DE102008031083B4

DE102008031083B4 - Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner eines Heizgerätes, insbesondere für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008031083B4
Application number: DE200810031083
Authority: DE
Inventors: Günter Eberspach
Original assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: DE102008031083A1

Abstract

Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner eines Heizgerätes, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen topfartigen Verdampfermediumträger (12; 12a) mit einer Bodenwandung (14; 14a) und einer Umfangswandung (16; 16a) und einem dadurch begrenzten Verdampfermediumaufnahmeraum (18; 18a), eine Brennstoffzuführöffnung (32; 32a) zum Zuführen von Brennstoff durch die Bodenwandung (14; 14a) hindurch und in dem Verdampfermediumaufnahmeraum (18; 18a) aufgenommenes poröses Verdampfermedium (36; 36a) mit einer ersten Verdampfermediumlage (38; 38a) zur Aufnahme von aus der Brennstoffzuführöffnung (32; 32a) austretendem Brennstoff, einer zweiten Verdampfermediumlage (40; 40a) mit einer Brennstoffabgabeoberfläche (62; 62a), wobei die erste Verdampfermediumlage (38; 38a) eine größere Porosität aufweist, als die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a), und einer dritten Verdampfermediumlage (42; 42a) zwischen der ersten Verdampfermediumlage (38; 38a) und der zweiten Verdampfermediumlage (40; 40a) zur Übertragung von Brennstoff von der ersten Verdampfermediumlage (38; 38a) zur zweiten Verdampfermediumlage (40; 40a), wobei die dritte Verdampfermediumlage (42; 42a) poröses Keramikmaterial umfasst und die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a) eine größere Porosität aufweist, als die dritte Verdampfermediumlage (42; 42a).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner eines Heizgerätes, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen topfartigen Verdampfermediumträger mit einer Bodenwandung und einer Umfangswandung und einem dadurch begrenzten Verdampfermediumaufnahmeraum, eine Brennstoffzuführöffnung zum Zuführen von Brennstoff durch die Bodenwandung hindurch und in dem Verdampfermediumaufnahmeraum aufgenommenes poröses Verdampfermedium mit einer ersten Verdampfermediumlage zur Aufnahme von aus der Brennstoffzuführöffnung austretendem Brennstoff und einer zweiten Verdampfermediumlage mit einer Brennstoffabgabeoberfläche, wobei die erste Verdampfermediumlage eine größere Porosität aufweist, als die zweite Verdampfermediumlage.
Eine derartige Verdampferbaugruppe ist aus der DE 44 01 799 C1 bekannt. Bei dieser bekannten Verdampferbaugruppe ist die eine Brennstoffabgabeoberfläche bereitstellende Verdampfermediumlage, also die mit ihrer Oberfläche einer Brennkammer zugewandt zu positionierende Verdampfermediumlage, aus einem Sinterkörper aus metallischem Sintermaterial aufgebaut. An dessen Rückseite liegt die zweite Verdampfermediumlage, bereitgestellt als Metallfasermatte.
Diese Metallfasermatte weist eine deutlich größere Porosität auf, als der Sinterkörper, so dass der in der Metallfasermatte aufgenommene flüssige Brennstoff in dem vergleichsweise großen Hohlvolumenanteil dieser Metallfasermatte sehr schnell und gleichmäßig an die Rückseite des Sinterkörpers verteilt wird und von diesem aufgenommen werden kann. Dieser Sinterkörper weist eine sehr hohe Standfestigkeit auf, schützt insbesondere also auch die dahinter liegenden Bestandteile vor den in einer Brennkammer vorhandenen sehr hohen Temperaturen. Getragen sind die beiden Verdampfermediumlagen an einem Verdampfermediumträger, der entweder in topfartiger Gestaltung aus vergleichsweise dünnem, umgeformtem Material hergestellt ist.
