DE1218299B - Auspuffheizung - Google Patents

Description

• Auspuffheizung # Die Erfindung betrifft eine Auspuffheizung zur Beheizung von Fahrzeugräumen mit Brennkraftmaschinen betriebener Fahrzeuge, bei der das Auspuffrohr und/oder der dieses fortsetzende bzw. umgebende Schalldämpfer von einem weiteren Mantelgehäuse umhüllt ist und mit dem hiervon eingeschlossenen Ringraum als Wärmetauscher dient, wobei durch den Ringraum das aufzuheizende Medium mit Hilfe eines Fördermittels zu den Fahrzeugräumen gefördert und das Fördermittel von einer von den Abgasen beaufschlagten Turbine angetrieben wird.
• Bei den bekannten Auspuffheizungen dieser Art ist die Anordnung so getroffen, daß in die Auspuffrohrleitung ein Auspufftopf eingeschaltet ist, der zwar schalldämpfend wirkt, aber nicht als eigentlicher Schalldämpfer angesprochen werden kann. Dieser Auspufftopf ist von einem weiteren MantQlgehäuse umhüllt und mit diesem als Einheit in Gußeisen ausgeführt. In den vom äußeren Mantelgehäuse eingeschlossenen Wärmetauscherraum wird von einem Ventilator, der von einer im Abgasauslaß vorgesehenen Abgasturbine angetrieben wird, die Heizluft im Parallelstrom mit den Abgasen angesaugt. Die Turbine liegt dabei in einem aus dem Auspufftopf herausgeführten Abgasstutzen, der ins Freie mündet. Nachteilig bei dieser Bauweise ist, daß die Wärme der Abgase schlecht ausgenutzt wird. Nachteilig ist ferner, daß man bei Ausbildung des Auspufftopfes als Schalldämpfer viel Platz benötigen würde.
• Die gleichen Nachteile zeigt auch eine bekannte Bauweise, bei welcher das aufzuheizende Medium ün Gegenstrom zum Abgas geführt ist.
• Die Turbinen sind bei den bekannten Auspuffheizungen in der Regel als Axialturbinen ausgebildet, die außen liegen und daher durch Geräuschabstrahlung eine eventuell erzielte Schalldämpfung wieder zunichte machen. Bei einer bekannten Vorrichtung ist zwar das Fördermittel für das aufzuheizende Medium im zentralen Einlaßhals des Mantelgehäuses angeordnet, doch ist kein von den Abgasen beaufschlagter Turbinenantrieb vorgesehen, so daß für den Antrieb des Fördermittels eine eigene Energiequelle benötigt wird.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, und eine bessere Schalldämpfung und einen besseren Wärmeübergang bei gleichzeitig gedrungener Bauweise zu erzielen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale, daß zwischen dem Schalldämpfer und dem Ringraum in an sich bekannter Weise ein weiterer Ringraum vorgesehen ist, in welchem die Abgase in an sich bekannter Weise im Geaenstrom zum Einlaß der Abgase in das Auspuffrohr und/oder den Schalldämpfer geführt sind, daß im Bereich der Umlenkung der Abgase eine Radialturbine angeordnet ist und daß auf deren nach außen gerichteter Welle, das Förderinittel für das aufzuheizende Medium in an sich bekannter Weise im zentralen Einlaßhals des Manteigehäuses angeordnet ist.
• Diese drei Kombinationsmerkmale sind, wie oben angedeutet wurde, einzeln bekannt. Bei einer in erster Linie durch die Abgase von Brennkraftmaschinen betriebenen Heizvorrichtung hat man schon durch Anordnung der Zu- und Ableitung an einer Seite des Auspufftopfes und Trennung der Leitungen innerhalb des Auspufftopfes eine Umlenkung der Ab- gase bewirkt. Man hat auch schon bei Heizvorrichtungen für Kraftfahrzeuge ein Gebläse an der Umlenkstelle der im Gegenstrom geführten Heizluft angeordnet, wobei die Abgasleitung als äußerer Ringraum mit Hilfe eines umhüllenden Mantelgehäuses vorgesehen ist.
• Durch die Kombination der zuletzt genannten Merkmale werden jedoch neben der Dämpfung der Abgasschwingungen die Turbinengeräusche nicht gedämpft und es wird raumsparende Ausführung erzielt.
