Heat exchanger arrangement, in particular for a vehicle heater

专利摘要:
Eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfasst einen von einer inneren Wandung (32) und einer äußeren Wandung (36) begrenzten ersten Strömungsraum (26) für zu erwärmendes Medium sowie einen zweiten Strömungsraum (40) für in einer Brenneranordnung (12) erzeugte heiße Verbrennungsprodukte, wobei der zweite Strömungsraum (40) einen ersten Strömungsraumbereich (42) aufweist, in welchem die Verbrennungsprodukte entlang der inneren Wandung (32) strömen, und einen zweiten Strömungsraumbereich (44) aufweist, in welchem die Verbrennungsprodukte entlang der äußeren Wandung (36) strömen.A heat exchanger arrangement, in particular for a vehicle heater, comprises a first flow space (26) bounded by an inner wall (32) and an outer wall (36) for medium to be heated and a second flow space (40) for hot generated in a burner arrangement (12) Combustion products, wherein the second flow space (40) has a first flow space region (42) in which the combustion products flow along the inner wall (32), and a second flow space region (44) in which the combustion products along the outer wall (36) stream.
公开号:DE102004008358A1
申请号:DE200410008358
申请日:2004-02-20
公开日:2005-09-08
发明作者:Tobias Knies
申请人:Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG；
IPC主号:B60H1-22

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung, insbesonderefür einFahrzeugheizgerät,umfassend einen von einer inneren Wandung und einer äußeren Wandungbegrenzten ersten Strömungsraumfür zuerwärmendesMedium sowie einen zweiten Strömungsraumfür ineiner Brenneranordnung erzeugte heiße Verbrennungsprodukte.TheThe present invention relates to a heat exchanger arrangement, in particularfor aVehicle heater,comprising one of an inner wall and an outer walllimited first flow spacefor toobe heatedMedium and a second flow spacefor ina burner assembly produced hot combustion products.
[0002] Beiderartigen Wärmetauscheranordnungen strömen diein einer Brenneranordnung erzeugten heißen Verbrennungsprodukte imAllgemeinen entlang der inneren Wandung und übertragen dort Wärme aufdiese innere Wandung und überdiese auf das im ersten Strömungsraumzirkulierende zu erwärmendeMedium. Nach dem Strömenentlang der inneren Wandung verlassen die heißen Verbrennungsprodukte denzweiten Strömungsraumzur Umgebung oder zu einem Abgasreinigungssystem hin.atsuch heat exchanger assemblies flowin a burner assembly produced hot combustion products inGenerally along the inner wall and transmit heat therethis inner wall and overthis on the first flow spacecirculating to be heatedMedium. After pouringalong the inner wall, the hot combustion products leave thesecond flow spaceto the environment or to an exhaust gas cleaning system.
[0003] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Wärmetauscheranordnungso auszugestalten, dass sie einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.ItIt is the object of the present invention to provide such a heat exchanger arrangementbe designed so that it has an increased efficiency.
[0004] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe gelöst durcheine Wärmetauscheranordnung,insbesondere fürein Fahrzeugheizgerät,umfassend einen von einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung begrenztenersten Strömungsraumfür zuerwärmendesMedium sowie einen zweiten Strömungsraumfür ineiner Brenneranordnung erzeugte heiße Verbrennungsprodukte, wobeider zweite Strömungsraumeinen ersten Strömungsraumbereichaufweist, in welchem die Verbrennungsprodukte entlang der inneren Wandungströmen,und einen zweiten Strömungsraumbereichaufweist, in welchem die Verbrennungsprodukte entlang der äußeren Wandungströmen.According to the invention thisTask solved bya heat exchanger arrangement,especially fora vehicle heater,comprising one bounded by an inner wall and an outer wallfirst flow spacefor toobe heatedMedium and a second flow spacefor ina burner assembly produced hot combustion products, whereinthe second flow spacea first flow space areain which the products of combustion along the inner wallstream,and a second flow space regionin which the products of combustion along the outer wallstream.
[0005] Zusätzlich zumStrömender heißenVerbrennungsprodukte entlang der in neren Wandung ist also bei dererfindungsgemäß ausgestaltetenWärmetauscheranordnungnoch vorgesehen, dass diese Verbrennungsprodukte auch noch wenigstenseinen Teil der äußeren Wandungumströmen.Somit wird der von dem zu erwärmendenMedium durchströmteerste Strömungsrauman beiden Seiten umströmt,so dass die Gesamtflächezur Wärmeübertragungerhöhtwird und somit die in den heißenVerbrennungsprodukten transportierte Wärme effizienter zur Erwärmung deszu erwärmendenMediums genutzt werden kann.In addition toStreamthe hot onesCombustion products along the neren wall is thus in thedesigned according to the inventionThe heat exchanger assemblynor provided that these combustion products also at leasta part of the outer wallflow around.Thus, the one to be heated by theMedium flowed throughfirst flow spaceflows around on both sides,so the total areafor heat transferelevatedand thus in the hotCombustion products transported heat more efficiently to heat theto be heatedMedium can be used.
