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Patent Searching and Data


Title:
FLOW-DIRECTING INSERT, FASTENING ELEMENT, FLOW-DIRECTING SYSTEM, AND HEATING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/136173
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a flow-directing insert (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) for a heating device (2) having an evaporator burner (4), wherein: the evaporator burner (4) has a fan chamber or combustion air pre-chamber (20), an evaporator holder (10) and a combustion chamber (8); the evaporator holder (10) has a base wall (26) and a circumferential wall (30) with at least two combustion air passage openings (22) to direct combustion air out of the fan chamber or combustion air pre-chamber (20) initially along an exterior side of the evaporator holder (10) through the combustion air passage openings (22) into the combustion chamber (8); the flow-directing insert (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) comprises at least one first region (28a, 130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a) for positioning over at least one of the combustion air passage openings (22) and a second region (28b) for fixing in the fan chamber or combustion air pre-chamber (20) of the evaporator burner (4), the first region being in the shape of a tongue. The invention also relates to a fastening element having a flow-directing insert, to a flow-directing system and to a heating device.

Inventors:
JÖRG CHRISTOPH (DE)
DELL VITALI (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/086551
Publication Date:
June 30, 2022
Filing Date:
December 17, 2021
Export Citation:
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Assignee:
WEBASTO SE (DE)
International Classes:
F23D3/40; F23D14/70; F23L1/00
Foreign References:
US3490858A1970-01-20
DE2226805A11973-12-13
EP2843306A12015-03-04
DE102004005267A12005-08-25
DE102012100173B42014-09-04
EP3348905A12018-07-18
Attorney, Agent or Firm:
SCHUMACHER & WILLSAU PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
MEISSNER BOLTE

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Patentansprüche

1. Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) für ei ne Heizvorrichtung (2) mit einem Verdampferbrenner (4), wobei der Verdampferbrenner (4) einen Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20), eine Verdampferaufnahme (10) und eine Brennkammer (8) aufweist, wobei die Verdampferaufnahme (10) eine Bodenwand (26) und eine Umfangswandung (30) mit zumindest zwei Brennluftdurchgangsöffnungen (22) aufweist, um Brennluft aus dem Gebläseraum oder Brenn luftvorraum (20) zunächst entlang einer Außenseite der Verdampferaufnahme (10) durch die Brennluftdurchgangsöffnungen (22) der Umfangswandung (30) in die Brennkammer (8) zu leiten, wobei der Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136 zumindest einen ersten Bereich (28a, 130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a) zum Überlagern zumindest einer der Brennluftdurchgangsöffnungen (22) und einen zweiten Bereich (28b) zur Fixierung im Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20) des Verdampferbrenners (4) umfasst, wobei der erste Bereich zungenförmig ausgestaltet ist.

2. Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) nach Anspruch 1, wobei der zweite Bereich (28b) zur Fixierung an der Verdampferaufnahme (4) im Bereich der Bodenwand (26) der Verdampferaufnahme (10) ausgelegt ist, oder wobei der zweite Bereich (28b) Stützelemente (28c) zum Abstützen gegen ein Gebläsegehäuse (32) umfasst.

3. Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) aus einem Blech, insbesondere einstückig, hergestellt ist.

4. Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Bereich (28a, 130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a) einen Vorsprung oder eine Auswölbung (130c, 131c, 132c, 133c, 134c, 135c, 136c) aufweist, welche im Bereich der zu überlagernden Brennluftdurchgangsöffnungen (22) oder in Strömungsrichtung nach der zu überlagernden MEISSNER BOLTE

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Brennluftdurchgangsöffnungen (22) zum Abstützen gegen die Umfangswandung (30) angeordnet ist.

5. Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere erste Bereiche (130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a) über einen gemeinsamen zweiten Bereich (28b) miteinander verbunden sind, wobei die ersten Bereiche (130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a) zungenförmig vom zweiten Bereich abstehen.

6. Befestigungselement (120) für ein Strömungsleitelement (100), welches zum Einlegen in einen Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20) des Verdampferbrenners (4) ausgestaltet ist, wobei das Befestigungselement (120) zumindest einen Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.

7. Befestigungselement (120) nach Anspruch 6, welches als Federelement ausgebildet ist.

8. Strömungsleitsystem für eine Heizvorrichtung (2), umfassend ein Befestigungselement nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und ein Strömungsleitelement (100), wobei das Strömungsleitelement (100) einen Körper aufweist, welcher einen seitlich angeordneten Anströmbereich (102) auf einer Unterseite des Strömungsleitelements (100), einen zentral angeordneten Ausströmbereich (104), der einen Durchbruch von einer Unterseite des Strömungsleitelements zu einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite des Strömungsleitelements umfasst, und zumindest ein Führungselement (106) aufweist, welches so angeordnet ist, dass es eine Strömungsführung vom Anströmbereich zum Ausströmbereich ermöglicht, wobei das Strömungsleitelement (100) auf einer dem oder den Führungselementen (106) abgewandten Seite Vertiefungen (112, 114) zur Einlage des Befestigungselements (120) zur Fixierung in einem Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20) eines Verdampferbrenners (4) aufweist.

