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DE212018000249U1 - Wärmetauscher, Heizeinheit und Heizvorrichtung für Freizeitfahrzeuge, und Freizeitfahrzeuge - Google Patents

Wärmetauscher, Heizeinheit und Heizvorrichtung für Freizeitfahrzeuge, und Freizeitfahrzeuge Download PDF

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DE212018000249U1
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Abstract

Wärmetauscher (6) für ein Freizeitfahrzeug zum Austausch von Wärme zwischen einem erhitzten Gas und einem Fluid, insbesondere einem Gas, umfassend:
eine Gasleitung (60), die so konfiguriert ist, dass sie das erhitzte Gas aufnimmt und weiterleitet; und
einen Kanal (5), der so konfiguriert ist, dass er das zu erwärmende Fluid aufnimmt und weiterleitet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gasleitung (60) einen Gaseinlass (603), einen Gasauslass (604) sowie eine von einem entsprechenden Gasrohr umgebene erste Wärmetauschzone (601) und eine von einer entsprechenden Kammer umgebene zweite Wärmetauschzone (602) aufweist, wobei das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr mit dem Gaseinlass (603) gekoppelt ist, die zweite Wärmetauschzone (602) mit der ersten Wärmetauschzone (601) verbunden ist und der Gasauslass (604) mit der die zweite Wärmetauschzone (602) umgebenden Kammer gekoppelt ist,
wobei die Gasleitung (60) geometrisch so geformt ist, dass erhitztes Gas, das am Gaseinlass (603) in die Gasleitung (60) eintritt, zunächst durch die erste Wärmetauschzone (601) und dann durch die zweite Wärmetauschzone (602) strömen muss, bevor es die Gasleitung (60) durch den Gasauslass (604) verlässt,
wobei die die zweite Wärmetauschzone (602) umgebende Kammer und das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr innerhalb des Kanals (5) des Wärmetauschers (6) vorgesehen sind,
wobei das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr innerhalb der die zweite Wärmetauschzone (602) umgebenden Kammer angeordnet ist und der Gaseinlass (603) bezüglich der Längsachse des Wärmetauschers (6) radial innerhalb des Gasauslasses (604) vorgesehen ist.

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher und eine Heizeinheit sowie eine Heizvorrichtung mit einem solchen Wärmetauscher, und auf Freizeitfahrzeuge, die mit einer der oben genannten Vorrichtungen ausgestattet sind.
  • Ein Wärmetauscher zum Austausch von Wärme zwischen einem erhitzten Gas und einem Fluid, insbesondere einem Gas, umfasst normalerweise eine Gasleitung, die so konfiguriert ist, dass sie das erhitzte Gas beispielsweise von einem Brenner aufnimmt und weiterleitet, und einen Kanal, der so konfiguriert ist, dass er das zu erhitzende Fluid aufnimmt und weiterleitet. Der Kanal berührt die Gasleitung so, dass zwischen dem erwärmten Gas innerhalb der Gasleitung und des Fluids innerhalb des Kanals durch Wände, welche die entsprechenden Bereiche trennen, ein Wärmeaustausch, aber kein Materialaustausch stattfinden kann.
  • Solche Wärmetauscher haben in der Regel einen recht schlechten Wirkungsgrad hinsichtlich des Wärmeaustausches zwischen dem erwärmten Gas und dem zu erwärmenden Fluid oder haben eine recht große Ausdehnung, um einen akzeptablen Wärmeaustausch zu erreichen.
  • Dementsprechend umfasst es der Umfang der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher bereitzustellen, der einen hohen Wirkungsgrad hinsichtlich des Wärmeaustausches zwischen dem erhitzten Gas und dem zu erhitzenden Fluid hat und gleichzeitig im Vergleich zu bekannten Systemen recht kompakt ist. Darüber hinaus umfasst es der Umfang der vorliegenden Erfindung entsprechende Heizeinheiten, Heizvorrichtungen und Freizeitfahrzeuge gemäß dem daraus entwickelten Konzept bereitzustellen.
  • Diese Ziele werden durch den Wärmetauscher nach Anspruch 1, eine Heizeinheit nach Anspruch 5, eine Heizvorrichtung nach Anspruch 8 sowie ein Freizeitfahrzeug nach Anspruch 10 erreicht.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen einem erhitzten Gas und einem Fluid, insbesondere einem Gas. Ein solcher Wärmetauscher ist insbesondere für eine Heizvorrichtung für ein Freizeitfahrzeug vorgesehen. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Wärmetauscher eine Gasleitung, die zur Aufnahme und zum Transport des erhitzten Gases konfiguriert ist, und einen Kanal, der zur Aufnahme und zum Transport des zu erhitzenden Fluids konfiguriert ist. Die Gasleitung hat einen Gaseinlass, einen Gasauslass sowie eine erste Wärmetauschzone, die von einem entsprechenden Gasrohr umgeben ist, und eine zweite Wärmetauschzone, die von einer entsprechenden Kammer umgeben ist. Das die erste Wärmetauschzone umgebende Gasrohr ist mit dem Gaseinlass gekoppelt, die zweite Wärmetauschzone ist mit der ersten Wärmetauschzone verbunden und der Gasauslass ist mit der die zweite Wärmetauschzone umgebenden Kammer gekoppelt. Die Gasleitung ist geometrisch so geformt, dass erhitztes Gas, das am Gaseinlass in die Gasleitung eintritt, zunächst durch die erste Wärmetauschzone und dann durch die zweite Wärmetauschzone strömen muss, bevor es die Gasleitung durch den Gasauslass verlassen kann. Die Kammer, welche die zweite Wärmetauschzone umgibt, und das Gasrohr, welches die erste Wärmetauschzone umgibt, sind innerhalb des Kanals des Wärmetauschers vorgesehen. Das die erste Wärmetauschzone umgebende Gasrohr ist innerhalb der die zweite Wärmetauschzone umgebenden Kammer angeordnet und der Gaseinlass ist in Bezug auf die Längsachse des Wärmetauschers radial innerhalb des Gasauslasses vorgesehen.
  • Diese konkrete Konfiguration führt zu einem sehr kompakten, aber hochwirksamen Wärmetauscher, da die innerhalb der zweiten Wärmetauschzone von dem darin bereitgestellten erhitzten Gas auf das im Kanal bereitgestellte Fluid übertragene Wärme der zweiten Wärmetauschzone aus der ersten Wärmetauschzone wieder zugeführt werden kann, noch bevor das erhitzte Gas aus der ersten Wärmetauschzone in die zweite Wärmetauschzone strömen muss. Dadurch wird die Länge des effektiven Weges, auf dem die Wärme vom erhitzten Gas auf das Gas innerhalb des Kanals übertragen wird, im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen gleicher Länge vergrößert (fast verdoppelt).
  • Vorzugsweise haben der Gaseinlass, das die erste Wärmetauschzone umgebende Gasrohr, die die zweite Wärmetauschzone umgebende Kammer und der Gasauslass des Wärmetauschers entlang der Längsachse des Wärmetauschers gesehen einen rechteckigen Querschnitt.
  • Dadurch ergibt sich eine hochfunktionelle Form der Vorrichtung und damit ein Wärmeaustauscher, der sich leicht in entsprechende Heizeinheiten, Heizvorrichtungen und/oder Freizeitfahrzeuge einbauen lässt.
  • Vorzugsweise hat das die erste Wärmetauschzone umgebende Gasrohr glatte Wände, welche die erste Wärmetauschzone von der zweiten Wärmetauschzone entlang der Längsachse des Wärmetauschers gesehen in radialer Richtung trennen, aber einen Wärmeaustausch zwischen dem Gas innerhalb der ersten Wärmetauschzone und der zweiten Wärmetauschzone ermöglichen.