[0006] Umeine weitere Vergrößerung derzur Wärmeübertragungvorhandenen Flächeerlangen zu können,wird weiter vorgeschlagen, dass die innere Wandung in ihrem denersten Strömungsraumbereichbegrenzenden Bereich Wärmeübertragungsrippenaufweist. Weiter ist es hierfürmöglich,dass die äußere Wandungin ihrem den zweiten Strömungsraumbereichbegrenzenden Bereich Wärmeübertragungsrippenaufweist.Arounda further enlargement of thefor heat transferexisting areato be able to gainit is further suggested that the inner wall in their thefirst flow space arealimiting area heat transfer ribshaving. Next it is for thispossible,that the outer wallin her the second flow space arealimiting area heat transfer ribshaving.
[0007] Umdafür zusorgen, dass die im zweiten StrömungsraumbereichströmendenVerbrennungsprodukte auch bei Bereitstellung der Wärmeübertragungsrippenan der äußeren Wandungin Richtung zu einem Verbrennungsproduktauslass strömen können, wirdweiter vorgeschlagen, dass die an der äußeren Wandung vorgesehenenWärmeübertragungsrippenzu einer den zweiten Strömungsraumbereichbegrenzenden und der äußeren Wandung gegenüber liegendenUmfangswandung wenigstens bereichsweise einen Abstand aufweisen.Aroundfor that toomake sure that in the second flow space areaflowingCombustion products even when providing the heat transfer finson the outer walltowards a combustion product outletfurther proposed that provided on the outer wallHeat transfer finsto a second flow space areabordering and the outer wall oppositePeripheral wall at least partially have a distance.
[0008] Beider erfindungsgemäßen Wärmetauscheranordnungkann weiter vorgesehen sein, dass der zweite Strömungsraumbereich stromabwärts des erstenStrömungsraumbereichsangeordnet ist.atthe heat exchanger assembly according to the inventioncan be further provided that the second flow space region downstream of the firstFlow space areais arranged.
[0009] Umdas beidseitige Umströmendes ersten Strömungsraumbereichsmit den heißenVerbrennungsprodukten erlangen zu können, ist es weiter vorteilhaft,wenn zwischen dem ersten Strömungsraumbereichund dem zweiten Strömungsraumbereichein Strömungsumlenkbereichvorgesehen ist.Aroundthe bilateral recirculationof the first flow space areawith the hot onesTo obtain combustion products, it is further advantageousif between the first flow space areaand the second flow space areaa flow deflection areais provided.
[0010] DieserStrömungsumlenkbereichkann beispielsweise in einem Brennkammergehäuse ausgebildet sein. Die Folgedieser Umlenkung ist, dass im zweiten Strömungsraumbereich die Strömung im Wesentlichender Strömungim ersten Strömungsraumbereichentgegengesetzt gerichtet sein kann.ThisStrömungsumlenkbereichcan be formed for example in a combustion chamber housing. The episodethis deflection is that in the second flow space region, the flow substantiallythe flowin the first flow space areacan be directed opposite.
[0011] Einesehr effiziente Ausnutzung der in den heißen Verbrennungsprodukten transportiertenWärme kannweiter dann sichergestellt werden, wenn der erste Strömungsraumim Wesentlichen ringartig ausgebildet ist und wenn der zweite Strömungsraumbereichden ersten Strömungsraumwenigstens in der Hälfteseiner Umfangserstreckung umgibt.Avery efficient utilization of those transported in the hot combustion productsHeat cancontinue to be ensured if the first flow spaceis formed substantially annular and when the second flow space areathe first flow spaceat least in halfsurrounds its circumferential extent.
[0012] Dievorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeugheizgerät, umfassendeine erfindungsgemäß ausgestalteteWärmetauscheranordnung.TheThe present invention further relates to a vehicle heater comprisingan inventively designedThe heat exchanger assembly.
[0013] Dievorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegendenZeichnungen beschrieben. Es zeigt:TheThe present invention will be described below with reference to the accompanying drawingsDrawings described. It shows:
[0014] 1 eineExplosionsansicht eines Fahrzeugheizgeräts; 1 an exploded view of a vehicle heater;
[0015] 2 eineschematische Längsschnittansichtdes in 1 gezeigten Fahrzeugheizgeräts zum Darstellen der Verbrennungsproduktströmung undder Heizmediumströmung. 2 a schematic longitudinal sectional view of the in 1 shown vehicle heater for representing the combustion product flow and the heating medium flow.
