(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加熱装置（１２，１４）と、
該加熱装置（１２，１４）内で発生した熱を伝熱媒体（Ｍ）に伝達する熱交換装置（３２）とを有しており、該熱交換装置（３２）は、前記各加熱装置（１２，１４）に対応して、該加熱装置（１２，１４）内で発生した熱を前記伝熱媒体（Ｍ）に伝達する熱交換区域（４８，５０）を有しており、
前記熱交換装置（３２）は、伝熱媒体通流室（４０）を有しており、
前記熱交換装置（３２）は、前記伝熱媒体通流室（４０）を外部に対して画定する外側のハウジング装置（３８）と、前記伝熱媒体通流室（４０）を内側に向かって、複数の熱交換区域（４８，５０）の排ガス通流室（４４，４６）に対して画定し、前記外側のハウジング装置（３８）と共に前記伝熱媒体通流室（４０）を取り囲む内側のハウジング装置（４２）とを有している車両ヒータであって、
前記各加熱装置（１２，１４）がバーナ装置（１６，１８）を有しており、前記各バーナ装置（１６，１８）は、燃料と燃焼空気とを収容し、燃料・燃焼空気混合物を燃焼させる燃焼室（２０，２２）を有しており、
前記各バーナ装置（１６，１８）には独立的な燃焼空気フィード装置（２６，３０）及び独立的な燃料フィード装置（２４，２８）が対応して配置されており、
前記バーナ装置（１６，１８）が互いに隣接して、ほぼ平行な排ガス流れ方向で配置されており、
少なくとも２つの前記熱交換区域（４８，５０）に対応して、前記排ガス通流室（４４，４６）に向かって開かれた１つの共通の排ガス出口（５６）が設けられていることを特徴とする、車両ヒータ。
【請求項２】
該伝熱媒体通流室（４０）は、伝熱媒体入口（３４）と伝熱媒体出口（３６）とを備えており、前記各熱交換区域（４８，５０）に対応して伝熱媒体通流室領域（６０，６２）を有している、請求項１記載の車両ヒータ。
【請求項３】
少なくとも２つの前記熱交換区域（４８，５０）の前記伝熱媒体通流室領域（６０，６２）は、前記伝熱媒体（Ｍ）による直列的な貫流のために互いに接続されていて、かつ／又は前記伝熱媒体入口（３４）と前記伝熱媒体出口（３６）とは、異なる熱交換区域（４８，５０）の前記伝熱媒体通流室領域（６０，６２）に対応して設けられている、請求項２記載の車両ヒータ。
【請求項４】
前記外側のハウジング装置（３８）は、少なくとも２つの、好適には全ての熱交換区域（４８，５０）の前記伝熱媒体通流室領域（６０，６２）を外部に対して画定する外側のハウジング部分（６６）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の車両ヒータ。
【請求項５】
２つの前記熱交換区域（４８，５０）の前記伝熱媒体通流室領域（６０，６２）は、好適には前記外側のハウジング部分（６６）の分離壁（５８）によって分離されていて、該分離壁（５８）には、一方の前記熱交換区域（４８）の伝熱媒体通流室領域（６０）から他方の前記熱交換区域（５０）の伝熱媒体通流室領域（６２）へと前記伝熱媒体（Ｍ）によって貫流されるように少なくとも１つの貫通孔（６４）が設けられている、請求項４記載の車両ヒータ。
【請求項６】
前記内側のハウジング装置（４２）は、少なくとも２つの、好適には全ての熱交換区域（４８，５０）の前記伝熱媒体通流室領域（６０，６２）を、内部に対して画定する内側のハウジング部分（６８）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の車両ヒータ。
【請求項７】
