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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammeranordnung für einen Verdampferbrenner, insbesondere für einen Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät. Es wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkammeranordnung für einen Verdampferbrenner angegeben.
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Heizgeräte für einen mobilen Einsatz bzw. für mobile Anwendungen (im Folgenden: mobile Heizgeräte) werden insbesondere im Fahrzeugbereich als Stand- oder Zuheizer eingesetzt. Standheizer (bzw. Standheizungen) sind sowohl bei ruhendem als auch bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar, während Zuheizer nur bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar sind. In derartigen Heizgeräten wird üblicherweise Brennstoff mit Brennluft zur Erzeugung von Heizwärme umgesetzt. Hierfür weisen solche mobilen Heizgeräte eine Brennkammer auf, in der die Umsetzung in der Regel in einer flammenden Verbrennung erfolgt. Es ist bekannt, derartige mobile Heizgeräte mit flüssigen Brennstoffen, wie z. B. Diesel, Benzin oder Ethanol, oder mit gasförmigen Brennstoffen zu betreiben. Bei mobilen Heizgeräten, die für einen Einsatz in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ausgelegt sind, wird als Brennstoff in vielen Fällen der Kraftstoff verwendet, der auch zum Betreiben des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs zum Einsatz kommt.
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Häufig werden in mobilen Heizgeräten sogenannte Verdampferbrenner (oder Verdampfungsbrenner) eingesetzt, bei denen ein flüssiger Brennstoff zu einem saugfähigen Verdampferkörper gefördert wird, an dessen Oberfläche der Brennstoff dann verdampft wird und in einer Brennkammer mit Brennluft durchmischt wird, um ein brennbares Gemisch zu erzeugen. Derartige Verdampferbrenner weisen dabei in der Regel eine sogenannte Verdampferaufnahme auf, die dazu ausgebildet ist, den Verdampferkörper zu halten, und eine umlaufende Brennkammerwand, die im zusammengesetzten Zustand mit der Verdampferaufnahme bzw. der Oberfläche des Verdampferkörpers eine Brennkammer bildet.
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DE 195 46 130 A1 beschreibt einen Verdampfungsbrenner eines motorunabhängigen Fahrzeugheizgeräts. Der Verdampfungsbrenner weist eine eine Brennkammer stirnseitig begrenzende, plattenförmige Verdampferaufnahme auf, an der eine Brennstoffleitung einmündet. An der Verdampferaufnahme ist ein saugfähiger Körper zur Speicherung und Verdampfung des Brennstoffes gelagert. An der Außenseite der Verdampferaufnahme ist ein Anlaufbund zur Anlage einer Stirnseite einer Brennkammerwand vorgesehen. Der saugfähige Körper ist durch einen Stützring, der in eine Nut in der Verdampferaufnahme eingesetzt ist, in Anlage an einer das Ende der Brennstoffleitung lagernden Rückwand der Verdampferaufnahme gehalten.
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DE 44 01 800 C1 beschreibt einen Verdampfungsbrenner für ein motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät. Der Verdampfungsbrenner weist eine von einer Brennkammerwand ummantelte Brennkammer auf, deren eine Seite von einer Rückwand begrenzt wird. An der Rückwand ist ein Halter für einen über eine Brennstoffleitung mit flüssigem Brennstoff gespeisten saugfähigen Körper angeordnet. Die Rückwand weist an ihrem Außenumfang zwei Bünde auf, deren einer zur Befestigung des Halters und deren anderer zur Halterung der Brennkammerwand dient.
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Bei diesen Brennkammeranordnungen aus dem Stand der Technik ist es nachteilig, dass die Befestigung des saugfähigen Verdampferkörpers eine Vielzahl von Komponenten und somit viele Montageschritte erfordert. Ferner ist nachteilig, dass ein unerwünscht hoher Wärmeeintrag über die Brennkammerwand in die rückseitige Stirnwand bzw. die Verdampferaufnahme erfolgen kann.
