DE2224711A1

DE2224711A1 - Heizeinrichtung vorzugsweise fuer kraftfahrzeuge mit wassergekuehltem verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2224711A1
Application number: DE2224711A
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: 1972-05-20
Filing date: 1972-05-20
Publication date: 1973-11-29
Also published as: FR2185974A5; US3861590A; JPS4942027A; CS163298B2; JPS5210576B2

Description

J. Eberspächer 73 Esslingen/N., den 17. Mai 1972

Eberspächerstr. 24-

Heizeinrichtung vorzugsweise für Kraftfahrzeuge mit wassergekühltem Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung vorzugsweise für Kraftfahrzeuge mit wassergekühltem Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Heizluftgebläse, einem Heizgas/Luft-Wärmetauscher, einem Wasser/Luft-Wärmetauscher sowie einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen zusätzlichen Brenner und Mitteln zur Führung der Heizluft und der Verbrennungsluft.

Es sind Heizeinrichtungen bekannt, die als sogenannte Standheizungen eine Zusatzausrüstung von Kraftfahrzeugen oder Schiffen darstellen. Diese Standheizungen werden auch vorzugsweise für Fahrzeuge mit luftgekühltem Verbrennungsmotor verwendet, finden jedoch immer stärkere Anwendung bei Fahrzeugen mit wassergekühltem Verbrennungsmotor. Sie bestehen aus einer gesonderten motorunabhängigen Heizung mit gesonderten Heizluftverteilungssystemen. Zwar wurde auch schon versucht, mittels der gesondert erzeugten Wärme den Motor vorzuwärmen, jedoch sind die aufgezeigten Lösungen aufwendig, da die Wärmezuführung zur Heizluft über zwei Wärmetauscher, einem G-as/Wasser- und einem Wasser/Luft-Wärmetauscher erfolgen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Standheizteil ausgebildete Heizeinrichtung aufzuzeigen, mittels welcher die in einer motorunabhängigen Einrichtung erzeugte Wärme den Luftkanälen der fahrzeugeigenen Warmwasserheizung zugespeist wird, um dort die Heizluft aufzuheizen, so daß mit dieser Heizeinrichtung unter Verwendung der bei den Fahrzeugen bereits vorhandenen Teile diese Heizung sowohl als Standheizung, d.h. bei stillstehendem Verbrennungsmotor verwendet werden kann als auch zu der Vorwärmung des Motors,

Die Lösung der gestellten Aufgabe bildet eine Heizeinrichtung, bei der der Brenner am Eintritt und das Verbrennungsluftgebläse hinter dem Austrittes Heizgas/Luft-Wärmetauschers und zwischen dem Brenner und dem Heizgas/Luft-Wärmetauscher eine Einrichtung zur Zumisohung von Sekundärluft angeordnet und das Verbrennungs-

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luftgebläse als Sauggebläse ausgebildet ist. Als besonders zweckmäßig hat sich, erwiesen, daß der Heizgas/ Luft-Wärmetauscher mit dem Brenner als. eine ortsunabhängige ■ Einheit ausgebildet ist und daß Mittel zur lösbaren Anordnung .: dieser Einheit vor- oder hinter dem fahrzeugeigenen Wasser/ Luft-Wärmetauscher vorgesehen sind. Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterführung wird mit einfachen Mitteln erreicht, daß der als Standheizteil bezeichnete Heizungsteil mit einfachen Mitteln auch nachträglich eingebaut werden kann. Die Erfindung sieht demnach vor, einen Standheizteil mit einem Gas/Luft-Wärmetauscher und einer Heizgasaufbereitungseinrichtung in den Heizluftkreislauf der Warmwasserheizung einzubauen. Dabei werden in einem Brenner heiße Gase erzeugt und durch einen. Wärmetauscher, der vor oder hinter dem Wasser/Luft-Wärmetauscher der serienmäßigen Warmwasserheizung des !Fahrzeuges angeordnet ist, geleitet. Das aus dem Brenner austretende Heizgas wird dadurch auf eine Temperatur von ca. 3OO°-4OO° gebracht, daß dem aus einer Brennkammer austretenden Verbrennungsgas Sekundärluft z.B. im Verhältnis 1:3 bis 1:4 durch eine Zuluft-Zuführungs-Einrichtung zwischen dem Brenner und dem Heizgas/ Luft-Wärmetauscher zugemischt wird. Als Zuführungseinrichtung hat sich als besonders günstig eine Injektoreinrichtung erwiesen. Dadurch wird die Verbrennungstemperatur, die beim Verlassen der Brennkammer ca. 1500° beträgt hinter dem Austritt entsprechend herabgesetzt, so daß im Frischluftheizsystem der Warmwasserheizung keine übermäßig hohen Temperaturen auftreten.