  • Dies ermöglicht eine nahezu ungehinderte Strömung des erhitzten Gases durch die erste Wärmetauschzone, ermöglicht aber dennoch den gewünschten Wärmeaustausch zwischen der ersten und der zweiten Wärmetauschzone. Darüber hinaus wird durch die Verlängerung des Gasrohres entlang der Längsachse des Wärmetauschers die Länge des Strömungsweges des erwärmten Gases innerhalb der ersten Wärmetauschzone und damit die an die zweite Wärmetauschzone zu übertragende Wärmemenge gegenüber anderen Konfigurationen wesentlich erhöht.
  • Vorzugsweise weist die die zweite Wärmetauschzone umgebende Kammer Wände mit einer Vielzahl von Lamellen auf, die zum Inneren der zweiten Wärmetauschzone und/oder zu dem Bereich innerhalb des Kanals außerhalb der die zweite Wärmetauschzone umgebenden Kammer zeigen, so dass die zweite Wärmetauschzone vom Inneren des die Gasleitung umgebenden Kanals getrennt ist, aber ein Wärmeaustausch zwischen dem erhitzten Gas innerhalb der zweiten Wärmetauschzone und dem Gas innerhalb des Inneren des die Gasleitung umgebenden Kanals stattfinden kann.
  • Ein solcher Wärmetauscher hat eine stark erhöhte Effizienz hinsichtlich des Wärmeaustausches zwischen dem erhitzten Gas innerhalb der zweiten Wärmetauschzone und dem Gas im Inneren des Kanals aufgrund der stark vergrößerten Kontaktflächen zwischen den Wänden der die zweite Wärmetauschzone umgebenden Kammer und den beiden Gasen. Außerdem verringern die Lamellen durch die Erzeugung von Turbulenzen in den entsprechenden Gasströmen die Strömungsgeschwindigkeit der entsprechenden Gase in dem entsprechenden Bereich und erhöhen so die Zeit, in der sich die Gase innerhalb des für den Wärmeaustausch zwischen ihnen vorgesehenen Bereichs befinden. Dies führt zu einem umfassenderen Wärmeaustausch zwischen den Gasen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinheit zum Heizen von Fluiden und insbesondere von Gasen, wobei die Heizeinheit insbesondere für eine Heizvorrichtung eines Freizeitfahrzeugs vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Heizeinheit umfasst mindestens einen der oben beschriebenen Wärmetauscher und einen mit dem Wärmetauscher gekoppelten Brenner. Der Brenner umfasst mindestens ein Brennermodul und eine Brennkammer mit einem Zünder. Das Brennermodul verfügt über eine Leitung mit einer Einlassöffnung zur Aufnahme eines Gemisches aus Primärluft und Brenngas und einer Auslassöffnung, die zur Brennkammer hin führt. Insbesondere ist die Auslassöffnung eine Reihe von Düsen und die Leitung ist geometrisch so gestaltet, dass das Gemisch aus Primärluft und Brenngas durch den Venturi-Effekt angesaugt wird. Die Brennkammer ist mit dem Gaseinlass der Gasleitung des Wärmetauschers gekoppelt. Alternativ ist die Brennkammer des Brenners zumindest teilweise als Abschnitt der die erste Wärmetauschzone umgebenden Gasleitung vorgesehen.
  • Diese konkrete Konfiguration ermöglicht es, die vorteilhaften Effekte des oben beschriebenen Wärmetauschers auf eine Heizeinheit zu übertragen. Die Anordnung der Auslassöffnung als Düsenreihe verbessert die Verteilung des Gemischs aus Primärluft und Brenngas in der Brennkammer und damit die Vollständigkeit der Verbrennung. Die Ausnutzung des Venturi-Effektes für die Zuführung des Gemisches aus Primärluft und Brenngas in die Brennkammer ermöglicht den Verzicht auf weitere Vorrichtungen, die diese Aufgabe erfüllen. Dies führt zu geringeren Kosten für die Heizeinheit und zu einer geringeren Fehleranfälligkeit. Die Bereitstellung der Brennkammer zumindest teilweise oder sogar des gesamten Brenners in der die erste Wärmetauschzone umgebenden Gasleitung ermöglicht eine Einsparung von Bauraum und reduziert somit die Gesamtgröße der Heizeinheit. Darüber hinaus wird nicht nur Wärme von dem erhitzten Gas (dem Verbrennungsgas) innerhalb der ersten Wärmetauschzone auf das erhitzte Gas innerhalb der zweiten Wärmetauschzone übertragen, sondern auch Wärme durch Wärmestrahlung von den Verbrennungsflammen an die Wände des die erste Wärmetauschzone umgebenden Gasrohres und damit an das Gas innerhalb der zweiten Wärmetauschzone übertragen.
  • Vorzugsweise umfasst der Brenner einen Durchgang, der so gestaltet ist, dass ein Strom von Sekundärluft in die Brennkammer geleitet wird. Insbesondere ist ein Gebläse vorgesehen, das den Strom an Sekundärluft in die Brennkammer erzwingt.
  • Dadurch kann der Verbrennungszone mehr Luft zugeführt werden, als über die Leitung erreicht werden kann. Darüber hinaus kann bei der Bereitstellung des Gebläses die Menge der weiter zugeführten Luft geregelt werden und auf Wunsch kann das erhitzte Gas innerhalb der Brennkammer und der Gasleitung des Wärmetauschers mit Luftdruck beaufschlagt werden, um durch Regelung der Menge an Sekundärluft die Durchflussmenge zu erhöhen und die Temperatur des erhitzten Gases einzustellen. Daraus ergeben sich weitere Möglichkeiten, die Heizeinheit gemäß den Anforderungen des Benutzers zu betreiben.
  • Vorzugsweise umfasst die Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eine der oben beschriebenen Heizeinheiten oder eine Heizeinheit mit einem ersten Brenner und mindestens einem damit gekoppelten, oben beschriebenen Wärmetauscher. Die Heizvorrichtung hat ferner einen Einlass zur Versorgung der ersten Heizeinheit mit Luft und ein Abgasrohr zum Abführen der Abgase aus der Heizvorrichtung.
  • Damit können die vorteilhaften Effekte der oben beschriebenen Heizeinheiten und/oder des oben beschriebenen Wärmetauschers auf eine Heizvorrichtung für Freizeitfahrzeuge übertragen werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Heizvorrichtung ferner eine zusätzlichen Heizeinheit mit einem Brenner und eine mit dem zusätzlichen Brenner gekoppelte Wärmeübertragungseinheit. Die zusätzliche Heizeinheit ist parallel zur bereits vorhandenen Heizeinheit an den Einlass und die Abgasleitung der Heizvorrichtung angeschlossen.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es, die Leistungsfähigkeit der gesamten Heizvorrichtung zu verbessern und mit nur einer kompakten Heizvorrichtung verschiedene Fluide weitgehend unabhängig voneinander zu erhitzen. Insbesondere, wenn eine der vorgesehenen Heizeinheiten für die Erhitzung von Gasen und die andere für die Erhitzung von Flüssigkeiten konfiguriert ist, wird eine sehr vielseitige Heizvorrichtung erhalten.
  • Vorzugsweise sind die beiden vorgesehenen Heizeinheiten der Heizvorrichtung innerhalb der Heizvorrichtung nebeneinander oder übereinander angeordnet.
  • Dadurch wird eine hochsymmetrische und sehr platzsparende Gesamtgestalt der vorgesehenen Heizvorrichtung erreicht.
