DE102012111064B3 - Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung (1) bereitgestellt, die aufweist: eine Hochdruck-Brennstoffpumpe (2); eine Brennstoff-Versorgungsleitung (3) zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zu der Hochdruck-Brennstoffpumpe (2); eine Brennstoff-Druckleitung (4) zum Zuführen von Brennstoff von der Druckseite der Hochdruck-Brennstoffpumpe (2) zu einer Hochdruckzerstäubungsdüse (5); eine Brennstoff-Rücklaufleitung (9) zum Rückführen überschüssigen Brennstoffs zu einem Brennstoffreservoir; und eine Entlüftungsdrossel (11) zum Rückführen von Luft aus der Brennstoff-Druckleitung (4) in die Brennstoff-Rücklaufleitung (9). Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung (1) ist derart ausgebildet, dass sie einen Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel (11) verschließt, wenn die Brennstoff-Druckleitung (4) zu der Hochdruckzerstäubungsdüse (5) freigegeben wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung, einen Hochdruckzerstäubungsbrenner für ein mobiles Heizgerät mit einer solchen Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung und ein mobiles Heizgerät.
  • Unter einem „mobilen Heizgerät” wird im vorliegenden Kontext 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 kann 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 sein. Das mobile Heizgerät kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Containern (zum Beispiel Baucontainern), etc.. Insbesondere kann das mobile Heizgerät als Stand- oder Zuheizer für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt sein.
  • In mobilen Heizgeräten, wie insbesondere Stand- oder Zuheizern für Fahrzeuge, kommen verschiedene Arten von Brenneranordnungen zum Einsatz. Insbesondere ist es bekannt, bei mobilen Heizgeräten sogenannte Verdampfungsbrenner zu verwenden, bei denen flüssiger Brennstoff in bzw. an einem porösen Verdampferkörper verdampft und anschließend unter Freisetzung von Wärme mit Brennluft umgesetzt wird. Es ist ferner bekannt, sogenannte Zerstäubungsbrenner oder Zerstäuberbrenner einzusetzen, bei denen flüssiger Brennstoff zerstäubt und anschließend in einem Brennraum unter Freisetzung von Wärme mit Brennluft umgesetzt wird. Dabei ist es einerseits bekannt, Zerstäubungsbrenner einzusetzen, bei denen der flüssige Brennstoff mit relativ niedrigem Druck aus einer Brennstoffzuführung austritt und in einer Venturidüse mit zugeführter Brennluft beschleunigt und zerstäubt wird.
  • Insbesondere für Anwendungen, bei denen eine relativ hohe Heizleistung benötigt wird, kommen ferner auch Hochdruckzerstäubungsbrenner zum Einsatz, bei denen flüssiger Brennstoff unter hohem Druck, insbesondere einem Druck größer als 4 bar, einer Hochdruckzerstäubungsdüse zugeführt und bei dem Austritt aus der Hochdruckzerstäubungsdüse zu einem feinen Brennstoffnebel zerstäubt und anschließend mit Brennluft vermischt wird, um das für die Umsetzung in einem Brennraum erforderliche Brennstoff-Brennluft-Gemisch bereitzustellen.
  • Bei derartigen Hochdruckzerstäubungsbrennern ist es für einen zuverlässigen und schadstoffarmen Betrieb erforderlich, dass in einer Brennstoff-Druckleitung zum Zuführen von Brennstoff von der Druckseite einer Hochdruck-Brennstoffpumpe zu einer Hochdruckzerstäubungsdüse zuverlässig ein ausreichender Druck des flüssigen Brennstoffs bereitgestellt wird. Insbesondere Luftansammlungen in der Brennstoff-Druckleitung, die sich z. B. bei einem längeren Stillstand des Hochdruckzerstäubungsbrenners einstellen können, können zu Betriebsproblemen insbesondere bei einem Starten des Hochdruckzerstäubungsbrenners führen.
