DE3609258A1

DE3609258A1 - Heizkoerper mit katalysator

Info

Publication number: DE3609258A1
Application number: DE19863609258
Authority: DE
Inventors: Louis Alix Mailand/Milano Vezzoli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1986-09-25
Also published as: GB8606606D0; IT8521156V0; GB2173123B; FR2579302A1; FR2579302B1; GB2173123A

Description

Heizkörper mit Katalysator

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper mit Katalysator insbesondere für den Fahrgastraum von Personenkraftwagen, das Führerhaus von Lastkraftwagen und Wasserfahrzeugen und ähnliche Verwendungen.

Bekannt und verbreitet sind Gasheizkörper katalytischer Art, bei denen die Verbrennung in Anwesenheit einer Katalysatorplatte und somit vollständig und ohne Flamme erfolgt.

Der Anmelder hat in der Vergangenheit insbesondere Heizgeräte erdacht und verwirklicht, die in besonderer Weise für Kraftfahrzeugkabinen geeignet sind und im wesentlichen aus einer Brennkammer bestehen, die eine Katalysatorplatte an sich bekannter Art, eine Zuführungsleitung für das zu verbrennende Gas, vorzugsweise verflüssigtes Propan- oder Erdgas, und einen Wärmetauscher enthält, durch dessen Inneres die Luft und/oder das Wasser, die durch die freiwerdende Verbrennungswärme zu erwärmen sind, im Zwangsumlauf geleitet wird.

Bei den Heizgeräten der vorerwähnten Art sind im Wärmetauscher kleine Öffnungen für die feine und planvolle Verteilung von die Verbrennung unterstützender Luft in der Brennkammer, insbesondere auf Oberflächenbereichen der Katalysatorplatte vorgesehen, die im übrigen durch einen in die Platte selbst eingelassenen elektrischen Widerstand auf die normale Betriebstemperatur gebracht wird.

Bei der Inbetriebnahme wird daher der elektrische Widerstand eingeschaltet, um die Katalysatorplatte auf die geeignete

und gewünschte Temperatur zu bringen, während es beim Betrieb mit Mindestlast oder in Wartestellung ausreichend ist, die Verbrennung in einem kleinen, eng umschriebenen Bereich der Katalysatorplatte aufrechtzuerhalten.

Bis jetzt war die Funktionsweise des fraglichen Geräts zumindest zufriedenstellend: Auf dem Gebiet dieser Heizkörper besteht jedoch seit jeher die Erfordernis, die Abmessungen auf ein Mindestmaß zu verringern, da der zur Verfugung stehende Raum in Kraftfahrzeugkabinen, besonders bei schweren Fahrzeugen, tatsächlich begrenzt ist.

Auch wenn, wie bereits erwähnt, die Leistungen dieses Geräts im wesentlichen befriedigend sind, so geht zweitens doch ein gewisser Teil der Verbrennungswärme durch Konvektion und Abstrahlung durch die äußeren Wände der Brennkammer und die Wand unterhalb der Katalysatorplatte verloren.

Gerade um dem zuletzt genannten Nachteil abzuhelfen, ist bei den bekannten Geräten unterhalb der Katalysatorschicht, die aus einem im wesentlichen dünnen Trägermaterial besteht, auf dem das katalytische Metall oder die katalytische Verbindung abgelagert ist, eine Schicht erheblicher Dicke aus wärmedämmendem Material, wie etwa Steinwolle vorgesehen.

Dies bedingt offensichtlich nicht ganz zu vernachlässigende und nicht weiter herabsetzbare Mindestabmessungen der Katalysatorplatte und somit letzten Endes auch des ganzen Heizkörpers .

Λ Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Heizkörpers mit Katalysatorplatte, der unter unveränderter Beibehaltung seiner Heizkraft geringe Abmessungen aufweist und es erlaubt, die sonst durch Konvektion und Abstrahlung durch die Brennkammerwände verlorengehende Wärme zurückzugewinnen.

