DE102013220654A1

DE102013220654A1 - Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners

Info

Publication number: DE102013220654A1
Application number: DE201310220654
Authority: DE
Inventors: Andreas Collmer; Axel KOURIL; Uwe GROTSTOLLEN; Lars Bendix; Oliver ROPPELT; Marcus Heim
Original assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: DE102013220654B4; CN104566360A; US20150102115A1; RU2580751C1; US9857081B2; CN104566360B

Abstract

Eine Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Bodenteil (32) mit einer ersten Bodenwandung (34) und einer von einem Außenrandbereich (36) der ersten Bodenwandung (34) im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse (L) der Bodenbaugruppe (30) sich erstreckenden ersten Umfangswandung (38) und an einer einer Brennkammer (14) zugewandt zu positionierenden Vorderseite der ersten Bodenwandung (34) ein die erste Bodenwandung (34) wenigstens bereichsweise bedeckendes poröses Verdampfermedium (42), ist gekennzeichnet durch ein ringartiges erstes Halteteil (52) mit einer zweiten Umfangswandung (54) und einem an dem porösen Verdampfermedium (42) angreifenden Anlagebereich (56), wobei die erste Umfangswandung (38) ausgehend von der ersten Bodenwandung (34) sich an einer von einer Brennkammer (14) abgewandt zu positionierenden Rückseite der ersten Bodenwandung (34) in Richtung von dem porösen Verdampfermedium (42) weg erstreckt und die zweite Umfangswandung (54) die erste Umfangswandung (38) an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend: ein Bodenteil mit einer ersten Bodenwandung und einer von einem Außenrandbereich der ersten Bodenwandung im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse der Bodenbaugruppe sich erstreckenden ersten Umfangswandung und an einer einer Brennkammer zugewandt zu positionierenden Vorderseite der ersten Bodenwandung ein die erste Bodenwandung wenigstens bereichsweise bedeckendes poröses Verdampfermedium.
Aus der DE 10 2005 032 980 A1 ist eine Brennkammerbaugruppe bekannt, bei welcher anschließend an eine im Wesentlichen zylindrische Brennkammerumfangswandung eine Bodenbaugruppe vorgesehen ist. Diese Bodenbaugruppe umfasst als zentrales Element ein Bodenteil mit einer Bodenwandung und einer im radial äußeren Randbereich der Bodenwandung von dieser ausgehenden Umfangswandung. Dieses Bodenteil weist somit eine allgemein topfartige Struktur auf, in welche ein poröses Verdampfermedium eingesetzt ist. Dies bedeutet, dass die Umfangswandung des Bodenbereichs das poröse Verdampfermedium radial außen umgibt, sich also ausgehend von der Bodenwandung in Richtung zum porösen Verdampfermedium hin bzw. entlang desselben erstreckt. Das Bodenteil radial außen umgebend ist ein auch die Brennkammerumfangswandung radial außen übergreifendes Wandungsteil vorgesehen, welches einen das Bodenteil bzw. dessen Umfangswandung axial abstützenden, nach radial innen vorspringenden Flanschbereich aufweist. Durch ein an der Rückseite des Bodenteils vorgesehenes Sicherungselement ist das Bodenteil in axialer Anlage an diesem Flanschbereich gehalten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners vorzusehen, welche bei einfacher Herstellbarkeit eine hohe Variabilität im Aufbau aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend: ein Bodenteil mit einer ersten Bodenwandung und einer von einem Außenrandbereich der ersten Bodenwandung im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse der Bodenbaugruppe sich erstreckenden ersten Umfangswandung und an einer einer Brennkammer zugewandt zu positionierenden Vorderseite der ersten Bodenwandung ein die erste Bodenwandung wenigstens bereichsweise bedeckendes poröses Verdampfermedium.
Diese Bodenbaugruppe ist weiter gekennzeichnet durch ein ringartiges erstes Halteteil mit einer zweiten Umfangswandung und einem an dem porösen Verdampfermedium angreifenden Anlagebereich, wobei die erste Umfangswandung ausgehend von der ersten Bodenwandung sich an einer von einer Brennkammer abgewandt zu positionierenden Rückseite der ersten Bodenwandung in Richtung von dem porösen Verdampfermedium weg erstreckt und die zweite Umfangswandung die erste Umfangswandung an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist.
Das das Bodenteil radial außen umgebende bzw. übergreifene erste Halteteil kann durch axiales Schieben über das Bodenteil bezüglich diesem positioniert werden. Dabei wird auch der an dem ersten Halteteil vorgesehene Anlagebereich in Anlage an dem porösen Verdampfermedium gebracht. Somit kann das erste Halteteil in seiner Wechselwirkung mit dem porösen Verdampfermedium einerseits dieses in seinem radial äußeren Randbereich am Bodenteil halten. Andererseits wird durch die Anlage des Anlagebereichs am porösen Verdampfermedium in seinem radial äußeren Randbereich ein Austritt vom durch Kapillarförderwirkung im porösen Verdampfermedium vorangefördertem Brennstoff an der nach radial außen orientierten Stirnseite und der Eintritt und gelangen dieses Brennstoffs in den Bereich einer Brennkammer verhindert. Durch das Einstellen des Überlappungsausmaßes der zweiten Umfangswandung mit der ersten Umfangswandung wird eine Anpassung der Lage des Anlagebereichs bezüglich der ersten Bodenwandung und somit eine Anpassung an verschieden dicke poröse Verdampfermedien gewährleistet. Auch kann eine Anpassung stattfinden an ein ggf. zwischen dem Anlagebereich und dem porösen Verdampfermedium zu positionierendes Zwischenanlageelement, beispielsweise Dochtring oder dergleichen, über welches der Anlagebereich dann am Verdampfermedium angreift. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet also ein Angreifen des Anlagebereichs an dem porösen Verdampfermedium nicht notwendigerweise, dass der Anlagebereich selbst in direkten Kontakt mit dem porösen Verdampfermedium tritt und dieses beispielsweise gegen die erste Bodenwandung presst. Vielmehr kann dieses Angreifen auch mittelbar, also unter Zwischenlagerung eines oder mehrerer weiterer Bauteile erfolgen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, das Bodenteil und das erste Halteteil im Bereich ihrer sich axial überlappenden Umfangswandungen in einfacher Art und Weise zu verbinden.
Bei einer baulich sehr einfach, beispielsweise durch Umformung zu generierenden Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Anlagebereich wenigstens bereichsweise durch einen gekrümmten Endbereich der zweiten Umfangswandung bereitgestellt ist.
Die feste Verbindung zwischen dem Bodenteil und dem ersten Halteteil kann in einfacher Weise dadurch realisiert werden, dass die zweite Umfangswandung an der ersten Umfangswandung durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt ist. Hier bietet sich aufgrund des axialen Überlapps die Möglichkeit, durch Laserschweißen vermittels eines im Wesentlichen radial orientierten Schweißlasers einzelne Schweißpunkte oder beispielsweise auch eine in Umfangsrichtung durchlaufende Schweißnaht der einander überlappenden und dabei im Wesentlichen auch direkt aneinander anliegenden Umfangswandungen zu realisieren.
Bei einer besonders bevorzugen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe wird vorgeschlagen, dass an der Rückseite der ersten Bodenwandung ein zweites Halteteil vorgesehen ist, wobei das zweite Halteteil einen der ersten Bodenwandung axial gegenüberliegende zweite Bodenwandung und eine von einem radial äußeren Randbereich der zweiten Bodenwandung sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse von der ersten Bodenwandung weg erstreckende dritte Umfangswandung umfasst, wobei die erste Umfangswandung oder/und die zweite Umfangswandung die dritte Umfangswandung an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist, und wobei zwischen der ersten Bodenwandung und der zweiten Bodenwandung ein erster Aufnahmeraum gebildet ist.