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DE 10 2005 004 359 A1 beschreibt ein Brennkammergehäuse für einen Verdampferbrenner, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät. Das Brennkammergehäuse umfasst ein rohrartiges Gehäusebauteil, das in einem ersten axialen Endbereich zum Bereitstellen einer Austrittsöffnung für Verbrennungsprodukte offen ist und in einem zweiten axialen Endbereich zur Aufnahme einer Bodenbaugruppe offen ist. Das Gehäusebauteil ist in einem Gießvorgang hergestellt. Bei dieser Realisierung ist nachteilig, dass die Herstellung des Gehäusebauteils relativ kostenintensiv ist. Es tritt ebenfalls das Problem auf, dass ein unerwünscht hoher Wärmeeintrag über das Gehäusebauteil in die Bodenbaugruppe erfolgen kann.
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DE 10 2004 049 902 A1 beschreibt einen Verdampfungsbrenner für flüssigen Brennstoff umfassend ein mit Brennstoff tränkbares, poröses Verdampferelement, eine mit einer Brennstoffzuleitung und mit dem Verdampferelement in flüssigkeitsleitendem Kontakt stehende Brennstoff-Verteilplatte, eine elektrische Zündeinrichtung zur Zündung verdampften Brennstoffs und eine elektrische Vorwärmeinrichtung zum Vorwärmen des Verdampferelements.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammeranordnung für einen Verdampferbrenner und ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkammeranordnung für einen Verdampferbrenner bereitzustellen, die eine kostengünstige Herstellung und eine einfache Montage mit wenigen Komponenten und Montageschritten ermöglichen und dabei gleichzeitig zuverlässig einen unerwünscht hohen Wärmeeintrag über die Brennkammerwand in die Verdampferaufnahme und andere rückseitig befindliche Komponenten vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Brennkammeranordnung für einen Verdampferbrenner nach Anspruch 1 gelöst. Die Brennkammeranordnung kann insbesondere für ein mobiles Heizgerät bestimmt sein. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Unter einem „mobilen Heizgerät” wird in diesem Zusammenhang ein Heizgerät verstanden, das für den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es transportabel ist (ggf. in einem Fahrzeug fest eingebaut oder lediglich für den Transport darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dauerhaften, stationären Einsatz, wie es beispielsweise bei der Beheizung eines Gebäudes der Fall ist, ausgelegt ist. Dabei kann das mobile Heizgerät auch fest in einem Fahrzeug (Landfahrzeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem Landfahrzeug, installiert sein. Insbesondere ist es zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise auf Schiffen, insbesondere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt. Das mobile Heizgerät kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Container (zum Beispiel Baucontainern), etc.. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das mobile Heizgerät als Stand- oder Zuheizer für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt.
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Da der Verdampferkörper mit dem nach innen ragenden Vorsprung der Brennkammerwand gegen die Verdampferaufnahme gehalten ist, sind keine zusätzlichen Komponenten für die Befestigung des Verdampferkörpers an der Verdampferaufnahme erforderlich und die Brennkammeranordnung kann mit wenigen Bauteilen in einer geringen Anzahl von Montageschritten gefertigt werden. Da der nach innen ragende Vorsprung durch Umformen des Materials der Brennkammerwand gebildet ist, ist die Befestigung des Verdampferkörpers in einer einfachen Weise realisiert, die kostengünstig bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel kann die Brennkammerwand mit dem nach innen ragenden Vorsprung kostengünstig durch Umformen aus einem Blech oder Rohr gefertigt werden. Da der nach innen ragenden Vorsprung durch Umformen des Materials der Brennkammerwand gebildet ist, kann in der Brennkammerwand dabei gleichzeitig eine Unterteilung der Brennkammerwand in der Flammausbreitungsrichtung realisiert werden, sodass die Wärmeleitung über die Brennkammerwand zu der Verdampferaufnahme stark reduziert wird und ein unerwünscht hoher Wärmeeintrag in die Verdampferaufnahme verhindert ist. Dabei wird die Brennkammerwand im Bereich des nach innen ragenden Vorsprungs gekühlt (u. a. durch den Verdampfungsprozess des Brennstoffs im Bereich des Verdampferkörpers), sodass effizient der Wärmefluss zu weiter hinten liegenden Komponenten über die Brennkammerwand verhindert ist. Der nach innen ragende Vorsprung kann dabei z. B. bevorzugt umlaufend ausgebildet sein, aber z. B. auch nur segmentweise in einigen Bereichen des Umfangs vorgesehen sein.
