DE19720282A1

DE19720282A1 - Motor vehicle liquid fuel air heater

Info

Publication number: DE19720282A1
Application number: DE1997120282
Authority: DE
Inventors: Heiko Wenningmann
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: DE19720282B4

Abstract

The air heater (1) is provided with an electric motor (2), a combustion chamber (3), a heat exchanger (4) and a combustion air fan (5) as well as a hot air fan (6). The motor (2) drives the hot air fan (6) across a drive shaft (7). The axis (20) of the hot air fan (6) runs vertical to the axis (16) of the combustion chamber (3). The hot air fan (6), the combustion air fan (5) and the motor (2) are established extending vertical to the axis of the combustion chamber (3) and to the combustion chamber. The two fans (5, 6) are designed as structural entities, and are driven by the one sided drive shaft (7) of the common motor (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Flüssigbrennstoff betriebenes Luftheizgerät, insbesondere motorunabhängig betriebener Zu heizer für Kraftfahrzeuge, mit Motor, Brennkammer, Wärmetau scher und Verbrennungsluftgebläse, sowie einem Heizluftgeblä se, wobei der Motor über eine Antriebswelle das Heizluftge bläse antreibt.The invention relates to a fuel operated with liquid fuel Air heater, in particular motor-operated Zu heater for motor vehicles, with engine, combustion chamber, heat rope shear and combustion air blower, as well as a heating air blower se, the motor via a drive shaft the Heizluftge blower drives.

Heizgeräte der vorgenannten Art in Form von Kraftfahrzeug- Zuheizern ("Standheizgeräten") werden verwendet, um unabhän gig vom Motor den Fahrzeuginnenraum zu beheizen und auch bei wassergekühlten Motoren eine Motorvorwärmung vorzunehmen. Problematisch hierbei ist bei einem Erst-Einbau oder einem nachträglichen Einbau in ein Fahrzeug vielfach die Baugröße des Luftheizgerätes und die vorgegebene Lage der Luftzufuhr öffnungen sowohl der Verbrennungsluft- als auch der Heizluft zufuhr bei einem Luftheizgerät.Heaters of the aforementioned type in the form of motor vehicle Heaters ("auxiliary heaters") are used to independently gig from the engine to heat the vehicle interior and also at water-cooled engines to preheat the engine. The problem here is with a first installation or one subsequent installation in a vehicle often the size of the air heater and the specified position of the air supply openings of both the combustion air and the heating air supply with an air heater.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines mit Flüssig brennstoff betriebenen Luftheizgeräts der eingangs genannten Art welches einfach und kompakt aufgebaut ist, hinsichtlich Einbau Variationsmöglichkeiten erlaubt und gleichwohl effek tiv betrieben werden kann.The object of the invention is to create a liquid fuel operated air heater of the aforementioned Kind which is simple and compact in terms of Installation possible variations and nevertheless effec tiv can be operated.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. The object on which the invention is based is achieved by the features of claim 1.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 17.The subject of the invention is advantageously further developed by the features of subclaims 2 to 17.

Wesen der Erfindung ist, daß die Achse des Heizluftgebläses senkrecht zur Achse der Brennkammer verläuft, wobei insbeson dere das Heizluftgebläse, das Verbrennungsluftgebläse und der Motor sich senkrecht zur Achse der Brennkammer erstre cken und der Brennkammer vorgelagert sind. Das Heizluftgeblä se und das Verbrennungsluftgebläse sind zweckmäßigerweise eventuell zusammen mit dem Motor als bauliche Einheit ausge bildet und durch die einseitige Antriebswelle des gemeinsa men Motors angetrieben, der bevorzugt ein Elektromotor ist.The essence of the invention is that the axis of the hot air blower perpendicular to the axis of the combustion chamber, in particular the hot air blower, the combustion air blower and the engine extends perpendicular to the axis of the combustion chamber and upstream of the combustion chamber. The hot air blower se and the combustion air fan are expedient possibly together with the engine as a structural unit forms and through the one-sided drive shaft of the common Men driven motor, which is preferably an electric motor.

Das Heizluftgebläse weist bevorzugt ein mit der Antriebswel le drehfest verbundenes Gebläserad mit einem axialen ringför migen Lufteintrittsabschnitt und einem radialen, vorzugswei se schräg radialen Luftaustrittsabschnitt auf, in welchem Leitschaufeln angeordnet sind.The hot air blower preferably has one with the drive shaft le non-rotatably connected impeller with an axial ring conveyor air inlet section and a radial, preferably two se obliquely radial air outlet section, in which Guide vanes are arranged.

