DE2139504A1

DE2139504A1 - Heizgeraet fuer mobile einheiten

Info

Publication number: DE2139504A1
Application number: DE19712139504
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Ing Kofink
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1971-08-06
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1973-02-22
Also published as: GB1348868A; CS161801B2; DE2139504C3; JPS4835659A; DE2139504B2; SU725549A3; FR2149772A5; JPS5028740B2; CA974836A; SU725549A1

Description

Firma J. Eberspächer, 73 Eßlingen / Neckar

"Heizgerät für mobile Einheiten¹'

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät für mobile Einheiten, wie Kraftfahrzeuge, Schiffe oder Zelte, zur Erzeugung von Warmluft mit eigener Brennstoffheizquelle, das ein Frischluft- und ein Verbrennungsluftgebläse, eine mit Vorkammer versehene Brennkammer, an deren mit einer· Zündeinrichtung versehenen Vorkammer ein Brennstoffauleitungsstutzen vorgesehen ist, Führungskanäle sowohl für die Verbrennungsluft als auch für die aufzuheizende Frischluft, einen Wärmetauscher mit inneren und äußeren indirekten Heizflächen, von denen die einen von den Abgasen und die anderen von der Frischluft beaufschlagt sind, und einen Abgasabführung stutzen auf v/ei st.

Bei bekannten derartigen Heizgeräten wurde bisher der V.'ärnetaufjcher aus Blechen zusammengeschweißt; darein wurde

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die Brennkammer angeschweißt oder angelötet, an diese wiederum wurde die Vorkammer angeselweißt und sc?iließ~ lieh wurde auch der Abgasstutzen durch Schweißung verbunden. Meistens wurde der Wärmetauscher sogar nur einseitig mit indirekten Heizflächen versehen, da die Schweißverbindung der entsprechenden indirekten Heizfläche an beiden Seiten des Wärmetauschers in Anbetracht des Aufwandes an manueller Arbeit als nicht lohnend erschien, obwohl die Anordnung beidseitiger indirekter Heizflächen eine bessere Ausnutzung der in der Brennkammer durch Brennstoff erzeugten Wärme ermöglicht. Die bekannten Heizgeräte der genannten Art werden seit langem hergestellt und in großem Umfang vertrieben, und auch funktionsmäßig haben sie bereits eine beträchtliche Reife erlangt; trotzdem hat man bisher noch keine befriedigende Lösung gefunden, die erforderliche Handarbeit bei der Zusammensetzung des Heizgeräts wesentlich einzuschränken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Handarbeit sauf wand gegenüber der Herstellung herkömmlicher Heizgeräte drastisch zu reduzieren und dabei bei gleichbleibender Leistung den Raumbedarf und Wirkungsgrad günstiger zu gestalten oder alternativ bei gleichbleibendem Volumen den-Wirkungsgrad und damit die Leistung des Heizgeräts zu verbessern.

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Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, daß sich eine Reihe bestimmter maßgeblicher Bauelemente eines gattungsgemäßen Heisgeräts zn einem einzigen Bauteil zusammenfassen lassen, "welches ohne Zusairir.cnsetzarbeit von Hand mit optimal kleinen Dimensionen, aber bestem Wirkungsgrad herstellbar ist. Aufgrund dieser Erkenntnis sieht die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe vor, daß die Brennkammer mitsamt \⁷orlcoxiinerj der Wärmetauscher mitsamt seinen beidseitjgen indirekten Heizflächen und auch der Abgasabführungsstutzen aus einen einzigen Druckguß- bsw.. Spritzgußstück bestehen.

Als I-interial des Druckgußstücks koirnt .beispielsv/eise eine Aluminiumlegierung (z.B. Silumin) anstelle der sonst verwandten, meist hochwertigen Eisenbleche in Frage. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiges Druckgußstück nicht nur die erwünschten Vorteile zeigte sondern auch nur noch verhältnisr.äßig wenig I-iontagenacharbe.it von Hand erfordert, überraschenderweise läßt sich das verschiedenartige Punktionsteile zusammenfassende Druckgußstück mit verhältnismäßig geringem Fornaufwand herstellen.

Es ist sogar möglich und wird vorzugsweise auch vorgesehen, daß auch noch der Brennstoffzuloitungs-stutzen

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von dem einzigen Druckgußstück gebildet ist. Zur Herstellung eines solchen Druckgußstücks empfiehlt sich eine Gußf orrntrennung in axinler Richtung mit der Anordnung vorab ausziehbarer Einsatzstempel _7j\xr Formung des Abgasstutzens, der Vorkammer und des Brennstoffzuleitungsstutzens als seitliche Ansätze des Druckgußstücks.

