DE8206856U1

DE8206856U1 - Heater operated with liquid fuel

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Publication number: DE8206856U1
Application number: DE19828206856
Authority: DE
Original assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Current assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1982-07-08

Description

WEBASTO - WERK WEBASTO - WERK

W. Baier GmbH & Co.W. Baier GmbH & Co.

80 3 5 Stockdorf80 3 5 Stockdorf

Mit £ 1üssi gern Brennstoff betriebenes HeizgerätHeater operated with £ 1üssi like fuel

Die Erfindung betrifft ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugheizgerät mit flüssigem wärmeträger, wie wasser, das eine rohrförmige Brennkammer und einen unter Freilassung eines heißes Abgas führenden Ringraums über die Brennkammer gestülpten, das Abgas in axialer Richtung umlenkenden, topfförmigen Wärmeübertrager aufweist, der an seinem Innenmantel in den Ringraum hineinragende Rippen trägt, die im wesentlichen radial und par al IeI zur Längsachse von Brennkammer und Wärmeübertrager ausgerichtet sind.The invention relates to a liquid fuel operated heater, in particular a vehicle heater with a liquid heat transfer medium, such as water, the one tubular combustion chamber and a cup-shaped heat exchanger which is slipped over the combustion chamber while leaving a hot exhaust gas leading and which deflects the exhaust gas in the axial direction and which has ribs protruding into the annular chamber on its inner jacket carries, which are aligned essentially radially and par al IeI to the longitudinal axis of the combustion chamber and heat exchanger are.

Bei bekannten Heizgeräten dieser Art (Webasto-Firmen- schrift 771.000) werden die Rippen von einfachen, durchgehenden U-Lamellen gebildet, die zwischen ihren Radialstegen Abgasströmungskanäle begrenzen, in denen das Abgas von der axialen Umlenkstelle aus in Richtung auL einen Absasaustrittsstutzen hindurchströnt. In known heaters of this type (Webasto company publication 771.000) the ribs are formed by simple, continuous U-shaped fins which, between their radial webs, delimit exhaust gas flow channels in which the exhaust gas flows from the axial deflection point in the direction of an exhaust outlet nozzle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Heizgerät den Wirkungsgrad des Wärmeübertragers weiter zu verbessern.The invention is based on the object at a such a heater to further improve the efficiency of the heat exchanger.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Rippen über mindestens einen Teil seiner Längsabmessung hinweg mit Mitteln zur Abgasverwirbelung ausgestattet ist.According to the invention, this object is achieved by that at least part of the ribs over at least part of its longitudinal dimension is equipped with means for exhaust gas turbulence.

Es sind zwar bereits Wärmeübertrager für Fahrzeugheizgeräte bekannt, bei denen zur Erhöhung der Wärmeübertragungsfläche eine Vielzahl einzelner kurzer Rippen nahezu quer zur Hauptströmungsrichtung der heißen Abgase in dem Ringraum zwischen Brennkammer und Warmeübertragerinnenman tel angeordnet ist. Eine solche Lösung ist aber nicht nur fertigung 'technisch aufwendig, sondern führt auch zu einem großen Strömungswiderstand für die Abgase und damit einem in hohem Maße unerwünschten Gegendruck auf die Verbrennung. Die Leistung des die Brennluft fördernden Lüfters und damit die elektrische Leistungsaufnahme des Heizgeräts sind in nach teiliger Weise erhöht. Mit der erfindungsgemäßen Lösung läßt sich dagegen bei relativ geringem Abgasströmungswiderstand durch die Abgasverwirbelung eine Wirkungsgradverbesserung des Wärmeübertragers erreichen, die zu niedriger Abgastemperatur und damit verkleinertem Abgasvolumen führt. Dies gestattet es, den Querschnitt des Abgasstutzens zu verringern* was zu einer Preisreduzierung des Hei zee rät es führt und den Einbau er Ie ich tert . Although there are already known heat exchangers for vehicle heaters, in which a large number of individual short ribs are arranged almost transversely to the main flow direction of the hot exhaust gases in the annular space between the combustion chamber and Heattransferinnenman tel to increase the heat transfer area. Such a solution is not only technically complex to manufacture, but also leads to a high flow resistance for the exhaust gases and thus a highly undesirable counter pressure on the combustion. The performance of the fan promoting the combustion air and thus the electrical power consumption of the heater are increased in part. With the solution according to the invention, on the other hand, with a relatively low exhaust gas flow resistance due to the exhaust gas turbulence, an improvement in the efficiency of the heat exchanger can be achieved, which leads to a lower exhaust gas temperature and thus a reduced exhaust gas volume. This makes it possible to reduce the cross-section of the exhaust pipe * which leads to a reduction in the price of the heater and it is necessary to install it .

Als /!icczsi zur A.bgasverwi rbeluns sind vorzugsweise Folgen, von im wesentlichen quer ve r 1 = u fender, Schlitzen in den Längsrippen ausgebildet:, wobei die Schlitze vorteilhaft zu dem radial innenliegenden Rand der Rippen hin offen sind. Durch die Ab- 2 as ve r ;·.· i r be 1 u ng wird eine Selbstreinigung erreiche. Es kommt weniger leicht zu Verschmutzungen der Rippenzwischenräume . As /! Icczsi zur A.bgasverwi rbeluns are preferably sequences of essentially transversely ve r 1 = u fender, slots formed in the longitudinal ribs: the slots are advantageously open to the radially inner edge of the ribs. Self-cleaning is achieved through the ab- 2 as ve r; ·. · Ir be 1 u ng. The spaces between the ribs are less likely to get soiled.