• Dagegen werden gemäß der erfinderischen Kombination durch die Gegenstromführung der Abgase innerhalb des geschlossenen Wärmetauschers und Anordnung, der von den Abgasen angetriebenen Turbine in der Umlenkstelle sowie Unterbringung dieses Heizaggregates im Wärmetauscher die Abgasschwingungen und auch die Turbinengeräusche in bisher nicht erreichtem Ausmaße gedämpft. Durch zweckmäßige Ausbildung der Umlenkung als Turbinenringdüse, welche die zentral eingelassenen Abgase in die Leitschaufeln und den äußeren Ringraum umleitet, wird die Turbine gleichmäßig beaufschlagt und die Abgasenergie sowohl für den Antrieb als auch die Aufheizung des Wärmetauschers besonders gut ausgenutzt.
• Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich dadurch, daß die Ringdüse durch eine Umbördelung des zentral angeordneten Auspuffrohres bzw. Rohrstutzenendes oder eine aufgesetzte Ringscheibe und eine im Abstand hiervon den inneren Dämpfermantel abschließende parallele Prallwand gebildet ist, wobei die Prallwand eine die Abgasströmung in radialer Richtung umlenkende Strömungsnase besitzen kann, daß in der Ringdüse die Leitschaufeln angeordnet sind, und daß die Nabe des Turbinenlaufrades zwecks Kühlung parallel zum Abschlußdeckel des schalldämpfenden Behälters angeordnet ist, der im Frischluftstrom des Heizgebläses liegt, wodurch auch der Wellendurchgang vor Überhitzung geschützt ist.
• Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung in emiem Ausführungsbeispiel nachfolgend beschrieben.
• Mit 1 ist das Auspuffrohr der nicht dargestellten Brennkraftmaschine, mit 2 das gemäß der Erfindung vorgesehene Schalldämpfergehäuse bezeichnet. Dieses ist im Inneren durch Schottwände 3, 4 und 5 in Druckausgleichskammern 6, 7, 8 und die Resonatorkammer 9 aufgeteilt. Die Kammem 6, 7 und 8 sind mit Hilfe des in der mittleren Kammer 7 eine Strömungsumlenkung 10 a - enthaltenden, die Schottwände 3 und 4 durchdringenden Rohres 10 hintereinander geschaltet. Die Resonatorkammer 9 ist von der Auslaufhutze 11 durchdrungen und steht über die öffnungen 5 a in der Schottwand 5 mit der Kammer 8 in Verbindung, Durch die seitliche Ankoppelung der Resonatorkammer wird eine wirksame Schalldämpfung ohne Schallabstrahlung erzielt. Der Auslaufhutze 11 gegenüber ist eine mit einer zentralen Strömungsnase 12 a versehene Prallwand 12 angeordnet. Die an die Auslaufhutze 11 anschließende Ringscheibe 11 a und die Prallwand 12 bilden an ihrer Peripherie einen ringdüsenartigen, die Abgasströmung in radialer Richtung umlenkenden Abgasaustritt 13, In diesem sind beim Ausführungsbeispiel Leitschaufeln 14 vorgesehen, welch6 in diesem Fall die Prallwand 12 halten. Am Ausgang des Ringdüsenkanals 13 sind die Schaufeln 15 a des Turbinenlaufrades 15 angeordnet. Das Turbinenlaufrad 15 ist mit seiner Welle 16 in dem durch die Scheibe 17 a begrenzten Lagergehäuse 17 gelagert. Diese Scheibe 17 a ist stirnseitig an dem den Schalldämpfer 2 umhüllenden Mantelrohr 18 befestigt. Im Ringraum 19 zwischen dem Schalldämpfer 2 und dem Mantelrohr 18 strömen die zuerst durch den Schalldämpfer 2 und dann durch die Schaufelkanäle des Turbm*enlaufrades 15 in der durch Pfeile a angedeuteten Richtung geführten Abgase im Gegenstrom zum Abgasaustrittsstutzen 20. Dabei geben sie ihre Wärmeenergie an die in dem Heizkanal 22 zwischen dem Mantelrohr 18 und dem äußeren Gehäusemantel 21 durch das Heizluftgebläse 23 (Luftfördermittel) durchgeführte Heizluft ab, deren Strömungsrichtung durch die Pfeile b angedeutet ist. Die hier erwärmte Luft verläßt den Wärmetauscher durch den Warmluftstutzen 24, von wo sie den einzelnen Heizstellen zugeführt wird. Das Heizluftgebläse 23 ist auf der anderen Seite der durch das Lagergehäuse 17 durchgeführten Welle 16 angeordnet.