[0016] In 1 istein Fahrzeugheizgerätallgemein mit 10 bezeichnet. Dieses Fahrzeugheizgerät 10 weistals wesentliche Systembereiche eine Brenneranordnung 12 undeine Wärmetauscheranordnung 14 auf.In der Brenneranordnung 12 wird ein Gemisch aus Brennstoff,beispielsweise Benzin oder Diesel, und Verbrennungsluft, das durchBrennstoffzerstäubungoder in sonstiger Weise bereitgestellt wird, verbrannt. Dazu istin einem allgemein mit 16 bezeichneten Brennkammergehäuse einein den Figuren nicht näherdargestellte Brennkammer vorgesehen. Die bei der Verbrennung inder Brennkammer erzeugten heißenVerbrennungsprodukte verlassen diese Brennkammer durch einen aucheine Flammblende bereitstellenden Brennkammerflansch 18 und tretenin ein Flammrohr 20 ein. An einem von der Brennkammer bzw.der Brenneranordnung 12 entfernten Ende des Flammrohrs 20 tretendie Verbrennungsprodukte aus dem Flammrohr 20 aus und tretendann in Wechselwirkung mit der Wärmetauscheranordnung 14,um darin zirkulierendes zu erwärmendesMedium, beispielsweise Wasser oder Luft, zu erwärmen. Der grundsätzlicheAufbau dieser Wärmetauscheranordnung 14 wirdnachfolgend auch mit Bezug auf die 2 erläutert.In 1 is a vehicle heater generally with 10 designated. This vehicle heater 10 has as essential system areas a burner assembly 12 and a heat exchanger assembly 14 on. In the burner assembly 12 For example, a mixture of fuel, such as gasoline or diesel, and combustion air, which is provided by fuel atomization or otherwise, is burned. This is in a general with 16 designated combustion chamber housing provided in the figures not shown combustion chamber. The hot combustion products generated during combustion in the combustion chamber leave this combustion chamber through a combustion chamber flange which also provides a flame shutter 18 and enter a fire tube 20 one. At one of the combustion chamber and the burner assembly 12 distant end of the flame tube 20 the combustion products escape from the flame tube 20 and then interact with the heat exchanger assembly 14 to heat circulating medium to be heated therein, for example, water or air. The basic structure of this heat exchanger assembly 14 will be described below with reference to the 2 explained.
[0017] DieWärmetauscheranordnung 14 umfasst zweiim Wesentlichen topfartig ausgestaltete Gehäuseteile 22, 24.Das Gehäuseteil 22 bildetdabei ein inneres Gehäuseteilund ist in das äußere Gehäuseteil 24 eingesetzt,so dass zwischen diesen beiden Gehäuseteilen 22, 24 einerster Strömungsraum 26 für das zuerwärmendeMedium bereitgestellt ist. Ein Einlassstutzen 28 gestattetden Eintritt des Mediums in diesen ersten Strömungsraum 26. EinAuslassstutzen 30 ermöglichtden Austritt des im ersten Strömungsraum 26 dannerwärmtenMediums.The heat exchanger arrangement 14 comprises two substantially cup-shaped housing parts 22 . 24 , The housing part 22 forms an inner housing part and is in the outer housing part 24 inserted so that between these two housing parts 22 . 24 a first flow space 26 is provided for the medium to be heated. An inlet nozzle 28 allows the medium to enter this first flow space 26 , An outlet 30 allows the exit of the first flow space 26 then heated medium.
[0018] Dasinnere Gehäuseteil 22 umfasstim Wesentlichen eine näherungsweisezylindrische innere Wandung 32 sowie einen Bodenbereich 34.Das äußere Gehäuseteil 24 umfassteine ebenfalls im Wesentlichen zylindrische äußere Wandung 36 undeinen Bodenbereich 38. Die einander gegenüber liegendeninneren und äußeren Wandungen 32, 36 und Bodenbereiche 34, 38 begrenzendann im Wesentlichen den ersten Strömungsraum 26. An ihremvom jeweiligen Bodenbereich 34 bzw. 38 entferntenEndbereich sind die beiden Gehäuseteile 22, 24 imBereich der Wandungen 32, 36 dann zum Bereitstellen einesdichten Abschlusses des ersten Strömungsraums 26 miteinanderdicht verbunden, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen, Einpressen o.dgl..The inner housing part 22 essentially comprises an approximately cylindrical inner wall 32 as well as a floor area 34 , The outer housing part 24 includes a likewise substantially cylindrical outer wall 36 and a floor area 38 , The opposite inner and outer walls 32 . 36 and floor areas 34 . 38 then essentially limit the first flow space 26 , At her from the respective floor area 34 respectively. 38 remote end area are the two housing parts 22 . 24 in the area of the walls 32 . 36 then to provide a tight seal of the first flow space 26 tightly joined together, for example by gluing, welding, press-fitting or the like.