Der Brenner besteht aus einer bekannten Brennkammer, die durch einen zweiten Mantel umhüllt ist, durch welchen zusätzliche Luft gefördert und den Verbrennungsgasen in Höhe der Flammendüse zugeführt wird. Dadurch, daß das Verbrennungssystem über die Zuführung der Sekundärluft mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht, treten außerdem keine Resonanzerscheinungen auf, so daß es möglich ist, die Heizgase durch relativ dünne undjlange Rohrleitungen zu führen.

Die Steuerung dieses Brenners und die Zuführung des Brennstoffes erfolgt in bekannter Weise wie bei den bekannten Heizgeräten. Zur Förderung der aufzuheizenden Frischluft wird bei der er-

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findungsgemäßen Anordnung das in den Warmwasserserienheizungen schon vorhandene Frischluftgebläse verwendet. Bei Torschaltung des Gas/Luft-Wärmetauschers vor den Wasser/Luft-Wärmet au scher besteht weiterhin die Möglichkeit der Vorwärmung des Wasserkreislaufes. Dabei wird dem Wasser im Wasser/Luft-Wärmetauscher durch die erwärmte Heizluft Warane zugeführt und zwar ca. 2O-3O?£ der Heizleistung entsprechend. Für den Umlauf des warmen Wassers durch den Verbrennungsmotor ist in diesem Fall eine zusätzliche elektrische Wasserpumpe vorgesehen.

Einzelheiten und Weiterführungen der Erfindung sind an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben. Es zeigt: ·

Fig. 1 die erfindungsgemäße Heizeinrichtung, eingebaut in eine vorhandene Warmwasserheizung

Fig. 2 den Brenner

Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist in Fig. 1 dargestellt und besteht aus einem Gehäuse 1 das den zu dem Verbrennungsmotor 2 des Fahrzeuges gehörenden Wasser/Luft-¥ärmetauscher 3 mindestens teilweise einschließt, sowie aus dem Brenner 4 und dem als Sauggebläse ausgebildeten Verbrennungsluftgebläse 5· In dem Gehäuse 1 ist - in dem dargestellten Beispiel in Luftströmungsrichtung gesehen - vor dem Wasser/Luft-Wärmetauscher 3 der zu dem Brenner 4 gehörende Heizgas/Luft-Wärmetauscher .6 angeordnet. Die durch die Lufteintrittsöffnung 7 in das Gehäuse 1 eintütende Frischluft wird durch das von dem Elektromotor 9 angetriebene Heizluftgebläse 8 angesaugt und über die Luftaustrittsöffnungen 10 dem Fahrzeuginneren zugeführt.

Bei einem Fahrzeug, das durch einen wassergekühlten Verbrennungsmotor 2 angetrieben wird, besteht der Kühlkreislauf aus dem Heizluftgebläse 8, dem Wasser/Luft-Wärmetauscher 3 sowie Verbindungsleitungen für die Wasserführung zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Wärmetauscher 3. Dabei wird das zur Kühlung des Motors 2 dienende Wasser über ein Leitungsstück 11, der elektrisch angetriebenen Wasserpumpe 12, dem Abschaltventil . 13 und dem Leitungsstück 14 dem Wärmelauscher 3 zugeführt und

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gelangt über die Rückflußleitung 15 nach Abgabe der Wärme an das Wärmetauschermedium "Luft" wieder zu dem Motor 2. Dieser bekannte Kühlkreislauf kann zur Beheizung des Fahrzeuges natürlich erst eingesetzt werden, wenn der Verbrennungsmotor läuft und das Kühlwasser eine vorgegebene Temperatur, z. B. 80° erreicht hat, so daß das heiße Kühlwasser dem Wärmetauscher 3 zugeführt wird. Dann wird über das Gebläse 8 Heizluft zugeführt und über die Stutzen 10 ins Fahrzeug geleitet.