Eine stärkere Verwirbelung und damit eine weitere Wirkungsgradverbesseruns des Wärmeübertragers läßt sich dadurch erzielen, daß die von in Riρpenlängsrichtuns aufeinanderfolgenden Schlitzen begrenzten Rippenabschnitte aus der R i ppenebene mindestens über einen Teil ihrer Ausdehnung he raus verlagert sind. Dabei können die Rippenabschnitte r.iit Bezug auf die Rippenlängsachse vorteilhaft verschränkt sein. Zum Verschränken können die Rippenabsehnitte um eine zur Rippenlängsachse im wesentlichen senkrecht stehende Achse tordiert oder um eine zur Rippenlängsachse im wesentlichen parallele Achse aus der Rippenebene heraus ge böge η sein. Entsprechend einer weiteren A'ternative können die Sch 1itze a Is im wesentlichen L-förmige Sc ~.\n iite a ν. sgeciidet sein, und die freien Teile der Rippen ηbschnitte können zum Verschränken aus der Rippenebene herausseboqen sein. A stronger turbulence and thus a further improvement in the efficiency of the heat exchanger can be achieved by displacing the rib sections delimited by successive slots in the longitudinal direction of the ribs out of the rib plane at least over part of their extent. The rib sections can advantageously be interlaced with respect to the longitudinal axis of the ribs. For interleaving, the rib section center can be twisted about an axis that is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the ribs or be curved out of the rib plane about an axis that is essentially parallel to the longitudinal axis of the ribs. According to another can A'ternative L-shaped Sch 1itze Is a substantially Sc ~. \ N iite a ν. Be sgeciidet, and the free parts of the ribs ηbschnitte can be bent out of the rib plane for crossing.

Das Verhältnis zwischen dem gegensei t igen Abstand von in Rippenlängsricntung benachbarten Schlitzen und der Schlitztiefe liegt zweckmäßig im Bereich von 5:1 bis 0,5:1 und vorzugsweise in der Größenordnung von 1:1. Bei wesentlich größeren Verhältnissen wird der Verwirbelungseffekt unerwL.ischt schwach . Übermäßig kleine Werte dieses Verhältnisses bedingen dagegen so hohe Schlitzzahlen, daß ins Gewicht fallende Teile der Rippenflächen zur Wärmeübertragung verlorengehen. The ratio between the mutual spacing of adjacent slots in the longitudinal direction of the ribs and the slot depth is expediently in the range from 5: 1 to 0.5: 1 and preferably in the order of magnitude of 1: 1. With much larger ratios, the turbulence effect becomes unexpectedly weak. On the other hand, excessively small values of this ratio result in such high numbers of slits that significant parts of the rib surfaces are lost for heat transfer.

Um Flächenverluste der am Wärmeübergang aktiv beteiligten Rippen klein zu halten-, wird zweckmäßig die Schlitzbreite minimiert. So erwiesen sich beispielsweise gesägte und damit relativ schmale Schlitze günstiger als breite gestanzte Schlitze.In order to keep the area losses of the ribs actively involved in the heat transfer small, it becomes useful minimizes the slot width. For example, sawn and therefore relatively narrow slots have proven to be cheaper than wide punched slots.

Als '-Ii t tel zur Abgas ve rw i r be 1 ung können entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung auch Turbulenzkörper zwischen in Umfangsrichtung benachbarte Rippen eingelegt sein. Als Turbulenzkörper kommen insbesondere Wirbelblechstreifen in Betracht, die um eine zur Rippenlängsachse parallele Achse tordiert sind.According to a modified embodiment of the invention, turbulence bodies can also be inserted between ribs that are adjacent in the circumferential direction as a means of managing exhaust gas. as Turbulence bodies come into consideration in particular swirl plate strips which are twisted about an axis parallel to the longitudinal axis of the ribs.

Vorzugsweise sind die Rippen im Bereich der Casumkehrstelle frei von Abgasverwirbelungsmittein. weil in diesem Bereich die Wärmebelastuno am höchsten ist und die (Jafahr besteht., daß Vc rw i r be 1 u η qsni i t t e 1 ■ ι ηsbesο ηdere verschränkte Rippen, dort relativ rasch we ü b r en η υ η ·, was eine schrittweise Zerstörung des Wärme üb c r C r.; 'J₁ ο rs ,cur :■ ο 1 ;· ο !ι a ι . Preferably, the ribs in the area of the CAS reversal point are free of exhaust gas turbulence agents. because in this area the heat load is highest and there is (yes.) that Vc rw ir be 1 u η qsni itte 1 ■ ι ηsbesο ηdere entangled ribs, there relatively quickly we η υ η ·, which is a gradual destruction des heat over cr C r .; 'J ₁ ο rs, cur: ■ ο 1 ; · ο! ι a ι.

