DE1655252A1 - Heizvorrichtung - Google Patents
HeizvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung besieht sich auf eine Heizvorrichtung für den
Fahrgastraum von Personenkraftwagen, mit einem ron deaaext Antriebsmaschine
angetriebenen Frischluftgebläse» das zwei
Frischluftströme ersetzt, denen Abwärme der Antriebsmaschine
zuführbar ist, und die nach Wärmeaufnahme zum Fahrgastraum ^ führen.
Eine derartige Heisvorrichtung ist in Verbindung mit einem
Personenkraftwagen mit Heckmotor bekannt. Wenn der Fahrzeugmotor gering belastet ist, reicht die abgegebene Wärmemenge
sieht aus, um den Fahrgaoträum im Winter genügend warm zu
halten.
TTm diesen Nachteil zu vermeiden, let as bekannt, eine derartige
HeizTOrrichtung mit einer Zusatzheizrurag zu kombinieren, die ™
elektrisch beheizt wird oder der Wärmeenergie in anderer Form
zuführbar 1st.
Diese Zusatsheirunden haben aber den Nachteil, daQ sie nur
sehr schwer in schon vorhandene Fahrzeuge eingebaut werden
kÖJicen. In Jedem Fall muB ein derartiger Einbau von Speeialwerkstätten
erfolgon.
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Aufgabe der Erfindung ist ea, eise Heievorrichtung sn schaffen,
die ohne Sp^eialwerkstätten in Anspruch nehmen zu müssen, τοη
einem einigermaßen geschickten Eahrzeiigbesiwzer selbst in rorhandena
Fahraeuge installiert werden kann.
«te
Diese Aufgabe vird erfindungegemäß gelöst durch einen Mischbehälter, der zwei EinleflstutEen und swei Auslafistutsea sowie
Einbauten aufweist, ua die beiden, durch die BinlaBstutsen
•intretenden W&rmluftströme au mischen, und der ein WSrmeaus—
taueohgehauee einer an eich bekannten ZaaatBheleung besitzt,
das Voa dem gemischten Waraluftatroa bespült wird, wobei an
einer Stelle des HischbehMlters stromab des WärmeauetauaohgehSuees,
jedoch stromauf der erneuten Yersweigung des gemischten
Iiuftstromee, in die beiden, zu den Auslaßatuteen fuhrenden
Teilstzuae, eine Meßeinrichtung sitzt, die die Zuaatsheizung
abhängig von der Wamlufctenperatur qin- und ausschaltet.
Wesentlich ist aß für die Erfindung, äa$ der Mischbehälter
gwei parallelgeachaltate Zufalirstutzen und ssiroi. Au^
besitzt. Die horkönnnlichen, an das S'ribchluftgöbläae
•chloesenea'Warmluftleitungen verdtm an geeigneter Stelle aufgeschnitten.
An den Schnittstellen vsräer die EinlaQstuteen
und die Auslaßstutsen des Hisohbehlllters angesohloesen. Die
erfiudungsgemäße Einrichtung ist somit In der Lage, swei getrennte
Luft ströme su einem gemeinsamen. Luftstrom eu kombinieren,
diesen gemeinsamen Luftatrom über einen Wärmeaustauscher der
ZusatKheisung bu schicken und diesen Luft strom nach erneuter
Wärme au fanhme wieder in ewei l'eilfi t* b'iie τη iuitertailen, die
dann it) dia herkönuulichen, eura jfehrga&traiuu führenden Warm-
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luftleitxtngen gelangen. Die Montage kann leicht von jedem
einigermaßen geschickten Fahrzeugbesitzar selbst vorgenommen
werden.
Erfindungsgemäß wird eine Ein-Aue-Regelmg der Zusatzheizung
Yorgesehen. Die Temperaturmessung erfolgt am 13nde der Wärmeaufnahmezone
des gesamten, also kombinierten LuftStromes und nicht
etwa eines TeilluftStromes. Damit ist eine sehr genaue Regelung
der Wärmezufuhr durch die Zusatzheizung in Abhängigkeit von der Temperatur der die Zusatzheizung verlassenden Warmluft möglich.
