DE102005053514A1 - Luftheizgerät für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Luftheizgerät (12) für ein Kraftfahrzeug zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse, wobei eine Flanschplatte (48) vorgesehen ist, die mittels Dichtelementen zwischen einer Montagestelle für das Luftheizgerät (12) und der Flanschplatte (48) sowie zwischen dem Luftheizgerät (12) und der Flanschplatte (48) zumindest eine Abgasabführung (54) gegen den Fahrzeuginnenraum abdichtet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Luftheizgerät für ein Kraftfahrzeug zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse.
- Derzeit werden kraftstoffbetriebene Zusatzheizungen für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge, hauptsächlich getrennt von der fahrzeugeigenen Heiz-Klimaeinheit, vorliegend auch als Fahrzeugklimagerät bezeichnet, verbaut. Derartige Zusatzheizungen sind beispielsweise als Luftheizgeräte realisiert, die als Zuheizer und/oder als Standheizungen zum Einsatz kommen.
- Seit geraumer Zeit gehen Bestrebungen dahin, Luftheizgeräte in die fahrzeugeigene Heiz-Klimaeinheit zu integrieren.
- Dies spart Bauraum und erforderliche Komponenten. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist in der
DE 102 11 591 A1 dargestellt. - Die für die Einbindung des Luftheizgerätes in die Heiz-Klimaeinheit gewählte Position und der Aufbau des Luftheizgerätes sind für die Funktion, die Wirtschaftlichkeit und die Sicherheit der Einbindung maßgeblich verantwortlich. Man ist daher bestrebt, die verschiedenen mit der Einbringung des Luftheizgerätes in die Heiz-Klimaeinheit in Verbindung stehenden Problematiken zu erkennen und diesbezügliche Lösungen bereitzustellen, so dass letztlich ein gelungenes Gesamtkonzept zur Verfügung steht.
- Ein Problemkreis hängt mit dem hohen Gewicht des Wärmetauscherkörpers zusammen, der im allgemeinen durch eine Druckgusstechnik gefertigt ist. Aufgrund des hohen Gewichts muss insbesondere das das Fahrzeugheizgerät tragende Gehäuse entsprechend stabil ausgeführt sein.
- Der sich in axiale Richtung länglich erstreckende Wärmetauscher soll bei den vorgeschlagenen Konzepten senkrecht zu dieser Richtung umströmt werden. Eine solche Umströmung führt zwangsläufig zu hohen Luftverwirbelungen und somit zu hohen Strömungsverlusten. Will man dies durch eine Vergrößerung des den Wärmetauscher ungebenden Bauraums ausgleichen, dann hat dies zur Folge, dass insgesamt der Bauraum für die Heiz-Klimaanlage vergrößert werden muss. Es sind daher Lösungen erforderlich, die das Strömungsverhalten und die Wärmeübertragung des Wärmetauschers begünstigen.
- Weiterhin besteht der Wunsch, bereits vorhandene Komponenten der Luftheizgeräte auch im Zusammenhang mit dem Konzept des Einbaus des Luftheizgerätes in eine Heiz-Klimaanlage weiterhin verwenden zu können. Man ist daher bestrebt, den Wärmetauscher möglichst variabel aufzubauen, um so dieselben Konzepte im Zusammenhang mit verschiedenen Typen von Luftheizgeräten verwenden zu können. Dieser Wunsch nach Variabilität betrifft auch die Herstellung des Wärmetauschers.
- Neben der Umströmung des Wärmetauschers von der durch ihn zu erwärmenden Luft spielt weiterhin die Wärmeübertragung von den Verbrennungsgasen auf den Wärmetauscher eine wichtige Rolle. Auch diese Wärmeübertagung soll verbessert werden, um hierdurch insbesondere eine größere Freiheit beim Aufbau des Wärmeübertragers bereitstellen zu können.
- Eine weitere wichtige Anforderung an ein Luftheizgerät besteht darin, dieses so anzuordnen, dass ein Übertritt von Verbrennungsgasen in die das Luftheizgerät umströmende Luft ausgeschlossen ist. Weiterhin soll sichergestellt werden, dass die für die Verbrennung verwendete Luft dem Außenbereich des Kraftfahrzeugs, das heißt insbesondere nicht dem Innenraum entnommen wird. Eine Verbesserung im Hinblick auf die Lokalisierung der verschiedenen Anschlussstutzen des Luftheizgerätes ist ebenfalls erwünscht.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Problematiken zumindest teilweise durch angemessene Lösungen zu überwinden, insbesondere in Bezug auf die Anordnung der Anschlussstutzen des Luftheizgerätes.