In einem derartigen zwischen der ersten Bodenwandung und der zweiten Bodenwandung generierten ersten Aufnahmeraum kann beispielsweise eine Heizanordnung vorgesehen sein. Diese kann dazu genutzt werden, durch thermische Wechselwirkung mit dem an der anderen Seite, also der Vorderseite der ersten Bodenwandung vorgesehenen porösen Verdampfermediums die Abdampfungsrate von darin enthaltenem Brennstoff zu erhöhen, was insbesondere in der Startphase bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen von besonderem Vorteil ist. Alternativ oder zusätzlich kann in einem derartigen ersten Aufnahmeraum thermisch isolierendes Material vorgesehen sein, also im Allgemeinen Material, das eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist, als das Aufbaumaterial beispielsweise des Bodenteils bzw. des zweiten Halteteils. Somit können thermische Verluste an der Rückseite der ersten Bodenwandung bzw. des Bodenteils vermieden werden. Dies ist insbesondere auch vorteilhaft, wenn in diesem ersten Aufnahmeraum eine Heizanordnung vorgesehen ist.
Um den Aufbau weiter zu vereinfachen bzw. die thermische Effizienz einer derartigen Heizanordnung zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass ein Heizanordnungsgehäuse die erste Bodenwandung und die zweite Bodenwandung umfasst. Dadurch, dass die erste Bodenwandung und die zweite Bodenwandung selbst das bzw. einen substantiellen Teil eines Heizanordnungsgehäuses bilden, besteht die Möglichkeit, die thermisch wirksamen Systembereiche einer derartigen Heizanordnung, also im Allgemeinen ein elektrisch erregbares Heizelement, ohne Einkapselung desselben in ein weiteres Gehäuse vorzusehen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Heizanordnung ein elektrisch leitendes Heizelement und zwischen diesem und wenigstens einer Bodenwandung von erster Bodenwandung und zweiter Bodenwandung wenigstens eine vorzugsweise plattenartige Lage von elektrisch isolierendem Material umfasst. Das Vorsehen elektrisch isolierenden Materials zwischen einem elektrisch leitenden Heizelement und der ersten Bodenwandung bzw. der zweiten Bodenwandung vermeidet einen elektrischen Kurzschluss durch direkten Kontakt des elektrisch leitenden Heizelements, welches selbst nicht durch weiteres elektrisch isolierendes Material umgeben oder eingekapselt ist bzw. sein muss, mit dem das Gehäuse bereitstellenden Teilen.
Um dabei die Wärmeverluste insbesondere in Richtung Rückseite zu minimieren, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem elektrisch leitenden Heizelement und der zweiten Bodenwandung thermisch isolierendes Material angeordnet ist. Ein derartiges thermisch isolierendes Material kann selbstverständlich auch zwischen einem beispielsweise plattenartigen elektrisch isolierenden Material, das zwischen dem elektrisch leitenden Heizelement und der zweiten Bodenwandung angeordnet ist, und der zweiten Bodenwandung positioniert sein. Selbstverständlich kann das thermisch isolierende Material selbst auch eine elektrisch isolierende Eigenschaft aufweisen und somit die Funktion des elektrisch isolierenden Materials übernehmen.
Auch die erste Umfangswandung oder/und die zweite Umfangswandung und die dritte Umfangswandung können aneinander durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt werden. Wie vorangehend dargelegt, bietet sich auch hier die feste Verbindung durch Laserschweißen vermittels einess im Wesentlichen radial zu orientierenden Schweißlasers an.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe wird vorgeschlagen, dass an der Rückseite der ersten Bodenwandung ein zweites Halteteil vorgesehen ist, wobei das zweite Halteteil eine der zweiten Bodenwandung axial gegenüberliegende dritten Bodenwandung und eine von einem radial äußeren Randbereich der dritten Bodenwandung sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse von der zweiten Bodenwandung weg erstreckende vierte Umfangswandung umfasst, wobei die erste Umfangswandung oder/und die zweite Umfangswandung oder/und die dritte Umfangswandung die vierte Umfangswandung an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist, und wobei zwischen der zweiten Bodenwandung und der dritten Bodenwandung ein zweiter Aufnahmeraum gebildet ist.
In einem derartigen zweiten Aufnahmeraum, der in Richtung von der ersten Bodenwandung weg auf den ersten Aufnahmeraum folgt, kann beispielsweise thermisch isolierendes Material angeordnet sein. Dies kann zu einer Ausgestaltung führen, bei welcher im ersten Aufnahmeraum die Heizanordnung beispielsweise mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau vorgesehen ist und im zweiten Aufnahmeraum das thermisch isolierende Material vorgesehen ist. Bei derartiger Ausgestaltung wird aufgrund der Zwischenpositionierung der dritten Bodenwandung zwischen der Heizanordnung und dem thermisch isolierenden Material im zweiten Aufnahmeraum eine thermische Entlastung dieses thermisch isolierenden Materials gewährleistet, Auch die erste Umfangswandung oder/und die zweite Umfangswandung oder/und die dritte Umfangswandung können an der vierten Umfangswandung durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt sein.
Um das am Bodenteil vorgesehene poröse Verdampfermedium mit Brennstoff zu speisen, kann vorgesehen sein, dass eine Brennstoffzuführleitung vorzugsweise in einem zentralen Bereich in die erste Bodenwandung einmündet, wobei vorzugsweise die Brennstoffzuführleitung eine Öffnung in der zweiten Bodenwandung oder/und eine Öffnung in der dritten Bodenwandung durchsetzt.
Insbesondere bei dem vorangehend beschriebenen Aufbau besteht in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit, das Bodenteil oder/und das erste Halteteil oder/und das zweite Halteteil oder/und das dritte Halteteil als Tiefziehteil auszubilden. Zum Beispiel kann insbesondere Stahlmaterial, also Stahlblech als Aufbaumaterial gewählt werden, das einerseits eine ausreichende thermische und mechanische Stabilität gewährleistet, andererseits jedoch mit den gängigen Bearbeitungsmöglichkeiten einfach in die gewünschte Form zu bringen ist.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ausgestaltung von einem oder mehreren dieser Teile als Tiefziehteil, vorzugsweise aus Stahlmaterial, einen eigenständigen Erfindungsaspekt darstellt, der zwar vorteilhafterweise bei dem vorangehend bzw. auch nachfolgend noch detailliert beschriebenem Aufbau zum Einsatz kommen kann, grundsätzlich aber auch unabhängig von dieser speziellen Ausgestaltung einer Bodenbaugruppe realisiert sein kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend eine Brennkammerumfangswandung und eine erfindungsgemäß aufgebaute Bodenbaugruppe. Dabei ist die Brennkammerumfangswandung vorteilhafterweise so positioniert, dass sie die zweite Umfangswandung an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist.
Dies führt zu einem modulartig realisierbaren Aufbau, bei welchem die verschiedenen Umfangswandungen, also die erste Umfangswandung des Bodenteils, die zweite Umfangswandung des ersten Halteteils, die dritte Umfangswandung des zweiten Halteteils, die vierte Umfangswandung des dritten Halteteils sowie die Brennkammerumfangswandung einander jeweils schachtelartig übergreifend positioniert werden können, was die Möglichkeit bietet, in einfacher Art und Weise die Axialrelativlage der verschiedenen Bauteile angepasst an verschiedene daran bzw. in einem jeweiligen Aufnahmeraum zu positionierende Baugruppen vorzugeben. Insbesondere ist die Möglichkeit gegeben, die Bodenbaugruppe zunächst als Modul bereitzustellen und dieses Modul dann durch Einschieben des ersten Halteteils mit seiner zweiten Umfangswandung in die Brennkammerumfangswandung zu positionieren und dann mit dieser fest zu verbinden.