Dieses Ziel wird mit einem Heizkörper des Typs erreicht, der eine Brennkammer enthält, deren eine Seite oder Wand von einer Katalysatorplatte bekannter Art gebildet wird, wobai in der Brennkammer ein vorzugsweise mit Rippen ausgestatteter Wärmetauscher angebracht ist, dessen Außenseite in die Verbrennungsprodukte eintaucht, während sein Inneres von dem zu erwärmenden unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Luft, durchflossen ist, erste Einrichtungen für die Einspeisung des Brenngases und zweite Einrichtungen für die Einspeisung der die Verbrennung unterstützenden Luft, dadurch gekannzeichnet, daß unterhalb der Katalysatorschicht unmittelbar die die Brennkammer begrenzende Wand ohne eine Zwischenschicht aus Dämmaterial angeordnet ist und die gesamte Brennkammer in einem wärmedämmenden Gehäuse enthalten ist, in das durch die von den Wänden der Brennkammer abgestrahlte Wärme vorzuheizende Luft eingeleitet wird.

In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizkörpers ist die in dem Wärmerückgewinnungsmantel vorgeheizte Luft die gleiche, die in den in der Brennkammer enthaltenen Hauptwärmetauscher eingeleitet wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Verbrsnnungs-Rauschgase, sobald die Aufgabe der Wärmeabgabe an den Hauptwärmetauscher erfüllt ist, so weitergeleitet, daß sis den Kraftfahrzeug- oder Schiffsmotor bestreichen, insbesondere die Teile, die einer Vorwärmung bedürfen, um den Kaltstart des Motors zu erleichtern.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der elektrische Widerstand zum Vorheizen der Katalysatorplatte durch eine oder mehrere Glühkerzen der bekannten Art für die Zündung vcn Dieselmotoren ersetzt, wodurch die Zeit verkürzt wird, die erforderlich ist, um die Katalysatorplatte auf Zündtemperatur zu bringen, un somit den Heizkörper in Betrieb zu setzen.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen noch klarer aus der anhand der beigefügten Zeichnung erläuterten eingehenden Beschreibung hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Längsschnitz des erfindungsgemäßen Heizkörpers

und
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt des Geräts von Fig. 1.

Nach der Zeichnung gehört zu dem erfindungsgemäBen Heizkörper ein Gehäuse 10, in dessen Innerem eine Brennkammer

11 angebracht ist, deren eine Wand von der insgesamt mit

12 bezeichneten Katalysatorplatte gebildet wird.

Die Katalysatorplatte 12 ist von der herkömmlichen Art, wie sie beispielsweise unter dem Namen Termcat von der Industrie Engerbhard S.p.A. hergestellt und vertrieben wird, und enthält ein Trägermaterial aus Glasvlies oder einem ährlichen Material, das mit dem katalytischen Metall oder mit der katalytischen Verbindung angereichert ist. Das Trägermaterial ist seinerseits auf einer Tragplatte angebracht, die in dem besonderen Fall eine Seitenwand der Brennkammer bilden.

Anders als bei der herkömmlichen Bauweise ist jedocn keine Dämmschicht, beispielsweise aus Steinwolle, zwischen dem Trägermaterial des Katalysators und der Platte vorhanden, weshalb die Dicke auf Werte verringert wird, die größenordnungsmäßig bei einem Fünftel der herkömmlichen Katalysatorplatten liegen.

In der Brennkammer 11 ist ein Wärmetauscher 13 angebracht, der Außenrippen 14 ... und im Inneren ein Rohrbündel bzw. Rohrregister 15 enthält, in das die zu erwärmende Luft eintritt. Diese Luft wird durch einen Lüfter 16 in das Innere

des Rohrbündels geleitet und gelangt an dem stromabwärts gelegenen Ende des Wärmetausch°rs 13 in die stirnseitige Sammelleitung 17, die mit einer Rohrleitung 18 in Verbindung stent, durch die die Heißluft unter der Kontrolle eines Ventils 19 in den zu erwärmenden Raum ausgeblasen wird.

Die Ableitung der in der Brennkammer 11 erzeugten Verbrennungs-Rauchgase erfolgt durch eine Abgas-Sammelleitung 20, deren stromabwärts gelegener Endteil bis zum Motorraum verlängert werden kann Cbeispielsweise durch einen Schlauch] zum Zweck der Vorwärmung des Motors.

Wie in Figur 1 leicht zu erkennen ist, tritt die Luft in den Mantel oder das Gehäuse 10 durch eine an seinem Umfang verlaufende Öffnung 21 ein und bewegt sich dabei in der Richtung der Pfeile 22, so daß sie die Außenwände der Brennkammer bestreicht und durch die von diesen Wänden abgestrahlte Wanne vorgewärmt wird.

Am anderen Ende des Mantels 10 wird die vorgewärmte Luft vor. dem Lüfter 16 angesaugt und in das Rohrbündel des Wärmetauschers 13 eingeblasen, in dem sie sich durch die bei der Verbrennung entwickelte Wärme auf die gewünschte Temperatur erwärmt.

