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Die
Erfindung betrifft ein Heizgerät
mit einer Brennkammer, einer Düse
zum Zuführen
eines Brennstoff/Luft-Gemisches in die Brennkammer, einer Brennstoffzuführung zum
Zuführen
von Brennstoff in die Düse
und einem Hitzeschild, der die Brennkammer abgrenzt.
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Derartige
Heizgeräte
kommen beispielsweise als Fahrzeugheizgeräte zum Einsatz. Diese können zum
Beispiel als Zusatzheizgeräte
und/oder als Standheizungen betrieben werden.
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Eine
in der Heizung angeordnete Düse
wird zum Zuführen
von Verbrennungsluft verwendet, wobei aufgrund der Strömung der
Verbrennungsluft flüssiger
Brennstoff, beispielsweise Diesel oder Benzin, aus einer Brennstoffnadel
mitgeführt
und zerstäubt wird.
Man erhält
auf diese Weise ein Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff,
welches, gegebenenfalls nach Mischung mit auf anderen Strömungswegen
zugeführter
Sekundärluft,
verbrannt werden kann. Die Verbrennung findet in einer Brennkammer statt,
wodurch die für
den Heizbetrieb erforderliche Wärme
erzeugt wird. Diese Wärme
kann dann ein Wärmeträgermedium,
beispielsweise Wasser oder Luft, erwärmen.
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Die
Brennkammer ist in dem Bereich, in dem das Brennstoff/Luft-Gemisch
der Brennkammer zugeführt
wird, im Allgemeinen von einem Hitzeschild begrenzt.
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Dieser
Hitzeschild dient neben der Abschirmung von außerhalb der Brennkammer liegenden Komponenten
gegen die in der Brennkammer erzeugte Wärme ebenfalls zur Aufnahme
der als Gemischbildungseinheit dienenden Düse und zur Führung beziehungsweise
Einleitung von Sekundärluft
in die Brennkammer.
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Die
Abschirmung gegen die in der Brennkammer erzeugte Wärme ist
insbesondere im Hinblick auf eine zu vermeidende Aufheizung der
Brennstoffzuführung,
der Glühstiftanschlüsse und
des Gebläsegehäuses wichtig.
Insbesondere ist eine Aufheizung der Brennstoffzuführung bei
einem Benzinbrenner zu vermeiden, da Benzin, welches bereits in
der Zuleitung zur Nadelaufnahme aufgeheizt wird, zur Blasenbildung
neigt. Eine solche Blasenbildung führt zu schlechten Brennwerten
oder sogar zum Flammabriss.
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Derartige
negative Effekte können
bei einem Heizgerät
trotz der Anwesenheit eines Hitzeschildes auch dann auftreten, wenn
die Abschirmwirkung des Hitzeschildes nicht ausreicht.
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Die
DE 42 25 557 A1 offenbart
eine Sekundärbrennkammer
für Gebläsebrenner.
Die 44 45 118 A1 betrifft eine Wärmeabschirmeinrichtung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät zu schaffen,
bei dem außerhalb
der Brennkammer liegende Komponenten ausreichend gegen die in der
Brennkammer erzeugte Wärme
geschützt
sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Heizgerät
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist in dem abhängigen
Anspruch angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Heizgerät wird eine
zusätzliche
Abschirmung gegen die in der Brennkammer erzeugte Wärme zur
Ver fügung
gestellt, so dass letztlich der Brennerbetrieb verbessert und zuverlässiger wird.
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Das
erfindungsgemäße Heizgerät ist in
besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass das Abschirmblech
an einem außerhalb
der Brennkammer angeordneten Brennerflansch angebracht ist. Der
Brennerflansch eignet sich besonders zum Anbringen des Abschirmbleches,
da so vermieden wird, das Abschirmblech direkt an den Hitzeschild
anzubringen. Letzteres hätte
einen unerwünschten
direkten Wärmeübergang
vom Hitzeschild auf das Abschirmblech zur Folge, was die Abschirmwirkung
des Abschirmbleches verschlechtern würde. Das Anbringen des Abschirmbleches
am Brennerflansch, der im Vergleich zum Hitzeschild eine geringe
Temperatur hat, verbessert somit die Abschirmwirkung.