[0019] Manerkennt in den Figuren weiter, dass das Flammrohr 20 sichin den vom inneren Gehäuseteil 22 bzw.der inneren Wandung 32 desselben umgebenen Raumbereichhinein erstreckt. Das Flammrohr 20 endet jedoch mit Abstandzum Bodenbereich 34, so dass die in das Flammrohr 20 eintretendenheißen Verbrennungsproduktebeim Austritt aus dem Flammrohr 20 auf den Bodenbereich 34 auftreffen, dortnach radial außen – bezogenauf die Strömungsrichtungder Verbrennungsprodukte im Flammrohr 20 – umgelenktwerden und in einen allgemein mit 40 bezeichneten zweitenStrömungsraumeintreten. In diesem zweiten Strömungsraum 40 undbereits auch beim Auftreffen auf den Bodenbereich 34 übertragen dieheißenVerbrennungsprodukte Wärmeauf die Wärmetauscheranordnung 14 undsomit das im ersten Strömungsraum 26 strömende zuerwärmende Medium.It can be seen in the figures that the flame tube 20 in the inner housing part 22 or the inner wall 32 the same surrounding space area extends into it. The flame tube 20 ends however with distance to the ground area 34 so that's in the fire tube 20 entering hot combustion products on exit from the flame tube 20 on the floor area 34 impinge, there radially outward - in relation to the flow direction of the combustion products in the flame tube 20 - be redirected and in a general with 40 Enter designated second flow space. In this second flow space 40 and already when hitting the ground area 34 the hot combustion products transfer heat to the heat exchanger assembly 14 and thus in the first flow space 26 flowing medium to be heated.
[0020] Derzweite Strömungsraum 40 umfasstzwei elementare Strömungsraumbereiche 42, 44.Der erste Strömungsraumbereich 42 dieserbeiden Strömungsraumbereiche 42, 44 istim Wesentlichen begrenzt durch das Flammrohr 20 und dieinnere Wandung 32 des inneren Gehäuseteils 22 und weistallgemein eine ringartige Struktur auf. In diesem ersten Strömungsraumbereich 42 strömen dieheißenVerbrennungsprodukte in einer Strömungsrichtung, die der Strömung imInnenvolumenbereich des Flammrohrs 20 im Wesentlichen entgegengesetztist. In diesem ersten Strömungsraumbereich 42 wirdalso Wärmeauf das innere Gehäuseteil 22 übertragen.Um diesen Wärmeübertragnoch weiter zu verbessern, kann dieses im Bereich seiner innerenWandung 32 mit in der 1 erkennbarenund im Wesentlichen in der Strömungsrichtungsich erstreckenden Wärmeübertragungsrippen 46 versehensein. Diese können derartbemessen sein, dass sie sich nach radial innen, also in Richtungauf das Flammrohr 20 zu, so weit erstrecken, dass sie imwesentlichen Längenbereichan der Außenoberfläche desFlammrohrs 20 anliegen und somit unter anderem auch zudessen Halterung beitragen. Auch können im Bodenbereich 34 Wärmeübertragungsrippenvorgesehen sein, die einerseits die Umlenkung der Verbrennungsprodukte nachradial außenunterstützenund andererseits auch dort eine vergrößerte Wärmeübertragungsfläche bereitstellenund beispielsweise in die in 1 erkennbarenWärmeübertragungsrippen 46 übergehenkönnen.The second flow space 40 includes two elementary flow space areas 42 . 44 , The first flow space area 42 these two flow space areas 42 . 44 is essentially limited by the flame tube 20 and the inner wall 32 of the inner housing part 22 and generally has a ring-like structure. In this first flow space area 42 the hot combustion products flow in a flow direction, that of the flow in the inner volume region of the flame tube 20 is essentially opposite. In this first flow space area 42 So heat is transferred to the inner case 22 transfer. To further improve this heat transfer, this can be in the region of its inner wall 32 with in the 1 identifiable and substantially in the flow direction extending heat transfer fins 46 be provided. These can be dimensioned such that they are radially inward, ie in the direction of the flame tube 20 to, extend so far that they are essentially lengthwise on the outer surface of the flame tube 20 abut and thus contribute among other things to its support. Also can in the ground area 34 Heat transfer ribs may be provided, on the one hand support the deflection of the combustion products radially outward and on the other hand also provide there an enlarged heat transfer surface and, for example, in the in 1 recognizable heat transfer ribs 46 can go over.
