DE102007010958A1 - Heizölvorwärmer - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Heizölvorwärmer (1) angegeben mit mindestens einem Heizelement (2), das eine Heizfläche (9) aufweist, und mindestens einem Ölkanalgehäuse (5), das mindestens einen Ölkanal (11) mit einer ersten Begrenzungswand aufweist, deren Außenseite an der Heizfläche (9) anliegt. Man möchte einen derartigen Heizölvorwärmer mit einem einfachen Aufbau realisieren. Hierzu ist vorgesehen, dass das Ölkanalgehäuse (5) zumindest in einem Bereich, in dem das Heizelement (2) am Ölkanalgehäuse (5) anliegt, als Aluminiumprofil ausgebildet ist, das im Inneren mindestens eine von der Begrenzungswand (7) abstehende Wärmeleitwand (10) aufweist.A heating oil preheater (1) is provided with at least one heating element (2) which has a heating surface (9) and at least one oil channel housing (5) which has at least one oil channel (11) with a first boundary wall, the outside of which on the heating surface (9) is present. It would like to realize such a Heizölvorwärmer with a simple structure. For this purpose, it is provided that the oil channel housing (5) is formed as an aluminum profile, at least in a region in which the heating element (2) rests against the oil channel housing (5), the inside at least one of the boundary wall (7) projecting heat-conducting wall (10). having.
Description
Die Erfindung betrifft einen Heizölvorwärmer mit mindestens einem Heizelement, das eine Heizfläche aufweist, und mindestens einem Ölkanalgehäuse, das mindestens einen Ölkanal mit einer ersten Begrenzungswand aufweist, deren Außenseite an der Heizfläche anliegt.The The invention relates to a Heizölvorwärmer with at least a heating element having a heating surface, and at least an oil passage housing, the at least one oil passage having a first boundary wall, the outside thereof abuts the heating surface.
Ein
derartiger Heizölvorwärmer ist beispielsweise
aus
Heizölvorwärmer werden verwendet, um das einem Ölbrenner zugeführte Heizöl auf eine erhöhte Temperatur zu bringen. Diese erhöhte Temperatur setzt die Viskosität des Heizöles herab und erleichtert dessen Zerstäubung. Je besser das Heizöl zerstäubt ist, desto geringer ist die Umweltbelastung durch die Verbrennung des Heizöls.Heizölvorwärmer are used to deliver that to an oil burner Bring fuel oil to an elevated temperature. This elevated temperature sets the viscosity of the heating oil and facilitates its atomization. The better the fuel oil is atomized, the lower is the environmental impact of the combustion of heating oil.
Die bekannten Heizölvorwärmer sind relativ aufwändig in der Herstellung. Um eine gute Erwärmung des Heizöls zu ermöglichen, werden die Strömungsquerschnitte, durch die das Heizöl fließen kann, möglichst klein gehalten. Je kleiner diese Querschnitte sind, desto größer ist die Gefahr, dass der Heizölvorwärmer verstopft und damit im Betrieb die Heizölpumpe überlastet.The known Heizölvorwärmer are relatively expensive in production. To a good heating of the heating oil to allow the flow cross-sections, through which the fuel oil can flow, if possible kept small. The smaller these cross sections are, the bigger there is a danger that the heating oil preheater gets clogged and overloaded the fuel oil pump during operation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizölvorwärmer mit einem einfachen Aufbau zu realisieren.Of the Invention is based on the object, a Heizölvorwärmer to realize with a simple structure.
Diese Aufgabe wird bei einem Heizölvorwärmer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Ölkanalgehäuse zumindest in einem Bereich, in dem das Heizelement am Ölkanalgehäuse anliegt, als Aluminiumprofil ausgebildet ist, das im Inneren mindestens eine von der Begrenzungswand abstehende Wärmeleitwand aufweist.These Task is at a Heizölvorwärmer the beginning mentioned type solved in that the oil passage housing at least in a region in which the heating element rests against the oil channel housing, is designed as an aluminum profile, the inside at least one Having protruding from the boundary wall Wärmeleitwand.
