DE3136804A1 - Mit stroemendem brennstoff beschickter medienerhitzer - Google Patents

Description

WEBASTO-WERK
W. Baier GmbH & Co.
8035 Stockdorf

Mit strömendem Brennstoff beschickter Medienerhitzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit strömendem Brennstoff beschickten Medienerhitzer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Medienerhitzer, deren Medium insbesondere Luft oder Wasser sein kann, werden häufig als Kleinheizgeräte beispielsweise für Fahrzeuge verwendet. Die Flammen-Abgase laufen hierbei von der Brennkammer im Flammengas-Abströmkanal im wesentlichen im Gegenstrom zum zu erwärmenden Medium, auf das hierbei ein Großteil der Wärme übertragen wird. Schwierigkeiten bereiten indessen die Verbindungen der verschiedenen Räume, also der Brennkammer und der Kanäle, miteinander, da die Interessen einerseits eines einfachen Zusammenbaus und andererseits hochbelastbarer Verbindungen, die auch beim thermischen Arbeiten des Erhitzers absolut rissefrei und dicht bleiben, einander widerstreiten.

Es ist ein Medienerhitzer bekannt (DE-PS 898 855), bei dem von der Brennkammer bzw. deren Verlängerung zu dem sie in Abstand umgebenden zylinderringförmigen Flammengas-Abströmkanal vier gleichmäßig um den Umfang verteilte, in ihrem Querschnitt längliche Überströmkanäle verlaufen, durch die die Abgase vom einen in den nächsten Raum treten. Solche Überströmkanäle stellen eine Schwachstelle der Konstruktion dar, da sie aufwendig zu fertigen sind und aufgrund ihrer geringen Außenfläche nur wenig zur Wärmeübertragung beitragen. Gegebenenfalls können

sich auch Schwierigkeiten durch ungleichmäßige Wärmeverteilung ergeben.

Es ist auch bekannt (DE-PS 1 168 933), daß die Flammen-Abgase von der Brennkammer bzw. deren Verlängerung zu dem sie ringförmig umgebenden Flammengas-Abströmkanal einfach stirnseitig umgelenkt werden und der dazwischenliegende ringförmige Medienkanal seinerseits über in ihrem Querschnitt längliche Kanäle mit einem äußeren zweiten Medienkanal verbunden ist, wobei eine Strömungsführung des Mediums dafür sorgt, daß dieses tatsächlich durch den ersten, inneren Medienkanal hindurchgedrückt wird. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung sind noch spezielle Wärmeübergangsrippen vorhanden, die von der äußeren Rohrwand des ersten Medienkanals in den Flammengas-Abströmkanal ragen. Auch bei dieser Konstruktion ergeben sich sowohl hinsichtlich der Verbindungskanäle zwischen den Medienkanälen als auch hinsichtlich der Rippen erhebliche, insbesondere fertigungstechnische Probleme.

Es sind auch Medienerhitzer bekannt (FR-PS 531 790), bei denen die Flammen-Abgase im wesentlichen ohne Axialkomponente entlang Radialebenen labyrinthartig durch mit Wasser gefüllte Ringraumkanäle auswärts strömen, wobei ein exzentrisch angeordnetes geschlitztes Rohr als eine Art Luft leitblech wirkt und die Ringräume durch radiale Rohrstücke miteinander verbunden sind.

Es ist auch ein Medienerhitzer bekannt (US-PS 2 470 860), bei dem die Flammen-Abgase von der Brennkammer spiralig nach außen gehen und die spiraligen Leitwände axial durchflossene, doppclwandige Kanäle fur die zu wärmende Luft sind.