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Luftheizgerät dadurch auf, dass eine Flanschplatte vorgesehen ist, die mittels Dichtelementen zwischen einer Montagestelle für das Luftheizgerät und der Flanschplatte sowie zwischen dem Luftheizgerät und der Flanschplatte zumindest eine Abgasabführung gegen den Fahrzeuginnenraum abdichtet. Eine solche Flanschplatte stellt sicher, dass das Abgas auf möglichst kurzem Weg an die Außenluft geführt werden kann, wobei nicht die Gefahr besteht, dass Abgase in den Fahrzeuginnenraum gelangen.
- In diesem Zusammenhang ist es besonders nützlich, dass die Abdichtung der Flanschplatte zum Luftheizgerät zwischen der Flanschplatte und Anschlussstutzen des Luftheizgerätes angeordnet ist.
- Es kann vorgesehen sein, dass die Flanschplatte eine Brennluftzuführung gegen den Fahrzeuginnenraum abdichtet. Somit kann sichergestellt werden, dass die Brennluft dem Außenraum des Fahrzeugs entnommen wird.
- Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Flanschplatte eine Durchführung für eine Brennstoffzuführung aufweist. Somit sind sämtliche Anschlüsse, über die Gase und Flüssigkeiten transportiert werden, im Bereich der Flanschplatte lokalisiert, was Vorteile für die Anbindung des Luftheizgerätes an das Gesamtkonzept mit sich bringt.
- Dieses Gesamtkonzept wir im Folgenden beschrieben, wobei die Besonderheiten im Hinblick auf die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftheizgerätes mit zahlreichen weiteren Eigenschaften des Luftheizgerätes, des Wärmetauschers und von Herstellungsverfahren für Wärmetauscher kombiniert werden, so dass sich vorteilhafte Merkmale ergeben.
- Es kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse eines Fahrzeugklimagerätes, einen Wärmetauscherkörper und einen Wärmetauscherboden aufweist, wobei der Wärmetauscherkörper und der Wärmetauscherboden separat gefertigt sind. Durch eine solche mehrteilige Ausführung des Wärmetauscherkörpers steigt die Variabilität im Hinblick auf mögliche bauliche Varianten als auch im Hinblick auf mögliche Herstellungsverfahren. Indem insbesondere der Wärmetauscherboden separat vom Wärmetauscherkern gefertigt wird, ist der Einsatz zusätzlicher Fertigungsverfahren für den Wärmetauscherkern möglich. Bei geeigneter Wahl der Fertigungsverfahren lässt sich hierdurch das Gewicht des Wärmetauschers verringern.
- Aus vergleichbaren Gründen ist es sinnvoll, dass ein separat gefertigter Wärmetauscherkopf vorgesehen ist. Falls ein solcher Wärmetauscherkopf vorhanden ist, ist die separate Fertigung sinnvoll. Je nach geometrischer Ausführung des Brennerkopfes beziehungsweise der Brennereinheit ist es je doch auch möglich, auf den Wärmetauscherkopf gänzlich zu verzichten.
- Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper einen Wärmetauscherkern und Wärmeübertragerflächen aufweist und dass der Wärmetauscherkern und die die Wärmeübertragerflächen zur Verfügung stellenden Bauteile zumindest teilweise separat gefertigt sind. Auch diese separate Fertigungsmöglichkeit wird vor dem Hintergrund einer möglichen Gewichtsreduzierung und einer höheren Variabilität im Hinblick auf die Auslegung der Bauteile und die Herstellungsverfahren als vorteilhaft erachtet.
- In diesem Zusammenhang ist es insbesondere nützlich, dass die die Wärmeübertragerflächen zur Verfügung stellenden Bauteile auf den Wärmetauscherkern aufgeschrumpft und/oder aufgepresst sind. Während der Wärmetauscherkopf und der Wärmetauscherboden vorzugsweise durch Schweißen, Löten, Kleben und/oder Verschrauben mit dem Wärmetauscherkern gasdicht verbunden werden, steht für die beispielsweise scheibenartig ausgebildeten einzelnen Wärmeübertragerflächen die Möglichkeit zur Verfügung, diese auf den Wärmetauscherkern aufzuschrumpfen oder aufzupressen, wodurch eine weitere Möglichkeit zur Variation der Herstellungsverfahren zur Verfügung steht.