9. Heizvorrichtung (2) mit einem Verdampferbrenner (4) und mit einem Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20) umfassend einen Strömungsleiteinsatz (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, MEISSNER BOLTE

17 wobei der Verdampferbrenner (4) einen Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20), eine Verdampferaufnahme (10) und eine Brennkammer (8) aufweist, wobei die Verdampferaufnahme (10) eine Bodenwand (26) und eine Umfangswandung (30) mit zumindest zwei Brennluftdurchgangsöffnungen (22) aufweist, um Brennluft aus dem Gebläseraum oder Brenn luftvorraum (20) zunächst entlang einer Außenseite der Verdampferaufnahme (10) durch die Brennluftdurchgangsöffnungen (22) der Umfangswandung (30) in die Brennkammer (8) zu leiten, wobei sich der erste Bereich des Strömungsleiteinsatzes (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) zumindest abschnittsweise parallel oder mit einer Abweichung von weniger als 10° davon entlang der Umfangswandung (30) der Verdampferaufnahme (10) erstreckt.

10. Heizvorrichtung (2) mit einem Verdampferbrenner (4) mit einem Gebläseraum oder Brennluftvorraum (20) und einem exzentrischen Gebläse, umfassend ein Strömungsleitsystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Verdampferaufnahme (10) eine Bodenwand (26) und ei ne Umfangswandung (30) mit zumindest zwei Brennluftdurchgangsöffnungen (22) aufweist, um Brennluft aus dem Gebläseraum oder Brenn luftvorraum (20) zunächst entlang einer Außenseite der Verdampferaufnahme (10) durch die Brennluftdurchgangsöffnungen (22) der Umfangswandung (30) in die Brennkammer (8) zu leiten, wobei sich der erste Bereich des Strömungsleiteinsatzes (28, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136) zumindest abschnittsweise parallel oder mit einer Abweichung von weniger als 10° davon entlang der Umfangswandung (30) des Verdampferaufnahme (10) erstreckt.

Description:
Strömungsleiteinsatz, Befestigungselement, Strömungsleitsystem und Heizvorrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Strömungsleiteinsatz, ein Befestigungselement, ein Strömungsleitsystem und eine Heizvorrichtung, insbesondere eine mobile Heizvorrichtung für Fahrzeuge.

Heizvorrichtungen mit einem Verdampferbrenner finden Anwendung in mit flüssigem Kraftstoff betriebenen Stand- und /oder Zusatzheizungen, welche insbesondere für Fahrzeuge eingesetzt werden. In Fig. 1 ist eine Heizvorrichtung mit einem Verdampferbrenner nach dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2012 100 173 B4 gezeigt. Diese Heizvorrichtung 2 ist als mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät für eine Standheizung eines motorbetriebenen Landfahrzeugs ausgelegt. Der Verdampferbrenner 4 selbst weist unter anderem eine Brennkammer 8, eine Verdampferaufnahme 10 und ein Verdampferelement 12 zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff auf. Brennkammer 8, Verdampferaufnahme 10 und Verdampferelement 12 sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgelegt. Die Brennkammer 8 wird in Umfangsrichtung durch eine umlaufende Brennkammerwandung 14 begrenzt. Stirnseitig im Bereich der Brennstoffzuführung, die durch ein Brennstoffzuführrohr 36 und eine Brennluft-Einlass 24 gegeben ist, wird die Brennkammer 8 durch die Verdampferaufnahme 10 begrenzt. In der Verdampferaufnahme 10 ist auf der Seite, die der Brennkammer 8 zugewandt ist, das Verdampferelement 12 aufgenommen. Der Verdampferbrenner 4 weist ferner auf der von der Brennkammer 8 abgewandten Seite der Verdampferaufnahme 10 ein Brennluftleitelement 16 auf. Das Brennluftleitelement 16 ist schalenförmig ausgebildet und ist ähnlich wie eine Kappe über die Verdampferaufnahme 10 gestülpt.

Ringförmig um die Brennkammer 8 ist ein Brennluft-Vorraum 20 ausgebildet. Ein Spalt 18 zwischen Bodenwand 26 und Verdampferaufnahme 10 mündet in den Brennluft- Vorraum 20. Von dem Brennluft -Vorraum 20 wird wiederum über Brennluft- Durchgangsöffnungen 22, die in der Brennkammerwandung 14 ausgebildet sind, eine Fluidverbindung mit der Brennkammer 8 hergestellt. Der Spalt 18 zwischen der Bodenwand 26 der Verdampferaufnahme 10 und dem Brennluftleitelement 16 erstreckt sich durchgehend über die gesamte Fläche der Bodenwand 26 (abgesehen von dem Bereich des Brennluft-Einlasses 24), so dass die Bodenwand 26 im Wesentlichen über deren gesamte Fläche (abgesehen von einem zentralen Bereich) gekühlt wird.