Schließlich ist auch ein Medienerhitzer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekannt (DE-AS 1 240 640), dessen Brennkammer exzentrisch relativ zürn Flammengas-Abströmkanal so

angeordnet ist, daß der Abstand dieser Rohre im Bereich des verbindenden Schlitzkanals größer ist als in dem bezüglich der Gerätelängsachse diametralen Bereich. Zur Bildung des Schlitzkanals sind die miteinander dort zu verbindenden Rohrwände jeweils mit einer Aufbördelung versehen und die aufgebördelten Ränder sind ineinandergesteckt und miteinander verschweißt. Der hierdurch entstandene, axial sehr langgestreckte Schlitzkanal ist verhältnismäßig schwierig herstellbar und erfordert ein sehr präzises Arbeiten, damit dies beiderseitigen Auf bb'rdelungen beim Zusammenstecken dicht verschweißbar aneinanderliegen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Medienerhitzer aus relativ einfach geformten Blechteilen un~ ter Vermeidung von rohrartigen Verbindungskanälen zwischen den verschiedenen Räumen herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Durch die Verbindung zwischen benachbarten Kanälen im Überschneidungsbereich zwischen sich nur knapp überschneidenden, nahezu tangierenden Rohrquerschnitten können einfache Rohrteile, insbesondere Zylinderrohre, jedoch im Bedarfsfall auch z.B. Rohre mit elliptischem Querschnitt oder konische Rohre, verwendet werden, die an den Berührungsteilen über die notwendige Länge geschlitzt und miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt sind. Es kommen also keine komplizierten Durchzüge zur Verwendung, die Vorab-Schlitzung der Rohre im erforderlichen Maß ist leicht darstellbar und die Verbindungsbereiche sind hinsichtlich durch theremische Ausdehnungen bewirkter Spannungen im Material verhältnismäßig leicht zu beherrschen.

Während hierbei Zylinderrohre vom Ausgangsmaterial und der Bearbeitung her am einfachsten sind, lassen sich durch konische Rohre oder Rohrteile, aber auch durch Schräglage von Zylinder-

rohren die Schlitzkanäle so legen, daß eine gewisse Durchflußsteuerung erzielt wird und somit erreicht wird, daß jedes Mengenelement einerseits der Flammen-Abgase und andererseits des zu erwärmenden Mediums möglichst den gesamten Wärmeübertragungsweg entlangläuft.

Hierbei ist es sowohl möglich, daß die Flammen-Abgase durch den Schlitzkanal treten, als auch, daß die Flammen-Abgase stirnseitig von einem Raum zum nächsten übergehen und das Medium durch den Schlitzkanal tritt.

Gemäß einer einfachsten Ausführung ist die zentrale Brennkammer von einem im Querschnitt sichelförmigen, am Flammengas-Schlitzkanal unterbrochenen Medienkanal umgeben, der von einem einzigen, zur Brennkammer exzentrischen, zylinderringförmigen Flammengas-Abströmkanal umgeben ist, welcher in einem Abgasstutzen endet und seinerseits wiederum von einem Medienkanal umgeben ist, durch den der Abgasstutzen hindurchtritt. Letzerer kann ebenfalls ein Schlitzkanal sein. Gemäß einer höheren Hierarchie ist auch dieser zweite Medienkanal sichelförmig und von einem zweiten zylinderringförmigen Flammengas-Abströmkanal umgeben, der konzentrisch zur Brennkammer liegt und mit dem ersten Flammengas-Abströmkanal über einen Schlitzkanal kommuniziert, indem diese beiden Flammengas-Abströmkanäle ebenfalls einander geringfügig überschneidende, nahezu nur von innen her tangierende Zylinder sind. Der zweite, äußere Flammengas-Abströmkanal führt dann zur Abgasöffnung und ist wiederum von einem Medienkanal umgeben. Der erste Flammengas-Abströmkanal nimmt in diesem Fall praktisch die Stellung der radialen Durchzüge zwischen der Brennkammer und dem Flammengas-Abströmkanal nach dem Stand der Technik ein, jedoch als Ringraum, der beiderseits, nämlich mit der Brennkammer entlang einer Innen-Tangierlinie und mit dem zweiten Flammengas-Abströmkanal entlang einer Außen-Tangierlinie, durch Schweißen verbunden ist. Er führt darüberhinaus auch zu einer erheblichen Vergrößerung der Wärmeaustausch-

