DE19613759C2 - Wärmetauscher für ein Heizgerät - Google Patents

Wärmetauscher für ein Heizgerät

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Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Heizgerät mit einer eine Brennkammer umgebenden Seitenwand und einem mit der Seitenwand verbundenen Boden, dessen Innenseite der Brennkammer zugewandt ist.
Ein solcher Wärmetauscher ist aus der GB 14 48 670 bekannt. Bei diesem sind zur Erhöhung des Wärmeüberganges an den die Brennkammer umgebenden Seitenwänden des Wärmetauschers radial nach innen vorspringende Stifte vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher mit verbesserter Wärmeabfuhr bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die Vorsprünge an der Innenseite des Bodens wird in diesem Bereich, in dem die Temperatur der auftreffenden Rauchgase am höchsten ist, eine besonders gute Wärmeabfuhr erzielt. Dadurch wird zum einen die übertragbare Wärmeleistung insgesamt erhöht und zum anderen ein Durchbrennen des Bodens verhindert.
Vorzugsweise sind die Achsen der Vorsprünge achsparallel zur Längsachse des Wärmetauschers angeordnet. Eine solche Anordnung ermöglich zum einen eine vorteilhafte Anströmung der Vorsprünge durch die Rauchgase und zum anderen eine leichte Entformung bei einer Herstellung des Wärmetauschers als Gußteil.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Vorsprünge einstückig mit dem Boden ausgebildet. Durch die einstückige Ausbildung wird die Herstellung wesentlich erleichtert.
Die Vorsprünge weisen vorzugsweise eine kegelige oder kegelstumpfförmige Gestalt auf, wodurch wiederum zum einen die Anströmung verbessert und zum anderen die Entformbarkeit erleichtert wird.
Durch eine unterschiedliche Länge und/oder einen unterschiedlichen Abstand der Vorsprünge kann gezielt für eine erhöhte Wärmeabfuhr in solchen Bereichen gesorgt werden, die von einer Überhitzung besonders bedroht sind. Insgesamt kann somit durch die Anzahl, die Länge und die Anordnung der Vorsprünge für eine gleichmäßige Wärmeabfuhr vom Boden des Wärmetauschers gesorgt werden.
Vorteilhafterweise weist der Wärmetauscher in an sich bekannter Weise an der Innenseite der Seitenwand längsverlaufende Rippen auf. Vorzugsweise sind an diesen Rippen im Übergangsbereich von den Seitenwänden zum Boden ebenfalls Vorsprünge angeordnet.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn auch an der Außenseite des Bodens Vorsprünge zur Verbesserung der Wärmeübertragung an den dort vorbeistreichenden flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger vorgesehen sind. Diese sind vorzugsweise koaxial zu den nach innen weisenden Vorsprüngen angeordnet.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Seitenwände, der Boden und die Vorsprünge einstückig aus einem Gußteil geformt sind.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Diese zeigt:
einen Längsschnitt durch ein Luftheizgerät für Fahrzeuge.
Das Fahrzeug-Heizgerät 1 weist eine Brennkammer 2 und einen diesen umgebenden Wärmetauscher 3 auf. Der Wärmetauscher 3 setzt sich aus einer vorzugsweise zylindrischen Seitenwand 4 sowie einem mit dieser verbundenen topfförmigen Boden 5 zusammen.
Der Brennkammer 2 wird mittels eines Brennluftgebläses 6 Brennluft und über eine Brennstoffzuleitung 7, die mit einer nicht dargestellten Brennstoff-Fördereinrichtung verbunden ist, Brennstoff 8 zugeführt. Der Brennstoff wird von einem saugfähigen Körper 8 aufgenommen, von einer Zündeinrichtung 9 verdampft und entzündet. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden beim Austreten aus der Brennkammer 2 im Bereich des Bodens 5 umgelenkt (siehe Pfeil A) und treten nach Passieren des Wärmetauschers 3 durch einen Abgasstutzen 10 ins Freie aus (siehe Pfeil E).
Die eintretende Brennluft ist durch einen Pfeil C symbolisiert. Dem Heizgerät 1 wird ferner über ein Heizluftgebläse 11 vom rückwärtigen Ende her Heizluft zugeführt (siehe Pfeil D), welche außen über die Seitenwände 4 und den Boden 5 des Wärmetauschers 3 geleitet wird und dabei Wärme aus den heißen Abgasen aufnimmt. Am gegenüberliegenden Ende des Heizgerätes 1 tritt die Heizluft aus (siehe Pfeil E) und wird zur Beheizung eines Fahrzeugraumes verwendet. Auch wenn im vorstehenden Ausführungsbeispiel ein Luftheizgerät dargestellt ist, läßt sich die vorliegende Erfindung ebenso bei einem Wasserheizgerät verwenden, bei dem Wasser als flüssiger Wärmeträger den Wärmetauscher 3 umspült.
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges weist der Wärmetauscher 3 an der Innenseite der Seitenwände 4 an sich bekannte, längs verlaufende Rippen 14 auf. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges im Bereich des Bodens 5 sind an dessen Innenseite der Brennkammer 2 zugewandte Vorsprünge 15 angeordnet, die nach Art von kegelstumpfförmigen Stiften ausgebildet sind, deren Achse achsparallel zur Längsachse des Wärmetauschers 3 angeordnet ist und die mit den Seitenwänden 4 und dem Boden 5 einstückig als Gußteil ausgebildet sind. Zur weiteren Verbesserung des Wärmeüberganges können auch an der Außenseite des Bodens 5 Vorsprünge 25 angeordnet sein.
Die Vorsprünge 15 bzw. 25 sind bezüglich ihrer Länge und ihrer Verteilung am Boden 5 so gewählt, daß eine optimale, gleichmäßige Wärmeübertragung vom Boden an den im Ausführungsbeispiel gasförmigen Wärmeträger (Luft) erfolgt. Die kegelstumpfförmige Ausgestaltung und die achsparallele Anordnung der Vorsprünge ermöglicht eine einfache Entformung des gesamten Gußteils Wärmetauscher.
Bezugszeichenliste
1
Heizgerät
2
Brennkammer
3
Wärmetauscher
4
Seitenwand (von
3
)
5
Boden (von
3
)
6
Brennluftgebläse
7
Brennstoffzuleitung
8
saugfähiger Körper
9
Zündeinrichtung
10
Abgasstutzen
11
Heizluftgebläse
14
Rippen
15
Vorsprünge (Innenseite von
5
)
25
Vorsprünge (Außenseite von
5
)
35
,
35
A,
35
B Vorsprünge (Außenseite von
4
)
A Abgasstrom
B Abgasstrom (am Austritt)
C Brennluft
D Heizluft (Eintritt)
E Heizluft (Austritt)