  • DE 10 2006 024 847 A1 beschreibt eine Heizvorrichtung umfassend einen Brenner mit einer ersten Pumpe zur Förderung eines Brennstoffs, einen Brennstofftank mit einer Zuleitung von dem Tank zu der ersten Pumpe und einer Rücklaufleitung von dem Brenner zu dem Tank, wobei ein Brennstofffilter in der Zuleitung zwischen dem Tank und der ersten Pumpe angeordnet ist. Eine Verbindungsleitung führt von einer Entlüftungsöffnung des Brennstofffilters zu einem Abzweig der Rücklaufleitung. In Fließrichtung des Brennstoffs vor dem Brennstofffilter ist eine zweite Pumpe zur Förderung des Brennstoffs vorgesehen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung, einen verbesserten Hochdruckzerstäubungsbrenner für ein mobiles Heizgerät und ein verbessertes mobiles Heizgerät bereitzustellen, bei denen ohne nachteilige Auswirkungen auf den bereitgestellten Betriebsdruck auch dann ein zuverlässiger Betrieb ermöglicht ist, wenn Luftansammlungen in der Brennstoff-Druckleitung vorhanden sind.
  • Die Aufgabe wird durch eine Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung weist auf: eine Hochdruck-Brennstoffpumpe; eine Brennstoff-Versorgungsleitung zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zu der Hochdruck-Brennstoffpumpe; eine Brennstoff-Druckleitung zum Zuführen von Brennstoff von der Druckseite der Hochdruck-Brennstoffpumpe zu einer Hochdruckzerstäubungsdüse; eine Brennstoff-Rücklaufleitung zum Rückführen überschüssigen Brennstoffs zu einem Brennstoffreservoir; und eine Entlüftungsdrossel zum Rückführen von Luft aus der Brennstoff-Druckleitung in die Brennstoff-Rücklaufleitung. Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie einen Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel verschließt, wenn die Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse freigegeben wird.
  • Durch das Vorsehen der Entlüftungsdrossel kann auch bei Vorliegen von Luftansammlungen in der Brennstoff-Druckleitung zuverlässig ein Druckaufbau in der Brennstoff-Druckleitung erzielt werden. Eventuell in der Brennstoff-Druckleitung vorhandene Luftansammlungen können zuverlässig über die Entlüftungsdrossel in die Brennstoff-Rücklaufleitung entlüftet werden. Da die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass der Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel dann verschlossen wird, wenn die Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse freigegeben wird, beeinflusst die Entlüftungsdrossel den Versorgungsdruck der Hochdruckzerstäubungsdüse nicht nachteilig. Da der Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel während des Heizbetriebs, d. h. bei zu der Hochdruckzerstäubungsdüse freigegebener Brennstoff-Druckleitung, verschlossen ist, ist sie nicht dauerhaft gegenüber dem zugeführten Brennstoff offen, wodurch die Gefahr von Ablagerungsbildungen verringert ist. Verglichen mit einem Fall, bei dem der Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel auch während des Heizbetriebs unverschlossen ist, kann der erforderliche Betriebsdruck in der Brennstoff-Druckleitung mit geringerer Leistung der Hochdruck-Brennstoffpumpe bereitgestellt werden. Ferner ist der bereitgestellte Druck – verglichen mit dem Fall eines permanent geöffneten Strömungspfads über die Entlüftungsdrossel – wesentlich unempfindlicher gegenüber Temperatur- und Viskositätsschwankungen des Brennstoffs. Gegebenenfalls mit der Zeit auftretende Verschmutzungen der Entlüftungsdrossel, z. B. durch Ablagerungsbildung, haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit des bereitgestellten Drucks. Unter einer Hochdruckzerstäubungsdüse wird in dem vorliegenden Kontext eine Zerstäubungsdüse verstanden, die dazu ausgelegt ist, mit einem Druck größer als 4 bar, bevorzugt größer als 5 bar, insbesondere zwischen 6 und 15 bar beaufschlagt zu werden. Unter einer Hochdruck-Brennstoffpumpe wird eine Brennstoffpumpe verstanden, die dazu ausgelegt ist, einen derart hohen Druck bereitzustellen.