fläche, so daß komplizierte Rippen und dergleichen nicht erforderlich sind. Die Medienkanäle kommunizieren hierbei stirnseitig von den Flammengaskanälen. Sinngemäß können diese Rollen auch vertauscht sein.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fign. 1 und 2 jeweils einen schematischen Querschnitt und einen schematischen Längsschnitt durch einen Medienerhitzer gemäß einer jeweiligen Ausführυngsform;

Fign. 3 bis 6 scherrtatische Längsschnitte durch

weitere Ausführungsformen;

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt und

einen schematischen Längsschnitt durch eine weiter abgewandelte Ausführungsform.

Die Längsschnitte gemäß den Fign. 4 bis 6 und sämtliche Querschnitte vernachlässigen die Wandstärke, die somit nur als Strich erscheint. Im Hintergrund sichtbare Ränder von durchschnittenen Schlitzkanälen oder Öffnungen sind hierbei zur Vermeidung von Fehlinterpretationen gestrichelt eingezeichnet.

Gemäß Fig. 1 weist ein Medienerhitzer, mit dessen Hilfe ein Gasstrom zu erwärmen ist, einen schematisch dargestellten Brenner 1 auf, der den strömenden Brennstoff wie Öl oder brennbares Gas und die erforderliche Verbrennungsluft in eine Brennkammer 2 befördert und dort zündet. Der zu erwär-

- ίο -

mende Gasstrom tritt an einem Medieneingang 3 in den Medienerhitzer ein und aus einem Medienausgang 4 in erwärmtem Zustand wieder aus. Im Wärmeaustauschbereich des Medienerhitzers durchströmt das Gas einen Medienkanal 5, der die Brennkammer 2 weitgehend, jedoch nicht vollständig umgibt. Die Brennkammer 2 kommuniziert nämlich über einen Schlitzkanal 6 mit einem Flammengas-Abströmkanal 7, der den Medienkanal 5 umgibt und seinerseits über eine Abgasöffnung 8 entladen wird.

Die Brennkammer 2 ist entlang ihrer Außenfläche von einer zylindrischen Rohrwand 9 begrenzt, die nur im Bereich des Schlitzkanals 6 streifenförmig unterbrochen ist. Der Schlitzkanal 6 erstreckt sich über die gesamte Länge der Brennkammer 2. Auf
Wunsch kann er sich jedoch auch nur über eine Teillänge erstrecken, indem der Schlitzstreifen entsprechend kürzer gefaßt ist und in der Verlängerung des Schlitzkanals 6 beim fertigen Gerät die Rohrwand etwas zusammengedrückt ist.

Den Medienkanal 5 begrenzt an seiner Innenseite die Rohrwand 9 und an seiner Außenseite eine Rohrwand 10, die exzentrisch zur Rohrwand 9 angeordnet ist, den durch diese gebildeten Zylinder jedoch im Bereich des Schlitzkanals 6 etwa tangiert. In diesem Bereich weist die Rohrwand 10 ebenfalls einen streifenförmigen Schlitz auf, der die gleiche Größe hat wie derjenige der Rohrwand 9. Entlang den Rändern dieser Schlitze sind die Rohrwände 9 und 10 miteinander verschweißt. Bei diesen Rohrwänden 9
und 10 handelt es sich um verhältnismäßig einfache Blechteile, und deren Verschweißung entlang den Schlitzrändern stellt keinen wesentlichen Aufwand dar. Bei gegebenenfalls ungleichmäßiger Erhitzung sind die Rohrwände entlang der Länge der Brennkammer ausreichend frei zu individuellen Dehnungsbewegungen, ohne daß an den Schweißstellen hierdurch besondere Materialbeanspruchungen auftreten.

