DE102005053515A1

DE102005053515A1 - Wärmetauscher für ein Luftheizgerät

Info

Publication number: DE102005053515A1
Application number: DE102005053515A
Authority: DE
Inventors: Andreas Ludwig
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2006-06-01
Also published as: US20080017359A1; JP2008521665A; EP1815192A1; CA2601329A1; WO2006056188A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (10) für ein Luftheizgerät (12) zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse, wobei der Wärmetauscher ein Längsachse aufweist und der Wärmetauscher im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse von Luft in einer Hauptströmungsrichtung umströmbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher senkrecht zur Hauptströmungsrichtung eine Querschnittsgeometrie aufweist, die im Vergleich zu einer kreisförmigen Querschnittsgeometrie (32, 34, 36) abgeflacht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Luftheizgerät zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse, wobei der Wärmetauscher eine Längsachse aufweist und der Wärmetauscher im wesentlichen senkrecht zur Längsachse von Luft in einer Hauptströmungsrichtung umströmbar ist.

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 das Strömungsverhalten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Wärmetauscher dadurch auf, dass der Wärmetauscher senkrecht zur Hauptströmungsrichtung eine Querschnittsgeometrie aufweist, die im Vergleich zu einer kreisförmigen Querschnittsgeometrie abgeflacht ist. Damit liegt eine die Reduzierung des Strömungswiderstands begünstigende Querschnittsgeometrie vor.

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.

Die Besonderheiten der Querschnittsgeometrie können mit zahlreichen weiteren Eigenschaften des Wärmetauschers, von Luftheizgeräten, für die der Wärmetauscher vorgesehen ist, und von Herstellungsverfahren für Wärmetauscher kombiniert werden, so dass sich vorteilhafte Eigenschaften ergeben.

Es kann vorgesehen sein, dass 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 jedoch auch möglich, auf den Wärmetauscherkopf gänzlich zu verzichten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, 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 auf zupressen, 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 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 ge ringer 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 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 Variabi lität und andererseits im Hinblick auf die Einfachheit des Gesamtherstellungsverfahrens.

Es kann ebenfalls 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 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.

Ferner kann 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.

Auch ergeben sich Vorteile im Zusammenhang mit einem Luftheizgerät zur Integration in ein luftführendes Gehäuse, mit einem Wärmetauscher, wobei 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 weiterhin nützlich, 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.

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.