Zweckmäßig können die Rippen von im wesentlichen U-förmigen Lamellen gebildet sein, deren Mittelstege rr.it dem Innenmantel des li'ärmeüber tragers verbünde η und die in gegenseitigem Abstand in Umfangsrichtung über den Innenmantel des Wärmeübertragers verteilt sind.
Stattdessen können zur Bildung der Rippen auch Ii-oder V-förmige Lamellen vorgesehen sein.Daneben ist es möglich, die Rippen auf dem Innenmantel des Wärmeübertragers einzeln aufzusetzen oder durch den Innenmantel hindurchzusetzen. Suitably, the ribs of the U-shaped substantially fins may be formed, the central webs rr.it the inner surface of the wearer li'ärmeüber ally η and which are distributed at a mutual distance in the circumferential direction on the inner surface of the heat exchanger.
Instead, Ii-shaped or V-shaped lamellae can also be provided to form the ribs. In addition, it is possible to place the ribs individually on the inner jacket of the heat exchanger or to pass them through the inner jacket.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments. In the attached drawings show:

Fig. 1 einen Tei1längsschnitt durchFig. 1 is a partial longitudinal section

ein erfindungsgemäß aufgebautes Heizgerät ■,a constructed according to the invention Heater ■,

Fig. 2 in größerem Naßstab eine SeiFig. 2 in a larger wet rod a Be

tenansicht einer der U-Lamellen des Wärmeübertragers des in Fig. J ve ranschau 1 ichten Heizgerätes, Ten view of one of the U-lamellas of the heat exchanger of the heating device shown in FIG.

Fig. 3 eine Draufsicht auf die LamelleFig. 3 is a plan view of the lamella

der Fig. 2 ,of Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie Fig. 4 shows a section along the line

IV-IV der Fig. 'J, IV-IV of Fig. 'J,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Lamelle Fig. 5 is a plan view of a lamella

mit im Vergleich zur Flg. 3 ■ ιbire ι c hau de r Schränkunqsri c h t u η ^r> > with compared to Flg. 3 ■ ιb ire ι c hau de r Cabinet dir ectu η ^r>>

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Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie6 shows a section along the line

VI-VI der Fig. 5,VI-VI of Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Lame 1IeFig. 7 is a plan view of a lame 1Ie

mit in Längsrichtung wechselweise unterschiedlich verschränkten R ippenabschn itten,with alternately in the longitudinal direction differently twisted rib sections,

Fig. S einen Schnitt entlang der LinieFig. 5 shows a section along the line

VIII-VIII der Fig. 7,VIII-VIII of Fig. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer U-Lame 11e9 shows a side view of a U-lame 11e

entsprechend einer weiter abgewandelten AusfUh rungs form der Erfindung ,according to a further modified embodiment of the invention,

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Lamelle derFig. 10 is a plan view of the lamella

Fig. 9,Fig. 9,

Fig. 11 eine Stirnansicht der Lame 1Ie vonFIG. 11 is an end view of the lamellae 1Ie from FIG

der in Fig. 9 linken Seite aus gesehen ,the left-hand side in Fig. 9,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer U-Lamelle,12 is a side view of a U-shaped lamella,

die einfach geschlitzt ist.which is simply slotted.

Fig . 1 Ί eine Stirnansicht der LumclIe derFig. 1 Ί an end view of the lumen of the

Fig. 12 von der in Fig. 12 linken Seite aus.Fig. 12 from the left in Fig. 12 Side off.

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Fig. 14 eine Draufsicht aut die Lamelle14 shows a plan view of the lamella

gemäß den Fign. 12 und l'l mit gegeneinander in Längsrichtung versetzten Schlitzen,according to FIGS. 12 and l'l with mutually offset slots in the longitudinal direction,

Fig. 15 eine Draufsicht auf eine Lamelle15 is a plan view of a lamella

der in den Fign. 12 und 13 veranschaulichten Art mit in Querr ich -tung ausgerichteten Schlitzen,in the FIGS. 12 and 13 illustrated type with transversely aligned slots,

Fig. 16 eine Seitenansicht einer U-LamelIe16 shows a side view of a U-shaped lamella

entsprechend einer weiter abgewande 1 ten Aus tüh πι η ο s F r~> τ m ·.corresponding to a further modified Aus tüh πι η ο s F r ~> τ m ·.

Fig. 17 eine Draufsicht auf die Lamelle17 is a plan view of the lamella

der Fig. 16,of Fig. 16,

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie18 shows a section along the line

XVIII-XVIII der Fig. 16,XVIII-XVIII of Fig. 16,

Fig. 19 eine Draufsicht auf eine Lamelle19 is a plan view of a lamella

ähnlich den Fign. Ib bis 18, jedoch mit umgekehrter Sehränkungsr ichtung,similar to FIGS. Ib to 18, but with the reverse direction of visual inclination,

Fig. 20 eine Draufsicht auf eine LamelleFig. 20 is a plan view of a lamella

mit L-Schnitten und in Längsricht.ung abwechselnder Sehränkungsr ich tun«, with L- cuts and lengthways alternating visual inclinations ",

- ^l2 -- ^l2 - ιι

Fig. 21 eine Draufsicht auf eine weiter21 is a plan view of another

abgewandelte Schränkungsart,modified type of setting,

Fig. 22 einen Schnitt entlang der Linie Fig. 22 is a sectional view taken along the line

XXII-XXII der Fig. 21,XXII-XXII of Fig. 21,

Fig. 23 einen Wirbelblechstreifen,23 shows a swirl plate strip,

Fig. 24 eine Sei te.'ansicht einer U-LamelIe24 is a side view of a U-lamella

mit eingelegtem Wirbelblechstreifen entsprechend Fig. 23,with inserted swirl plate strips according to Fig. 23,

Fig. 2 5 sins Draufsicht auf die U-Läisellü Fig. 2 5 is a plan view of the U-Läisellü

mit Wirbelblechstreifen gemäß Fig. 24,with swirl plate strips according to Fig. 24,

Fig. 26 eine Stirnansicht der Anordnung Figure 26 is an end view of the assembly

gemäß Fig. 24 von der in Fig. linken Seite aus, according to FIG. 24 from the left-hand side in FIG.