[0021] Dieentlang der inneren Wandung 32 im ersten Strömungsraumbereich 42 inRichtung zur Brenneranordnung 12 zurückströmenden Verbrennungsproduktetreten übermehrere am Brennkammerflansch 18 ausgestaltete innere Öffnungen 48 ineinen Strömungsumlenkbereich 50 imBrennkammergehäuse 16.Die inneren Öffnungen 48 sindlanggestreckt und mit kreissegmentartiger Konfiguration ausgestattet,so dass sie grundsätzlichan die kreisringartige Ausgestaltung des ersten Strömungsraumbereichs 42 angepasstsind. Auch der Strömungsumlenkbereich 50 imBrennkammergehäuse 16 istmit einer entsprechenden kreisring- oder kreisringsegmentartigenForm ausgestaltet und somit an die Umfangserstreckung des erstenStrömungsraumbereichs 42 undauch der inneren Öffnungen 48 angepasst.Der Strömungsumlenkbereich 50 istdurch Trennwandungsabschnitte 51a, 51b in mehrere,im dargestellten Beispiel drei, Kammern 53a, 53b und 53c unterteilt.The along the inner wall 32 in the first flow space area 42 towards the burner assembly 12 backflowing combustion products occur over several at the combustion chamber flange 18 designed inner openings 48 in a flow deflection area 50 in the combustion chamber housing 16 , The inner openings 48 are elongated and equipped with a circular segment-like configuration, so they basically to the circle ring-like configuration of the first flow space region 42 are adjusted. Also the flow deflection area 50 in the combustion chamber housing 16 is configured with a corresponding annular or annular segment-like shape and thus to the circumferential extent of the first flow space region 42 and also the inner openings 48 customized. The flow deflection area 50 is through dividing wall sections 51a . 51b in several, in the example shown three, chambers 53a . 53b and 53c divided.
[0022] Indem Brennkammerflansch 18 sind ferner äußere Öffnungen 52 vorgesehen.Diese erstrecken sich im Wesentlichen entlang der inneren Öffnungen 48,bilden also ebenfalls eine im Wesentlichen kreisringartige oderkreisringsegmentartige Öffnungsformation.Die Lage und die Formgebung dieser Öffnungen 52 ist angepasstan die Lage und die Formgebung des bereits angesprochenen zweitenStrömungsraumbereichs 44.Dieser zweite Strömungsraumbereichist im Wesentlichen gebildet zwischen der äußeren Wandung 36 des äußeren Gehäuseteils 24 undeiner Umfangwandung 54, welche dieser äußeren Wandung 36 zumindestin einem Bereich ihrer Umfangserstreckung gegenüber liegt. In der axialen Richtung,also der Längsrichtungder gesamten Anordnung, kann dieser zweite Strömungsraumbereich 44 durchden Bodenbereich 38 des äußeren Gehäuseteils 24 begrenztsein.In the combustion chamber flange 18 are also outer openings 52 intended. These extend substantially along the inner openings 48 , So also form a substantially circular or circular ring segment-like opening formation. The location and shape of these openings 52 is adapted to the position and the shape of the already mentioned second flow area 44 , This second flow space region is essentially formed between the outer wall 36 of the outer housing part 24 and a peripheral wall 54 which of this outer wall 36 lies opposite at least in a region of its circumferential extent. In the axial direction, ie the longitudinal direction of the entire arrangement, this second flow space region 44 through the floor area 38 of the outer housing part 24 be limited.