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Die Verdampferaufnahme weist eine den Verdampferkörper aufnehmende topfförmige Vertiefung mit einem Rand auf. Daher bildet die Verdampferaufnahme eine gute radiale Positionierung und Fixierung des Verdampferkörpers. Der Rand kann dabei umlaufend ausgebildet sein oder auch z. B. mit Durchbrechungen versehen sein bzw. nur in einigen Bereichen vorgesehen sein. Bevorzugt ist der Rand umlaufend ausgebildet.
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Gemäß einer Ausgestaltung stützt sich der nach innen ragende Vorsprung der Brennkammerwand an dem Rand der Verdampferaufnahme ab. In diesem Fall ist ein Anschlag gebildet, durch den ein wohldefinierter verbleibender Raum für den Verdampferkörper vorgegeben werden kann. In dieser Weise kann der Verdampferkörper bei der Brennkammeranordnung mit einer vorgegebenen Kraft gehalten werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist der nach innen ragende Vorsprung durch eine in dem Material der Brennkammerwand eingebrachte Sicke gebildet. In diesem Fall kann die Brennkammerwand in besonders einfacher und kostengünstiger Weise aus einem Metallblech oder einem Metallrohr gefertigt werden. Ferner kann, durch die Ausbildung der Sicke, in besonders einfacher und effizienter Form die Wärmeleitung von der heißen Seite der Brennkammerwand zu der mit der Verdampferaufnahme verbundenen Seite der Brennkammerwand verringert werden. Ein unerwünscht hoher Wärmeeintrag in die Verdampferaufnahme wird somit zuverlässig verhindert.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Brennkammerwand durch Umformen aus Stahlblech oder einem Stahlrohr gefertigt. In diesem Fall wird eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht. Die Brennkammerwand kann dabei z. B. aus einem Stahlblech gefertigt werden, in das in einem ersten Schritt Löcher für den Brennlufteintritt in die Brennkammer eingebracht werden (z. B. gestanzt) und das in einem weiteren Schritt in die gewünschte Form der Brennkammer gebracht wird, vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen hohlzylindrische Form. Alternativ können diese Schritte auch in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen werden. Anschließend kann dann durch Umformen, z. B. durch Ausbilden einer umlaufenden Sicke oder nur in einzelnen Segmenten, der nach innen ragende Vorsprung ausgebildet werden. In einer anderen Ausgestaltung kann die Brennkammerwand z. B. aus einem Stahlrohr gebildet sein, in das Löcher für den Brennlufteintritt eingebracht werden und das durch Umformen mit dem nach innen ragenden Vorsprung versehen wird. Als Material wird dabei bevorzugt ein relativ gut umformbarer, hochtemperaturfester Edelstahl verwendet. Das Einbringen der Löcher für den Brennlufteintritt kann jeweils z. B. vor oder nach dem Umformen erfolgen.
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Gemäß einer Ausgestaltung sind zwei sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Flammausbreitungsrichtung erstreckende Flanken gebildet, die den nach innen ragenden Vorsprung bilden, und die beiden Flanken sind zumindest in einem radial außenliegenden Bereich voneinander beabstandet. In diesem Fall wird die Wärmeleitung in der Richtung entgegen der Flammausbreitungsrichtung, d. h. von dem heißen Ende der Brennkammerwand zu der Verdampferaufnahme, besonders effizient verringert.