Das Brennstoff-Zuführrohr 36 ist innerhalb des stutzenförmigen Brennluft-Einlasses 24 angeordnet, so dass es im Einsatz von Brennluft umströmt und dadurch gekühlt wird, um zu verhindern, dass der Brennstoff direkt bei Eintritt in das Verdampferelement 12 frühzeitig verdampft und gezündet wird, was zu einem Pulsieren der Verbrennung führen kann. In einem Wärmetauscher 6 wird ein erster Strömungspfad 42 für die Abgase gebildet. Die Abgase strömen innerhalb des Wärmetauschers 6 entlang des ersten Strömungspfads 42 zu einer Abgas-Ableitung 44, über welche die Abgase nach Außen geführt werden. Ferner ist ein zweiter Strömungspfad 46 innerhalb des Wärmetauschers 6 vorgesehen, in dem Kühlfluid des Kraftfahrzeuges geführt wird. Der erste 42 und der zweite 46 Strömungspfad sind dabei derart angeordnet, dass im Einsatz Wärme effektiv von den Abgasen auf das Kühlfluid übertragen wird.

Aus Montagegründen muss das glockenförmige Brennluftleitelement 16 an zumindest einer Stelle unterbrochen sein. Diese Unterbrechung kann dafür genutzt werden, ein Brennstoffzufuhrrohr 16 oder einen Glühstift des Brenners anzuordnen.

In einem solchen Verdampferbrenner befindet sich, während der Brenner eingeschaltet ist eine turbulente Flamme. Eine solche Flamme hat ein Geräuschspektrum, welches für Brennstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis im Bereich von 100 Hz bis 1000 Hz liegt. Dabei hängt die Lautstärke bzw. Amplitude unter anderem von der Feuerungsleistung, lokalen Luftzahl und turbulenten Mischung ab. In einem Heizsystem spielt darüber hinaus die Geometrie von Brennkammer, Wärmeübertrager und Brennervorraum eine Rolle, welche frequenzabhängig die Schallübertragung verstärken oder verringern kann. Schwankungen des Luftmassenstroms der durch das Brennluftgebläse gefördert wird, schlagen sich in Schwankungen der Luftzahl nieder.

Bei bestimmten Frequenzen kann es zu einem Rückkopplungsmechanismus kommen, in dem durch die Flamme erzeugter Schall mit einem bestimmten Zeitverzug erneut direkt oder indirekt mit der Flamme wechselwirkt und durch die Verbrennungsreaktion verstärkt wird. Dieses ist eine Verbrennungsinstabilität. Durch diesen Vorgang werden bestimmte Frequenzen zu lokal gegenüber dem breitbandigen Hintergrundgeräusch stark erhöhten Schalldruckamplituden verstärkt, welche als unangenehmes Betriebsgeräusch bei einem Heizgerät wahrgenommen werden. Zur Vermeidung solcher störender Betriebsgeräusche müssen nach dem Stand der Technik entweder die Geometrie relevanter Teile des Brenners oder gar der ganze Brenner geändert werden oder der Brenner muss in einem anderen Leistungsbereich oder bei einer anderen Luftzahl gefahren werden. Häufig werden solche Probleme erst in einem späten Stadium der Brennerentwicklung entdeckt, so dass hohe Kosten zur Beseitigung des Problems bestehen. Weiterhin beeinflussen die vorgenannten Veränderungen auch den Verbrennungsprozess, Emission, Leistung etc., so dass hier häufig nur ein Kompromiss möglich ist.

Weiterhin ist es wünschenswert, dass zur Erfüllung verschiedener Anforderungen z.B. hinsichtlich von Abgasemissionen und Einsatzbedingungen, Heizgeräte modular aufgebaut sind, so dass unterschiedliche Komponenten kombinierbar sind. Hierbei geht es um Brenner oder Gebläse aber auch die Nachrüstung von Katalysatoren, wie z.B. aus der EP 3 348 905 Al bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, in einem späten Entwicklungsstadium das Geräuschspektrum einer Heizvorrichtung zu optimieren. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen Strömungsleiteinsatz, ein Befestigungselement für ein Strömungsleitelement, ein verbessertes Strömungsleitsystem und eine verbesserte Heizvorrichtung, insbesondere eine mobile Heizvorrichtung für Fahrzeuge, anzugeben.

Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich des Strömungsleiteinsatzes durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, hinsichtlich des Befestigungselementes durch die Merkmale des Anspruchs 6, hinsichtlich des Strömungsleitsystems durch die Merkmale des Anspruchs 8 und hinsichtlich der Heizvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 und 10 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Strömungsleiteinsatz ist zum Einsetzen in eine Heizvorrichtung mit einem Verdampferbrenner ausgestaltet.

Der Verdampferbrenner weist einen Gebläseraum oder Brennluftvorraum, eine Verdampferaufnahme und eine Brennkammer auf. Die Verdampferaufnahme weist eine Bodenwand und eine Umfangswandung mit zumindest zwei Brennluftdurchgangsöffnungen auf. Der Gebläseraum oder Brennluftvorraum wird nach außen zumindest teilweise von einer Wandung begrenzt und nach unten von einem Gebläseraumboden oder Brennluftvorraumboden. Die Verdampferaufnahme ist mit der Bodenwand zuerst in diesen Gebläseraum oder Brennluftvorraum eingeführt, sodass die Bodenwand den Gebläseraum oder Brennluftvorraum teilweise nach oben hin abschließt. Brennluft aus dem Gebläseraum oder Brennluftvorraum wird zunächst entlang einer Außenseite der Verdampferaufnahme durch die Brennluftdurchgangsöffnungen der Umfangswandung in die Brennkammer geleitet.