Der Luftaustrittsabschnitt kann in radialer Richtung nach außen konisch verjüngt ausgebildet sein.The air outlet section can follow in the radial direction be conically tapered on the outside.

Das Verbrennungsluftgebläse ist in besonderer Variante ein baulich kompaktes Seitenkanalgebläse, welches zweckmäßiger weise einen stationären Gebläsekörperteil und ein mit der Antriebswelle drehfest verbundendes Flügelrad besitzt.The combustion air fan is a special variant structurally compact side channel blower, which is more appropriate assign a stationary blower body part and one with the Drive shaft rotatably connected impeller.

Am stationären Gebläsekörperteil des Seitenkanalgebläses ist der Motor stirnseitig befestigt, dessen einseitige kurze An triebswelle in Richtung Gebläserad und Flügelrad weist.On the stationary blower body part of the side channel blower the motor fastened on the front, the one-sided short to drive shaft in the direction of the impeller and impeller.

Ein besonders kompakter Aufbau mit kurzer Baulänge eines Luftheizgerätes ergibt sich, wenn das Flügelrad am stirnsei tigen Boden des Gebläserades angeordnet und insbesondere an diesem Boden befestigt ist. A particularly compact design with a short overall length Air heater results when the impeller on the front term bottom of the impeller arranged and in particular this floor is attached.

Das Flügelrad kann auch alternativ zumindest mit dem stirn seitigen Boden des Gebläserades einstückig ausgebildet und zusammen mit diesem Boden mit oder ohne Leitschaufeln ein Feingußteil sein.The impeller can alternatively at least with the forehead side bottom of the impeller is integrally formed and together with this floor with or without guide vanes Be an investment casting.

Bevorzugt weist der Gebläsekörperteil bezüglich des Flügelra des an radial äußerster Stelle eine Abdichtung auf, welche insbesondere eine Labyrinthdichtung ist.The blower body part preferably has respect to the wing blade at the radially outermost point, which is especially a labyrinth seal.

Der Gebläsekörperteil des Seitenkanalgebläses steht form schlüssig in einem Axialanschluß mit dem Flügelrad, wobei der Gebläsekörperteil einen Eintrittskanal und einen Aus trittskanal und an der Axialanschlußseite des Flügelrades einen den Eintrittskanal mit dem Austrittskanal verbindenden gebogenen Seitenkanal und einen Unterbrecher aufweist, die zusammen den 360°-Umfang des Seitenkanalgebläses bilden.The blower body part of the side channel blower is in shape conclusively in an axial connection with the impeller, whereby the blower body part has an inlet duct and an off tread channel and on the axial connection side of the impeller a connecting the inlet channel with the outlet channel curved side channel and an interrupter that together form the 360 ° circumference of the side channel blower.

Das Luftheizgerät besitzt zweckmäßigerweise ein einziges Ge häuse für Brennkammer, Wärmetauscher, Glühkerzenstutzen Mo tor, Heizluftgebläse und Verbrennungsluftgebläse.The air heater suitably has a single Ge housing for combustion chamber, heat exchanger, glow plug socket Mo gate, hot air blower and combustion air blower.

Nach dem Stand der Technik sind für die Verbrennungsluftför derung sowie für die Heizluftförderung je ein separates Ge bläserad in axialer Bauweise in Axialausrichtung zur Brenn kammer vor der Brennkammer vorgesehen. Durch die erfindungs gemäße Querstellung des Heizluftgebläses, insbesondere zusam men mit dem Verbrennungsluftgebläse und zusammen mit dem ge meinsamen Antriebsmotor senkrecht zur Brennkammerachse er gibt sich eine besonders kompakte Bauweise mit der Möglich keit, das Luftheizgerät beispielsweise an einer senkrechten Fahrzeugwand zu befestigen und die Heizluft beispielsweise von oben oder horizontal von der Seite dem Luftheizgerät zu zuführen. According to the state of the art are for the combustion air change as well as a separate Ge for the heating air supply Blower wheel in axial design in axial alignment for burning chamber provided in front of the combustion chamber. Through the fiction appropriate transverse position of the hot air blower, in particular together men with the combustion air fan and together with the ge common drive motor perpendicular to the combustion chamber axis is a particularly compact design with the possibility speed, the air heater, for example, on a vertical Attach the vehicle wall and the heating air for example the air heater from above or horizontally from the side respectively.

