DE3839242A1 - Heizgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Heizgerät, insbesondere einem Fahrzeugheizgerät, mit einem in einer Brennkammer an­ geordneten Brenner, einem diesen umgebenden Wärmetauscher, und einem Abgasauslaß, über den die in der Brennkammer er­ zeugten heißen Verbrennungsgase nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher als Abgase aus dem Heizgerät austreten.

Bei Heizgeräten der vorstehend genannten Art treten durch die Verbrennung in der Brennkammer insbesondere niederfrequente Verbrennungsgeräusche auf, die insbesondere beim Einbau eines solchen Heizgeräts in ein Fahrzeug störend empfunden werden. Ferner sind derartige niederfrequente Verbrennungsgeräusche gut und über weite Entfernungen hörbar, wodurch die Geräusch­ belästigung auch für die Umgebung verstärkt wird. Da ferner die Fahrzeughersteller immer stärkeren Wert auf einen mög­ lichst geräuscharmen Fahrzeuginnenraum legen, besteht von daher auch ein Bedürfnis insbesondere nach einem Fahrzeug­ heizgerät, das geräuscharm arbeitet.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten, ein Heizgerät, insbe­ sondere ein Fahrzeugheizgerät, der gattungsgemäßen Art be­ reitzustellen, bei dem auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Geräuschdämpfung insbesondere im Hinblick auf die niederfrequenten Verbrennungsgeräusche erzielt wird, um die hörbaren Verbrennungsgeräusche zu reduzieren.

Nach der Erfindung zeichnet sich hierzu ein Heizgerät, ins­ besondere Fahrzeugheizgerät, mit einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner, einem diesen umgebenden Wärmetauscher und einem Abgasauslaß, über den die in der Brennkammer er­ zeugten heißen Verbrennungsgase nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher als Abgase aus dem Heizgerät austreten, dadurch aus, daß ein Schalldämpfereinsatz vorgesehen ist, der im Bereich des Abgasauslasses angeordnet ist und den Abgasstrom in wenigstens zwei Teilströme aufteilt.

Bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät werden somit die Abgase, welche die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsge­ räusche mitführen, auf wenigstens zwei Teilströme mit Hilfe des nach der Erfindung vorgesehenen Schalldämpfereinsatzes aufgeteilt. Hierdurch hat sich in überraschender Weise er­ geben, daß man eine Schallpegelreduzierung von wenigstens etwa 3-4 dBA erhält, wobei insbesondere die störenden, tief­ frequenten Verbrennungsgeräusche gedämpft werden. Somit sind beim erfindungsgemäßen Heizgerät die Verbrennungsgeräusche wesentlich weniger wahrnehmbar und man erhält ein geräuscharm arbeitendes Heizgerät. Da ferner beim erfindungsgemäßen Heiz­ gerät ein Schalldämpfereinsatz verwendet wird, der im Bereich des Abgasauslasses angeordnet ist, kann die Gesamtäuslegung des Heizgeräts ansonsten im wesentlichen unverändert beibe­ halten werden. Im Gegensatz zu zusätzlichen schalldämpfenden Einrichtungen im Bereich der Abgasleitung, die vom Abgas­ auslaß des Heizgeräts abgeht, ist der Schalldämpfereinsatz beim erfindungsgemäßen Heizgerät konstruktiv unkompliziert ausgelegt und er kann zweckmäßigerweise direkt von innen in den den Abgasauslaß bildenden Abgasstutzen des Heizgeräts eingesetzt werden, so daß auch seine Montage auf einfache Weise möglich ist.

Vorzugsweise umfaßt der Schalldämpfereinsatz wenigstens zwei etwa achsparallele und von den Abgasteilströmen durchströmte Hohlkörper. Mit Hilfe von diesen Hohlkörpern des Schalldämpfer­ einsatzes wird der Abgasstrom im Bereich des Abgasauslasses des Heizgeräts in Teilströme unterteilt, wobei diese beiden Hohlkörper des Schalldämpfereinsatzes so angeordnet sind, daß sie möglichst wenig Platz in Anspruch nehmen, um eine gedrängte Bauweise zu erreichen. Ferner wird der vom Schall­ dämpfereinsatz erzeugte Strömungswiderstand so weitgehend minimal gehalten, daß keine Rückwirkungen auf den Verbrennungs­ ablauf in der Brennkammer zu befürchten sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform nach der Erfindung sind die Hohlkörper als Rohrstücke ausgebildet, so daß diese nebeneinanderliegend am Schalldämpfereinsatz vorgesehen wer­ den können. In Abhängigkeit von der Materialwahl kann es sich auch zweckmäßig erweisen, den Hohlkörpern einen nicht­ kreisförmigen Querschnitt zu verleihen, so daß die Hohlkörper beispielsweise einen nieren- oder schlitzförmigen Querschnitt haben. Hierdurch läßt sich die Dämpfungswirkung in Abhängigkeit von dem Frequenzbereich im Hinblick auf die Gestaltung der Hohlkörper optimieren.