前記内側のハウジング装置（４２）は、少なくとも２つの前記熱交換区域（４８，５０）に対応して互いに分離されて形成された、この熱交換区域（４８，５０）の伝熱媒体通流室領域（６０，６２）を前記排ガス通流室（４４，４６）に対して内側に向かって画定する内側のハウジング部分を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の車両ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバスやトラックのような大型車両の内室を加熱するために使用することができる車両ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばバス又はトラックのような大型自動車において、例えば各内室を暖めるために、又は駆動ユニットを予熱するために使用される車両ヒータは、十分大きな加熱出力を提供するために一般的に相応に大きく形成されている。このことは、燃料により運転される車両ヒータを使用する際には特に、例えば燃焼室を、その中で燃焼すべき燃料と燃焼空気とから成る混合物のために燃焼するのに十分なスペースが得られる程度に大きく設計しなければならないことを意味している。燃料の供給に使用される燃料フィード装置若しくは燃焼空気の供給に使用される燃焼空気フィード装置も相応の寸法に設計されなければならない。比較的大きな最大加熱出力を提供するために寸法設計された車両ヒータは、必要な加熱出力が極めて小さい範囲では、この場合に燃焼すべき燃料量が比較的僅かであることにより加熱出力の正確な開ループ式の若しくは閉ループ式の制御が困難であり、燃焼を損なう危険性、例えば火炎破断の危険が生じるという欠点を有している。このように大きく設計された車両ヒータは小さな車両用には過剰寸法設定されており、これにより、様々な構成サイズの車両に対して様々に寸法設計された車両ヒータのモデルを比較的多数提供しなければならないという必要が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、簡単な形式で様々な使用目的に適合可能であって、加熱出力の改善された制御性を有している車両ヒータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明によれば、
複数の加熱装置と、
該加熱装置内で発生した熱を伝熱媒体に伝達する熱交換装置とを有しており、該熱交換装置は、前記各加熱装置に対応して、該加熱装置内で発生した熱を前記伝熱媒体に伝達する熱交換区域を有している、車両ヒータにより解決される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により形成された車両ヒータは、複数の加熱装置を有するモジュール特性を有している。この各個別モジュールである「加熱装置」はそれぞれ、例えば、特別な使用目的のための見込まれる最大の加熱出力要求に関して相応に選択することができ、１つの熱交換区域に対応して熱交換装置に取り付けることができる。所要の最大熱が比較的僅かな場合には例えば１つの加熱装置を完全に省くことができる。このようなモジュール構造の主要な利点は、複数の加熱装置のそれぞれを、別の加熱装置とは独立的に加熱運転させることができることにある。これにより、個々の加熱装置で準備可能な加熱出力段の数が比較的少なくても加熱出力の可変性を極めて大きくすることができる。所要の熱が比較的大きい環境で車両ヒータを使用する場合には、このために必要な加熱出力を、比較的小さい寸法の２つ以上の加熱装置によって提供することができる。これらの加熱装置それぞれは、運転条件的に僅かな熱しか必要としない場合であっても、これらの加熱装置により調達すべき加熱出力に関して極めて精密に制御可能、若しくは調整可能である。
【０００６】
異なる加熱装置において提供される熱を、加熱すべき１つの伝熱媒体に、例えば液体に伝達するために、熱交換装置は、伝熱媒体入口と伝熱媒体出口とを備えた伝熱媒体通流室を有しており、該伝熱媒体通流室は、各熱交換区域に対応して伝熱媒体通流室領域を有していることが提案される。
【０００７】