[0023] Dieaus dem ersten Strömungsraumbereich 42 über dieinneren Öffnungen 48 inden Strömungsumlenkbereich 50 imBrennkammergehäuse 16 eingetretenenVerbrennungsprodukte verlassen diesen Strömungsumlenkbereich 50 nacheiner Strömungsumlenkung über die äußeren Öffnungen 52,die wiederum dem axial offenen Ende des zweiten Strömungsraumbereichs 44 gegenüber liegenund somit den Eintritt der noch Wärme transportierenden Verbrennungsproduktein den zweiten Strömungsraumbereich 44 ermöglichen.Durch das Vorsehen mehrerer getrennter Kammern 53a, 53b, 53c imStrömungsumlenkbereich 50 wirddafür gesorgt,dass der Abgasstrom in optimierter Art und Weise in den zweitenStrömungsraumbereich 44 eintrittund gleichmäßig verteiltund nicht zwangsweise auf dem kürzesten Wegströmendentlang der Wärmeübertragungsrippen 58 geleitetwird. Die Verbrennungsprodukte strömen dann entlang der äußeren Wandung 36 des äußeren Gehäuseteils 24 ineiner Richtung, die der Strömungsrichtungim ersten Strömungsraumbereich 42 imWesentlichen entgegengesetzt ist, und in Richtung auf den Bodenbereich 38 zu.In einem dem Bodenbereich 38 nahe liegenden axialen Endbereich deszweiten Strömungsraumbereichs 44 istein Auslassstutzen 56 vorgesehen, über welchen die Verbrennungsproduktedann den zweiten Strömungsraum 40 verlassenkönnen.The from the first flow space area 42 over the inner openings 48 in the flow deflection area 50 in the combustion chamber housing 16 Incident combustion products leave this flow deflection 50 after a flow deflection over the outer openings 52 , in turn, the axially open end of the second flow space region 44 lie opposite and thus the entry of the still heat-transporting combustion products in the second flow space area 44 enable. By providing several separate chambers 53a . 53b . 53c in the flow deflection area 50 is ensured that the exhaust stream in an optimized manner in the second flow space area 44 enters and evenly distributed and not necessarily flowing along the shortest path along the heat transfer fins 58 is directed. The combustion products then flow along the outer wall 36 of the outer housing part 24 in one direction, that of the flow direction in the first flow space region 42 is essentially opposite, and towards the floor area 38 to. In a ground area 38 proximate axial end region of the second flow space region 44 is an outlet 56 provided, via which the combustion products then the second flow space 40 being able to leave.
[0024] Umauch beim Strömenim zweiten Strömungsraumbereich 44 einesehr effiziente Wärmeübertragungauf die Außenwandung 36 des äußeren Gehäuseteils 24 erlangenzu können,kann auch diese Außenwandung 36 mitWärmeübertragungsrippen 58 versehensein, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung, also auch inder Strömungsrichtungder Verbrennungsprodukte im zweiten Strömungsraumbereich 44,erstrecken. Da somit in Umfangsrichtung verteilt mehrere Kanäle im zweitenStrömungsraumbereich 44 gebildetsind, im Allgemeinen aber nur ein einziger Auslassstutzen 56 vorgesehensein soll, sind die Wärmeübertragungsrippen 58 sobemessen, dass zwischen deren radial äußeren Enden und der Umfangswandung 54 einZwischenraum 60 gebildet ist. Die Wärmeübertragungsrippen 58 gebensomit zwar grundsätzlicheine gewisse Strömungsrichtung für die Verbrennungsprodukteim zweiten Strömungsraumbereich 44 vor,gestatten jedoch den Übertrittder Verbrennungsprodukte von einem dieser Kanäle zum anderen, so dass insbesondereauch in dem dem Bodenbereich 38 nahen Ende des zweiten Strömungsraumbereichs 44 einVerbrennungsproduktstau vermieden wird und die in allen zwischen einzelnenWärmeübertragungsrippen 58 gebildeten Kanälen strömenden Verbrennungsproduktein Richtung zum Auslassstutzen 56 strömen können. Selbiges gilt auch für die Wärmeübertragungsrippen 46 an derinneren Wandung 32. Um auch in demjenigen Bereich, in welchemkeine inneren Öffnungen 48 demaxialen Ende des ersten Strömungsraumbereichs 42 gegenüber liegen,den Austritt der im ersten Strömungsraumbereich 42 strömenden Verbrennungsproduktein Richtung zum Strömungsumlenkbereich 50 zuermöglichen,könnenzumindest in diesem Endbereich des ersten Strömungsraumbereichs 42 dieWärmeübertragungsrippen 46 einenZwischenraum zum Flammrohr 20 lassen, so dass beispielsweiseauch in dem in der 2 oben liegenden Abschnitt desersten Strömungsraumbereichs 42 bei Erreichendes axialen Endes desselben die Verbrennungsprodukte in Umfangsrichtungumgelenkt werden könnenund in den Bereich der inneren Öffnungen 48 gelangenkönnen.Also when flowing in the second flow space area 44 a very efficient heat transfer to the outer wall 36 of the outer housing part 24 It is also possible to achieve this outer wall 36 with heat transfer ribs 58 be provided, which is substantially in the axial direction, ie also in the flow direction of the combustion products in the second flow space region 44 , extend. Since thus distributed in the circumferential direction a plurality of channels in the second flow space region 44 are formed, but generally only a single outlet 56 should be provided, are the heat transfer ribs 58 such that between its radially outer ends and the peripheral wall 54 a gap 60 is formed. The heat transfer ribs 58 Thus, in principle, give a certain flow direction for the combustion products in the second flow space region 44 before, however, allow the passage of the combustion products from one of these channels to the other, so that in particular in the bottom area 38 near end of the second flow space area 44 a combustion product accumulation is avoided and in all between individual heat transfer ribs 58 formed channels flowing combustion products towards the outlet 56 can flow. The same applies to the heat transfer ribs 46 on the inner wall 32 , Even in the area where there are no internal openings 48 the axial end of the first flow space region 42 lie opposite, the outlet of the first flow space area 42 flowing combustion products towards the Strömungsumlenkbereich 50 allow, at least in this end region of the first flow space region 42 the heat transfer ribs 46 a gap to the flame tube 20 let, so that, for example, in the in the 2 overhead portion of the first flow space area 42 upon reaching the axial end thereof, the combustion products can be deflected in the circumferential direction and into the region of the inner openings 48 can reach.