Vorzugsweise ist der Schalldämpfereinsatz nach der Erfindung derart im Abgasauslaß des Heizgeräts angeordnet, daß der gesamte Abgasstrom unter Aufteilung unmittelbar durch die Hohlkörper desselben strömt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schalldämpfereinsatz eine effektive Dämpfung bewirkt, da nämlich vom Schalldämpfereinsatz der gesamte Abgasstrom erfaßt wird und kein Anteil des Abgasstromes an dem Schall­ dämpfereinsatz im Abgasauslaß des Heizgeräts vorbeigehen kann.

Vorzugsweise sind beim Schalldämpfereinsatz die Hohlkörper an einem Ende miteinander über einen gemeinsamen Verbindungs­ flansch verbunden, so daß der Schalldämpfereinsatz ein ein­ heitlich zu handhabendes Bauteil ist, das bei der Montage des Heizgeräts auf einfache Weise eingesetzt werden kann. Der gemeinsame Verbindungsflansch ist hierbei an die ent­ sprechenden Querschnittsabmessungen im Bereich des Abgas­ auslasses des Heizgeräts angepaßt und der Verbindungsflansch bildet einen dichten Abschluß mit dem Abgasauslaß des Heiz­ geräts, wozu gegebenenfalls noch zusätzliche Dichtungsein­ richtungen vorgesehen sein können.

Einerseits kann der Schalldämpfereinsatz als Blechteil ausge­ führt werden, wobei die Hohlkörper zweckmäßigerweise von Rohrstücken gebildet werden, und der Verbindungsflansch als Lochplatte ausgebildet sein kann, wobei die Rohrstücke bei­ spielsweise mittels Anschweißen befestigt sind. Alternativ kann der Schalldämpfereinsatz als Gußteil ausgebildet sein, wobei sich dann entsprechend nicht-kreisförmige Querschnittsformen wählen und verwirklichen lassen, um die schalldämpfende Wir­ kung des Schalldämpfereinsatzes zu optimieren.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Teilschnittansicht eines Heizgeräts mit einem Schalldämpfereinsatz im Abgasauslaß desselben,

Fig. 2 eine perspektivische Einzeldarstellung einer Ausführungsform eines Schalldämpfereinsatzes, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Aus­ führungsvariante eines Schalldämpfereinsatzes in Einzelteildarstellung.

In Fig. 1 ist als Beispiel eines Heizgeräts nach der Erfindung ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Fahrzeugheizgerät gezeigt.

Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes "Wasserheizgerät", d.h. ein Fahrzeugheizgerät, das von einem flüssigen Wärme­ träger durchströmt ist, wobei ein solches Fahrzeugheizgerät beispielsweise in den Kühlmittelkreislauf einer Brennkraft­ maschine eines Fahrzeuges eingebunden werden kann. Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform des Heizgeräts 1 beschränkt, sondern sie kann auch in an­ deren Bauformen von Heizgeräten Anwendung finden, die bei­ spielsweise von einem gasförmigen Wärmeträger, wie Luft, durchströmt sind.

Das in Fig. 1 gezeigte Heizgerät weist einen Zerstäubungsbren­ ner auf, der eine Brennstoffzerstäubungsdüse zur Brennstoff­ aufbereitung hat. Axial im Abstand von der Brennstoffzerstäu­ bungsdüse 2 ist ein Drallkörper 3 angeordnet. Die Zündung des aufbereiteten Brennstoff/Luftgemisches erfolgt mit Hilfe ei­ ner Zündeinrichtung 4, welche beim dargestellten Beispiel als Hochspannungszündung mit einer Zündelektrode ausgelegt ist. In axialer Richtung schließt sich an den Drallkörper 3 ein Brennereinsatz 5 an, der teilweise in eine von einem Brennrohr 6 gebildete Brennkammer 7 ragt. Das Brennrohr 6 ist von einem Wärmeübertrager 8 umgeben, und dieser ist wie­ derum von einem Außenmantel 9 umgeben, der von dem Gehäuse­ mantel des Heizgeräts 1 gebildet wird. In dem Zwischenraum zwischen dem Außenmantel 9 und dem Wärmeübertrager 8 strömt der flüssige Wärmeträger, der über einen Einlaß 10 in das Heizgerät 1 eintritt und dasselbe über einen Auslaß 11 ver­ läßt. Die in der Brennkammer 7 erzeugten heißen Verbrennungs­ gase werden am Ende der Brennkammer etwa um 180° umgelenkt und sie geben ihre Wärme über den Wärmeübertrager 8 bei dem flüssigen Wärmeträger ab. Nach dem Durchgang durch den Wärme­ übertrager 8, der als Wärmetauscher dient, treten dann die Verbrennungsgase als Abgas aus dem Heizgerät 1 über einen Abgasauslaß 12 aus, der in Form eines Abgasauslaßstutzens aus­ gebildet ist.