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist eine in der Brennstoff-Druckleitung angeordnete Ventileinrichtung zum wahlweisen Freigeben und Verschließen der Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse vorgesehen. In diesem Fall kann zuverlässig zuerst der erforderliche Druck in der Brennstoff-Druckleitung aufgebaut werden, bevor die Hochdruckzerstäubungsdüse mit dem unter hohem Druck stehenden Brennstoff beaufschlagt wird. Es wird erreicht, dass gegebenenfalls vorhandene Luftansammlungen in der Brennstoff-Druckleitung über die Entlüftungsdrossel zu der Brennstoff-Rücklaufleitung abgeführt werden können, bevor die Hochdruckzerstäubungsdüse mit Brennstoff versorgt wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Ventileinrichtung dazu ausgebildet, beim Freigeben der Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse den Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel zu verschließen. In diesem Fall ist eine konstruktiv besonders kompakte und kostengünstige Ausgestaltung bereitgestellt, bei dem kein zusätzliches Bauteil für das Verschließen des Strömungspfads über die Entlüftungsdrossel benötigt wird, da die bereits für das Freigeben der Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse benötigte Ventileinrichtung auch das Verschließen des Strömungspfads über die Entlüftungsdrossel bewirkt.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist eine Verbindungsleitung zum Rückführen überschüssigen Brennstoffs aus der Brennstoff-Druckleitung in die Brennstoff-Rücklaufleitung vorgesehen. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, die Hochdruck-Brennstoffpumpe so zu betreiben, dass diese immer zumindest den benötigten hohen Betriebsdruck für die Hochdruckzerstäubungsdüse bereitstellt und dabei zuviel geförderter Brennstoff kann über die Verbindungsleitung in die Brennstoff-Rücklaufleitung geleitet werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung zweigt die Verbindungsleitung zwischen der Hochdruck-Brennstoffpumpe und einer Ventileinrichtung zum wahlweisen Freigeben und Verschließen der Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse von der Brennstoff-Druckleitung ab. In diesem Fall kann an dem Eingang der Ventileinrichtung zuverlässig der gewünschte Betriebsdruck bereitgestellt werden und die Ventileinrichtung kann diesen eingestellten Betriebsdruck durch Freigeben der Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse an der Hochdruckzerstäubungsdüse bereitstellen. Insbesondere kann auch dann, wenn die Brennstoff-Druckleitung zu der Hochdruckzerstäubungsdüse verschlossen ist, der benötigte Druck aufgebaut werden und der in diesem Zustand nicht benötigte geförderte Brennstoff kann über die Verbindungsleitung in die Brennstoff-Rücklaufleitung abgeführt werden.
  • Wenn in der Verbindungsleitung ein Ventil vorgesehen ist, kann in einfacher Weise durch Vorgeben eines Auslösedrucks des Ventils der sich in der Brennstoff-Druckleitung ausbildende Druck des Brennstoffs vorgegeben werden. Bevorzugt ist das Ventil als Überdruckventil dazu ausgebildet, die Verbindungsleitung bei Überschreitung eines vorgegebenen Drucks in der Brennstoff-Druckleitung freizugeben. Das Ventil kann dabei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Auslösedruck einstellbar ist, was z. B. durch Veränderung einer Vorspannung eines Federelements realisiert werden kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Entlüftungsdrossel durch eine Verbindungsöffnung mit einem Durchmesser kleiner als 0,5 mm ausgebildet. Bevorzugt kann die Verbindungsöffnung einen Durchmesser kleiner als 0,4 mm, mehr bevorzugt kleiner als 0,3 mm, aufweisen. In diesem Fall ist eine konstruktiv besonders einfache Realisierung der Entlüftungsdrossel gegeben.
  • Die Aufgabe wird auch durch einen Hochdruckzerstäubungsbrenner für ein mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein mobiles Heizgerät mit einem Hochdruckzerstäubungsbrenner gemäß Anspruch 11 gelöst-
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung in einem Gehäuse des mobilen Heizgeräts integriert ausgebildet. In diesem Fall ist eine besonders kompakte Ausgestaltung gegeben, bei der das mobile Heizgerät brennstoffseitig nur mit der Brennstoff-Versorgungsleitung und der Brennstoff-Rücklaufleitung verbunden zu werden braucht.
  • Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung in einem ersten Betriebszustand.
  • 2 ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform einer Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung in einem zweiten Betriebszustand.
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eingehender beschrieben. 1 und 2 sind schematische Darstellungen einer Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform in einem ersten Betriebszustand (1) bzw. einem zweiten Betriebszustand (2).
  • Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ist insbesondere für einen Einsatz in einem Hochdruckzerstäubungsbrenner für ein mobiles Heizgerät, wie insbesondere einem Stand- oder Zuheizer für ein Fahrzeug, ausgelegt. Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 ist dabei insbesondere für einen Hochdruckzerstäubungsbrenner mit relativ hohen Heizleistungen, insbesondere Heizleistungen größer oder gleich 10 kW, ausgelegt. Der Hochdruckzerstäubungsbrenner kann dabei insbesondere für einen Einsatz in einem LKW, einem Bus, einem Baufahrzeug oder einem landwirtschaftlichen Fahrzeug ausgelegt sein. Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 ist für einen Betrieb mit einem flüssigen Brennstoff wie insbesondere Diesel, Benzin, Ethanol oder ähnlichem ausgelegt, mit dem der Hochdruckzerstäubungsbrenner betreibbar ist.
  • Die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 weist eine Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 auf, die dazu ausgelegt ist, flüssigen Brennstoff unter einem hohen Druck, insbesondere einem Druck größer als 4 bar, bevorzugt größer als 5 bar, insbesondere zwischen 6 und 15 bar bereitzustellen. Die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 kann insbesondere in an sich bekannter Weise als eine Zahnradpumpe ausgeführt sein. Die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 kann dabei insbesondere selbstansaugend ausgeführt sein, sodass sie flüssigen Brennstoff über eine Brennstoff-Versorgungsleitung 3 aus einem Reservoir ansaugt, wie in den 1 und 2 schematisch durch einen Pfeil A dargestellt ist. Die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 ist dabei bevorzugt dazu ausgelegt, dass sie mit einer vorgegebenen Drehzahl betrieben werden kann, um druckseitig flüssigen Brennstoff mit einem gewünschten Druck auszugeben.
  • Die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 ist druckseitig mit einer Brennstoff-Druckleitung 4 zum Zuführen von Brennstoff zu einer Hochdruckzerstäubungsdüse 5 verbunden. Die Hochdruckzerstäubungsdüse 5 ist bei dem Ausführungsbeispiel z. B. dazu ausgebildet, mit einem Druck von etwa 10 bar beaufschlagt zu werden. Der flüssige Brennstoff wird dabei über eine Brennstoff-Druckleitung 4 unter hohem Druck zu der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 zugeführt. Auf ihrer von der Brennstoff-Druckleitung 4 abgewandten Seite weist die Hochdruckzerstäubungsdüse 5 einen zentralen Brennstoffaustritt auf, aus dem im Betrieb der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 Brennstoff derart mit hohem Druck ausgestoßen wird, dass der Brennstoff als feiner Brennstoffnebel ausgestoßen wird, wie in 1 und 2 schematisch dargestellt ist.
  • Zwischen der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 und der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 ist in der Brennstoff-Druckleitung 4 eine Ventileinrichtung 6 angeordnet, deren Funktionsweise noch eingehender beschrieben wird. Die Ventileinrichtung 6 ist bei dem Ausführungsbeispiel z. B. durch eine Elektromagnetventilanordnung gebildet, die durch ein Stellelement in eine erste Ventilstellung gespannt wird und mittels einer Spulenanordnung elektromagnetisch in eine andere Ventilstellung bewegt werden kann. Die Ventileinrichtung 6 ist derart ausgebildet, dass die Verbindung durch die Brennstoff-Druckleitung 4 von der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 zu der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 durch Betätigen der Ventileinrichtung 6 wahlweise freigegeben und gesperrt werden kann.
  • Es ist ferner eine Brennstoff-Rücklaufleitung 9 zum Rückführen von überschüssigem Brennstoff zu dem (nicht dargestellten) Brennstoffreservoir vorgesehen, wie in den 1 und 2 schematisch durch einen Pfeil R dargestellt ist.