Diese feste Verbindung der Brennkammerumfangswandung mit der zweiten Umfangswandung kann durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, realisiert sein, so dass auch hier grundsätzlich die Möglichkeit gegeben ist, beispielsweise durch eine Mehrzahl von Schweißpunkten oder eine in Umfangsrichtung umlaufende Schweißnaht, beispielsweise hergestellt durch Laserschweißen, einen sehr stabilen und insbesondere auch gegen den Austritt von Verbrennungsabgasen dicht abgeschlossenen Verbund zu realisieren.
Um in der Brennkammer das zur Verbrennung erforderliche Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff bereitstellen zu können, kann in der Brennkammerumfangswandung eine Mehrzahl von Verbrennungslufteintrittsöffnungen vorgesehen sein. Ferner kann die Brennkammerumfangswandung mit einem Flammrohr integral ausgebildet sein.
Um das in einer Brennkammer einer derartigen Brennkammerbaugruppe vorhandene Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff zünden zu können, wird im Allgemeinen ein beispielsweise als Glühstift ausgebildetes Zündorgan genutzt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass in der Brennkammerumfangswandung eine Zündorgandurchgriffsöffnung vorgesehen ist, wobei an der Außenseite der Brennkammerumfangswandung ein Zündorganhalter zum Halten eines durch die Zündorgandurchgriffsöffnung hindurch in eine Brennkammer eingreifend positionierten Zündorgans vorgesehen ist. Das Zündorgan kann somit unabhängig von der Bodenbaugruppe an der Brennkammerumfangswandung positioniert werden.
Bei einer baulich einfach zu realisierenden Ausgestaltung kann der Zündorganhalter an der Brennkammerumfangswandung materialschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben, festgelegt sein.
Um das im Allgemeinen langgestreckt ausgebildete Zündorgan möglichst effizient nutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass ein in eine von der Brennkammerumfangswandung umgebene Brennkammer eingreifender Teil des Zündorgans sich im Wesentlichen parallel zu einer der Brennkammer zugewandten Seite des porösen Verdampfermediums erstreckt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 eine Teil-Längsschnittdarstellung einer Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner, beispielsweise eines Fahrzeugheizgerätes;
2 eine Bodenbaugruppe der Brennkammerbaugruppe der 1 in Längsschnitt;
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer Bodenbaugruppe mit alternativem Aufbau;
4 eine der 2 entsprechende Darstellung einer Bodenbaugruppe mit alternativem Aufbau;
5 eine der 2 entsprechende Darstellung einer Bodenbaugruppe mit alternativem Aufbau;
6 eine der 2 entsprechende Darstellung einer Bodenbaugruppe mit alternativem Aufbau;
7 eine im Wesentlichen zylindrische Brennkammerumfangswandung mit integral damit ausgebildetem Flammrohr und an der Außenseite der Brennkammerumfangswandung festzulegendem Zündorganhalter;
8 eine der 7 entsprechende Darstellung einer alternativen Ausgestaltungsart.
In 1 ist eine Brennkammerbaugruppe allgemein mit 10 bezeichnet. Die beispielsweise in einem Verdampferbrenner eines Fahrzeugzheizgerätes einsetzbare Brennkammerbaugruppe umfasst eine beispielsweise aus Blechmaterial, wie z. B. Stahlblech, gebildete, im Wesentlichen zylindrische Brennkammerumfangswandung 12, welche in einem Längenbereich eine Brennkammer 14 umgibt. Anschließend an die Brennkammer 14 geht die Brennkammerumfangswandung 12 integral über in ein Flammrohr 16. in diesem Übergangsbereich kann an einer Innenseite 18 der Brennkammerumfangswandung 12 bzw. Flammrohrs 16 z. B. durch Verschweißung eine Flammblende 20 festgelegt sein. Um Verbrennungsluft in die Brennkammer 14 leiten zu können, sind an der Brennkammerumfangswandung 12 beispielsweise in Umfangsrichtung um eine Längsachse L der Brennkammerbaugurppe 10 verteilt eine Mehrzahl von Verbrennungslufteintrittsöffnungen 22 vorgesehen sein. Ferner kann an einer Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 ein mit der Brennkammerumfangswandung 12 beispielsweise durch Verschweißung fest verbundener Befestigungsflansch 26 vorgesehen sein. Dieser kann vorzugsweise ebenfalls aus Blechmaterial, wie z. B. Stahlblech, beispielsweise durch Tiefziehen, hergestellt werden und dazu genutzt werden, die Brennkammerbaugruppe 10 in einem Heizgerät festzulegen.
An einem axialen Endbereich 28 der Brennkammerumfangswandung 12 ist eine nachfolgend mit Bezug auf die 2 detaillierter beschriebene Bodenbaugruppe 30 vorgesehen bzw. festgelegt. Diese Bodenbaugruppe 30 umfasst als zentralen Bestandteil ein Bodenteil 32 mit im allgemeinen topfartiger und beispielsweise zur Längsachse L im Wesentlichen rotationssymmetrischer Gestalt. Das Bodenteil 32 umfasst eine erste Bodenwandung 34 und eine in einem radial äußeren Randbereich 36 der ersten Bodenwandung 34 an die erste Bodenwandung 34 anschließende erste Umfangswandung 38. An einer der Brennkammer 14 zugewandt positionierten bzw. zu positionierenden Vorderseite 40 der ersten Bodenwandung 34 ist ein beispielsweise scheibenartig ausgebildetes poröses Verdampfermedium 42 vorgesehen. Dieses poröse Verdampfermedium kann als Gewirk, Geflecht, Schaumkeramik, Metallschaum oder dergleichen aufgebaut sein, also allgemein als Bauteil oder Baugruppe mit porenartiger Sturktur, welche einen Transport von darin aufgenommenem flüssigen Brennstoff durch Kapillarförderwirkung gewährleistet. Die erste Umfangswandung 38 erstreckt sich ausgehend von der ersten Bodenwandung 34 beispielsweise im Wesentlichen in Richtung der Längsachse L an einer der Vorderseite 40 entgegengesetzt orientierten Rückseite 44 der ersten Bodenwandung 34 in Richung vom porösen Verdampfermedium 42 und somit auch in Richtung von der Brennkammer 14 der Brennkammerbaugruppe 10 weg.
In einem zentralen Bereich der ersten Bodenwandung 34 weist diese eine durch eine Abkröpfung 46 bereitgestellte Öffnung 48 auf, in welche eine Brennstoffzuführleitung 50 einmündet, um flüssigen Brennstoff in das poröse Verdampfermedium 42 einzuspeisen.
Das Bodenteil 32 kann mit der dargestellten Formgebung, also der im Wesentlichen planar und z. B. ohne Brennstoffleitsicken ausgebildeten ersten Bodenwandung 34, der ausgehend davon sich erstreckenden und im Wesentlichen zylindrischen ersten Umfangswandung und der Abkröpfung 46 zum Bereitstellen der Öffnung 48 beispielsweise aus Stahlblechmaterial in einem Tiefziehvorgang in einfacher Art und Weise und mit hoher Fertigungspräzision hergestellt werden. Hierzu kann ein im Wesentlichen scheibenartiger bzw. ringscheibenartiger Rohling aus einer Blechtafel ausgestanzt und dann in einem Tiefziehvorgang in die gewünschte Form gebracht werden. Weitere beispielsweise spanabhebende Bearbeitungsgänge sind nicht erforderlich.