Sine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht
darin, daS ein Zusatzluftgebläse vorgesehen 1st, das Kaltluft
in den Mischbehälter fördert. Vorzugsweise ist dabei in der Iieitung zwischen Gebläee und dem Mischbehälter ein Rückschlagventil vorgesehen. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht
darin, daß das Gebläee mit dem Motor für die Brennstoffpumpe
unö das Brennluftgebläse der Zusatzheizang gekoppelt ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der KrfLadung besteht schließlich
in der speziellen Ausbildung deo Msahbehälterβ, welche
einen besor.d-jrs einfachen und mit geringen Kosten herstellbaren
Aufbau gewährleistet. Dieser Kischbehältor ist dadurch gekennzeichnet,
daß er aus einem Außenrohr und einem radial im Abstand liegenden Kittelrohr sowie einein das Wärmeaustauschgehäuee
bildenden Iimenrohr besteht, wobei die beiden äußeren Rohre an ihren Enden geschlossen Bind, dat3 der zwischen Au3en- und
Mittelrohr gebildete äußere Ringraum durch axiale Wände in zwei Hälften unterteilt ist, die durch zvoi einander diagonal
gegenüber liegende Öffnungen im Iiittelrohr mit dem innerer)
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Hingraum «wisohen Hittelrohr und Innenrohr in Verbindung stehen,
and daß die beiden Sinlaßstutzen nahe den stirnseitigen Enden
de· Misohbehältere in die eine Hälfte und die Auslaßstutsen
on entsprechenden Stellen in die andere Hälfte des äußeren Ringraums münden.
Anhand der Zeichnung, die ein Ausfiihrungeheiaplel der Erfindung
darstellt^ sei diese näher erläutert.
typischen Kraftfahreeuges alt luftgekühltem Heckmotor,
und sie se igt den Fahreeugrahmea, den Motor, das Getriebe
und die zwischen diesen angeordnete Zusatshels-Torrichtung
gemäß der Erfindung«
Fig« 2 ist eine schaubildliche Ansicht des Motors und der sage ordne ten Antriebsteile des .Fahrzeuges gemäß Figur 1,
wobei weiterhin die Anordnung der Zusataheievorrichtung
gemäß der Erfindung wiedergegeben ist.
Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene echaublldliche Ansicht
der bevorzugten Ausführungeform der Zusatzheievorrichtung gemäß der Erfindung.
Flg. 4 ist eine schematische Ansicht, in welcher die Strömungssustände
dargestellt sind, die aicih ergeben, wenn die
Zusatsheizvorrlohtung gemäß der Erfindung mit der Pahrzeugheisanlage
verbunden ist.
Steuerung für die mit der Fahrzmißheisanlage verbundenen
Zusatshei»vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Die Erfindung wird nachstehend als ZuaatEheiavorrichtung
für die Heisanlage eines Kraftfahrzeugeβ nach Art eines Volkewagene, d.ho θineβ Kraftfahrzeuges mit luftgekühltem Heckmotor
beschrieben, obwohl sie auch bei anderen Kraftfahrzeugen und su anderen Zwecken verwendet werden kann.
In flg. 1 ist der hintere Teil eines Kraftfahrzeuges 10 wiedergegeben,
wobei der Kotor 12 und das Getriebe 14 im Umriß und
die innere Rahmentrennwand 16, welche den Innenraum 17 des fahrzeuge· begrenzt, dargestellt sind.
Sie Fahrzeugheizanlage verwendet die von dem Motor 12 abgegebene Wärme zum Erhitzen von Luft, die dann in Leitungen 18 (Figuren
1,2 und 4) eingeführt wird, die an dem Fahrzeugrahmen befestigt eind. Die Luftverteilung in das Innere dea Fahrzeuges erfolgt
über die beiden Leitungen 18, deren jede drei Austrittsöffnungen
19, 20 und 21 aufweist. Sie Austritteöffnungen 19 liegen unter den Sitzen im hinteren Teil des Innenraumea, die Austritte-Öffnungen
20 befinden sich am Boden des vorderen Teiles des Innenraumes und die Austrittsöffnungen 21 sind an der Windschutzscheibe
angeordnet, um diese eicfrei zu halten.