Die DE 102 52 888 B3 offenbart eine Verdampferbaugruppe für ein Heizgerät, bei welcher das poröse Verdampfermedium dreilagig aufgebaut ist. Eine auf einer Bodenwandung des Verdampfermediumträgers aufliegende erste Verdampfermediumlage ist aus keramischem Material aufgebaut und ringartig gestaltet, so dass sie den Bereich einer Brennstoffzuführöffnung in der Bodenwandung nicht überdeckt. Eine zweite Verdampfermediumlage stellt eine Brennstoffabgabeoberfläche bereit und ist aus metallischem Material aufgebaut, ebenso wie eine dritte Verdampfermediumlage, die zwischen der aus Keramikmaterial aufgebauten ersten Verdampfermediumlage und der die Brennstoffabgabeoberfläche bereitstellenden zweiten Verdampfermediumlage angeordnet ist. Mit dieser Gestaltung der Verdampferbaugruppe wird ein gleichmäßiges Verbrennungsverhalten erzielt, insbesondere deshalb, da die aus Keramikmaterial aufgebaute erste Verdampfermediumlage eine sehr homogene und saugfähige Struktur bereitstellt, die zum Verteilen von Brennstoff in die dann folgenden Verdampfermediumlagen aus Metallmaterial besonders geeignet ist.
Die EP 1 970 624 A2 offenbart eine Verdampferbaugruppe, bei welcher in einem topfartigen Verdampfermediumträger ein poröses Verdampfermedium in Form von vier übereinander geschichteten und aus Gewebematerial aufgebaute Verdampfermediumlagen vorgesehen sind. Die beiden einem Bodenbereich des Verdampfermediumträgers näher liegenden Verdampfermediumlagen sind mit gröberer Gewebestruktur und somit größerer Porosität bereitgestellt, als die beiden vom Bodenbereich weiter entfernt liegenden Verdampfermediumlagen, so dass über diese Verdampfermediumlagen hinweg eine abnehmende Porosität erzielt wird. Zumindest eine der Verfampfermediumlagen kann mit Keramikfadenmaterial aufgebaut sein.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner eines Heizgerätes, insbesondere für ein Fahrzeug, vorzusehen, welche bei einfachem Aufbau eine verbesserte Verdampfungcharakteristik bereitstellen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner eines Heizgerätes, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen topfartigen Verdampfermediumträger mit einer Bodenwandung und einer Umfangswandung und einem dadurch begrenzten Verdampfermediumaufnahmeraum, eine Brennstoffzuführöffnung zum Zuführen von Brennstoff durch die Bodenwandung hindurch und in dem Verdampfermediumaufnahmeraum aufgenommenes poröses Verdampfermedium mit einer ersten Verdampfermediumlage zur Aufnahme von aus der Brennstoffzuführöffnung austretendem Brennstoff, einer zweiten Verdampfermediumlage mit einer Brennstoffabgabeoberfläche, wobei die erste Verdampfermediumlage eine größere Porosität aufweist, als die zweite Verdampfermediumlage, und einer dritten Verdampfermediumlage zwischen der ersten Verdampfermediumlage und der zweiten Verdampfermediumlage zur Übertragung von Brennstoff von der ersten Verdampfermediumlage zur zweiten Verdampfermediumlage, wobei die dritte Verdampfermediumlage poröses Keramikmaterial umfasst. Die zweite Verdampfermediumlage weist eine größere Porosität auf, als die dritte Verdampfermediumlage.
Bei der erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe wird der über eine Brennstoffzuführöffnung zugeführte flüssige Brennstoff in der vergleichsweise grobporigen, also mit hoher Porosität ausgestalteten ersten Verdampfermediumlage aufgenommen, darin zwischengespeichert und dann über die dritte Verdampfermediumlage, welche aus Keramikmaterial aufgebaut ist, weitergeleitet. Die zweite Verdampfermediumlage, welche eine geringere Porosität aufweist, als die erste Verdampfermediumlage, nimmt den über die dritte, aus Keramikmaterial aufgebaute Verdampfermediumlage weitergeleiteten flüssigen Brennstoff auf, fördert ihn durch Kapillarförderwirkung weiter zur Brennstoffabgabeoberfläche, von wo der Brennstoff dann in Dampfform in Richtung zu einer Brennkammer abgegeben werden kann.
