DE19800241C1 - Heater for motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät mit einem Wärmeübertrager, in welchem ein Brenner mit einer Brennkammer unter Festlegung eines Abgasringraums angeordnet ist, und der einen Brennerflansch umfaßt, welcher Brennluft von Abgas trennt, und mit einem Brennluftgebläse, dessen Gehäuse am brennerflanschseitigen Ende des Brenners gegen diesen abgedichtet ist.The invention relates to a motor vehicle heater that can be operated independently of the engine Heat exchanger in which a burner with a combustion chamber defining a Exhaust annulus is arranged, and which comprises a burner flange, which combustion air separates from exhaust gas, and with a combustion air fan, the housing on end of the burner flange on the burner flange side is sealed against the latter.
Ein derartiges Heizgerät, bei welchem der Brennerflansch innerhalb des Heizgeräts Brennluft von Abgas trennt, ist beispielsweise aus der DE 43 11 080 C1 bekannt. Um eine Vermischung von Abgas und Brennluft zu verhindern und damit eine gute und saubere Verbrennung zu gewährleisten, ist die Brennerflansch gegen den Brennerkopf mittels einer Brennerdichtung abgedichtet. Da die Brennluft dem Brenner mit leichtem Überdruck zugeführt wird, ist außerdem das Gebläsegehäuse gegen den Brennerkopf mittels einer Brennerkopfdichtung abgedichtet. Die Dichtflächen am Brennerkopf und am Gebläsegehäuse sind speziell bearbeitete Dichtflächen und die Dichtungen in diesen Dichtbereichen sind als Feststoffdichtungen ausgeführt. Mit anderen Worten erfordert dieses Dichtprinzip zwei getrennte Dichtungen, wobei die Dichtflächen für die Feststoffdichtungen in kostenaufwendiger Weise bearbeitet werden müssen.Such a heater, in which the burner flange inside the heater Separating combustion air from exhaust gas is known for example from DE 43 11 080 C1. To one Prevent mixing of exhaust gas and combustion air and thus a good and clean To ensure combustion, the burner flange is against the burner head using a Burner seal sealed. Because the combustion air gives the burner a slight overpressure is supplied, the fan housing is also against the burner head by means of a Sealed burner head gasket. The sealing surfaces on the burner head and on Blower housings are specially machined sealing surfaces and the seals in them Sealing areas are designed as solid seals. In other words, required this sealing principle two separate seals, the sealing surfaces for the Solid seals have to be processed in a costly manner.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät zu schaffen, das im Bereich des Brennerflansches mit einem einfachen Dichtaufbau die erforderliche Abdichtung gewährleistet.In view of this prior art, the invention is based on the object engine-independent vehicle heater to create that in the area of Torch flange with a simple sealing structure the required sealing guaranteed.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Demnach ersetzt die Erfindung den Dichtaufbau gemäß dem Stand der Technik mit zwei Dichtstellen, der vorstehend abgehandelt ist, durch einen einfacheren Dichtaufbau, mit einer einzigen Dichtstelle basierend auf einem einzigen Dichtring, der in einer Dreiecknut zwischen der Seitenfläche des Brennerflanschaußenrands und dem Wärmeübertrager sowie dem Brennluftgebläsegehäuse angeordnet ist. Ein derartiger Dichtungsaufbau ersetzt die beim Stand der Technik erforderlichen Feststoffdichtungen und erübrigt eine kostenaufwendige Bearbeitung der Dichtflächen, da der Dichtring in besagter Dreiecknut beim Zusammenbau von Gebläse, Wärmeübertrager und Brennerflansch schräg verpreßt wird.Accordingly, the invention replaces the sealing structure according to the prior art with two Sealing points, which is dealt with above, by a simpler sealing structure, with a single sealing point based on a single sealing ring in a triangular groove between the side surface of the outer edge of the burner flange and the heat exchanger as well the combustion air fan housing is arranged. Such a seal structure replaces the solid state seals required in the prior art and a costly machining of the sealing surfaces, since the sealing ring in said triangular groove when assembling fan, heat exchanger and burner flange pressed at an angle becomes.