  • Die Brennstoff-Druckleitung 4 ist über eine Verbindungsleitung 8 mit der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 verbunden. In der Verbindungsleitung 8 ist ein Ventil 10 angeordnet, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Überdruckventil ausgebildet ist. Das Ventil 10 ist bei dem Ausführungsbeispiel als ein Rückschlagventil ausgebildet, das die Verbindungsleitung 8 in Richtung von der Brennstoff-Druckleitung 4 zu der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 freigibt, wenn die Druckdifferenz zwischen der Brennstoff-Druckleitung 4 und der Rücklaufleitung 9 einen vorgegebenen Auslösedruck übersteigt. Bei dem Ausführungsbeispiel befindet sich die Brennstoff-Rücklaufleitung 9 stets in etwa auf Normaldruck, sodass das Freigeben der Verbindungsleitung 8 im Wesentlichen in Abhängigkeit von dem Druck in der Brennstoff-Druckleitung 4 erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Ventil 10 derart einstellbar ausgebildet, dass der gewünschte Auslösedruck vorgebbar ist. Z. B. kann der Auslösedruck über die Vorspannung einer Rückstellfeder eines Rückschlagventils einstellbar ausgestaltet sein. Über das Ventil 10 ist somit der Druck einstellbar, der über die Brennstoff-Druckleitung 4 an die Hochdruckzerstäubungsdüse 5 anlegbar ist. Zu diesem Zweck ist die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 derart ausgelegt, dass sie einen höheren Druck bereitstellen kann, als der für den Betrieb der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 gewünschte Druck. Das Ventil 10 wird auf einen Auslösedruck eingestellt, sodass die Verbindungsleitung 10 freigegeben wird, wenn der in der Brennstoff-Druckleitung 4 vorliegende Druck den gewünschten Betriebsdruck überschreitet. Solange bei einem Start der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 der in der Brennstoff-Druckleitung 4 vorliegende Druck unter dem gewünschten Betriebsdruck liegt, bleibt die Verbindungsleitung 8 somit geschlossen, sodass der Druck in der Brennstoff-Druckleitung 4 weiter ansteigt. Wenn der Druck in der Brennstoff-Druckleitung 4 sich auf einen den Auslösedruck übersteigenden Druck erhöht, wird die Verbindungsleitung 8 über das Ventil 10 freigegeben, sodass überschüssiger Brennstoff in die Brennstoff-Rücklaufleitung 9 abgeführt wird und sich in der Brennstoff-Druckleitung 4 der vorgegebene Betriebsdruck einstellt.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Entlüftungsdrossel 11 vorgesehen, über die eine weitere Verbindung zwischen der Brennstoff-Druckleitung 4 und der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 ausbildbar ist. Die Entlüftungsdrossel 11 ist bei dem Ausführungsbeispiel durch eine Fluidverbindung mit einem geringen Querschnitt ausgebildet, über die Luft und zum Teil auch flüssiger Brennstoff von der Brennstoff-Druckleitung 4 zu der Brennstoff-Rückleitung 9 strömen kann. Die Entlüftungsdrossel 11 kann z. B. durch eine Verbindungsöffnung mit einem Durchmesser kleiner als 0,4 mm, mehr bevorzugt kleiner als 0,3 mm, ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Entlüftungsdrossel 11 z. B. durch eine Bohrung mit einem Durchmesser von ca. 0,2 mm ausgebildet sein.
  • Die Entlüftungsdrossel 11 ist derart angeordnet, dass eine Seite der Entlüftungsdrossel 11 mit der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 in Fluidverbindung steht. Die andere Seite der Entlüftungsdrossel 11 ist in Fluidverbindung mit der Ventileinrichtung 6 angeordnet, wie nun noch eingehender beschrieben wird.
  • Die Ventileinrichtung 6 ist derart ausgebildet, dass sie wahlweise in den in 1 schematisch dargestellten ersten Betriebszustand und in den in 2 schematisch dargestellten zweiten Betriebszustand gestellt werden kann.
  • Bei dem in 1 dargestellten ersten Betriebszustand ist die Brennstoff-Druckleitung 4 über die Ventileinrichtung 6 mit der Entlüftungsdrossel 11 und über die Entlüftungsdrossel 11 mit der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 verbunden. In dem ersten Betriebszustand unterbricht die Ventileinrichtung 6 die Fluidverbindung zwischen der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 und der Hochdruckzerstäubungsdüse 5.