Durch den Einsatz dieses mehrlagigen Aufbaus werden verschiedene sehr vorteilhafte Effekte miteinander kombiniert. Zum einen ermöglicht das vergleichsweise grobporige Material der ersten Verdampfermediumlage eine sehr schnelle Aufnahme und gleichmäßige Verteilung des flüssigen Brennstoffs, der im Allgemeinen in dosierter und pulsierender Art und Weise zugeführt wird. Die dritte Verdampfermediumlage vergleichmäßigt durch ihre Speicherwirkung den Fluss des flüssigen Brennstoffs und gibt bereits einen mehr oder weniger kontinuierlichen Brennstoffstrom in Richtung zur zweiten Verdampfermediumlage ab. Durch diese Vergleichmäßigung wird entsprechend auch ein gleichmäßigerer Brennstoffstrom in Richtung zur Brennstoffabgabeoberfläche und mithin eine entsprechend gleichmäßigere Brennstoffabdampfung erzielt.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist, dass die aus Keramikmaterial aufgebaute dritte Verdampfermediumlage eine sehr gute thermische Isolationswirkung aufweist und insbesondere den Bereich der Brennstoffeinleitung in die Verdampferbaugruppe gegen die an der Brennkammer zugewandten Seite vorherrschenden sehr hohen Temperaturen thermisch abschirmt. Dies ist insbesondere daher von Bedeutung, da auf diese Art und Weise die Gefahr der Erzeugung von Ablagerungen am Brennstoffeintritt, insbesondere beim Einsatz alternativer Brennstoffe, wie z. B. Biodiesel oder dergleichen, gemindert werden kann.
Gemäß einem weiteren sehr vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Verdampfermediumträger mit der Bodenwandung und der Umfangswandung in einem Gussverfahren hergestellt ist. Durch die Herstellung des Verdampfermediumträgers in einem Gussverfahren, wie z. B. Feingussverfahren, wird ein Bauteil geschaffen, das insbesondere an den mit den verschiedenen Verdampfermediumlagen in Kontakt stehenden Oberflächenbereichen mit sehr hoher Präzision gestaltet ist, so dass das Auftreten von spaltartigen Zwischenräumen zwischen Verdampfermediumlagen und dem Verdampfermediumträger vermieden werden kann und ungewünschte, primär schwerkraftunterstützte Strömungen in solchen spaltartigen Zwischenräumen vermieden werden.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Variante kann vorgesehen sein, dass der Verdampfermediumträger mit der Bodenwandung und der Umfangswandung aus einem Rohkörper durch Material abhebende Bearbeitung hergestellt ist. Hier kann also der Verdampfermediumträger durch Material abhebende Bearbeitung, wie z. B. Drehen, aus einem Rohkörper geschaffen werden und entsprechend mit sehr hoher Präzision und sehr planen Oberflächen erzeugt werden. Der Rohkörper an sich kann beispielsweise in einem Gussverfahren mit einer Rohform hergestellt sein, kann selbstverständlich aber auch ein Massivkörper sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau einer Verdampferbaugruppe ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass keine der Verdampfermediumlagen mit dem Verdampfermediumträger durch Materialschluss verbunden ist.
Durch das Vermeiden einer materialschlüssigen Verbindung, beispielsweise erzeugt durch Verlötung oder Verschweißung, wird das Entstehen von Formveränderungen, erzeugt durch den sehr heiß ablaufenden Verbindungsvorgang, vermieden. Dies heißt, dass der Verdampfermediumträger, ohne durch bei Verbindungsvorgängen zwangsweise erzeugte Verformungen beeinflusst zu sein, flächig in Kontakt mit den diesen jeweils berührenden Verdampfermediumlagen stehen kann.
Um gleichwohl einen festen Verbund erzeugen zu können, wird vorgeschlagen, dass das poröse Verdampfermedium mit dem Verdampfermediumträger durch Reibklemmsitz oder/und Formschluss verbunden ist.
Eine sehr gleichmäßige Brennstoffabdampfung an der Brennstoffabgabeoberfläche kann dadurch unterstützt werden, dass der Verdampfermediumaufnahmeraum in Richtung von der Bodenwandung weg sich erweiternd ausgebildet ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Brennstoffzuführöffnung zu einem ersten Raumbereich des Verdampfermediumaufnahmeraums mit kleinerer Querabmessung offen ist und dass die erste Verdampfermediumlage im ersten Raumbereich angeordnet ist.
Um eine vergleichsweise große Brennstoffabgabeoberfläche bereitstellen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass die zweite Verdampfermediumlage in einem zweiten Raumbereich des Verdampfermediumaufnahmeraums angeordnet ist, wobei der zweite Raumbereich eine größere Querabmessung aufweist, als der erste Raumbereich.
