EP0377797B1 - Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät - Google Patents

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EP0377797B1
EP0377797B1 EP89119790A EP89119790A EP0377797B1 EP 0377797 B1 EP0377797 B1 EP 0377797B1 EP 89119790 A EP89119790 A EP 89119790A EP 89119790 A EP89119790 A EP 89119790A EP 0377797 B1 EP0377797 B1 EP 0377797B1
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EP
European Patent Office
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burner
combustion air
heater
casing part
head housing
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EP89119790A
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EP0377797A2 (de
EP0377797A3 (de
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Peter Dr. Koch
Günter Kahnau
Peter Glaser
Georg Habbel
Stefan Kunz
Bernhard Schmatelka
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Webasto SE
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2207/00—Ignition devices associated with burner

Definitions

  • the invention a heater, in particular a vehicle heater, which has a burner component which projects into a combustion chamber delimited by a combustion tube, and which is accommodated in a surrounding burner head housing of the heater according to the preamble of claim 1.
  • the combustion air which is from a combustion air fan of the Heating device is delivered, enters a combustion air space of a predetermined volume, which is formed between the outer surface of the burner component and an inner surface of a jacket part surrounding it.
  • the burner component surrounding the flame root, the jacket part surrounding this and a burner head housing part accommodating both are fitted together as sheet metal parts.
  • a high degree of manufacturing accuracy is required for a perfect, tight fit of the parts. If the parts are tightly seated for leak tightness, later disassembly is necessary, e.g. Gaining access to the combustion chamber during maintenance work is only possible with great effort.
  • a heater in particular a vehicle heater with a burner component is described, which can be pressed in the axial direction in the direction of the combustion tube by means of a pressing device for fixing the position.
  • the pressing device presses the burner component against correspondingly defined conditions of the burner head housing part, the burner head housing part on the one hand and the outer surface of the Burner part, on the other hand, delimits the space into which combustion air coming from a combustion air blower enters and then enters the burner component.
  • There is direct contact between the burner head housing part and the burner component so that heat transfer to the burner component via the burner head housing part is also possible via these system contacts, in which the exhaust gas outlet of the heater is also provided.
  • the invention has for its object to provide a heater, the structure of which enables reliable, tight assembly of the components involved with simple means.
  • the jacket part can also be designed such that other burner devices, such as flame monitors, ignition devices and the like. are carried by the burner jacket part.
  • the outer surface of the jacket part rests on the inner surface of the burner head housing part, whereby thermal decoupling is achieved by means of the air gap between the burner part and the jacket part, through which combustion air flows, so that the burner head housing part is not in direct heat-conducting connection with the burner component .
  • the burner can thus be largely free of temperature influences through the burner head housing part operated, which enables low-pollutant combustion.
  • the combustion air space is preferably delimited on the end face by a cover which cooperates with the burner component and which seals the combustion air space on the end face from the surroundings.
  • a cover which cooperates with the burner component and which seals the combustion air space on the end face from the surroundings.
  • an inlet opening for the combustion air coming from the combustion air fan can be provided, via which the combustion air is introduced into the combustion air space.
  • This opening is preferably also sealed off from the surroundings by means of a sealing ring.
  • the combustion air is introduced into the combustion air space in a predetermined flow direction, so that the combustion air supply is as low-loss as possible.
  • the energy requirement of the combustion air fan is favorably influenced in the sense of a reduction.
  • the combustion air is preferably introduced into the combustion air space via the inlet opening in such a way that the combustion air is directed onto the outer surface of the burner part.
  • a section of a total of 1 heater is shown.
  • a burner tube 3 is arranged coaxially to the longitudinal center axis 4 of the heater 1.
  • the combustion tube 3 delimits a combustion chamber 5.
  • the combustion tube 3 is surrounded by a heat exchanger 6, which in turn is enclosed by the housing part 2.
  • a so-called "water heater” is illustrated which works with a liquid heat transfer medium which flows through the space between the heat exchanger 6 and the housing part 2.
  • the hot combustion gases generated in the combustion chamber 5 give off their heat to the liquid heat transfer medium, which is thereby heated and is used in the intended use for vehicle heating.
  • the hot combustion gases leave the heater 1 through an exhaust gas outlet 7.
  • the inlet area with the inlet and the outlet area with the outlet for the heat transfer medium are not shown in the drawing, since they are not in the plane of the drawing.
  • a burner component which represents the actual flame producing burner, and in which an ignition device 11, for example a glow plug, and a Flame detector 12 protrudes.
  • a so-called evaporation burner is selected as the combustion design, which comprises an absorbent body 13 which is arranged upstream of the ignition device 11 in the burner component 10 and which serves to evaporate the preferably liquid fuel supplied.
  • a jacket part generally designated 14 surrounds the burner component 10 and is arranged concentrically to it in such a way that a combustion air space 15 is formed between the burner component 10 and the jacket part 14, which is designed in the form of an annular gap.
  • this combustion air space 15 is delimited by a cover 16, which is tightly connected to the burner head housing part 2a.
  • this cover 16 there is an inlet opening 17 which is connected to an outlet (not shown) of a combustion air blower (also not shown).
  • a seal 18, which is designed in the form of a sealing ring 19, is inserted into the inlet opening 17 for sealing off from the surroundings.
  • combustion air is introduced into the combustion air space 15 with low losses by the combustion air fan in such a way that the combustion air flow is directed onto the outer surface of the burner component 10.
  • Openings 20 are provided in a distributed arrangement over the circumference of the burner component 10, through which openings the combustion air is introduced into the interior of the burner component 10.
  • a further opening 21 is provided on the burner component 10 in the vicinity of the ignition device 11 in order to introduce combustion air into the space 22 around the ignition device, which is further delimited by a carrier 23 for the absorbent body 13.
  • the jacket part designated overall by 14, is divided in the radial direction, so that matching parts 14a, 14b are obtained.
  • the division plane 24 is inclined to the outer surface 25 of the outer part 14 and a device 26 is provided. by means of which the parts 14a, 14b of the jacket part 14 can be braced against one another in order to achieve a tight seal in the region of the parting plane 24.
  • the part 14a of the jacket part 14 also serves as a carrier for the flame detector 12, while the other part 14b thereof, which faces the cover 16, receives the ignition device 11.
  • the casing part 14 as a whole or at least a part 14a, 14b of the casing part 14 is made of a light metal or a light metal alloy, such as made of aluminum or an aluminum alloy. In this way, the weight for the additionally provided jacket part 14 can be reduced.
  • the jacket part 14 expediently lies at least partially on the inner surface of the burner head housing part 2a and is supported by the latter.
  • an annular space serving as the combustion air space is formed around the burner component 10, the volume of which, in order to optimize the combustion properties of the burner, to the desired design of the heater and the like. can be coordinated. Furthermore, can be chosen by the predetermined air volume, which is largely independent of the size and shape of the burner head housing part 2a, so that vibrating air volumes are avoided. This results in a low-noise operation of the burner and the heater 1 as a whole. Furthermore, the jacket part 14 enables a thermal decoupling of the housing part 2 and the burner head housing part 2a, so that the burner is largely free of temperature influences of the housing part 2.
  • the present invention is not limited to the details of the above-described embodiment, but the jacket part 14 can also be configured differently, provided that the aim of the invention of the predetermined volume of the combustion air space around the burner component 10 is achieved.