  • Wenn sich die Ventileinrichtung 6 hingegen in dem in 2 dargestellten zweiten Betriebszustand befindet, ist die Verbindung zwischen der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 und der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 über die Brennstoff-Druckleitung 4 freigegeben und die Verbindung der Entlüftungsdrossel 11 mit der Brennstoff-Druckleitung 4 ist unterbrochen. Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel eine Realisierung gezeigt ist, bei der die Verbindung zwischen der Brennstoff-Druckleitung 4 und der Entlüftungsdrossel 11 unterbrochen wird, sind auch andere Realisierungen möglich. Z. B. könnte alternativ auch die Entlüftungsdrossel 11 verschlossen werden oder eine Verbindung zwischen der Entlüftungsdrossel 11 und der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 könnte unterbrochen werden. Obwohl in Bezug auf das Ausführungsbeispiel eine bevorzugte kompakte Realisierung gezeigt ist, bei der das Verschließen des Strömungspfades über die Entlüftungsdrossel 11 durch die Ventileinrichtung 6 erfolgt, die auch für das Freigeben und Unterbrechen des Strömungspfades zu der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 betätigt wird, ist es z. B. auch möglich eine separate Ventileinrichtung zum Freigeben und Unterbrechen des Strömungspfades über die Entlüftungsdrossel 11 vorzusehen. Eine solche separate Ventileinrichtung könnte z. B. auch gekoppelt mit der Ventileinrichtung 6 betätigbar ausgestaltet sein.
  • Die Funktion der Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird im Folgenden kurz beschrieben.
  • Bei einer Inbetriebnahme der Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 befindet sich die Ventileinrichtung 6 zunächst in dem in 1 schematisch dargestellten ersten Betriebszustand. Bei Inbetriebnahme der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 saugt diese über die Brennstoff-Versorgungsleitung 3 flüssigen Brennstoff aus dem Reservoir an und fördert diesen in die Brennstoff-Druckleitung 4. Solange der in der Brennstoff-Druckleitung 4 vorliegende Druck niedriger als der Auslösedruck des Ventils 10 ist, ist die Verbindungsleitung 8 verschlossen.
  • Da bei dieser Stellung der Ventileinrichtung 6 die Brennstoff-Druckleitung 4 über die Entlüftungsdrossel 11 mit der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 verbunden ist, werden gegebenenfalls in der Brennstoff-Druckleitung 4 vorhandene Luftansammlungen zuverlässig in die Brennstoff-Rücklaufleitung 9 abgeführt, sodass sich zuverlässig der gewünschte Druckanstieg des flüssigen Brennstoffs in der Brennstoff-Druckleitung 4 einstellt und die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 zuverlässig flüssigen Brennstoff über die Brennstoff-Versorgungsleitung 3 ansaugt. Der Druck in der Brennstoff-Druckleitung 4 steigt bis auf den Betriebsdruck an, der über den Auslösedruck des Ventils 10 in der Verbindungsleitung 8 vorgegeben ist. Dieser Druckaufbau erfolgt selbst dann zuverlässig, wenn sich anfänglich Luftansammlungen in der Brennstoffversorgungsleitung 3 befinden sollten. Bei Übersteigen des vorgegebenen Betriebsdrucks öffnet das Ventil 10, sodass ein Teil des Brennstoffs über die Verbindungsleitung 8 in die Brennstoff-Rücklaufleitung 9 strömen kann. In dieser Weise stellt sich in der Brennstoff-Druckleitung 4 der gewünschte Betriebsdruck für die Hochdruckzerstäubungsdüse 5 ein.
  • Wenn der Verbrennungsbetrieb in dem Hochdruckzerstäubungsbrenner gestartet werden soll, wird eine (nicht dargestellte) Zündvorrichtung betätigt und die Ventileinrichtung 6 wird in den in 2 schematisch dargestellten zweiten Betriebszustand gebracht. Folglich wird der Strömungspfad von der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 über die Brennstoff-Druckleitung 4 zu der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 freigegeben, sodass flüssiger Brennstoff mit dem vorgegebenen Betriebsdruck an die Hochdruckzerstäubungsdüse 5 angelegt wird. Dabei wird der Strömungspfad von der Brennstoff-Druckleitung 4 über die Entlüftungsdrossel 11 zu der Brennstoff-Rücklaufleitung 9 verschlossen, sodass kein Brennstoff über die Entlüftungsdrossel 11 aus der Brennstoff-Druckleitung 4 in die Brennstoff-Rücklaufleitung 9 strömen kann.
  • Da die Entlüftungsdrossel 11 vorgesehen ist, kann ein Betriebsstart der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 auch dann zuverlässig erfolgen, wenn sich in der Brennstoff-Druckleitung 4 und/oder der Brennstoff-Versorgungsleitung 3 Luftansammlungen befinden. Insbesondere wird in dieser Weise erreicht, dass die selbstansaugende Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 flüssigen Brennstoff ansaugen und den benötigten Betriebsdruck in der Brennstoff-Druckleitung 4 aufbauen kann.