好適な別の構成では、少なくとも２つの熱交換区域の伝熱媒体通流室領域は、伝熱媒体による直列的な貫流のために互いに接続されていて、かつ／又は前記伝熱媒体入口と前記伝熱媒体出口とは、異なる熱交換区域の伝熱媒体通流室領域に対応して設けられている。これにより、加熱したい伝熱媒体が各加熱装置と熱交換相互作用し合うことが保証される。
【０００８】
熱交換装置は例えば、伝熱媒体通流室を外部に対して画定する外側のハウジング装置と、伝熱媒体通流室を内側に向かって、好適には異なる熱交換区域の排ガス通流室に対して画定し、外側のハウジング装置と共に前記伝熱媒体通流室を取り囲む内側のハウジング装置とを有していて良い。
【０００９】
部品数が僅かであることにより特に好適な実施態様では、外側のハウジング装置は、少なくとも２つの、好適には全ての熱交換区域の伝熱媒体通流室領域を外部に対して画定する外側のハウジング部分を有している。従って、例えばプラスチック材料又は金属材料から１つの注型過程で製造される単一の構成部分を、複数の、好適には全ての伝熱媒体通流室領域の画定のために使用することができる。
【００１０】
この場合、このような外側のハウジング部分によって形成された熱交換区域の貫流可能性を保証できるように、２つの熱交換区域の伝熱媒体通流室領域は、好適には前記外側のハウジング部分の分離壁によって分離されていて、該分離壁には、一方の前記熱交換区域の伝熱媒体通流室領域から他方の熱交換区域の伝熱媒体通流室領域へと前記伝熱媒体によって貫流されるように少なくとも１つの貫通孔が設けられていることが提案される。
【００１１】
構造的に簡単な構成はさらに、内側のハウジング装置は、少なくとも２つの、好適には全ての熱交換区域の伝熱媒体通流室領域を、内部に対して画定する内側のハウジング部分を有していることにより得られる。即ちこの場合も、実質的に複数の個別構成部品から組み立てられるのではない単一の構成部分が複数の熱交換区域のために使用される。
【００１２】
選択的又は付加的に、少なくとも２つの熱交換区域のために、内側のハウジング装置は、少なくとも２つの熱交換区域に対応して互いに分離されて形成されており、この熱交換区域の伝熱媒体通流室領域を内側に向かって画定する内側のハウジング部分を有しているようにすることができる。
【００１３】
特に、燃料で運転される車両において比較的大きな加熱出力を提供するために、少なくとも１つの、好適には各加熱装置がバーナ装置を有しており、各バーナ装置は、燃料と燃焼空気とを収容し、燃料・燃焼空気混合物を燃焼させる燃焼室を有していることが提案される。この場合、例えば、車両の駆動のためにも準備される燃料を、１つ又は複数のバーナ装置内での燃焼により熱を発生させるために使用することもできる。
【００１４】
加熱出力の高い可変性は、各バーナ装置に独立的な燃焼空気フィード装置及び／又は独立的な燃料フィード装置が配設されていることにより保証することができる。異なるバーナ装置にそれぞれ燃焼空気フィード装置もしくはそれぞれ燃料フィード装置を配設することにより、これらのバーナ装置にその都度供給すべき燃焼空気量若しくは燃料量を供給し、これによりその他のバーナ装置とは関係なく、各個別のバーナ装置において加熱出力を独立的に調節することができる。
【００１５】
少なくとも２つの前記バーナ装置が互いに隣接して、ほぼ平行な排ガス流れ方向で配置されていることにより、コンパクトな構成形式を保証することができる。
【００１６】
少なくとも２つの、好適には全ての熱交換区域に対応して、排ガス通流室に向かって開かれた１つの共通の排ガス出口が設けられていることにより構成をさらに簡単にすることができる。
【００１７】
本発明はさらに、少なくとも１つの加熱装置内で発生した熱を伝熱媒体に伝達する、特に本発明により形成された車両ヒータ用の熱交換装置であって、該熱交換装置は、熱交換装置に組み合わせ可能な複数の加熱装置に対応して、各加熱装置内で発生した熱を前記伝熱媒体へと伝達するためにそれぞれ１つの熱交換区域を有している、熱交換装置に関する。
【００１８】