Die Zusatzheizvorrichtung 24 gemäß der Erfindung ist in einem
zwischen dem Motor 12, dem Getriebe 14 und der Trennwand 16 des Fahrzeugrahmens verbleibenden Raum 2(5 (Fig„1) angeordnet.
Die Zueatzheizvorrlchtung 24 ist in Reihe zwischen die normalen
Auslässe der Fahrzeugheizanlage und die JSinl&sse der Verteilerleitungen
18 geschaltet.
BAD
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In der schematischen Ansicht gemäß FIgn4 ist die Zusatzheizvorrichtung
24 in .Verbindung mit der Heizanlage eines Kraftfahrzeug*·
mit luftgekühltem Heckmotor dargestellt. Der Motor des Kraftfahrzeuges treibt über einen V-Riemen, eine Riemenscheibe 28
und eine Welle 29 ein Gebläse 30 (Flg. 2 und 4) an, welches dazu verwendet wird, Kühlluft über den Motor 12 zu leiten und Luft für
die Fahrzeugheizanlage zu liefern. Bei der dargestellten Fahrzeugheizanlage
wird die erhitzte Luft für den Innenraum dadurch erhalten, daß tin Wärmeaustausch zwischen den heißen Auspuffgasen und Luft
erfolgt. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, gemäß welcher die Auspuffgase der vorderen beiden Zylinder durch Wärmetauscher 34 und 35
(Fig. 4) hindurohgeführt und aus einer Auspuffleitung 36 zur Atmosphäre abgegeben werden. Luft wird von dem Gebläse 30 über
biegsame Leitungen 38 und 39 (Fig. 4) durch die Wärmetauscher 34 und 35 im Gegenstrom hindurchgeführt, deren Auatrittsöffnungen 40
bzw, 41 normalerweise über (nicht dargestellte) Leitungen unmittelbar mit den Verteilerleitungen 18 verbunden nind, welche die erhitzte
Luft in den Innenraum 17 des Fahrzeuges führen.
Wie insbesondere aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, weist die Zusatzheizvorriohtung 24 ein Heizrohr 46 auf, an dessen einem
Bnd« «in Brenner 48 und an dessen anderem Ende ein AbgasauslaB 50
angeordnet sind. Um das Brennrohr 46 sind zwei weitere Rohre 52
und 54 angeordnet, welche die zu erhitzende Luft in Wärmeauetauechbeziehung
zu dem Brennerrohr 46 fördern.
Das äußere Rohr 52 iat an seinen gegenüberliegenden Enden einerseits
mit ßintritteöffnungen 56 und 57 zur Aufnahme der aus den Aus-
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trittsöffnung 40 bzw. 41 der Wärmeaustauscher 34 und 35 auetretenden Luft und andererseits mit Auetrittsöffnungen 59 und
▼ersehen, welche mit den Luftverteilerleitungen 18 in Verbindung stehenο
Bas Ewieohenliegende Rohr 54 erstreckt sich um das Brennerrohr
und arbeitet dahingehend, die beiden durch die Eintritteöffnungen 56 und 57 In die Heirvorrichtung 24 eintretenden Luftetröme zu
ein·« über das Brennerrohr 46 streichenden kombinierten Strom zusammenzufassen und diesen zusammengefaßten einzigen Strom danach
wieder aufzuteilen und durch die beiden Auetrlttsöffnungen 59 und 60 hinduroh in die Verteilerleitungen 1Θ zu leiten. Zu diesem Zweck
erstreckt sich das Zwischenrohr 54 vollständig um das Brennerrohr 46 und 1st mit Ausnahme von zwei an seinen gegenüberliegenden
'r
Enden vorgesehenen öffnungen 62 und 63 durchgehend. In anderen
Worten ausgedrückt, das äußere Rohr 52 erstreckt sich über das
Zwischenrohr 54 und begrenzt zwei Räume .65 und 67» die mit Ausnahme
der Verbindung über die im Abstand voneinander befindlichen
öffnungen 62 und 63 über einen von dem Brennerrohr 46 und dem
Zwischenrohr 54 begrenzten ringförmigen dritten Raum 66 voneinander
getrennt sind. In den Raum 66 erstreckt sich allgemein an der öffnung 63 ein Bimetallthermostat 70, welcher die Temperatur dor
aus der Heizvorrichtung 24 austretenden Luft abfühlt.