Ein allgemein mit 52 bezeichnetes erstes Halteteil weist eine im Wesentlichen ringartige Formgebung auf und umfasst eine im Wesentlichen in Richtung der Längsachse L sich erstreckende zweite Umfangswandung 54. Die zweite Umfangswandung 54 geht in einem ihrer axialen Endbereiche in einen im Wesentlichen nach radial innen abgekrümmten Anlagebereich 56 über. In diesem Anlagebereich 56 ist das erste Halteteil 52 in Richtung auf die der Brennkammer 14 zugewandt zu orientierende Seite 58 des porösen Verdampfermediums 42 zu gekrümmt. Im anderen axialen Endbereich ist das erste Halteteil 52 ausgehend von der im Wesentlichen zylindrisch gestalteteten zweiten Umfangswandung 54 nach radial außen abgekrümmt. Somit ergibt sich eine baulich einfach zu realisierende Einführschräge, welche das Übereinanderschieben des zweiten Halteteils 52 mit seiner zweiten Umfangswandung 54 und des Bodenteils 32 mit seiner ersten Umfangswandung 38 in einfacher Weise ermöglicht. Bei diesem Ineinandereinschieben werden die beiden Umfangswandungen 54, 38 einander axial wenigstens teilweise übergreifend positioniert. Das erste Halteteil 52 kann dabei so weit über das Bodenteil 32 geschoben werden, bis der Anlagebereich 56 direkt gegen das poröse Verdampfermedium 42 in dessen radial äußeren Randbereich 60 presst, an diesem also angreift. Hier könnte ggf. zwischen dem Anlagebereich 56 und dem porösen Verdampfermedium 42 ein Zwischenanlageelement, beispielsweise Dochtring oder dergleichen, vorgesehen sein, über welches der Anlagebereich 56 dann an dem porösen Verdampfermedium 42 angreift und gegen das Bodenteil 32 bzw. die erste Bodenwandung 34 presst. Der Vorgang des Übereinanderschiebens kann kraftgeführt sein, also so lange andauern, bis durch entsprechende Anlagekraft des Anlagebereichs 56 am porösen Verdampfermedium 42 ein entsprechend großer Bewegungswiderstand entsteht, oder kann weggeführt sein, also so lange fortgesetzt werden, bis eine bestimmte, vorgegebene Relativpositionierung des ersten Halteteils 52 bezüglich des Bodenteils 32 erreicht ist.
Auch das erste Halteteil 52 kann mit der in 2 dargestellten Formgebung in einfacher Art und Weise durch Umformen eines ringscheibenartigen Blechrohlings, vorzugsweise aus Stahlblech, hergestellt werden. Dabei kann die Bemaßung derart sein, dass beim Übereinanderschieben der beiden Umfangswandungen 54, 38 durch Presspassung ein Presssitz generiert wird, der ohne zusätzliche Befestigungsmaßnahme eine stabile Festlegung des ersten Halteteils 52 bezüglich des Bodenteils 32 gewährleistet. Alternativ bzw. auch zusätzlich kann diese feste Verbindung durch Materialschluss, beispielsweise Verschweißen, generiert werden. Hierzu kann in vorteilhafter Weise die unmittelbare Anlage der beiden Umfangswandungen 54, 38 aneinander genutzt werden, um vermittels eines von radial außen herangeführten Schweißlasers eine Verschweißung der beiden Umfangswandungen 54, 38 zu erreichen. Dabei kann beispielsweise eine in Umfangsrichtung um die Längsachse L umlaufende Schweißnaht 62 generiert werden. Selbstverständlich können insbesondere dann, wenn bereits auch eine stabile und flüssigkeitsdichte Anbindung der beiden Umfangswandungen 54, 38 durch Presssitz aneinander gewährleistet ist, über den Umfang verteilt mehrere Schweißbereiche bzw. Schweißpunkte erzeugt werden.
Durch das Übereinanderschieben des ersten Halteteils 52 und des Bodenteils 32 und die dabei auch generierte Anlage des Anlagebereichs 56 an porösen Verdampfermedium 42 wird gleichzeitig auch das poröse Verdampfermedium 42 insbesondere in seinem radial äußeren Randbereich 60 gegen das Bodenteil 32 gepresst. Dies kann dazu genutzt werden, um ohne weitere Befestigungsmaßnahmen das poröse Verdampfermedium 42 am Bodenteil 32 festzulegen. Gleichzeitig kann die Anlage des Anlagebereichs 56 am radial äußeren Randbereich 60 des porösen Verdampfermediums 42 dazu genutzt werden, insbesondere in dem nach radial außen orientierten Stirnflächenbereich des porösen Verdampfermediums 42 austretenden und sich dort ansammelnden flüssigen Brennstoff daran zu hindern, in die Brennkammer 14 zu fließen. Ein Austritt von flüssigem Brennstoff aus dem porösen Verdampfermedium 42 in Richtung Brennkammer 14 ist somit ausschießlich an dem zur Brennkammer 14 hin frei liegenden Bereich der Seite 58 des porösen Verdampfermediums 42 möglich. Es ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich zusätzlich zur Fixierwirkung des Haltebereichs 56 das poröse Verdampfermedium 42 auch durch zusätzliche unmittelbar zwischen diesem und dem Bodenteil 32 wirkende Befestigungsmaßnahmen festgelegt werden kann. Beispielsweise könnte das poröse Verdampfermedium 42 an das Bodenteil 32 durch Verlötung oder durch Ansintern angebunden sein.
Der Rückseite 44 der ersten Bodenwandung 34 in axialem Abstand gegenüberliegend angeordnet ist ein zweites Halteteil 64. Dieses umfasst eine in axialem Abstand zur ersten Bodenwandung 34 positionierte zweite Bodenwandung 66 sowie in einem radial äußeren Randbereich 68 von der zweiten Bodenwandung 66 im Wesentlichen in Richtung der Längsachse L sich weg erstreckend eine dritte Umfangswandung 70. Diese ist so orientiert, dass sie sich von der ersten Bodenwandung 34 und somit auch vom porösen Verdampfermedium 42 weg und somit in der gleichen Richtung wie die erste Umfangswandung 38 erstreckt. In einem zentralen Bereich weist das zweite Halteteil 34 eine Öffnung 72 auf, durch welche hindurch die Brennstoffzuführleitung 50 in Richtung zur ersten Bodenwandung 34 geführt ist.
Auch das zweite Halteteil 64 ist vorteilhafterweise als Blechumformteil, vorzugsweise aus Stahlblech, in einem Tiefziehvorgang hergestellt und so geformt, dass es mit seiner dritten Umfangswandung 70 in das Bodenteil 32 eingeschoben werden kann, die erste Umfangswandung 38 die dritte Umfangswandung 70 also axial übergreift. Auch hier kann die Bemaßung derart sein, dass das zweite Halteteil 64 allein durch Presssitz in dem Bodenteil 32 gehalten ist. Alternativ bzw. zusätzlich besteht die Möglichkeit, auch hier vorteilhafterweise durch Laserschweißen eine um die Längsachse L beispielsweise umlaufende Schweißnaht 74 oder mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende Schweißbereiche oder Schweißpunkte zu generieren.
Das Bodenteil 32 und das zweite Halteteil 64 schließen einen ersten Aufnahmeraum 76 zwischen sich ein. Dieser ist in axialer Richtung im Wesentlichen begrenzt durch die beiden Bodenwandungen 34, 66 und ist nach radial außen hin im Wesentlichen begrenzt durch einen Abschnitt der ersten Umfangswandung 38. In diesem ersten Aufnahmeraum 76 kann ein beispielsweise mit Fasermaterial, z. B. Keramikfliesmaterial, oder geschäumtem Material aufgebautes thermisch isolierendes Material 78 angeordnet sein, welches vorteilhafterweise das Volumen des ersten Aufnahmeraums 76 im Wesentlichen vollständig ausfüllt und im zentralen Bereich eine Durchgriffsöffnung 80 für die Brennstoffzuführleitung 50 bzw. die Abkröpfung 46 des Bodenteils 32 aufweist.
