Erreicht wird dies dadurch, dass der Ringraum des Wärmetauschers mit einem Hohlraum in seinem Bodenbereich verbunden ist.
Um den Einbau des Wärmetauschers in ein Heizgerät zu erleichtern, ist der materialeinheitliche Randbereich des Wärmetauschers in Gestalt eines Anschlussflansches für ein Brenneraggregat ausgebildet.
Herstellbar ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher bevorzugt durch ein Gießverfahren, das gewährleistet, dass seine beiden becherförmigen Teile einstückig gegossen werden können, Hierfür eignet sich beispielsweise ein Gießverfahren mit verlorenen Kernen. Der verlorene Kern kann nach dem Gießen je nach seiner Materialbeschaffenheit mechanisch, beispielsweise durch eine Ultraschallbehandlung und anschließendes Klopfen, über einen Wärmeträger-Zulauf und/oder einen Wärmeträger-Ablauf aus dem Ringraum des Wärmeträgers ausgetragen werden, oder er kann durch ein Lösungsmittel aufgelöst werden, das über denselben Zulauf und/oder Ablauf aus dem Ringraum ausgetragen wird. Wenn der verlorene Kern bzw. wenn die verlorenen Kerne, die beim Gießverfahren eingesetzt werden, aus Wachs bestehen, werden diese zweckmäßigerweise nach dem Gießen geschmolzen und das geschmolzene Kernmaterial wird über den Wärmeträger-Zulauf und/oder den Wärmeträger-Ablauf aus dem Ringraum und sonstigen Hohlräumen entfernt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Teil-Längsschnitt knapp eine Hälfte des erfindungsgemäßen Wärmetauschers, der mit einem Brenner 15 eines Fahrzeug-Zusatz-Heizgeräts zusammengebaut ist.
Der Wärmetauscher ist allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet und hat die Gestalt eines geschlossenen bzw. einstückig hergestellten becherförmigen Hohlkörpers mit einem becherförmigen Innenteil 11 und einem gleichermaßen becherförmigen Außenteil 12. Die beiden becherförmigen Teile 11 und 12 sind in ihrem Randbereich, der in der Figur allgemein mit 13 bezeichnet ist, miteinander verbunden. Dieser Randbereich 13 ist in Gestalt eines Anschlußflansches 13A zum Anschluss an einen Brenner 15 gebildet. Der Brenner 15 geht über in eine Brennkammer 14, die Zylinderform besitzt.
Zwischen Innenteil 11 und Außenteil 12 des Wärmetauschers 10 ist ein Ringraum 16 festgelegt, der von einem Wärmeträgermedium durchströmt ist, das über einen nicht gezeigten Zulauf in den Ringraum 16 eingespeist und über einen ebenfalls nicht gezeigten Ablauf aus dem Ringraum 16 befördert wird. Im Ringraum 16 können Rippen 17 angeordnet sein, die zur Strömungsführung dienen und sich zwischen Innenteil 11 und Außenteil 12 erstrecken.
Auch der Boden des Wärmetauschers 10 ist zwischen dem Boden 11A des Innenteils 11 und dem Boden 12A des Außenteils 12 hohl ausgebildet. Dieser Bodenhohlraum 18 steht in Verbindung mit dem Ringraum 16 und ist damit ebenfalls vom Wärmeträgermedium durchströmt. Die Herstellung des einstückig als Gassteil gebildeten Wärmeübertragungsteils erfolgt durch ein spezielles Gießverfahren, beispielsweise durch Gießen mit verlorenen Kernen. Diese Kerne können je nach Materialzusammensetzung in unterschiedlicher Weise aus dem fertiggegossenen Wärmetauscher entfernt werden, beispielsweise mechanisch durch Klopfen oder chemisch durch Lösungsmittel oder durch Schmelzen, wenn die Kerne aus Wachs bestehen. Das geschmolzene bzw. mechanisch abgetrennte Kernmaterial kann über den Zulauf und/oder den Ablauf des Wärmetauschers aus dessen Innern entfernt werden. Durch einen anschließenden Recycling-Prozess wird das Kernmaterial sowie ggfs. das verwendete Binde- und Lösungsmittel zurückgewonnen und einer erneuten Wiederverwendung zugeführt.

10: Wärmetauscher
11: Innenteil (von 10)
11A: Boden (von 11)
12: Außenteil (von 10)
12A: Boden (von 12)
13: Randbereich
13A: Anschlussflansch
14: Brennkammer
15: Brenner
16: Ringraum
17: Rippe
18: Bodenhohlraum

Claims

Wärmetauscher für ein Insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, dessen Brennkammer (14) von einem Wärmetauscher (10) umgeben wird, mit einem im Bereich des Bodens geschlossenen becherförmigen Außenteil (12) und einem unter Festlegung eines Ringraums (16) zur Aufnahme eines Wärmeträgermediums in diesem angeordneten im Bereich des Bodens geschlossenen becherförmigen Innenteil (11), die Im Bereich ihres Randes dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (11) und das Außenteil (12) Im Bereich (13) ihrer Ränder materialeinheitlich gebildet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden (11A bzw. 12A) des Innenteils (11) und des Außenteils (12) unter Festlegung eines mit dem Ringraum (16) kommunizierenden Bodenhohlraums (18) axial beabstandet voneinander angeordnet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der materialeinheitliche Randbereich (13) der beiden becherförmigen Teile (11, 12) als Anschlußflansch (13A) für einen Brenner (15) gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, das Innenteil (11) und das Außenteil (12) einstückig gegossen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (16) und ggf. der Bodenhohlraum (18) zwischen Innenteil (11) und Außenteil (12) beim Gießen durch verlorene Kerne festgelegt wird bzw. werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verlorenen Kerne nach dem Gießen mechanisch, beispielsweise durch eine Ultraschallbehandlung und anschließendes Klopfen über einen Wärmeträger-Zulauf und/oder -Ablauf aus dem Ringraum/Bodenhohlraum (16, 18) ausgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verlorenen Kerne nach dem Gießen durch ein Lösungsmittel aufgelöst und über einen Wärmeträger-Zulauf und/oder -Ablauf aus dem Ringraum/Bodenhohlraum (16, 18) ausgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verlorenen Kerne aus Wachs bestehen, das nach dem Gießen geschmolzen und über einen Wärmeträger-Zulauf und/oder -Ablauf aus dem Ringraum/Bodenhohlraum (16, 18) ausgetragen werden.