- Es ist möglich, dass der Wärmetauscherkern als Druckgussteil gefertigt ist. Ein solches Druckgussteil ist zwar vergleichsweise schwer, jedoch andererseits vergleichsweise kostengünstig in der Herstellung.
- Nützlicherweise ist vorgesehen, dass der Wärmetauscherkern ein Innenprofil aufweist. Durch ein solches Innenprofil kann die wärmeübertragende Innenfläche des Wärmetauschers vergrößert werden, so dass insgesamt wiederum der Gesamtbauraum verringert werden kann.
- Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkern in einem Strangpressverfahren gefertigt ist. Auf der Grundlage eines solchen Strangpressverfahrens können die Wandstärken des Wärmetauschers im Vergleich zu Druckgussverfahren geringer gewählt werden, insbesondere aufgrund von nicht erforderlichen Entformungsschrägen, so dass das Gesamtgewicht reduziert werden kann. Im Vergleich zum Druckguss kann auch eine dünnere Innenverrippung bereitgestellt werden, so dass wiederum eine vergrößerte wärmeübertragende Innenfläche bereitgestellt wird. Im Rahmen des Strangpressverfahrens ist es möglich, in das Strangpressprofil die Geometrie zur Befestigung von Wärmetauscherkopf, Brenner, Wärmetauscherboden etc. zu integrieren, beispielsweise in Form von Kernlochbohrungen für Gewinde.
- Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass er eine die Reduzierung des Strömungswiderstands begünstigende Querschnittsgeometrie aufweist.
- Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Querschnittsgeometrie oval ist.
- Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Querschnittsgeometrie der Querschnittsgeometrie einer Flugzeugtragfläche ähnlich ist.
- Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Querschnittsgeometrie spindelförmig ist.
- Es kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper an seiner Außenseite eine Vielzahl von Stäben aufweist, die Wärmeübertragerflächen zur Verfügung stellen. Durch eine derartige Vielzahl von Stäben kann eine sehr große Oberfläche zur Wärmeübertragung an die zu erwärmende Luft zur Verfügung gestellt werden.
- Dabei kann einerseits nützlich sein, dass der Wärmetauscherkörper einen Wärmetauscherkern aufweist und dass die Vielzahl von Stäben zumindest teilweise mittels eines separaten Bauteils auf den Wärmetauscherkern aufgebracht ist.
- Andererseits ist es auch möglich, dass der Wärmetauscherkörper einen Wärmetauscherkern aufweist und dass die Vielzahl von Stäben zumindest teilweise einstückig mit dem Wärmetauscherkern ausgebildet ist. Je nach Auslegung der Stäbe auf einem separaten Bauteil oder einstückig mit dem Wärmetauscherkern können unterschiedliche Vorteile erkannt werden, beispielsweise einerseits im Hinblick auf die Variabilität und andererseits im Hinblick auf die Einfachheit des Gesamtherstellungsverfahrens.
- Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper an seiner Außenseite eine Vielzahl von gewellten Rippen aufweist, die Wärmeübertragerflächen zur Verfügung stellen.
- Einerseits ist es in diesem Zusammenhang möglich, dass der Wärmetauscherkörper einen Wärmetauscherkern aufweist und dass die Vielzahl von gewellten Rippen zumindest teilweise mittels eines separaten Bauteils oder als separate Bauteile auf den Wärmetauscherkern aufgebracht ist.
- Ebenfalls ist es denkbar, dass der Wärmetauscherkörper einen Wärmetauscherkern aufweist und dass die Vielzahl von gewellten Rippen zumindest teilweise einstückig mit dem Wärmetauscherkern ausgebildet ist. Es ist sinnvoll, derartige Wärmeübertragerflächen nicht über Schraubverbindungen oder ähnliche Verbindungen an den Wärmeübertragerkern zu befestigen, sondern durch Schweißen, Löten, Aufschrumpfen oder Aufpressen von einzelnen oder mehreren aufgeschobenen Flächenteilen oder ganzen Paketen.
- Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper aus mehreren Wärmetauscherkörpermodulen aufgebaut ist. Auch hierdurch wird wiederum die Variabilität erhöht, da aus einzelnen Wärmetauscherkörpermodulen unterschiedlich gestaltete und insbesondere unterschiedlich große Wärmetauscher hergestellt werden können.
- Besondere Vorteile sind dadurch zu verzeichnen, dass die Wärmetauscherkörpermodule in einem Druckgussverfahren gefertigt sind. Will man von der Fertigung des Wärmetauschers im herkömmlichen Druckgussverfahren nicht abweichen, so bietet die modulare Fertigung Vorteile, da nur kurze und hierdurch weniger auftragende Entformungsschrägen erforderlich sind.
- Im Hinblick auf die modulare Fertigung ist weiterhin vorteilhaft, dass die Wärmetauscherkörpermodule zumindest teilweise identisch sind. Es sind dann, insbesondere im Falle des Druckgussverfahrens, keine unterschiedlichen Werkzeuge erforderlich.
- Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper zumindest teilweise in einem zwei Kerne verwendenden Druckgussverfahren hergestellt ist, wobei die Kerne in entgegengesetzten Entformungsrichtungen entnommen werden. Auch hierdurch kann die maximale Dicke der Entformungsschrägen verringert werden, was zu einer Gewichtseinsparung führt.
- Weitere Vorteile ergeben sich im Zusammenhang mit einem Luftheizgerät zur Integration in ein luftführendes Gehäuse, mit einem Wärmetauscher, welcher einen Wärmetauscherkörper aufweist, wobei das Luftheizgerät Strömungsleitelemente aufweist, die bei der Verbrennung in einem zumindest teilweise im Inneren des Wärmetauschers angeordneten Brennraum entstehende heiße Gase zur Innenseite des Wärmetauschkörpers lenken. Die bei der Verbrennung entstehenden Heißgase können so effizienter an der Innenseite des Wärmetauschers verteilt werden.
- In diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass die Strömungsleitelemente nach Art eines Schraubengewindes, als Schaufeln, mäanderförmige Bauteile, Prallbleche und/oder gelochte Rohre ausgeführt sind. Diese und zahlreiche andere Möglichkeiten verbessern insgesamt den Wärmeübergang.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein Luftheizgerät in ökonomischer und im Hinblick auf die Funktionalität geeigneter Weise in eine Heiz-Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftfahrzeugs, einbinden lässt. Dies lässt sich insbesondere auf die erfindungsgemäß bereitgestellte hohe Variabilität des Wärmetauschers sowie auf die positiven Eigenschaften des Wärmetauschers im Hinblick auf Gewicht, Strömungsverhalten und Wärmeübertragungsverhalten zurückführen. Besonders nützlich ist die räumlich definierte Anordnung der Versorgungs- und Abgasanschlüsse, die einerseits eine Luft- oder Abgasströmung über nicht erwünschte Strömungswege verhindert, andererseits aber auch die beschriebene vorteilhafte Ausgestaltung des Wärmetauschers nicht behindert.
- Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
- Dabei zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes; -
2 eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes ohne Wärmetauscher; -
3 eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes ohne Wärmetauscher, zerlegt in Brennerkopf und Brennereinheit; -
4 eine perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers; -
5 eine perspektivische Darstellung einzelner Komponenten eines Wärmetauschers; -
6 eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes mit einer daran angeordneten Gehäusebefestigung; -
7 eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit ovalem Querschnitt; -
8 eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit flügelförmigem Querschnitt; -
9 eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit spindelförmigem Querschnitt; -
10 einen Wärmetauscher sowie ein separates Bauteil zur Wärmeübertragung in perspektivischer Darstellung; -
11 einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung; -
12 einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung; -
13 einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung; -
14 mehrere identische Wärmetauscherkörpermodule in perspektivischer Darstellung; -
15 eine aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers; -
16 eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres; -
17 eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres; -
18 eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres; und -
19 eine perspektivische Darstellung eines Anschlussbereiches eines Luftheizgerätes mit Flanschplatte. - Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen beschreiben gleich Bezugszeichen gleich oder ähnliche Komponente.