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Gemäß einer Ausgestaltung sind die Brennkammerwand und die Verdampferaufnahme durch Verschweißen, Verpressen oder Verstemmen miteinander verbunden. In diesem Fall ist eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung der Brennkammeranordnung erreicht.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Brennkammerwand mit einer Mehrzahl von Löchern zum Eintritt von Brennluft in die Brennkammer versehen. In diesem Fall ist in besonders einfacher Weise die Brennluftzufuhr in die Brennkammer realisiert. Die Löcher können sehr einfach in das umformbare Material der Brennkammerwand eingebracht werden, z. B. durch Stanzen.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkammeranordnung für einen Verdampferbrenner, insbesondere für ein mobiles Heizgerät, nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Mit dem Verfahren werden die oben in Bezug auf die Brennkammeranordnung beschriebenen Vorteile erzielt. Insbesondere wird eine kostengünstige Herstellung einer Brennkammeranordnung mit wenigen Arbeitsschritten erreicht, bei der gleichzeitig ein unerwünschter Wärmeeintrag in die Verdampferaufnahme und insbesondere dahinter befindliche Komponenten über die Brennkammerwand vermieden ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Umformen einer im Wesentlichen rohrförmigen Brennkammerwand durch Einbringen einer Sicke zur Bildung des nach innen ragenden Vorsprungs. In diesem Fall kann die Brennkammerwand in einfacher Weise aus einem kostengünstigen Metallblech oder Metallrohr gefertigt werden. Durch das Einbringen der Sicke können gleichzeitig der Vorsprung zum Halten des Verdampferkörpers und die Vermeidung des unerwünschten Wärmeeintrags im Betrieb der Brennkammeranordnung erzielt werden. Das Ausbilden der Sicke erfolgt dabei bevorzugt derart, dass eine Einschnürung der Brennkammerwand ausgebildet wird, sodass durch Umformung der Außenumfang der Brennkammer in dem Bereich der Sicke verjüngt ist und das Material der Brennkammerwand umgebogen bzw. umgefalzt ist. In dieser Weise wird eine Unterbrechung der Außenkontur der Brennkammerwand in Flammausbreitungsrichtung durch das Umformen erzielt, sodass die Brennkammerwand thermisch unterteilt ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung erfolgt bei dem Einbringen der Sicke eine Verkürzung der Brennkammerwand in Flammausbreitungsrichtung. In diesem Fall kann der nach innen ragende Vorsprung in einfacher Weise durch Umformen bereitgestellt werden, ohne dabei unerwünschte Spannungen in der Brennkammerwand zu erzeugen. In dieser Weise wird auch eine unerwünschte Reduzierung der Wandstärke der Brennkammerwand vermieden, sodass eine unerwünschte Materialschwächung durch das Einbringen der Sicke verhindert wird. Ferner kann in dieser Weise der nach innen ragende Vorsprung auch problemlos mit einer ausreichenden Erstreckung in radialer Richtung gebildet werden, sodass der unerwünschte Wärmeeintrag in die Verdampferaufnahme über die Brennkammerwand zuverlässig verhindert werden kann und gleichzeitig der Verdampferkörper stabil gehalten wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Einstanzen einer Mehrzahl von Löchern in die Brennkammerwand für eine Zufuhr von Brennluft zu der Brennkammer. Das Einstanzen der Löcher kann dabei z. B. in ein Metallblech erfolgen, bevor oder nachdem dieses zu der Form der Brennkammerwand geformt wird. Alternativ kann das Einstanzen auch in ein Metallrohr erfolgen, aus dem die Brennkammerwand geformt wird. Das Einstanzen kann dabei vor oder nach dem Ausbilden der Umformung zum Bilden des nach innen ragenden Vorsprungs erfolgen. In dieser Weise kann die Brennkammerwand einfach und kostengünstig aus einem kostengünstigen Ausgangsmaterial gebildet werden.
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Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren.
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1 zeigt schematisch eine Brennkammeranordnung in einer Schnittansicht.
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2 zeigt schematisch eine Brennkammerwand der Brennkammeranordnung.
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Im Folgenden wird die Brennkammeranordnung 1 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Brennkammeranordnung 1 für einen Verdampferbrenner eines mobilen Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeugheizgeräts ausgebildet. Bei dem Fahrzeugheizgerät kann es sich dabei z. B. um einen Standheizer oder einen Zuheizer handeln. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Brennkammeranordnung 1 im Wesentlichen eine Rotationssymmetrie um eine Langsachse Z auf und der dargestellte Schnitt befindet sich in einer Ebene mit der Längsachse Z. Es ist dabei jedoch zu beachten, dass die Brennkammeranordnung nicht rotationssymmetrisch ausgebildet zu sein braucht, sondern auch eine andere Form möglich ist.
