DE19613760A1

DE19613760A1 - Wärmetauscher für ein Heizgerät

Info

Publication number: DE19613760A1
Application number: DE1996113760
Authority: DE
Inventors: Ruediger Galtz
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Current assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Priority date: 1996-04-06
Filing date: 1996-04-06
Publication date: 1997-10-09

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-A 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 dadurch gelöst, daß an der Außenseite der Seitenwand stiftartige Vorsprünge angeordnet sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Vorsprünge an der Außenseite der Seitenwand wird in diesem Bereich eine besonders gute Wärmeabfuhr erzielt. Dadurch wird zum einen die übertragbare Wärmeleistung insgesamt erhöht und zum anderen eine wirkungsvolle Geräuschdämmung von in der Brennkammer entstehenden Geräuschen zur Umgebung erzielt.

Vorzugsweise ist die Seitenwand polygonal in mehrere - vorzugsweise vier - Felder unterteilt und die Achsen der Vorsprünge sind jeweils senkrecht zur Ebene eines solchen Feldes angeordnet. Eine solche Anordnung ermöglicht zum einen eine vorteilhafte Anströmung der Vorsprünge durch den Wärmeträger und zum anderen eine leichte Entformung bei einer Herstellung des Wärmetauschers als Gußteil mittels eines jeweils einer Polygonfläche zugeordneten und senkrecht dazu bewegbaren Formteils.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Vorsprünge einstückig mit der Seitenwand 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 bestimmten Bereichen gesorgt werden. Insgesamt kann somit durch die Anzahl, die Länge und die Anordnung der Vorsprünge für eine gleichmäßige Wärmeabfuhr über die Länge der Seitenwand des Wärmetauschers gesorgt werden.

Vorteilhafterweise weist der Wärmetauscher in an sich bekannter Weise an der Innenseite der Seitenwand längsverlaufende Rippen auf. Vorzugsweise sind gegenüber diesen Rippen an der Außenseite der Seitenwände ebenfalls Vorsprünge angeordnet.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn auch an der Innenseite der Seitenwände Vorsprünge zur Verbesserung der Wärmeübertragung der dort vorbeistreichenden Rauchgase vorgesehen sind. 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. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Luftheizgerät für Fahrzeuge,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen modifizierten Wärmetauscher mit zusätzlichen Vorsprüngen im Bodenbereich und

Fig. 3 eine Teilstirnansicht durch den Wärmetauscher gemäß Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte 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 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.

Beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher wird eine weitere Erhöhung des Wärmeüberganges dadurch erreicht, daß zusätzlich an den Außenseiten der Seitenwände 4 Vorsprünge 35 angeordnet sind. Dabei ist der Wärmetauscher 3 in der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Variante im Querschnitt polygonal an seinem Umfang in vier Teilflächen aufgeteilt, wobei jeweils innerhalb einer Teilfläche die Achsen der Vorsprünge 35 bzw. 35A, 35B zueinander parallel und senkrecht zur Teilfläche angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung lassen sich die Vorsprünge 35, 35A, 35B ebenfalls einstückig an den Wärmetauscher als Gußteil anformen, wobei die Anzahl der äußeren Formteile der Anzahl der Polygonflächen - im Beispiel vier - entspricht.

Innerhalb einer Teilfläche sind die Vorsprünge 35, 35A, 35B vorzugsweise in Reihen wechselweise zueinander versetzt angeordnet. Die Dichte der Vorsprünge ist im Bereich der Abgasumlenkung (Pfeil A) nahe des Bodens 5 höher und nimmt in Richtung zum Abgasstutzen 10 ab. Alternativ oder unterstützend dazu kann die Länge der Vorsprünge 35, 35A, 35B nahe dem Boden 5 größer sein und zum Abgasstutzen 10 hin abnehmen. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die Rauchgase beim Verlassen der Brennkammer 2 heißer sind als am Abgasstutzen 10.

Zur Verbesserung des Wärmeüberganges weist der Wärmetauscher 3 zusätzlich an der Innenseite der Seitenwände 4 an sich bekannte, längs verlaufende Rippen 14 auf. Zur weiteren 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.

Eine kegelige oder kegelstumpfförmige Ausgestaltung aller Vorsprünge 15,25,35 und die achsparallele Anordnung der Vorsprünge 15, 25 sowie die senkrechte Anordnung der Vorsprünge 35, 35A, 35B zu den Polygonflächen der Seitenwände 4 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, 35A, 35B Vorsprünge (Außenseite von 4)
A Abgasstrom
B Abgasstrom (am Austritt)
C Brennluft
D Heizluft (Eintritt)
E Heizluft (Austritt)

Claims

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 Außenseite der Seitenwand (4) Vorsprünge (35, 35A, 35B) angeordnet sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (4) in mehrere polygonale Flächen aufgeteilt ist und die Achsen der Vorsprünge (35, 35A, 35B) innerhalb einer Polygonfläche senkrecht zu dieser angeordnet sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (35, 35A, 35B) einstückig mit den Seitenwänden (4) ausgebildet sind.

4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit an der Innenseite der Seitenwand (4) längsverlaufenden Rippen (14), dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber den Rippen (14) an den Außenseiten der Seitenwände (4) Vorsprünge (35, 35A, 35B) angeordnet sind.

5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch an der Innenseite der Seitenwände (4) und/oder des Bodens (5) Vorsprünge (15) angeordnet sind.

6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch an der Außenseite des Bodens (5) Vorsprünge (25) angeordnet sind.

7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15; 25; 35, 35A, 35B) ungleichmäßig voneinander beabstandet sind.

8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15; 25; 35, 35A, 35B) eine kegelige oder kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen.

9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15; 25; 35, 35A, 35B) eine unterschiedliche Länge aufweisen.

10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Seitenwände (4), Boden (5) und Vorsprünge (15; 25; 35, 35A, 35B) aus einem Gußteil geformt sind.