-
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes12 . Das Luftheizgerät12 umfasst einen Wärmetauscher10 , der auf eine Brennereinheit60 aufgesetzt ist, und einen Brennerkopf62 . Der Brennerkopf62 enthält einen Gebläsemotor64 und ein Steuergerät66 , die wesentliche Komponenten einer Brennluftgebläseeinheit68 bilden. An dem Brennerkopf62 ist weiterhin ein Stutzen56 für eine Brenn luftzuführung vorgesehen. An der Brennereinheit60 sind eine Brennstoffzuführung58 sowie ein Stutzen54 für eine Abgasabführung vorgesehen. An der Abgasabführung54 ist eine Flanschplatte48 angeordnet, die Durchbrüche für die Durchführung der Brennstoffzuführung58 und der Brennluftzuführung56 aufweist. Die Funktion der Flanschplatte48 wird mit Bezug auf19 näher erläutert. Der auf die Brennereinheit60 aufgesetzte Wärmetauscher10 hat an seiner Außenseite eine Rippenstruktur, um hierdurch die Fläche zur Wärmeübertragung auf die den Wärmeübertrager10 umströmende Luft zu vergrößern. Das Luftheizgerät12 wird vorzugsweise so bezüglich dem Luftstrom der zu erwärmenden Luft angeordnet, dass die Luft senkrecht zur Achse des Wärmetauschers10 ein- und ausströmt und den Wärmetauscher10 dabei umströmt. -
2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes12 ohne Wärmetauscher. In dieser Darstellung sind der Brennerkopf62 und die Brennereinheit60 zu erkennen. Die Brennereinheit60 umfasst ein Brennerrohr70 , in welchem durch Flammbildung Heißgase entstehen, die ihre Wärmeenergie auf den in2 nicht dargestellten Wärmetauscher10 übertragen. Um es zu ermöglichen, dass die Heißgase den Wärmetauscher erreichen, ist eine Vielzahl von Löchern72 in den Mantel des Brennerrohrs70 eingebracht. -
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes12 ohne Wärmetauscher, zerlegt in Brennerkopf und Brennereinheit. An dieser Darstellung wird deutlich, dass der Brennerkopf60 über eine Flanschverbindung74 ,76 mit der Brennereinheit60 verbunden ist. Ferner wird in dieser Darstellung deutlich, dass die Flanschplatte48 fest mit der Abgasabführung54 verbunden ist, während für die Brennluftzuführung56 eine Durchführung in der Flanschplatte vorgesehen ist. -
4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers10 . Es ist eine Rippenstruktur zu erkennen, die Wärmeübertragerflächen22 zur Verfügung stellt. -
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einzelner Komponenten eines Wärmetauschers10 . Es ist zu erkennen, dass der Wärmetauscher10 mehrteilig ausgeführt ist. Er umfasst einen Wärmetauscherkern20 , Bauteile24 mit Wärmeübertragerflächen22 , einen Wärmetauscherboden16 und einen Wärmetauscherkopf18 . Je nach Auslegung des Brennerkopfes62 und/oder der Brennereinheit60 kann der Wärmetauscherkopf18 entbehrlich sein. Innerhalb des Wärmetauscherkerns20 ist ein Innenprofil30 vorgesehen, um hierüber die Wärmeübertragung von den im Brennerrohr70 entstehenden Heißgasen auf den Wärmetauscher10 zu verbessern. Der Wärmetauscherkopf18 und der Wärmetauscherboden16 können durch verschiedene Techniken hergestellt werden, beispielsweise durch Tiefziehen, Druckguss oder durch spanende Fertigung. Die einzelnen Teile können dann durch verschiedene Verbindungstechniken miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben und/oder Verschrauben. Da innerhalb des Wärmetauschers10 Verbrennungsgase auftreten, ist es wesentlich, dass eine gasdichte Verbindung zwischen Wärmetauscherkopf18 , Wärmetauscherkern20 und Wärmetauscherboden16 vorgesehen ist. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird der Wärmetauscherkern mit daran befestig ten Bauteilen24 mit Wärmeübertrageflächen22 auch als Wärmetauscherkörper14 bezeichnet. -
6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes12 mit einer daran angeordneten Gehäusebefestigung74 . Mittels dieser Gehäusebefestigung74 kann das Luftheizgerät12 an einem umgebenden Gehäuse befestigt werden. Die Gehäusebefestigung74 ist über den Wärmetauscherkopf18 und den Wärmetauscherboden16 an dem Luftheizgerät12 befestigt. -