In diesem Abgasauslaß 12 ist ein insgesamt mit 13 bezeichne­ ter Schalldämpfereinsatz angeordnet. In Verbindung mit Fig. 2 ist dieser Schalldämpfereinsatz 13 als Blechteil ausgebildet und umfaßt zwei etwa achsparallel nebeneinander angeordnete Hohlkörper 14, die beim dargestellten Beispiel von Blech- Rohrstücken 15 gebildet werden. Diese Rohrstücke 15 sind an einer Lochplatte 16 beispielsweise durch Anschweißen befestigt, die einen gemeinsamen Verbindungsflansch 17 bildet. Dieser Schalldämpfereinsatz 13 wird, wie in Fig. 1 gezeigt, in den als Abgasauslaßstutzen ausgebildeten Abgasauslaß 12 derart eingesetzt, daß die als Verbindungsflansch 17 dienende Loch­ platte 16 dicht gegen die Innenwand des Abgasauslasses 12 an­ liegt und an dieser beispielsweise durch Anschweißen befestigt werden kann. Durch diesen Schalldämpfereinsatz 13 wird der vom Raum 18 des Heizgeräts 1 kommende Gasstrom bzw. Abgas­ strom in zwei Teilströme auf die beiden als Rohrstücke 15 ausgebildeten Hohlkörper 14 aufgeteilt. Der Schalldämpferein­ satz 13 bewirkt hierdurch eine Dämpfung insbesondere der tief­ frequenten Verbrennungsgeräusche, so daß das Heizgerät 1 im Betriebszustand leise arbeiten kann. Die Größe und die Anzahl der Hohlkörper 14 des Schalldämpfereinsatzes 13 ist hierbei derart gewählt, daß im wesentlichen die Verbrennung in der Brennkammer 7 des Heizgeräts 1 nicht beeinträchtigt wird, d.h. der Schalldämpfereinsatz 13 ist derart ausgelegt, daß sein Strömungswiderstand im Abgasauslaß 11 möglichst gering ist. Ferner ist der Schalldämpfereinsatz 13 im Abgasauslaß 12 der­ art anzuordnen, daß der gesamte Abgasstrom auf die beiden Hohlkörper 14 aufgeteilt wird, d.h. es muß vermieden werden, daß zwischen dem Abgasauslaß 12 und dem Verbindungsflansch 17 Abgase durchgehen können, da sonst möglicherweise weitere zu­ sätzliche Strömungsgeräusche auftreten können.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante eines insgesamt mit 13′ bezeichneten Schalldämpfereinsatzes gezeigt. Dieser Schall­ dämpfereinsatz 13′ ist insgesamt als Gußteil 19 ausgelegt und die Hohlkörper 14′ sind einteilig mit einem Verbindungsflansch 17′ verbunden. Die Hohlkörper 14′ haben hierbei einen nicht­ kreisförmigen Querschnitt und haben beispielsweise einen ovalförmigen Querschnitt.

Die Wirkungsweise dieses Schalldämpfereinsatzes 13′ stimmt im wesentlichen mit der vorangehend erläuterten überein. Durch die nicht-kreisförmige Gestaltung des Querschnitts der Hohl­ körper 14′ läßt sich eine Optimierung der schalldämpfenden Wirkung des Schalldämpfereinsatzes 13′ erreichen. Da der Schalldämpfereinsatz 13′ als Gußteil 19 ausgelegt ist, stellt er ein zusammenhängendes Bauteil dar, das in dieser Form ge­ handhabt und ohne weitere Arbeitsschritte in den Abgasauslaß 12 dicht schließend eingesetzt werden kann.