Fig.27 eine Teilansicht einer U-LamelleFig. 27 is a partial view of a U-shaped lamella

ähnlich Fig. 16, bei der jedoch Teile der Rippenabschnitte um eine zur Rippenlängsachse schräg verlaufende Achse aus der Rippenebene herausgebrochen sind.similar to FIG. 16, but in which Parts of the rib sections around one which runs obliquely to the longitudinal axis of the ribs Axis have broken out of the rib plane.

Fig.28 einen Teilschnitt durch das BrennFig. 28 shows a partial section through the focal point

rohr und den Wärmeübertrager-Innenmantel bei Verwendung einer U-Lamelle entsprechend Fig.27, |tube and the heat exchanger inner jacket when using a U-shaped slat as shown in Fig. 27, |

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F .„.ι. 29 und 30 schematische Teilansichten desF. ". Ι. 29 and 30 schematic partial views of the

VV arme über trager-Innenmantels mit L-bzw. V-Lamellen sowieVV arms over carrier inner jacket with L- or. V-slats as well

Fign. 31 und 32 Teilansichten ähnlich Fig.29Figs. 31 and 32 partial views similar to FIG. 29

oder 30 mit auf den Innenmantel einzeln aufgesetzten oder durchgesteckten Rippen.or 30 with individually placed or pushed through the inner jacket Ribs.

Das in Fig. 1 veranschaulichte Heizgerät 10 weist einen Düsenstock 11 mit Zerstäuberdüse 12 auf, denen flussiger Brennstoff von einer nicht dargestellten Brennstoffpumpe auszugeführt wird. Der Düsenstock Il trägt eine Zündelektrode 13 zum Zünden des die Zerstäuberdüse 12 verlassenden, zerstäubten Brennstoffs. Die Zerstäuberdüse 12 liegt in einem Raum 14, der mittels eines Drallkörpers 15 von einer Brennkammer 16 getrennt ist. Die Brennkammer Ib wird von einem Brennrohr 17 begrenzt. Über die Brennkammer Ib ist ein topffb'rmiger Wärmeübertrager 18 gestülpt, wobei zwi- The heater 10 illustrated in FIG. 1 has a nozzle assembly 11 with an atomizer nozzle 12, from which liquid fuel is discharged from a fuel pump (not shown). The nozzle assembly II carries an ignition electrode 13 for igniting the atomized fuel leaving the atomizer nozzle 12. The atomizer nozzle 12 lies in a space 14 which is separated from a combustion chamber 16 by means of a swirl body 15. The combustion chamber 1b is delimited by a combustion tube 17. A pot-shaped heat exchanger 18 is placed over the combustion chamber Ib, with between

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sehen dem Erennrohr 17 und einem Innenmun te 1 19 des Wärmeübertragers IS ein Ringraum 20 freigelassen ist. Ein zwischen dem Innenmantel 19 und einem Außenmantel 21 des Wärmeübertragers 18 gebildeter Ringraum 22 führt den flüssigen Wärmeträger, im allgemeinen Wasser. Der Wärmeträger tritt in den Ringraum 22 über einen Ein tritt sstutzen 23 ein. und er verläßt den Ringraum 22 über einen Austrittsstutzen 24. Auf dem Innennan tel 19 sitzen in Umfangsrichtung verteilt U-förmige Lamel len 25, deren Mittelsteg 26 mit dem Innenmantel 19 verbunden ist und von denen jede zwei Rippen 27 bildet. Die Rippen 27 sind jeweils mit einer Folge von im wesentlichen querverlaufenden Schlitzen 28 ausgestattet, die zum radial innenllegenden freien Rand 29 der Rippen hin offen sind. see the Erennrohr 17 and an Innenmun te 1 19 of the heat exchanger IS an annular space 20 is left free. An annular space 22 formed between the inner jacket 19 and an outer jacket 21 of the heat exchanger 18 carries the liquid heat carrier, generally water. The heat transfer medium enters the annular space 22 via a sstutzen 23 a. and he leaves the annular space 22 via an outlet nozzle 24. On the Innennan tel 19 sit in the circumferential direction distributed U-shaped lamella len 25, the central web 26 is connected to the inner jacket 19 and each of which forms two ribs 27. The ribs 27 are each provided with a series of essentially transverse slots 28 which are open towards the radially inner free edge 29 of the ribs.