Der Strömungsleiteinsatz umfasst zumindest einen ersten Bereich zum Überlagern zumindest einer der Brennluftdurchgangsöffnungen und einen zweiten Bereich zur Fixierung in einem Gebläseraum oder Brennluftvorraum des Verdampferbrenners, wobei der erste Bereich zungenförmig ausgestaltet ist. Der Strömungsleiteinsatz ist zur Anordnung auf einer Außenseite der Verdampferaufnahme ausgestaltet.

Der Strömungsleiteinsatz oder auch Liner ist so ausgestaltet, dass er bei Bedarf im Gebläseraum oder Brennluftvorraum des Verdampferbrenners angeordnet werden kann und sich mit seinem ersten Bereich, zumindest abschnittsweise, im Wesentlichen parallel zur einer Umfangswandung einer Verdampferaufnahme erstreckt. Unter im Wesentlichen parallel soll hier parallel oder davon um maximal 10° abweichend verstanden werden. Dieses schließt mit ein, dass der Strömungsleiteinsatz einer gebogenen Kontur einer Umfangswandung einer Verdampferaufnahme folgt. Die Erstreckung des ersten Bereichs folgt insbesondere einer Hauptströmungsrichtung der Brennluft entlang der Verdampferaufnahme, welche insbesondere eine bezüglich einer Längsachse rotationssymmetrische Umfangswandung aufweist. Der erste Bereich erstreckt sich bevorzugt auch entlang dieser Längsachse. Insbesondere weist der Strömungsleiteinsatz zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich eine Biegestelle auf, so dass sich der zweite Bereich zumindest teilweise entlang einer Bodenwand der Verdampferaufnahme erstreckt.

Durch den Strömungsleiteinsatz werden Druckschwankungen reduziert. Insbesondere wird die Amplitude von Druckschwankungen reduziert, die in der Flamme des Verdampferbrenners erzeugt werden und Richtung Gebläse abgestrahlt werden. Der Abstand zwischen Strömungsleiteinsatz und Umfangswandung ist so ausgewählt, dass eine Brennluftzufuhr durch dieses Loch nicht, zumindest nicht nennenswert, gedrosselt wird. Dazu ist der Abstand s zwischen Umfangswandung so zu wählen, dass eine Eingangsfläche der Brennluftzufuhrdurchgangsöffnung Ai minimal der Mantelfläche A r entspricht, die für die Zuströmung der Brennluft zur Verfügung steht. Damit sollte der Abstand s ein Viertel des Lochdurchmessers nicht unterschreiten. Der erfindungsgemäße Strömungsleiteinsatz kann dabei ein oder mehrere Brennluftdurchgangsöffnungen überlagern. Durch den erfindungsgemäßen Strömungsleiteinsatz kann in einem späten Entwicklungsstadium eines Verdampferbrenners bzw. einer Heizvorrichtung das Geräuschspektrum optimiert werden. Ein modularer Aufbau wird somit ermöglicht, da einzelne bereits entwickelte Komponenten somit nachträglich aufeinander abgestimmt werden können. Insbesondere ist der Strömungsleiteinsatz in Bereichen einsetzbar, in denen ein Abstand zwischen Gebläsegehäusewand und Umfangswandung z.B. auf Grund von Einbauten, erhöht ist.

In einer Ausgestaltung ist der zweite Bereich zur Fixierung an der Verdampferaufnahme im Bereich der Bodenwand der Verdampferaufnahme ausgelegt. Der zweite Bereich kann hierzu einen Befestigungsbereich, z.B. mit einem oder mehreren Durchlöchern oder einer Klemmvorrichtung, aufweisen. Insbesondere kann der zweite Bereich zur kraft- oder formschlüssigen Verbindung mit der Verdampferaufnahme oder einem im Gebläseraum angeordneten und fixiertem Element ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Bereich Stützelemente zum Abstützen gegen ein Gebläsegehäuse umfassen.

Der Strömungsleiteinsatz ist zweckmäßigerweise aus einem Blech, insbesondere einstückig, hergestellt. Insbesondere kann es sich um ein Biegeelement handeln.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Bereich einen Vorsprung oder eine Auswölbung auf, welche im Bereich der zu überlagernden Brennluftdurchgangsöffnungen oder in Strömungsrichtung nach der zu überlagernden Brennluftdurchgangsöffnungen zum Abstützen gegen die Umfangswandung angeordnet ist. Ein solcher Vorsprung oder Auswölbung ist zur Umfangswandung hin ausgerichtet. Dabei kann eine Auswölbung durch Einprägen von außen erfolgen. Ein Vorsprung zum Abstützen gegen die Umfangswandung dient dazu, einen minimalen Abstand zwischen Umfangswandung und Strömungsleiteinsatz zu gewährleisten, ohne die Luftführung zu behindern.