Im Betrieb brennt in der Brennkammer 2 die Flamme, die, von einer Düse am Brenner I ausgehend, entlang der Längsachse der Brennkammer in Richtung auf den tviedienausgang 4, von dem die Brennkammer jedoch durch eine Stirnwand getrennt ist, gerichtet ist. Die Flammengase treten durch den Schlitzkanal 6 hindurch, und zwar aufgrund der Flammenströmungsrichtung insbesondere in demjenigen Axialbereich des Schlitzkanals 6, der näher beim Medienausgang 4 liegt. Weiterhin verteilen sich die Flammengase entlang dem Flarnmengas-Abstrb'mkanal 7, Sie treten durch die Abgasöffnung 8 aus dem Medienerhitzer aus, wobei sie beispielsweise zu einem Auspuff oder einem Kamin weitergeleitet werden.

Bei der beschriebener? Ausführungsform ist der Medienerhitzer außen durch einen sylinderrohrförmigen Mantel 11 abgeschlossen, der zugleich die Außenwand eines äußeren Medienkanals 18 bildet, der bei dieser Konstruktion konzentrisch zur Brennkammer 2 den Flammengas-Abströmkanal 7 zylinderringförmig umgibt, so daß das ihn durchströmende Medium noch Wärme über die äußere Rohrwand 10 des Flammengas-Abströmkanals 7 aufnehmen kann· In der Zeichnung ist die Achse des Medienerhitzers und der Brennkammer-Rohrwand 9 mit 12 und die Achse der Rohrwand 10 mit 13 bezeichnet.

Das zu erhitzende Medium, insbesondere Luft, strömt durch den Medieneingarig 3, weiterhin in Axialrichtung durch die Medienkanäle 5 und 18, wo es die Austauschwärme von den Flammengasen übernimmt, und dann in erwärmtem Zustand durch den Medienausgang 4 wieder ab, wie durch Pfeile 14 angedeutet ist.

Bei dem Medienerhitzer gemäß Fig. 2 verzweigt sich der Medienstrom in drei parallel durchströmte Medienkanäle 5, 15 und 18, die sich am Medienausgang 4 wieder vereinigen. Durch passende Querschnittsbemessungen oder Strömungshindernisse

wird hierbei bewirkt, daß sich der Medienstrom entsprechend den jeweiligen Wärmeaustauschkapazitäten auf die drei Kanäle verteilt. An den die Flammengase von der Brennkammer 2 aufnehmenden Flammengas-Abströmkanal 7 schließt sich über einen dem Schlitzkanal 6 gleichenden und diesem diametral gegenüberliegenden Schlitzkanal 16 ein zweiter, äußerer Flammengas-Abströmkanal 17 an, der erst seinerseits zur Abgasöffnung 8 führt. Der erste Flammengas-Abführkanal 7 stellt also den Verbindungskanal zwischen der Brennkammer 2 und dem zweiten Flammengas-Abströmkanal 17 dar. Auch diese Konstruktion kann leicht durch Schweißen aus zylindrischen Rohrteilen hergestellt werden und weist den zusätzlichen erheblichen Vorteil auf, daß die Wärmeaustauschfläche sehr stark vergrößert ist. Mechanische Halterungen, z.B. in Form beiderseitiger stirnseitiger Sterne, sind nicht eingezeichnet. Diese zueinander exzentrischen Flammengas-Abströmkanäle 7 und 17 sowie der Medienkanal 18 sind in Fig. 2 mit konstanter Ringstärke, also mit konstanter Durchströmungsweite um den Umfang dargestellt, was jedoch nicht notwendig ist. Zur Raumeinteilung oder zur Strömungssteuerung können die Achsen der Innenrohrwand und der Außenrohrwand solcher Räume auch gegeneinander versetzt sein.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform, bei der der Querschnitt nach Fig. 2 unverändert bleibt, der in Fig. 3 dargestellte Längsschnitt jedoch abgewandelt ist. Hierbei werden die drei Medienkanäle 5, 15, 18 in Reihe durchströmt, wie durch Pfeile 20 angedeutet ist. Das Medium strömt vom Medieneingang 3 zunächst in den äußeren, zylinderförmigen Medienkanal 18 und wird an dessen ausgangsseitiger Stirnseite umgelenkt. Das Medium durchfließt dann in umgekehrter Richtung den im Querschnitt sichelförmigen Medienkanal 15 und wird brennerseitig von diesem wiederum in den sichelförmigen Medienkanal 5 umgeleitet, von dem es weiter in den Medienausgang 4 tritt. Es handelt sich also um einen Gegenstrom-Wärmeaustauscher . Das kalte Medium trifft auf die