Dabei kann der erste Raumbereich stufenartig in den zweiten Raumbereich übergehen.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung die Querabmessung beispielsweise der Durchmesser oder die Innenabmessung eines jeweiligen Raumbereichs sein kann, beispielsweise auch bezogen auf eine Längsmittenachse des Verdampfermediumträgers, zu welcher die beiden Raumbereiche symmetrisch bzw. koaxial ausgestaltet sein können.
Die dritte Verdampfermediumlage kann im zweiten Raumbereich angeordnet sein, wobei zum Vermeiden von spaltartigen Zwischenräumen vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass eine der dritten Verdampfermediumlage zugewandte Oberfläche der ersten Verdampfermediumlage mit einer den ersten Raumbereich umgebenden Bodenfläche des zweiten Raumbereichs im Wesentlichen bündig liegt.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass die dritte Verdampfermediumlage im ersten Raumbereich angeordnet ist. Auch hierbei kann das Auftreten von spaltartigen Zwischenräumen dadurch vermieden werden, dass eine der zweiten Verdampfermediumlage zugewandte Oberfläche der dritten Verdampfermediumlage mit einer den ersten Raumbereich umgebenden Bodenfläche des zweiten Raumbereichs im Wesentlichen bündig liegt.
Ein sehr einfach zu realisierender, gleichwohl jedoch kostengünstiger Aufbau kann dadurch erlangt werden, dass die erste Verdampfermediumlage oder/und die zweite Verdampfermediumlage aus Metallmaterial aufgebaut sind, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die erste Verdampfermediumlage oder/und die zweite Verdampfermediumlage mit Fasermaterial aufgebaut ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante;
2 eine der 1 entsprechende Darstellung einer alternativen Ausgestaltungsform.
In der 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Verdampferbaugruppe 10 dargestellt, welche beispielsweise bei einem Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgeräts eingesetzt werden kann. Die Verdampferbaugruppe 10 umfasst einen topfartigen Verdampfermediumträger 12 mit einer Bodenwandung 14 und einer Umfangswandung 16. Der Verdampfermediumträger 12 kann zu einer Längsmittenachse A desselben im Wesentlichen symmetrisch, also beispielsweise rotationssymmetrisch bzw. kreisrund ausgebildet sein.
Im Verdampfermediumträger 12 ist ein allgemein mit 18 bezeichneter Verdampfermediumaufnahmeraum ausgebildet, welcher durch die Bodenwandung 14 und die Umfangswandung 16 begrenzt ist. Der Verdampfermediumaufnahmeraum 18 umfasst zwei Raumbereiche 20, 22. Der erste Raumbereich 20 weist, bezogen auf die Längsmittenachse A, eine geringere Querabmessung, also Innenabmessung bzw. Innendurchmesser auf, als der zweite Raumbereich 22 und geht stufenartig in diesen über. Auf diese Art und Weise ist im Angrenzungsbereich der Bodenwandung 14 an die Umfangswandung 16 ein mit diesen integral gebildeter ringartiger Volumenbereich 24 des Verdampfermediumträgers 12 gebildet, welcher den ersten Raumbereich 20 mit einer Innenumfangsfläche 26 nach radial außen begrenzt und den zweiten Raumbereich 22 mit einer den ersten Raumbereich 20 umgebenden, ringartigen Bodenfläche 28 axial begrenzt.
Im Bereich des ersten Raumbereichs 20 durchsetzt eine Brennstoffzuführleitung 30 die Bodenwandung 14. Eine Öffnung 32 der Brennstoffzuführleitung 30 ist zum ersten Raumbereich 20 hin offen. Die Brennstoffzuführleitung 30 ist dabei so bezüglich der Bodenwandung 14 angeordnet, dass sie mit einer den ersten Raumbereich 20 axial begrenzenden Bodenfläche 34 bündig abschließt bzw. über diese nicht hervorsteht.