In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere erste Bereiche über einen gemeinsamen zweiten Bereich miteinander verbunden, wobei die ersten Bereiche zungenförmig vom zweiten Bereich abstehen. Das erfindungsgemäße Befestigungselement für ein Strömungsleitelement ist zum Einlegen in einen Gebläseraum oder Brennluftvorraum des Verdampferbrenners ausgestaltet, wobei das Befestigungselement zumindest einen Strömungsleiteinsatz wie oben beschrieben umfasst. Ein solches Strömungsleitelement hat einen Körper und eine Durchströmöffnung, um Luft vom Gebläse gleichmäßig zu den Brennluftdurchfuhröffnungen zu verteilen. Das Befestigungselement kann insbesondere einen flächigen Bereich aufweisen, der zweiter Bereich für ein oder mehrere Strömungsleiteinsätze ist und von dem erste Bereiche zungenförmig abstehen. Der oder die ersten Bereiche erstrecken sich insbesondere in radialer und/oder senkrechter Richtung vom flächigen Bereich.

In Ausgestaltung umfasst das Befestigungselement 1-20 Strömungsleiteinsätze, insbesondere 2 bis 10.

Mit dem Befestigungselement lässt sich in einfacher Weise ein Strömungsleitelement in der Heizvorrichtung, insbesondere einem Gebläseraum bzw. Brennvorraum, befestigen. In einer ersten Ausgestaltung ist das Befestigungselement geeignet, selbst gegen die Wandung des Gebläseraums bzw. Brennvorraums, insbesondere Gebläsegehäuse, verspannt zu werden, um so das Strömungsleitelement zu befestigen und ortsfest zu fixieren. Dazu kann das Befestigungselement Vorsprünge aufweisen, welche in die Vertiefungen der Wandung eingreifen oder gegen eine glatte Wandung gestützt sind. Alternativ oder zusätzlich ist das Befestigungselement geeignet, das Strömungsleitelement so zu spannen, dass das Strömungsleitelement selbst gegen Gebläseraum bzw. Brennvorraum verspannt wird.

In Ausgestaltung ist das Befestigungselement ein Federelement, insbesondere ein aus einem Federstahl ausgebildetes, vorzugsweise einstückiges, Federelement. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Federelement zumindest teilweise aus Kunststoff, aus Federstahl und Kunststoff oder ausschließlich aus Kunststoff gebildet. Ein solches Federelement kann insbesondere zwei, drei, vier oder mehr Vorsprünge in Richtung des Gebläsegehäuses und eine gleiche Anzahl von nach innen zum Ausströmbereich des Strömungsleitelements gerichtete Zungen aufweisen. In Ausgestaltung weist das Federelement in Umfangsrichtung keine geschlossene Form auf, sondern eine Öffnung, welche genutzt werden kann, um das Befestigungselement mittels einer Verformung in Position zu bringen. Diese Öffnung ist insbesondere mit einer Aussparung des Strömungsleitelements fluchtend angeordnet. Das Strömungsleitelement hat insbesondere auf der Oberseite Vertiefungen, in welche das Befestigungselement eingelegt wird, und die insbesondere für die Zungen und/oder Vorsprüngen so ausgelegt sind, dass Strömungsleitelement und Befestigungselement in genau einer Orientierung zueinander passen. Weiterhin kann das Befestigungselement, insbesondere das Federelement, insbesondere die Zungen des Federelements dazu ausgelegt sein, mit einer Verdampferaufnahme bzw. Verdampferhalterung, insbesondere einem bodenseitigen Vorsprung der Verdampfervaufnahme bzw. Verdampferhalterung, im eingebauten Zustand in Kontakt zu kommen. Durch den Druck des bodenseitigen Vorsprungs auf die Zungen kann das Federelement vorteilhaft verspannt werden.

Das erfindungsgemäße Strömungsleitsystem für eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Heizvorrichtung mit einem Verdampferbrenner, umfasst ein Strömungsleitelement und ein erfindungsgemäßes Befestigungselement.

Das Strömungsleitelement für eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Heizvorrichtung mit einem Verdampferbrenner, umfasst einen Körper, welcher einen seitlich angeordneten Anströmbereich auf einer Unterseite des Strömungsleitelements, einen zentral angeordneten Ausströmbereich, der einen Durchbruch von einer Unterseite des Strömungsleitelements zu einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite des Strömungsleitelements umfasst, und zumindest ein Führungselement aufweist, welches so angeordnet ist, dass es eine Strömungsführung vom Anströmbereich zum Ausströmbereich ermöglicht. Das Strömungsleitelement weist auf einer der oder den Führungselementen abgewandten Seite, d.h. der Oberseite des Strömungsleitelements, Vertiefungen zur Einlage eines Befestigungselements zur Fixierung in einem Gebläseraum eines Verdampferbrenners auf.

Unterseite und Oberseite des Strömungsleitelements sind zwei sich gegenüberliegende Seiten des Strömungsleitelements. Dabei ist die Unterseite zweckmäßigerweise mit einer Auflagefläche ausgestaltet, die Oberseite ist dazu ausgelegt, in einem in die Heizvorrichtung eingebauten Zustand zu einer Verdampferaufnahme ausgerichtet zu sein. Eine äußere Form, insbesondere gesehen in Projektion auf die Oberseite des Strömungsleitelements ist an die Form der aufnehmenden Heizvorrichtung, insbesondere eines Brennluftvorraums angepasst. Das erfindungsgemäße Strömungsleitelement ist insbesondere für eine Heizvorrichtung mit einem außerhalb einer Mittelachse angeordnetem, also exzentrischen, Gebläse geeignet. Das Strömungsleitelement leitet somit in einfacher und kostengünstiger Weise eine Luftströmung vom Gebläse zum zentralen Ausströmbereich. Die Luftleitelemente können zweckmäßigerweise durch auf der Unterseite des Strömungsleitelements angeordnete Vorsprünge oder Wände gebildet sein, so dass auf dem Strömungsleitelement auf zur Unterseite hin offene Kanäle gebildet sind. Alternativ können die Strömungsleitelemente auch durch geschlossene Kanäle gebildet werden.

