[發(fā)明專利]用于空氣加熱裝置的熱交換器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580047239.3
• 申請(qǐng)日: 2005-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN101111723A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·路德維希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韋巴斯托股份公司
• 主分類號(hào): F24H3/06
• 分類號(hào): F24H3/06;F24H9/18;F28F1/02;F28F1/40;F28F1/12;F28F1/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王永建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于集成在引導(dǎo)空氣的外殼內(nèi)的空氣加熱裝置的熱交換器。該熱交換器具有縱軸，其中空氣可被迫使沿著基本垂直于所述縱軸的“主流動(dòng)方向”圍繞著該熱交換器流動(dòng)。

背景技術(shù)

目前，用于車輛(尤其是卡車或多用途運(yùn)載車輛等)的燃料驅(qū)動(dòng)輔助加熱單元通常與車輛固有的隨車加熱和空氣調(diào)節(jié)單元分開裝納。這種輔助加熱單元以例如空氣加熱裝置的形式設(shè)置，其用作加熱器，以提供輔助加熱和/或在靜止情況下(停車時(shí))提供加熱。

一段時(shí)間以來，已經(jīng)進(jìn)行了一些將空氣加熱裝置集成在車輛的固有隨車加熱和空氣調(diào)節(jié)裝置中的嘗試。這將節(jié)省占用空間和組成部件(避免冗余)。在DE?10211591?A1中披露了這種裝置的一個(gè)實(shí)例。

空氣加熱裝置的功能和經(jīng)濟(jì)效率的品質(zhì)以及組合件的安全性和可靠性基本上取決于該裝置集成在固有隨車加熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的位置以及所述空氣加熱裝置的工程設(shè)計(jì)和構(gòu)造特征。重要的是，充分考慮與將空氣加熱裝置集成在固有隨車加熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的一系列問題并提供這些問題的解決方案，以便獲得優(yōu)異的集成系統(tǒng)。

一些工程問題關(guān)注使通常重量很大的熱交換器本體最小化的措施。這種熱交換器本體通常通過壓鑄方式制造。熱交換器本體的重量越大，在其中將熱交換器本體安裝在車輛上的外殼必須越堅(jiān)固。

在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)方案中，使空氣沿著垂直于熱交換器的縱向(軸向)的方向圍繞熱交換器流動(dòng)。這種橫向流動(dòng)導(dǎo)致空氣渦流和湍流的大量產(chǎn)生以及由此產(chǎn)生的流動(dòng)中的高能量損耗(高流動(dòng)壓降)。如果試圖通過增大熱交換器周圍的可用空間解決該問題，則需要更大的安裝空間來容納集成的加熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此，尋求提高與熱交換器相關(guān)的流動(dòng)特性和熱傳遞的解決方案是合理的。

還希望在該解決方案中利用空氣加熱裝置的已有元件，通過所述元件，所述裝置被集成在固有隨車加熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。相應(yīng)地，所采用的熱交換器應(yīng)當(dāng)具有適應(yīng)性強(qiáng)(或可變)的設(shè)計(jì)，以便可用于多種類型和模式的空氣加熱裝置。熱交換器的制造方式也應(yīng)類似地具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

存在兩種熱傳遞過程一從熱交換器到將被加熱的空氣，其中所述空氣在熱交換器的外部周圍流動(dòng)，以及從燃燒氣體到熱交換器。通過改善后者的熱傳遞，能夠獲得熱交換器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更大自由度。

對(duì)于空氣加熱裝置的另一重要要求是其被構(gòu)造成避免燃燒氣體在空氣中的任何可能的滲入，其中所述空氣在空氣加熱裝置的周圍流動(dòng)。另一要求是提供一些措施，由此用于燃燒的燃燒空氣從機(jī)動(dòng)車輛的外部空間、并且尤其不從車輛的內(nèi)部空間被抽取。因此，有利的是，提供對(duì)已知空氣加熱裝置所采用的各種連接配件和管嘴(接頭)的配置的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的基本問題是提出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，以至少部分地解決上述問題，尤其是關(guān)于流動(dòng)特性的問題。

該基本問題通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以解決。

在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的有利實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明，對(duì)常規(guī)類型的熱交換器的改進(jìn)在于熱交換器具有垂直于“主流動(dòng)方向”的橫截面幾何形狀，該幾何形狀相對(duì)于圓形橫截面幾何形狀被扁平化。這種扁平化橫截面幾何形狀減小了流動(dòng)阻力。

根據(jù)本發(fā)明的扁平化橫截面幾何形狀例如可以為橢圓形或卵形。

或者，該橫截面幾何形狀可以類似于機(jī)翼的橫截面幾何形狀。

或者，如果該橫截面幾何形狀為大體菱形(紡錘形)將是有利的。

該特定的橫截面幾何形狀可與熱交換器、將合并該熱交換器的空氣加熱裝置、以及該熱交換器的制造工藝的許多其他特征相結(jié)合，以獲得有利的特征。

可以設(shè)定獨(dú)立地制造熱交換器本體和熱交換器的底座。這為各種可能結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以及各種可能的制造方法提供了靈活性。如果熱交換器底座與熱交換器芯部分開制造，則可引入熱交換器芯部的制造方法和步驟的變化。通過制造方法的適當(dāng)選擇可以減小熱交換器的整體重量。

出于類似原因，獨(dú)立地制造熱交換器頭部可能是有利的。特別是，這種熱交換器頭部可以是現(xiàn)有可得到的；由此，獨(dú)立制造為一種有益的選擇。根據(jù)燃燒器頭部或燃燒器單元的幾何形狀，甚至可以完全消除熱交換器頭部。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，熱交換器本體具有熱交換器芯部和熱傳遞表面，并且熱交換器芯部和提供熱傳遞表面的組成部件至少部分地分開制造。這些可能的分開制造工藝作為減輕重量的措施和提供關(guān)于組成部件構(gòu)造以及制造方法的增大的可變性的措施均是有利的。