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Es
ist besonders bevorzugt, dass das Abschirmblech den Hitzschild gegen
die Brennstoffzuführung
abschirmt. Es ist besonders wichtig, dass der Brennstoffzuführung keine
zu großen
Wärmemengen
zugeführt
werden, da ansonsten, beispielsweise bei der Verwendung von Benzin
als Brennstoff, eine Blasenbildung erfolgen kann. Durch das Abschirmen der
Brennstoffzuführung
gegen die von dem Hitzeschild abgestrahlte Wärme kann vermieden werden, dass
der Brennstoff aufgrund einer zu großen aufgenommenen Wärme zu Blasenbildung
neigt. Letztlich wird somit der Brennwert des Brenners verbessert und
Flammabrisse können
vermieden werden.
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Ebenfalls
ist es nützlich,
dass das Abschirmblech den Hitzeschild gegen elektrische Anschlüsse eines
Glühstiftes
abschirmt. Ein Glühstift
ist im Bereich der Zufuhr des Brennstoff/Luft-Gemisches innerhalb
der Brennkammer angeordnet, um den Brennerbetrieb zu starten. Nach
dem Start kann der Glühstift
weiterhin als Flammwächter
eingesetzt werden. In jedem Fall ist es wichtig, die elektrischen
Anschlüsse
des Glühstiftes
gegen ein zu großes
Aufheizen zu schützen,
um auf diese Weise sowohl die Startfunktion als auch die Flammwächterfunktion
aufrecht zu erhalten.
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Weiterhin
kann es nützlich
sein, dass das Abschirmblech den Hitzeschild gegen ein Gebläsegehäuse abschirmt.
Auf diese Weise wird auch ein zuverlässiger Betrieb des Gebläses sichergestellt,
da die Funktion beeinträchtigende
Temperaturen im Bereich des Gebläsegehäuses vermieden
werden.
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Die
Erfindung kann weiterhin in der Weise fortgebildet werden, dass
die Positionierung des Abschirmbleches so gewählt ist, dass durch das Zusammenwirken
von Hitzeschild und Abschirmblech Eigenschaften der durch Öffnungen
in dem Hitzeschild in die Brennkammer einströmenden Sekundärluft beeinflusst
werden. Da die Eigenschaften der durch das Hitzeschild in die Brennkammer
einströmenden
Sekundärluft
das Verhalten des Brenners und somit den Brennwert entscheidend
mit beeinflussen, kann durch das Abschirmblech bei positiver Beeinflussung der
Sekundärlufteigenschaften
ein verbesserter Brennerbetrieb auch aus diesem Grund zur Verfügung gestellt
werden.
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Das
erfindungsgemäße Heizgerät ist in
bevorzugter Weise dadurch weitergebildet, dass der Druckverlust
der Sekundärluft
im Wesentlichen am Abschirmblech eingestellt wird und dass die Strömungsgeschwindigkeit
und die Verteilung der Sekundärluft
am Hitzeschild eingestellt werden. Auf diese Weise lassen sich die
für die
Verbrennung wichtigen Eigenschaften des Druckverlustes beziehungsweise der
Strömungsgeschwindigkeit
und der Verteilung der Sekundärluft
weitgehend unabhängig
voneinander einstellen, was bei bloßer Einstellung dieser Parameter
mit Hilfe des Hitzeschildes nicht möglich ist. Das Brennerverhalten
lässt sich
also auf diese Weise optimieren.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Eigenschaften
eines Heizgerätes
durch das Bereitstellen eines Abschirmbleches verbessert werden
können,
welches den Hitzeschild gegen außerhalb der Brennkammer liegende
Komponenten abschirmt. Neben der Abschirmung gegen die in der Brennkammer
er zeugte Wärme
kann das Abschirmblech eine weitere Funktion übernehmen, nämlich die
positive Beeinflussung von Sekundärlufteigenschaften.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter
Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
teilweise geschnittene schematische Darstellung von Teilen eines
Heizgerätes
des Standes der Technik, und
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2 eine
teilweise geschnittene schematische Darstellung von Teilen eines
Heizgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen beschreiben gleiche
Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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1 zeigt
eine teilweise geschnittene schematische Darstellung von Teilen
eines Heizgerätes gemäß dem Stand
der Technik. Das Heizgerät 10 umfasst
eine Brennkammer 12 zum Verbrennen eines Brennstoff/Luft-Gemisches.