Zweckmäßigerweise ist das Strömungsleitelement ein Kunststoffformteil, insbesondere ein Kunststoffspritzgussteil. Ein solches Kunststoffformteil ist kostengünstig herzustellen und vereinfacht die Montage. Als Kunststoffe kommen zum Beispiel Polyphenylensulfit (PPS) oder mit Glasfasern verstärktes PPS, insbesondere PPS GF 40 in Frage. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Strömungsleitelement zumindest teilweise oder ausschließlich aus einem metallischen Material gebildet oder aus metallischem Material und einem der vorgenannten Kunststoffe gebildet.

In Ausgestaltung weist das Strömungsleitelement eine Aussparung zum Einsetzen eines Glühstiftes auf, welche insbesondere auf einer dem Anströmbereich gegenüberliegenden Seite, insbesondere der Oberseite des Strömungsleitelements, angeordnet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der Anströmbereich zur Aufnahme eines Gebläses ausgelegt, wobei der Anströmbereich insbesondere als Auswölbung ausgebildet. Die Auswölbung ist zur Oberseite des Strömungsleitelements gewölbt. Die Unterseite der Auswölbung ist offen ausgestaltet. In einer weiteren Ausgestaltung kann der Anströmbereich, insbesondere der als Auswölbung ausgestaltete Anströmbereich eine Nebenausströmöffnung aufweisen. Die Nebenausströmöffnung ist insbesondere so ausgebildet und angeordnet, dass sie ein Durchloch durch eine Wand der Auswölbung bildet und einen Teil der Luftströmung zur Kühlung eines Glühstiftes leitet, während der Hauptteil der Luftströmung weiterhin vom Anströmbereich zum Ausströmbereich geleitet wird.

Das oder die Führungselemente sind zweckmäßigerweise dazu ausgebildet, die Luftströmung vom Anströmbereich zum Ausströmbereich fächerartig auszuweiten, und/oder die die Luftströmung vom Anströmbereich aufzuteilen und einen ersten Teil zum Ausströmbereich zu leiten und einen weiteren Teil um den Ausströmbereich in Umfangsrichtung weiter zu führen und dann an einer oder mehreren Öffnungen radial nach innen zum Ausströmbereich zu leiten. Durch das eine oder die mehreren Führungselemente kann ein gezieltes Strömungsprofil erzeugt werden. Um einen Teil der Luftströmung in Umfangsrichtung zu führen kann eine umlaufende Wand am Ausströmbereich, welche einen oder mehrere Durchbrüche aufweist, vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit einem Verdampferbrenner und mit einem Gebläseraum weist einen erfindungsgemäßen Strömungsleiteinsatz auf. Alternativ oder zusätzlich weist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung und ein exzentrisches Gebläse auf und umfasst ein erfindungsgemäßes Strömungsleitsystem.

Das Strömungsleitelement kann selbstzentrierend im Gebläseraum aufgenommen werden.

Der Strömungsleiteinsatz ist zweckmäßigerweise lösbar mit der Heizvorrichtung verbunden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils in einer Prinzipskizze:

Fig. 1 Heizvorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2a-c Ansicht einer offenen Heizvorrichtung, eines Strömungsleitelements und Befestigungselement ohne Strömungsleiteinsatz;

Fig. 3a-c Ausgestaltung eines Strömungsleiteinsatzes;

Fig. 4a-c Ansicht einer Ausgestaltung eines Befestigungselements mit Strömungsleiteinsatz und

Fig. 5a-c Ausgestaltung eines Systems.

Fig. 2a zeigt eine Ansicht einer offenen Heizvorrichtung mit einem in einem Brennluftvorraum 20 eingelegten Strömungsleitelement 100 und einem Befestigungselement 120 ohne Strömungsleiteinsatz. Eine Unterseite des Strömungsleitelements 100 liegt auf einer Oberseite eines Bodens des Brennluftvorraums 20 auf. Das Befestigungselement 120 ist auf der Oberseite des Strömungsleitelements 100 angeordnet. Das Befestigungselement 120 ist somit zu einer nicht dargestellten Verdampferaufnahme bzw. Verdampferhalterung hin angeordnet. Die Zungen 122 des Befestigungselements 120 sind insbesondere dazu ausgelegt mit einem Dom oder bodenseitigen Vorsprung der Verdampferaufnahme bzw. Verdampferhalterung, im eingebauten Zustand in Kontakt zu kommen. Durch den Druck des bodenseitigen Vorsprungs der Verdampferaufnahme bzw. Verdampferhalterung auf die Zungen 122 kann als das Federelement ausgestaltete Befestigungselement 120 vorteilhaft verspannt werden. Mit Hilfe des Befestigungselements 120 wird somit das Strömungsleitelement 100 in der gewünschten Position gehalten.