Claims (10)

1. Wärmetauscher (3) für ein Heizgerät (1) mit einer eine Brennkammer (2) umgebenden Seitenwand (4) und einem mit der Seitenwand (4) verbundenen Boden (5), dessen Innenseite der Brennkammer (2) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Bodens (5) sich in Richtung zur Brennkammer (2) hin erstreckende Vorsprünge (15) angeordnet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Vorsprünge (15) achsparallel zur Längsachse des Wärmetauschers (3) angeordnet sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15) einstückig mit dem Boden (5) ausgebildet sind.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15) eine kegelige oder kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15) eine unterschiedliche Länge aufweisen.
6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit an der Innenseite der Seitenwand (4) längsverlaufenden Rippen (14), dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (14) im Übergangsbereich von den Seitenwänden (4) zum Boden (5) erstrecken und daß auf den Rippen (14) im Übergangsbereich Vorsprünge (15) angeordnet sind.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch an der Außenseite des Bodens (5) Vorsprünge (25) angeordnet sind.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (25) an der Außenseite koaxial zu den Vorsprüngen (15) an der Innenseite des Bodens (5) angeordnet sind.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15, 25) ungleichmäßig voneinander beabstandet sind.
10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Seitenwände (4), Boden (5) und Vorsprünge (15, 25) aus einem Gußteil geformt sind.
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