Vorzugsweise sind an den höher temperaturbelasteten Stellen des Druckgußstücks wärmefeste Einlagen angeordnet. Diese können in das Druckgußstück bereits bei der-Herstellung mit eingegossen sein; infrage kommen dabei insbesondere wärmefeste Einlagen aus hochhitzefesten Blechen, insbesondere Stahlblechen. Die Einlagen können jedoch auch nachträglich angebracht, z.B. unter Klemmung eingeschoben, eingespannt oder auch eingeschweißt sein.

Die äußerer, indirekten Heizflächen des Wärmetauschers läßt man zwecknäßigerweise dadurch durch die aufzuheizende Frischluft beaufschlagen, daß man die Führungskanäle für die aufzuheizende Frischluft zwischen der Außenfläche des Druckgußstücks und der Innenfläche eines auf das Druckgußstück aufgesetzten gesonderten Mantels ausgebildet, der wegen der verhältnismäßig geringen Temperaturbeanspruchung vorzugsweise aus

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Kunststoff besteht. Bei dieser Anordnung können die Führungskanäle für die Frischluft praktisch von einem zusammenhangenden Ringraum an der Außenseite des Druckgußstücks gebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen: ·■ ■

Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Heizgerät längs dessen Achse;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Heizgerät gemäß Fig. 1 nach der Linie II-II durch dessen Abgasstutzen,, und,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III durch das Heizgerät gemäß Fig. 1 durch dessen Vorkammer.

Bei dem dargestellten Heizgerät Io sitzt an der einen stirnseitigen Abtriebswelln l>\ eines Elektromotors 12 ein kugelschaienförmig als Radial- und Diagonalrad ausgebildetes Frj sch] uftpreb] f^!se 3 6 und an der anderen stjrnnejtif.en Abtriebswelle lP ein sich radial erstreckendes Verbrennungsluftfreblr'serad 2o.

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Das Aggregat aus dem Elektromotor 12, dem Frischluftgebläserad 16 und den Verbrennungsluftgwbläserad 2o ist von einem eine Kammer un den Elektromotor bildenden Tragteil 22 Rehalten, das über drei über den Umfang verteilte Schraubbolzen ?A an einem Endflansch 26 eines Druckgußstückes 28 aus Silumin so starr angeschraubt ist, daß die Achse des Elektromotors 12 mit der Achse des Druckgußstücks 28 fluchtet. Dieses Druckgußstück 28 bildet als einheitliches Bauteil sowohl die Brennkammer 3o, die seitlich in diese "übergehende Vorkammer 32, den schräg an dieser einmündenden i3rennstof fzuleitungsstutzen 34, den in axialer Verlängerung der Brennkammer 3o angeordneten Wärmetauscher 3^ mitsamt seinen inneren indirekten Heizflächen 38 und äußeren indirekten Heizflächen Ho sowie den in Richtung zum Wärmetauscher 3^ gegenüber der Vorkammer 32 versetzten seitlichen Abgasstutzen 42.

Zwischen dem Tragteil 22 und dem Plansch 26 sind noch zv/ei Einsatzbleche 4't und HG eingespannt, die zur Führung der Verbrennungsluft auf ihrem Ueg in die Brennkammer 3o dienen. Die Einsatzbleche können aber auch am Tragteil angeschweißt sein.

Am Tragteil 22 ist zugleich der seitliche Eintrittsstutzen 48 für die Verbrennungsluft mit ausgebildet. Außerdem trägt das Verbrennungsluftgebläserad 2o noch eine mit

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diesem umlaufende Blechkappe 50, deren Stirnseite 52' eine axiale Begrenzungswand der Brennkammer 3o bildet. Zwischen den Kinsatzblech Hf. und den Umfang- der umlaufenden Blechkappe 50 ist eine Ringdüse 5'' ausgebildet, durch welche die Verbrennungsluft axial in die Brennkammer 3o eintreten und sich dort rn.it der über den Brennst off zuleitung stutzen 3'I und die Vorkammer 32 zugeführt en flüssigen Brennstoff für die Verbrennung mischen kann. Die Verbrennungsluft tritt dabei zunächst in radialer Richtung nach innen durch den Eintrittsstutzen ¹18 in das Heizgerät ein, umspült den Elektromotor 12 innerhalb der vom Tragteil .22 umschlossenen Kammer 56, wendet sich dann zunächst in Richtung des Pfeiles 58 vor dem Einsatzblech HH radial nach innen, tritt durch öffnungen 60 im Einsatzblech HH in Axialrichtung durch, wird vom Verbrennung luftgebläserad 2o dann zwischen dem Einsatzblech '!4 und der schaufeltragenden Scheibe 62 des Verbrennungsluft-Gebläserades 2o radial nach außen gefördert und dann in einem Ringraum zwischen der Blechkappe 5o und den Einsatzblech H6 längs an diesem befestigter Luftleitbleche GH wieder schräg nach innen zur Ringdüse 5'i geleitet.