  • Ein letzter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Freizeitfahrzeug, wobei das erfindungsgemäße Freizeitfahrzeug mindestens eine der oben beschriebenen Heizvorrichtungen, mindestens eine der oben beschriebenen Heizeinheiten und/oder mindestens einen der oben beschriebenen Wärmetauscher umfasst.
  • Diese und andere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten, nicht einschränkenden beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, von welchen:
    • 1 ein schematisches Funktionsschema einer beispielhaften Ausführungsform der Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 2 eine räumliche Ansicht einer beispielhaften Heizvorrichtung gemäß der Ausführungsform der 1 zeigt;
    • 3 bis 6 verschiedene Querschnittsansichten der Heizvorrichtung aus 2 zeigen;
    • 7A und 7B räumliche Ansichten von Heizeinheiten der Heizvorrichtung der 2 bis 6 zeigen.
  • In Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen bezeichnet die Zahl 1 eine Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 1 schematisch und in den 2 bis 7B in räumlichen Ansichten dargestellt ist, umfasst eine Heizvorrichtung 1 eine Verbrennungseinheit mit mindestens einem Brenner und einer Brennkammer 2. Der Brenner hat ein Brennermodul 3. Das Brennermodul 3 enthält eine Leitung 301 mit einer Einlassöffnung 302 zur Aufnahme eines Gemisches aus Primärluft und Brenngas. Die Leitung 301 hat ferner eine Auslassöffnung 303, die zur Brennkammer 2 hin geöffnet ist, um innerhalb der Brennkammer 2 eine Flamme zu erzeugen.
  • Hier ist die Auslassöffnung 303 der Leitung 301 eine Reihe von Düsen 15, die zur Erzeugung der Flamme konfiguriert sind. Die Heizvorrichtung 1 enthält auch einen Zünder 304 (siehe 3 bis 5 und 7A), der in der Brennkammer 2 positioniert ist.
  • Die Leitung 301 ist geometrisch so konfiguriert, dass es durch den Venturi-Effekt eine Ansaugung des Gemisches aus Primärluft und Brenngas bewirkt. In der dargestellten Konfiguration umfasst die Heizvorrichtung 1 außerdem einen Durchgang 4 (siehe 5), der so konfiguriert ist, dass ein Strom von Sekundärluft in die Brennkammer 2 fließt.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält einen Kanal 5, zur Förderung eines zu heizenden Fluids. Das zu heizende Fluid kann zum Beispiel ein Gas wie Atemluft sein.
  • Der Kanal 5 hat einen Einlass 501 und einen Auslass 502 (siehe 3 bis 5). Hier enthält der Kanal 5 eine Fluidpumpe 503. Die Fluidpumpe 503 ist so konfiguriert, dass sie das Fluid dazu zwingt, durch den Kanal 5 zu fließen.
  • Hier ist die Fluidpumpe 503 so konfiguriert, dass sie die Luft aus dem Freizeitfahrzeug, in dem sich die abgebildete Heizvorrichtung befindet, ansaugt und in dem Kanal 5 vom Einlass 501 zum Auslass 502 hin drückt. In einer alternativen Ausführung ist die Fluidpumpe 503 so konfiguriert, dass sie Luft aus der äußeren Umgebung ansaugt und dazu zwingt in den Kanal 5 einzutreten. Der Kanal 5 enthält ein Gitter, das vor der Fluidpumpe 503 positioniert ist, um eine Verschmutzung des Kanals 5 zu vermeiden. In der abgebildeten Konfiguration ist die Fluidpumpe 503 eine Luftpumpe. Die Fluidpumpe 503 kann aber auch eine Flüssigkeitspumpe sein.
  • Der Einlass 501 des Kanals 5 umfasst außerdem einen Filter, um eine Verschmutzung des Systems zu vermeiden. Wenn in einem Freizeitfahrzeug vorgesehen ist, ist der Auslass 502 des Kanals 5 üblicherweise zum Innenraum des Freizeitfahrzeugs hin geöffnet.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält einen Wärmetauscher 6. Der Wärmetauscher 6 ist in der abgebildeten Ausführung für die Übertragung der Wärme von erhitzten Abgasen, die aus der Brennkammer 2 durch eine Gasleitung 60 des Wärmetauschers strömen, auf das im Kanal 5 strömende Fluid ausgelegt. Wie 5 am besten in FIG. zu erkennen ist, hat die Gasleitung 60 des Wärmetauschers 6 zwei Wärmetauschzonen: eine erste Wärmetauschzone 601, die von einem entsprechenden Gasrohr umgeben ist, das für den Wärmeaustausch zwischen den in der Brennkammer 2 erzeugten erhitzten Abgasen innerhalb der ersten Wärmetauschzone 601 und den erwärmten Abgasen innerhalb einer zweiten Wärmetauschzone 602 konfiguriert ist, und die zweite Wärmetauschzone 602, die von einer entsprechenden Kammer umgeben ist, die für den Wärmeaustausch zwischen den erwärmten Abgasen und dem durch den Kanal 5 strömenden zu heizenden Fluid konfiguriert ist. Die Verbrennungszone 2 kann zumindest teilweise als Abschnitt der ersten Wärmetauschzone 601 vorgesehen sein, wie es in der abgebildeten Ausführung der Fall ist. Die Gasleitung 60 hat entlang ihrer Längsrichtung betrachten einen rechteckigen Querschnitt und hat ferner einen Gaseinlass 603 und einen Gasauslass 604. Das die erste Wärmetauschzone 601 umgebende Gasrohr ist mit dem Gaseinlass 603, die zweite Wärmetauschzone 602 mit der ersten Wärmetauschzone 601 und der Gasauslass 604 mit der die zweite Wärmetauschzone 602 umgebenden Kammer gekoppelt. Die Gasleitung 60 ist geometrisch so geformt, dass erhitztes Abgas, das am Gaseinlass 603 in die Gasleitung 60 eintritt, zunächst die erste Wärmetauschzone 601 und dann die zweite Wärmetauschzone 602 durchströmen muss, bevor es die Gasleitung 60 durch den Gasauslass 604 verlassen kann.
  • Die die zweite Wärmetauschzone 602 umgebende Kammer und das die erste Wärmetauschzone 601 umgebende Gasrohr sind im Kanal 5 des Wärmetauschers 6 vorgesehen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das die erste Wärmetauschzone 601 umgebende Gasrohr innerhalb der die zweite Wärmetauschzone 602 umgebenden Kammer angeordnet und der Gaseinlass 603 ist in Bezug auf die Längsachse des Wärmetauschers 6 radial innerhalb des Gasauslasses 604 vorgesehen. Dies bewirkt einen verbesserten Wärmeaustausch und eine recht kompakte räumliche Struktur des Wärmetauschers 6.
  • Dabei ist das die erste Wärmetauschzone 601 umgebende Gasrohr glattwandig und steht in Verbindung mit der zweiten Wärmetauschzone 602. Die zweite Wärmetauschzone 602 ist als kanalartige Kammer ausgebildet, deren Wände eine Vielzahl von Lamellen enthalten. Wie hier dargestellt, sind die Wände vorzugsweise mit Lamellen versehen, welche in die zweite Wärmetauschzone zeigen, und/oder mit Lamellen, welche in den die Gasleitung 60 umgebenden Kanal zeigen. Beide Lamellengruppen sind so konfiguriert, dass der Wärmeaustausch zwischen den durch die zweite Wärmetauschzone strömenden Abgasen und dem durch den Kanal 5 strömenden Fluid, insbesondere der Atemluft, optimiert ist.