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 Luftheizgerätes 12. Das Luftheizgerät 12 umfasst einen Wärmetauscher 10, der auf eine Brennereinheit 60 aufgesetzt ist, und einen Brennerkopf 62. Der Brennerkopf 62 enthält einen Gebläsemotor 64 und ein Steuergerät 66, die wesentliche Komponenten einer Brennluftgebläseeinheit 68 bilden. An dem Brennerkopf 62 ist weiterhin ein Stutzen 56 für eine Brennluftzuführung vorgesehen. An der Brennereinheit 60 sind eine Brennstoffzuführung 58 sowie ein Stutzen 54 für eine Abgasabführung vorgesehen. An der Abgasabführung 54 ist eine Flanschplatte 48 angeordnet, die Durchbrüche für die Durch führung der Brennstoffzuführung 58 und der Brennluftzuführung 56 aufweist. Die Funktion der Flanschplatte 48 wird mit Bezug auf 19 näher erläutert. Der auf die Brennereinheit 60 aufgesetzte Wärmetauscher 10 hat an seiner Außenseite eine Rippenstruktur, um hierdurch die Fläche zur Wärmeübertragung auf die den Wärmeübertrager 10 umströmende Luft zu vergrößern. Das Luftheizgerät 12 wird vorzugsweise so bezüglich dem Luftstrom der zu erwärmenden Luft angeordnet, dass die Luft senkrecht zur Achse des Wärmetauschers 10 ein- und ausströmt und den Wärmetauscher 10 dabei umströmt.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12 ohne Wärmetauscher. In dieser Darstellung sind der Brennerkopf 62 und die Brennereinheit 60 zu erkennen. Die Brennereinheit 60 umfasst ein Brennerrohr 70, in welchem durch Flammbildung Heißgase entstehen, die ihre Wärmeenergie auf den in 2 nicht dargestellten Wärmetauscher 10 übertragen. Um es zu ermöglichen, dass die Heißgase den Wärmetauscher erreichen, ist eine Vielzahl von Löchern 72 in den Mantel des Brennerrohrs 70 eingebracht.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12 ohne Wärmetauscher, zerlegt in Brennerkopf und Brennereinheit. An dieser Darstellung wird deutlich, dass der Brennerkopf 60 über eine Flanschverbindung 74, 76 mit der Brennereinheit 60 verbunden ist. Ferner wird in dieser Darstellung deutlich, dass die Flanschplatte 48 fest mit der Abgasabführung 54 verbunden ist, während für die Brennluftzuführung 56 eine Durchführung in der Flanschplatte vorgesehen ist.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers 10. Es ist eine Rippenstruktur zu erkennen, die Wärmeübertragerflächen 22 zur Verfügung stellt.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einzelner Komponenten eines Wärmetauschers 10. Es ist zu erkennen, dass der Wärmetauscher 10 mehrteilig ausgeführt ist. Er umfasst einen Wärmetauscherkern 20, Bauteile 24 mit Wärmeübertragerflächen 22, einen Wärmetauscherboden 16 und einen Wärmetauscherkopf 18. Je nach Auslegung des Brennerkopfes 62 und/oder der Brennereinheit 60 kann der Wärmetauscherkopf 18 entbehrlich sein. Innerhalb des Wärmetauscherkerns 20 ist ein Innenprofil 30 vorgesehen, um hierüber die Wärmeübertragung von den im Brennerrohr 70 entstehenden Heißgasen auf den Wärmetauscher 10 zu verbessern. Der Wärmetauscherkopf 18 und der Wärmetauscherboden 16 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 Wärmetauschers 10 Verbrennungsgase auftreten, ist es wesentlich, dass eine gasdichte Verbindung zwischen Wärmetauscherkopf 18, Wärmetauscherkern 20 und Wärmetauscherboden 16 vorgesehen ist. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird der Wärmetauscherkern mit daran befestigten Bauteilen 24 mit Wärmeübertrageflächen 22 auch als Wärmetauscherkörper 14 bezeichnet.
6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12 mit einer daran angeordneten Gehäusebefestigung 74. Mittels dieser Gehäusebefestigung 74 kann das Luftheizgerät 12 an einem umgebenden Gehäuse befestigt werden. Die Gehäusebefestigung 74 ist über den Wärmetauscherkopf 18 und den Wärmetauscherboden 16 an dem Luftheizgerät 12 befestigt.
7 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit ovalem Querschnitt. Der Wärmetauscherkern 20 hat ein Innenprofil 30. Je feiner dieses Innenprofil 30 ausgestaltet ist, umso größer ist die Oberfläche, die für eine Wärmeübertragung von den Heißgasen auf den Wärmetauscher 10 zur Verfügung steht. Ein Wärmetauscherkern 20, 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 Wärmetauscherkern 20 sind Befestigungsmittel, beispielsweise Öffnungen 76, zur Befestigung der weiteren Komponenten angeordnet. Die ovale Querschnittsgeometrie 32 des Wärmetauschers 20 kann die Strömungsverhältnisse für die den Wärmetauscher 20 umströmende zu erwärmende Luft verbessern. Da der Wärmetauscherboden 16 ein von dem Wärmetauscherkern 20 separat gefertigtes Bauteil ist, ist die Fertigung des Wärmetauscherkerns 20 vereinfacht.