Im Verdampfermediumaufnahmeraum 18 ist ein Allgemein mit 36 bezeichnetes poröses Verdampfermedium angeordnet. Dieses umfasst im dargestellten Beispiel drei Verdampfermediumlagen 38, 40, 42. Die erste Verdampfermediumlage 38, die beispielsweise aus metallischem Vlies-, Sinter- bzw. Fasermaterial aufgebaut ist, füllt den ersten Raumbereich 20 vollständig aus und ist in diesem beispielsweise durch Presspassung festgehalten. Insbesondere liegt dabei eine der Bodenwandung 14 zugewandte rückseitige Oberfläche 44 der ersten Verdampfermediumlage 38 vollflächig auf der Bodenfläche 34 des ersten Raumbereichs 20 auf. Eine Außenumfangsfläche 46 der ersten Verdampfermediumlage 38 liegt entsprechend vollflächig an der Innenumfangsfläche 26 an, welche den ersten Raumbereich 20 nach radial außen begrenzt. Eine von der Bodenwandung 14 abgewandte Oberfläche 48 der ersten Verdampfermediumlage 38 liegt bündig mit der den ersten Raumbereich 20 umgebenden und den zweiten Raumbereich 22 axial begrenzenden Bodenfläche 28.
Mit ihrer der Bodenwandung 14 zugewandten rückwärtigen Oberfläche 50 liegt somit die dritte Verdampfermediumlage 42 auf einer vollständig eben durchlaufenden Auflageoberfläche auf, und zwar gebildet aus der ringartigen Bodenfläche 28 und der Oberfläche 48 der ersten Verdampfermediumlage. Die dritte Verdampfermediumlage 42 liegt somit sowohl am Verdampfermediumträger 12 als auch auf der ersten Verdampfermediumlage 20 vollfächig und ohne irgendwelche Zwischenräume auf.
Die dritte Verdampfermediumlage 42 ist aus Keramikmaterial aufgebaut, beispielsweise Keramiksintermaterial, Keramikvliesmaterial oder Schaumkeramikmaterial.
Auf der von der Bodenwandung 14 abgewandten Oberfläche 52 der aus Keramikmaterial aufgebauten dritten Verdampfermediumlage, vorzugsweise ebenfalls aus Metallmaterial, wie z. B. Vlies-, Sinter-, Geflecht- oder sonstigem Fasermaterial, liegt die zweite Verdampfermediumlage 40 mit ihrer rückwärtigen Oberfläche 54 vollflächig auf. Der Außenumfangsfläche 56 der zweiten Verdampfermediumlage 40 liegt an einer den zweiten Raumbereich 22 nach radial außen begrenzenden Innenumfangsfläche 58 der Umfangswandung 16 vollflächig an. Entsprechend liegt auch die dritte Verdampfermediumlage 42 mit einer Außenumfangsfläche 60 an der Innenumfangsfläche 58 vollflächig an, so dass auch in diesen Anlagebereichen keine spaltartigen Zwischenräume entstehen. Auch die zweite Verdampfermediumlage 40 und die dritte Verdampfermediumlage 42 sind nicht materialschlüssig, sondern durch Presspassung, also primär durch Reibklemmsitz, im Verdampfermediumträger 12 gehalten. Diese Haltewirkung kann dadurch unterstützt werden, dass der Verdampfermediumträger 12 an der Umfangswandung 16 durch Verstemmen oder dergleichen nach radial innen verformt wird und somit das poröse Verdampfermedium 36 im Bereich einer Brennstoffabgabeoberfläche 62 der zweiten Verdampfermediumlage 40 zum Bilden eines Formschlusses übergreift oder durch entsprechende Verformung der Umfangswandung 16 nach radial innen durch Formschluss lokal in die zweite Verdampfermediumlage 40 eingreift.