[0025] Durchdie vorangehend beschriebene erfindungsgemäß ausgestaltete Wärmetauscheranordnung 14 wirdalso erreicht, dass der von dem zu erwärmenden Medium durchströmte ersteStrömungsraum 26 nichtnur an seiner Innenseite, also im Bereich der inneren Wandung 32,von den heißenVerbrennungsprodukten umströmtwird, sondern auch zumindest in einem Teilbereich der äußeren Wandung 36 umströmt wird.Dies erhöhtdie zur Wärmeübertragungzur Verfügungstehende Oberflächeund somit den Wirkungsgrad der Wärmetauscheranordnung 14 erheblich.Hierzu ist es vorteilhaft, wenn, wie in 1 erkennbar,die Umströmungan der Außenseitezumindest überdie Hälfteder Umfangserstreckung der äußeren Wandung 36 bzw.des ersten Strömungsraums 26 erfolgt.Je nach fertigungstechnischen Gegebenheiten kann hier jedoch auchein deutlich größerer Umfangsbereichoder aber auch ein kleinerer Umfangsbereich abgedeckt sein.By the above-described inventively designed heat exchanger assembly 14 Thus, it is achieved that the first flow space through which the medium to be heated flows 26 not only on its inside, so in the area of the inner wall 32 , is flowed around by the hot combustion products, but also at least in a partial region of the outer wall 36 is flowed around. This increases the heat transfer surface available and thus the efficiency of the heat exchanger assembly 14 considerably. For this it is advantageous if, as in 1 recognizable, the flow around the outside at least over half of the circumferential extent of the outer wall 36 or the first the flow space 26 he follows. Depending on the manufacturing conditions, however, a significantly larger peripheral area or even a smaller peripheral area can be covered here.
[0026] Das äußere Gehäuseteil 24 kannmit seiner äußeren Wandung 36,der Umfangswandung 54 und dem Bodenbereich 38 alsintegrales Bauteil in einem Gussvorgang hergestellt werden. Dasinnere Gehäuseteil 22 wirddann in dieses Bauteil eingesetzt, wie bereits voranstehend beschrieben.Selbstverständlichkann die Umfangswandung 54 auch als separates Bauteil andas äußere Gehäuseteil 24 angesetzt werden.The outer housing part 24 can with its outer wall 36 , the peripheral wall 54 and the floor area 38 be produced as an integral component in a casting process. The inner housing part 22 is then inserted into this component, as already described above. Of course, the peripheral wall 54 as a separate component to the outer housing part 24 be set.

权利要求:
Claims (10)
[1]
Wärmetauscheranordnung,insbesondere für einFahrzeugheizgerät,umfassend einen von einer inneren Wandung (32) und einer äußeren Wandung (36)begrenzten ersten Strömungsraum(26) fürzu erwärmendesMedium sowie einen zweiten Strömungsraum(40) fürin einer Brenneranordnung (12) erzeugte heiße Verbrennungsprodukte,wobei der zweite Strömungsraum(40) einen ersten Strömungsraumbereich(42) aufweist, in welchem die Verbrennungsprodukte entlangder inneren Wandung (32) strömen, und einen zweiten Strömungsraumbereich (44)aufweist, in welchem die Verbrennungsprodukte entlang der äußeren Wandung(36) strömen.Heat exchanger arrangement, in particular for a vehicle heater, comprising one of an inner wall ( 32 ) and an outer wall ( 36 ) limited first flow space ( 26 ) for medium to be heated and a second flow space ( 40 ) for in a burner assembly ( 12 ) produced hot combustion products, wherein the second flow space ( 40 ) a first flow space area ( 42 ) in which the products of combustion along the inner wall ( 32 ) and a second flow area ( 44 ), in which the products of combustion along the outer wall ( 36 ) stream.