Das thermisch isolierende Material 78, das somit eine im Wesentlichen ringscheibenartige Gestalt aufweisen kann, kann vor Einschieben des zwieten Halteteils 64 in das Bodenteil 32 auf der ersten Bodenwandung 34 aufliegend positioniert werden. Nachfolgend wird das zweite Halteteil 64 mit seiner dritten Umfangswandung 70 in die erste Umfangswandung 38 des Bodenteils 32 eingeschoben, beispielsweise kraftgesteuert, also bis durch das thermisch isolierende Material 78 eine ausreichende Reaktionskraft generiert wird, oder weggesteuert, also bis eine bestimmte Relativpositionierung des zweiten Halteteils 64 bezüglich des Bodenteils 32 erreicht ist. In diesem Zustand kann dann, sofern erforderlich, die feste Verbindung durch Materialschluss, also beispielsweise durch Bilden der Schweißnaht 74, erzeugt werden.
Durch das Bereitstellen von thermisch isolierendem Material 78 an der Rückseite 44 der Bodenwandung 34 werden thermische Verluste in dieser Richtung und somit ein übermäßiges Auskühlen des porösen Verdampfermediums 42 verhindert, was die Verbrennungseffizienz erhöht bzw. den erforderlichen Energieeintrag insbesondere in der Startphase der Verbrennung mindert.
Die vorangehend mit Bezug auf die 2 detailliert beschriebene Bodenbaugruppe 30 kann in Anpassung an verschiedene Ausgestaltungen einer Brennkammerbaugruppe 10 modulartig bereitgestellt werden. So kann beispielsweise in einfacher Art und Weise die Dicke des einzusetzenden porösen Verdampfermediums 42 variiert werden, ebenso wie die Dicke eines möglicherweise vorzusehenden thermisch isolierenden Materials 78. Derartige Dickenvariationen beeinflussen lediglich die Relativpositionierung des Bodenteils 32 bezüglich des ersten Halteteils 52 bzw. des zweiten Halteteils 64 bezüglich des Bodenteils 32. Da insbesondere dann, wenn diese verschiedenen Teile auch materialschlüssig, beispielsweise durch Verschweißung, miteinander zu verbinden sind, diese Verschweißungsbereiche, also beispielsweise die Schweißnähte 62, 64, in verschiedenen axialen Bereichen positioniert sind, wird beispielsweise das Anbringen des zweiten Halteteils 64 nicht durch die Verbindung des Bodenteils 32 mit dem ersten Halteteil 52 beeinträchtigt.
Die so aufgebaute Bodenbaugruppe 30 kann nach ihrem Zusammenfügen als Modul an der Brennkammerumfangswandung 12 festgelegt werden. Dazu wird das Halteteil 52 mit seiner zweiten Umfangswandung 54 in den axialen Endbereich 28 der Brennkammerumfangswandung 12 eingeschoben. Auch hierzu kann die Bemaßung derart sein, dass bei diesem Einschieben bereits eine Presspassung erzeugt wird, die eine stabile Fixierung der Bodenbaugruppe 30 an der Brennkammerumfangswandung 12 gewährleistet. Vorteilhafterweise wird insbesondere auch zum Erzeugen eines gegen den Austritt von Verbrennungsabgasen dichten Abschlusses die zweite Umfangswandung 54 durch Materialschluss, vorzugsweise Verschweißen, an die Brennkammerumfangswandung 12 angebunden. Hierzu kann beispielsweise wiederum eine Schweißnaht 82 generiert werden, welche vorteilhafterweise um die Längsachse L unterbrechungsfrei umläuft. Auch dies kann vorteilhafterweise aufgrund der radial geschachtelt liegenden zu verschweißenden Bereiche durch Laserschweißen erfolgen. Dabei erkennt man in 1, dass auch die so generierte Schweißnaht 82 axial versetzt liegt zu den Schweißnähten 62, 74 der Bodenbaugruppe 30. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass insbesondere auch die feste Anbindung der Flammblende 20 an die Brennkammerumfangswandung 12 bzw. das Flammrohr 16 und die Anbindung des Befestigungsflansches 26 an die Brennkammerumfangswandung 12 durch Verschweißung, beispielsweise Laserschweißen, also Erzeugung von Schweißnähten 84, 86 oder einzelnen in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Schweißbereichen oder Schweißpunkten, realisiert sein kann.
Die 3 bis 6 zeigen abgewandelte Ausgestaltungsformen von bei der Brennkammerbaugruppe 10 der 1 einsetzbaren Bodenbaugruppen. In diesen Darstellungen sind Komponenten, welche hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion vorangehend bereits beschriebenen Komponenten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf diese 3 bis 6 im Wesentlichen auf die zu der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform bestehenden Unterschiede eingegangen.
In 3 ist eine Bodenbaugruppe 30 gezeigt, bei welcher im ersten Aufnahmeraum 76 zwischen der ersten Bodenwandung 34 und der zweiten Bodenwandung 66 axial gestaffelt einerseits das vorangehend beschriebene thermisch isolierende Material 78 und andererseits eine allgemein mit 88 bezeichnete Heizanordnung angeordnet sind. Dabei ist die Heizanordnung unmittelbar anschließend an die erste Bodenwandung 34 vorgesehen, während das thermisch isolierende Material 78 an der von der ersten Bodenwandung 34 abgewandten Seite der Heizanordnung 88 und damit auch anschließend an die zweite Bodenwandung 66 positioniert ist, und somit auch einen Dickenausgleich gewährleisten kann.
Ähnlich wie das thermisch isolierende Material 78 ist auch die Heizanordnung 88 grundsätzlich ringscheibenartig ausgebildet und weist in ihrem zentralen Bereich eine Öffnung 90 zum Durchtritt der Brennstoffzuführleitung 50 bzw. der Abkröpfung 46 auf. Die Heizanordnung 88 umfasst ein Gehäuse 92, welches ein ringschalenartiges Gehäuseteil 94 und ein damit z. B. durch Vercrimpen fest verbundenes deckelartiges Gehäuseteil 96 umfasst. Diese beiden Gehäuseteile 94, 96 schließen in einem Innenraum 98 ein nur prinzipiell angedeutetes elektrisch erregbares Heizelement 100 ein, welches über Versorgungsleitungen 101 elektrisch erregbar ist. Das elektrisch erregbare Heizelement kann als beispielsweise plattenartig ausgebildeter Heizleiter bereitgestellt sein, kann aber auch einen spiralartig, wendelartig, mäanderartig oder in sonstiger Weise verlaufenden langgestreckten Heizleiter umfassen. Insbesondere dann, wenn die Gehäuseteile 94, 96 aus Metallmaterial, beispielsweise Blechmaterial geformt sind, ist es zum Vermeiden eines elektrischen Kurzschlusses vorteilhaft bzw. erforderlich, zwischen dem elektrisch erregbaren Heizelement 100 und den beiden dieses einschließenden Gehäuseteilen 94, 96 elektrisch isolierendes Material, beispielsweise in plattenartiger Konfiguration, anzuordnen.