Da zudem erfindungsgemäß der Brennerflansch im Klemmsitz zwischen einer Stirnfläche des Wärmeübertragers und einer Stirnfläche des Brennluftgebläsegehäuses angeordnet ist, wird dadurch eine "metallische Dichtung" zwischen Wärmeübertrager und Brennerflansch geschaffen, welche den Dichtring vor direktem Kontakt mit heißem Abgas schützt.In addition, according to the invention, the burner flange is clamped between an end face the heat exchanger and an end face of the combustion air fan housing is arranged, becomes a "metallic seal" between the heat exchanger and the burner flange created, which protects the sealing ring from direct contact with hot exhaust gas.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen schrägen Verpressung dichtet der Dichtring in der Dreiecknut gleichzeitig gegen das Gebläsegehäuse, den Brennerflansch und den Wärmeübertrager ab. Dadurch ist es möglich, mit einer einzigen Dichtung sowohl die Brennluft gegenüber der Umwelt als auch gegenüber dem Abgas abzudichten. Die Abschirmung der Dichtungen gegen das Abgas aufgrund des im Klemmsitz zwischen dem Wärmeübertrager und Brennluftgebläsegehäuse angeordneten Brennerflansches gewährleistet eine ausreichende Abschirmung der Dichtung gegenüber dem Abgas durch die dadurch gebildete metallische Dichtstelle. Durch diese Maßnahme kann als Dichtring ein toleranz- wie ebenheitsunempfindlicher Dichtring, beispielsweise ein O-Ring aus einem Elastomermaterial zum Einsatz kommen. Deshalb entfällt eine aufwendige Bearbeitung der entsprechenden Dichtflächen.Due to the inclined pressing provided according to the invention, the sealing ring seals in the triangular groove against the fan housing, the burner flange and the Heat exchanger. This makes it possible to use both a single seal Sealing combustion air from the environment as well as from the exhaust gas. The Shielding the seals against the exhaust gas due to the pinch between the Heat exchanger and combustion air blower housing arranged burner flange ensures that the seal is adequately shielded from the exhaust gas the resulting metallic sealing point. This measure can be used as a sealing ring a sealing ring that is insensitive to tolerance and flatness, for example an O-ring an elastomer material are used. Therefore, there is no need for an expensive one Machining the corresponding sealing surfaces.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch den Brennkammer/Wärmeübertragerteil eines Heizgeräts.The invention is explained in more detail below using the drawing as an example; the only figure shows a longitudinal section through the combustion chamber / heat exchanger part Heater.
Das Fahrzeugheizgerät, bei dem es sich insbesondere um ein Fahrzeugzusatzheizgerät mit flüssigem Wärmetrager, d. h. um ein Wasserheizgerät, handeln kann, ist in der Figur insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Dieses Heizgerät besteht in an sich bekannter Weise aus einem nicht dargestellten Brenner, der im Bild von links kommend koaxial in eine Brennkammer 2 ragt, die von einem Brennrohr 3 gebildet ist. Die Brennkammer 2 ist koaxial von einem Wärmeübertrager 4 umgeben, der aus zwei Druckgußteilen besteht, nämlich einem Innenteil 5 und einem Außenteil 6. Das Innenteil 5 und das Außenteil 6 sind jeweils allgemein topfförmig gebildet, wobei der innere Topf in den äußeren Topf eingesetzt ist. Im einzelnen weist das Innenteil 5 eine bevorzugt zylindrische Umfangswandung 7 und einen Boden 8 auf, und in ähnlicher Weise weist das Außenteil 6 eine Umfangswandung 9 und einen Boden 10 auf. Der Boden 8 des Innenteils 5 ist auf seiner Innenseite strukturiert.The vehicle heater, which can in particular be a vehicle auxiliary heater with a liquid heat transfer medium, ie a water heater, is denoted overall by the reference number 1 in the figure. This heater consists, in a manner known per se, of a burner (not shown) which, coming from the left, projects coaxially into a combustion chamber 2 which is formed by a combustion tube 3 . The combustion chamber 2 is coaxially surrounded by a heat exchanger 4 , which consists of two die-cast parts, namely an inner part 5 and an outer part 6. The inner part 5 and the outer part 6 are each formed in a generally pot-shaped manner, the inner pot being inserted into the outer pot. In particular, the inner part 5 has a preferably cylindrical peripheral wall 7 and a bottom 8 , and in a similar way the outer part 6 has a peripheral wall 9 and a bottom 10 . The bottom 8 of the inner part 5 is structured on its inside.