• Mit 25 ist ein im Druckraum des Gebläses 23 vor dem Heizkanal 22 vorgesehener, durch die Regelklappe 26 abschließbarer Frischluftstutzen bezeichnet. Von diesem kann in der warmen Jahreszeit Frischluft zur Belüftung des Wageninneren abgenommen werden, wobei dann natürlich der Warmluftaustrittsstutzen 24 durch eine nicht dargestellte Umschaltvorrichtung mit der Umgebungsluft verbunden wird, so daß der jetzt lediglich der Abgaskühlung dienende erwärmte Luftstrom nicht in das Wageninnere gelangt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Auspuffheizung zur Beheizung von Fahrzeugräumen mit Brennkraftmaschinen betriebener Fahrzeuge, bei der das Auspuffrohr und/oder der dieses fortsetzende bzw. -umgebende Schalldämpfer von einem weiteren Mantelgehäuse umhüllt ist und mit dem hiervon eingeschlossenen Ringraum als Wärmetauscher dient, wobei durch den Ringraum das aufzuheizende Medium mit Hilfe eines Fördermittels zu den Fahrzeugräumen gefördert und das Fördermittel von einer von den Abgasen beaufschlagten Turbine angetrieben wird, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß zwischen dem Schalldämpfer(2) und dem Ringraum(22) in an sich bekannter Weise ein weiterer Ringraum(19) vorgesehen ist, in welchem die Ab- gase in an sich bekannter Weise im Gegenstrom zum Einlaß(1) der Abgase in das Auspuffrohr (20) und/oder den Schalldämpfer geführt sind, daß im Bereich der Umlenkung der Abgase eine Radialturbine (14115) angeordnet ist und daß auf deren nach außen gerichteter Welle (16) das Fördermittel (23) für das aufzuheizende Medium in an sich bekannter Weise im zentralen Einlaßhäls des Mantelgehäuses (21) angeordnet ist.
2. 2. Auspuffheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung als Turbinen-Ringdüse (13) ausgebildet ist. 3. Auspuffheizung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse (13) durch eine Umbördelung nach innen des zentral angeordneten Schalldämpfergehäuses (2) oder eine angesetzte Ringscheibe (11a) um eine im Abstand hervor im Wärmetauscher angeordnete parallele Prallwand (12) gebildet ist, die eine die Abgasströmung in radialer Richtung umlenkende Strömungsnase (12 a) im Zentrum aufweisen kann, 4. Auspuffheizung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse (13) in an sich bekannter Weise mit Leitschaufeln (14) versehen ist, 5. Auspuffheizung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenlaufrad (15) parallel zu der Prallwand (12) und dein das SchaRdämpfergehäuse, außen abschließenden Lagergehäuse (17) verläuft und letzteres in der angesaugten Frischluftströmung des Heizluftgebläses (23) liegt. 6. Auspuffheizung nach Ansprach 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäusemantel (21) ein Austrittsstutzen (25) für die Frischluft zwischen Heizluftgebläse (23) und Heizkanal (22) und ein Austrittsstutzen (24) für die Heizluft am anderen !Ende des Heizkanals (22) angeordnet sind, in die wechselweise bedienbare Regelklappen (26) eingebaut sind. 7. Auspuffheizung nach Ansprach 1 bis 6,'dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmedium-Austrittsstutzen (24) in an sich bekannter Weise wechselweise mit dem Heizkanal (22) und einer ins Freie mündenden öffnung bzw. einem Stutzen verbindbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 470 296, 473 950, 557 940, 631760, 732 872, 848 856; österreichische Patentschrift Nr. 186 665; schweizerische Patentschrift Nr. 135 364; USA.-Patentschrift Nr. 2 484 385.