Der das poröse Verdampfermedium 36 tragende Verdampfermediumträger 12 ist bei dem erfindungsgemäßen Aufbau vorteilhafterweise nicht durch Umformen, sondern entweder durch Urformen oder durch Material abhebende Bearbeitung in seiner Endform bereitgestellt. D. h., der Verdampfermediumträger 12 kann gegossen werden, beispielsweise in einem Feingußverfahren, welches keine Nachbearbeitung erforderlich macht, oder ist aus einem beispielsweise in einem Gussverfahren hergestellten Rohling durch spanabhebende Bearbeitung, wie z. B. Drehen, gefertigt. In jedem Falle wird auf diese Art und Weise ein hoch präziser Verdampfermaterialträger 12 erhalten, der entsprechend präzise gearbeitete Oberflächen zur vollflächigen Anlage der Verdampfermediumlagen 38, 40, 42 bereitstellt. Da weiterhin bei dem Einbringen der Verdampfermediumlagen 38, 40, 42 auf jedwede materialschlüssige Verbindung derselben mit dem Verdampfermediumträger 12 verzichtet wird, besteht auch nicht die Gefahr, thermisch induzierte Verformungen zu erzeugen, die wiederum zu spaltartigen Zwischenräumen und somit zu Leckageräumen führen, über welche Brennstoff sich in undefinierter Weise verteilen kann.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist die erste Verdampfermediumlage 38 mit vergleichsweise grobporigem, also mit hoher Porosität ausgebildetem Material, wie z. B. Metallvliesmaterial, aufgebaut, das den zugeführten flüssigen Brennstoff sehr schnell aufnimmt und sehr schnell in seinem Innenvolumenbereich verteilt und über die Oberfläche 48 in die dritte Verdampfermediumlage 42 abgibt. Diese weist eine deutlich geringere Porosität auf, bildet somit also eine Lage, welche den Strom des flüssigen Brennstoffs vergleichmäßigt und entsprechend gleichmäßig in Richtung zur zweiten Verdampfermediumlage 40 abgibt. Diese weist eine geringere Porosität auf, als die erste Verdampfermediumlage 38, aber eine größere Porosität als die dritte Verdampfermediumlage 42. Auch die zweite Verdampfermediumlage 40 ist vorzugsweise mit Metallmaterial, wie z. B. Vliesmaterial oder sonstigem Fasermaterial, aufgebaut, so dass die an der Brennstoffabgabeoberfläche 62 vorherrschenden sehr hohen Temperaturen nicht zu einer Beschädigung führen können. Gleichwohl führt der Einsatz der dritten Verdampfermediumlage 42 dazu, dass die dahinter liegenden Bereiche, also die erste Verdampfermediumlage 38 und der Bereich des Brennstoffeintritts, thermisch bezüglich einer Brennkammer isoliert sind, also nicht so hohe Temperaturen erfahren, die zur Erzeugung von Ablagerungen insbesondere im Bereich der Öffnung 32 führen können.
Eine Abwandlung einer erfindungsgemäß aufgebauten Verdampferbaugruppe ist in 2 gezeigt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs ”a” bezeichnet. Im Folgenden wird auf die zur Ausgestaltungsform gemäß 1 bestehenden Unterschiede eingegangen.
Man erkennt in 2, dass die dritte Verdampfermediumlage 42a im ersten Raumbereich 20a angeordnet ist und somit im Wesentlichen die gleiche Außenabmessung aufweist, wie die erste Verdampfermediumlage 38a. Die der zweiten Verdampfermediumlage 40a zugewandte Oberfläche 52a der dritten Verdampfermediumlage 42a liegt nunmehr bündig mit der Bodenfläche 28a, welche den ersten Raumbereich 20a umgibt, so dass für die rückseitige Oberfläche 54a der zweiten Verdampfermediumlage 40a eine eben durchgehende Auflageoberfläche bereitgestellt ist. Auch dadurch kann die Entstehung von Zwischenräumen zwischen einzelnen Verdampfermediumlagen bzw. auch in Angrenzung derselben an den Verdampfermediumträger 12a vermieden werden.
Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe kann so vorgegangen werden, dass zunächst der Verdampfermediumträger 12 bzw. 12a in einem Gussverfahren bzw. durch Material abhebende Bearbeitung, wie z. B. Abdrehen, mit der gewünschten Form und Präzision hergestellt wird. Darauf folgend wird die Brennstoffzuführleitung 30, 30a, welche ebenso wie der Verdampfermediumträger 12 bzw. 12a aus Metall aufgebaut ist, in die Bodenwandung 14 bzw. 14a eingebracht und beispielsweise durch Verlöten festgelegt, wobei darauf zu achten ist, dass die Stirnseite der Brennstoffzuführleitung 30 bzw. 30a nicht über die Oberfläche 34 bzw. 34a übersteht. Die exakte Positionierung der Brennstoffzuführleitung 30, 30a kann beispielsweise durch einen eingedrehten Anschlag erreicht werden. Darauf folgend wird die erste Verdampfermediumlage 38 bzw. 38a, beispielsweise aufgebaut aus Vliesmaterial, in den ersten Raumbereich 20 bzw. 20a eingebracht und darin beispielsweise durch Presspassung und somit Reibungsklemmsitz festgelegt. Nachfolgend wird die dritte Verdampfermediumlage 42 bzw. 42a eingebracht, und zwar im Falle der in 1 gezeigten Ausgestaltungsform so, dass sie auf der Bodenfläche 28 und der Oberfläche 48 vollflächig aufliegt, während im Falle der Ausgestaltungsform der 3 die dritte Verdampfermediumlage 42a in den ersten Raumbereich 20a so eingebracht wird, dass ihre Oberfläche 52a mit der Bodenfläche 28a bündig liegt. Auch die dritte Verdampfermediumlage 42 bzw. 42a kann durch Einpressen und somit Reibungssitz festgelegt werden. Die dritte Verdampfermediumlage 42, 42a, welche aus Keramikmaterial aufgebaut ist, kann ebenfalls vliesartig, also mit vliesartig miteinander versponnen Keramikfasern, aufgebaut sein. Nachfolgend wird dann die zweite Verdampfermediumlage 40 bzw. 40a in den zweiten Raumbereich 22 bzw. 22a eingebracht, so dass sie entweder vollflächig auf der dritten Verdampfermediumlage 42 aufliegt oder vollflächig auf der Bodenfläche 28a und der Oberfläche 52a der dritten Verdampfermediumlage 42a aufliegt. Insbesondere in der Ausgestaltungsform der 1 könnte auch so vorgegangen werden, dass die zweite Verdampfermediumlage 40 und die dritte Verdampfermediumlage 42 als sandwichartig vorbereitete Baugruppe in den zweiten Raumbereich 22a eingebracht werden. Diese vorgefertigte Baugruppen kann beispielsweise dadurch erlangt werden, dass diese beiden Lagen bzw. die Ausgangsmaterialien dafür aufeinander gelegt und dann zusammen ausgestanzt werden.
Um dafür zu sorgen, dass im Übergang zwischen den beiden Raumbereichen 20 bzw. 20a und 22 bzw. 22a eine durchgehende, vollflächige Auflage der im zweiten Raumbereich 22 bzw. 22a vorhandenen Lage bzw. Lagen erreicht wird, kann die im ersten Raumbereich 20 bzw. 20a enthaltene und im zusammengefügten Zustand dann mit der Bodenfläche 28a bündig abschließende Verdampfermateriallage 38 bzw. 42a so positioniert sein, dass sie bei noch nicht eingebrachter zweiter Materiallage 40, 40a über die Bodenfläche 28 bzw. 28a geringfügig übersteht und beim Einbringen der zweiten Verdampfermediumlage 40, 40a dann komprimiert wird.
Um das poröse Verdampfermedium 36 bzw. 36a im Verdampfermediumaufnahmeraum 18 bzw. 18a in seiner Gesamtheit zu fixieren, kann dann ein materialschlüssiger Verbund durch Verstemmen mit der Umfangswandung 16 bzw. 16a erzielt werden.
Die so aufgebaute Verdampferbaugruppe 10 bzw. 10a kann dann in eine Brennkammerbaugruppe eingebracht werden. Es kann an der Rückseite der Bodenwandung 14 bzw. 14a eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung zur Erwärmung des porösen Verdampfermediums 36, 36a vorgesehen werden, worauf nach hinten isolierende Lagen vorgesehen werden können und durch einen Sicherungsring an einer die Verdampferbaugruppe 10 bzw. 10a aufnehmenden im Wesentlichen zylindrischen Umfangswandungsbaugruppe einer Brennkammer festgelegt werden.
Bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen kann, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, das poröse Verdampfermedium in seinen einzelnen Verdampfermediumlagen jeweils homogen ausgebildet sein. Es kann jedoch auch in einer oder mehreren Lagen ein inhomogenes, beispielsweise mit sich in Dickenrichtung ändernder Porosität ausgebildetes Aufbaumaterial, vorgesehen sein. Auch kann die dritte Verdampfermediumlage mit einer Porosität ausgebildet sein, die zwischen der Porosität der ersten Verdampfermediumlage und der Porosität der zweiten Verdampfermediumlage liegt, so dass in Richtung vom Eintrittsbereich des flüssigen Brennstoffs zur Brennstoffabgabeoberfläche eine allmähliche bzw. stufenartige Abnahme der Porosität vorgesehen ist.