7 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit ovalem Querschnitt. Der Wärmetauscherkern20 hat ein Innenprofil30 . Je feiner dieses Innenprofil30 ausgestaltet ist, umso größer ist die Oberfläche, die für eine Wärmeübertragung von den Heißgasen auf den Wärmetauscher10 zur Verfügung steht. Ein Wärmetauscherkern20 , wie er vorliegend dargestellt ist, kann beispielsweise durch ein Strangpressverfahren hergestellt werden. Hierdurch können geringe Wandstärken sichergestellt werden, um einerseits ein geringes Gewicht und andererseits eine große Oberfläche für den Wärmeübergang zu gewährleisten. In dem Wärmetauscherkern20 sind Befestigungsmittel, beispielsweise Öffnungen76 , zur Befestigung der weiteren Komponenten angeordnet. Die ovale Querschnittsgeometrie32 des Wärmetauschers20 kann die Strömungsverhältnisse für die den Wärmetauscher20 umströmende zu erwärmende Luft verbessern. Da der Wärmetauscherboden16 ein von dem Wärmetauscherkern20 separat gefertigtes Bauteil ist, ist die Fertigung des Wärmetauscherkerns20 vereinfacht. -
8 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit flügelförmigem Querschnitt.9 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit spindelförmigem Querschnitt. Die hier dargestellten Querschnittsgeometrien, nämlich die flügelförmige Querschnittsgeometrie34 und die spindelförmige Querschnittsgeometrie30 sind als weitere Beispiele für eine die Umströmung des Wärmetauschers20 begünstigende Geometrie zur verstehen. -
10 zeigt einen Wärmetauscher10 sowie ein separates Bauteil24 zur Wärmeübertragung in perspektivischer Darstellung. Das dargestellte Bauteil24 ist vom Wärmetauscherkern20 separat gefertigt. Die bereits auf den Wärmetauscherkern20 aufgesetzten Bauteile24 sind dort durch Aufschrumpfen oder Aufpressen von einzelnen oder mehreren aufgeschobenen Bauteilen24 oder ganzen Paketen befestigt. -
11 zeigt einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung. Der hier dargestellte Wärmetauscher10 hat eine extrem große Oberfläche zur Übertragung von Wärme auf die ihn umströmende Luft. Dies ist dadurch realisiert, dass die Wärmeübertragerfläche22 durch eine Vielzahl von Stäben26 zur Verfügung gestellt wird. -
12 zeigt einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung. Auch hier steht eine extrem große Wärmeübertrageroberfläche zur Verfügung, da auch hier Stäbe26 in großer Anzahl zur Bereitstellung dieser Wärmeübertragerfläche22 vorgesehen sind. Auf der Innenseite des Wärmetauschers ist wiederum ein Innenprofil30 zu erkennen. In der vorliegenden Ausführungsform setzt dieses Innenprofil teilweise die außenliegenden Stäbe26 beziehungsweise Stabreihen fort. Die Stäbe26 sowohl der Ausführungsform gemäß12 als auch der Ausführungsform gemäße11 können entweder durch ein separat erstelltes Bauteil außen auf der Wärmetauscheroberfläche angebracht werden oder durch die Nachbearbeitung eines Strangpressprofils durch umformende oder spanende Verfahren realisiert werden. -
13 zeigt einen Wärmetauscher10 in perspektivischer Darstellung. Die hier dargestellten Bauteile28 , die die Wärmeübertragerflächen22 des Wärmetauschers10 zur Verfügung stellen, sind gewellte Rippen, die einen Wärmeübergang begünstigen. -
14 zeigt mehrere identische Wärmetauscherkörpermodule38 in perspektivischer Darstellung. Die hier dargestellte Ausführungsform ist besonders interessant, wenn der Wärmetauscher nicht, wie oben erwähnt, im Strangpressverfahren hergestellt werden soll, sondern, wie gehabt, durch ein Druckgussverfahren. Druckgussverfahren haben den Nachteil, dass große Wandstärken aufgrund von Entformungsschrägen auftreten können. In dem vorliegenden Beispiel sind mehrere Wärmetauscherkörpermodule38 vorgesehen, wobei jedes einzelne Wärmetauscherkörpermodul38 eine nur kleine axiale Länge aufweist. Folglich kann Wandstärke aufgrund kurzer Entformungsschrägen eingespart werden. -