Im Betrieb treten die aus den Austrittsö.f±nujngeu 40 und 41 der
Wärmetauscher 34 und 35 ausströmenden getrennten Luftströme durch
die getrennten Eintrittsöffnungen 56 un<ä 57 in die Zusatzheizvorrichtung 24 ein, in welcher sie zuanmmenßefaßt und über das
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erhitarte Brennerrohr 46 geführt und danach wieder in zwei Ströme
aufgeteilt werden, welche durch die Auetrittsöffnungen 59 bzw.
60 in die Verteilerleitungen 18 und aus diesen in den Innenraum dee fahrzeuges gelangen„
getrenntes Sin Ton einen Elektronotor 74 (Fig.4 und 5) angetriebeneiVGebläae
72 wird verwendet, um dem Brenner 48 Über einen Schlauch 73 die
•rforderliche Verbrennungeluft zuzuführenο Weiterhin ist eine
zweckentsprechende Zündvorrichtung für den Brenner 48 vorgesehen, welche einen ebenfalls von dem Motor 74 angetriebenen Unterbrecher 76 und eine Hochspannungsspule 77 (Fig.5) aufweist. Der
Motor 74 treibt außerdem eine Brennstoffpumpe 78 en, deren mit dem Brenner 48 verbundene Austrittsleitung durch ein Ventil 79
gesteuert wird, das von einen Elektromagneten 81 (Figo5) geöffnet
wird.
Der Motor 74 treibt weiterhin ein getrenntes Gebläse 80 an, welches der Heizanlage zusätzliche Luft suführt, nenn die Luftabgabe des Fahrzeuges gering ist«, Die eue dem Gebläse 80 austretende Luft strömt durch ein Rückschlagventil 84 hindurch zu
einen T-Stück 86, welches in der Luftleitung stromauf der Einlaß-Öffnung 56 angeordnet ist. Da der Druckabfall stromab des T-Stückes
86 gering ist, kann ein Gebläse 80 verwendet werden, welches eine minimale Ausgangsenergie hat, jedoch ein ausreichend
großes Luftvolumen abgibt. Beispielsweise kann das Gebläse 80,
wenn es eine Förderleistung von ungefähr 1,13 nr/min hat, von den Motor 74 angetrieben werden, der gewöhnLioh dazu verwendet
wird, lediglich das Gebläse 72 für die Verbrennungsluft, die Brennstoffpumpe 78 und den Unterbrecher 76 anzutreiben. Das
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BÜÄsehlagventil 84 verbindert eine Rückströmen« dnrob da»
Gebläse 80 hindurch, wenn der Abgabedruck des Motorgebläses 30
an de« Hticksohlagventil 84 höher ale der Abgabedruok de· Suaatsgebläaee
80 lato
In Fig.5 1st die elektrische Steuerung für die in Kombination
mit der yahraeugbeizanlage verwendete Zuaatzheizvorrichtung 24
wiedergegeben. Sine Energiequelle, beispielsweise eine Batterie iat in Reihe mit einem zündschalter 92, einer Schmelzsicherung 94»
einem thermostatisch betätigten Schalter 96 und einem Verriegelungsschalter
98 über !leitungen 99 bzw, 99a mit jedem von zwei parallelen Stromkreisen für die Steuerung der Einrichtung verbunden.
