Anordnung zur Absenkung der Abgastemperatur bei Heizeinrichtungen

Abstract

 Es wird eine Anordnung zur Absenkung der Abgastemperatur und Erhöhung des Wirkungsgrades im Wärmetauscher bei einem Heizgerät aufgezeigt, das vorzugsweise bei der Beheizung von Innenräumen von mobilen Einhei­ten Verwendung findet. Hierzu wird in den Ringraum (17) zwischen dem Flammrohr (12) des Heizgerätes und einem diesen umgebenden Wärmetauscher (13) ein Leitblech (18) angeordnet, das mindestens einen Teil des Ringraumes auf der Seite abdeckt, auf der der Abgasstutzen (16) angeordnet ist. Dabei kann dieses Leitblech Abgasdurchtrittsöffnungen (20) aufweisen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Absenkung der Abgastempera­tur bei Heizeinrichtungen mit einer Brennkammer, einem Verbrennungs­luftgebläse, einer elektrischen Zündeinrichtung sowie einem Flammrohr und einem dieses im Abstand konzentrisch umgebenden mit indirekten Heizflächen (Rippen) versehenen Wärmetauscher und einem Stutzen zur Abführung der Verbrennungsgase. Derartige Heizgeräte sind bekannt für die Verwendung in mobilen Einheiten wie Kraftfahrzeuge, Schiffe oder Wohnwagen und dienen dort zur Beheizung des Fahrzeuginnenraumes. Die bekannten Heizgeräte werden mit flüssigem Brennstoff betrieben, wobei vorzugsweise der Brennstoff Anwendung findet, der auch zur Verbrennung im fahrzeugeigenen Motor dient. Die Beheizung des Innenraumes kann entweder über Warmluft erfolgen, die unmittelbar in den Raum eingebla­sen wird oder indirekt über aufgeheiztes Wasser. Bei den sogenannten Wasserheizgeräten ist es zudem noch möglich, den Motorkreislauf vorzu­heizen.

[0002] Ein derartiges Heizgerät ist ausführlich in unserer DE-OS 21 39 504 beschrieben. In dieser Druckschrift wird eine Heizeinrichtung be­schrieben, die mit einem Druckgußstück versehen ist, welches ein­stückig die Brennkammer mitsamt den beidseitig mit indirekten Heiz­flächen (Rippen) versehenen Wärmetauscher und den Abgasstutzen bildet, wobei an die Brennkammer ein Flammrohr angeschlossen ist, das in den mit Rippen versehenen Wärmetauscherraum hineinragt. Dieses Gerät ist für die Aufheizung von Frischluft ausgelegt und dient zur Beheizung des Fahrzeuginnenraumes.

[0003] Dieses Heizgerät weist jedoch bezüglich der Abgasführung Nachteile auf. Bei der dort geschützten Anordnung strömt das aus dem Flammrohr austretende und an der Wärmetauscherwand umge lenkte Verbrennungsgas als Abgas auf dem Kürzesten Weg dem Abgasstutzen zu, und nur ein geringerer Anteil durchströmt auch den Ringraum zwischen Flammrohr und Wärmetauscher entlang den Rippen in dem dem Abgasstutzen gegenüberlie­genden Bereich. Dadurch ergibt sich eine Ungleichmäßigkeit in der Tem­peraturverteilung und infolge des relativ geringen Strömungsweges des Abgases eine unnötig hohe Abgastemperatur am Abgasaustritt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung bei einer gattungsgemäßen Heizeinrichtung aufzuzeigen, bei welcher eine gleich­mäßigere Temperaturverteilung im Wärmetauscher und dadurch eine Absen­kung der Abgastemperatur und eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Wär­metauschers erreicht wird.

[0005] Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer gat­tungsgemäßen Heizeinrichtung dadurch gelöst, daß im Strömungsweg des Abgases vor dem Abgasstutzen in dem Bereich, in dem der Abgasstutzen an den Wärmetauscher angeformt ist, in dem Ringraum zwischen Flammrohr und Wärmetauscher ein Leitblech angeordnet ist. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln erreicht, daä das Abgas nicht mehr auf dem kürzesten Weg dem Abgasstutzen zugeführt wird, sondern daß es gezwungen wird, den gesamten Ringraum zwischen Flammrohr und Wärmetauscher entlang der eingezogenen indirekten Heizflächen (Rippen) zu durchströmen. Das hat wiederum den Vorteil, daß eine gleichmäßigere Temperaturverteilung er­reicht wird und infolge der längeren Verweilzeit des Abgases eine Ab­senkung der Abgastemperatur am Austrittsstutzen erreicht wird. Bezüg­lich der Größe des Leitbleches had es sich als zweckmäßig erwiesen, daß dieses Leitblech einen Bereich zwischen 45° und 180° des Ring­raumes abdeckt. Bevorzugt wird hierbei ein Bereich von 120° bis 180°. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Dimensionierung eine Optimierung der Verweilzeit des Abgases erreicht wird. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterführung der Erfindung ist das Leitblech an den Wärmetauscher an­geordnet. Hierzu weist das Leitblech einen Winkel auf, mit dem es in den Wärmetauscher eingeschoben und mit diesem fest verbunden wird. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung, bei der die Rippen des Wärme­tauschers bis an das Leitblech geführt sind, kann das Leitblech auch unmittelbar an den Rippen des Wärmetauschers befestigt werden. In die­sem Fall ist das Leitblech ein einfaches Blechteil. Eine Weitere zweckmäßige Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Leit­blech ein oder mehrere Gasdurchtrittsöffnungen aufweist.