Das Innenteil 5 ist in dem Außenteil 6 unter Belassung eines Zwischenraums 11 zwischen den Umfangswandungen 7 und 9 und eines Zwischenraums 12 zwischen den Böden 8 und 10 angeordnet. Außerdem ist das Außenteil 6 axial kürzer gebildet als das Innenteil 5, welches mit seinem dem Boden 8 gegenüberliegenden Rand 13 über den Rand 14 des Außenteils 6 vorsteht. Die Ränder 13 und 14 werden vorliegend auch als Topfrand bezeichnet, da die Innen- und Außenteile 5, 6 topfförmig gebildet sind.The inner part 5 is arranged in the outer part 6 leaving an intermediate space 11 between the peripheral walls 7 and 9 and an intermediate space 12 between the bases 8 and 10 . In addition, the outer part 6 is formed axially shorter than the inner part 5 , which projects with its edge 13 opposite the bottom 8 over the edge 14 of the outer part 6 . The edges 13 and 14 are also referred to here as the pot edge, since the inner and outer parts 5 , 6 are pot-shaped.
Am Rand 13 des Innenteils 5 ist ein Ring 15 angeformt, der in Richtung auf den Boden 8 des Innenteils 5 vorspringt und einen größeren Innendurchmesser als das Innenteil 5 im Bereich seines Rands 13 aufweist, wobei der Innendurchmesser des Rings 15 in etwa dem Außendurchmesser des Außenteils 6 im Bereich von dessen Rand 14 entspricht. Die axiale Erstreckungslänge des Rings 15 ist so gewählt, daß dieser mit seinem zu den Böden 8, 10 weisenden Ende den Rand 14 des Außenteils 6 umgreift, und zwar in dichtender Weise, wie nachfolgend im einzelnen erläutert. Aufgrund dieser Struktur verbleibt zwischen dem Rand 13 des Innenteils 5 und dem Ring 15 ein Zwischenraum 16, der eine Fortsetzung des Zwischenraums 11 darstellt und sich bis zu dem Anbindungsbereich des Rings 15 an den Rand 13 des Innenteils 5 erstreckt.On the edge 13 of the inner part 5 , a ring 15 is formed, which projects in the direction of the bottom 8 of the inner part 5 and has a larger inner diameter than the inner part 5 in the region of its edge 13 , the inner diameter of the ring 15 being approximately the outer diameter of the outer part 6 corresponds to 14 in the region of its edge. The axial extension length of the ring 15 is selected so that, with its end facing the bottoms 8 , 10, it engages around the edge 14 of the outer part 6 in a sealing manner, as explained in detail below. Due to this structure, an intermediate space 16 remains between the edge 13 of the inner part 5 and the ring 15 , which represents a continuation of the intermediate space 11 and extends up to the connection region of the ring 15 to the edge 13 of the inner part 5 .
Zur Abdichtung des Rings 15 gegenüber dem Rand 14 des Außenteils 6 dient ein O-Ring 17, der zwischen der Innenseite des Rands 15 an dessen bodenseitigem Ende und der Außenseite des Außenteils 6 in dessen Randbereich vorgesehen ist. Zur axialen Führung bzw. zur Gewährleistung eines axialen Dichtsitzes ist die Innenseite des Rings 15 im Bereich seines bodenseitigen Endes umlaufend ausgenommen und in ähnlicher Weise ist die Außenseite des äußersten Endes des Rands 14 des Außenteils 6 über seinen gesamten Umfang ausgenommen. Hierdurch ist am Ring 15 eine ringförmige Stufe bzw. Schulter 18 und am Rand 14 des Außenteils 16 eine ringförmige Stufe bzw. Schulter 19 gebildet, und diese Schultern sind in axialer Richtung voneinander beabstandet, um den O-Ring 17 im axialen Dichtsitz mit radialer Dichtwirkung aufnehmen zu können.To seal the ring 15 from the edge 14 of the outer part 6 , an O-ring 17 is used , which is provided between the inside of the edge 15 at its bottom end and the outside of the outer part 6 in its edge region. For axial guidance or to ensure an axial sealing seat, the inside of the ring 15 is circumferentially recessed in the region of its bottom end, and in a similar manner the outside of the outermost end of the edge 14 of the outer part 6 is recessed over its entire circumference. As a result, an annular step or shoulder 18 is formed on the ring 15 and an annular step or shoulder 19 is formed on the edge 14 of the outer part 16 , and these shoulders are spaced apart in the axial direction around the O-ring 17 in the axial sealing seat with a radial sealing effect to be able to record.
Bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Ring 15 axial über den äußersten Bereich des Rands 13 des Innenteils 5 hinaus und legt eine radiale Auflagefläche für einen Brennerflansch 20 des Brennrohrs 3 fest und bildet außerdem mit einem vorspringenden Rand 29 eine Aufnahme für das nur ausschnittweise dargestellte Gebläsegehäuse 21. In the embodiment shown in the figure, the ring 15 extends axially beyond the outermost region of the edge 13 of the inner part 5 and defines a radial contact surface for a burner flange 20 of the fuel tube 3 and also forms a receptacle for the only with a projecting edge 29 Blower housing 21 shown in sections .
Die Zwischenräume 11, 12 und 16 stehen, wie aus der Figur deutlich hervorgeht, miteinander in Verbindung und bilden einen gemeinsamen Zwischenraum, der von einem Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser durchflossen ist, das in diesen gemeinsamen Zwischenraum über einen Zulaufstutzen 22 zugeführt und über einen nicht dargestellten Ablaufstutzen ausgeleitet wird. Der Zulaufstutzen 22 mündet bei der dargestellten Ausführungsform in den Bodenbereich des Wärmeübertragers 4, d. h. in den Zwischenraum 12. The spaces 11 , 12 and 16 are connected to one another, as can be clearly seen in the figure, and form a common space, through which a heat transfer medium, for example water, flows, which is fed into this common space via an inlet connection 22 and via an unillustrated one Drain pipe is diverted. In the embodiment shown, the inlet connection 22 opens into the bottom region of the heat exchanger 4 , ie into the intermediate space 12.
Bei der Verbrennung aus der Brennkammer 2 austretende Verbrennungsgase werden im Bereich des Bodens 8 der Innenkammer innerhalb von dieser in den Bereich der Umfangswandung 7 umgelenkt und geben ihre Wärme an den im Zwischenraum 11, 12, 16 strömenden Wärmeträger ab, und die restlichen Gase werden als Abgase über einen Abgasauslaßstutzen 23 ausgetragen.During the combustion, combustion gases emerging from the combustion chamber 2 are deflected in the region of the bottom 8 of the inner chamber within the latter into the region of the peripheral wall 7 and give off their heat to the heat carrier flowing in the intermediate space 11 , 12 , 16 , and the remaining gases are considered Exhaust gases discharged through an exhaust outlet 23 .
Der Abgasauslaßstutzen 23 ist in den Wärmeübertrager 4 im Bereich der Topfränder 13, 15 des Innenteils 5 integriert. Demnach durchsetzt der Abgasauslaßstutzen 23 von außen nach innen den Ring 15, den Zwischenraum 16 im Ringbereich und das Wärmeübertrager- Innenteil 5. Durch die Anordnung des Abgasauslasses 23 direkt am Wärmeübertrager 4 wird eine besonders kompakte Bauform des Wärmeübertragers und damit des Fahrzeugheizgeräts 1 erzielt, da ein Brennerkopf, der bislang als Träger des Abgasauslasses zum Einsatz kam, entfallen kann. Außerdem wird die Wärmeübertragungslänge vorteilhaft verkürzt. The exhaust outlet connection 23 is integrated in the heat exchanger 4 in the region of the pot edges 13 , 15 of the inner part 5 . Accordingly, the exhaust outlet 23 passes from the outside inwards the ring 15 , the space 16 in the ring area and the heat exchanger inner part 5. By arranging the exhaust outlet 23 directly on the heat exchanger 4 , a particularly compact design of the heat exchanger and thus the vehicle heater 1 is achieved because a burner head, which was previously used to support the exhaust outlet, can be dispensed with. In addition, the heat transfer length is advantageously shortened.
Erfindungsgemäß ist der Brennerflansch 20 im Klemmsitz zwischen der ringförmigen Stirnfläche 24 des Wärmeübertragers 4 und der ebenfalls ringförmigen Stirnfläche 25 des Gebläsegehäuses 21 angeordnet und im Bereich des Außenrands des Brennerflansches 20 ist eine Dreiecknut 26 vorgesehen, in welcher ein O-Ring 27 als Dichtelement angeordnet ist. In der Figur ist der besseren Übersichtlichkeit wegen die Dreiecknut 26 im oberen Bereich der Figur ohne darin angeordneten O-Ring 27 dargestellt.According to the invention, the burner flange 20 is arranged in a press fit between the annular end face 24 of the heat exchanger 4 and the likewise annular end face 25 of the blower housing 21 , and in the region of the outer edge of the burner flange 20 there is a triangular groove 26 in which an O-ring 27 is arranged as a sealing element . For the sake of clarity, the figure shows the triangular groove 26 in the upper region of the figure without an O-ring 27 arranged therein.
