DE102007030606A1 - Fahrzeugheizgerät - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D3/00—Burners using capillary action
- F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse mit einer Bodenwandung und einer Umfangswandung, welche eine Brennkammer begrenzen, wobei an der Umfangswandung wenigstens ein zur Brennkammer offener Zündorganaufnahmeansatz vorgesehen ist, ferner umfassend eine das Brennkammergehäuse ringartig umgebende und von einer Außenumfangswandung begrenzte Verbrennungsluftzuführkammer zur Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Verbrennungsluftgebläse und zur Weiterleitung von Verbrennungsluft in die Brennkammer über einen Verbrennungslufteintrittsbereich des Brennkammergehäuses, welcher wenigstens eine Verbrennungslufteintrittsöffnung in dem wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz umfasst.
- Bei derartigen Fahrzeugheizgeräten wird zumindest ein Teil der in die Brennkammer einzuleitenden Verbrennungsluft über einen Zündorganaufnahmeansatz eingeleitet. Dies führt dazu, dass mit der Einleitung von Brennstoff ebenfalls in den Bereich des Zündorganaufnahmeansatzes, beispielsweise in diesen auskleidendes poröses Verdampfermedium, im Innenvolumenbereich des Zündorganaufnahmeansatzes, also in demjenigen Bereich, in dem ein Zündorgan zum Starten der Verbrennung aktiviert werden kann, ein zum Zünden und Verbrennen geeignetes Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff erzeugt werden kann. Bei Brennstoff- und Verbrennungsluftzufuhr und dann aktiviertem Zündorgan, beispielsweise Glühzündstift, startet die Verbrennung im Zündorganaufnahemansatz und breitet sich dann in Richtung zur Brennkammer hin aus.
- Es hat sich gezeigt, dass bedingt durch die Temperaturverhältnisse im Bereich des Zündorganaufnahmeansatzes bzw. auch im Bereich der Verbrennungsluftzuführkammer über die Betriebslebensdauer eines derartigen Heizgeräts hinweg Brennstoffablagerungen vor allem dort entstehen können, wo die Verbrennungsluft aus der Verbrennungsluftzuführkammer in den Zündorganaufnahmeansatz eintritt. Da die Entstehung derartiger Ablagerungen unter anderem beeinflusst ist durch auch temperaturabhängig ablaufende Autooxidationsprozesse wird die Entstehung derartiger Ablagerungen auch von der Temperatur den den Zündorganaufnahmeansatz umströmenden bzw. über die wenigstens eine Eintrittsöffnung in diesen eintretenden Verbrennungsluft beeinflusst. Da diese Verbrennungsluft nach dem Austritt aus dem Verbrennungsluftgebläse im Bereich der Verbrennungsluftzuführkammer insbesondere auch in Kontakt tritt mit der diese nach außen hin begrenzenden Außenumfangswandung, und da diese Außenumfangswandung durch ihren Kontakt mit anderen vergleichsweise warmen Bereichen des Fahrzeugheizgerätes eine angehobene Temperatur aufweist, wird die Verbrennungsluft vor ihrem Eintritt in den Zündorganaufnahmeansatz erwärmt, was die Gefahr der Entstehung von Ablagerungen erhöht.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugheizgerät vorzusehen, bei welchem die Gefahr einer durch Ablagerungen insbesondere im Bereich eines Zündorganaufnahmeansatzes entstehenden Betriebsbeeinträchtigung gemindert ist.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse mit einer Bodenwandung und einer Umfangswandung, welche eine Brennkammer begrenzen, wobei an der Umfangswandung wenigstens ein zur Brennkammer offener Zündorganaufnahmeansatz vorgesehen ist, ferner umfassend eine das Brennkammergehäuse ringartig umgebende und von einer Außenumfangswandung begrenzte Verbrennungsluftzuführkammer zur Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Verbrennungsluftgebläse und zur Weiterleitung von Verbrennungsluft in die Brennkammer über einen Verbrennungslufteintrittsbereich des Brennkammergehäuses, welcher wenigstens eine Verbrennungslufteintrittsöffnung in dem wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz umfasst, fer ner umfassend eine erste Verbrennungsluftleiteinrichtung zum Führen wenigstens eines Teils der von dem Verbrennungsluftgebläse in Richtung zur Verbrennungsluftzuführkammer abgegebenen Verbrennungsluft in Richtung zu dem wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz wenigstens bereichsweise in Abstand von der Außenumfangswandung oder der Umfangswandung.
- Durch das Vorsehen der ersten Verbrennungsluftleiteinrichtung wird dafür gesorgt, dass auf ihrem Strömungsweg vom Austritt aus dem Verbrennungsluftgebläse bis zum Eintritt in den Zündorganaufnahmeansatz die Verbrennungsluft eine verringerte Möglichkeit der Wärmeaufnahme von der Außenumfangswandung hat. Da die Verbrennungsluft somit weniger Wärme aufnehmen kann, wird sie mit im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen verringerter Temperatur den Zündorganaufnahmeansatz umströmen bzw. in diesen eintreten, wodurch die Entstehung von Ablagerungen gemindert wird. Wird dafür gesorgt, dass die Verbrennungsluft in Abstand von der Umfangswandung geführt wird, also im Wesentlichen nicht in thermischen Kontakt mit dieser treten kann, so wird ebenfalls eine Wärmeaufnahme der Verbrennungsluft vermieden, was einerseits zu dem vorangehend beschriebenen Effekt des Verhinderns von Ablagerungen führt, andererseits jedoch auch dafür sorgt, dass der thermische Haushalt der Brennkammer bei ablaufender Verbrennung nicht beeinflusst wird.
- Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugheizgerät kann ein Verbrennungsluftabgabebereich des Verbrennungsluftgebläses bezüglich des wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatzes in Umfangsrichtung um eine Längsachse des Brennkammergehäuses versetzt sein. Um bei derartiger Anordnung dafür zu sorgen, dass die in Richtung zu dem wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz geleitete Luft ohne wesentlichen Kontakt mit der Außenumfangswandung in den vorgesehenen Umfangsbereich gelangen kann, wird weiter vorgeschlagen, dass die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung einen Verbrennungsluftleitkanal aufweist, in welchen wenigsten ein Teil der von dem Verbrennungsluftgebläse abgegebenen Verbrennungsluft von dem Umgfangsbereich, in welchem der Abgabebereich des Verbrennungsluftgebläses angeordnet ist, zu dem Umfangsbereich strömt, in welchem der wenigstens eine Zündorganaufnahmeansatz angeordnet ist.
- Die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung kann einen in der Verbrennungsluftzuführkammer angeordneten, ringartigen Leitkörper umfassen. Dieser kann so ausgebildet sein, dass er an einer dem Verbrennungsluftgebläse zugewandten Stirnseite den Verbrennungsluftleitkanal aufweist und in dem Umfangsbereich, in welchem der wenigstens eine Zündorganaufnahmeansatz angeordnet ist, eine diesen aufnehmende Aussparung aufweist, zu welcher der Verbrennungsluftleitkanal offen ist.
- Eine Innenumfangsfläche des Leitkörpers kann in Abstand von der Umfangswandung des Brennkammergehäuses angeordnet sein, so dass zwischen dem Leitkörper und der Umfangswandung des Brennkammergehäuses ein Verbrennungsluftströmungszwischenraum gebildet sein kann und dem nicht über den wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz eingeleiteten Teil der Verbrennungsluft die Möglichkeit gegeben wird, auch andere Bereiche des Brennkammergehäuses anzuströmen und dort in die Brennkammer einzutreten. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein zwischen dem Leitkörper und dem Brennkammergehäuse gebildeter Zwischenraum im Wesentlichen gegen Durchströmung abgeschlossen ist.
- Um dafür zu sorgen, dass die in den Verbrennungsluftzuführraum geleitete Verbrennungsluft im Wesentlichen keinen Kontakt mit der Außenumfangswandung haben kann, wird weiter vorgeschlagen, dass eine Außenumfangsfläche des Leitkörpers der Außenumfangswandung mit geringem Abstand gegenüber liegt oder/und wenigstens bereichsweise an dieser anliegt. Dabei kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn der Leitkörper sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verbrennungsluftzuführkammer erstreckt.
- Bei einer alternativen Ausgestaltungsform kann die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung eine Leitplatte umfassen. Diese kann so ausgebildet bzw. angeordnet sein, dass sie die Verbrennungsluftzuführkammer an ihrer dem Verbrennungsluftgebläse zugewandten Seite wenigstens bereichsweise begrenzt und den Verbrennungsluftleitkanal aufweist.
- Um auch bei plattenartiger, also den wesentlichen Volumenbereich der Verbrennungsluftzuführkammer nicht füllender Ausgestaltung der ersten Verbrennungsluftleiteinrichtung einen Kontakt mit der Außenumfangswandung weitestgehend zu unterbinden, wird weiterhin vorgeschlagen, dass eine die Umfangswandung des Brennkammergehäuses wenigstens bereichsweise mit Abstand umgebende Verbrennungsluftleitwandung vorgesehen ist, welche mit auf die Außenumfangswandung sich zu erstreckenden Endbereichen einen den wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz aufnehmenden Bereich der Verbrennungsluftzuführkammer begrenzt, zu welchem Bereich der Verbrennungsluftleitkanal offen ist und welcher Bereich in Verbindung steht mit einem zwischen der Umfangswandung des Brennkammergehäuses und der Verbrennungsluftleitwandung gebildeten Verbrennungsluftströmungszwischenraum.
- Die Wirkung der Verbrennungsluftleitwandung kann dadurch besonders effizient gestaltet werden, dass diese sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verbrennungsluftzuführkammer erstreckt.
- Bei einer alternativen Variante- kann vorgesehen sein, dass eine die Umfangswandung des Brennkammergehäuses wenigstens bereichsweise mit Abstand umgebende Verbrennungsluftleitwandung vorgesehen ist, welche mit auf die Umfangswandung zu sich erstreckenden Endbereichen einen gegen Durchströmung im Wesentlichen abgeschlossenen Zwischenraum begrenzt.
- An der Bodenwandung des Brennkammergehäuses kann ein sich in die Brennkammer erstreckender Verbrennungslufteinlassansatz mit wenigstens einer Verbrennungslufteintrittsöffnung vorgesehen sein. Über diesen Ansatz kann dann der wesentliche, für die normale Verbrennung erforderliche Teil der Verbrennungsluft in die Brennkammer geleitetet werden.
- Um dabei der Luft eine definierte Strömungsrichtung bzw. ein definiertes Strömungsverhalten zu geben, wird weiter vorgeschlagen, dass an der Bodenwandung des Brennkammergehäuses eine zweite Verbrennungsluftleiteinrichtung vorgesehen ist zum Leiten von Verbrennungsluft aus der Verbrennungsluftzuführkammer über den Verbrennungslufteinlassansatz in die Brennkammer.