Mit dem in 3 dargestellten Aufbau wird die Möglichkeit geschaffen, insbesondere in einer Startphase durch Erregen des elektrisch erregbaren Heizelements 100 der Heizanordnung 88 das poröse Verdampfermedium 42 zu erwärmen und somit die Abdampfungsrate von darin enthaltenem Brennstoff zu steigern. Da gleichwohl an der vom porösen Verdampfermedium 42 abgewandten Seite der Heizanordnung 88 das thermisch isolierende Material 78 im ersten Aufnahmeraum 76 vorgesehen ist, werden thermische Verluste verringert.
Die axiale Ausdehnung des ersten Aufnahmeraums 76 zur Aufnahme sowohl der Heizanordnung 88, als auch des thermisch isolierenden Materials 78 kann in einfacher Weise dadurch angepasst werden, dass das zweite Halteteil 64 lediglich so weit in das Bodenteil 32 eingesetzt wird, dass beispielsweise unter leichter axialer Pressung das thermisch isolierende Material 78 und die Heizanordnung 88 axial festgehalten sind und somit auch keine weiteren Maßnahmen erforderlich sind, um diese im ersten Aufnahmeraum 76 zu fixieren. Wie insbesondere ein Vergleich der 2 und 3 zeigt, ist bei der in 3 dargestellten Ausgetaltungsvariante das zweite Halteteil 64, welches baulich identisch sein kann zu dem in der Ausgetaltungsform der 2 verwendeten zweiten Halteteil 64, weniger tief in das ebenfalls identisch gestaltete Bodenteil 32 eintaucht.
Die 4 zeigt eine Ausgestaltungsvariante, bei welcher an der von der ersten Bodenwandung 34 abgewandten Seite des zweiten Halteteils 64 ein drittes Halteteil 102 in das Bodenteil 32 eingesetzt ist.
Das dritte Halteteil 102 umfasst eine dritte Bodenwandung 104 und in einem radial äußeren Bereich derselben daran anschließend eine vierte Umfangswandung 108, die sich in Richtung vom Bodenteil 32 weg erstreckt. In seinem zentralen Bereich weist das dritte Bodenteil 102 eine Öffnung 110 zum Durchtritt der Brennstoffzuführleitung 50 auf. Beispielsweise kann das dritte Halteteil 102 identisch aufgebaut sein, wie das zweite Halteteil 64, so dass die Anzahl an verschieden geformten Bauteilen gering gehalten werden kann.
Das dritte Halteteil 102 begrenzt zusammen mit dem zweiten Halteteil 64 einen zweiten Aufnahmeraum 112, welcher in Richtung von der ersten Bodenwandung 34 weg auf den ersten Aufnahmeraum 76 folgt. Bei dieser Ausgestaltungsform ist im ersten Aufnahmeraum 76 die vorangehend bereits angesprochene Heizanordnung 88 vorgesehen. Diese kann über die Leitungen 101 erregt werden. Hierzu müssen in den beiden Halteteilen 64, 102 jeweilige Durchtrittsöffnungen für diese Leitungen 101 vorgesehen sein. Im zweiten Aufnahmeraum 112 ist zwischen der zweiten Bodenwandung 66 und der dritten Bodenwandung 104 das thermisch isolierende Material 78 angeordnet, so dass dieses nunmehr körperlich getrennt von der Heizanordnung 88 positioniert ist.
Beim Zusammensetzen der in 4 dargestellten Bodenbaugruppe 30 wird zunächst die Heizanordnung 88 an der Rückseite 44 der ersten Bodenwandung 30 positioniert und dann das zweite Gehäuseteil 64 in die erste Außenumfangswandung 38 eingeschoben, bis beispielsweise unter leichter Presspassung das Gehäuse 92 der Heizanordnung 88 axial zwischen den beiden Bodenwandungen 34, 66 gehalten ist. Das zweite Halteteil 64 kann in diesem Zustand bereits unter Presspassung am Bodenteil 32 gehalten sein, kann zusätzlich durch die Schweißnaht 74 daran festgelegt werden. Nachfolgend wird das thermisch isolierende Material 78 angrenzend an die zweite Bodenwandung 66 positioniert, und darauf folgend wird das dritte Halteteil 102 eingesetzt, beispielsweise bis es am zweiten Halteteil 64 ansteht oder/und das thermisch isolierende Material 78 in vorgegebenem Ausmaß komprimiert und somit zwischen der zweiten Bodenwandung 66 und der dritten Bodenwandung 104 gehalten ist. In diesem Zustand kann das dritte Halteteil 102 durch Presssitz in der ersten Umfangswandung 38 gehalten werden. Alternativ bzw. zusätzlich kann eine Festlegung durch Materialschluss, also beispielsweise Verschweißung, erfolgen. Auch hier kann beispielsweise in einem Laserschweißvorgang eine Schweißnaht 114 bzw. eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Schweißbereichen oder Schweißpunkten erzeugt werden. Insbesondere dann, wenn die beiden Halteteile 64, 102 in der ersten Umfangswandung 38 auch durch Presssitz gehalten sind, kann die Verschweißung beider Halteteile 64, 102 auch in einem gemeinsamen Schweißbearbeitungsvorgang, also nach dem Positionieren beider Halteteile 64, 102 im Bodenteil 32 erfolgen. Ferner kann bei dieser und allen anderen Ausgestaltungsformen der Bodenbaugruppe 30 das erste Halteteil 52 und mit diesem auch das poröse Verdampfermedium 42 erst nach dem Einsetzen des zweiten Halteteilss 64 bzw. des dritten Halteteils 102 am Bodenteil 32 festgelegt werden.
Eine weitere Variation, die bei dieser und auch den anderen dargestellten Ausgestaltungsformen vorgenommen werden könnte, sieht vor, dass das Bodenteil 32 im Wesentlichen die gleiche Gestaltung aufweist, wie beispielsweise das zweite Halteteil 64 und auch das dritte Halteteil 102, mit seiner ersten Umfangswandung 38 also diese beiden Halteteile 64, 102 nicht umgibt. Das Bodenteil 32 und das zweite Halteteil 64, ggf. auch das dritte Halteteil 102, könnten dann axial hintereinander gestaffelt in das erste Halteteil 52 eingesetzt werden, so dass die zweite Umfangswandung 54 des ersten Halteteils 52 die Umfangswandungen 38, 70, 108 des Bodenteils 32 und der Halteteile 64, 102 an ihrer Außenseite übergreift und damit jeweils durch Presspassung bzw. auch Verschweißung verbunden ist.
Die 5 zeigt eine Ausgestaltungsform einer Bodenbaugruppe 30, bei welcher die Heizanordnung 88 ohne das Bereitstellen eines zusätzlichen Gehäuses, wie es in den 3 und 4 erkennbar ist, zusammen mit dem thermisch isolierenden Material 78 in den ersten Aufnahmeraum 76 eingesetzt ist. Dies bedeutet, dass das Bodenteil 32 und das zweite Halteteil 64 im Wesentlichen auch ein Heizanordnungsgehäuse 116 bereitstellen. Das elektrisch erregbare Heizelement 100 liegt somit im Wesentlichen frei zwischen den beiden Bodenwandungen 34, 66. Um einen elektrischen Kurzschluss zu vermeiden, liegt zwischen dem elektrisch erregbaren Heizelement 100 und der ersten Bodenwandung 34 beispielsweise plattenartig bzw. blattartig ausgebildetes ein- oder mehrlagiges elektrisch isolierendes Material 118. An der von der ersten Bodenwandung 34 abgewandten Seite des elektrisch erregbaren Heizelements 100 können ebenfalls wenigstens eine oder mehrere Lagen eines beispielsweise plattenartigen bzw. blattartigen isolierenden Materials 120 und darauffolgend das thermisch isolierende Material 78 vorgesehen sein. Sofern dieses thermisch isolierende Material 78 auch elektrisch isolierend ist und ausreichend thermisch belastbar ist, kann dieses unter Weglassung des elektrisch isolierenden Materials 120 auch unmittelbar angrenzend an das elektrisch erregbare Heizelement 100 positioniert werden.