In die Vorkammer 32 ist eine Zündkerzeneinrichtung 66 eingesetzt, mittels derer das Verbrennungsluft-Brennstoffgemisch in der Verbrennungskammer 30 gezündet wird.

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An dem"Einsatzblech HS ist noch ein weiterer Elecheinsatz 68 angeschweißt, der sich zunächst läncs des Innenmantels des Druckgußstücks 28 erstreckt und dann auf der der Blechkäppe 5o abgewandten Seite der Brennkammer 3o trichterförmig eingezeogen ist. Der Blechoinsatz 60, das Blechteil JJ6 und die Stirnseite 52 der Blechkappe 5o bilden dabei eine die Brennkammer einschließende vjärmefeste Umgrenzung.

An der trichterförmigen Einschnürung 7o ist ein ebenfalls aus hitzefestem blech gefertigtes Flammrohr 72 aufgeschoben und angeschweißt, welches mehrere sich in Längsrichtung parallel erstreckenden Reihen von Durchbrechungen °]k besitzt3 die in parallelen Reihen gegeneinander auf Lücke versetzt angeordnet sind. Dieses Flammrohr 72 ragt in eine zylindrische Kernbereiehsaussparung 7^ des Druckgußstücks 28 hineins die von den inneren indirekten Heizflächen 38 des Wärmetauschers 36 freigelassen wird. Das Flammrohr 72 hält dabei radialen Abstand gegenüber den indirekten Heizflächen 38. Dadurch können die Abgase sowohl zunächst axial durch das Flammrohr hindurchtreten und dann längs dessen Umfang unter Bestreichung der inneren indirekten Heizflächen 38 des Wärmetauschers ?;6 zun Abgasstutzen h2 gelangen als auch zur Vermeidung von Resonanzerscheinungen den VJeg zun Abgasstutzen h2 unter Hindurchtritt durch die Durchbrechungen J¹I abkürzen. Man erkennt, daß die sich jeweils axial erstreckenden indirekten Heizflächen 38 und ^o sich über verschiedene Längen

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erstrecken. Die inneren indirekten Heizflächen 3<3 setzen erst hinter der Abgasstutzen ^i2 an und erstrecken sich von dort aus über die canze Länge der Aussparung 7G (gegenüber den Abgasstutzen haben die indirekten inneren Ilei Kf lachen 38 jedoch eine etwas v/eitere Erstreckunr. in Richtung '/Air Brennkammer 3o bis über die halbe Breite des Abgasstutzens '12 hinaus), während die äußeren indirekten Heizflächen ^o des Wannetauschers 36 bereits hinter der Vorkfmner 3? bzw. dieser gegenüber¹ bereits längs der Brennkammer 3o einsetzen und sich noch etwa um die Hälfte des der Brennkammer 3o fernen abgerundeten Endes des Druckgußstücks 28 herumziehen. Eine vorzugsweise Gestalt der indirekten Heizflächen ergibt sich aus den Pip. 2 und Danach v/erden die äußeren indirekten Heizflächen -¹Io von über den Umfang des Wärmetauschers 36 äqaidistant verteilten Ii^!in/-G2'ippen f,l^Gi^cnGr> radialer Hohe gebildet, während u.a. au:; forntoehnischen Gründen die inneren indirekten Heizflächen 3^ "war auch von über den Ur.fanß des V.'ärmetauscliorr; 3ß äquidistant verteilten Langsrippen gebildet sind ₅ die jedoch abviechselnd verschiedene radiale Höhe etv/a Jr. Verhältnis 1 : 2 haben. VJi e aus Pin. 1 ferner ersichtlich ist, tritt der Abp;asstutzen ^2 durch die äuPeren indirekten Heizflächen ^J!o hindurch. Man erkennt ferner, daß der Aufbau des I>izgeräts Io bis ruf dessen seitliche Ansätze rotationnr.ymrotrisch ausgebildet ist.

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- Io -

Auf den Körper des Druckgußstücks 28 ist ein uirhüllender, ebenfalls rotationssynmetriBoher Mantel" Po aus Kunststoff aufgespannt, der es ermöglicht, daß die von den Frischluftgebläse ^lio durch einen axialen Ansaugstutzen am üanfcel im wesentlichen irr* ganzen Umfang des Druckgußstücks 28 und damit auch die zwischen den Lnrif-srippen der äußeren indirekten Heizflächen *io des Wärmetauschers 36 abgeteilten Längskanäle beaufschlagt und schließlich am anderen axialen Ende durch einen Heizstutsen Sh wieder austritt. Die beiden Stutzen 82 und Bk sind dabei an Kleich ausgebildeten AbschluP>kalotten Gn ausf.ebildet, die zusarimen mit zwei Mantelhalbschalen BB und Qo den Mantel 8o bilden. Die Zentrierung des Mantels erfolct durch dessen Aufsetsunc auf die ihn durchdringenden seitlichen Ansätze der Vorkammer "32 und des Abgasstutzens h?. des Druckgußstficks 28₅ so daß nur noch eine Verbindung der vier den Mantel bildenden Bauelemente ■%, 88 und 9ö an den Stellen 92 bsv/. 9^_s beispiols'veise .jev/eils mittels drei Schrauben₅ vorgenoniRien zu werden braucht« Selbstverständlich sieht man noch geeignete Abclichtuncsnaßnahron vor. Außerdem träp;t die eine Halbßchäle 88 des Mantels einen nicht dargestellten elektrischen Anschlußteil Für den Elektromotor .1.2.

