DE10164225B4 - Evaporation burner - Google Patents
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Abstract
Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät,
mit einem an einer Seite einer Brennkammer (23) angeordneten Faserverdampfer (10) zur Aufnahme, Verteilung und Verdampfung flüssigen Brennstoffs,
mit einem auf der Seite der Brennkammer (23) vor dem Faserverdampfer (10) angeordneten Glühstift (14),
wobei der Faserverdampfer (10) in einer plattenförmigen Grundstruktur eine Vertiefung (15, 15a, 15b), in welche der Glühstift (14) zumindest teilweise eingebettet ist, von dem ein Teil seines Umfangs offen der Brennkammer (23) zugewandt ist, aufweist und eine Kraftstoffverteilungsschicht (21) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Faserverdampfer (10) auf der der Brennkammer (23) zugewandten Seite eine Faserschicht (20) und auf deren Unterseite die Kraftstoffverteilungsschicht (21) zur raschen vollflächigen Verteilung des zugeführten Kraftstoffs über die Faserschicht (20) aufweist und
die Faserschicht (20) ggf. zusammen mit der Kraftstoffverteilungsschicht (21) einen der Kontur eines Verdampfergehäuse-Bodens (12) und der Vertiefung (15, 15a, 15b) folgenden Formkörper bildet.Evaporation burner for a heater operated with liquid fuel, in particular vehicle auxiliary heater,
with a fiber evaporator (10) arranged on one side of a combustion chamber (23) for receiving, distributing and evaporating liquid fuel,
with a glow plug (14) arranged on the side of the combustion chamber (23) in front of the fiber evaporator (10),
wherein the fiber evaporator (10) in a plate-shaped basic structure has a recess (15, 15a, 15b), in which the glow plug (14) is at least partially embedded, a part of its circumference openly facing the combustion chamber (23), and one Comprises fuel distribution layer (21),
characterized in that
the fiber vaporizer (10) has a fiber layer (20) on the side facing the combustion chamber (23) and on the underside thereof the fuel distribution layer (21) for rapid full-area distribution of the supplied fuel over the fiber layer (20) and
the fiber layer (20), if appropriate together with the fuel distribution layer (21), forms a shaped body following the contour of an evaporator housing base (12) and the recess (15, 15a, 15b).
Description
Die Erfindung betrifft einen Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an evaporative burner for a with liquid Fuel operated heater, in particular auxiliary vehicle heater, according to the preamble of the claim 1.
Bei einem Verdampfungsbrenner muß zum Brennerstart das Zündelement in Gestalt eines Glühstifts den zugeführten flüssigen Brennstoff auf Verdampfungstemperatur aufwärmen und das entstehende Brennstoffdampf-Luftgemisch zur Entzündung bringen. Zugunsten eines schnellen Starts muß dabei die vom Glühstift gelieferte Energie möglichst effektiv in den Faserverdampfer eingebracht werden. Bei bisherigen Konstruktionen eines Verdampfungsbrenners ist genau dies nicht gewährleistet, weil der größte Teil der vom Glühstift aufgenommenen elektrischen Leistung durch Abstrahlung in die Brennkammer hinein verloren geht. Der Wärmeverlust des Glühstifts wird zusätzlich verstärkt durch die Anordnung des Glühstifts im Bereich der Spülluftbohrungen des Verdampfergehäuses. Die dabei an den Luftstrom abgeführte Wärmeleistung steht für den eigentlichen Startvorgang nicht zur Verfügung.With an evaporation burner you have to start the burner the ignition element in the form of a glow pencil the supplied liquid Warm up the fuel to the evaporation temperature and the resulting fuel vapor-air mixture to ignite. In order to ensure a quick start, the one supplied by the glow plug must be used Energy if possible can be effectively introduced into the fiber evaporator. With previous ones Evaporative burner designs do not guarantee this, because most of it the one from the glow pencil electrical power absorbed by radiation into the combustion chamber gets lost in it. The heat loss of the glow pencil will be additional reinforced by the arrangement of the glow pencil in the area of the purge air holes of the evaporator housing. The dissipated to the air flow heat output stands for the actual startup process is not available.
Es wurde auch die Verwendung einer geschlossenen Startkammer bei einem Verdampfungsbrenner in Betracht gezogen. Eine derartige geschlossene Startkammer schließt jedoch die Doppelfunktion des Glühstifts als Zündelement und Flammwächter in der Praxis aus.There was also the use of a closed starting chamber in an evaporation burner drawn. However, such a closed starting chamber closes the double function of the glow plug as an ignition element and flame guard in practice.