本発明はさらに、本発明により形成された熱交換装置を有する加熱装置であって、熱交換装置の少なくとも１つの熱交換区域に対応して、該熱交換区域内で前記伝熱媒体に伝達する熱を準備する加熱装置を有している、加熱装置に関する。加熱装置は勿論、上述した、及びさらに詳しく後述する構成の特徴を個別に有する、又は組み合わされて有するように構成されていて良い。
【００１９】
以下に本発明を添付の図面につき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】２つの加熱装置と１つの熱交換装置とを備えた車両ヒータの原理を示す斜視図である。
【図２】図１の車両ヒータを、両加熱装置を分離する平面で断面して示した原理的な図である。
【図３】図２に示した視線方向ＩＩＩから見た図１の加熱装置を原理的に示した図である。
【図４】図２に示した視線方向ＩＶから見た図１の加熱装置を原理的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には、車両ヒータ全体が符号１０で示されている。車両ヒータは例えば、車両内で、伝熱媒体循環路内を循環する一般的には液体の伝熱媒体を加熱するために使用することができる。車両ヒータ１０は２つの加熱装置１２，１４を有している。これらの加熱装置は例えばバーナ装置１６，１８として形成することができる。これらのバーナ装置はそれぞれ、内部に形成された燃焼室２０若しくは２２を有していて良い。図３に示された燃料フィード装置２４、例えば調量ポンプを介して液体燃料、例えばディーゼルを、バーナ装置１６の燃焼室２０内に送ることができる。燃焼空気フィード装置２６、例えばサイドチャネルブロワは、燃料と燃焼させるために必要な燃焼空気をバーナ装置１６の燃焼室２０内に圧送するために使用することができる。
【００２２】
同様にバーナ装置１８に対応して、バーナ装置１８の燃焼室２２内に燃料を送るために燃料フィード装置２８、例えば調量ポンプが設けられている。燃焼空気フィード装置３０、例えばサイドチャネルブロワは、燃焼室２２内での燃焼に必要な空気を燃焼室２２内に供給するために使用することができる。
【００２３】
ここで補足すると、両バーナ装置１６，１８の一方又は両方はエバポレータバーナとして形成することができる。各燃焼室２０，２２に隣接している、若しくは各燃焼室２０，２２内に設けられた多孔質のエバポレータ媒体は、燃料フィード装置２４，２８によって圧送された液体燃料を吸収し、この液体燃料を毛管搬送作用によって、各燃焼室２０，２２に面して位置する側に搬送し、この側で燃料を蒸発させ、燃焼室２０，２２内で、ここにも存在する燃焼空気と混合されて、点火可能若しくは燃焼可能な混合物となる。燃焼は各点火機構、例えばグロー点火ピンによって開始させることができる。
【００２４】
車両ヒータ１０はさらに熱交換装置３２を有している。熱交換装置３２内では、伝熱媒体入口３４を介して熱交換装置３２内に供給された、例えば液体の伝熱媒体Ｍが、一方又は両方の加熱装置１２，１４で発生した熱を吸収することができる。加熱された伝熱媒体Ｍは伝熱媒体出口３６から熱交換装置３２を出ていく。
【００２５】
図２〜図４には、熱交換装置３２の構成が原理的な図で示されている。熱交換装置３２は、熱交換装置３２内に形成された伝熱媒体通流室４０を外部に対して、即ち、周囲に対して画定する外側のハウジング装置３８を有している。熱交換装置３２はさらに内側のハウジング装置４２を有しており、内側のハウジング装置４２は外側のハウジング装置３８と共に伝熱媒体通流室４０を取り囲んでいて、伝熱媒体通流室４０を、内側に対して、燃焼室２０，２２内で発生した燃焼排ガス用の各排ガス通流室４４，４６に対して画定している。
【００２６】