schon am meisten abgekühlten Flammengase und das bereits angewärmte Medium auf die Flammengase an der Flamme selbst. Auch für diese Konstruktion nach Fig. 3 ist kein großer Konstruktionsauf viand erforderlieh, da die beiderseitigen stirnseitigen Umlenkdeckel nur rotationssymmetrische Ringdeckel sein müssen, die ohne Schwierigkeiten an den Stirnseiten der diversen Räume anschweißbar sind.

Bei der Ausführungsform nach den Fign. 1 bis 3 wird die Abgasöffnung von einem Abgasstutzen 21 gebildet, der als radiale Rohrverbindung die innere Rohrwand 19 des äußeren Medienkanals 18 mit dem Mantel 11 und somit den Flammengas-Abströmkanal 7 bzw, 17 mit der Außenluft verbindet. Soll auch noch dieser Abgasstutzen vermieden werden, so kann durch exzentrische Anordnung des Mantels 11 relativ zum Flammengas-Abströmkanal 7 bzw, 17 auch hier ein Schlitzkanal vorgesehen sein. Sofern Wert darauf gelegt wird, daß sich die Abgasöffnung nicht über die gesamte axiale Länge des Flammengas-Abströmkanals 7 bzw. 17 erstreckt, sondern an einem Ende desselben befindet, so kann dies durch eine leichte Konizität oder eine leichte Schräglage der Rohrwände erreicht v/erden, wie es für verschiedene Kanäle in den Fign. 4 bis 6 gezeigt ist.

Fig, 4 zeigt Räume, als© Brennkammer und Kanäle, mit in einem Winkel zur Längsachse des Medienerhitzers angeordneten Rohrteilen. Der Winkel ist zur besseren Veranschaulichung etwas übertrieben dargestellt. Die Gasströmung entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 2. Durch die entgegengesetzte Neigung einerseits der Brennkammer 2 mit ihrer Rohrwand 9 und andererseits des Flammengas-Abströmkanals 17, der in diesem Fall eine innere Rohrwand 24 und eine äußere Rohrwand 25 aufweist, werden einerseits ein Schlitzkanal 26 zwischen der Brennkammer 2 und dem Abströmkanal 17 und andererseits ein Abgas-Schlitzkanal 28 durch den äußeren Mantel hindurch geschaffen, die sich jeweils nur über einen Teil

der axialen Länge der betreffenden Räume erstrecken und selbst eine sich seitlich erweiternde Öffnung darbieten. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß die Flammengase nicht etwa nur hinsichtlich der Erhitzerachse radiale, sondern auch axiale Strömungsbewegungen ausführen, indem die Schlitzkanäle sich jeweils nur an den Enden der Brennkammer bzw. der Kanäle befinden .

