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Erhitzer für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft einen Erhitzer für
Flüssigkeiten, bei dem ein von der wärmeaufnehmenden Flüssigkeit durchströmter ringzylindrischer
Mantelraum eine liegend angeordnete Brennkammer umschließt und der Flüssigkeitsaustritt
an der Oberseite des Erhitzers angebracht ist.
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Erhitzer dieser Art sind bereits bei mit Dieselöl betriebenen Fahrzeugheizgeräten
verwendet worden, sie haben jedoch den Nachteil, daß, insbesondere für größere Leistungen,
Schwierigkeiten mit der Entlüftung des Wärmeübertragers und der meist vorhandenen
Umwälzung für das Heizmedium gegeben sind, die darin bestehen, daß sich Dampf- und
Luftblasen an bestimmten Stellen der Pumpe und des Wärmeübertragers ansammeln. Diese
Erscheinung, die auch in bekanntgewordenen liegend angeordneten Wärmeübertragern
auftritt, bei denen das Heizmedium von einem an der Oberseite vorgesehenen Einlaß
durch Widerstandsblenden, von denen einige auch eine Öffnung zwischen ihrer Außenkante
und der Außenwand frei lassen, schlangenförmig zu einem ebenfalls an der Oberseite
liegenden Auslaß strömt, führt dann zu Störungen in der Förderung und zu Überhitzungen
einzelner wärmeübertragender Flächen des Erhitzers, so daß ein einwandfreier Betrieb
nicht mehr gewährleistet ist und auch die Lebensdauer des Erhitzers stark beeinträchtigt
wird.
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Mit der Erfindung soll nunmehr ein Erhitzer des eingangs beschriebenen
Typs geschaffen werden, der die erwähnten Nachteile vermeidet und dabei trotzdem
auf kleinstem Raum die Übertragung einer großen Wärmeleistung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Vorschlag gelöst, nach
dem man den Einlaß für das Heizmedium ebenfalls an der Oberseite des Erhitzers anordnet
und in dem oberen Teil des ringzylindrischen Mantelraumes zwischen dem Einlaß und
dem Auslaß eine Widerstandsblende vorsieht, die am Außenmantel einen Spalt frei
läßt. Hierdurch wird der ringzylindrische Mantelraum in seiner Längserstreckung
in zwei Teile geteilt, wobei jedoch in dem Bereich des höchstgelegenen Teiles keine
absolute Trennung vorliegt. Die in den Mantelraum eintretenden Luftblasen können
auf diese Weise die Widerstandsblende passieren und sofort zum Austritt gelangen,
während die Hauptmenge des Wassers nach unten geführt und erst dort in den zweiten
Teil übertritt, von wo aus sie wieder nach oben zum Austritt strömt. Ein Ansammeln
von Luft-und Dampfblasen ist somit an keiner Stelle des Mantelraumes möglich.
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Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn man in dem hinter der Widerstandsblende
gelegenen Teil des ringzylindrischen Mantels auf Lamellen, spiralenförmig um die
Brennkammer verlaufende Kanäle oder ebenso bekannte ringförmige Schikanen, die nur
über einen Teil des Umfangs des ringzylindrischen Raumes reichen, verzichtet und,
wie weiter vorgeschlagen wird, den ringzylindrischen Raum des Erhitzers hinter der
Widerstandsblende in zwei ringzylindrische Teile unterschiedlichen Durchmessers
aufteilt, die durch je einen stegförmigen Kanalteil an der tiefsten oder der höchsten
Stelle des inneren ringzylindrischen Raumes miteinander verbunden sind. In der heißesten
Zone der Brennkammer können sich somit vier und, wenn der an der Abschlußwandung
vorgesehene Raumteil dazugerechnet wird, fünf nach oben gerichtete und nirgends
gehemmte Strömungen ausbilden. Man vermeidet damit nicht nur die Entstehung von
Luft- oder Dampfblasensäcken, sondern erhält durch die maximale Ausnutzung der Thermosiphonwirkung
im günstigsten Bereich hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit einen sehr guten
Wärmeübergang. Diese Wirkung wird durch die Strömung, die an der Widerstandsblende
vorbei vom vorderen, ringzylindrischen Mantelraum in den Raum hinter der Widerstandsblende
und dort zum Austritt gerichtet ist, verstärkt, da diese Strömung einen Unterdruck
entstehen läßt, der eine vertikale Strömungskomponente innerhalb des hinter der
Widerstandsblende gelegenen Raumes erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Erhitzers wird die Widerstandsblende auch in den unterhalb
einer gedachten horizontalen Ebene vorgesehenen Teil des ringzylindrischen Mantelraumes
geführt, wobei der von ihr gebildete . $l4.udenring in diesem Teil mindestens
über
die Länge eines 30°-Bogens, vorzugsweise mindestens über die Länge eines 60°-Bogens,
offen ist. Hierdurch wird die volle Ausnutzung des mit der vorgeschlagenen Konstruktion
erzielbaren Vorteiles der Blasenabführung ohne Verschlechterung des Wirkungsgrades
sichergestellt.