Es ist jedoch möglich, durch geeignete Vorkehrungen die in den Zwischenraum zwischen dem Mantel 10 und der Brennkammer 11 vorgewärmte Luft in anderer Weise zu nutzen.

Was dagegen die Verbrennungs-Rauchgase anbetrifft, die durch dia Sammelleitung 20 abgeleitet .werden, so können ihre Geschwindigkeit und ihr Druck dadurch erhöht werden, daß eine Teilmenge der aus dem Wärmetauscher 13 austretenden erwärmten und unter Druck stehenden Luft entnommen und beispielsweise am Eingang der Abgas-Sammelleitung 20 ein Ejektor bzw. eine Strahlpumpe vorgesehen wird.

Bemerkenswert ist der Umstand, daß die Luft, die erwärmt wird, stets unter einem höheren Druck steht als die Verbrennungs-Rauchgase, so daß ein Zurückschlagen des Rauches und seine Vermischung mit der durch die Austrittsleitung ausgeblasenen Heißluft nicht möglich ist.

Was schließlich das weitere oben erwähnte Merkmal anbetrifft, nämlich die Ersetzung des Vorglüh-Widerstands cer Katalysator platte durch Glühkerzen, so genügt die Angabe, daß diese Ersetzung durchzuführen ist, ohne daß weitere Einzelheiten für eine genaue graphische Darstellung erforderlich wären.

Die Erfindung ist anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsfornn beschrieben worden, wobei begrifflich und mechanisch gleichwertige bzw. äquivalente Änderungen oder Varianten möglich sind, ohne daß dadurch der Erfindungsumfang verlassen wird.

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Claims

[ZU PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN DM 28-3739 Louis Alix Vezzoli Mailand / Italien Heizkörper mit Katalysator PATENTANSPRÜCHE

1. Heizkörper mit Katalysator, enthaltend eine Brennkammer, deren eine Seite oder Wand durch eine an sich bekannte Katalysatorplatte gebildet wird, einen an seiner Außenseite mit Rippen versehenen, in der Brennkammer in der Weise befestigten Wärmetauscher, daß dieser außen von den Verbrennungsprodukten bestrichen wird, während sein Inneres von dem zu erwärmenden Fluid durchflossen ist, erste Einrichtungen für die Brenngaszuführung und zweite Einrichtungen für die Brennluftzuführung,

dacurch gekennzeichnet, daß unterhalb der an der Oberfläche befindlichen Katalysatorschicht der Katalysatorplatte (12) unmittelbar die Begrenzungswand der Brennkammer (11) angeorcnet ist, onne daß dazwischen die übliche Schicht aus wärmedämmendem Material vorgesehen ist, und die ganze Brennkammer (11) in einem isolierenden Gehäuse oder einem isolierenden Mantel (10) angeordnet ist, wodurch ein Zwischenraum entsteht, durch den die durch die von den Brennkammerwänden abgestrahlte Wärme vorzuwärmende Luft hindurchgeleitet

PATENTANWALT DIPU-PHYS. UUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN 90 · HARTHAUSER STR. 25d ■ TEL. (O 89) 640

wird.

2. Heizkörper mit Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Wärmetauscher (13) zu erwärmende Fluid aus Luft besteht und in dem Gehäuse- oder Mantel (10) ein Lüfter (16) angebracht ist, der diese Lu^rt in das Innere des Wärmetauschers (13) fördert, wobei der Ansaugteil des Lüfters (16) so angeordnet ist, daß die in dem Zwischenraum vorgeheizte Luft angesaugt wird,

3. Heizkörper mit Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (11) mit einer Sammelleitung (20).für die Abführung der Verbrennungs-Rauchgase in Verbindung steht, wobei das stromabwärts gelegene Ende der Sammelleitung (20) mit dem Motorraum des Fahrzeugs oder Wasserfahrzeugs in Verbindung steht.

4. Heizkörper mit Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung (20) für die Abführung der Verbrennungs-Rauchgase mit dem Ausgang eines Ejektors bzw. einer Strahlpumpe in Verbindung steht, die mit einer Teilmenge der aus dem Wärmetauscher (13) austretenden Heißluft betrieben wird.

5. Heizkörper mit Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorplatte (12) mit mindestens einer elektrisch betriebenen Glühkerze als Einrichtung zur Vorwärmung der Platte versehen ist.