Mit dieser Ausgestaltung erreicht man, dass man bei einer relativ großen Wärmeübertragungsfläche nur ein einziges Element handhaben muss, nämlich das Aluminiumprofil. Das Aluminiumprofil hat dabei zwei Aufgaben. Es umgibt zum Einen den Ölkanal. Bereits durch die Begrenzungswand des Ölkanals kann dann Wärme auf das Heizöl übertragen werden. Die Wärmeübertragung wird noch dadurch weiter verbessert, dass von der Begrenzungswand die Wärmeleitwand nach innen in den Ölkanal absteht. Da das Ölkanalgehäuse insgesamt als Aluminiumprofil ausgebildet ist, ist die Wärmeleitwand einstückig mit der Begrenzungswand verbunden, so dass ein Wärmefluss vom Heizelement auf die Begrenzungswand und von dort auf die Wärmeleitwand ohne größere Verluste möglich ist. Damit ist es möglich, den freien Querschnitt, durch den das Heizöl fließen kann, etwas größer zu gestalten. Damit wird das Risiko vermindert, dass der Heizölvorwärmer verstopft. Gleichzeitig ergibt sich ein geringerer Druckabfall über den Heizölvorwärmer, was dazu beiträgt, die Ölpumpe zu schützen. Es wird vergleichsweise wenig Material verwendet. Durch die Verwendung eines Aluminiumprofils werden die Herstellungskosten niedrig gehalten. Darüber hinaus ist die Verwendung von Aluminium günstig, weil es gegen Bio-Öle, also biologisch erzeugte Kraftstoffe, wesentlich beständiger ist als Kupfer oder Messing. Die etwas geringere Wärmeleitfähigkeit von Aluminium gegenüber Kupfer oder Messing kann durch eine entsprechende Dimensionierung der Wärmeleitwand ausgeglichen werden.With This configuration can be achieved, that you at a relatively large Heat transfer surface only a single Handle element, namely the aluminum profile. The Aluminum profile has two tasks. It surrounds the oil channel. Already through the boundary wall of the oil channel can then Heat to be transferred to the fuel oil. The heat transfer will continue through this improves that of the boundary wall the heat conduction wall protrudes inward into the oil passage. Because the oil channel housing is formed overall as an aluminum profile, the heat-conducting wall integrally connected to the boundary wall, allowing a Heat flow from the heating element to the boundary wall and from there to the Wärmeleitwand without larger Losses is possible. This makes it possible for the free cross section through which the fuel oil flow can make something bigger. This will be the risk reduces the plugging of the heating oil preheater. At the same time results in a lower pressure drop over the Heizölvorwärmer, which contributes to the oil pump to protect. There is comparatively little material used. By using an aluminum profile, the manufacturing costs are low held. In addition, the use of aluminum cheap, because it is against organic oils, so biological produced fuels, much more resistant than copper or brass. The slightly lower thermal conductivity of aluminum over copper or brass can through a corresponding dimensioning of the heat conducting wall can be compensated.
Vorzugsweise verbindet die Wärmeleitwand die erste Begrenzungswand mit einer zweiten Begrenzungswand, die der ersten Begrenzungswand gegenüber liegt. Die Wärmeleitwand hat dann eine zweite Funktion. Sie dient nicht nur dazu, Wärme auf das Heizöl zu übertragen, das an der Wärmeleitwand entlang strömt. Die Wärmeleitwand dient auch der mechanischen Abstützung der zweiten Begrenzungswand gegenüber der ersten Begrenzungswand, so dass man beispielsweise über die zweite Begrenzungswand eine Kraft aufbringen kann, mit der das Ölkanalgehäuse an dem Heizelement angepresst wird und je größer diese Kraft ist, desto besser ist im Allgemeinen der Wärmeübergang zwischen dem Heizelement und dem Ölkanalgehäuse. Diese Kraft kann dann beispielsweise durch eine Feder aufgebracht werden. Die Wärmeleitwand unterteilt den Ölkanal in mehrere Kanäle.Preferably, the heat-conducting wall connects the first boundary wall with a second boundary wall, which lies opposite the first boundary wall. The Wärmeleitwand then has a second function. It not only serves to transfer heat to the fuel oil that flows along the heat-conducting wall. The Wärmeleitwand also serves the mechanical support of the second boundary wall with respect to the first boundary wall, so that it can muster, for example on the second boundary wall, a force with which the oil passage housing is pressed against the heating element and the greater this force, the better is generally the Heat transfer between the heating element and the oil channel housing. This force can then be applied for example by a spring. The Wärmeleitwand divides the Oil channel in several channels.