Der Verriegelungsechalter 98 ist mit einem Heizungsregulierorgan 101 der fahrzeugheizanlage (Fig. 1 und 5) das mit Tentilen in den
leitungen 40 und 41 gekoppelt ist, mechanisch verbunden, so daß« wenn dieses Organ 101 geöffnet wird, um eine Wärmeabgabe zu
erhalten, die höher als ein gewisser Prozentsatz der maximalen Wärmeabgabe liegt, der Verriegelungsschalter 98 geschlossen wird,
um die Zusatsheizvorrichtung 24 in Abhängigkeit von dem Arbeiten des Thermostatschalters 96 zu erregen. Der Verriegelungeschalter
98 soll vorzugsweise geschlossen werden, wenn das Heizungsregulierorgan
101 für eine Wärmeabgabe eingestellt ist, die 50 i>
oder mehr der maximalen Wärmeabgabe entspricht. Von dem Verriegelungssehalter 98 wird ein Stromkreis über die Leitung 99 und den
Motor 74 zur Erde hergestellt. Ein zweiter Stromkreis wird über
die Leitung 99» t die einen zweiten Thermostatschalter 104 enthält,
zu dem Elektromagneten 81 der Vorrichtung zum Steuern der Brennstoffzufuhr und zu der Hochopannungsspule 77 und den Unterbrecher
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» ίο «·
der Torrichtung rum Steuern der Zündung hergestellt.
Die Thermostatschalter 96 und 104 werden vorzugsweise durch
den gleichen Thermostaten 70 betätigt, außer wenn die Temperaturen, bei welchen die Sohalter 96 und 104 geöffnet werden, sich
ua ungefähr 8° oder 16° 0 unterscheiden. Se wird vorteilhaft
eine der USA-Patentechrift 2 803 723 entsprechende einstellbare
Thermostatsteuerung verwendet. So weist der Thermostat 70 ein
spiralförmiges Bimetallelement auf (Pig.5), das eine Welle dreht, auf welcher etwa» außer Phase befindliche, getrennte
locken 108 und 110 angeordnet sind, die, wenn sich die Welle dreht, auf die getrennten Schalter 96 bsw» 104 einwirken.
Bei normalen Außentemperaturen sind die beiden Schalter 96 und 104 geschlossen, und sie werden bei einer derartig eingestellten
höheren Temperatur geöffnet, die erforderlich 1st, damit die Heisanlage die gewünschte Wärmeabgabe liefert, wobei eine solche
Schalteröffnungetemperatur gewöhnlich zwischen 65° und 129° C liegt, was von der Einstellung des Thermostaten abhängt; Bei
ansteigender Temperatur Öffnet sich zuerst der Thermostatschalter
104, welcher den Stromkreis steuert, der den Elektromagneten der die Brennstoffzufuhr steuernden Vorrichtung und die Hoch >
spannungsspule 77 und den Unterbrecher 76 der Zündvorrichtung
für den Brenner 48 enthält, eo daß dex Brenner 48 abgeschaltet
wird. Der Motor 74 treibt jedoch das Gebläse 80 weiter an, um Luft BUBuführen, die über das Brennerroh.v 46 streicht und in die
Verteilerleitungen 18 eintritt, um darin verbliebene Wärme
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EAD Ori1S!NAL
wegzuführen.Wenn die Temperatur der aus der Heizanlage austretenden
Luft, die von dem Thermostaten 70 abgefühlt wird, weiter ansteigt, wird der Thermostatschalter 96 geöffnet, um den
Motor 74 und damit die ZusatsheI«vorrichtung 24 vollständig
abzuschalten, fall« die Wärmeabgabe danach noch immer zu hoch
ist, mufi da· Heisungeregulierorgan 101 auf eine geringere Wärmeabgab·
eingestellt werden·
Wenn andererseits die Temperatur der aus der Heizanlage austretenden Luft so weit sinkt, daß sich der Thermostatschalter 104
schließt, wird der Brenner 48 wieder in Betrieb gesetzt» Somit wird, wenn das Heizungsregulierorgan 101 in dem erforderlichen
Ausmafi geöffnet wird, der Yerrlegelungssehalter 98 geschlossen,
um die Zusatsheizvorrichtung 24 lediglich in Abhängigkeit von der
Stellung der Thermostatschalter 96 und 104 zu erregen.
Di· Wärmeabgabe der Heilvorrichtung 24 ist für die meisten
Betriebsbedingungen gleichbleibend, da sowohl die in dem Brenner verbrannte Brennstoffmenge als auch die Drehzahl des Gebläses
gleichbleibend gehalten werden können* Wenn somit die Wärmeabgabe der Fahrzeugheizanlage gering ist, kann sie durch Wärmeabgabe der
Zusateheisvorriohtung 24 erhöht werden. Der Bimetallthermostat
fühlt die Temperatur der aus der kombinierten Heizeinrichtung aus»
tretenden Luft ab und bewirkt dadurch dae jeweilig erforderliche An-und Abschalten der Heizvorrichtung 24.