Description

  • Die Erfindung ein Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugheizgerät, das ein Brennerbauteil hat, das in eine von einem Brennrohr begrenzte Brennkammer ragt, und das in einem dies umgebendes Brennerkopfgehäuse des Heizgeräts aufgenommen ist gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Brennluft, die von einem Brennluftgebläse des Heizgeräts geliefert wird, tritt dabei in einen Brennluftraum vorbestimmten Volumens ein, der zwischen der Außenfläche des Brennerbauteil und einer Innenfläche eines dieses umgebenden Mantelteils gebildet wird.
  • Bei einem aus GB-A-899 350 bekannten gattungsgemäßen Heizgerät sind das die Flammwurzel umgebende Brennerbauteil, das dieses umgebende Mantelteil sowie ein beide aufnehmendes Brennerkopfgehäuseteil als Blechteile ineinandergefügt. Für ein einwandfreies dichtes Zusammenpassen der Teile ist eine hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich. Bei einem für eine Dichtigkeit erforderlichen festen Sitz der Teile ist eine spätere Demontage, um z.B. bei Wartungsarbeiten Zugang zur Brennkammer zu gewinnen, nur unter großen Anstrengungen möglich.
  • In der eigenen älteren Patentanmeldung DE-A-38 07 190.8 ist ein Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugheizgerät mit einem Brennerbauteil beschrieben, das mittels einer Anpreßeinrichtung in axialer Richtung in Richtung des Brennrohrs zur Lagefixierung drückbar ist. Die Anpreßeinrichtung drückt das Brennerbauteil gegen entsprechend definierte Auflagen des Brennerkopfgehäuseteils, wobei das Brennerkopfgehäuseteil einerseits und die Außenfläche des Brennerteils andererseits den Raum begrenzt, in den von einem Brennluftgebläse kommende Brennluft eintritt, die dann in das Brennerbauteil eintritt. Dabei ist eine unmittelbare Berührung zwischen Brennerkopfgehäuseteil und Brennerbauteil gegeben, so daß über diese Anlageberührungen auch eine Wärmeübertragung zum Brennerbauteil über das Brennerkopfgehäuseteil möglich ist, in dem auch der Abgasauslaß des Heizgeräts vorgesehen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät bereitzustellen, dessen Aufbau ein zuverlässiges, dichtes Zusammenfügen der beteiligten Bauteile mit einfachen Mitteln ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Unterteilung des Mantelteils in radialer Richtung mit einer zur Mantelfläche des Mantelteils geneigten Teilungsebene vereinfacht sich die Montage des Mantelteils, da die so gebildeten Teile des Mantelteils leicht gegeneinander verspannt werden können, um einen dichten Abschluß im Bereich der Teilungsebene zu erreichen. Insbesondere kann das Mantelteil dabei ferner derart gestaltet werden, daß noch weitere Einrichtungen des Brenners, wie Flammwächter, Zündeinrichtung u.dgl. von dem Brennermantelteil getragen werden.
  • Vorzugsweise liegt das Mantelteil mit seiner Außenfläche an der Innenfläche des Brennerkopfgehäuseteils an, wodurch mittels des Luftspaltes zwischen dem Brennerteil und dem Mantelteil, der von Brennluft durchströmt ist, eine thermische Entkopplung erreicht wird, so daß das Brennerkopfgehäuseteil nicht in unmittelbarer wärmeleitender Verbindung mit dem Brennerbauteil ist. Somit kann der Brenner weitgehend frei von Temperatureinflüssen durch das Brennerkopfgehäuseteil betrieben werden, wodurch eine schadstoffarme Verbrennung ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise wird der Brennluftraum stirnseitig durch einen mit dem Brennerbauteil zusammenarbeitenden Deckel begrenzt, welcher den Brennluftraum stirnseitig gegenüber der Umgebung abdichtet. In