  • Hier umfasst die Heizvorrichtung 1 ein Gebläse 7, der so konfiguriert ist, dass er den Strom an Sekundärluft durch den Durchgang 4 erzwingt.
  • In der abgebildeten Ausführung umfasst die Heizvorrichtung 1 eine Zuführkammer 8. Die Zuführkammer 8 ist so konfiguriert, dass sie Luft aus der äußeren Umgebung aufnimmt. Das Gebläse 7 befindet sich im Durchgang 4 oder wie hier abgebildet am Einlass der Zuführkammer 8, um Luft aus der äußeren Umgebung in die Zuführkammer zu drücken.
  • Die Zuführkammer 8 steht mit dem Einlass 302 der Leitung 301 in Fluidverbindung, um die genannte Primärluft zu liefern. Die Zuführkammer 8 kann auch oder alternativ dazu mit dem Durchgang 4 in Fluidverbindung stehen, um diese Sekundärluft zu liefern.
  • Die Heizvorrichtung 1 umfasst eine Wand 401 mit einer ersten Seite 402 und einer zweiten Seite 403, welche der ersten Seite 402 gegenüberliegt. Die erste Seite 402 begrenzt die Zuführkammer 8 und die zweite Seite 403 begrenzt die Brennkammer 2. Die Wand 401 hat eine Vielzahl von Öffnungen 404, die den Durchgang 4 definieren. In einer Ausführung wird die Größe der genannten Öffnungen 404 entsprechend der gewünschten Zufuhr von Sekundärluft zur Brennkammer 2 hin optimiert.
  • Die Heizvorrichtung 1 umfasst ferner einen Gasinjektor 9. Der Gasinjektor 9 ist für die Einspritzung des Brenngases in den Einlass 302 der Leitung 301 konfiguriert. Hier ist der Gasinjektor 9 im Inneren der Zuführkammer 8 positioniert.
  • Der Gasinjektor 9 ist an einen Gastank 901 angeschlossen, der für die Lagerung des Brenngases konfiguriert ist. In der abgebildeten Ausführung ist der Gastank 901 in der Zuführkammer 8 positioniert.
  • Die Wand 401 ist in vertikaler Richtung V, parallel zur Gewichtskraft, ausgerichtet. Die Leitung 301 ist zumindest an seinem Ende in horizontaler Richtung H senkrecht zur Gewichtskraft ausgedehnt.
  • Das Gebläse 7 ist so ausgelegt, dass der Strom an Sekundärluft in die Brennkammer 2 im Wesentlichen in horizontaler Richtung H hineingezwungen wird.
  • Der Brenner kann, wie dargestellt, ein oder mehrere parallele Brennermodule 31 umfassen (siehe 7A). Die weiteren parallelen Brennermodule 31 umfassen jeweils aus eine parallele Leitung 311. Jede der parallelen Leitungen 311 hat eine Einlassöffnung 312 zur Aufnahme des Gemischs aus Primärluft und Brenngas und eine Auslassöffnung 312, die zur Brennkammer 2 hin geöffnet ist, um eine Flamme in der Brennkammer 2 zu erzeugen. Hier ist jede der parallelen Leitungen 301 und 311 geometrisch so konfiguriert, dass das Gemisch aus Primärluft und Brenngas durch den Venturi-Effekt angesaugt wird. Die parallelen Brennermodule 31 sind parallel zu besagtem Brennermodul 3 angeordnet. Die Zuführkammer 8 steht in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung 312 der einen oder mehreren parallelen Leitungen 311. In der abgebildeten Ausführung sind die Einlassöffnungen 312 der einen oder mehreren parallelen Leitungen 311 im Inneren der Zuführkammer 8 angeordnet.
  • Die Vorrichtung umfasst je einen parallelen Gasinjektor 91 für jedes der einen oder mehreren parallelen Brennermodule 31. Die parallelen Gasinjektoren 91 sind so konfiguriert, dass das Brenngas in die Einlassöffnungen 312 der einen oder mehreren parallelen Leitungen 311 eingespeist wird.
  • Hier sind die parallelen Gasinjektoren 91 auch innerhalb der Zuführkammer 8 positioniert und mit dem Gastank 901 verbunden.
  • Der Durchgang 4 ist so konfiguriert, dass die Sekundärluft am Ausgang der einen oder mehreren parallelen Leitungen 311 in die Brennkammer 2 strömt.
  • Vorzugsweise enthält die Vorrichtung auch einen parallelen Zünder 314 für jedes parallele Brennermodul 31.
  • Hier strömt der Strom an Sekundärluft von außen in die Leitung 301 und in die eine oder mehreren parallelen Leitungen 311.
  • In der abgebildeten Ausführung umfasst die Heizvorrichtung 1 einen zusätzlichen Brenner 30 mit einer zusätzlichen Brennkammer 2A. Der zusätzliche Brenner 30 umfasst mindestens ein zusätzliches Brennermodul 3A mit einer zusätzlichen Leitung 301A. Die zusätzliche Leitung 301A hat eine Einlassöffnung 302A zur Aufnahme eines zusätzlichen Gemisches aus Primärluft und zusätzlichem Brenngas und eine Auslassöffnung 303A, der zur zusätzlichen Brennkammer 2A und einem Zünder 3044A hin geöffnet ist, um eine Flamme in der zusätzlichen Brennkammer 2A zu erzeugen.
  • Hier umfasst die Heizvorrichtung 1 auch einen zusätzlichen Durchgang 4A. Der zusätzliche Durchgang 4A ist so konfiguriert, dass ein zusätzlicher Strom von Sekundärluft in die zusätzliche Brennkammer 2A fließt.
  • Die Heizvorrichtung 1 umfasst ferner eine zusätzliche Wand 401A mit einer ersten Seite 402A und einer zweiten Seite 403A, die der ersten Seite 402A gegenüberliegt. Die erste Seite 402A der zusätzlichen Wand 401A begrenzt die zusätzliche Zuführkammer 8A und die zweite Seite 403A der zusätzlichen Wand 401A begrenzt die zusätzliche Brennkammer 2A. Die zusätzliche Wand 401A hat eine Vielzahl von Öffnungen 404A, die den zusätzlichen Durchgang 4A definieren. Die Größe der besagten Öffnungen 404A in der zusätzlichen Wand 401A ist entsprechend des gewünschten zusätzlichen Stroms an Sekundärluft zur zusätzlichen Brennkammer 2A optimiert.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält einen zusätzlichen Kanal 5A, um ein zusätzliches zu heizendes Fluid zu befördern. Das zusätzliche zu heizende Fluid kann zum Beispiel eine Flüssigkeit wie Wasser sein.
  • Der zusätzliche Kanal 5A hat einen Einlass 501A, einen Auslass 502A und ist zumindest teilweise als Wärmeübertragungstank 504A ausgeführt. Hier enthält die Heizvorrichtung eine zusätzliche Fluidpumpe. Die zusätzliche Fluidpumpe ist so konfiguriert, dass das zusätzliche Fluid durch den zusätzlichen Kanal 5A vom Einlass 501A zum Auslass 502A fließt. In der abgebildeten Ausführung ist die zusätzliche Pumpe eine Flüssigkeitspumpe.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält auch eine Wärmeübertragungseinheit 6A, die so konfiguriert ist, dass sie die Wärme von den Abgasen, die durch eine Gasleitung 60A der Wärmeübertragungseinheit 6A strömen, auf das zusätzliche Fluid überträgt, das durch den zusätzlichen Kanal 5A strömt.