Im Betrieb des Heizgerätes wird Brennstoff von der Zerstäuberdüse 12 versprüht, während gleichze i t ig Brennluft mittels eines nicht dargestellten Brennluftgebläses in den Raum 14 gefördert wird. Zerstäubter Brennstoff tritt über eine Nittelöffnung 30 des Urallkörpers 15 in die Brennkammer It über und mischt sich dort mit Verbrennungsluft, die durch die Mittel-Öffnung 30 und Schlitze 31 des Drallkörpers 15 hindurchgelangt. Das Gemisch verbrennt in der Brennkammer Ib. Die heißen Abgase werden an der Stirnwand 32 des Wärmeübertragers 18 in axialer Richtung umgelenkt, um den Ringraum 20 in Richtung auf einen Abgasaustrittsstutzen 33 zu durchlaufen. Die heißen Abgase geben dabei Wärme über den Innenmantel 19 des Wärneübsrtrd^ersWhen the heater is in operation, fuel is used by the Atomizer nozzle 12 sprayed while at the same time i t ig Combustion air is conveyed into the room 14 by means of a combustion air fan (not shown). Atomized fuel passes through a central opening 30 of the Urall body 15 into the combustion chamber It over and mixes there with combustion air, which passes through the central opening 30 and slots 31 of the swirl body 15. The mixture burns in the combustion chamber Ib. The hot exhaust gases are deflected on the end wall 32 of the heat exchanger 18 in the axial direction to pass through the annular space 20 in the direction of an exhaust gas outlet nozzle 33. The hot exhaust gases give off heat via the inner jacket 19 of the Wärneübsrtrd ^ ers

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und d i-3 Lanellen 25 an den flüssigen ■■ är nie t rage r in Ri ngraum 2 2 ab . and the 3 lanelles 25 on the liquid ■■ arm carrier in the cavity 2 2 .

Das Brennluftgebläse- die Srennstoffpumpe und der Antrieb für diese Aggregate können in beliebiger bekannter Weise (z.B. wie in der DE-AS 22 48 4ö4 gezeigt und erläutert) aufgebaut sein. The combustion air fan, the fuel pump and the drive for these units can be constructed in any known manner (for example as shown and explained in DE-AS 22 48 404).

Die Schlitze 2 8 sorgen bei den Ausführungsbeispielen der Fign. 12 bis 15 bereits als solche für eine Verwirbelung des den Ringraum 20 durchströmenden heißen Abgases, wodurch die Wärmeabgabe aus dem Heiß gas an die Lameilen 2 5 und den 1 nnennante 1 19 intensiviert \iird. Dies hat einen verbesserten Wirkungsgrad des Wärmeübertragers· IS zur Folge. Dia Schlitze 26 können beispielsweise gesägt oder gestanzt sein. Günstig ist es, die Schiitζ br ei te möglichst klein zu halten, um einen Verlust an aktiver Wärmeübergangsflache zu minimieren. 3e i dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14 sind die Schlitze 2ö der einen Rippe 27 der Lamelle 25 gegenüber den Schlitzen 2S der anderen Rippe dieser Lamelle in Längsrichtung versetzt. Fig. 15 zeigt demgegenüber ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Schlitze 2S beider Rippen 27 einer Lame 1Ie untereinander ausgerichtet s i nd.D i e zwischen in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Schlitzen 28 gebildeten Rippenabschnitte i 4 sind vorzugsweise mehr oder minder quadratisch, d.h. das Verhältnis zwischen dem g c <; ο η s e i t i g e η Abstand dar Schlitze IiS und der Sch 1itztiefe liegt bei ungefähr 1:1. Allgemein kann jedoch mit einem Verhältnis von Schlitzabstand und Schlitztiefe im Bereich von 5:1 bis 0,; gearbeitet werden. Zu große Schlitzabstände beeinträchtigen den V e r w i r b e- The slots 28 in the embodiments of FIGS. 12 to 15 already act as such for a swirling of the hot exhaust gas flowing through the annular space 20, as a result of which the heat dissipation from the hot gas to the lamellae 2 5 and the nominal 1 19 is intensified. This results in an improved efficiency of the heat exchanger · IS. The slots 26 can be sawn or punched, for example. It is beneficial to keep the width as small as possible in order to minimize a loss of active heat transfer surface. 3e i the embodiment of FIG. 14, the slots 2ö of one rib 27 of the lamella 25 are offset in the longitudinal direction with respect to the slots 2S of the other rib of this lamella. In contrast, Fig. 15 shows an embodiment in which the slots 2S of both ribs 27 of a lamella 1Ie are aligned with one another. The rib sections i 4 formed between longitudinally successive slots 28 are preferably more or less square, ie the ratio between the gc <; ο η side η distance between the slots IiS and the slot depth is approximately 1: 1. In general, however, with a ratio of slot spacing and slot depth in the range of 5: 1 to 0; to be worked. Too great a gap between the slots affects the acquisition

-IG- >N; -IG- >N;

lungseffekt. Andererseits geht bei übermäßiger !'er- fj kleinerung der Schlitzabstände ein ins Gewicht fallender Teil der für die Wärmeübertragung aktiven Fläche der Rippen verloren. Das jeweilige Optimum des Verhältnisses von Schlitzabstand zu Schi i tztiefe hängt, von zahlreichen Faktoren, wie den erreichten Verbiennungstemperaturen , den Abmessungen der Brennkammer und des Wärmeübertragers sowie der Are des verwendeten Wärmet ragers ab; es läßt sich durch Vergleichsversuche fallweise bestimmen. lung effect. On the other hand, if the distance between the slots is excessively reduced, a significant part of the area of the ribs that is active for heat transfer is lost. The respective optimum of the ratio of slot spacing to depth depends on numerous factors, such as the connecting temperatures reached, the dimensions of the combustion chamber and the heat exchanger and the area of the heat exchanger used; it can be determined on a case-by-case basis by means of comparative tests.

Um ein Abbrennen der Rippen 2 7 im Bereich der axialen Riehtungsumlenkung der Abgase zu verhindern, bleibt der diesem Bereich benachbarte Teil 35 der Rippen frei von Schlitzen 28.In order to burn off the ribs 2 7 in the area of the axial The part 35 of the ribs which is adjacent to this area remains to prevent the exhaust gases from being deflected in direction free of slots 28.