Fig. 2b zeigt ein Strömungsleitelement. Dieses Strömungsleitelement 100 weist eine äußere Umrandung auf, welche an einen Aufnahmebereich in einem Brennluftvorraum angepasst ist. Das Strömungsleitelement 100 weist in einem äußeren Bereich einen Anströmbereich 102 auf, welcher auf die Position eines Gebläses abgestimmt ist. Es handelt sich um ein exzentrisch angeordnetes Gebläse.

Weiterhin weist das Strömungsleitelement 100 einen zentralen Ausströmbereich 104 auf, welcher es erlaubt, dass die Luft von einer Unterseite des Strömungsleitelements 100 zu einer Oberseite des Strömungsleitelements 100 durchtritt. Auf der Unterseite des Strömungsleitelements 100 sind Führungselemente 106 angeordnet. Zwischen oder neben dem oder den Führungselementen 106 sind Öffnungen 110 angeordnet, so dass die Luft zum Ausströmbereich 104 austreten kann. Die Führungselemente 106 im Bereich der Unterseite können unterschiedlich ausgestaltet sein. Das Strömungsleitelement 100 kann z.B. ein Kunststoffformteil sein.

Das Strömungsleitelement 100 weist eine Aussparung 108 zur Aufnahme eines Glühstiftes auf. Weiterhin sind in der in Fig. 2b gezeigten Oberseite eine erste Vertiefung 112 und eine zweite Vertiefung 114 gezeigt. Die erste Vertiefung weist eine Umfangsform des in Fig. 2c gezeigten Befestigungselements 120 auf. Das Befestigungselement 120 kann in die erste Vertiefung 112 und zweiten Vertiefungen 114 eingelegt werden. Mit dem Befestigungselement 120 lässt sich in einfacher Weise das Strömungsleitelement in der Heizvorrichtung, insbesondere einem Gebläseraum bzw. Brennvorraum, befestigen. Dieses Befestigungselement 120 weist drei Vorsprünge, die sich radial nach außen erstrecken auf. Die zweiten Vertiefungen 114 sind für die drei nach innen gerichteten Zungen 122 des Befestigungselements 120 ausgelegt. Das Befestigungselement 120 weist in Umfangsrichtung keine geschlossene Form auf, sondern eine Öffnung, welche genutzt werden kann, um das Befestigungselement 120 mittels einer Verformung in Position zu bringen. Diese Öffnung ist zur fluchtenden Anordnung mit der Aussparung 108 des Strömungsleitelements 100 ausgelegt. Das Befestigungselement ist hier sowohl geeignet das Strömungsleitelement 100 zu verspannen als auch mit zweien der Vorsprünge gegen eine Wandung des Gebläseraums 20 abzustützen. Das Befestigungselement 120 ist vorzugsweise ein Federelement, welches z.B. aus einem Federstahl hergestellt sein kann.

Fig. 3a zeigt eine erste Ausgestaltung eines Strömungsleiteinsatzes 28. Der Strömungsleiteinsatz 28 ist von außen an einer Unterseite der Verdampferaufnahme 10 des Verdampferbrenners 4 befestigt. Die Verdampferaufnahme 10 weist eine Bodenwand 26 mit einem Zuführrohr 36 auf. Die Verdampferaufnahme 10 weist weiterhin eine Umfangswandung 30 auf, welche zumindest abschnittsweise kegelförmig oder zylinderfömig, d.h. rotationssymmetrisch zu einer Längsachse ist. In der Umfangswandung 30 sind zwei Brennluftdurchgangsöffnungen 22 angeordnet. Der Strömungsleiteinsatz 28 weist einen ersten Bereich 28a und einen zweiten Bereich 28b auf. Der erste Bereich 28a erstreckt sich entlang der Umfangswandung 30 und überlagert eine Brennluftdurchgangsöffnung 22. Erster Bereich 28a und Umfangswandung 30 sind abschnittsweise im Wesentlichen parallel. In der Verdampferaufnahme 10 ist weiterhin ein Verdampferelement 12 aufgenommen. Der zweite Bereich 28b erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Bodenwand 26. Im dargestellten Beispiel ist der zweite Bereich an der Bodenwand 26 befestigt.

Fig. 3b zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Strömungsleiteinsatzes 28. In dieser Ausgestaltung ist weiterhin das Gebläsegehäuse 32 mit dem Gebläseraum bzw. Brennluftvorraum 20 gezeigt. Die gezeigte Ausgestaltung unterscheidet sich darin, dass der zweite Bereich 28b des Strömungsleiteinsatzes 28 nicht an der Verdampferaufnahme 10 befestigt ist, sondern Stützelemente 28c umfasst. Mit den Stützelementen 28c stützt sich der Strömungsleiteinsatz 28 gegen das Gebläsegehäuse 32 ab bzw. steht im Gebläseraum.