- Die Außenumfangswandung kann ein Teil eines Gehäuses einer Wärmetauscheranordnung sein oder mit einem derartigen Teil verbunden sein. Ferner kann das Verbrennungsluftgebläse an einen freien Endbereich der Außenumfangswandung angrenzend angeordnet sein.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine Längsschnittansicht eines Fahrzeugheizgerätes; -
2 eine Querschnittansicht des Fahrzeugheizgerätes der1 , geschnitten längs einer Linie II-II in1 ; -
3 eine Längsschnittansicht eines Fahrzeugheizgerätes; -
4 eine Querschnittansicht des Fahrzeugheizgerätes der3 , geschnitten längs einer Linie IV-IV in3 ; -
5 eine Längsschnittansicht eines Fahrzeugheizgerätes; -
6 eine Querschnittansicht des Fahrzeugheizgerätes der5 , geschnitten längs einer Linie VI-VI in5 ; -
7 eine Längsschnittansicht eines Fahrzeugheizgerätes; -
8 eine Querschnittansicht des Fahrzeugheizgerätes der7 , geschnitten längs einer Linie VIII-VIII in7 ; -
9 eine Längsschnittansicht eines Fahrzeugheizgerätes; -
10 eine Querschnittansicht des Fahrzeugheizgerätes der9 , geschnitten längs einer Linie X-X in9 . - Die
1 und2 zeigen eine erste Ausgestaltungsform eines Fahrzeugheizgerätes10 . Das Fahrzeugheizgerät10 umfasst einen allgemein mit12 bezeichneten Brennerbereich, der wiederum ein Brennkammergehäuse14 umfasst. Dieses Brennkammergehäuse14 ist im Wesentlichen topfartig ausgebildet mit einer Bodenwandung16 und einer Umfangswandung18 . An der Bodenwandung16 ist ein beispielsweise integral mit dieser ausgebildeter und in eine Brennkammer20 sich hineinerstreckender Verbrennungslufteinlassansatz22 vorgesehen, der eine Mehrzahl von Verbrennungslufteintrittsöffnungen24 aufweist. Die Innenseite der Umfangswandung18 ist mit einem porösen Verdampfermedium19 ausgekleidet, beispielsweise Vliesmaterial o. dgl., das flüssigen Brennstoff aufnimmt und in Richtung Brennkammer20 abdampft. - Die Umfangswandung
18 des Brennkammergehäuses14 geht beispielsweise durch integrale Ausgestaltung in ein Flammrohr24 über. Die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsabgase strömen entlang des Flammrohrs, treten an einem von der Brennkammer20 entfernten offenen Ende26 aus dem Flammrohr24 aus und treffen auf ein das Flammrohr24 umgebendes inneres Wärmetauschergehäuse28 einer allgemein mit30 bezeichneten und nur schematisch dargestellten Wärmetauscheranordnung. Die Verbrennungsabgase strömen dann zurück in einem Zwischenraum zwischen dem Flammrohr24 und dem inneren Wärmetauschergehäuse28 und gelangen zu einem nicht dargestellten Abgasaustritt. Das innere Wärmetauschergehäuse28 begrenzt zusammen mit einem äußeren Wärme tauschergehäuse32 einen Strömungsraum34 für zu erwärmendes Medium, beispielsweise Wasser oder Luft. Mit einem nach radial außen greifenden Flanschbereich36 , der beispielsweise ebenfalls mit der Umfangswandung18 integral ausgebildet sein kann, liegt das Brennkammergehäuse14 bzw. der Brennerbereich12 an der Wärmetauscheranordnung an bzw. ist damit fest verbunden. - Man erkennt in
2 , dass in einem Umfangsbereich der Umfangswandung18 an dieser ein nach radial außen, radial bezogen auf eine Längsmittenachse A des Brennerbereichs12 , sich erstreckender Zündorganaufnahmeansatz38 vorgesehen ist. In diesem ist ein Zündorgan40 , beispielsweise ein Glühzündstift, vorgesehen, der durch eine nicht dargestellte Ansteuervorrichtung zum Erzeugen lokal hoher Temperaturen elektrisch erregbar ist. Die Innenoberfläche des Zündorganaufnahmeansatzes38 ist vorzugsweise ebenso wie die Innenoberfläche der Umfangswandung18 und ggf. die Innenoberfläche der Bodenwandung16 mit porösem Verdampfermedium ausgekleidet, in welches flüssiger Brennstoff eingespeist wird. Die Brennstoffeinspeisung kann beispielsweise im Bereich des Zündorganaufnahmeansatzes38 erfolgen, so dass der flüssige Brennstoff bevorzugt, innerhalb des Zündorganaufnahmeansatzes38 abdampft, sich auf Grund der Porosität des porösen Verdampfermediums und der damit erzielten Kapillarförderwirkung jedoch auch im Bereich der Brennkammer20 angeordneten Teil des porösen Verdampfermediums bewegen und dort abdampfen wird. - Das Brennkammergehäuse
14 bzw. die Außenwandung18 desselben ist mit radialem Abstand umgeben von einer Außenumfangswandung42 , die beispielsweise mit dem äußeren Wärmetauschergehäuse32 integral ausgebildet sein kann oder an diesem festgelegt sein kann. Zwischen der Außenumfangswandung42 und der Umfangswandung18 des Brennkammergehäuses14 ist eine allgemein mit44 bezeichnete Verbrennungsluftzuführkammer gebildet, in welche die von einem in der1 nur schematisch angedeuteten Verbrennungsluftgebläse46 zugeführte Verbrennungsluft ein tritt. Das Verbrennungsluftgebläse46 kann beispielsweise nach Art eines Seitenkanalgebläses ausgebildet sein, das axial angrenzend an den freien, also im Wesentlichen von der Wärmetauscheranordnung30 entfernt liegenden Endbereich der Außenumfangswandung42 angeordnet sein und beispielsweise unter Zwischenlagerung eines Dichtelements damit fest verbunden sein kann. Das Verbrennungsluftgebläse46 weist eine in den1 und2 schematisch angedeutete Abgabeöffnung48 auf, aus welcher die Verbrennungsluft48 austritt und in einem dieser Öffnung48 entsprechenden Umfangsbereich in die Verbrennungsluftzuführkammer44 strömt. - Eine erste Verbrennungsluftleiteinrichtung