  • Da der Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel 11 bei dem Verbrennungsbetrieb des Hochdruckzerstäubungsbrenners, d. h. wenn der Strömungspfad von der Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 zu der Hochdruckzerstäubungsdüse 5 freigegeben ist, verschlossen ist, ist das Druckkennfeld der Hochdruck-Brennstoffpumpe 5 unempfindlicher gegenüber Temperatur- und Viskositätsschwankungen des flüssigen Brennstoffs, als wenn der Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel 11 auch in diesem Zustand freigegeben wäre. Gegebenenfalls vorhandene Verschmutzungen (z. B. durch Ablagerungen) der Entlüftungsdrossel 11 beeinflussen im Verbrennungsbetrieb nicht die Genauigkeit des vorgegebenen Betriebsdrucks. Da kein Leckagestrom von flüssigem Brennstoff über die Entlüftungsdrossel 11 ermöglicht ist, kann die Hochdruck-Brennstoffpumpe 2 mit geringerer Leistung, insbesondere niedrigerer Drehzahl, den vorgegebenen Betriebsdruck bereitstellen. Da der Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel 11 im Verbrennungsbetrieb verschlossen ist, treten Ablagerungsbildungen an der Entlüftungsdrossel nur in verringertem Maße auf.
  • Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine sehr kompakte Ausgestaltung gegeben, da die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung 1 in einem Gehäuse 12 des mobilen Heizgeräts integriert ausgebildet ist.

Claims (12)

  1. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung (1) aufweisend: eine Hochdruck-Brennstoffpumpe (2); eine Brennstoff-Versorgungsleitung (3) zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zu der Hochdruck-Brennstoffpumpe (2); eine Brennstoff-Druckleitung (4) zum Zuführen von Brennstoff von der Druckseite der Hochdruck-Brennstoffpumpe (2) zu einer Hochdruckzerstäubungsdüse (5); eine Brennstoff-Rücklaufleitung (9) zum Rückführen überschüssigen Brennstoffs zu einem Brennstoffreservoir; und eine Entlüftungsdrossel (11) zum Rückführen von Luft aus der Brennstoff-Druckleitung (4) in die Brennstoff-Rücklaufleitung (9); wobei die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass sie einen Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel (11) verschließt, wenn die Brennstoff-Druckleitung (4) zu der Hochdruckzerstäubungsdüse (5) freigegeben wird.
  2. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine in der Brennstoff-Druckleitung (4) angeordnete Ventileinrichtung (6) zum wahlweisen Freigeben und Verschließen der Brennstoff-Druckleitung (4) zu der Hochdruckzerstäubungsdüse (5).
  3. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, beim Freigeben der Brennstoff-Druckleitung (4) zu der Hochdruckzerstäubungsdüse (5) den Strömungspfad über die Entlüftungsdrossel (11) zu verschließen.
  4. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung (8) zum Rückführen überschüssigen Brennstoffs aus der Brennstoff-Druckleitung (4) in die Brennstoff-Rücklaufleitung (9).
  5. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (8) zwischen der Hochdruck-Brennstoffpumpe (2) und einer Ventileinrichtung (6) zum wahlweisen Freigeben und Verschließen der Brennstoff-Druckleitung (4) zu der Hochdruckzerstäubungsdüse (5) von der Brennstoff-Druckleitung (4) abzweigt.
  6. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (8) ein Ventil (10) vorgesehen ist.
  7. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10) dazu ausgebildet ist, die Verbindungsleitung (8) bei Überschreitung eines vorgegebenen Drucks in der Brennstoff-Druckleitung (4) freizugeben.
  8. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösedruck des Ventils (10) einstellbar ist.
  9. Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsdrossel (11) durch eine Verbindungsöffnung mit einem Durchmesser kleiner als 0,5 mm ausgebildet ist.
  10. Hochdruckzerstäubungsbrenner für ein mobiles Heizgerät mit einer Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  11. Mobiles Heizgerät mit einem Hochdruckzerstäubungsbrenner nach Anspruch 10.
  12. Mobiles Heizgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizgerät-Brennstoffversorgungsvorrichtung (1) in einem Gehäuse (12) des mobilen Heizgeräts integriert ausgebildet ist.
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