  • Die Gasleitung 60A der Wärmeübertragungseinheit 6A hat einen Gaseinlass 603A, einen Gasauslass 604A und zwei Zonen: Eine erste Wärmeübertragungszone 601A ist zur Übertragung von Wärme von den erhitzten Abgasen, welche in der zusätzlichen Brennkammer 2A erzeugt werden, auf das Fluid innerhalb des zusätzlichen Kanals 5A, hier in Gestalt eines Wärmeübertragungstanks 504A, insbesondere auch Wasser innerhalb des Wärmeübertragungstanks 504A des zusätzlichen Kanals 5A konfiguriert ist, welche von einer entsprechenden Kammer umgeben ist. Eine zweite Wärmeübertragungszone 602A ist ebenfalls zur Übertragung von Wärme von den erhitzten Abgasen, die in der zusätzlichen Brennkammer 2A erzeugt werden, auf Fluid, insbesondere Wasser innerhalb des Wärmeübertragungstanks 504A der zusätzlichen Leitung 5A konfiguriert ist, und von einem entsprechenden Gasrohr umgeben ist. Die zusätzliche Verbrennungszone 2A kann zumindest teilweise als Abschnitt der ersten Wärmeübertragungszone 601A vorgesehen sein. Die die erste Wärmeübertragungszone 601A umgebende Kammer ist mit dem Gaseinlass 603A, das die zweite Wärmeübertragungszone 602A umgebende Gasrohr mit der die erste Wärmeübertragungszone 601A umgebenden Kammer und der Gasauslass 604A mit dem die zweite Wärmeübertragungszone 602A umgebenden Gasrohr gekoppelt.
  • Die Gasleitung 60A ist geometrisch so geformt, dass das am Gaseinlass 603A in die Gasleitung 60A eintretendes erhitztes Gas aufgrund von Konvektion zunächst die erste Wärmeübertragungszone 601A und dann die zweite Wärmeübertragungszone 602A durchströmen muss, bevor es die Gasleitung 60A durch den Gasauslass 604A verlassen kann. Die die erste Wärmeübertragungszone 601A umgebende Kammer und das die zweite Wärmeübertragungszone 602A umgebende Gasrohr sind innerhalb des Wärmeübertragungstanks 504A des zusätzlichen Kanals 5A vorgesehen.
  • Die die erste Wärmeübertragungszone 601A umgebende Kammer ist als dreieckige Kammer vorgesehen und das die zweite Wärmeübertragungszone 602A umgebende Gasrohr ist im Bereich einer seiner Ecken mit der die erste Wärmeübertragungszone 601A umgebenden dreieckigen Kammer gekoppelt.
  • Hier umfasst die Heizvorrichtung 1 ein zusätzliches Gebläse 7A, das so konfiguriert ist, dass er den zusätzlichen Strom von Sekundärluft durch den zusätzlichen Durchgang 4 zwingt.
  • In der abgebildeten Ausführung umfasst die Heizvorrichtung 1 eine zusätzlichen Zuführkammer 8A, die so konfiguriert ist, dass sie Luft aus der äußeren Umgebung aufnehmen kann. Das zusätzliche Gebläse 7A ist innerhalb des Durchgangs 4 oder wie hier abgebildet am Einlass der zusätzlichen Zuführkammer 8A vorgesehen, um Luft aus der äußeren Umgebung in die Zuführkammer 2A zu drücken.
  • Die zusätzliche Zuführkammer 8A steht in Fluidverbindung mit dem Einlass 302A der zusätzlichen Leitung 301A, um die genannte Primärluft zu liefern. Die zusätzliche Zuführkammer 8A kann ebenfalls oder alternativ dazu mit dem zusätzlichen Durchgang 4A in Fluidverbindung stehen, um diesen zusätzlichen Strom von Sekundärluft zu erzeugen.
  • Die Heizvorrichtung 1 umfasst außerdem einen zusätzlichen Gasinjektor 9A. Der zusätzliche Gasinjektor 9A ist für die Einspritzung des zusätzlichen Brenngases in den Einlass 302A der zusätzlichen Leitung 301A konfiguriert. Hier ist der zusätzliche Gasinjektor 9A innerhalb der zusätzlichen Zuführkammer 8A positioniert.
  • Der zusätzliche Gasinjektor 9A ist mit einem zusätzlichen Gastank 901A verbunden, der für die Lagerung des zusätzlichen Brenngases konfiguriert ist. In der abgebildeten Ausführung ist der zusätzliche Gastank 901A innerhalb der zusätzlichen Zuführkammer 8A positioniert.
  • Bei einer Ausführung ist die zusätzliche Wand 401A in vertikaler Richtung V orientiert. Die zusätzliche Leitung 301A ist zumindest an seinem Ende in horizontaler Richtung H verlängert.
  • Das zusätzliche Gebläse 7A ist so ausgelegt, dass der zusätzliche Strom an Sekundärluft in die zusätzliche Brennkammer 2A im Wesentlichen in horizontaler Richtung H erzwungen wird.
  • Die Heizvorrichtung 1 umfasst auch wenigstens eine Zuführmündung 10, die mit der äußeren Umgebung in Verbindung steht. Die wenigstens eine Zuführmündung 10 hat einen Haupteinlass 101, der zur äußeren Umgebung hin geöffnet ist. Die wenigstens eine Zuführmündung 10 hat auch einen Auslass, der über das Gebläse 7 mit der Zuführkammer 8 und/oder einem zusätzlichen Auslass, der über das zusätzliche Gebläse 7A mit der zusätzlichen Zuführkammer 8A in Verbindung steht.
  • Die zusätzliche Heizeinheit ist horizontal Seite an Seite in Bezug auf die erste Heizeinheit vorgesehen. Alternativ dazu kann auch eine Heizeinheit oberhalb der anderen vorgesehen sein, um eine kompakte Heizvorrichtung zu erhalten.
  • Eine elektrische Leiterplatte 12 ist im Inneren des mindestens einen Zuführmundes 10 positioniert.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält ferner ein Abgasrohr 11.
  • Die Brennkammer 8 und die zusätzliche Brennkammer 8A stehen über die entsprechenden Brennkammern 2 und 2A und die Gasleitungen 60 und 60A des entsprechenden Wärmetauschers 6 bzw. der Wärmeübertragungseinheit 6A mit dem Abgasrohr 11 in Fluidverbindung. Das Abgasrohr 11 hat ein nach außen offenes Ende.
  • Wie dargestellt, ist das Abgasrohr 11 teilweise vom Haupteinlass 101 der mindestens einen Zuführmündung 10 umgeben, so dass die durch das Abgasrohr 11 strömenden Abgase Wärme an die in die mindestens eine Zuführmündung 10 eintretende Luft abgeben, um den Gesamtwirkungsgrad der Heizvorrichtung 1 zu erhöhen.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält ferner für jedes parallele Brennermodul 31 ein Gasventil 13 und ein paralleles Gasventil 131. Das Gasventil 13 ist an den Gasinjektor 9 und die parallelen Gasventile 131 an die parallelen Gasinjektoren 91 angeschlossen.
  • Die Heizvorrichtung 1 enthält ein zusätzliches Gasventil, das mit den zusätzlichen Gasinjektoren 9A verbunden ist.
  • Die Heizvorrichtung 1 umfasst eine einzige Steuereinheit, die an das Gebläse 7 angeschlossen ist. Die Steuereinheit ist ferner an das zusätzliche Gebläse 7A und an den Gasinjektor 9 angeschlossen. Die Steuereinheit ist auch an die zusätzlichen Gasinjektoren 9A, die Fluidpumpe 503 und die zusätzliche Fluidpumpe 503A angeschlossen.