Claims

Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner eines Heizgerätes, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen topfartigen Verdampfermediumträger (12; 12a) mit einer Bodenwandung (14; 14a) und einer Umfangswandung (16; 16a) und einem dadurch begrenzten Verdampfermediumaufnahmeraum (18; 18a), eine Brennstoffzuführöffnung (32; 32a) zum Zuführen von Brennstoff durch die Bodenwandung (14; 14a) hindurch und in dem Verdampfermediumaufnahmeraum (18; 18a) aufgenommenes poröses Verdampfermedium (36; 36a) mit einer ersten Verdampfermediumlage (38; 38a) zur Aufnahme von aus der Brennstoffzuführöffnung (32; 32a) austretendem Brennstoff, einer zweiten Verdampfermediumlage (40; 40a) mit einer Brennstoffabgabeoberfläche (62; 62a), wobei die erste Verdampfermediumlage (38; 38a) eine größere Porosität aufweist, als die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a), und einer dritten Verdampfermediumlage (42; 42a) zwischen der ersten Verdampfermediumlage (38; 38a) und der zweiten Verdampfermediumlage (40; 40a) zur Übertragung von Brennstoff von der ersten Verdampfermediumlage (38; 38a) zur zweiten Verdampfermediumlage (40; 40a), wobei die dritte Verdampfermediumlage (42; 42a) poröses Keramikmaterial umfasst und die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a) eine größere Porosität aufweist, als die dritte Verdampfermediumlage (42; 42a).
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfermediumträger (12; 12a) mit der Bodenwandung (14; 14a) und der Umfangswandung (16; 16a) in einem Gussverfahren hergestellt ist.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfermediumträger (12; 12a) mit der Bodenwandung (14; 14a) und der Umfangswandung (16; 16a) aus einem Rohkörper durch Material abhebende Bearbeitung hergestellt ist.
Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass keine der Verdampfermediumlagen (38, 40, 42; 38a, 40a, 42a) mit dem Verdampfermediumträger (12; 12a) durch Materialschluss verbunden ist.
Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Verdampfermedium (36; 36a) mit dem Verdampfermediumträger (12; 12a) durch Reibklemmsitz oder/und Formschluss verbunden ist.
Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfermediumaufnahmeraum (18; 18a) in Richtung von der Bodenwandung (14; 14a) weg sich erweiternd ausgebildet ist.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzuführöffnung (32; 32a) zu einem ersten Raumbereich (20; 20a) des Verdampfermediumaufnahmeraums (18; 18a) mit kleinerer Querabmessung offen ist und dass die erste Verdampfermediumlage (38; 38a) im ersten Raumbereich (20; 20a) angeordnet ist.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a) in einem zweiten Raumbereich (22; 22a) des Verdampfermediumaufnahmeraums (18; 18a) angeordnet ist, wobei der zweite Raumbereich (22; 22a) eine größere Querabmessung aufweist, als der erste Raumbereich (20; 20a).
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raumbereich (20; 20a) stufenartig in den zweiten Raumbereich (22; 22a) übergeht.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Verdampfermediumlage (42) im zweiten Raumbereich (22a) angeordnet ist.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der dritten Verdampfermediumlage (42) zugewandte Oberfläche (48) der ersten Verdampfermediumlage (38) mit einer den ersten Raumbereich (20) umgebenden Bodenfläche (28) des zweiten Raumbereichs (22) im Wesentlichen bündig liegt.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Verdampfermediumlage (42a) im ersten Raumbereich (20a) angeordnet ist.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zweiten Verdampfermediumlage (40a) zugewandte Oberfläche (52a) der dritten Verdampfermediumlage (42a) mit einer den ersten Raumbereich (20a) umgebenden Bodenfläche (28a) des zweiten Raumbereichs (22a) im Wesentlichen bündig liegt.
Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdampfermediumlage (38; 38a) oder/und die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a) aus Metallmaterial aufgebaut sind.
Verdampferbaugruppe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdampfermediumlage (38; 38a) oder/und die zweite Verdampfermediumlage (40; 40a) mit Fasermaterial aufgebaut ist.