diesem Deckel kann eine Eintrittsöffnung für die vom Brennluftgebläse kommende Brennluft vorgesehen sein, über die die Brennluft in den Brennluftraum eingeleitet wird. Vorzugsweise ist diese Öffnung ebenfalls gegenüber der Umgebung vorzugsweise mittels eines Dichtrings abgedichtet. Durch diese Auslegung wird die Brennluft in vorbestimmter Strömungsrichtung in den Brennluftraum eingeleitet, so daß man eine möglichst verlustarme Brennluftzufuhr erhält. Hierdurch wird der Energiebedarf des Brennluftgebläses im Sinne einer Herabsetzung günstig beeinflußt. In bevorzugter Weise wird die Brennluft über die Eintrittsöffnung sowohl in den Brennluftraum eingeleitet, daß die Brennluft auf die Außenfläche des Brennerteils gerichtet wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend an einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
  • Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine axiale Ausschnittsansicht eines Heizgeräts mit einem Brenner nach der Erfindung.
  • In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines insgeskamt mit 1 bezeichneten Heizgeräts gezeigt. In einem Gehäuseteil 2, das ein Brennerkopfgehäuseteil 2a umfaßt, ist ein Brennrohr 3 koaxial zur Längsmittelachse 4 des Heizgeräts 1 angeordnet. Das Brennrohr 3 begrenzt eine Brennkammer 5. Das Brennrohr 3 ist von einem Warmetauscher 6 umgeben, der seinerseits vom Gehäuseteil 2 umschlossen ist. Beim in der Figur dargestellten Beispiel ist ein sogenanntes "Wasserheizgerät" verdeutlicht, das mit einem flüssigen Wärmeträger arbeitet, der den Zwischenraum zwischen dem Wärmetauscher 6 und dem Gehäuseteil 2 durchströmt. Am Wärmetauscher 6 geben die in der Brennkammer 5 erzeugten heißen Verbrennungsgase ihre Wärme an den flüssigen Wärmeträger ab, der hierdurch aufgeheizt wird und in bestimmungsgemäßer Verwendung zur Fahrzeugheizung benutzt wird. Die heißen Verbrennungsgase verlassen das Heizgerät 1 über einen Abgasauslaß 7. Der Eintrittsbereich mit dem Einlaß und der Austrittsbereich mit dem Auslaß für den Wärmeträger sind in der Zeichnung nicht verdeutlicht, da sie nicht in der Zeichenebene liegen.
  • Mit 10 ist ein Brennerbauteil bezeichnet, das den eigentlichen, die Flamme erzeugenden Brenner darstellt, und in das eine Zündeinrichtung 11, beispielsweise eine Glühkerze, sowie ein Flammwächter 12 ragt. Als Brennbauform ist ein sogenannter Verdampfungsbrenner gewählt, der einen saugfähigen Körper 13 umfaßt, der stromauf der Zündeinrichtung 11 im Brennerbauteil 10 angeordnet ist, und der zur Verdampfung des zugeführten vorzugsweise flüssigen Brennstoffs dient.
  • Wie in der Figur gezeigt ist, umgibt ein insgesamt mit 14 bezeichnetes Mantelteil das Brennerbauteil 10 und ist konzentrisch zu diesem derart angeordnet, daß ein Brennluftraum 15 zwischen dem Brennerbauteil 10 und dem Mantelteil 14 gebildet wird, der in Form eines Ringspalts ausgelegt ist. Stirnseitig wird dieser Brennluftraum 15 von einem Dekkel 16 begrenzt, der dicht schließend mit dem Brennerkopfgehäuseteil 2a verbunden ist. In diesem Deckel 16 ist eine Eintrittsöffnung 17 vorgesehen, die in Verbindung mit einem nicht dargestellten Auslaß eines ebenfalls nicht dargestellten Brennluftgebläses steht. Zur Abdichtung gegenüber der Umgebung ist in die Eintrittsöffnung 17 eine Dichtung 18 eingesetzt, die in Form eines Dichtrings 19 ausgelegt ist. Über diese Eintrittsöffnung 17 wird Brennluft verlustarm vom Brennluftgebläse in bevorzugter Weise derart in den Brennluftraum 15 eingeleitet, daß der Brennluftstrom auf die Außenfläche des Brennerbauteils 10 gerichtet wird. Über den Umfang des Brennerbauteils 10 sind Öffnungen 20 in verteilter Anordnung vorgesehen, über die die Brennluft in den Innenraum des Brennerbauteils 10 eingeleitet wird. Ferner ist in der Nähe der Zündeinrichtung 11 eine weitere Öffnung 21 am Brennerbauteil 10 vorgesehen, um Brennluft in den Raum 22 um die Zündeinrichtung, einzuleiten, der ferner durch einen Träger 23 für den saugfähigen Körper 13 begrenzt wird.