Gemäß Fig. 5 wird ein ähnlicher Effekt dadurch erreicht, daß die jeweiligen Rohrwände konische Rohrpartien eingeschweißt enthalten. Wie dargestellt, wird hier eine Brennkammer 30 verwendet, die aus drei Rohrwandstücken 31, 32 und 33 zusammengesetzt ist, von denen die Rohrwandstücke 31 und 32 zylindrisch mit unterschieldichem Durchmesser sind und das Rohrwandstück 33 ein sie verbindendes konisches Rohrwandstück ist. Der größere Durchmesser der Brennkammer befindet sich an dem vom Brenner 1 abgewandten Ende.

Von der Brennkammer 30 treten die Flammengase in einen Flammengas-Abströmkanal 34- über, der ebenfalls aus mehreren Rohrwandstücken zusammengesetzt ist, nämlich einem zylindrischen inneren Rohrwandstück 35, das die gesamte axiale Länge einnimmt, zwei äußeren zylindrischen Rohrwandstücken 36 und 37, von denen das Rohrwandstück 36 einen größeren Durchmesser aufweist, und einem äußeren konischen Rohrwandstück 38, das die Rohrwandstücke 37 und 36 miteinander verbindet. Beim Flammengas-Abströmkanal 34 befindet sich dessen Teil mit dem größeren Durchmesser auf derjenigen Seite, die näher beim Brenner 1 liegt.

Der Flammengas-Abströmkanal 34 liegt exzentrisch zur Brennkammer 30 und zum Mantel 11, so daß das zylindrische Rohrwandstück 35 das zylindrische Rohrwandstück 32 der Brennkammer unter Bildung eines axial begrenzten Schlitzkanals 39 knapp durchschneidet und das äußere zylindrische Rohrwandstück 36 den ebenfalls zylindrischen Mantel 11 unter Bildung

der Abgasöffnung 8 ebenfalls knapp durchschneidet, wobei der Schlitzkanal 39 und die Abgasöffnung 8 wiederum durch vorheriges Schlitzen und dann Verschweißen der Rohre an der Berührstelle hergestellt sind.

Fig. 6 zeigt eine wiederum abgewandelte Ausführung, bei der, verglichen mit der Ausführungsform nach Fig. 5, die gesamten äußeren Rohrwände konisch sind, also die Brennkammer konische Gestalt hat und der Flammengas-Abströmkanal einen Konusring darstellt, wobei die Enden unter Bildung von Schlitzkanälen ähnlich miteinander verschweißt sind wie bei der schrägen Anordnung der Zylinderrohre gemäß Fig. 4.

Fig. 7 zeigt im Längsschnitt einen Medienerhitzer, bei dem im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen die Flammengase in Reihe gemäß Pfeilen 41 über stirnseitige Deckel durch die Flammengas-Abströmkanäle, von denen bei dieser Figur nur einer dargestellt ist, geleitet werden, während das zu erwärmende Medium, insbesondere Wasser, die radialen Verbindungskanäle benötigt, die als Schlitzkanäle ausgebildet sind. Der Verlauf des zu erhitzenden Mediums ist durch Pfeile 42 symbolisiert.

Die von der Brennkammer 2 axial abströmenden Flammengase werden stirnseitig umgelenkt und über zwei im Querschnitt sichelförmige Flammengas-Abströmkanäle 43 und 44 in Richtung zu einer Abgasöffnung weitergeleitet. Der stirnseitigen Umlenkung dient ein aufgeschweißter Deckel 45. Das zu erhitzende Medium, insbesondere Wasser, wird andererseits axial in einen zylinderringförmigen Medienkanal 46 eingespeist, der entlang seiner Länge über einen Schlitzkanal 47 mit einem hierzu exzentrischen, ebenfalls zylinderringförmigen, den inneren Medienkanal 4ό tangierenden Zwischen-Medienkanal 48 kommuniziert, der wiederum über einen Schlitzkanal 4? mit einem wieder zur Brennkammer 2 und zum inneren Medienkanal 46 konzentrischen, zylinderringförmigen, den Medienkanal 48 tangierenden Medienkanal 50 kommuniziert, aus dem das Medium in erwärmtem Zustand wie-

-u-

der abgezogen wird. Die Schlitzkanäle 47 und 49 stellen jeweils die Unterbrechungsstellen der im Querschnitt sichelförmigen Flammengas-Abströmkanäle 43 und 44 dar.