  • Die Steuereinheit ist für die Steuerung und Koordination des Gebläses 7, des Gasinjektors 9 und der Fluidpumpe 503 sowie des zusätzlichen Gebläses 7A, des zusätzlichen Gasinjektors 9A und der zusätzlichen Fluidpumpe 503A ausgelegt.
  • Die abgebildete Heizvorrichtung 1 enthält einen Fluidtemperatursensor zur Messung der Temperatur des Fluids (vorzugsweise der Luft). Der Fluidtemperatursensor kann im Inneren des Freizeitfahrzeugs, in dem die Heizvorrichtung untergebracht ist, angebracht sein, um die Temperatur des Fluids (Luft) im Inneren des Freizeitfahrzeugs zu messen. Alternativ kann der Fluidtemperatursensor auch außerhalb des Freizeitfahrzeugs vorgesehen sein, um die Temperatur des Fluids (Luft) außerhalb des Freizeitfahrzeugs zu messen. Der Fluidtemperatursensor ist an die Steuereinheit angeschlossen.
  • Hier enthält die Heizvorrichtung einen zusätzlichen Fluidtemperatursensor, um die Temperatur des zusätzlichen Fluids (vorzugsweise Wasser) zu messen. Der zusätzliche Fluidtemperatursensor befindet sich in einem Wassertank, der das Wasser enthält, das der Heizvorrichtung zuzuführen ist. Der zusätzliche Fluidtemperatursensor ist ebenfalls an die Steuereinheit angeschlossen.
  • Die Steuereinheit ist an das Gasventil 13 und an die parallelen Gasventile 131 sowie an das zusätzliche Gasventil angeschlossen.
  • Die Steuereinheit ist mit dem Gebläse 7 verbunden und ist so konfiguriert, dass sie das Gebläse 7 steuert, wobei die Steuereinheit so programmiert ist, dass sie das Gebläse 7 in Abhängigkeit von mindestens einem Steuerparameter steuert, wobei der Steuerparameter repräsentativ für eine vom Brenner bereitgestellte Wärmeleistung ist. Die Steuerparameter können (direkt oder indirekt) über eine Schnittstelle durch den Anwender eingestellt werden. Die Steuerparameter können auch in Abhängigkeit von einer Solltemperatur (die vom Benutzer über die Schnittstelle eingestellt werden kann) und einer Messgröße, die für die Temperatur des zu beheizenden Fluids (oder eines zusätzlichen Fluids) repräsentativ sein kann (am Einlass des Heizers), abgeleitet werden. Wie dargestellt, enthält der Brenner vorzugsweise eine Vielzahl von Brennermodulen (zum Beispiel 2, 3, 4, oder mehr); hier angenommen, er enthält N Module; ist der Heizer so konfiguriert, dass er eine Teilmenge der Vielzahl von Brennermodulen einschaltet und die übrigen ausgeschaltet lässt. In diesem Fall kann der Steuerparameter für eine Zahl (eine beliebige natürliche Zahl von 0 bis N) stehen, die der Anzahl der einzuschaltenden Brennermodule entspricht, wobei die anderen auszuschalten sind (oder umgekehrt). Die gleichen Funktionen können (oder auch nicht) für den zusätzlichen Brenner vorgesehen sein.
  • In der abgebildeten Ausführung ist die Steuereinheit ferner so programmiert, dass sie (vom Fluidtemperatursensor) die Temperatur des Fluids empfängt, um sie mit einer Solltemperatur des Fluids zu vergleichen. Die Solltemperatur des Fluids kann vom Anwender eingestellt werden. Die Steuereinheit ist außerdem so programmiert, dass sie (vom zusätzlichen Fluidtemperatursensor) die Temperatur des zusätzlichen Fluids empfängt, um sie mit der Solltemperatur des zusätzlichen Fluids zu vergleichen. Die Solltemperatur des zusätzlichen Fluids kann vom Anwender eingestellt werden. Die Steuereinheit ist so programmiert, dass sie den Brenner steuert und eines oder mehrere der Brennermodule 3 ein- oder ausschaltet (wahlweise), wenn die Temperatur des Fluids niedriger als die Solltemperatur des Fluids ist. Die Steuereinheit ist so programmiert, dass sie den zusätzlichen Brenner steuert und eines oder mehrere der zusätzlichen Brennermodule 3A (wahlweise) ein- oder ausschaltet, wenn die Temperatur des zusätzlichen Fluids niedriger als die Solltemperatur des zusätzlichen Fluids ist.
  • Die Steuereinheit ist so programmiert, dass es den Brenner steuert und eines oder mehrere der Brennermodule 3 abschaltet, wenn die Temperatur des Fluids gleich oder höher als die Solltemperatur des Fluids ist. In einer Ausführung ist die Steuereinheit so programmiert ist, dass sie den zusätzlichen Brenner steuert und eines oder mehrere der zusätzlichen Brennermodule abschaltet, wenn die Temperatur des zusätzlichen Fluids gleich oder höher als die Solltemperatur des zusätzlichen Fluids ist.
  • Die Heizvorrichtung verfügt über ein Panel, auf welchem der Benutzer die Anzahl der Brennermodule 3, die er ein- oder ausschalten möchte, manuell einstellen kann. Zusätzlich enthält die Heizvorrichtung ein Panel, in dem der Benutzer die Anzahl der zusätzlichen Brennermodule 3A, die er ein- oder ausschalten möchte, manuell einstellen kann.
  • Die Anzahl der eingeschalteten (oder ausgeschalteten) Brennermodule 3 liefert einen Parameter, der für eine vom Brenner bereitgestellte Wärmeleistung repräsentativ ist. Die Differenz zwischen der Solltemperatur des Fluids (Luft) und der gemessenen Temperatur des Fluids (Luft) liefert einen weiteren Parameter, der für eine vom Brenner bereitgestellte Wärmeleistung repräsentativ ist.
  • Die Anzahl der eingeschalteten (bzw. ausgeschalteten) zusätzlichen Brennermodule 31 stellt einen Parameter dar, der repräsentativ für eine vom zusätzlichen Brenner bereitgestellte thermische Leistung ist. Die Differenz zwischen der Solltemperatur des zusätzlichen Fluids (Wasser) und der gemessenen Temperatur des zusätzlichen Fluids (Wasser) liefert einen weiteren Parameter, der für eine vom zusätzlichen Brenner bereitgestellte Wärmeleistung repräsentativ ist.
  • Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie mindestens einen Parameter empfängt, der für die vom Brenner bereitgestellte Wärmeleistung und einen Parameter, der für die vom zusätzlichen Brenner bereitgestellte Wärmeleistung repräsentativ ist.
  • Die Steuereinheit ist an das Gebläse 7 angeschlossen und so konfiguriert, dass das Gebläse 7 in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter gesteuert wird, der für eine vom Brenner bereitgestellte Wärmeleistung repräsentativ ist.
  • Außerdem ist die Steuereinheit an das zusätzliche Gebläse 7A angeschlossen und so konfiguriert, dass das zusätzliche Gebläse 7A in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter gesteuert wird, der für eine vom zusätzlichen Brenner bereitgestellte Wärmeleistung repräsentativ ist.
  • Die Steuereinheit schaltet das Brennermodul 3 durch Öffnen des Gasventils 13 ein und das Brennermodul 3 durch Schließen des Gasventils 13 aus. Die Steuereinheit schaltet das zusätzliche Brennermodul 3A durch Öffnen des zusätzlichen Gasventils ein und schaltet das zusätzliche Brennmodul 3A durch Schließen des zusätzlichen Gasventils aus.
  • Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf einen Wärmetauscher, eine Heizeinheit mit einem solchen Wärmetauscher, eine Heizvorrichtung mit einem solchen Wärmetausche und/ oder einer solchen Heizeinheit und auf ein Freizeitfahrzeug, umfassend eine Heizvorrichtung 1, eine der beschriebenen Heizeinheiten, den beschriebenen Wärmetauscher und/oder den beschriebenen Wärmetauscher.
  • Die Heizvorrichtung 1 kann außerhalb des Freizeitfahrzeugs wie zum Beispiel auf dem Dach des Freizeitfahrzeugs befestigbar sein.
  • Im Folgenden werden einige weitere bevorzugte Merkmale und einige Erläuterungen gegeben.
  • Vorzugsweise ist der Brenner (das Brennermodul 3) ein atmosphärischer Brenner, das heißt, der Brenner benötigt an sich keine Vormischeinheit, um das dem Brenner zuzuführende Luft-Gas-Gemisch selbst bereitzustellen.
  • Vorzugsweise ist der Brenner (das Brennermodul 3) ein Stufenbrenner oder ein Rampenbrenner, der ein kostengünstiges kommerzielles Bauteil ist.
  • Vorzugsweise ist der Gasinjektor 9 in unmittelbarer Nähe der Einlassöffnung 302 der Leitung (vorzugsweise weniger als 60 Millimeter, noch bevorzugter weniger als 20 Millimeter vom Eingang des Rohrs) positioniert.
  • Die Leitung 301 hat an ihrer Einlassöffnung 302 vorzugsweise eine Ausdehnung, die entlang einer ersten Achse orientiert (verlängert) ist. In einer Ausführung ist der Gasinjektor 9 entlang dieser ersten Achse ausgerichtet, welche im Wesentlichen mit der Ausdehnung des Brenners ausgerichtet, der sich in der Nähe der Einlassöffnung 302 der Leitung 301 befindet.
  • An der Einlassöffnung 302 der Leitung 301 wird (Primär-)Luft zusammen mit dem vom Injektor 9 gelieferten Gas auf natürliche Weise angesaugt; das Luft-Gas-Gemisch wird also auf natürliche Weise an die Einlassöffnung 302 der Leitung 301 durch den Venturi-Effekt geliefert.
  • Vorzugsweise sind die an der Auslassöffnung 303 der Leitung 301 vorgesehenen Düsen (Öffnungen 404) in der jeweiligen zweiten Achse ausgerichtet. Bei einer Ausführung sind die zweiten Achsen der Düsen parallel zueinander. In einer anderen Ausführung liegen die zweiten Achsen der Düsen quer (senkrecht) zur ersten Achse. In der einen Ausführung sind die zweiten Achsen in einer Ebene orientiert, welche die erste Achse einschließt.
  • Die Primärluft ist notwendig, um eine Verbrennung in einem Zündbereich zu haben, die Sekundärluft wird den Flammen zugeführt, um den Verbrennungswirkungsgrad zu optimieren, um die schädlichen Emissionen zu reduzieren und die Temperatur der Brennkammer zu kontrollieren.
  • Vorzugsweise ist das zu heizende Fluid Atemluft. Für die Atemluft ist die Luft vorgesehen, welche die Menschen im Freizeitfahrzeug atmen werden. Außerdem ist das zu heizende Fluid Wasser. Für Wasser ist das Wasser vorgesehen, das die Menschen im Freizeitfahrzeug für sanitäre Zwecke, zum Reinigen oder Kochen verwenden werden.
  • Das Ansaugen der Primärluft erfolgt vorzugsweise natürlicher Weise durch den Venturi-Effekt, während das Ansaugen der Sekundärluft durch das Gebläse erzwungen wird. Diese Kombination aus natürlicher und erzwungener Ansaugung verbessert die Effizienz und die Flexibilität der Heizvorrichtung.
  • Vorzugsweise hat die Zuführkammer quer zur Förderrichtung einen Querschnitt (Größe), der deutlich größer ist (zum Beispiel mindestens dreimal, vorzugsweise mindestens fünfmal, zum Beispiel ca. zehnmal) als der Querschnitt der Einlassöffnung der Leitung (für Primärluft und Gas). In einer bevorzugten Ausführung ist die Zuführrichtung quer zur ersten Achse (entlang der sich des Einlasses des Rohres erstreckt).
  • Vorzugsweise ist die Anzahl der Brennermodule 3 größer als die Anzahl der zusätzlichen Brennermodule 3A.
  • In einer bevorzugten Ausführung, bei der das Fluid Atemluft und das zusätzliche Fluid Wasser ist, beträgt die Anzahl der Brennermodule 3 (für die Erwärmung der Luft) drei und die Anzahl der zusätzlichen Brennermodule 3A (für die Erwärmung des Wassers) eins. Diese Ausführung spiegelt den durchschnittlichen Bedarf an warmer Luft und warmem Wasser in einem Freizeitfahrzeug wider.
  • Die Struktur der Heizvorrichtung 1, mit zwei getrennten Brennkammern 2 und 2A und zwei getrennten Wärmetauschern 6 bzw. Wärmeübertragungseinheiten 6A, von denen der eine für das Wasser und der andere für die Luft bestimmt ist, verleiht der Vorrichtung eine hohe Flexibilität und einen guten Wirkungsgrad. Tatsächlich ist es möglich, Luft zu Heizen, aber nicht Wasser, und Wasser zu Heizen, aber nicht Luft.
  • Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung 1 auf dem Dach des Freizeitfahrzeugs befestigbar. Diese Platzierung außerhalb des Freizeitfahrzeugs ist möglich aufgrund des hohen Wirkungsgrades der Vorrichtung 1 und aufgrund der hauptsächlich horizontalen Ausdehnung der Vorrichtung 1, dank des Gebläses, der für den Strom an Sekundärluft in horizontaler Richtung konfiguriert ist. Diese Platzierung außerhalb des Freizeitfahrzeugs bewirkt es, mehr Platz innerhalb des Freizeitfahrzeugs zu haben.
  • Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung 1 mit einem automatischen Frostschutzventil ausgestattet. Das automatische Frostschutzventil ist an einen Wasserkreislauf angeschlossen, der auch die zusätzliche Leitung einschließt. Das automatische Frostschutzventil ist so konfiguriert, dass es sich beim Abstellen des Freizeitfahrzeugs als Reaktion auf eine Kälteerkennung automatisch öffnet und das Wasser abfließen lässt. Diese Eigenschaft verhindert, dass das Einfrieren den Wasserkreislauf schädigt.
  • Das automatische Frostschutzventil ist so konfiguriert, dass es sich automatisch wieder schließt, wenn der Wasserkreislauf leer ist. Diese Funktion vermeidet, dass jemand das Ventil schließen muss.