Vorzugsweise stehen mehrere Wärmeleitwände von der ersten Begrenzungswand ab und ein mittlerer Abstand zwischen den Wärmeleitwänden ist vorgesehen, der kleiner ist als eine mittlere Erstreckung der Wärmeleitwände von der ersten Begrenzungswand weg. Wenn mehrere Wärmeleitwände vorgesehen sind, kann man in einer bevorzugten Ausgestaltung die Abstände zwischen den Wärmeleitwänden gleich ausgestalten. Dies sorgt dann für eine relativ gleichmäßige Verteilung des Heizöls auf die Zwischenräume zwischen den Wärmeleitwänden. Gleiche Abstände sind aber nicht unbedingt erforderlich. Wenn die Abstände nicht gleich sind, dann wird ein mittlerer Abstand dadurch gebildet, dass man die Summe der Abstände durch die Anzahl der Abstände dividiert. In gleicher Weise ist es in der Regel von Vorteil, wenn die Wärmeleitwände die gleiche "Höhe", also Erstreckung von der ersten Begrenzungswand weg, aufweisen. Dies ist aber auch nicht zwingend. Wenn sie nicht die gleiche Erstreckung aufweisen, dann wird eine mittlere Erstreckung gebildet aus der Summe der Erstreckungen aller Wärmeleitwände dividiert durch die Anzahl der Wärmeleitwände. Wenn man nun die mittlere Erstreckung größer wählt als den mittleren Abstand zwischen den Wärmeleitwänden, dann ergibt sich eine relativ große Wärmeübertragungsfläche für das Heizöl bei einer relativ geringen Schichtdicke des Heizöls. Damit lässt sich eine gute Aufheizung des Heizöls auch dann erreichen, wenn der Heizölvorwärmer in Strömungsrichtung des Heizöls nur eine begrenzte Länge aufweist.Preferably are several Wärmeleitwände of the first boundary wall from and a mean distance between the Wärmeleitwänden is provided, which is smaller than a mean extent of Wärmeleitwände of the first boundary wall path. If several heat-conducting walls are provided, one can in a preferred embodiment, the distances configured equal between the Wärmeleitwänden. This then ensures a relatively uniform Distribution of fuel oil on the spaces between the Wärmeleitwänden. Same distances but are not essential. When the distances are not the same, then a mean distance is formed by that is the sum of the distances by the number of distances divided. In the same way, it is usually beneficial if the heat conducting walls the same "height", So extension away from the first boundary wall, have. But this is not mandatory. If they do not have the same extension, then a mean extent is formed from the sum of the extents all heat-conducting walls divided by the number the Wärmeleitwände. If you now the middle Extension greater than the middle one Distance between the Wärmeleitwänden, then yields a relatively large heat transfer surface for the heating oil with a relatively small layer thickness of heating oil. This can be a good heating reach the fuel oil even if the Heizölvorwärmer in the direction of flow of fuel oil only a limited Length.
Vorzugsweise beträgt die mittlere Erstreckung der Wärmeleitwände von der ersten Begrenzungswand weg das 3- bis 4-fache des mittleren Abstandes. Damit ergibt sich ein Strömungspfad für das Heizöl zwischen zwei Wärmeleitwänden, der im Prinzip einen rechteckförmigen Querschnitt hat. Das durch den Querschnitt gebildete Rechteck hat eine breite Seite, die etwa 3- bis 4-mal so groß ist wie die Höhe des Rechtecks. Dies erlaubt eine zufriedenstellende Wärmeübertragung.Preferably is the average extension of the Wärmeleitwände from the first boundary wall away 3 to 4 times the middle Distance. This results in a flow path for the fuel oil between two Wärmeleitwänden, which in principle has a rectangular cross-section. The rectangle formed by the cross-section has a broad side, which is about 3 to 4 times the height of the rectangle. This allows a satisfactory heat transfer.
Vorzugsweise weisen die Wärmeleitwände eine mittlere Dicke auf, die im Bereich des 0,5 bis 1,2-fachen des mittleren Abstandes liegt. Die Wärmeleitwände müssen nicht die gleiche Dicke aufweisen, wenngleich dies vor teilhaft ist. Die mittlere Dicke wird dann errechnet aus der Summe der Dicken geteilt durch die Anzahl der Wärmeleitwände. Die Dicke ist die Erstreckung einer Wärmeleitwand parallel zur ersten Begrenzungswand. Durch das Verhältnis zwischen der mittleren Dicke und dem Abstand kann man den zur Verfügung stehenden Raum im Ölkanalgehäuse besonders gut ausnutzen. Einerseits wird eine zufriedenstellende Wärmeleitung durch die Wärmeleitwände sichergestellt. Andererseits wird durch die Begrenzung der Dicke der Wärmeleitwände dafür gesorgt. Dass auch genügend Platz zur Verfügung steht, durch den das Heizöl im Heizölvorwärmer fließen kann.Preferably the heat conducting walls have an average thickness in the range of 0.5 to 1.2 times the mean distance lies. The heat-conducting walls do not have to have the same thickness, although this is geous before. The average thickness is then calculated from the sum of the thicknesses divided by the number of heat conducting walls. The thickness is the extension of a Wärmeleitwand parallel to the first Boundary wall. By the ratio between the middle Thickness and the distance one can the available Take advantage of the space in the oil channel housing particularly well. On the one hand, a satisfactory heat conduction through the heat-conducting walls ensured. on the other hand is by limiting the thickness of the heat conducting walls ensured. That there is enough space, through the fuel oil in Heizölvorwärmer can flow.