Fig. 3c zeigt einen Strömungsleiteinsatz 28 zwischen Gebläsegehäuse 32 und Verdampferaufnahme 10. Der Strömungsleiteinsatz 28 weist einer ersten Bereich 28a und einen zweiten Bereich 28b auf. Der erste Bereich 28a hat einen Abstand s von der Umfangswandung 30 der Verdampferaufnahme 10. Dieser Abstand ändert sich zwischen der mit s eingezeichneten Position und der mit t eingezeichneten Position nicht wesentlich. Die Brennluftdurchgangsöffnung 22 der Umfangswandung 30 hat einen Durchmesser di. Eine Eingangsfläche der Brennluftdurchgangsöffnung 22 hat somit die Fläche

Für die Zuströmung der Brennluft kann man die Mantelfläche A r mit Höhe s annehmen:

Der Abstand s zwischen Umfangswandung ist so zu wählen, dass eine Eingangsfläche der Brennluftzufuhrdurchgangsöffnung Ai minimal der Mantelfläche A r entspricht, die für die Zuströmung der Brennluft zur Verfügung steht. Damit sollte der Abstand s ein Viertel des Lochdurchmessers nicht unterschreiten.

Fig. 4a bis c zeigen Ansichten eines Befestigungselements 120 einer Ausgestaltung. Das Befestigungselement 120 weist wie das Befestigungselement aus Fig. 2c drei nach innen zeigende Zungen 122 und eine zentrale Öffnung 124 auf. Im Blechbereich sind weiterhin Durchlöcher 123 angeordnet, die als Positionierungshilfe dienen. Diese sind optional. Der flächige Bereich 121 des Befestigungselements 120 ist weiterhin zweiter Bereich 28b des bzw. der Strömungsleiteinsätze. Das Befestigungselement 120 weist im gezeigten Beispiel sieben Strömungsleiteinsätze 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136 auf. Jeder dieser Strömungsleiteinsätze 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136 umfasst einen zungenförmigen Abschnitt 130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136af, den jeweiligen ersten Bereich des Strömungsleiteinsatzes, welche sich fast senkrecht zum flächigen Bereich 121, dem gemeinsamen zweiten Bereich 28b erstrecken. Die zungenförmigen Abschnitte 130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a weisen optional schmalere Biegebereiche 130b, 131b, 132b, 133b, 134b, 135b, 136b am Übergang zwischen dem jeweiligen ersten und zweiten Bereich auf. Weiterhin weisen die zungenförmigen Abschnitte 130a, 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a je eine Auswölbung 130c, 131c, 132c, 133c, 134c, 135c, 136c auf, welche zur Mitte, d.h. zum einzusetzenden Verdampferbrenner gewölbt sind. Die Auswölbungen 130c, 131c, 132c, 133c, 134c, 135c, 136c stellen im gezeigten Fall einen Mindestabstand zur Umfangswandung 30 (nicht dargestellt) der zentral eingesetzten Verdampferaufnahme sicher. Eine Ausgestaltung mit mehr oder weniger Strömungsleiteinsätzen ist analog möglich. Die Figuren 5a-c zeigen Ansichten eines Strömungsleitsystems umfassend ein Befestigungselement 120, wie in Fig. 4 dargestellt sowie ein Strömungsleitelement 100 wie in Fig. 2b dargestellt. Dabei weist das Strömungsleitelement 100 in der in den Fig. 5a-c gezeigten Ausführungsform im Bereich des als Auswölbung ausgebildeten Anströmbereichs 102 eine optionale Nebenausströmöffnung 116 auf. Während der Ausströmbereich 104 im Wesentlichen als zentrales Durchloch im Strömungsleitelement 100 ausgebildet ist und mit der zentralen Öffnung 124 des Befestigungselements 120 fluchtend angeordnet ist, ist die Nebenausströmöffnung 116 exzentrisch angeordnet. Die Strömung durch den Ausströmbereich 104 wird zur Bodenwand 26 der Verdampferaufnahme 10 und an dieser entlang gerichtet. Eine Luftströmung durch die Nebenausströmöffnung 116 kann zur Kühlung eines in der Aussparung 108 angeordneten Glühstiftes genutzt werden.

I. Bezugszeichenliste

2 Heizvorrichtung 28c Stützelement

4 Verdampferbrenner 30 Umfangswandung

8 Brennkammer 32 Gebläsegehäuse

10 Verdampferaufnahme 36 Zuführrohr

12 Verdampferelement 42 erster Strömungspfad

16 Brennluftleitelement 44 Abgas-Ableitung

14 Brennkammerwandung 46 zweiter Strömungspfad

18 Spalt

20 Brennluftvorraum 100 Strömungsleitelement

22 Brennluft-Durchgangsöffnungen 102 Anströmbereich

24 Brennluft-Einlass 104 Ausströmbereich

26 Bodenwand 106 Führungselement

28 Strömungsleiteinsatz 108 Aussparung

28a erster Bereich 110 Öffnung

28b zweiter Bereich 112 erste Vertiefung 114 zweite Vertiefung 130...136 Strömungsleiteinsatz

116 Nebenausströmöffnung 130a...136a erster Bereich

130b...136b Biegebereich

120 Befestigungselement 130c...136c Auswölbung

121 Flächiger Bereich des Befestigungselements t Abstand

122 Zunge s Abstand

123 Durchlöcher

A Fläche

124 zentrale Öffnung d Durchmesser