Insbesondere durch die Integration des Verbrennungsluft-Ra des bzw. des Flügelrades des Seitenkanalgebläses in den Bo den des Heizluft-Gebläserades ergeben sich insgesamt weniger Bauteile und insbesondere eine kürzere Baulänge bzw. Bauhö he, welche es erlaubt, vorgenannte Bauteile sowie den Motor quer vor der Brennkammer anzuordnen, ohne daß diese Bauteile anordnung den Durchmesser der Brennkammer bzw. den die Brenn kammer umschließenden Wärmetauscher überschreitet oder zumin dest nennenswert überschreitet. Es hat sich gezeigt, daß eine 90°-Umlenkung der zugeführten Heizluft vor Einleitung in den Wärmetauscher praktisch nicht zu Leistungseinbußen des Geräts führt und/oder mit einer Geräuscherhöhung im Be trieb des Luftheizgerätes einhergeht. Desgleichen ermöglicht insbesondere ein Seitenkanalgebläse mit einfachen Mitteln eine Umlenkung der der Brennkammer zugeführten Verbrennungs luft.In particular through the integration of the combustion air Ra the or the impeller of the side channel blower in the Bo that of the hot air fan wheel result less overall Components and in particular a shorter overall length or overall height hey, which allows the aforementioned components and the engine to be arranged transversely in front of the combustion chamber without these components arrangement the diameter of the combustion chamber or the combustion chamber enclosing heat exchanger exceeds or at least least significantly. It has been shown that a 90 ° deflection of the supplied heating air before introduction in the heat exchanger practically no loss of performance of the device leads and / or with a noise increase in the loading drive of the air heater goes hand in hand. Likewise enables in particular a side channel blower with simple means a deflection of the combustion supplied to the combustion chamber air.

Die Gebläseräder sind buchsenlos gefertigt und lediglich von der (kurzen) Antriebswelle des Antriebsmotors, vorzugsweise eines Elektromotors, durchsetzt, und zwar auf der gleichen Stirnseite des Motors. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich nicht nur eine kürzere Motorwelle, sondern auch ein einziger Aufpreß- und Wuchtvorgang bei der Fertigung. Mehrere Aggregate der Vorrichtung können aus bekannten Syste men verwendet werden, z. B. Glühstift/Flammfühler, Steuerge rät, Brennkammer, Wärmetauscher.The impellers are made without a socket and are only from the (short) drive shaft of the drive motor, preferably of an electric motor, interspersed on the same Front of the engine. In the arrangement according to the invention not only does a shorter motor shaft result, but also a single press-on and balancing process during production. Several units of the device can be made from known systems men are used, e.g. B. glow plug / flame sensor, Steuerge advises, combustion chamber, heat exchanger.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game with reference to the accompanying drawings described, it shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Luftheizgeräts in einem Axialschnitt mit Gebläserädern und antrei bendem Elektromotor senkrecht zur Achse der Brennkam mer, und Fig. 1 is a schematic representation of an air heater in an axial section with impellers and antrei benden electric motor perpendicular to the axis of the Brennkam mer, and

Fig. 2 die Baueinheit der rotierenden Gebläseräder nach Fig. 1 in größerer Einzelheit. Fig. 2 shows the structural unit of the rotating fan wheels according to Fig. 1 in greater detail.

Gemäß Zeichnung umfaßt ein mit Flüssigbrennstoff betriebenes Luftheizgerät 1 in Form eines motorunabhängig betriebenen Zu heizers eines Kraftfahrzeuges eine Brennkammer 3, einen Wär metauscher 4, einen Elektromotor 2 und eine Verbrennungsluft gebläse 5, sowie ein Heizluftgebläse 6, wobei der Motor 2 über eine Antriebswelle 7 das Gebläserad 8 des Heizluftgeblä ses 6 und das Flügelrad 9 des Verbrennungsluftgebläse 5 an treibt, und zwar auf der gleichen Stirnseite des Elektromo tors 2.According to the drawing, an air heater 1 operated with liquid fuel in the form of a motor-operated heater to a motor vehicle comprises a combustion chamber 3 , a heat exchanger 4 , an electric motor 2 and a combustion air blower 5 , and a heating air blower 6 , the motor 2 via a drive shaft 7 Blower wheel 8 of the Heizluftgeblä ses 6 and the impeller 9 of the combustion air blower 5 drives, on the same end face of the electromotive gate 2 .

Der Glühkerzenstutzen 17 gemäß Fig. 1 befinden sich im Be reich des Brennkammerbodens etwa in Zeichnungsmitte.The Glühkerzenstutzen 17 of FIG. 1 are located in the loading range of the combustion chamber bottom approximately in the middle of drawing.