Obgleich nicht näher dargestellt ist, kann der Schalldämpfer­ einsatz 13, 13′ auch mehr als zwei Hohlkörper 14, 14′ auf­ weisen. Die Anzahl dieser Hohlkörper 14, 14′ hängt jedoch von dem im Bereich des Abgasauslasses 12 vorhandenen Querschnitts­ bereich ab. Wenn die Anzahl der Hohlkörper 14, 14′ zu groß ge­ wählt wird, so bietet der Schalldämpfereinsatz 13, 13′ einen zu großen Strömungswiderstand, so daß eine Beeinträchtigung der Verbrennung in der Brennkammer 7 zu befürchten ist. Die minimal zulässige Querschnittsfläche der einzelnen Hohlkörper 14, 14′ läßt sich aufgrund von Versuchen bestimmen, wobei die Rückwirkungen auf die Verbrennung in der Brennkammer 7 berücksichtigt werden. Die Anzahl der Hohlkörper 14, 14′ ist daher so zu wählen, daß die Summe der Querschnittsflächen der Hohlkörper 14, 14′ größer als die minimal zulässige Quer­ schnittsfläche ist, bei der im wesentlichen keine Beeinträch­ tigungen der Verbrennung in der Brennkammer 7 zu befürchten sind.

Die Formgebung der Hohlkörper 14, 14′ kann auch in anderer Wei­ se als bei den dargestellten Beispielen gewählt werden. So kann die Querschnittsform der Hohlkörper 14, 14′ beispiels­ weise nierenförmig gestaltet werden, oder es sind Kombina­ tionen aus Kreisabschnitten, Ellipsenabschnitten und weiteren Verbindungskurven möglich. Die Querschnittsform der Hohlkörper 14, 14′ kann hierbei gegebenenfalls auf die je­ weiligen Gegebenheiten der verschiedenen Bauformen der Heiz­ geräte 1 so angepaßt werden, daß sich die schalldämpfende Wirkung des Schalldämpfereinsatzes 13, 13′ optimieren läßt.

Bezugszeichen:

 1 Heizgerät insgesamt
 2 Brennstoffzerstäubungsdüse
 3 Drallkörper
 4 Zündeinrichtung
 5 Brennereinsatz
 6 Brennrohr
 7 Brennkammer
 8 Wärmeübertrager bzw. Wärmetauscher
 9 Außenmantel
10 Einlaß für Wärmeträger
11 Auslaß für Wärmeträger
12 Abgasauslaß bzw. Abgasauslaßstutzen
13 Schalldämpfereinsatz insgesamt in Fig. 1 und 2
13′ Schalldämpfereinsatz insgesamt in Fig. 3
14 Hohlkörper in Fig. 1 und 2
14′ Hohlkörper in Fig. 3
15 Rohrstücke
16 Lochplatte
17 Verbindungsflansch in Fig. 1 und 2
17′ Verbindungsflansch in Fig. 3
18 Raum von Verbrennungsgasen durchströmt
19 Gußteil

Claims (9)

1. Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät, mit einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner, einem diesen um­ gebenden Wärmetauscher und einem Abgasauslaß, über den die in der Brennkammer erzeugten heißen Verbrennungsgase nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher als Abgase aus dem Heizgerät austreten, gekennzeichnet durch einen Schalldämpfereinsatz (13, 13′), der im Bereich des Ab­ gasauslasses (12) angeordnet ist und den Abgasstrom in wenig­ stens zwei Teilströme aufteilt.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfereinsatz (13, 13′) wenigstens zwei etwa achsparallele und von den Abgasteilströmen durchströmte Hohl­ körper (14, 14′) aufweist.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (14) als Rohrstücke (15) ausgebildet sind.

4. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (14) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt, wie einen nieren- oder schlitzförmigen Querschnitt, haben.

5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfereinsatz (13, 13′) derart im Abgasauslaß (12) des Heizgeräts (1) angeordnet ist, daß der gesamte Abgasstrom unter Aufteilung unmittelbar durch die Hohlkörper (14, 14′) desselben strömt.

6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (14, 14′) an einem Ende mit­ einander über einen gemeinsamen Verbindungsflansch (17, 17′) verbunden sind.

7. Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (17, 17′) dicht schließend im Ab­ gasauslaß (12) eingesetzt ist.

8. Heizgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfereinsatz (13) als Blechteil ausgebildet ist.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfereinsatz (13′) als Gußteil (19) ausgebildet ist.