Eine zusätzliche Wirkungsgradverbesserung läßt sich erzielen, wenn die Rippen nicht nur einfach geschlitzt, sondern zusätzlich verschränkt sind, wie dies bei den Ausführungsbeispielen der Fign.2 bis il und 16 bis der Fall ist. Entsprechend der Ausführungsform nach den Fign. 2 bis 4 sind die Rippenabschnitte 34 in gleicher Richtung durch Tordieren um eine zur Rippenlängsachse im wesentlichen senkrecht stehende Achse verschränkt. Die Fign. 5 und 6 zeigen die gleiche Art der Verschränkung, jedoch in umgekehrter Richtung. Bei der Ausführungsform nach den Fign. 7 und sind die Rippenabschnitte Ί4 in Rippenlängsrichtung wechselweise in der einen und in der anderen Richtung verschränkt . An additional improvement in efficiency can be achieved if the ribs are not only simply slotted, but also interlaced, as is the case with the exemplary embodiments of FIGS. 2 to 11 and 16 to . According to the embodiment according to FIGS. 2 to 4 , the rib sections 34 are twisted in the same direction by twisting about an axis that is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the ribs. The FIGS. 5 and 6 show the same type of interlacing, but in the opposite direction. In the embodiment according to FIGS. 7 and 7, the rib sections Ί4 are alternately interlaced in the longitudinal direction of the ribs in one direction and in the other.

Die Fign. 9 bis 11 zeigen eine Aus führungsform, bei welcher die Rippenabschnitee 34 zum Verschränken um eine zur Rippenlängsachse im wesentlichen parallele Achse aus der Rippenebene herausgebogen sind. The FIGS. 9 to 11 show an embodiment in which the rib sections 34 are bent out of the rib plane for interleaving about an axis that is essentially parallel to the longitudinal axis of the ribs.

An Stelle von einfachen Querschlitzen 28 sind bei den AusfUh rungs formen nach den Fign. 16 bis 22 im wesentlichen L-förmige Schnitte 3 6 vorhanden. Durch die L-Schnitie 36 begrenzte freie Teile 37 der Rippenabschnitte 34 sind um eine zur Rippenlängsachse im wesentlichen senkrecht stehende Achse aus der Rippenebene herausgebogen. Im Falle der Fign. 16 bis 18 sind sämtliche Rippenabschnitte 3 4 in der einen, bei der Aus füt. -ungs form nach Fig. 19 alle Rippenabschnitte 34 in der anderen Richtung verschränkt. Fig. 20 veranschaulicht eine AusfUh rungs form mit in Rippenlängsrichtung ^chselnder, jedoch für in Querrichtung nebeneinander1iegende Rippenabschnitte 3u gleicher Sehränkungsrichtung, wohingegen bei ner Ausf Uhrungs form nach aen Fign. 21 und 22 beide in Querrichtung benachbarte Rippenabschnitte i4 einer Lamelle 25 in Längsrichtung abwechselnd nach οuBen bzw. nach innen verschränkt sind. Instead of simple transverse slots 28 are in the AusfUh approximately forms of FIGS. 16 to 22 substantially L-shaped Schnit te 3 6 available. Free parts 37 of the rib sections 34 delimited by the L-section 36 are bent out of the rib plane about an axis which is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the ribs. In the case of FIGS. 16 to 18 are all the rib sections 3 4 in one, in the füt from. -ungs form according to FIG. 19, all rib sections 34 are interlaced in the other direction. FIG. 20 illustrates an embodiment with the inclination direction in the longitudinal direction of the ribs, but in the same direction of inclination for rib sections 3u lying next to one another in the transverse direction , whereas in the embodiment according to FIGS. 21 and 22, both rib sections i4 of a lamella 25, which are adjacent in the transverse direction, are alternately interlaced in the longitudinal direction towards the outside and towards the inside.

Die Fign. 23 bis 26 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher ungeschlitzte U-Lnmellen 40 vorgesehen sind, die Rippen 4 1 bilden und in die jeweils ein Wir be I-blechstreifen 42 eingelegt ist, der um eine zur Rippenlängsachse parallele Achse tοrdierI ist. Die Wirbelblechstreifen 4 2 lassen sich in do η Lame I lon 41) beispielsweise dadurch halten, tin Ii durch Öffnungen 4 J" beiden B1 ec hs t r α i Lc-nenden jeweils um ür^iitrina gezogen wird, der koaxial sun Hrcnη rohr 17 Ii ο at. The FIGS. 23 to 26 show an embodiment in which unslotted U-shaped strips 40 are provided, which form the ribs 41 and in each of which a wire I-sheet metal strip 42 is inserted, which is tοrdierI about an axis parallel to the longitudinal axis of the ribs. The vortex plate strips 4 2 can be held in do η Lame I lon 4 1), for example, by pulling tin Ii through openings 4 J ″ both B1 ec hs tr α i Lc ends around ür ^ iitrina, the coaxial sun Hr cn η pipe 17 Ii ο at.