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Die Brennkammeranordnung 1 weist eine Verdampferaufnahme 2, einen Verdampferkörper 3 und eine Brennkammerwand 4 auf. Die Brennkammeranordnung 1 ist dabei dazu ausgebildet, dass im Betrieb an der Oberfläche des Verdampferkörpers 3 ein flüssiger Brennstoff verdampft wird, dieser mit Brennluft vermischt und das Brennstoff-Brennluft-Gemisch anschließend verbrannt wird. Die Flammausbreitungsrichtung ist dabei parallel zu der Längsachse Z von rechts nach links in der Darstellung von 1.
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Die Verdampferaufnahme 2 weist einen metallischen Körper auf, in dem zentral im Bereich der Längsachse Z eine Bohrung 5 zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zu dem Verdampferkörper 3 vorgesehen ist. Die Bohrung 5 ist dabei dazu ausgebildet, dass an dieser eine Brennstoffzuführung 20, z. B. in Form eines Röhrchens, mündet, um den flüssigen Brennstoff zuzuführen. Auf der in 1 rechts dargestellten Seite der Verdampferaufnahme 2 befinden sich im zusammengesetzten Zustand weitere Komponenten des mobilen Heizgeräts, insbesondere die Brennstoffzuführung 20, die in die Verdampferaufnahme 2 mündet. Auf der dem Verdampferkörper 3 zugewandten Seite (links in 1) weist die Verdampferaufnahme 2 eine ebene Fläche 6 auf, die dazu ausgebildet ist, dass sich der Verdampferkörper 3 an dieser abstützt. Die ebene Fläche 6 erstreckt sich dabei senkrecht zu der Längsachse Z. Die ebene Fläche 6 ist außen von einem umlaufenden Rand 7 umgeben, der die ebene Fläche 6 umschließt und in Flammausbreitungsrichtung (nach links in 1) weiter als die ebene Fläche 6 hervorsteht. Durch die ebene Fläche 6 und den umlaufenden Rand 7 weist die Verdampferaufnahme 2 somit eine topfförmige Vertiefung auf, in die der Verdampferkörper 3 eingesetzt ist.
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Der Verdampferkörper 3 ist aus einem saugfähigen Material, wie z. B. einem Metallgewebe, gebildet und weist eine scheibenartige Form mit rundem Querschnitt auf. Der Verdampferkörper 3 ist derart in die topfförmige Vertiefung der Verdampferaufnahme 2 eingesetzt, dass der Verdampferkörper 3 durch den umlaufenden Rand 7 in radialer Richtung fixiert ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist in der Verdampferaufnahme 2 ferner eine Bohrung 21 für einen Glühstift zum Zünden und zur Flammüberwachung vorgesehen und der Verdampferkörper 3 weist eine entsprechende Durchführung 31 auf.
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Die Brennkammerwand 4 ist durch einen im Wesentlichen rohrförmigen Metallkörper aus einem hochtemperaturfesten Edelstahl, der eine gute Umformbarkeit aufweist, gebildet. Die Brennkammerwand 4 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt auf. Auf der Seite der Verdampferaufnahme 2 ist die Brennkammerwand 4 derart angeordnet, dass sie die Außenseite der Verdampferaufnahme 2 umgreift. Die Brennkammerwand 4 ist mit der Verdampferaufnahme 2 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist beispielhaft eine Schweißverbindung S zwischen der Brennkammerwand 4 und der Verdampferaufnahme 2 gezeigt. Es ist jedoch auch möglich, die Brennkammerwand 4 und die Verdampferaufnahme 2 in anderer Weise fest miteinander zu verbinden, z. B. durch Verstemmen, Verpressen, Umbiegen, etc. Auf der von der Verdampferaufnahme 2 abgewandten Seite (links in 1) weist die Brennkammerwand 4 einen im Wesentlichen gleichbleibenden rohrförmigen Querschnitt auf. Auf dieser Seite kann z. B. (nicht dargestellt) eine Flammblende mit einem verringerten Querschnitt angeordnet sein. Diese kann z. B. durch ein weiteres Bauteil oder durch nach innen Umformen des freien Endes der Brennkammerwand 4 gebildet werden. Im zusammengesetzten Zustand in dem Heizgerät schließt sich an die Brennkammerwand 4 (und ggfs. an die Flammblende) ein Brennrohr an. In dem Inneren der Brennkammerwand 4 ist in bekannter Weise eine Brennkammer 10 zur Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft gebildet. Um die Zufuhr der Brennluft zu der Brennkammer 10 zu ermöglichen, ist in der Brennkammerwand 4 eine Mehrzahl von Löchern 8 (schematisch angedeutet) für den Brennluftdurchtritt ausgebildet.