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reiohend ist, um einen Auegangedruck «u ·γsengen, der den
Ausgangsdruok des Brennergebläees 80 übersteigt, schließt
sich das Rückschlagventil 84» um ein Rückströmen durch das
Gebläse 80 hindurch zu verhindern, obwohl dieses Gebläse
weiterarbeitet. TTm dies zu erreichen, ist ea erwünscht, daß das Gebläse 80 ein solches ist« da· einen Ausgang von konstantem
Druck statt einen Ausgang von konstante« Volumen liefert.
Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Zusatz heizvorrichtung 24 vollkommen selbsttätig arbeitet, um die
unzureichende Wärmeabgabe der Pahreeugheizanlage zu ergänzen,
wenn es erforderlich ist·
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Claims (5)
1. Heizvorrichtung für den Fahrgastraum von Personenkraftwagen,
mit einem von dessen Antriebsmaschine angetriebenen Priaekluftgebläae,
das zwei*Prlschluftströme erzeugt, denen Abwärme der
Antriebsmaschine suführbar ist, und die nach Wärmeaufnahme zum Fahrgastraum führen, gekennzeichnet durch einen Mischbehälter
(24), der zwei Mnlaßstutzen (56, 57) und zwei Auslaßstutzen
(59, 60) sowie Einbauten (54) aufweist,, um die beiden, durch
die SinlaSstutzen (56, 57) eintretenden Warmluftstrume zu
mischen, und der ein WärmeaustauschgeMuse (46) einer an sich
bekannten Zusatzspeisung (43) besitzt, dan von öem gemischten
Warmluftstroia bespült wird, und daß an einer Stelle (63) dee
Mischbehälterβ (24) stromab des Wärmeaustauschgehäuseo (46),
jedoch stromauf der erneuten Verzweigung des gemischten luft- ·
Stromes, in die leiden, zu dsn Auslaß3tutßen (59, 60) führenden
Teilströrae, eine Meßeinrichtung (70) sitzt, die die Zusatzheizung
(48) abhängig von der Vfermiluittemperatur ein-
und ausschaltet·
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekeimsolehnet, daß ein
Zusatzluftgebläse (80) vorgesehen iet, das Kaltluft in den
Mischbehälter (24) fördert.
BAD ORfSINAt
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3. Vorrichtung nach Anepxtich 2, dadurch gekennzeichnet, daß in
der leitung zwischen Gebläse (80) und Mischbehälter (24) ein
Rüokeohlagrentil (84) vorgesehen ist.
4» Vorrichtung nach A&spruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet,
' jdaft dme Gebläse (80) »it dem Motor (74) für die Brennstoffpumpe
und das Brennluftgebläse (72) der Zusatzheizung (43)
gekoppelt 1st.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 ·» 4, dadurch gekenneeiohnet,
dafi der Mischbehälter (24) aus einem Außenrohr (52) und einem radial im Abstand liegenden Mittelrohr (54) sowie
einem'das Wärmeaustauschgehäuse bildenden Innenrohr (46) besteht,
wobei die beiden äußeren Bohre (!52, 54) an ihren Enden
geschlossen sind, daß der ewischen. Au£«n·- und Wittelrohr (52,
54) gebildete äußere Hingraum durch axJ.aLe Wände in zwei Hälften
unterteilt Ist, die durch zwei einander diagonal gegenüber
liegende öffnungen (62, 63) im Mittairohr (54) mit dem
inneren Ringreum »wischen Mittelrohr und Innenrohr in Verbindung
stehen, und daß* die beiden Einlaßstut3on (56, 57) nahe
den stirnseitigen Enden dee Mischbehälter (24) in die eins
Hälfte und die Auslaßstutsen (59, 60) ειη entoprechenden
Stellen in die andere Hälfte de«. Hußereti Ringrauinc münäeno
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