Ein weiterer Nachteil bisheriger Verdampfungsbrenner besteht darin, daß sie aufgrund ihrer flachen Geometrie abhängig von der Einbaulage des Heizgeräts ein schwerkraftbedingtes Abfließen des Brennstoffs aus dem Bereich maximalen Wärmeeintrags nicht ausschließen. Dies erschwert einen schnellen Brennerstart zusätzlich.Another disadvantage of previous ones Evaporation burner is that because of their flat Geometry dependent from the installation position of the heater draining due to gravity do not exclude the fuel from the area of maximum heat input. This further complicates a quick burner start.
Diese Nachteile werden durch einen
aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdampfungsbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen noch rascheren und problemloseren Startvorgang unabhängig von der Einbaulage des Heizgeräts ebenso gewährleistet wie eine Flammwächterfunktion des Glühstifts, und der außerdem einfach und schnell und damit kostengünstig herzustellen und zu montieren ist.Object of the present invention is to an evaporation burner of the type mentioned create an even faster and easier startup process independently from the installation position of the heater also guaranteed like a flame guard function of the glow pencil, and the moreover easy and quick and therefore inexpensive to manufacture and assemble is.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is solved by the features of claim 1. Advantageous further developments are in the subclaims specified.
Anstelle einer geschlossenen Startkammer schafft die vorliegende Erfindung nicht nur eine Vertiefung in einer plattenförmigen Grundstruktur eines Faserverdampfers, in welche der Glühstift zumindest teilweise eingebettet ist, wobei ein Teil seines Umfangs offen der Brennkammer zugewandt ist. Der Faserverdampfer weist außerdem auf der der Brennkammer zugewandten Seite eine Faserschicht, die bevorzugt aus Metallfasern gebildet ist, und auf deren Unterseite eine Kraftstoffverteilungsschicht zur raschen vollflächigen Verteilung des zugeführten Kraftstoffs über die Faserschicht auf. Die Faserschicht bildet, ggf. zusammen mit der Kraftstoffverteilungsschicht, einen der Kontur eines Verdampfergehäuse-Bodens und der Vertiefung folgenden Verbundstoffkörper, der bevorzugt formstabil und damit als getrenntes Teil fertigbar ist. Alternativ kann der vorgeformte Ver bundkörper aus Faserschicht und Kraftstoffverteilungsschicht in das Verdampfergehäuse eingesintert werden.Instead of a closed starting chamber creates the present invention not only a recess in a plate-shaped basic structure a fiber evaporator, in which the glow plug is at least partially is embedded, with part of its circumference open to the combustion chamber is facing. The fiber evaporator also points to that of the combustion chamber facing side a fiber layer, preferably made of metal fibers is formed, and on the underside of a fuel distribution layer for rapid full-surface Distribution of the fuel supplied over the Fiber layer on. The fiber layer forms, possibly together with the Fuel distribution layer, one of the contour of an evaporator housing bottom and the recess following composite body, which preferably keeps its shape and can therefore be manufactured as a separate part is. Alternatively, the preformed composite body made of fiber layer and fuel distribution layer in the evaporator housing be sintered in.
Bevorzugt mündet im Bereich dieser Vertiefung die Brennstoffzuleitung ein. Die Vertiefung ist bevorzugt ebenso wie der restliche Boden eines den Faserverdampfer umgebenden Verdampfergehäuses vollflächig mit der saugfähigen Faserschicht ausgekleidet. Aufgrund der Anordnung des Glühstifts in dieser auf einer Seite offenen Vertiefung wird gewährleistet, daß Wärmeverluste durch Wärmeabgabe an die Brennkammer bzw. die Spülluft während des Startvorgangs sehr gering sind, während andererseits aufgrund der offenen Struktur der Vertiefung gewährleistet ist, daß der Glühstift bei Bedarf auch eine Flammwächterfunktion erfüllen kann.Preferably opens into the area of this depression the fuel supply line. The depression is preferably the same like the rest of the bottom of an evaporator housing surrounding the fiber evaporator the absorbent Lined fiber layer. Due to the arrangement of the glow plug this recess, which is open on one side, ensures that heat loss through heat emission to the combustion chamber or the purge air during the Startup are very low while on the other hand due to the open structure of the depression ensures that the glow plug Also needs a flame guard function fulfill can.
Flüssiger Brennstoff wird in den Bereich der Vertiefung des Faserverdampfers vorzugsweise in den Bereich maximaler Wärmeentwicklung des Glühstifts gefördert, und er verteilt sich über die Faserschicht rasch und gleichmäßig. Eine Pilotflamme entwickelt sich nach Zündung des Brennstoffdampfs in der Vertiefung und verstärkt dadurch die Wärmezufuhr zu dem in der Faserschicht enthaltenen flüssigen Brennstoff, besonders zu Beginn der Startphase, so daß ein problemloser sofortiger Start gewährleistet ist.Liquid fuel is used in the Area of the recess of the fiber evaporator preferably in the Area of maximum heat development of the glow pencil encouraged and it spreads over the fiber layer quickly and evenly. A pilot flame developed after ignition of the fuel vapor in the recess and thereby increases the heat supply to the liquid fuel contained in the fiber layer, especially at the start of the start phase, so that a trouble-free immediate start is guaranteed.