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Die Brennkammerwand 4 ist ferner mit einer umlaufenden Sicke 11 versehen, d. h. einem Bereich, in dem das Material der Brennkammerwand 4 derart umgeformt ist, dass ein nach innen ragender Vorsprung 12 durch das Material der Brennkammerwand 4 geformt ist. Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform eine umlaufende Sicke vorgesehen ist, kann die Sicke z. B. auch nur in einzelnen Umfangssegmenten vorgesehen sein. Der nach innen ragende Vorsprung 12 ist dabei dadurch gebildet, dass das Material der Brennkammerwand 4 in einem vorgegebenen Bereich nach innen umgeformt ist, sodass durch eine doppelte Faltung des Materials der Innendurchmesser der Brennkammerwand 4 in diesem Bereich verjüngt ist. Es sind in dem Bereich der Sicke 11 zwei Flanken 13a und 13b aus dem Material der Brennkammerwand 4 gebildet, die im Wesentlichen radial nach innen verlaufen (bzw. leicht konisch). Der Innendurchmesser der Brennkammerwand 4 in dem Bereich der Sicke 11 ist dabei kleiner als der Innendurchmesser des umlaufenden Randes 7 der Verdampferaufnahme 2 und kleiner als der Außendurchmesser des Verdampferkörpers 3 ausgebildet. Die Brennkammerwand 4 ist derart an der Verdampferaufnahme 2 befestigt, dass sich eine Flanke 13a gegen den umlaufenden Rand 7 abstützt und mit dem am weitesten radial innenliegenden Bereich gegen den Verdampferkörper 3 drückt, der in einem entspannten Zustand eine etwas größere Dicke aufweist als die Tiefe der topfförmigen Ausnehmung der Verdampferaufnahme 2.
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Der Verdampferkörper 3 ist somit durch den nach innen ragenden Vorsprung 12 der Brennkammerwand 4 gegen die Verdampferaufnahme 2 gedrückt und in dieser gehalten. Die Brennkammer 10 wird dabei von der Brennkammerwand 4 und der Verdampferaufnahme 2 (bzw. der freien Oberfläche des Verdampferkörpers 3) begrenzt. Zumindest in dem radial außenliegenden Bereich B der Sicke 11 sind die beiden Flanken 13a und 13b etwas voneinander beabstandet. In dieser Weise ist erreicht, dass die Wärmeleitung in der Brennkammerwand 4 von der offenen Seite der Brennkammer 10 zu der Verdampferaufnahme 2 in dem Bereich der Sicke 11 in axialer Richtung weitestgehend unterbrochen ist und insgesamt die Wärmeleitung über die Brennkammerwand 4 zu der Verdampferaufnahme 2 stark verringert ist. Dieser Effekt wird zusätzlich dadurch verstärkt, dass die Brennkammerwand 4 in dem Bereich des innen ragenden Vorsprungs 12 durch den an dem Verdampferkörper 3 verdampfenden Brennstoff gekühlt wird.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist ferner im Bereich zwischen dem nach innen ragenden Vorsprung 12 und dem Bereich der festen Verbindung der Brennkammerwand 4 mit der Verdampferaufnahme 2 ein Luftspalt 40 gebildet, der ebenfalls begünstigt, dass kein unerwünschter Wärmeeintrag in die hinter dem Verdampferkörper 3 befindlichen Komponenten erfolgt.