Um eine stabile Positionierung der Heizanordnung 88 in dem durch das Gehäuseteil 32 und das zweite Halteteil 64 bereitgestellten Heizanordnungsgehäuse 116 zu erreichen, kann das zweite Halteteil 64 so tief in das Bodenteil 32 eingesetzt werden, bis die einzelnen schichtenartig angeordneten Komponenten der Heizanordnung 38 und auch das thermisch isolierende Material 78 axial zwischen den Bodenwandungen 34, 66 gehalten sind.
Als elektrisch isolierendes Material 118, 120 kann beispielsweise Kunstglimmermaterial, z. B. Mikanit, eingesetzt werden. Das elektrisch isolierende Material 118 zwischen dem elektrisch erregbaren Heizelement 100 und der ersten Bodenwandung 34 kann beispielsweise eine Dicke von bis zu etwa 0,5 mm aufweisen. Das elektrisch isolierende Material 120 an der von der ersten Bodenwandung 34 abgewandten Seite des elektrisch erregbaren Heizelements 100 kann gleichermaßen aus Kunstglimmermaterial, z. B. Mikanit, ausgebildet sein und eine Dicke von bis zu 1 mm aufweisen. Dadurch kann dieses elektrisch isolierende Material 120 gleichzeitig auch eine Funktionalität zur thermischen Isolierung bereitstellen und anstelle des thermisch isolierenden Materials 78 vorgesehen sein bzw. dann unmittelbar angrenzend an die zweite Bodenwandung 66 des zweiten Halteteils 64 positioniert sein.
Die in 6 dargestellte Ausgestaltungsform verwendet wieder zwei axial aufeinander folgende Aufnahmeräume 76, 112. In dem unmittelbar angrenzend an die erste Bodenwandung 34 liegenden ersten Aufnahmeraum 76 ist die Heizanordnung 88 mit dem vorangehend mit Bezug auf die 5 beschriebenen Aufbau positioniert und zwischen der ersten Bodenwandung 34 und der zweiten Bodenwandung 66 gehalten. In dem dann folgenden zweiten Aufnahmeraum 112 ist das thermisch isolierende Material 78 angeordnet, so dass dieses nunmehr durch die zweite Bodenwandung 66 körperlich getrennt ist von der Heizanordnung 88.
Mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau einer Brennkammerbaugruppe 10 bzw. der dafür einsetzbaren Bodenbaugruppe 30 ist die Möglichkeit geschaffen, angepasst an verschiedene Anforderungen in einfacher Art und Weise und unter Ausnutzung des modulartigen Charakters beispielsweise verschieden dicke poröse Verdampfermedien einzusetzen, die axial Positionierung der Bodenbaugruppe 30 in der Brennkammerumfangswandung 12 anzupassen sowie eine Heizanordnung vorzusehen bzw. in definierter Positionierung in einem dafür bereitgestellten Aufnahmeraum anzuordnen, was gleichermaßen auch gilt für ggf. vorzusehendes thermisch isolierendes Material. Somit ist es insbesondere auch möglich, die Verdampferbaugruppe 10 angepasst an den Einsatz mit verschiedenen Brennstoffarten, also beispielsweise Benzin oder Diesel, aufzubauen. Dies erfolgt unter Einsatz baulich einfach herzustellender Systemkomponenten, da im Wesentlichen alle tragenden Bauteile, also das Bodenteil 32 sowie die Halteteile 52, 64 und 102 als Blechumformteile vorzugsweise in einem Tiefziehvorgang hergestellt und gleichermaßen einfach und stabil miteinander und auch mit der Brennkammerumfangswandung verbunden werden können.
Durch die Möglichkeit, ein separates Gehäuse der Heizanordnung wegzulassen und stattdessen das Bodenteil 32 und das darauf folgende bzw. in dieses eingesetzte zweite Halteteil 64 als Heizanordnungsgehäuse 116 zu nutzen, wird eine verbesserte Wärmeeinkupplung in das poröse Verdampfermedium bei Erregung des elektrisch erregbaren Heizelements 100 gewährleistet. Ferner können durch die Möglichkeit, ein separates Gehäuse der Heizanordnung wegzulassen, Bauraum, Gewicht und auch Kosten eingespart werden. Gleichzeitig kann die für das elektrisch erregbare Heizelement 100 nutzbare Heizfläche vergrößert werden, da dieses sich nach radial außen nahezu bis an die erste Umfangswandung 38 heran erstrecken kann, so dass grundsätzlich auch die Heizleistung erhöht werden kann. Die einzelnen Bestandteile der Heizanordnung sind vorteilhafterweise als eigenständige Bauteile ausgebildet, also keine gedruckten oder druckfähigen Elemente.
In 1 ist in Zuordnung zur Brennkammerbaugruppe 10 ein allgemein mit 120 bezeichnetes Zündorgan vorgesehen. Dieses beispielsweise als Glühzündstift ausgebildete Zündorgan 120 durchgreift eine in der Brennkammerumfangswandung 12 vorgesehene Zündorgandurchgriffsöffnung 122 und ragt mit einem bei elektrischer Erregung desselben erhitzbaren Zündbereich 124 in die Brennkammer 14. Ein außerhalb der Brennkammer 14, also an der Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 positionierter Kopfbereich 126 des Zündorgans 120 ist in einem nachfolgend detaillierter erläuterten Zündorganhalter 128 festgehalten. Der Zündbereich 124 des Zündorgans 120 erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse L in die Brennkammer 14, so dass dieser im Wesentlichen parallel und mit definiertem Abstand zu der der Brennkammer 14 zugewandt liegenden Seite 58 des porösen Verdampfermediums 42 positioniert ist. Durch die vorangehend beschriebene Variierbarkeit in der Einpasstiefe des ersten Halteteils 52 in die Brennkammerumfangswandung 12 kann der axiale Abstand des Zündorgans 120 bzw. des Zündbereichs 124 desselben zum porösen Verdampfermedium 42 beispielsweise in Anpassung an verschiedene zu verwendende Brennstoffarten eingesetellt werden.
Der Zündorganhalter 128 ist vorteilhafterweise als von der Brennkammerumfangswandung 12 separates Bauteil ausgebildet und an der Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 materialschlüssig, beispielsweise durch Verschweißung, Verlötung oder Verklebung festgelegt. Dies gewährleistet auch eine hohe Genauigkeit in der Positionierung des Zündorgans 120.
In einem in 7 dargestellten Ausgestaltungsbeispiel ist der Zündorganhalter 128 mit im Wesentlichen ringartiger Gestalt als kostengünstig herzustellendes Frästeil, Dreh-Frästeil, Drehteil oder MIM- oder Feingussteil ausgebildet. Ein Auflagerandbereich 130 desselben kann an der Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 festgelegt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Anprägung 132 zum Erzeugen einer im Wesentlichen planaren, ungekrümmten Anlagefläche 134 an der Brennkammerumfangswandung 12 erzeugt werden, an welcher der Auflagerandbereich 130 entsprechend planar anliegen und stabil festgelegt werden kann. Das Zündorgan 120 kann dann mit seinem Kopfbereich 126 in die entsprechend geformte Kontur des Zündorganhalters 128 eingesetzt und darin beispielsweise durch Presspassung, ggf. zusätzlich durch Verklebung oder dergleichen, arretiert werden. Sofern der Kopfbereich 126 zur Festlegung des Zündorgans 120 mit einem Außengewinde ausgebildet ist, kann an der Innenseite des ringartig ausgebildeten Zündorganhalters 128 entsprechend ein Innengewinde bereitgestellt werden. Die axiale Positionierung des Zündorgans 120 bezüglich der Brennkammerumfangswandung 12 kann durch Anlage des Kopfbereichs 126 an der Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 definiert sein.