50 umfasst einen ringartig ausgebildeten Leitkörper52 . Dieser ist so gestaltet bzw. dimensioniert, dass er sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Verbrennungsluftzuführkammer44 erstreckt, also vom freien Endbereich der Außenumfangswandung42 bis zu dem Flanschbereich36 reicht, und dass er mit einer Außenumfangsfläche an einer Innenumfangsfläche der Außenumfangswandung42 anliegt oder dieser mit geringem Abstand gegenüber liegt. In demjenigen Umfangsbereich, in welchem der Zündorganaufnahmeansatz38 angeordnet ist, weist der Leitkörper52 eine Aussparung54 auf, in welcher der Zündorganaufnahmeansatz38 aufgenommen ist. Diese Aussparung54 kann sich über die gesamte axiale Länge des ringartig ausgebildeten Leitkörpers50 erstrecken, so dass dieser als unterbrochener, sich nicht über einen gesamten Winkelbereich 360° erstreckender Ring ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, nur diejenigen axialen Bereiche des Ringkörpers42 auszusparen, in welcher auch der Zündorganaufnahmeansatz38 liegt, so dass zumindest in einigen axialen Bereichen der Leitkörper52 als durchgehender Ring ausgebildet ist. - An seiner dem Verbrennungsluftgebläse
46 zugewandten Stirnseite56 , die im Wesentlichen auf dem gleichen axialen Niveau liegt, wie das freie Ende der Außenwandung42 , weist der Leitkörper52 einen in Richtung Verbrennungsluftgebläse46 offenen und sich zumindest über einen Teilumfangsbereich erstreckenden Verbrennungsluftleitkanal58 auf. Dieser führt, wie dies die2 veranschaulicht, von demjenigen Umfangsbereich, in welchem die Austrittsöffnung48 angeordnet ist, bis zur Aussparung54 und ist zu dieser Aussparung54 im Leitkörper52 offen. Dies bedeutet, dass die aus dem Verbrennungsluftgebläse46 im Bereich der Austrittsöffnung48 ausströmende Luft im Wesentlichen vollständig durch diesen Verbrennungsluftleitkanal58 zur Aussparung54 strömen wird. Diese Strömung erfolgt so, dass die Verbrennungsluft im Wesentlichen keinen Kontakt mit der Außenumfangswandung42 haben kann, also im Wesentlichen auch keine Wärme von der durch den Kontakt mit der Wärmetauscheranordnung30 grundsätzlich erwärmten Außenumfangswandung42 aufnehmen kann. Dies bedeutet, dass die Verbrennungsluft mit der gleichen Temperatur, mit welcher sie vom Verbrennungsluftgebläse46 abgegeben wird, in die Aussparung54 eintritt. - Der Leitkörper
52 ist so ausgestaltet, dass er zumindest in einigen Umfangsbereichen, in der dargestellten Ausgestaltung im gesamten Umfangsbereich einen Abstand zur Außenumfangswandung18 des Brennkammergehäuses14 aufweist. Es ist also zwischen einer Umfangsfläche des Leitkörpers52 und der Außenumfangswandung18 ein Verbrennungsluftströmungszwischenraum60 gebildet, welcher im Wesentlichen die gesamte Umfangserstreckung der Umfangswandung18 umgibt und welcher zur Aussparung54 offen ist. Ein Teil der in die Aussparung54 eintretenden Luft kann also durch diesen Verbrennungsluftströmungszwischenraum60 in Richtung zur Bodenwandung16 bzw. einer dort vorgesehenen zweiten Verbrennungsluftleiteinrichtung62 strömen. Diese kann eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten Leitschaufeln64 umfassen, welche die aus dem Verbrennungsluftströmungszwischenraum60 heranströmende Luft nach radial innen leiten und hier einen vorbestimmten Drall geben. Diese Luft wird dann über die Eintrittsöffnungen24 in die Brennkammer20 strömen. Es sei darauf hingewiesen, dass die zweite Verbrennungsluftleiteinrichtung62 beispielsweise eine Deckplatte66 aufweisen kann, welche im Wesentlichen parallel zur Bodenwandung16 liegt und sich über die Leitschaufeln64 nach radial außen hinauserstreckt bis zum Innenumfangsbereich des ringartigen Leitkörpers52 , so dass durch diese Deckplatte66 der Verbrennungsluftstömungszwischenraum60 an einem axialen Ende abgeschlossen ist, während der Anschluss am anderen axialen Ende durch den nach radial außen greifenden Flansch36 realisiert ist. - Auch im Zündorganaufnahmeansatz
38 ist zumindest eine Verbrennungsluftteintrittsöffnung68 vorgesehen, über welche in die Aussparung54 gelangte Verbrennungsluft direkt in den Zündorganaufnahmeansatz einströmen kann. Dieser Anteil der Luft ist, wie vorangehend dargelegt, insbesondere daher von Vorteil oder Bedeutung, da damit in der Umgebung des Zündorgans40 am Beginn der Verbrennung sehr schnell ein zündfähiges Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft bereitgestellt werden kann. Da die aus dem Verbrennungsluftleitkanal58 austretende Luft ohne wesentlichen Kontakt mit der Außenumfangswandung42 in den Bereich der wenigstens einen Lufteintrittsöffnung68 gelangen kann, wird sie dort ein Temperaturniveau aufweisen, das im Vergleich zur Temperatur an der Austrittsöffnung48 nicht wesentlich angehoben ist. Diese Gefahr, dass in der im Allgemeinen mit vergleichsweise kleinem Querschnitt ausgebildeten Verbrennungslufteintrittsöffnung68 dann Ablagerungen entstehen, ist somit deutlich reduziert. Diese Gefahr kann weiterhin dadurch noch gemindert werden, dass der Leitkörper52 so ausgebildet ist, dass ein den Zündorganaufnahmeansatz38 radial außen umgebender Wandungsbereich desselben die Aussparung54 nach radial außen begrenzt, so dass auch dort, wo die Aussparung54 vorgesehen ist, kein direkter Kontakt der Verbrennungsluft mit der Außenumfangswandung42 erzeugt werden kann. - Der Leitkörper