Durch Zufuhr des Brennstoffs in die Vertiefung wird ein Abfließen des flüssigen Brennstoffs aus dem Bereich des Wärmeeintrags des Glühstifts insbesondere in der kritischen ersten Phase des Startvorgangs verhindert oder zumindest stark erschwert.By feeding the fuel into the Deepening becomes a drain of the liquid Fuel from the area of heat input from the glow plug prevented especially in the critical first phase of the starting process or at least very difficult.
Form und Tiefe der Vertiefung sind auf die geometrische Abmessungen des verwendeten Glühstifts vorteilhafterweise abgestimmt. Bevorzugt liegen die Oberfläche einer Faserschicht des Faserverdampfers und des Glühstifts zumindest in etwa auf demselben Niveau. Dadurch wird gewährleistet, daß Abstrahlverluste gering sind, während andererseits die Sensitivität des Glühstifts zugunsten seiner Flammwächterfunktion hinreichend ist.The shape and depth of the recess are advantageously matched to the geometric dimensions of the glow plug used. The surface of a fiber layer of the fiber evaporator and the glow plug is preferably at least approximately at the same level. This ensures that radiation losses are low, while on the other hand the sensitivity of the glow pencil is sufficient in favor of its flame guard function.
Anzahl, Anordnung und Durchmesser der bevorzugt in einer Ringwand des Verdampfergehäuses vorgesehenen Luftbohrungen werden im Zusammenhang mit der Brennkammer festgelegt und optimiert.Number, arrangement and diameter which is preferably provided in an annular wall of the evaporator housing Air holes are defined in connection with the combustion chamber and optimized.
Als Material für das Verdampfergehäuse kommen Edelstahl oder Gußeisen in Betracht. Die Wandstärke des Verdampfergehäuses wird dabei so ausgelegt, daß für die angestrebte Funktion eines problemlosen Verbrennungsstarts hinreichend Wärmefluß im Boden des Verdampfergehäuses und der Vertiefung des Faserverdampfers gewährleistet ist.Coming as material for the evaporator housing Stainless steel or cast iron into consideration. The wall thickness of the evaporator housing is designed so that for the desired Function of a trouble-free start of combustion sufficient heat flow in the soil of the evaporator housing and the deepening of the fiber evaporator is guaranteed.
Es hat sich herausgestellt, daß ein Verdampfungsbrenner mit einer Vertiefung im Faserverdampfer den Start des Verdampfungsbrenners unter Verwendung eines Serienglühstifts im Vergleich zu bisherigen Verdampfungsbrennern erheblich beschleunigt. Beispielsweise konnte die bisherige typische Startzeit von 100 Sekunden bei der Verwendung von Dieselkraftstoff auf 50 Sekunden reduziert werden.It has been found that an evaporative burner with a recess in the fiber evaporator the start of the evaporation burner using a serial glow pencil significantly accelerated compared to previous evaporation burners. For example, the previous typical start time of 100 seconds reduced to 50 seconds when using diesel fuel become.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt dieser Erfindung ist, daß der Glühstift bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vertiefung zuverlässig als Flammwächter genutzt werden kann.Another essential aspect this invention is that the Glow plug when using the recess according to the invention reliable as a flame guard can be used.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es zeigt:The invention is explained below the drawings, for example explains; it shows:
Der in
Die gesamte Fläche des Bodens
Die saugfähige Faserschicht
Die Faserschicht
Gemäß der in
Die Vertiefung
In der Ringwand
Die Funktionsweise des in
Über
die Brennstoffzuleitung
Via the fuel feed
- 1010
- Faserverdampferfiber evaporator
- 1111
- Verdampfergehäuseevaporator housing
- 1212
- Bodenground
- 1313
- Ringwandring wall
- 1414
- GlühstiftGlow plug
- 1515
- Vertiefungdeepening
- 15a, b15a, b
- Vertiefungsteilrecess part
- 1616
- Bodenteilthe bottom part
- 1717
- Brennstoffzuleitungfuel supply line
- 1818
- Seitenwandungsidewall
- 1919
- Anschlußteilconnector
- 2020
- Faserschichtfiber layer
- 2121
- KraftstoffverteilungsschichtFuel distribution layer
- 22a–22e22a-22e
- SpülluftbohrungSpülluftbohrung
- 2323
- Brennkammercombustion chamber
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: WEBASTO AG, 82131 GAUTING, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110701 |