  • Bezugszeichenliste
  • 1:
    Heizvorrichtung
    2:
    Brennkammer
    2A:
    zusätzliche Brennkammer
    3:
    Brennermodul
    301:
    Leitung
    302:
    Einlassöffnung
    303:
    Auslassöffnung
    304:
    Zünder
    31:
    paralleles Brennermodul
    311:
    parallele Leitung
    312:
    Einlassöffnung
    313:
    Auslassöffnung
    314:
    Zünder
    3A:
    zusätzliches Brennermodul
    301A:
    zusätzliche Leitung
    302A:
    Einlassöffnung
    303A:
    Auslassöffnung
    304A:
    Zünder
    4:
    Durchgang
    401:
    Wand
    402:
    erste Seite
    403:
    zweite Seite
    404:
    Öffnung
    4A:
    zusätzlicher Durchgang
    401A:
    zusätzliche Wand
    402A:
    erste Seite
    403A:
    zweite Seite
    5:
    Kanal
    501:
    Einlass
    502:
    Auslass
    503:
    Fluidpumpe
    5A:
    zusätzlicher Kanal
    501A:
    Einlass
    502A:
    Auslass
    503A:
    zusätzliche Fluidpumpe
    504A:
    Wärmeübertragungstank
    6:
    Wärmetauscher
    60:
    Gasleitung
    601:
    erste Wärmetauschzone
    602:
    zweite Wärmetauschzone
    603:
    Gaseinlass
    604:
    Gasauslass
    6A:
    Wärmeübertragungszone
    60A:
    Gasleitung
    601A:
    erste Wärmeübertragungszone
    602A:
    zweite Wärmeübertragungszone
    603A:
    Gaseinlass
    604A:
    Gasauslass
    7:
    Gebläse
    7A:
    zusätzliches Gebläse
    8:
    Zuführkammer
    8A:
    zusätzliche Zuführkammer
    9:
    Gasinjektor
    901:
    Gastank
    9A:
    zusätzlicher Gasinjektor
    901A:
    zusätzlicher Gastank
    91:
    paralleler Gasinjektor
    10:
    Zuführmündung
    11:
    Abgasrohr
    101:
    Haupteinlass
    12:
    elektrische Leiterplatte
    13:
    Gasventil
    131:
    paralleles Gasventil
    H:
    horizontale Richtung
    V:
    vertikale Richtung

Claims (10)

  1. Wärmetauscher (6) für ein Freizeitfahrzeug zum Austausch von Wärme zwischen einem erhitzten Gas und einem Fluid, insbesondere einem Gas, umfassend: eine Gasleitung (60), die so konfiguriert ist, dass sie das erhitzte Gas aufnimmt und weiterleitet; und einen Kanal (5), der so konfiguriert ist, dass er das zu erwärmende Fluid aufnimmt und weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (60) einen Gaseinlass (603), einen Gasauslass (604) sowie eine von einem entsprechenden Gasrohr umgebene erste Wärmetauschzone (601) und eine von einer entsprechenden Kammer umgebene zweite Wärmetauschzone (602) aufweist, wobei das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr mit dem Gaseinlass (603) gekoppelt ist, die zweite Wärmetauschzone (602) mit der ersten Wärmetauschzone (601) verbunden ist und der Gasauslass (604) mit der die zweite Wärmetauschzone (602) umgebenden Kammer gekoppelt ist, wobei die Gasleitung (60) geometrisch so geformt ist, dass erhitztes Gas, das am Gaseinlass (603) in die Gasleitung (60) eintritt, zunächst durch die erste Wärmetauschzone (601) und dann durch die zweite Wärmetauschzone (602) strömen muss, bevor es die Gasleitung (60) durch den Gasauslass (604) verlässt, wobei die die zweite Wärmetauschzone (602) umgebende Kammer und das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr innerhalb des Kanals (5) des Wärmetauschers (6) vorgesehen sind, wobei das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr innerhalb der die zweite Wärmetauschzone (602) umgebenden Kammer angeordnet ist und der Gaseinlass (603) bezüglich der Längsachse des Wärmetauschers (6) radial innerhalb des Gasauslasses (604) vorgesehen ist.
  2. Wärmetauscher (6) nach Anspruch 1, wobei der Gaseinlass (603), das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr, die die zweite Wärmetauschzone (602) umgebende Kammer und der Gasauslass (604) des Wärmetauschers (6) gesehen entlang der Längsachse des Wärmetauschers einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
  3. Wärmetauscher (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das die erste Wärmetauschzone (601) umgebende Gasrohr glatte Wände aufweist, welche die erste Wärmetauschzone (601) von der zweiten Wärmetauschzone (602) in einer radialen Richtung, gesehen entlang der Längsachse des Wärmetauschers (6), trennen, aber einen Wärmeaustausch zwischen dem Gas innerhalb der ersten Wärmetauschzone (601) und dem Gas innerhalb der zweiten Wärmetauschzone (602) ermöglichen.
  4. Wärmetauscher (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die die zweite Wärmetauschzone (602) umgebende Kammer Wände mit einer Vielzahl von Lamellen aufweist, die zum Inneren der zweiten Wärmetauschzone (602) und/oder zu dem Bereich innerhalb des Kanals (5) außerhalb der die zweite Wärmetauschzone (602) umgebenden Kammer zeigen, derart, dass die zweite Wärmetauschzone (602) von dem Inneren des die Gasleitung (60) umgebenden Kanals (5) getrennt ist, aber ein Wärmeaustausch zwischen dem Gas innerhalb der zweiten Wärmetauschzone (602) und dem Gas innerhalb des Inneren des die Gasleitung (60) umgebenden Kanals stattfinden kann.
  5. Heizeinheit für eine Heizvorrichtung (1) eines Freizeitfahrzeugs zum Erhitzen von Fluiden und insbesondere von Gasen, umfassend: einen Wärmetauscher (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche; und einen mit dem Wärmetauscher (6) gekoppelten Brenner, wobei der Brenner mindestens ein Brennermodul (3) und eine Brennkammer (2) mit einem Zünder (304) aufweist, wobei das Brennermodul (3) eine Leitung (301) mit einer Einlassöffnung (302) zur Aufnahme eines Gemisches aus Primärluft und Brenngas, und eine zur Brennkammer (2) führende Auslassöffnung (303) aufweist, wobei die Auslassöffnung (303) insbesondere eine Reihe von Düsen ist und die Leitung (301) insbesondere geometrisch so gestaltet ist, dass ein Ansaugen des Gemisches aus Primärluft und Brenngas durch den Venturi-Effekt erfolgt, wobei die Brennkammer (2) mit dem Gaseinlass der Gasleitung (60) des Wärmetauschers (6) gekoppelt ist oder wobei die Brennkammer (2) des Brenners zumindest teilweise als Abschnitt der die erste Wärmetauschzone (601) umgebenden Gasleitung vorgesehen ist.
  6. Heizeinheit nach Anspruch 5, wobei der Brenner einen Durchgang (4) aufweist, der so ausgebildet ist, dass er einen Strom von Sekundärluft in die Brennkammer (2) leitet, wobei insbesondere ein Gebläse (7), das so ausgebildet ist, dass es den Strom von Sekundärluft in die Brennkammer (2) erzwingt, innerhalb des Durchgangs (4) vorgesehen ist.
  7. Heizvorrichtung (1) für ein Freizeitfahrzeug, umfassend: eine erste Heizeinheit nach einem der Ansprüche 5 oder 6, oder eine erste Heizeinheit mit einem ersten Brenner und einem damit gekoppelten Wärmetauscher (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4; einen Haupteinlass (101) zum Versorgen der ersten Heizeinheit mit Luft; und ein Abgasrohr (11) zum Abführen von Abgasen aus der Heizvorrichtung (1).
  8. Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine zusätzliche Heizeinheit mit einem Brenner und einer mit dem zusätzlichen Brenner gekoppelten Wärmeübertragungseinheit (6A), wobei die zusätzliche Heizeinheit parallel zur ersten Heizeinheit mit dem Haupteinlass (101) und dem Abgasrohr (11) der Heizvorrichtung (1) verbunden ist.
  9. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 und 8, wobei die erste Heizeinheit und die zweite Heizeinheit in der Heizvorrichtung (1) nebeneinander oder übereinander angeordnet sind.
  10. Freizeitfahrzeug, umfassend eine Heizvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 9, eine Heizeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 und 6 und/oder einen Wärmetauscher (6) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4.
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