15 zeigt eine aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers10 . Anhand dieser Darstellung kann ein weiteres Verfahren erläutert werden, mit dem Entformungsschrägen kurz gehalten werden können. Indem nämlich der als Druckgussteil gefertigte Wärmetauscher10 mit zwei Kernen gefertigt wird, die in zwei entgegengesetzten Entformungsrichtungen40 ,42 entnommen werden, kann die Wandstärke ebenfalls gering gehalten werden. - Die
16 ,17 ,18 zeigen eine perspektivische Darstellung von Brennrohren70 .17 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres.18 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres. Um die bei der Verbrennung entstehenden Heißgase für eine gute und gleichmäßige Wärmeabgabe an die Innenseite des Wärmetauschers möglichst effizient verteilen zu können, ist es sinnvoll, das Heißgas mittels Strömungsleitteilen innerhalb des Wärmetauschers10 an die Innenverrippung30 beziehungsweise dessen Innenwand zu lenken. In17 ist ein schraubenförmiges Strömungsleitteil44 dargestellt. Ebenso können die Strömungsleitteil ein Form von Schaufeln, mäanderförmigen Geometrien, Prallblechen und gelochten Rohren realisiert sein, wobei ein solches gelochtes Rohr mit mehreren Löchern46 zusätzlich zu dem Lochprofil, das durch die Löcher72 gebildet, in18 dargestellt ist. -
19 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Anschlussbereiches eines Luftheizgerätes mit Flanschplatte48 . Die Flanschplatte48 dient der Montage des Luftheizgerätes10 an der Fahrzeugkarosserie beziehungsweise einem Gehäuse oder einer sonstigen an dem Fahrzeug befestigten Komponente. Um sicherzustellen, dass die Abgase und die Brennluft dem Außenraum zugeführt beziehungsweise diesem entnommen werden, ist die Flanschplatte48 gegen das Luftheizgerät12 und gegen die Montagestelle, das heißt bei spielsweise die Fahrzeugkarosserie, abgedichtet. Die Abdichtungen können beispielsweise durch Dichtungsringe realisiert werden. - Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
-
- 10
- Wärmetauscher
- 12
- Luftheizgerät
- 14
- Wärmetauscherkörper
- 16
- Wärmetauscherboden
- 18
- Wärmetauscherkopf
- 20
- Wärmetauscherkern
- 22
- Wärmeübertragerfläche
- 24
- Bauteile mit Wärmeübertragerflächen (scheibenförmig)
- 26
- Bauteile mit Wärmeübertragerflächen (Stäbe)
- 28
- Bauteile mit Wärmeübertragerflächen (gewellte Rippen)
- 30
- Innenprofil
- 32
- ovale Querschnittsgeometrie
- 34
- flügelförmige Querschnittsgeometrie
- 36
- spindelförmige Querschnittsgeometrie
- 38
- Wärmetauscherkörpermodul
- 40
- Entformungsrichtung
- 42
- Entformungsrichtung
- 44
- Schraubengewinde
- 46
- Loch in gelochtem Rohr
- 48
- Flanschplatte
- 54
- Abgasführung
- 56
- Brennluftzuführung
- 58
- Brennstoffzuführung
- 60
- Brennereinheit
- 62
- Brennerkopf
Claims (4)
- Luftheizgerät (
12 ) für ein Kraftfahrzeug zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flanschplatte (48 ) vorgesehen ist, die mittels Dichtelementen zwischen einer Montagestelle für das Luftheizgerät (12 ) und der Flanschplatte (48 ) sowie zwischen dem Luftheizgerät (12 ) und der Flanschplatte (48 ) zumindest eine Abgasabführung (54 ) gegen den Fahrzeuginnenraum abdichtet. - Luftheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung der Flanschplatte (
48 ) zum Luftheizgerät (12 ) zwischen der Flanschplatte und Anschlussstutzen des Luftheizgerätes angeordnet ist. - Luftheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte eine Brennluftzuführung (
56 ) gegen den Fahrzeuginnenraum abdichtet. - Luftheizgerät nach einem dem vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte eine Durchführung für eine Brennstoffzuführung (
58 ) aufweist.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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