熱交換装置３２は、加熱装置１２，１４若しくはバーナ装置１６，１８に対応してそれぞれ１つの熱交換区域４８若しくは５０を有している。熱交換区域４８では、主として加熱装置１２内で発生した熱を、伝熱媒体通流室４０を貫流する伝熱媒体Ｍへと伝達することができる。熱交換区域５０では、主として加熱装置１４内で提供された熱を、伝熱媒体通流室４０内を流れる伝熱媒体Ｍへと伝達することができる。
【００２７】
バーナ装置１６，１８内で発生した燃焼排ガスは、これらバーナ装置１６，１８に配設された排ガス通流室４４，４６内へと延在する内筒５２，５４を通ってバーナ装置１６，１８を出る。内筒５２，５４は、それぞれ対応するバーナ装置１６，１８とは離反して位置する端部領域で開放されているので、バーナ装置１６，１８の燃焼室２０，２２を出る燃焼排ガスＡはまず内筒５２，５４を通って流れ、ここから流出し、内側のハウジング装置４２で変向されて、再びバーナ装置１６，１８の方向に戻るように流れる。この場合、燃焼排ガスＡは、内側のハウジング装置４２の表面に沿って流れ、このとき熱をこの表面に伝える。伝熱媒体通流室４０内を流れる伝熱媒体Ｍはこの熱を吸収し、従って加熱されて伝熱媒体出口３６から熱交換装置３２を出ていく。
【００２８】
バーナ装置１６，１８の方向に戻された燃焼排ガスＡは、共通の排ガス出口５６へと到り、排ガス案内系へとさらに流れることができる。排ガス出口５６は、両熱交換区域４８，５０の側方の境界領域に位置しているので、コンパクトな構成形式では、燃焼排ガスＡは共通の例えば管片条に形成された共通の排ガス出口５６から両排ガス通流室４４，４６を出て行くことができる。
【００２９】
図４には、両熱交換区域４８，５０の隣接領域において、伝熱媒体通流室４０が、図２にも示された、例えば外側のハウジング装置３８の分離壁５８によって、熱交換区域４８の伝熱媒体通流室領域６０と、熱交換区域５０の伝熱媒体通流室領域６２とに分割されていることが示されている。分離壁５８には貫流開口６４が形成されていて、この貫流開口６４は、両伝熱媒体通流室領域６０，６２の間に流れ接続を形成する。この貫流開口は例えば、熱交換装置３２の加熱装置１２，１４への隣接領域に設けることができる。伝熱媒体入口３４及び伝熱媒体出口３６も好適にはこの領域に設けられているので、伝熱媒体通流室４０に相応の流れガイドエレメントを設けることによっても、相応に効果的な熱の吸収のために内側のハウジング装置４２の周りをできるだけ効率的に通流することが保証されている。両伝熱媒体通流室領域６０，６２の間の貫流開口６４を介した流れ接続により、これら両伝熱媒体通流室領域６０，６２は、伝熱媒体Ｍによる直列的な貫流なために互いに接続されている。この場合、伝熱媒体Ｍはまず、熱交換区域４８に設けられた伝熱媒体入口３４を介して、上流側の伝熱媒体通流室領域６０に到る。伝熱媒体Ｍはこの伝熱媒体通流室領域６０を貫流した後、貫流開口６４を通って下流側の伝熱媒体通流室領域６２へと到り、熱交換区域５０に配設された伝熱媒体出口３６からこの領域６２を出て行く。
【００３０】
熱交換装置３２の外側のハウジング装置３８は好適には、外側のハウジング部分６６と共に、即ちほぼ一体的に形成されている。外側のハウジング部分６６は、両熱交換区域４８，５０の伝熱媒体通流室領域６０，６２を外部に対して画定するように、両熱交換区域４８，５０に対応して設けられていて、形成されている。同様に、内側のハウジング装置４２も内側のハウジング部分６８を有しており、この内側のハウジング部分６８は、両熱交換区域４８，５０に対応して、伝熱媒体通流室４０を内部に対して、即ち排ガス通流室４４，４６に対して画定している。熱交換装置３２は即ち、実質的に２つのハウジング部分若しくは主ハウジング部分を有するように形成されて良く、この場合、例えば外側のハウジング部分６６は熱的負荷が比較的僅かであるのでプラスチックから形成することができ、一方、内側のハウジング部分６８は、燃焼排ガスＡによって発生させられる熱的負荷が比較的高いので、金属材料から構成することができる。