Bei derAusführungsform nach Fig. 7 können die verschiedenen anhand der vorhergehenden Ausführungsbeispiele erläuterten Variationen ebenfalls eingeführt werden, beispielsweise können Strömungsrichtungen auch umgekehrt vorgesehen sein, kann eine Reihon-Durchströrnung der als parallel durchströmt beschriebenen Kanäle vorgesehen sein und können durch schräge oder konische Rohrwandungen zusätzliche Axialkomponenten der Strömung erzwungen werden.

Für sämtliche Ausführungsbeispiele ist zu beachten, daß auch einzelne Räume durch nicht-kreiszylindrische Rohrwandungen begrenzt sein können. Beispielsweise könnte es zur Flammenführung auch erwünscht sein, eine im Querschnitt elliptische Brennkammer zu verwenden. Auch könnte daran gedacht werden, den jeweils zwischen zwei konzentrischen Ringräumen liegenden Verbindungs-Ringraum als Ellipsenzylinder auszubilden, der entlang der kürzeren Achse am inneren kreiszylindrischen oder kreizzylinderringförmigen Raum unter Bildung von Schlitzkanälen anliegt und an seinem Extrempunkten am äußeren kreiszylinderringförmigen Raum anliegt. Durch eine solche Konstruktion ergeben sich allerdings Nachteile sowohl hinsichtlich der Gas- bzw. Medienführung, die dadurch auf kürzerem Weg zum Auslaß führt, als auch hinsichtlich der mechanischen Halterung der Rohrwandteile und hinsichtlich des einfachen Ausgangsmaterials. Es werden also kreiszylinderförmige Rohrwände bevorzugt.

Claims (15)

1. WEBASTO-WERK
   W= Baier GmbH & Co.
   8035 Stockdorf

   Patentansprüche

   Mit strömendem Brennstoff beschickter Medienerhitzer der Bauart, daß

   a) eine rohrförmige Brennkammer an einem axialen Ende eine oder mehrere Einlaßpforten für das Einlassen des Brennstoffs und von Verbrennungsluft zu deren Verbrennung mit Flammenerscheinung aufweist,

   b) die Brennkammer von einem vom zu erhitzenden Medium axial durchströmbaren, im Querschnitt ring- oder ringsektorförmigen Medienkanal umgeben ist,

   c) der Medienkanal von einem Flammengas-Abströmkanal umgeben ist, der einströmseitig mit der Brennkammer kommuniziert und abströmseitig mit einer Abgasöffnung kommuniziert,

   d) die Brennkammer, der Medienkanal und der Flammengas-Abströmkanal durch wärmeübertragende Rohrwände getrennt sind,

   e) die umeinanderliegenden Räume, nämlich Brennkammer und Kanäle, insgesamt außen von einem Mantel umgeben sind, und

   f) zwei miteinander kommunizierende Räume, radial zwischen denen ein hiervon getrennter Kanal liegt, über einen axialen Schlitzkanal, an dem der dazwischenliegende Kanal hinsichtlich seines Ringquerschnitts unterbrochen ist, zusammenhängen,

   dadurch gekennzeichnet, dad

   g) von den miteinander kommunizierenden Räumen (2, 7, 17; 30, 34; 46, 48, 50) gemöß Merkmal f) die ineinanderliegenden Umfangslinien, die von den Querschnitten

   der den inneren Raum außen und den äußeren Raum innen begrenzenden Rohrwände (9, 10) gebildet werden, sich mindestens über einen Teil von deren axialer Länge überschneiden und im kürzeren Bereich zwischen den beiden Schnittpunkten zur Bildung des axialen Schlitzkanals (6, 16, 26, 39, 47, 49) unterbrochen sind, und