52 der ersten Verbrennungsluftleiteinrichtung50 ist vorzugsweise aus thermisch schlecht leitendem Material, wie z. B. Kunststoff oder Keramikmaterial, aufgebaut, so dass auch dessen Kontakt mit der Außenumfangswandung42 nicht zu einer wesentlichen Erwärmung führen wird. Es ist selbstverständlich, dass eine möglichst genaue Passung des Leitkörpers52 in der Verbrennungsluftzuführkammer44 besonders vorteilhaft ist, da dann der thermische Kontakt der in die Brennkammer20 einzuleitenden Luft mit der Außenumfangswandung so weit als möglich verhindert werden kann. - Eine alternative Ausgestaltungsform eines Fahrzeugheizgerätes ist in den
3 und4 dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau und Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet. Es wird im Folgenden lediglich auf die im Vergleich zur vorangehend bereits beschriebene Ausgestaltungsform bestehenden Unterschiede eingegangen. Der grundsätzliche Aufbau des Fahrzeugheizgerätes, insbesondere insofern, als der Brennerbereich, der die Wärmetauscheranordnung bzw. Verbrennungsluftgebläse betroffen sind, entspricht dem vorangehend Beschriebenen. - Bei dem in den
3 und4 gezeigten Fahrzeugheizgerät10a umfasst die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung50a eine Leitplatte70a . Diese kann beispielsweise die Funktion der vorangehend beschriebenen Deckplatte66a übernehmen, also angrenzend an die Leitschaufeln64a der zweiten Verbrennungsluftleiteinrichtung62a angeordnet sein oder selbstverständlich auch als zusätzliches Bauteil bereitgestellt sein. Die Leitplatte70a kann weiterhin so bemessen sein, dass sie sich nach radial außen bis an die Außenumfangswandung42a heranerstreckt und somit zumindest in wesentlichen Umfangsbereichen die Verbrennungsluftzuführkammer44a axial begrenzt. An der anderen axialen Seite erfolgt die Begrenzung durch den Flansch36a bzw. auch die Wärmetauscheranordnung30a . - Die beispielsweise aus Blechmaterial oder aus Kunststoffmaterial gebildete Leitplatte
70a weist wieder den Verbrennungsluftleitkanal58a auf, der von demjenigen Umfangsbereich, in welchem die Austrittsöffnung48a des Verbrennungsluftgebläses46a liegt, zu demjenigen Umfangsbereich führt, in welchem der Zündorganaufnahmeansatz38a angeordnet ist. Der Verbrennungsluftleitkanal58a ist in Richtung zum Verbrennungsluftgebläse46a hin offen bzw. durch eine Stirnseite desselben abgeschlossen und ist in demjenigen Bereich, in welchem der Zündorganaufnahmeansatz38a liegt, dadurch offen, dass die Leitplatte70a in Umfangsrichtung unterbrochen ist, also eine Aussparung54a aufweist. Da die axiale Erstreckung der Leitplatte70a vergleichsweise kurz ist, könnte diese selbstverständlich auch ohne derartige Aussparung ausgebildet sein, wobei dann der Verbrennungsluftleitkanal58a beispielsweise durch eine im Bereich des Zündorganaufnahmeansatzes38a angeordnete Öffnung in Richtung zum Verbrennungsluftzuführraum44a offen sein könnte. - Durch die Leitplatte
70a wird die aus dem Verbrennungsluftgebläse46a austretende Verbrennungsluft zunächst in Umfangsrichtung und in Abstand zu und ohne Kontakt mit der Außenumfangswandung42a in denjenigen Umfangsbereich geleitet, in welchem der Zündorganaufnahmeansatz38a angeordnet ist. Dort tritt die Verbrennungsluft aus dem Verbrennungsleitkanal58a aus und kann somit ohne wesentlichen weiteren Kontakt mit der Außenumfangswandung42a in Richtung zur Eintrittsöffnung68a bzw. auch in Richtung zur zweiten Verbrennungsluftleiteinrichtung62a strömen. - Die
5 und6 zeigen eine Weiterbildung der in den3 und4 gezeigten Ausgestaltungsform. Man erkennt hier, dass zusätzlich zu der Leitplatte70a eine Verbrennungsluftleitwandung72a vorgesehen ist, welche im Wesentlichen ringartig ausgebildet ist und die Außenumfangswandung18a des Brennkammergehäuses14a zur Bereitstellung des Verbrennungsluftströmungszwischenraums60a mit Abstand umgibt. Die ringartige Struktur der Verbrennungsluftleitwandung72a ist dort unterbrochen, wo der Zündorganaufnahmeansatz38a sich von der Umfangswandung18a nach radial außen erstreckt. Dort erstreckt sich auch die Verbrennungsluftleitwandung72a mit ihren Endbereichen74a ,76a nach radial außen in Richtung auf die Außenumfangswandung42a zu und begrenzt somit in Umfangsrichtung einen Bereich78a der Verbrennungsluftzuführkammer44a . In diesem Bereich ist wieder der in der Leitplatte70a gebildete Verbrennungsluftleikanal58a offen. Weiterhin steht dieser Bereich78a in Verbindung mit dem Verbrennungsluftströmungszwischenraum60a , über welchen, ähnlich wie bei der Ausgestaltungsform der1 und2 , die Verbrennunsluft bzw. ein Teil derselben dann zur zweiten Verbrennungsluftleiteinrichtung62a strömen kann. Auch bei dieser Anordnung ist also ein möglicher Kontakt der Verbrennungsluft mit der in ihrer Temperatur angehobenen Außenumfangswandung42a im Wesentlichen nur im Bereich78a möglich, so dass durch diese stark reduzierte Möglichkeit einer thermischen Wechselwirkung die insbesondere über die Eintrittsöffnung68a in den Zündorganaufnahmeansatz38a eintretende Verbrennungsluft nicht übermäßig erwärmt werden kann. - Um dafür zu sorgen, dass auch der thermische Kontakt der Verbrennungsluft mit der Verbrennungluftleitwandung