[2]
Wärmetauscheranordnungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wandung (32)in ihrem den ersten Strömungraumbereich(42) begrenzenden Bereich Wärmeübertragungsrippen (46)aufweist.Heat exchanger arrangement according to claim 1, characterized in that the inner wall ( 32 ) in her the first flow space area ( 42 ) delimiting area heat transfer ribs ( 46 ) having.
[3]
Wärmetauscheranordnungnach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Wandung(36) in ihrem den zweiten Strömungsraumbereich (44)begrenzenden Bereich Wärmeübertragungsrippen(58) aufweist.Heat exchanger arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the outer wall ( 36 ) in its second flow space region ( 44 ) delimiting area heat transfer ribs ( 58 ) having.
[4]
Wärmetauscheranordnungnach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der äußeren Wandung(36) vorgesehenen Wärmeübertragungsrippen(58) zu einer den zweiten Strömungsraumbereich (44)begrenzenden und der äußeren Wandung (36)gegenüberliegenden Umfangswandung (54) wenigstens bereichsweiseeinen Abstand (60) aufweisen.Heat exchanger arrangement according to claim 3, characterized in that on the outer wall ( 36 ) provided heat transfer ribs ( 58 ) to a second flow space area ( 44 ) limiting and the outer wall ( 36 ) opposite peripheral wall ( 54 ) at least partially spaced ( 60 ) exhibit.
[5]
Wärmetauscheranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungsraumbereich(44) stromabwärtsdes ersten Strömungsraumbereichs(42) angeordnet ist.Heat exchanger arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second flow space region ( 44 ) downstream of the first flow space region (FIG. 42 ) is arranged.
[6]
Wärmetauscheranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Strömungsraumbereich(42) und dem zweiten Strömungsraumbereich (44)ein Strömungsumlenkbereich(50) vorgesehen ist.Heat exchanger arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the first flow space region ( 42 ) and the second flow space region ( 44 ) a flow deflection region ( 50 ) is provided.
[7]
Wärmetauscheranordnungnach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsumlenkbereich(50) in einem Brennkammergehäuse (16) gebildetist.Heat exchanger arrangement according to claim 6, characterized in that the flow deflection region ( 50 ) in a combustion chamber housing ( 16 ) is formed.
[8]
Wärmetauscheranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung im ersten Strömungsraumbereich(42) der Strömungim zweiten Strömungsraumbereich(44) im Wesentlichen entgegengesetzt gerichtet ist.Heat exchanger arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the flow in the first flow space region ( 42 ) of the flow in the second flow space region ( 44 ) is directed substantially opposite.
[9]
Wärmetauscheranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsraum(26) im Wesentlichen ringartig ausgebildet ist und dassder zweite Strömungsraumbereich(44) den ersten Strömungsraum (26)wenigstens in der Hälfteseiner Umfangserstreckung umgibt.Heat exchanger arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first flow space ( 26 ) is formed substantially annular and that the second flow space region ( 44 ) the first flow space ( 26 ) surrounds at least half of its circumferential extent.
[10]
Fahrzeugheizgerät,umfassend eine Brenneranordnung (12) und eine Wärmetauscheranordnung (14)zur Übertragungvon in Verbrennungsprodukten der Brenneranordnung (12)transportierter Wärme aufein zu erwärmendesMedium gemäß einemder vorangehenden Ansprüche.A vehicle heater comprising a burner assembly ( 12 ) and a heat exchanger arrangement ( 14 ) for transferring into combustion products of the burner assembly ( 12 ) transported heat to a medium to be heated according to one of the preceding claims.

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公开号 | 公开日 | 专利标题

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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DE102004008358B4|2008-12-18|

引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
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2009-06-10| 8364| No opposition during term of opposition|

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2013-03-28| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: EBERSPAECHER CLIMATE CONTROL SYSTEMS GMBH & CO, DE Free format text: FORMER OWNER: J. EBERSPAECHER GMBH & CO. KG, 73730 ESSLINGEN, DE Effective date: 20130131 |

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2013-03-28| R082| Change of representative|Representative=s name: RUTTENSPERGER LACHNIT TROSSIN GOMOLL PATENT- U, DE Effective date: 20130131 Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN, DE Effective date: 20130131 |

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2014-09-30| R082| Change of representative|Representative=s name: RUTTENSPERGER LACHNIT TROSSIN GOMOLL PATENT- U, DE |

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2020-09-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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