Gebildet ist die Dreiecknut 26 durch eine Schrägfläche 28 in Ringform, die sich außen an die Stirnfläche 25 des Gebläsegehäuses 21 anschließt, der Innenseite des Rings 15, wo dieser das Gebläsegehäuse 21 übergreift, und die gebläsegehäuseseitige Seitenfläche des Außenrands des Brennerflansches 20. The triangular groove 26 is formed by an oblique surface 28 in the form of a ring, which adjoins the end face 25 of the blower housing 21 on the outside, the inside of the ring 15 , where it overlaps the blower housing 21 , and the side surface of the blower housing on the outer edge of the burner flange 20.
Aufgrund der schrägen Verpressung dichtet der O-Ring 27 gleichzeitig gegenüber dem Gebläsegehäuse 21 (Schrägfläche 28), dem Brennerflansch 20 und dem Wärmeübertrager 4 ab. Auf diese Weise kann mit einer einzigen Dichtung sowohl Brennluft gegen die Umwelt als auch Brennluft gegen Abgas abgedichtet werden. Da der O-Ring 27 gegen Abgas durch die metallische Dichtstelle zwischen der Stirnfläche 24 des Wärmeübertragers 4 und dem Brennerflansch 20 abgeschirmt ist, kann für den O-Ring 27 ein Elastomerring verwendet werden, der den Vorteil hat, toleranzunkritisch und ebenheitsunempfindlich zu sein. Auf eine Bearbeitung der Dichtflächen kann damit verzichtet werden.Due to the oblique pressing, the O-ring 27 simultaneously seals against the fan housing 21 (inclined surface 28 ), the burner flange 20 and the heat exchanger 4 . In this way, both combustion air against the environment and combustion air against exhaust gas can be sealed with a single seal. Since the O-ring 27 is shielded from exhaust gas by the metallic sealing point between the end face 24 of the heat exchanger 4 and the burner flange 20 , an elastomer ring can be used for the O-ring 27 , which has the advantage of being non-tolerant and insensitive to flatness. It is therefore not necessary to machine the sealing surfaces.
Die Schrägfläche 28 muß nicht notwendigerweise am Gebläsegehäuse 21 vorgesehen sein. Vielmehr kann eine derartige Schrägfläche grundsätzlich auch auf Seiten des Wärmeübertragers 4 vorgesehen sein, wobei in diesem Fall zweckmäßigerweise das Gebläsegehäuse in diesem Bereich den Wärmeübertrager 4 übergreift.The inclined surface 28 does not necessarily have to be provided on the blower housing 21 . Rather, such an inclined surface can in principle also be provided on the side of the heat exchanger 4 , in which case the fan housing expediently overlaps the heat exchanger 4 in this area.
Statt der Dreiecknut 26 können ggfs. auch andere, z. B. trapezförmige Nutformen eingesetzt werden.Instead of the triangular groove 26 , other, z. B. trapezoidal groove shapes can be used.
11
Heizgerät
heater
22nd
Brennkammer
Combustion chamber
33rd
Brennrohr
Fuel tube
44th
Wärmeübertrager
Heat exchanger
55
Innenteil
inner part
66
Außenteil
Outer part
77
Umfangswandung
Peripheral wall
88th
Boden
ground
99
Umfangswandung
Peripheral wall
1010th
Boden
ground
1111
Zwischenraum
Space
1212th
Zwischenraum
Space
1313
Rand
edge
1414
Rand
edge
1515
Ring
ring
1616
Zwischenraum
Space
1717th
O-Ring
O-ring
1818th
Schulter
shoulder
1919th
Schulter
shoulder
2020th
Brennerflansch
Burner flange
2121
Gebläsegehäuse
Blower housing
2222
Zulaufstutzen
Inlet nozzle
2323
Abgasauslaßstutzen
Exhaust port
2424th
Stirnfläche
Face
2525th
Stirnfläche
Face
2626
Dreiecknut
Triangular groove
2727
O-Ring
O-ring
2828
Schrägfläche
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2929
Rand (an Edge (at
55
)
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