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Im Folgenden wird noch ein Verfahren zum Herstellen der Brennkammeranordnung 1 beschrieben. In ein Metallblech aus hochtemperaturfestem und umformbarem Edelstahl werden die Löcher 8 für die Brennluftzufuhr zu der Brennkammer 10 ausgebildet, z. B. durch Stanzen, und anschließend wird das Metallblech zu einer hohlzylindrischen Form gebogen und verschweißt. Alternativ können die Löcher 8 für die Brennluftzufuhr auch erst nach dem Ausbilden der hohlzylindrischen Form eingebracht werden oder es kann ein Metallrohr als Ausgangsmaterial verwendet werden, in das die Löcher 8 eingebracht werden (der Einfachheit halber sind die Löcher 8 in 2 nicht dargestellt). Anschließend wird die derart gebildete hohlzylindrische bzw. rohrförmige Grundform der Brennkammerwand 4 zur Ausbildung der Sicke 11 umgeformt. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass von den beiden offenen Seiten des gebildeten Hohlzylinders Matrizen eingeführt werden und mit einem außen umlaufenden Werkzeug das Material der Brennkammerwand 4 unter Ausbildung der beiden Flanken 13a und 13b nach innen umgeformt wird. Um eine möglichst spannungsarme Ausgestaltung der Brennkammerwand 4 mit der Sicke 11 zu erzielen, wird bei diesem Schritt bevorzugt gleichzeitig die axiale Länge der Brennkammerwand 4 verkürzt. In einem anschließenden Schritt werden die beiden Flanken 13a und 13b mithilfe der beiden inneren Matrizen gegeneinander bewegt, sodass die Flanken 13a und 13b nahezu aneinander anliegen und nur ein kleiner Abstand zwischen den Flanken 13a und 13b zumindest im radial außenliegenden Bereich B bestehen bleibt.
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Die derart gebildete Brennkammerwand 4, die mit dem nach innen ragenden Vorsprung 12 versehen ist, wird dann mit dem einen freien Ende über die Verdampferaufnahme 2 geschoben. Dabei befindet sich der Verdampferkörper 3 bereits in der durch den umlaufenden Rand 7 und die ebene Fläche 6 gebildeten topfförmigen Vertiefung. Die Flanke 13a drückt dabei den Verdampferkörper 3 gegen die Verdampferaufnahme 2 und fixiert den Verdampferkörper 3. Dabei stützt sich die Flanke 13a an der Oberseite des umlaufenden Randes 7 ab. Anschließend werden die Brennkammerwand 4 und die Verdampferaufnahme 2 miteinander verbunden, z. B. durch Verschweißen, Verstemmen, Verpressen, etc.
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In der beschriebenen Weise wird in kostengünstiger und kompakter Weise eine Brennkammeranordnung 1 bereitgestellt, die sich mit wenigen Herstellungsschritten fertigen lässt. Insbesondere die Brennkammerwand 4 kann dabei einfach und kostengünstig aus Metallblech oder einem Metallrohr durch Umformen gebildet werden. Durch das Ausbilden der Sicke 11 können gleichzeitig eine Fixierung des Verdampferkörpers 3 ohne weitere Komponenten oder Bauteile und eine zuverlässige Unterbindung einer unerwünschten Wärmeleitung zu der Verdampferaufnahme 2 erreicht werden. Nachteilige Effekte durch hohe Wärmeleitung zu der Verdampferaufnahme 2, insbesondere bei der Verwendung von Biodiesel (PME) als flüssigem Brennstoff, werden somit in konstruktiv einfacher Weise vermieden.
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Mit der beschriebenen Lösung werden somit die Herstellungskosten durch Einsparung von Material und Montageschritten verringert. Gleichzeitig wird durch die Verringerung der Anzahl von Bauteilen die Toleranzkette reduziert und es wird eine umlaufende Befestigung des Verdampferkörpers 3 bereitgestellt.