Die Durchleitung der durch das Heizluftgebläse 6 geförderten Heizluft HL ist im Gerät der Fig. 1 mit Pfeilen in ausgezoge ner Linie und die Durchleitung der durch das Verbrennungs luftgebläse 5 geförderten Verbrennungsluft VL mit Pfeilen in gestrichelter Linie dargestellt.The passage of the heating air HL conveyed by the heating air blower 6 is shown in the device of FIG. 1 with arrows in the drawn line and the passage of the combustion air VL conveyed by the combustion air blower 5 is shown with arrows in dashed lines.

Ersichtlich erstrecken sich bei dem in den Fig. 1 und 2 dar gestellten Ausführungsbeispiel eines Luftheizgerätes 1 das Heizluftgebläse 6, das Verbrennungsluftgebläse 5 und der Elektromotor 2 nicht in Axialrichtung der Brennkammer 3, son dern quer bzw. senkrecht zur Brennkammerachse 16 in einer sog. Querbauweise. Das Gerät kann an einer vertikalen Fahr zeugwand befestigt werden. Die Heizluftzuführung kann von oben, aber auch horizontal von der Seite aus erfolgen.Visible extending wherein provided in FIGS. 1 and 2 illustrate exemplary embodiment of an air heater 1, the hot air blower 6, the combustion air fan 5 and the electric motor 2 is not in the axial direction of the combustor 3, son countries transversely or perpendicularly to the combustor axis 16. In a so-called cross-construction . The device can be attached to a vertical vehicle wall. The heating air can be supplied from above, but also horizontally from the side.

Das Verbrennungsluftgebläse 5 und das Heizluftgebläse 6 ge mäß Fig. 1 sind als eine einzige bauliche Einheit zusammen mit dem Elektromotor 2 ausgebildet, wobei das Verbrennungs luftgebläse 5 ein sogenanntes Seitenkanalgebläse ist.The combustion air blower 5 and the heating air blower 6 according to FIG. 1 are designed as a single structural unit together with the electric motor 2 , the combustion air blower 5 being a so-called side channel blower.

Das Heizluftgebläse 6 weist ein mit der Antriebswelle 7 dreh fest verbundenes Gebläserad 8 mit einem axialen ringförmigen Lufteintrittsabschnitt 10 und einem schräg radialen Luftaus trittsabschnitt 11 auf, in welchem Leitschaufeln angeordnet sind.The hot air blower 6 has a rotationally fixedly connected impeller 8 with the drive shaft 7 with an axial annular air inlet section 10 and an obliquely radial air outlet section 11 , in which guide vanes are arranged.

Der Luftaustrittsabschnitt 11 ist in radialer Richtung nach außen konisch verjüngt.The air outlet section 11 tapers conically outwards in the radial direction.

Das Seitenkanalgebläse besitzt einen stationären Gebläsekör perteil 12 und ein mit der Antriebswelle 7 drehfest verbun dendes Flügelrad 9.The side channel blower has a stationary Gebläsekör perteil 12 and a non-rotatably connected to the drive shaft 7 impeller 9th

Am stationären Gebläsekörperteil 12 des Seitenkanalgebläses ist der Elektromotor 2 stirnseitig dergestalt befestigt, daß die Antriebswelle 7 als einseitiger kurzer Antriebsstutzen in Richtung Gebläserad 8 und Flügelrad 9 gemäß Fig. 1 nach oben gerichtet ist.The stationary fan body portion 12 of the side channel blower of the electric motor 2 is such fixed end side, that the drive shaft 7 as one-sided short drive bush in the direction of fan impeller 8 and 9 in FIG. 1 is directed upward.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist und was im wesentlichen die kurze axiale Baulänge bei geringer Bauhöhe des Heizgerätes begründet, ist das Merkmal, daß das Flügelrad 9 des Verbren nungsluftgebläses unmittelbar am bzw. im konischen stirnsei tigen Boden des Gebläserades 8 baulich integriert angeordnet und insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet ist, wie dies auch der Fig. 2 zu entnehmen ist.As can be seen in FIG. 1 and what is essentially the short axial length with a low overall height of the heater, the feature is that the impeller 9 of the combustion air blower is arranged directly on or in the conical front end of the impeller 8 and structurally integrated is in particular integrally formed with this, as can also be seen in FIG. 2.

Die Gebläseräder-Baueinheit weist einen zentralen Durchgang auf, welcher für die Aufnahme und Befestigung der Antriebswelle 7 des Elektromotors 2 vorgesehen ist.The fan wheel assembly has a central passage, which is provided for receiving and fastening the drive shaft 7 of the electric motor 2 .