Vorzugsweise begrenzt mindestens eine Wärmeleitwand einem im Querschnitt im Wesentlichen dreieckförmigen Abschnitt des Ölkanals. Durch die Wahl eines "Dreiecks" für den Abschnitt des Ölkanals erreicht man auch dann einen guten Wärmeübergang und damit eine zufriedenstellende Temperatur für das Heizöl, wenn räumlich ungünstige Verhältnisse vorliegen.Preferably limited at least one Wärmeleitwand a in cross section essentially triangular section of the oil channel. By choosing a "triangle" for the section of the oil channel even then you get a good heat transfer and thus a satisfactory temperature for the heating oil, if spatially unfavorable conditions available.
Dies gilt insbesondere dann, wenn der im Wesentlichen dreieckförmige Abschnitt des Ölkanals einen seitlich außen liegenden Abschnitt des Ölkanals bildet. In diesem Fall kann man das Ölkanalgehäuse etwa trapezförmig ausbilden.This is especially true when the substantially triangular Section of the oil channel one laterally outside Section of the oil channel forms. In this case you can the oil channel housing approximately trapezoidal form.
Bevorzugterweise weist das Ölkanalgehäuse mindestens einen Endabschnitt auf, in den das Aluminiumprofil hineingesteckt ist. Dies erleichtert die Fertigung. Im Grunde sind für den Heizölvorwärmer dann nur wenige Teile erforderlich. Neben dem Heizelement benötigt man das Ölkanalgehäuse und zwei Endabschnitte, die einfach zusammengesteckt werden. Der Endabschnitt hat die Aufgabe, das Ölkanalgehäuse mit einer Zu- oder Ableitung für das Heizöl zu verbinden. Darüber hinaus hat der Endabschnitt die Aufgabe, das Heizöl über den Querschnitt des Ölkanalsgehäuse möglichst gleichmäßig zu verteilen.preferably, the oil channel housing has at least one end portion in which the aluminum profile is inserted. This facilitates the Production. Basically, for the heating oil preheater then only a few parts required. In addition to the heating element needed one the oil channel housing and two end sections, which are simply put together. The end section has the task the oil channel housing with an inlet or outlet to connect for the heating oil. About that In addition, the end portion has the task of the fuel oil over the cross section of the oil channel housing as possible evenly distributed.
Hierbei ist bevorzugt, dass der Endabschnitt einen Einsteckraum mit einer mit einer Öffnung versehenen Stirnseite aufweist, in den das Aluminiumprofil mit einem Abstand zur Stirnseite eingesteckt ist. Der Einsteckraum stellt dann die Verbindung zwischen der Öffnung und dem Ölkanalgehäuse dar. Das Heizöl, das durch die Öffnung in den Einsteckraum eintritt, kann sich dann über den Querschnitt des Ölkanalsgehäuse verbreiten und so das Ölkanalgehäuse mit der entsprechenden Verteilung durchströmen. Am anderen Ende des Ölkanalgehäuse wird das Heizöl dann im Einsteckraum gesammelt, bevor es durch die Öffnung in der Stirnseite abfließen kann.in this connection is preferred that the end portion has a Einsteckraum with a having provided with an opening end face in the the aluminum profile is inserted with a distance to the front side is. The insertion space then provides the connection between the opening and the oil channel housing. The fuel oil, which enters through the opening in the insertion, can then over the cross section of the oil channel housing spread and so the oil channel housing with the appropriate Flow through distribution. At the other end of the oil channel housing is the fuel oil is then collected in the insertion space before passing through the opening in the front can drain.