Die 8 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei welcher der Zündorganhalter 128 beispielsweise auch mit dem Randbereich 130 als Blechumformteil gebildet ist. Der Randbereich 130 ist dabei in Anpassung an die gekrümmte Kontur der Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 gekrümmt ausgebildet und liegt die Zündorgandurchgriffsöffnung 122 umgebend auf der Außenseite 24 auf bzw. ist damit durch Verschweißung oder Verlötung oder Verklebung fest verbunden.
Da bei dem insbesondere auch mit Bezug auf die 7 und 8 dargestellten Aufbau der Brennkammerbaugruppe 10 der Zündorganhalter 128 als einfach und kostengünstig herzustellendes separates Bauteil ausgebildet ist, besteht auch die Möglichkeit, in Anpassung an verschiedene einzusetzende Zündorgane verschieden gestaltete Zündorganhalter 128 vorzusehen. Soll beispielsweise ein Zündorgan mit nicht rotationssymmetrischer Kontur des Kopfbereichs 126 zum Einsatz gebracht werden, kann ein entsprechend gestalteter Zündorganhalter 128 eingesetzt bzw. an der Außenseite 24 der Brennkammerumfangswandung 12 festgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005032980 A1 [0002]

Claims

Bodenbaugruppe für eine Brennkammerbaugruppe eines Verdampferbrenners, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend: ein Bodenteil (32) mit einer ersten Bodenwandung (34) und einer von einem Außenrandbereich (36) der ersten Bodenwandung (34) im Wesentlichen in Richtung einer Längsachse (L) der Bodenbaugruppe (30) sich erstreckenden ersten Umfangswandung (38) und an einer einer Brennkammer (14) zugewandt zu positionierenden Vorderseite (40) der ersten Bodenwandung (34) ein die erste Bodenwandung (34) wenigstens bereichsweise bedeckendes poröses Verdampfermedium (42), gekennzeichnet durch ein ringartiges erstes Halteteil (52) mit einer zweiten Umfangswandung (54) und einem an dem porösen Verdampfermedium (42) angreifenden Anlagebereich (56), wobei die erste Umfangswandung (38) ausgehend von der ersten Bodenwandung (34) sich an einer von einer Brennkammer (14) abgewandt zu positionierenden Rückseite (44) der ersten Bodenwandung (34) in Richtung von dem porösen Verdampfermedium (42) weg erstreckt und die zweite Umfangswandung (54) die erste Umfangswandung (38) an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagebereich (56) wenigstens bereichsweise durch einen gekrümmten Endbereich der zweiten Umfangswandung (54) bereitgestellt ist.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umfangswandung (54) an der ersten Umfangswandung (38) durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt ist.
Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite (44) der ersten Bodenwandung (34) ein zweites Halteteil (64) vorgesehen ist, wobei das zweite Halteteil (64) eine der ersten Bodenwandung (34) axial gegenüberliegende zweite Bodenwandung (86) und eine von einem radial äußeren Randbereich (68) der zweiten Bodenwandung (66) sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse (L) von der ersten Bodenwandung (34) weg erstreckende dritte Umfangswandung (70) umfasst, wobei die erste Umfangswandung (38) oder/und die zweite Umfangswandung (54) die dritte Umfangswandung (70) an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist, und wobei zwischen der ersten Bodenwandung (34) und der zweiten Bodenwandung (66) ein erster Aufnahmeraum (76) gebildet ist.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Aufnahmeraum (76) eine Heizanordnung (88) oder/und thermisch isolierendes Material (78) angeordnet ist.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizanordnungsgehäuse (116) die erste Bodenwandung (34) und die zweite Bodenwandung (66) umfasst.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizanordnung (88) ein elektrisch leitendes Heizelement (100) und zwischen diesem und wenigstens einer Bodenwandung von erster Bodenwandung (34) und zweiter Bodenwandung (66) wenigstens eine vorzugsweise plattenartige Lage von elektrisch isolierendem Material (118, 120) umfasst.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrisch leitenden Heizelement (100) und der zweiten Bodenwandung (66) thermisch isolierendes Material (78, 120) angeordnet ist.
Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umfangswandung (38) oder/und die zweite Umfangswandung (54) an der dritten Umfangswandung (70) durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt ist.
Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite (44) der ersten Bodenwandung (34) ein zweites Halteteil (102) vorgesehen ist, wobei das zweite Halteteil (102) eine der zweiten Bodenwandung (66) axial gegenüberliegende dritten Bodenwandung (104) und eine von einem radial äußeren Randbereich (106) der dritten Bodenwandung (104) sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse (L) von der zweiten Bodenwandung (66) weg erstreckende vierte Umfangswandung (108) umfasst, wobei die erste Umfangswandung (38) oder/und die zweite Umfangswandung (54) oder/und die dritte Umfangswandung (70) die vierte Umfangswandung (108) an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist, und wobei zwischen der zweiten Bodenwandung (66) und der dritten Bodenwandung (104) ein zweiter Aufnahmeraum (112) gebildet ist.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Aufnahmeraum (112) thermisch isolierendes Material (78) angeordnet ist.
Bodenbaugruppe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umfangswandung (38) oder/und die zweite Umfangswandung (54) oder/und die dritte Umfangswandung (70) an der vierten Umfangswandung (108) durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt ist.
Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennstoffzuführleitung (50) vorzugsweise in einem zentralen Bereich in die erste Bodenwandung (34) einmündet, wobei vorzugsweise die Brennstoffzuführleitung (50) eine Öffnung (72) in der zweiten Bodenwandung (66) oder/und eine Öffnung (110) in der dritten Bodenwandung (104) durchsetzt.
Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (32) oder/und das erste Halteteil (52) oder/und das zweite Halteteil (64) oder/und das dritte Halteteil (102) als Tiefziehteil, vorzugsweise aus Stahlblech, ausgebildet ist.
Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend eine Brennkammerumfangswandung (12) und eine Bodenbaugruppe (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennkammerumfangswandung (12) die zweite Umfangswandung (54) an ihrer Außenseite wenigstens teilweise axial übergreift und an dieser festgelegt ist.
Brennkammerbaugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammerumfangswandung (12) an der zweiten Umfangswandung (54) durch Presssitz oder/und Materialschluss, vorzugsweise Schweißen oder Löten, festgelegt ist.
Brennkammerbaugruppe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammerumfangswandung (12) eine Mehrzahl von Verbrennungslufteintrittsöffnungen (22) vorgesehen ist oder/und dass die Brennkammerumfangswandung (12) mit einem Flammrohr (16) integral ausgebildet ist.
Brennkammerbaugruppe nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammerumfangswandung (12) eine Zündorgandurchgriffsöffnung (122) vorgesehen ist, wobei an der Außenseite (24) der Brennkammerumfangswandung (12) ein Zündorganhalter (128) zum Halten eines durch die Zündorgandurchgriffsöffnung (122) hindurch in eine Brennkammer (14) eingreifend positionierten Zündorgans (120) vorgesehen ist.
Brennkammerbaugruppe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündorganhalter (128) an der Brennkammerumfangswandung (12) materialschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen oder Löten oder Kleben, festgelegt ist.
Brennkammerbaugruppe nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein in eine von der Brennkammerumfangswandung (12) umgebene Brennkammer (14) eingreifender Teil (124) des Zündorgans (120) sich im Wesentlichen parallel zu einer der Brennkammer (14) zugewandten Seite (58) des porösen Verdampfermediums (42) erstreckt.