72a nicht zu einer übermäßigen Erwärmung führen kann, können die Endbereiche74a ,76a derselben so gestaltet bzw. dimensioniert sein, dass sie nicht direkt in Kontakt mit der Außenumfangswandung42a sind, also beispielsweise kurz vor dieser Außenumfangswandung42a radial enden. Somit ist ein direkter Wärmeübertragungskontakt zwischen der Außenumfangswandung42a und der Verbrennungsluftleitwandung72a im Wesentlichen vermieden. Eine entsprechende Ausgestaltung kann auch bei der in den3 bis6 erkennbaren Leitplatte70a vorgesehen sein. Auch diese kann so dimensioniert sein, dass sie nicht in direkten Kontakt mit der Außenumfangswandung42a kommt, um somit den direkten Wärmeübertrag zu vermeiden. Dies gestattet es, die Leitplatte70a bzw. auch die Verbrennungsluftleitwandung72a aus vergleichsweise einfach zu bearbeitendem Blechmaterial aufzubauen, das jedoch eine vergleichsweise gute thermische Leitfähigkeit aufweist. - Eine weitere Ausgestaltungsform eines Fahrzeugheizgerätes ist in den
7 und8 gezeigt. Hier sind Komponenten bzw. Baugruppen, welche vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs „b" bezeichnet. Auch hier entspricht der grundsätzliche Aufbau dem mit Bezug auf die1 und2 detailliert beschriebenen, so dass auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden kann. - Bei der in den
7 und8 gezeigten Ausgestaltungsform ist in der zwischen der Außenumfangswandung42b und der Umfangswandung18b des Brennkammergehäuses14b gebildeten Verbrennungsluftzuführkammer44b ein Leitkörper52b vorgesehen. Auch dieser ist wieder so angeordnet bzw. dimensioniert, dass er mit seinem Außenumfang an der Innenseite der Außenumfangswandung42b anliegt und somit diese im Wesentlichen vollständig überdeckt. Der Leitkörper52b weist dort, wo der Zündorganaufnahmeansatz38b am Brennkammergehäuse14b vorgesehen ist, die Aussparung54b auf. - Zwischen der Innenseite des Leitkörpers
52b und der Umfangswandung18b ist ein Zwischenraum60b gebildet, der jedoch gegen Durchströmung im Wesentlichen abgesperrt ist. So erkennt man in8 , dass dort, wo der Leitkörper52b auch die Aussparung54b bildet, nach radial innen greifende Wandungsabschnitte80b ,82b dafür sorgen, dass die Aussparung54b von dem Zwischenraum60b getrennt ist. Insbesondere können diese Wandungsabschnitte80b ,82b an der Außenoberfläche der Umfangswandung18b anliegen. Ein nach radial innen greifender flanschartiger Wandungsabschnitt84b am axialen Endbereich des Leitkörpers52b erstreckt sich ebenfalls nach innen und liegt z. B. am Außenumfang der Umfangswandung18b an, so dass dort, wo die Bodenwandung16b des Brennkammergehäuses14b positioniert ist, der Zwischenraum60b ebenfalls abgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass im Wesentlichen der gesamte Außenumfangsbereich der Umfangswandung18b , mit Ausnahme dort, wo die Aussparung54b gebildet ist, durch den Leitkörper52b abgeschirmt ist. In den Zwischenraum60b kann keine Luft strömen. Die Folge davon ist, dass die aus der Austrittsöffnung48b des Verbrennungsluftgebläses46b austretende Luft in einen die zweite Luftleiteinrichtung62b umgebenden Bereich der Verbrennungsluftführungskammer44b gelangt und dort, im Wesentlichen geleitet durch die axiale Stirnfläche56b des Leitkörpers52b im Wesentlichen nach radial innen in Richtung auf die zweite Leiteinrichtung62b und auch in Umfangsrichtung auf diese Aussparung54b zu strömen wird. Die Luft gelangt dann ohne wesentlichen Kontakt mit der Außenumfangswandung42b im Wesentlichen direkt zur zweiten Luftleiteinrichtung62 und ebenso zu dem Zündorganaufnahmeansatz38b und kann dort, ohne wesentlich erwärmt worden zu sein, über die Eintrittsöffnung68b in die Brennkammer20b eintreten. - Ein weiterer wesentlicher Aspekt bei dieser Ausgestaltungsvariante ist, dass die vergleichsweise kalte und vom Verbrennungsluftgebläse
46b geförderte Verbrennungsluft durch den im Wesentlichen nicht vorhandenen Kontakt mit dem Brennkammergehäuse14b nicht zu dessen Abkühlung beitragen kann, so dass für eine die Verbrennung beeinflussende Wärmeabfuhr im Wesentlichen unterbunden werden kann, gleichzeitig aber auch dafür gesorgt werden kann, dass die insbesondere über die Eintrittsöffnung68b eintretende Luft nicht wesentlich erwärmt wird. - Eine weitere alternative Ausgestaltungsform ist in den