Vorzugsweise ist der Endabschnitt aus kaltgepresstem Aluminium gebildet. Die Verwendung von Aluminium für den Endabschnitt hat den Vorteil, dass man für den Endabschnitt und das Ölkanalgehäuse zumindest im Wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten erhält. Auch bei Temperaturänderungen, die sich im Betrieb ergeben, werden dann thermische Spannungen vermieden oder zumindest klein gehalten. Aluminium lässt sich durch Kaltpressen in die gewünschte Form bringen, ohne dass aufwändige spanabhebende Formgebungen erforderlich sind. Durch das Kaltpressen bekommt der Endabschnitt auch eine ausreichende mechanische Festigkeit.Preferably, the end portion is formed of cold pressed aluminum. The use of aluminum for the end section has the advantage that at least substantially the same coefficient of thermal expansion is obtained for the end section and the oil channel housing. Even with temperature changes that result in operation, thermal stresses are then avoided or at least kept small. Aluminum can be brought into the desired shape by means of cold pressing without the need for complex metal-cutting shapes. By cold pressing be the end section also has sufficient mechanical strength.
Bevorzugterweise sind das Aluminiumprofil und der Endabschnitt miteinander verlötet, verschweißt oder verklebt. Damit kann eine Dichtung zwischen dem Aluminiumprofil und dem Endabschnitt entfallen. Die Dichtigkeit wird vielmehr durch die Verbindung zwischen dem Aluminiumprofil und dem Endabschnitt erzeugt.preferably, are the aluminum profile and the end portion soldered together, welded or glued. This can be a seal between the aluminum profile and the end portion omitted. The tightness is rather by the connection between the aluminum profile and generated the end portion.
Bevorzugterweise ist die Außenseite zumindest teilweise eben ausgebildet. Dies erleichtert es, das Heizelement und das Ölkanalgehäuse aneinander zur Anlage zu bringen.preferably, the outside is at least partially planar. This facilitates the heating element and the oil channel housing to bring each other to the plant.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Außenseite zumindest teilweise gewölbt ist. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Außenseite und das Heizelement mit ihren Formen aneinander angepasst sind, so dass auch hier eine flächige Anlage erfolgen kann. Eine Wölbung sichert dagegen, dass das Heizelement seitlich gegenüber dem Ölkanalgehäuse verschoben werden kann.alternative or additionally, it may be provided that the outside is at least partially curved. This is especially true beneficial if the outside and the heating element with Their forms are adapted to each other, so that here too a flat Plant can be made. A vault assures that the heating element laterally opposite the oil channel housing can be moved.
Hierbei ist bevorzugt, dass die Außenseite zumindest teilweise eine kreisförmige Wölbung aufweist. Eine kreisförmige, genauer gesagt eine zylinderförmige Wölbung lässt sich leicht mit der erforderlichen Genauigkeit herstellen.in this connection is preferred that the outside at least partially has a circular curvature. A circular, more precisely, a cylindrical curvature leaves produce easily with the required accuracy.
Bevorzugterweise weist die Außenseite eine konkave Wölbung auf. In diese Wölbung kann dann das Heizelement eingelegt werden. Das Heizelement kann dann beispielsweise eine Zylinderform aufweisen, wobei der Radius des Zylinders zum Radius der Wölbung passt.preferably, the outside has a concave curvature. In this curvature then the heating element can be inserted. The heating element may then have, for example, a cylindrical shape, the radius of the cylinder matches the radius of the curvature.
Bevorzugterweise weist der Heizölvorwärmer zwei Aluminiumprofile auf, zwischen denen das Heizelement angeordnet ist. Man kann dann die beiden Aluminiumprofile gegeneinander pressen, beispielsweise mit Hilfe einer Feder, so dass beide Aluminiumprofile gegen das Heizelement gedrückt werden.preferably, the heating oil preheater has two aluminum profiles on, between which the heating element is arranged. You can then press the two aluminum profiles against each other, for example with the help of a spring, so that both aluminum profiles against the Heating element are pressed.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments described in conjunction with the drawing. Herein show:
Ein
in den
Der
in
Beide Ölkanalgehäuse
Jedes Ölkanalgehäuse
weist eine erste Begrenzungswand
Von
der ersten Begrenzungswand
Zwischen
den Wärmeleitwänden
Die
Wärmeleitwände
Ferner
weisen die Wärmeleitwände
Schließlich
haben die Wärmeleitwände
Eine
günstige Dimensionierung ergibt sich dann, wenn der mittlere
Abstand a zwischen den Wärmeleitwänden
Die
Wärmeleitwände
Die
beiden äußeren Kanäle
Der
Endabschnitt
Der
Endabschnitt
Wie
insbesondere aus
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