Der stationäre Gebläsekörperteil 12 der Fig. 1 ist an der oberen Stirnseite des Elektromotors 2 angeflanscht und an nicht gezeigter Stelle über Stege mit dem Außengehäuse 18 des Luftheizgerätes 1 fest verbunden, wobei auch ein Ein trittskanal 14 der Verbrennungsluft VL für eine Außengehäuse befestigung sorgt.The stationary blower body part 12 of FIG. 1 is flanged to the upper end face of the electric motor 2 and fixedly connected at a point not shown via webs to the outer housing 18 of the air heater 1 , with an entry channel 14 of the combustion air VL also securing an outer housing.

Der Gebläsekörperteil 12 ist bezüglich des Flügelrades 9 an radial äußerster Stelle über eine (nicht veranschaulichte) Abdichtung in Form einer Labyrinthdichtung abgedichtet.The blower body part 12 is sealed with respect to the impeller 9 at the radially outermost point via a seal (not illustrated) in the form of a labyrinth seal.

Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämt liche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfin derischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.It should also be noted that contained in the subclaims independently protectable features despite the made formal reference to the main claim should have independent protection. Otherwise, all fall all inventions contained in the entire application derischen features in the scope of the invention.

Claims

1. With liquid fuel operated air heater ( 1 ), in particular motor-operated auxiliary heater for motor vehicles, with motor ( 2 ), combustion chamber ( 3 ), heat exchanger ( 4 ) and combustion air blower ( 5 ), and a heating air blower ( 6 ), the Motor ( 2 ) via a drive shaft ( 7 ) drives the hot air blower ( 6 ), characterized in that the axis ( 20 ) of the hot air blower ( 6 ) extends perpendicular to the axis ( 16 ) of the combustion chamber ( 3 ).

2. Air heater according to claim 1, characterized in that are that the hot air blower (6), the combustion air blower (5) and the motor (2) extend perpendicular to the axis of the combustion chamber (3) and the combustion chamber (3) vorgela device.

3. Air heater according to claim 2, characterized in that the heating air blower ( 6 ) and the combustion air blower ( 5 ) are constructed as a structural unit and are driven by the one-sided drive shaft ( 7 ) of the common motor ( 2 ).

4. Air heater according to claim 3, characterized in that the hot air blower ( 6 ), the combustion air blower ( 5 ) and the motor ( 2 ) are a structural unit.

5. Air heater according to one of claims 1 to 4, characterized in that the combustion air fan ( 5 ) is a side channel fan.

6. Air heater according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hot air blower ( 6 ) with the drive shaft ( 7 ) rotatably connected fan wheel ( 8 ) with an axia len annular air inlet section ( 10 ) and a radial, preferably obliquely radial air outlet section ( 11 ), in which guide vanes are arranged net.

7. Air heater according to claim 6, characterized in that the air outlet section ( 11 ) is conically tapered in the radial direction to the outside.

8. Air heater according to claim 7 or 8, characterized in that the side channel blower has a stationary Gebläsekör perteil ( 12 ) and with the drive shaft ( 7 ) rotatably connected impeller ( 9 ).

9. Air heater according to claim 8, characterized in that on the stationary blower body part ( 12 ) of the Seitenka nalgebläses the motor ( 2 ) is fastened on the end face, wel cher has a one-sided drive shaft ( 7 ) in the direction of fan ( 8 ) and impeller ( 9 ) .

10. Air heater according to claim 8 or 9, characterized in that the impeller ( 9 ) on the front bottom of the fan wheel ( 8 ) is arranged.

11. Air heater according to claim 10, characterized in that the impeller ( 9 ) on the end face of the fan wheel ( 8 ) is attached.

12. Air heater according to claim 10, characterized in that the impeller ( 9 ) is integrally formed at least with the end face of the impeller ( 8 ).

13. Air heater according to claim 12, characterized in that the impeller ( 9 ) and bottom are a one-piece investment casting.

14. Air heater according to one of claims 8 to 13, characterized in that the fan body part ( 12 ) with respect to the impeller ( 9 ) has a seal at the radially outermost point.

15. Air heater according to claim 14, characterized, that the seal is a labyrinth seal.

16. Air heater according to one of claims 8 to 15, characterized in that the blower body part ( 12 ) of the side channel blower is positively in an axial connection to the impeller ( 9 ), the blower body part ( 12 ) having an entry channel and an outlet channel and on the axial connection side of the impeller ( 9 ) has a bent side channel connecting the inlet channel with the outlet channel and an interrupter, which together form the 360 ° circumference of the side channel blower.

17. Air heater according to one of claims 1 to 16, characterized in that it has a common housing ( 18 ) for the combustion chamber ( 3 ), heat exchanger ( 4 ), glow plug socket ( 17 ), engine ( 2 ), heating air blower ( 6 ) and combustion air blower ( 5 ) points.