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Bei Verwendung einer die wärmeaufnehmende Flüssigkeit fördernden Pumpe
wird diese gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung tiefer als der Einlaß des
Erhitzers angeordnet, wodurch in Verbindung mit dem eingangs erwähnten Merkmal des
Erfindungsgegenstandes nicht nur der ringzylindrische Mantelraum, sondern auch die
Förderpumpe in einfachster Weise entlüftet wird.
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In der nachstehenden Zeichnungserläuterung ist ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Erhitzers beschrieben, an Hand dessen noch weitere Merkmale
und Vorteile der Erfindung erläutert werden: Es zeigt F i g. 1 eine seitliche Ansicht
des erfindungsgemäßen Erhitzers im Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt durch den in
der F i g. 1 dargestellten Erhitzer längs der Linie 11-II und F i g. 3 einen Schnitt
durch den in der F i g. 1 dargestellten Erhitzer längs der Linie 111-III.
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Wie aus den F i g. 1 bis 3 ersichtlich, wird die sich aus dem Vorverbrennungsraum
1 und dem Nachverbrennungsraum 2 zusammensetzende Brennkammer
3 von einem ringzylindrischen Mantelraum 4
umgeben, der den Wärmeübertrager
5 darstellt. Der oberhalb einer die Achse 6 des Wärmeübertragers beinhaltenden,
gedachten, horizontalen Ebene gelegene Teil des ringzylindrischen Raumes
4 zerfällt durch eine Schikane 7, die zwischen dem Einlaß 8
und dem
Auslaß 9 angeordnet ist, in einen vorderen und einen hinteren Teil. Der hintere
Teil besteht aus zwei ringzylindrischen Raumteilen 10 und 11 von unterschiedlichem
Durchmesser, die durch zwei stegförmige Kanäle 12 und 13 miteinander verbunden sind.
Diese stegförmigen Kanäle 12 und 13 sind dabei durch einen ringförmigen
Kanal 14 geführt, über den die Abgase zum Austrittsstutzen 15 gelangen. Hierdurch
ist eine doppelseitige Erwärmung des inneren ringzylindrischen Raumes
11 gegeben, in dem somit eine sehr starke direkt auf den Auslaß 9 gerichtete
Thermosiphonströmung entsteht. Eine Ansammlung von Luft- oder Dampfblasen an einer
bestimmten Stelle ist ausgeschlossen. Auch vor der Schikane 7 können sich keine
Dampf- oder Luftblasen ansammeln, weil diese durch die öffnung 16
in der sich
hier ausbildenden Strömung sofort zum Auslaß 9 gefördert werden.
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Die Umwälzpumpe 17 wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor
angetrieben, der auch das Verbrennungsluftgebläse 18 und den Rotationszerstäuber
19 antreibt und zwischen dem Verbrennungsluftgebläse 18 und der Umwälzpumpe
17 für das Heizmedium gelegen ist. Durch die Anordnung der Pumpe an einer
tiefer als der Einlaß 8 des Wärmeübertragers gelegenen Stelle werden die
von ihr angesaugten Luftblasen stets abgeführt und sammeln sich an einer Stelle
des Wärmeübertragers 5, wo sie infolge des Spaltes 16, wie vorbeschrieben,
sofort zum Auslaß 9 gefördert werden.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und
dargestellten Teile beschränkt, sondern kann trotz Abwandlung der Form und Größe
der Schikane und einzelner Baueinheiten des Wärmeübertragers sowie anderer Änderungen
verwirklicht werden, wenn man die mit der Erfindung gegebene Lehre anwendet.