  • Das insgesamt mit 14 bezeichnete Mantelteil ist in radialer Richtung geteilt, so daß man zueinander passende Teile 14a, 14b erhält. Die Teilungsebene 24 ist zur Mantelfläche 25 des Mantelteils 14 geneigt und es ist eine Einrichtung 26 vorgesehen, mittels der die Teile 14a, 14b des Mantelteils 14 gegeneinander verspannt werden können, um einen dichten Abschluß im Bereich der Teilungsebene 24 zu erreichen. Das Teil 14a des Mantelteils 14 dient zugleich als Träger für den Flammwächter 12, während das andere Teil 14b desselben, das dem Deckel 16 zugewandt ist, die Zündeinrichtung 11 aufnimmt. Das Mantelteil 14 ist insgesamt oder es ist wenigstens ein Teil 14a, 14b des Mantelteils 14 aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, wie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Hierdurch läßt sich das Gewicht für das zusätzlich vorgesehene Mantelteil 14 reduzieren. Das Mantelteil 14 liegt zweckmäßigerweise wenigstens teilweise an der Innenfläche des Brennerkopfgehäuseteils 2a an und wird durch dieses abgestützt.
  • Mit dem nach der Erfindung vorgesehenen Mantelteil 14 wird ein als Brennluftraum dienender Ringraum um das Brennerbauteil 10 gebildet, dessen Volumen zur Optimierung der Brenneigenschaften des Brenners auf die jeweils gewünschte Bauform des Heizgeräts u.dgl. abgestimmt werden kann. Ferner läßt sich durch das vorbestimmbare Luftvolumen, das weitgehend unabhängig von der Größe und der Ausbildungsform des Brennerkopfgehäuseteils 2a ist, so wählen, daß zu Schwingungen neigende Luftvolumina vermieden werden. Hierdurch erhält man ein geräuscharmes Arbeiten des Brenners und des Heizgeräts 1 insgesamt. Ferner ermöglicht das Mantelteil 14 eine thermische Entkopplung von Gehäuseteil 2 und dem Brennerkopfgehäuseteil 2a, so daß der Brenner weitgehend frei von Temperatureinflüssen des Gehäuseteils 2 ist.
  • Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der vorangehend erläuterten Ausführungsform beschränkt, sondern das Mantelteil 14 kann auch hiervon abweichend ausgestaltet werden, vorausgesetzt, daß das nach der Erfindung angestrebte Ziel des vorbestimmten Volumens des Brennluftraumes um das Brennerbauteil 10 verwirklicht wird.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Heizgerät insgesamt
    2
    Gehäuseteil insgesamt
    2a
    Brennerkopfgehäuseteil
    3
    Brennrohr
    4
    Längsmittelachse des Heizgeräts 1
    5
    Brennkammer
    6
    Wärmetauscher
    7
    Abgasauslaß
    10
    Brennerbauteil
    11
    Zündeinrichtung
    12
    Flammwächter
    13
    Saugfähiger Körper
    14
    Mantelteil insgesamt
    14a,14b
    Teile des Mantelteils 14
    15
    Brennluftraum
    16
    Deckel
    17
    Eintrittsöffnung
    18
    Dichtung
    19
    Dichtring
    20
    Öffnung an Brennerbauteil 10 für Brennluftzufuhr
    21
    Öffnung an Stirnfläche des Brennerbauteils 10 für Brennluftzufuhr
    22
    Raum um Zündeinrichtung 11
    23
    Träger für den saugfähigen Körper 13
    24
    Teilungsebene des Mantelteils 14
    25
    Mantelfläche des Mantelteils 14
    26
    Einrichtung zur Verspannung der Teile 14a, 14b des Mantelteils 14