-18--18-

Die Au s f ü h r u η g s f ο r m der Fign. 27 und 2 S ist weitgehend ähnlich derjenigen nach den Fign.16 bis 18. Dabei sind jedoch die freien Teile 37 der Rippenabschnitte urn eine Achse 44 aus der Rippenebene herausgebogen, die mit einer Senkrechten 45 zur Rippenlängsachse einen Winkel OC bildet. Dieser Winkel ist vorteilhaft so gewählt, daß der Abstand a zwischen dem freien Ende des in der Rip ρ ν η ebene liegenden Teils der .Rippenabschnitte und dem Brennrohr im wesentlichen gleich dem Abstand b zwischen dem äußeren Ende des freien Teils 37 und dem Brenn rohr ist.The execution of the u η g s for the FIGS. 27 and 2 S is largely similar to that according to FIGS. 16 to 18. In this case, however, the free parts 37 are the rib sections Bent out of the rib plane about an axis 44, which is perpendicular to the longitudinal axis of the ribs 45 forms an angle OC. That angle is advantageously chosen so that the distance a between the free end of the plane in the Rip ρ ν η lying part of the rib sections and the combustion tube substantially equal to the distance b between the outer end of the free part 37 and the focal pipe is.

Anstelle von U-Lame Ilen können beispielsweise, wie in Fign, 29 und 30 skizziert ist, auch L-oder V-förmige Lamellen 46 bzw. 47 vorgesehen sein, deren einer Steg bzw. V-Spitze mit dem Innen mantel 19 verbunden ist. Andere Lamellenformen sind gleichfalls möglich. Daneben können in der in Fign. 31 und 32 dargestellten Weise Rippen 48 auch auf den Innenmantel 19 einzeln aufgesetzt oder durch Schlitze des innenmantels unter entsprechender Abdichtung hindurch gesteckt sein. Dabei versteht es sich, daß auch bei diesen abgewandelten Ausführungsformen die Rippen jeweils in der oben anhand der Fign. 2 bis 22 erläuterten Weise einfach geschlitzt oder verschrnänkt sein können oder daß zwischen diese Rippen Turbuleii zlörpe r zum Beispiel gemäß den Fign. 2 3 bis 26 eingelegt werden k ö η net:.Instead of U-Lame Ilen, for example, such as is sketched in FIGS. 29 and 30, also L-shaped or V-shaped Slats 46 and 47 may be provided, the a web or V-tip with the inner jacket 19 is connected. Other lamellar shapes are also available possible. In addition, in the in FIGS. 31 and 32 illustrated way ribs 48 also on the inner jacket 19 placed individually or through the slots of the inner jacket under the appropriate seal be stuck. It goes without saying that also in these modified embodiments the ribs in each case in the above with reference to FIGS. 2 to 22 simply slotted or interlaced can be or that between these ribs Turbuleii zlörpe r for example according to FIGS. 2 3 to 26 can be inserted:

-19--19-

In dar nachstehenden Tabelle sind der Wirkungsgrad, die Abgastemperaturditferenz und der Brennstoffverbrauch für Wasserheizgeräte zusammengestellt , die mit Ausnahme der Art und Anzahl der am Innenmantel des Wärmeübertragers sitzenden U-Lame 1len gleich waren und jeweils eine Leistung von 2 3,3 kW hatten. Die Nessungen erfolgten dabei unter gleichen Betriebsbedingungen . The table below shows the efficiency, the exhaust gas temperature difference and the fuel consumption for water heaters which, with the exception of the type and number of U-Lame 1len sitting on the inner jacket of the heat exchanger, were the same and each had an output of 2 3.3 kW. The measurements were carried out under the same operating conditions.

WärmeübertragerbauartHeat exchanger design

_ 20 __ 20 _

TABELLETABEL

Wirkungsgrad %Efficiency%

Abgastempera tür -di f ferenz KExhaust gas temperature door difference K

Brennstoffverbrauch kg/hFuel consumption kg / h

27 U-Lamellen, 81,0 nicht geschlitzt, nicht verschränkt27 U-slats, 81.0 not slotted, not crossed

27 U-Lamellen mit 83,9 eingelegten Wirbelblechstreifen27 U-slats with 83.9 inlaid swirl plate strips 334334

288288

2,2,

2,322.32

26 U-Lamellen, nur geschlitzt (Schlitzbreite 3 mm) nicht verschränkt (Fig. 15)26 U-slats, only slotted (slot width 3 mm) not crossed (Fig. 15)

82,682.6 312312

2,2,

26 U-Lamellen, geschlitzt u. verschränkt (Schlitzbreite 3 mm) (Fig.3)26 U-slats, slotted and crossed (slot width 3 mm) (Fig. 3)

85,385.3 267267

2,302.30

26 U-Lamellen, geschlitzt u. verschränkt (Schlitzbreite 0,8 mm) (Fig.3)26 U-slats, slotted and crossed (slot width 0.8 mm) (Fig. 3)

86,886.8 238238

2,242.24

Claims

WEBASTO - WERKWEBASTO - PLANT

W. Baier GmbH & Co.W. Baier GmbH & Co.

8035 Stockdorf8035 Stockdorf

AnsprücheExpectations

_;! j 1. Heater operated with liquid fuel, ins

A special vehicle heater with a liquid heat transfer medium, which has a tubular combustion chamber and an annular space that guides the exhaust gas in the combustion chamber, which deflects the exhaust gas in the axial direction and has the pot-shaped heat exchanger with ribs protruding into the annular space on its inner jacket which are oriented essentially radially and parallel to the longitudinal axis of the combustion chamber and heat exchanger, characterized in that at least some of the ribs ( 27,41,48J are provided with means (28, 34, 36, 37, 42) is equipped for exhaust gas turbulence.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Abgasverwirbelung Folgen von im wesentlichen querverlaufenden Schlitzen (28, 36) in den Rippen (27) ausgebildet sind.2. Heater according to claim 1, characterized in that sequences of essentially transverse slots (28, 36) in the ribs (27) are formed as a means for swirling the exhaust gas.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet-, daß die Schlitze (28, 36) zu dem radial innenllegenden freien Rand (29) der Rippen (27) hin offen sind.3. Heater according to claim 2, characterized in that the slots (28, 36) to the radially inner one free edge (29) of the ribs (27) are open.