9 und10 gezeigt. Auch hier sind Komponenten bzw. Baugruppen, welche vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen hinsichtlich Aufbau und Funktion entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs „c" bezeichnet. - Bei dieser Ausgestaltungsform umfasst die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung
50c wieder eine Verbrennungsluftleitwandung72c , welche die Umfangswandung18c mit Abstand umgebend angeordnet ist. Die Endbereiche74c ,76c erstrecken sich nunmehr jedoch nach radial innen auf die Umfangswandung18c zu und können beispielsweise dort anliegen. Somit wird auch in dem Raumbereich78c , in welchem der Zündorganaufnahmeansatz38c vorhanden ist, ein Abschluss des Zwischenraums60c erhalten. An dem der Bodenwandung16c nahe liegenden Endbereich greift ein flanschartiger Wandungsabschnitt88c nach radial innen und sorgt hier wieder für einen axialen Abschluss des Zwischenraums60c , der somit gegen Durchströmung im Wesentlichen vollständig gesperrt ist und für eine gute thermische Trennung des Brennkammergehäuses14 von der in die Verbrennungsluftzuführkammer44c eingeleiteten Verbrennungsluft sorgt. - Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Fahrzeugheizgerätes wird dafür gesorgt, dass die insbesondere in einen Zündorganansatz einzuleitende Luft nicht übermäßig stark erwärmt wird, da nur eine sehr reduzierte Möglichkeit der Wärmeaufnahme von einer die Verbrennungsluftzuführkammer umgebenden Außenumfangswandung oder der Umfangswandung des Brennkammergehäuses besteht. Es ist selbstverständlich, dass ein ähnlicher Effekt, möglicherweise jedoch mit verringerter Effizienz erreicht werden kann, wenn nicht ein vollständiger Abschluss bzw. ein vollständiges Überdecken der Außenumfangswandung erreicht wird, also beispielsweise zwischen dieser und einem Leitkörper noch ein geringer Zwischenraum verbleibt, in dem zumindest ein Teil der Verbrennungsluft strömen kann.
- Es ist selbstverständlich, dass insbesondere in der Ausgestaltung der ersten Verbrennungsluftleiteinrichtung verschiedenste Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundprinzip der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So könnte beispielsweise der Verbrennungsluftleitkanal so gestaltet sein, dass er auch nach radial innen offen ist, insbesondere bei der Ausgestaltungsform der
1 und2 , so dass die Verbrennungsluft über diesen Kanal zwar auch nach radial innen strömen kann, nicht jedoch nach radial außen in den Bereich der Außenumfangswandung. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Verbrennungsluftleitkanal über einen größeren Umfangsbereich auszugestalten, beispielsweise über die gesamte Stirnfläche des Leitkörpers bzw. der Leitplatte. Tatsächlich könnte der Kanal auch dadurch gebildet werden, dass durch Distanzelemente oder entsprechende Vorsprünge am Leitkörper bzw. an der Leitplatte ein Abstand zum Verbrennungsluftgebläse bzw. der Austrittsöffnung desselben besteht und die Verbrennungsluft dann über einen so gebildeten axialen Zwischenraum beispielsweise nach radial innen bzw. auch in Umfangsrichtung und mit deutlich reduzierter Möglichkeit, in Kontakt mit der Außenumfangswandung zu treten, zu den verschiedenen Verbrennungslufteintrittsöffnungen strömen kann.
Claims (19)
- Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse (
14 ;14a ;14b ;14c ) mit einer Bodenwandung (16 ;16a ;16b ;16c ) und einer Umfangswandung (18 ;18a ;18b ;18c ), welche eine Brennkammer (20 ;20a ;20b ;20c ) begrenzen, wobei an der Umfangswandung (18 ;18a ;18b ;18c ) wenigstens ein zur Brennkammer (20 ;20a ;20b ;20c ) offener Zündorganaufnahmeansatz (38 ;38a ;38b ;38c ) vorgesehen ist, ferner umfassend eine das Brennkammergehäuse (14 ;14a ;14b ;14c ) ringartig umgebende und von einer Außenumfangswandung (42 ;42a ;42b ;42c ) begrenzte Verbrennungsluftzuführkammer (44 ;44a ;44b ;44c ) zur Aufnahme von Verbrennungsluft von einem Verbrennungsluftgebläse (46 ;46a ;46b ;46c ) und zur Weiterleitung von Verbrennungsluft in die Brennkammer (20 ;20a ;20b ;20c ) über einen Verbrennungslufteintrittsbereich (24 ,68 ;24a ,68a ;24b ,68b ;24c ,68c ) des Brennkammergehäuses (14 ;14a ;14b ;14c ), welcher wenigstens eine Verbrennungslufteintrittsöffnung (68 ;68a ;68b ;68c ) in dem wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz (38 ;38a ;38b ;38c ) umfasst, ferner umfassend eine erste Verbrennungsluftleiteinrichtung (50 ;50a ;50b ;50c ) zum Führen wenigstens eines Teils der von dem Verbrennungsluftgebläse (46 ;46a ;46b ;46c ) in Richtung zur Verbrennungsluftzuführkammer (44 ;44a ;44b ;44c ) abgegebenen Verbrennungsluft in Richtung zu dem wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz (38 ;38a ;38b ;38c ) wenigstens bereichsweise in Abstand von der Außenumfangswandung (42 ;42a ) oder der Umfangswandung (18b ;18c ). - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbrennungsluftabgabebereich (
48 ;48a ) des Verbrennungsluftgebläses (46 ;46a ) bezüglich des wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatzes (38 ;38a ) in Umfangsrichtung um eine Längsachse (A) des Brennkammergehäuses (14 ;14a ) versetzt ist und dass die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung (50 ;50a ) einen Ver brennungsluftleitkanal (58 ;58a ) aufweist, in welchen wenigsten ein Teil der von dem Verbrennungsluftgebläse (46 ;46a ) abgegebenen Verbrennungsluft von dem Umgfangsbereich, in welchem der Abgabebereich (48 ;48a ) des Verbrennungsluftgebläses (46 ;46a ) angeordnet ist, zu dem Umfangsbereich strömt, in welchem der wenigstens eine Zündorganaufnahmeansatz (38 ;38a ) angeordnet ist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung (
50 ;50b ) einen in der Verbrennungsluftzuführkammer (44 ;44b ) angeordneten, ringartigen Leitkörper (52 ;52b ) umfasst. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (
52 ) an einer dem Verbrennungsluftgebläse (46 ) zugewandten Stirnseite (56 ) den Verbrennungsluftleitkanal (58 ) aufweist und in dem Umfangsbereich, in welchem der wenigstens eine Zündorganaufnahmeansatz (38 ) angeordnet ist, eine diesen aufnehmende Aussparung (54 ) aufweist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftleitkanal (
58 ) zu der Aussparung offen ist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenumfangsfläche des Leitkörpers (
52 ;52b ) in Abstand von der Umfangswandung (18 ;18b ) des Brennkammergehäuses (14 ;14b ) angeordnet ist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitkörper (
52 ) und der Umfangswandung (18 ) des Brennkammergehäuses (14 ) ein Verbrennungsluftströmungszwischenraum (60 ) gebildet ist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Leitkörper (
52b ) und dem Brennkammergehäuse (14b ) gebildeter Zwischenraum (60b ) im Wesentlichen gegen Durchströmung abgeschlossen ist. - Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenumfangsfläche des Leitkörpers (
52 ;52b ) der Außenumfangswandung (42 ;42b ) mit geringem Abstand gegenüber liegt oder/und wenigstens bereichsweise an dieser anliegt. - Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (
52 ;52b ) sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verbrennungsluftzuführkammer (44 ;44b ) erstreckt. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbrennungsluftleiteinrichtung (
50a ) eine Leitplatte (70a ) umfasst. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 2 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitplatte (
70a ) die Verbrennungsluftzuführkammer (44a ) an ihrer dem Verbrennungsluftgebläse (46a ) zugewandten Seite wenigstens bereichsweise begrenzt und den Verbrennungsluftleitkanal (58a ) aufweist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Umfangswandung (
18a ) des Brennkammergehäuses (14a ) wenigstens bereichsweise mit Abstand umgebende Verbrennungsluftleitwandung (72a ) vorgesehen ist, welche mit auf die Außenumfangswandung (42a ) sich zu erstreckenden Endbereichen (74a ,76a ) einen den wenigstens einen Zündorganaufnahmeansatz (38a ) aufnehmenden Bereich (78a ) der Verbrennungs luftzuführkammer (44a ) begrenzt, zu welchem Bereich (78a ) der Verbrennungsluftleitkanal (58a ) offen ist und welcher Bereich in Verbindung steht mit einem zwischen der Umfangswandung (18a ) des Brennkammergehäuses (14a ) und der Verbrennungsluftleitwandung (72a ) gebildeten Verbrennungsluftströmungszwischenraum (60a ). - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftleitwandung (
72a ) sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verbrennungsluftzuführkammer (44a ) erstreckt. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Umfangswandung (
18c ) des Brennkammergehäuses (14c ) wenigstens bereichsweise mit Abstand umgebende Verbrennungsluftleitwandung (72c ) vorgesehen ist, welche mit auf die Umfangswandung (18c ) zu sich erstreckenden Endbereichen (74c ,76c ) einen gegen Durchströmung im Wesentlichen abgeschlossenen Zwischenraum (60c ) begrenzt. - Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bodenwandung (
16 ;16a ;16b ;16c ) des Brennkammergehäuses (14 ;14a ;14b ;14c ) ein sich in die Brennkammer (20 ;20a ;20b ;20c ) erstreckender Verbrennungslufteinlassansatz (22 ;22a ;22b ;22c ) mit wenigstens einer Verbrennungslufteintrittsöffnung (24 ;24a ;24b ;24c ) vorgesehen ist. - Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bodenwandung (
16 ;16a ;16b ;16c ) des Brennkammergehäuses (14 ;14a ;14b ;14c ) eine zweite Verbrennungsluftleiteinrichtung (62 ;62a ;62b ;62c ) vorgesehen ist zum Leiten von Verbrennungsluft aus der Verbrennungsluftzuführkammer (44 ;44a ;44b ;44c ) über den Verbrennungslufteinlassansatz (22 ;22a ;22b ;22c ) in die Brennkammer (20 ;20a ;20b ;20c ). - Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangswandung (
42 ;42a ;42b ;42c ) ein Teil eines Gehäuses (32 ;32a ;32b ;32c ) einer Wärmetauscheranordnung (30 ;30a ;30b ;30c ) ist oder damit verbunden ist. - Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsluftgebläse (
46 ;46a ;46b ;46c ) an einen freien Endbereich der Außenumfangswandung (42 ;42a ;42b ;42c ) angrenzend angeordnet ist.
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