8 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit flügelförmigem Querschnitt. 9 zeigt eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns mit spindelförmigem Quer schnitt. Die hier dargestellten Querschnittsgeometrien, nämlich die flügelförmige Querschnittsgeometrie 34 und die spindelförmige Querschnittsgeometrie 30 sind als weitere Beispiele für eine die Umströmung des Wärmetauschers 20 begünstigende Geometrie zur verstehen.
10 zeigt einen Wärmetauscher 10 sowie ein separates Bauteil 24 zur Wärmeübertragung in perspektivischer Darstellung. Das dargestellte Bauteil 24 ist vom Wärmetauscherkern 20 separat gefertigt. Die bereits auf den Wärmetauscherkern 20 aufgesetzten Bauteile 24 sind dort durch Aufschrumpfen oder Aufpressen von einzelnen oder mehreren aufgeschobenen Bauteilen 24 oder ganzen Paketen befestigt.
11 zeigt einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung. Der hier dargestellte Wärmetauscher 10 hat eine extrem große Oberfläche zur Übertragung von Wärme auf die ihn umströmende Luft. Dies ist dadurch realisiert, dass die Wärmeübertragerfläche 22 durch eine Vielzahl von Stäben 26 zur Verfügung gestellt wird.
12 zeigt einen Wärmetauscher in perspektivischer Darstellung. Auch hier steht eine extrem große Wärmeübertrageroberfläche zur Verfügung, da auch hier Stäbe 26 in großer Anzahl zur Bereitstellung dieser Wärmeübertragerfläche 22 vorgesehen sind. Auf der Innenseite des Wärmetauschers ist wiederum ein Innenprofil 30 zu erkennen. In der vorliegenden Ausführungsform setzt dieses Innenprofil teilweise die außenliegenden Stäbe 26 beziehungsweise Stabreihen fort. Die Stäbe 26 sowohl der Ausführungsform gemäß 12 als auch der Ausführungsform gemäße 11 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 Wärmetauscher 10 in perspektivischer Darstellung. Die hier dargestellten Bauteile 28, die die Wärmeübertragerflächen 22 des Wärmetauschers 10 zur Verfügung stellen, sind gewellte Rippen, die einen Wärmeübergang begünstigen.
14 zeigt mehrere identische Wärmetauscherkörpermodule 38 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 Wärmetauscherkörpermodule 38 vorgesehen, wobei jedes einzelne Wärmetauscherkörpermodul 38 eine nur kleine axiale Länge aufweist. Folglich kann Wandstärke aufgrund kurzer Entformungsschrägen eingespart werden.
15 zeigt eine aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers 10. Anhand dieser Darstellung kann ein weiteres Verfahren erläutert werden, mit dem Entformungsschrägen kurz gehalten werden können. Indem nämlich der als Druckgussteil gefertigte Wärmetauscher 10 mit zwei Kernen gefertigt wird, die in zwei entgegengesetzten Entformungsrichtungen 40, 42 entnommen werden, kann die Wandstärke ebenfalls gering gehalten werden.
Die 16, 17, 18 zeigen eine perspektivische Darstellung von Brennrohren 70. 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 Wärmetauschers 10 an die Innenverrippung 30 beziehungsweise dessen Innenwand zu lenken. In 17 ist ein schraubenförmiges Strömungsleitteil 44 dargestellt. Ebenso können die Strömungsleitteil ein Form von Schaufeln, mäanderförmigen Geometrien, Prallblechen und gelochten Rohren realisiert sein, wobei ein solches gelochtes Rohr mit mehreren Löchern 46 zusätzlich zu dem Lochprofil, das durch die Löcher 72 gebildet, in 18 dargestellt ist.
19 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Anschlussbereiches eines Luftheizgerätes mit Flanschplatte 48. Die Flanschplatte 48 dient der Montage des Luftheizgerätes 10 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 Flanschplatte 48 gegen das Luftheizgerät 12 und gegen die Montagestelle, das heißt beispielsweise die Fahrzeugkarosserie, abgedichtet. Die Ab dichtungen 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

Wärmetauscher (10) für ein Luftheizgerät (12) zur Integration in ein Luft führendes Gehäuse, wobei der Wärmetauscher eine Längsachse aufweist und der Wärmetauscher im wesentlichen senkrecht zur Längsachse von Luft in einer Hauptströmungsrichtung umströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauschers senkrecht zur Hauptströmungsrichtung eine Querschnittsgeometrie aufweist, die im Vergleich zu einer kreisförmigen Querschnittsgeometrie (32, 34, 36) abgeflacht ist.
Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsgeometrie (32) oval ist.
Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsgeometrie (34) der Querschnittsgeometrie einer Flugzeugtragfläche ähnlich ist.
Wärmetauscher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsgeometrie (36) spindelförmig ist.