[0006] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vereinfacht und schematisch in den Figuren dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Heizgerät

Fig. 2 einen Schnitt an der angegebenen Stelle II-II.

[0007] Schließlich kann nach einer weiteren Ausgestaltung das Leitblech auch an dem Flammrohr befestigt sein. In diesem Fall wird beim Zusammenbau des Heizgerätes das Flammrohr samt Leitblech auf die Brennkammer auf­gesetzt.

[0008] Das als Beispiel dargestellte Heizgerät entspricht dem aus der DE-Os 21 39 504. Dabei handelt es sich um ein Heizgerät für die Beheizung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit Warmluft.

[0009] Bei der Heizeinrichtung 1 ist in einem metallischen Gehäuse 2, das einen axialen Frischlufteintrittsstutzen 3 und einen ebenfalls axialen Heizluftaustrittsstutzen 4 aufweist, ein Frischluftansauggebläse 5 und auf gleicher Welle ein Verbrennungsluftgebläse 6, das die Verbren­nungsluft über den Verbrennungsluftansaugstutzen 7 ansaugt, angeord­net. Die Brennstoffzufuhr erfolgt über den Zündkerzenstutzen 8, in dem auch die Zündeinrichtung 9 eingesetzt ist. Das aufbereitete, zündfä­hige Gemisch wird in der seitlichen Vorkammer 10 gezündet und ver­brennt in der Brenkkammer 11, an die sich ein Flammrohr 12 anschließt. Dieses Flammrohr 12 ragt in den Wärmetauscher 13, der an seiner Außen­seite indirekte Heizflächen (Rippen) 14 und an seiner Innenseite in­direkte Heizflächen (Rippen) 15 aufweist. Das Abgas wird über den Ab­gasstutzen 16 abgeführt. Die durch den Frischlufteintrittsstutzen 3 angesaugte Frischluft durchströmt die Heizeinrichtung 1 und wird beim Durchströmen des Ringraumes zwischen Gehäuse 2 und dem Wärmetauscher 13 mit den indirekten Heizflächen 15 aufgeheizt und verläßt als Heiz­luft die Heizeinrichtung 1 über den Heizluftaustrittsstutzen 4. Die Aufheizung der Frischluft erfolgt durch die heißen Verbrennungsgase, die aus dem Flammrohr 12, das stirnseitig offen ist, austreten und an der Wand des Wärmetauscher 13 umgelenkt werden und den Ringraum 17 zwischen Flammrohr 12 und Wärmetauscher 13 mit den inneren indirekten Heizflächen 14 durchströmt.

[0010] Bei der bekannten Einrichtung nimmt das Verbrennungsgas den Kürzesten und widerstandslosesten Weg vom Flammrohraustritt zum Abgasstutzen 16, wodurch sowohl eine gleichmäßige Strömung im Wärmetauscher 13 verhin­dert wird als auch eine längere Verweilzeit zur Wärmeübertragung auf die Frischluft. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher in dem Ringraum 17 zwischen Flammrohr 12 und Wärmetauscher 13 ein Leitblech 18 im Strömungsweg des Abgases vor dem Abgasstutzen 16 angeordnet. Dieses Leitblech 18 deckt mindestens einen Bereich der unteren Ring­raumhälfte ab, vorzugsweise den halben Ringraum 17, so daß das Abgas gezwungen ist, den gesamten Ringraum 17 zu durchströmen und gewisser­maßen von der Ringraumhälfte über dem Abgasstutzen 16 abzuströmen. Das Leitblech 17 kann über einen Befestigungsschenkel 18 an dem Wärme­tauscher 13 befestigt sein, dessen innere indirekten Heizflächen (Rip­pen) 14 in diesem Bereich natürlich verkürzt sind. Das Leitblech 17 kann auch - ohne Befestigungsschenkel 18 - direkt an den Rippen 14 be­festigt sein. Die Montage ist sehr einfach, da das Leitblech 17 in den Wärmetauscher 13 nur eingeschoben und dann befestigt wird. Das Leit­blech 17 kann auch Abgasdurchtrittsöffnungen 20 aufweisen, um einen Teil des Abgases eine direkte Zuströmung zum Abgasstutzen 16 zu ermög­lichen. Hierdurch kann in einfacher Weise eine Optimierung der Ab­gastemperaturabsenkung durch Verlängerung der Verweilzeit des Abgases zur Wärmeübertragung erreicht werden.

Ansprüche

1. Anordnung zur Absenkung der Abgastemperatur bei Heizeinrichtungen mit einer Brennkammer, einem Verbrennungsluftgebläse, einer elektri­schen Zündeinrichtung sowie einem Flammrohr und einem dieses im Ab­stand konzentrisch umgebenden mit indirekten Heizflächen (Rippen) versehenen Wärmetauscher und einem Stutzen zur Abführung der Ver­brennungsgase, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg das Ab­gases vor dem Abgasstutzen (16) in dem Bereich, in dem der Abgas­stutzen (16) an den Wärmetauscher (13) angeformt ist, in dem Ring­raum (17) zwischen Flammrohr (12) und Wärmetauscher (13) ein Leit­blech (18) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leit­blech (18) einen Bereich zwischen 45° und 180° des Ringraumes (17) abdeckt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (18) an dem Wärmetauscher (13) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (18) Gasdurchtrittsöffnungen (20) aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekten Heizflächen (14, 15) des Wärmetauschers (13) bis an das Leitblech (18) geführt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (18) an dem Flammrohr (12) befestigt ist.

Zeichnung