Claims (7)

  1. Heizgerät (1), insbesondere Fahrzeugheizgerät, mit einem in eine von einem Brennrohr (3) begrenzte Brennkammer (5) ragenden Brennerbauteil (10), das in einem es umgebenden Brennerkopfgehäuseteil (2a) des Heizgeräts (1) aufgenommen ist, wobei Brennluft in den Raum um das Brennerbauteil (10) eintritt, und ein Mantelteil (14) das Brennerbauteil (10) derart umgibt, daß zwischen der Innenfläche des Mantelteils (14) und der Außenfläche des Brennerbauteils (10) ein Brennluftraum (15) vorbestimmten Volumens begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (14) in radialer Richtung geteilt ist, die Teilungsebene (24) zur Mantelfläche (25) des Mantelteils (14) geneigt ist und die so gebildeten beiden Teile (14a, 14b) des Mantelteils (14) gegeneinander verspannt sind.
  2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (14) wenigstens teilweise an der Innenfläche des Brennerkopfgehäuseteils (2a) anliegt.
  3. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennluftraum (15) stirnseitig durch einen mit dem Brennerkopfgehäuseteil (2a) zusammenarbeitenden Deckel (16) begrenzt ist.
  4. Heizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennluft über eine Eintrittsöffnung (17) im Deckel (16) in den Brennluftraum (15) eintritt.
  5. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennlufteintrittsöffnung (17) im Deckel (16) gegenüber der Umgebung abgedichtet ist (18).
  6. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung ein Dichtring (19) vorgesehen ist.
  7. Heizgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (14; 14a; 14b) aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, besteht.
EP89119790A 1989-01-10 1989-10-25 Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät Expired - Lifetime EP0377797B1 (de)

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DE3900438A DE3900438A1 (de) 1989-01-10 1989-01-10 Heizgeraet, insbesondere fahrzeugheizgeraet
DE3900438 1989-01-10

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EP0377797A2 EP0377797A2 (de) 1990-07-18
EP0377797A3 EP0377797A3 (de) 1991-08-28
EP0377797B1 true EP0377797B1 (de) 1993-09-01

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EP89119790A Expired - Lifetime EP0377797B1 (de) 1989-01-10 1989-10-25 Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät

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DE (2) DE3900438A1 (de)

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