Das Druckgußstüek 2 8 bedarf nur noch veri!r^;ltnisn;^;tßif; geringer NachbearboiturtPjj z.D.. zur Anbrinrunr;" von v/inden f''ir die Sehraubbolsen ?A in Plansch ?.(>.■

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Die mit dem Ealteteil 22 mittelbar und unmittelbar verbundenen Teile lassen sich in der Darstellung der Fig. 1 einfach gemeinsam von links in das Druckguß-Stück 28 einschieben, und dann braucht nur noch der Mantel 8o aufgespannt zu werden. Zweekmäßigerweise kann man zur Erleichterung der Zentrierung des Mantels 8o auf dem Druckgußstück 28 dessen seitliche Ansätze etwas konisch gestalten.

Das beschriebene Heizgerät Io läßt sich in einfacher Weise, z.B. mit Gummibändern und Faßlagern an jeder mobilen Einheit lösbar befestigen und ist sowohl in horizontaler₂ senkrechter als auch beliebiger Schräp;-lage als autarkes Heizgerät voll betriebsfähig. Außer Kabeln und Überhitzungsschalter¹ kann das Heizgerät Io außen glatt ausgebildet werden» Es läßt sich für den Elektromotor 12 ein Kurzbaumotor, verwenden. Zur Zündung wird eine Glühzündung in konventioneller Weise eingesetzt ;._©s kann jedoch auch eine Funkenzündung vorgesehen werden„

- Ansprüche -

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Claims

P a t e η t a η ß ρ r ü c h e

l.\ Heizgerät für mobile Einheiten, wie Kraftfahrzeuge, Schiffe oder Zelte, zur Erzeugung ^von Warmluft mit eigener Brennstoffheiaquelle, das ein Frischluft- und edn Verbrennung? luftgebläse, eine mit Vorkammer versehene Brennkammer, an deren mit einer Zündeinrichtung versehenen Vorkammer ein Brennstoffzuleitungsstutzen vorgesehen ist, Führungskanal^ sowohl für die Verbrennungsluft als auch für die aufzuheizende Frischluft, einen Wärmetauscher mit inneren und äußeren indirekten Heizflächen, von denen die einen von den Abgasen und die anderen von der Frischluft beaufschlagt sind, und einen Abgasabführungsstutzen aufweist, dadurch g e k e η η -zeichnet , daß die Brennkammer (3o) mitsamt Vorkammer (32), der Wärmetauscher (36) mitsamt seinen beidseitigen indirekten Heizflächen (38,^0) und auch der Abgasabführungsstutzen (^2) aus einem einzigen Druckguß- bzw/ Spritzgußstück (28) bestehen.
2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch noch der Brennstoffsuleitungsstutzen (3^) der Vorkammer (32) von dem einzigen Druckgußstück (28) gebildet ist.
3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den höher temperaturbelasteten Stellen des Druck-

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gußstücks (28) w arme feste Einlagen (68,46 .52;72) angeordnet sind.
4. Heizgerät nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die wärmefesten Einlagen in das Druckgußstück bei der Herstellung mit eingegossen sind.
5- Heizgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmefesten Einlagen (68_s46,57I72) von hochhitzefesten Blechen gebildet sind.
6. Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle für die aufzuheizende Frischluft zwischen der Außenfläche des Druckgußstücks (28) und der Innenfläche eines auf das Druckgußstück aufgesetzten gesonderten Mantels (8o) ausgebildet sind, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
7. Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (8o) aus zwei Halbschalen (88,9o) und zwei Endkappen (86) zusammengesetzt ist.
8. Heizgerät nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endkappen (86) gleich ausgebildet sind.

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9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (32) .seitlich an die Brennkammer (3o) anschließt.
10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9j dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstutzen (42) seitlich aus dem Druckgußstück (28) herauaragt.
11. Heizgerät nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (36)'in axialer Verlängerung der
Brennkammer (3o) angeordnet ist₃ die inneren indirekten Heizflächen (38) axial hinter dem seitlichen Abgasstutzen (42) angeordnet sind und der seitliche Abgasstutzen die in Richtung zur Brennkammer verlängerten äußeren indirekten Heizflächen durchbricht.

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