4. Heater according to claim 3, characterized in that the ribs delimited by successive slots (23, 30) in the longitudinal direction of the ribs are νer1a? Erted out of the rib plane at least over part of their extension.

5. Heater according to.-Claim 4, characterized- that the rib sections (J 4 J with reference to the Ri ppen. 1 on g ζ axis are interlaced.

6. Heater according to claim 5, characterized in that the rib sections (3 4 ) of the individual ribs (27) are all interlaced in the same direction.

7. A heater according to claim 5, characterized in that the Rippenab sections C 34) in the longitudinal direction of the ribs alternately in one and the other direction are entangled sin d.

8. Heizgerät nach einem dar Ansprüche 5 bis 7, G.iä-:rch gekennzeichnet, daß die Rippenabschnitte (34) zum Verschränken u η eine zur R i ppen 1 ,in qs.ic h se i .v wesentlichen senkrecht stehende Achse tordiert sind.8. A heater according to any one of claims 5 to 7, G.iä-: rch characterized in that the rib sections (34) for interlacing u η one to the R i ppen 1, in qs.ic h se i .v essential vertical axis are twisted.

y. Heater according to one of claims 5 to 7, d :: characterized by, d: \ l) the R i μ penn υ see it L ■? ( ';-i; to η V <- r- sc! i tend to ο ir. α to R ί ρ /j·.· η J ä η gs.jci;. <■: ■ ir .ν e > or, t L i ch en p, <r /.· 11 c 1 υ .Ic ;; se from -Io r P. i ρραηοΰυη ·: · h. ■ r .; u .-- u -'.- 1 ο y υ η are.

10. Heater according to one of claims 5 to 7, characterized in that the slots (36 Aals substantially L ge cuts are formed and for entangling the free parts (37) of the Rippenabschnitt.- (34) are bent out of the rib plane.

11. Heizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem gegensei t igen Abstand von in Rippenlängsrichtung benachbarten Schlitzen (28, 36) und der Schli tztiefe 11. Heater according to one of claims 2 to 11, characterized in that the ratio between the mutual distance between adjacent slots (28, 36) in the longitudinal direction of the ribs and the Slot depth im Bereich von 5:1 bis 0,5: 1 und vorzugsweisein the range of 5: 1 to 0.5: 1 and preferably in der Größenordnung von 1:1 liegt.is on the order of 1: 1.

12. Heizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite minimiert ist.12. Heater according to one of claims 2 to 11, characterized in that the slot width is minimized.

13. Heizgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Abgasverwirbelung Turbulenzkörper (42) zwischen in Umfangsrichtung benachbarte Rippen (41) eingelegt sind.13. Heater according to claim I, characterized in that that as a means for swirling the exhaust gas turbulence bodies (42) between adjacent ones in the circumferential direction Ribs (41) are inserted.

14. Heizgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Turbulenzkörper Wirbelblechstreifen (42) vor r> es eh en sind, die um eine zur Rippenlängsachse parallele Achse tordiert sind.14. Heater according to claim 13, characterized in that swirl plate strips (42) as the turbulence body in front of r> es are around one to the longitudinal axis of the ribs parallel axis are twisted.

II. Ho i first after one :! of the preceding claims, iaduren:> bken nze i chne t. that the ribs (2 /) ia area i.i'-r G-JsumkehrsLolle free of exhaust gas ν er -: i rboi ur,: j .-; ::, i ι c ei η (2H, i 4, 3 6- 37) are.

16. Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüchedadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (27, al) von im wesentlichen U-förmigen Lamellen (25) gebildet sind, deren Mittelsteg (26) am Innenmantel (19) des Wärmeübertragers (18) anliegt und die in gegenseitigem Abstand in Umfangsrir.htung über den Innenmantel des Wärmeübertragers verteilt sind.16. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs (27, al) of formed substantially U-shaped lamellae (25) are, whose central web (26) on the inner jacket (19) of the Heat exchanger (18) rests and the mutually spaced in circumferential direction over the inner jacket of the heat exchanger are distributed.

17. Heater according to one of claims 1 Hs 15, characterized in that that the ribs are formed by essentially L-shaped lamellae, which extend in the circumferential direction over the inner jacket (19)

of the heat exchanger and with the in%

nenmantel are connected.

18. Heater according to one of claims 1 to 15, characterized in that ■; draws that the ribs of substantially V-shaped lamellae (47) are formed, which in the circumferential direction over the inner jacket (19) | of the heat exchanger and in the area of the V-tip with the In- $ ' nenmantel are connected. $ i

19. Heater according to one of claims 1 to 15, characterized in that that the ribs (48) are placed individually on the inner jacket (19) of the heat exchanger.

20. Heater according to one of claims 1 to 15, characterized in that that the ribs (48) through the inner jacket (19) of the heat exchanger are pushed through.