   h) der Querschnitt des dazwischenliegenden Kanals (5, 15, 43, 44) Sichelform aufweist.
2. 2. Medienerhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei miteinander kommunizierende Räume (2, 7; 7, 17; 30, 34; 46, 48; 48, 50) zueinander exzentrisch liegen.
3. 3. Medienerhitzer nach' Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwände (9, 10) der radial benachbarten Räume entlang den von den Querschnitt-Schnittpunkten gebildeten Erzeugenden miteinander verschweißt sind.
4. 4. Medienerhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der bzw. Teile der Rohrwände (9, 10, 31, 32, 35, 36, 37), von der Unterbrechung durch den axialen Schlitzkanal (6, 39, 8) abgesehen, kreiszylinderförmig sind.
5. 5. Medienerhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammengas-Abströmkanal (7) ein Verbindungskanal zu einem äußeren zweiten Flammengas-Abströmkanal (17) ist, der einen äußeren zweiten Medienkanal (15) umgibt.
6. 6. Medienerhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Flammengas-Abströmkanal (7, 17) zu ihrer Kommunikation ebenfalls Röhrwände haben, die einander entlang Teilen ihres Umfangs überschneiden und im Bereich zwischen den Schnittlinien (bei 16) gn-

   terbrochdri sind.
7. 7. Medienerhitzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flammengas-Abströmkanal (17) konzentrisch zur Brennkammer (2) liegt und einerseits der axiale
   Schlitzkanal (6) zwischen der Brennkammer und dem ersten Flammengas-Abströmkanal (7) und andererseits der axiale Schlitzkanal (\6) zwischen dem ersten und dem zweiten
   Flammengas-Abströmkanal an zueinander diametral gegenüberliegenden Seiten des ersten Flammengas-Abströmkanals liegen.
8. 8. Medienerhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem jeweils radial am weitesten außen liegenden Flammengas-Abströmkanal (7 bzw. 17) und dem Mantel (11) ein weiterer Medienkanal
   (18) verläuft.
9. 9. Medienerhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Medienkanal (18) von einem Kommunikationskanal (21) zwischen dem jeweils radial am weitesten außen liegenden Abströmkanal (7 bzw. 17) und der Abgasöffnung (8) durchquert ist.
10. 10. Medienerhitzer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kommunikationskanal und die Abgasöffnung zusammenfallen und die Form eines Schlitzkanals aufweisen, indem die äußere Rohrwand des radial am weitesten außen liegenden Flammengas-Abströmkanals und der rohrförmige Mantel sich entlang Teilen ihres Umfangs überschneiden und im Bereich zwischen den Schnittlinien unterbrochen sind.
11. 11. Medienerhitzer nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Medienkanäle (5, 15, 18) in den Bereichen, die axial außerhalb der Brennkammer (2) und der Flammengas-Abströmkanäle (7, 17) liegen, miteinander kommunizieren.
12. 12. Medienerhitzer nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Medienkanäle (5, 15, 18) strömungsmäßig in Reihe angeordnet sind.
13. 13. Medienerhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (2) und strömungsmäßig nachfolgende Flammengas-Abströmkanäle (43, 44) in den Bereichen, die axial außerhalb der Medienkanäle oder eines Teils der Medienkanäle (46, 48) liegen, miteinander kommunizieren und die Medienkanäle miteinander über die Schlitzkanäle (47, 49) kommunizieren.
14. 14. Medienerhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Räumen der Ausgangs-Schlitzkanal (39, 8) zum strömungsmäßig nachfolgenden Kanal (34) bzw. nach draußen nur in einem axialen Längenbereich liegt, der dem axialen Längenbereich des jeweiligen Eingangs (1, 39) gegenüberliegt.
15. 15. Medienerhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Fahrzeugheizung.