Erfindungsgemäß wird nun zwischen dem Heizluftgebläse 8 und dem vorhandenen Wasser/Luft-Wärmetauscher 3 ein weiterer Heizgas/Luft-Wärmetauscher 6 lösbar angeordnet. Am Eintritt dieses Heizgas/Luft-Wärmetauschers 6 ist ein Brenner 4 angeordnet, in dem das Heizgas für den Wärmetauscher 6 aufgeheizt wird. Da das erzeugte Heizgas die Brennkammer mit einer Temperatur von oG

ca. 1200-1600 verläßt, wird erfindungsgemäß durch die Einrichtung 16 Sekundärluft dem Heizgas in dem Maße zugeführt, daß die Temperatur beim Eintritt, in den Wärmetauscher 6 etwa 300-400° C beträgt. Hinter dem Wärmetauscher 6 ist erfindungsgemäß ein als Sauggebläse ausgebildetes Verbrennungsluftgebläse 5 angeordnet. Damit wird erreicht, daß die Verbimnungsluft für den Brenner 4 durch den Brenner 4 und den Wärme&uscher 6 gesaugt wird. Diese Maßnahme trägt wesentlich zur Erhöhung der Sicherheit bei, da nun z.B. durch ein Leck in dem Wärmetauscher 6 niemals Abgas (Heizgas) des Brenners 4 sich mit der Heizluft mischen und in das Fahrzeug-innere gelangen kann. Andererseits können durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen aufwendige Sicherheitseinrichtungen, wie bei den bekannten Anordnungen, eingespart werden.

In Fig. 2 ist der Brenner 4 abgebildet. Dieser Brenner 4 besteht aus der bekannten Brennkammer 21, die konzentrisch in dem Gehäuse 19 angeordnet und über Stege 27 gehalten ist. Die Brennstoffzuführung erfolgt über den Stutzen 25 in den Glühkerzenstutzen 24. In die Brennkammer 21 ragt ein zylinderförmiger Topf 28 an dem Leitschaufeln 22 zur Führung der durch den Verbrennungsluft zu führstutz en 23 zugeführte Verbrennungsluft in die Brennkammer 21. Zwischen dem Gehäuse 19 und, der Bisinkammer 21 be-

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steht ein. Ringraum 26, durch den die über die Eintrittsöffnung 20 angesaugte Sekundärluft geführt wird. Am Ende des Brenners wird durch ein?injektorartige Düse 16 den Verbrennungsgasen des Brenners 21 vorgewärmte Frischluft zugeführt, um so die Temperatur der Verbrennungsgase auf ein gewünschtes Maß herabzusetzen. Der Stutzen 18 des Gehäuses 19 dient dem Anschluß an den Wärmetauscher 6 in Fig. 1

Durch die dargestellte konstruktive Ausgestaltung, insbsmdere durch die insgesamt zur Atmosphäre offenen Bauweise des Brenners 4 treten in den Rohrleitungen nach Fig. 1 mit ihren relativ kleinen Querschnitten keine'Resonanzerscheinungen auf, so daß die erfindungsgemäße Heizeinrichtung sehr ruhig und sogar ohne zusätzliche schalldämpfende Mittel betrieben werden kann. Der Heizgas/luft-Wärmetauscher 6 der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung zweckmäßigerweise als Röhrenwärmetauscher aufgebaut. Wenn die Rohre dabei abgeplattet sind, so daß sie annähernd einem ellipsenförmigen Querschnitt aufweisen, ist für einen besonders guten Wärmeübergang gesorgt*.

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Claims

J. Eberspächer 73 Esslingen/N., den 17. Mai 72 Eberspäeherstr. 24 Patentansprüche

1. ·' Heizeinrichtung vorzugsweise für Kraftfahrzeuge mit wassergekühltem Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Heizluftgebläse, einem Heizgas/Luft-Wärmetauscher, einem Wasser/ Luft-Wärmetauscher sowie einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen zusätzlichen Brenner und Mittel zur Führung der Heizluft und der Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (4) ata Eintritt und das Verbrennungsluftgebläse (5) hinter dem Austritt des Heizgas/Luft-Wärmetauschers (6) und zwischen dem Brenner (4) und dem Heizgas/ Luft-Wärmetauschers (6) eine Einrichtung (16) zur Zumischung von Sekundärluft angeordnet und das Verbrennungsluftgebläse als Sauggebläse ausgebildet ist.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizgas/Luft-Wärmetauscher (6) mit dem Brenner (4) als eine ortsunabhängige Einheit ausgebildet und daß Mittel zur lesbaren Anordnung dieser Einheit vor oder hinter dem fahrzeugeigenen Wasser/Luft-Wärmetauscher (3) vorgesehen sind.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zumischung von Sekundärluft als Injektoreinrichtung (16) ausgebildet ist.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizgas/Luft-Wärmetauscher (6)-als Röhrenwärmetauscher mit abgeplatteten Rohren ausgebildet ist.

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