選択的な構成では特に、内側のハウジング装置４２は、各熱交換区域４８若しくは５０に対応して、実質的にポット状の構造を有した固有の内側のハウジング部分をそれぞれ有していて良く、この内側のハウジング部分は、単数又は複数の別の内側のハウジング部分と共に、伝熱媒体通流室４０を内側に向かって画定することに用いられる。基本的には、各熱交換区域４８，５０においてそれぞれ使用される外側の又は内側のハウジング部分の数とは関係なく、構造全体はほぼポット状である。外側のハウジング装置３８は即ち、それぞれ外側のポット領域を提供し、内側のハウジング装置４２はそれぞれ、外側のポット領域に装着される内側のポット領域を提供する。
【００３１】
上述した構成により、車両ヒータのモジュール特性が得られる。モジュール特性において、複数の加熱装置を、それぞれこれらの加熱装置に対応するように設けられた熱交換区域を備えた１つの熱交換装置に合併することにより、加熱出力の調節可能性において高い可変性が得られる。このことは、加熱装置それぞれが独立しており、即ちそのためにそれぞれ設けられた加熱出力で運転可能であり、別の加熱装置の運転とは独立していることにより特に支持されている。従って、各加熱装置において規定することができる加熱出力段数が比較的少なくても、全体として可能な加熱出力段数を顕著に多くすることができる。このようなモジュール特性により、例えば、１つの熱交換装置に対応して２つの異なる加熱装置、例えば最大可能な加熱出力に関して異なる設計の加熱装置を設けることもできる。従って、車両加熱装置は簡単に、様々な使用環境、若しくは様々な最大の加熱出力要求に適合させることができる。
【００３２】
最後に補足するのは、本発明の原理は、例えば加熱装置の一方又は両方が、燃料運転式の加熱装置として形成されておらず、電気運転式の加熱装置として形成されている場合であっても利用できる、ということである。１つの熱交換装置を備えた２つ以上の加熱装置を組み合わせることも可能であり、この場合、加熱装置のそれぞれに対応して熱交換装置は熱交換区域を有している。基本的には車両ヒータは、熱交換装置内に設けられた各熱交換区域に対応することなく１つの加熱装置が設けられるように形成することもできる。例えば、比較的僅かな最大出力しか必要としない環境で使用される場合には、図示の実施例では、バーナ装置の一方のみを使用することができ、熱伝達のために使用されることのない熱交換区域を、他方のバーナ装置の代わりに、設けられていない加熱装置を代替する閉鎖エレメントによって閉じることができる。
【００３３】
互いに独立的に行われる燃料及び燃焼空気の両加熱装置への上述したような供給は、加熱出力段の可変性に関して特に好適である。これが不要であるならば、例えば複数の又は全ての加熱装置に、１つの共通の燃焼空気フィード装置を介して燃焼空気を供給することもでき、かつ／又は、１つの共通の燃料フィード装置を介して燃料を供給することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  車両ヒータ、  １２，１４  加熱装置、  １６，１８  バーナ装置、  ２０，２２  燃焼室、  ２４  燃料フィード装置、  ２６  燃焼空気フィード装置、  ２８  燃料フィード装置、  ３０  燃焼空気フィード装置、  ３２  熱交換装置、  ３４  伝熱媒体入口、  ３６  伝熱媒体出口、  ３８  外側のハウジング装置、  ４０  伝熱媒体通流室、  ４２  内側のハウジング装置、  ４４，４６  排ガス通流室、  ４８，５０  熱交換区域、  ５２，５４  内筒、  ５６  排ガス出口、  ５８  分離壁、  ６０，６２  伝熱媒体通流室領域、  ６４  貫流開口、  Ｍ  伝熱媒体、  Ａ  排ガス
【図１】
0006033351.tif 000002
【図２】
0006033351.tif 000003
【図３】
0006033351.tif 000004
【図４】
0006033351.tif 000005