Das Brennstoff/Luft-Gemisch wird über eine Düse 14 in die Brennkammer 12 eingeleitet.
Das Brennstoff/Luft-Gemisch wird in der Düse 14 erzeugt, indem
in die Düse 14 Verbrennungsluft
eingesaugt wird. Weiterhin befindet sich in der Düse 14 eine (nicht
dargestellte) Brennstoffnadel, die von einer Brennstoffzufuhr 16 versorgt
wird. Aus dieser Brennstoffnadel wird durch die Strömung der
Verbrennungsluft Brennstoff mitgerissen. Auf diese Weise wird das
Brennstoff/Luft-Gemisch erzeugt. Der Brennstoff wird über eine
Brennstoffleitung 24 der Brennstoffzuführung 16 zugeleitet.
Die Brennkammer 12 ist von einem Brennerflansch 22 umgeben. Eine
weitere wichtige Komponente eines Brenners für den Einsatz in einem Heizgerät ist ein
(nicht dargestellter) Glühstift,
der im Einströmbereich
des Brennstoff/Luft-Gemisches in der Brennkammer 12 angeordnet
ist.
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Die
Brennkammer 12 ist gegen außerhalb der Brennkammer 12 liegende
Komponenten durch ein Hitzeschild 18 abgeschirmt. Das Hitzeschild 18 dient
weiter hin zur Aufnahme der als Gemischbildungseinheit wirkenden
Düse 14 und
zur Führung von
Sekundärluft
beziehungsweise zum Einleiten von Sekundärluft in die Brennkammer 12.
Das Einströmen
dieser Sekundärluft
erfolgt vorzugsweise durch radial außerhalb des Düsenradius
liegende Öffnungen
im Hitzeschild 18.
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2 zeigt
eine teilweise geschnittene Darstellung von Teilen eines Heizgerätes gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zusätzlich
zu dem in 1 beschriebenen Heizgerät des Standes
der Technik weist das erfindungsgemäße Heizgerät gemäß 2 ein an
dem Brennerflansch 22 montiertes Abschirmblech 20 auf.
Dieses Abschirmblech 20, welches sich vorzugsweise über den
gesamten Umfang des im Wesentlichen axialsymmetrischen Brenneraufbau
erstreckt, schirmt den Hitzeschild 18 gegen außerhalb
der Brennkammer 12 liegende Komponenten ab. Insbesondere
die Brennstoffzufuhr 16 und die damit in Verbindung stehende
Brennstoffnadel sind somit gegen eine zu große Temperaturerhöhung geschützt. Aus
diesem Grund werden beispielsweise Blasenbildung innerhalb des Brennstoffes
und damit in Verbindung stehende Nachteile, beispielsweise Brennwerterniedrigung
und Flammabriss vermieden. Weiterhin schützt das Abschirmblech 20 den
in 2 nicht dargestellten Glühstift und insbesondere dessen
elektrische Anschlüsse
gegen Hitze. Ferner wird das gesamte Gemischzuführungssystem mit der Düse 14 als
wesentlichem Bestandteil gegen die Hitze des Hitzeschildes 18 geschützt.
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Neben
der Abschirmung gegen die von dem Hitzeschild 18 abgestrahlte
Wärme hat
das Abschirmblech 20 die weitere Aufgabe, das Einströmen von
Sekundärluft
einzustellen. Dabei kann beispielsweise der Druckverlust vom Abschirmblech 20 eingestellt
werden, während
unabhängig
davon die Strömungsgeschwindigkeit
und die Verteilung der Sekundärluft
durch den Hitzeschild 18 bestimmt wird.
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- 10
- Heizgerät
- 12
- Brennkammer
- 14
- Düse
- 16
- Brennstoffzufuhr
- 18
- Hitzeschild
- 20
- Abschirmblech
- 22
- Brennerflansch
- 24
- Brennstoffleitung