DE10208380A1

DE10208380A1 - Auxiliary heater with pressure atomizer burner has return line fuel with pressure limiting valve and timer valve with which return line can be cyclically opened and closed

Info

Publication number: DE10208380A1
Application number: DE2002108380
Authority: DE
Inventors: Dieter Schulz; Arno Malchow; Steffen Weber; Stefan Frank Ullerich
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Valeo Thermal Commercial Vehicles Germany GmbH
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: DE10208380C2

Abstract

The auxiliary heater has a pressure atomizer burner to which fluid fuel can be pumped (10) via a fuel line (16) with a first branch (18) to a return line (20) with a first pressure limiting valve (26) and a timer valve (36) with which the return line can be cyclically opened and closed. The timer valve can be controlled remotely so that its opening frequency and closing frequency can be varied for a timing cycle. An Independent claim is also included for a vehicle with an auxiliary heater.

Description

Background of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Zusatzheizgerät für mobile Anwendungen, mit einem Druckzerstäuberbrenner, dem von einer Brennstoffpumpe fluider Brennstoff durch eine Brennstoffzuleitung zugefördert werden kann, bei der der Brennstoffmassenstrom und damit insbesondere die Heizleistung gleitend zwischen einer Volllast und einer Teillast eingestellt werden kann bzw. von der an einer ersten Abzweigung zumindest eine erste Brennstoffrückleitung mit einem daran angeordneten ersten Druckbegrenzungsventil abzweigt. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, dass mit einem derartigen Zusatzheizgerät versehen ist. The invention relates to an additional heater for mobile applications, with a Pressure atomizer burner through which fluid fuel flows from a fuel pump a fuel supply line can be supplied, in which the Fuel mass flow and thus, in particular, the heating output is sliding can be set between a full load and a partial load or from which a first branch at least a first fuel return line with a branches off there arranged first pressure relief valve. Furthermore, the Invention a vehicle that is provided with such an additional heater.

Zusatzheizgeräte für mobile Anwendungen werden beispielsweise als Zusatz- Wasserheizgeräte bei Fahrzeugen, wie Personenwagen, Nutzfahrzeugen, Bussen, Eisenbahnwagons oder Schiffen, eingebaut. Sie dienen in der Regel zum Beheizen eines Fahrgastraumes oder zum Vorwärmen des Kühlwassers eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs. Additional heaters for mobile applications are used as additional Water heaters in vehicles, such as passenger cars, commercial vehicles, Buses, railway wagons or ships built in. They are usually used for Heating a passenger compartment or preheating the cooling water Internal combustion engine of the vehicle.

Charakteristisches Merkmal eines Zusatzheizgerätes mit einem Druckzerstäuberbrenner ist es, dass der zu verbrennende Brennstoff unter hohem Druck an einer Düse des Brenners ausgesprüht wird. Der hohe Druck wird von einer Bennstoffpumpe aufgebaut, welche den Brennstoff aus einem Tank ansaugt und in eine Brennstoffzuleitung fördert. Um an der Düse einen gewünscht gleichmäßigen und dennoch veränderbaren Druck erzeugen zu können, sind verschiedene hydraulische Schaltungsanordnungen mit Leitungen bekannt, die nachfolgend kurz erläutert werden. Characteristic feature of an auxiliary heater with a Pressure atomizer burner is that the fuel to be burned under high Pressure is sprayed out at a nozzle of the burner. The high pressure is from a fuel pump built up, which sucks the fuel from a tank and promotes in a fuel supply. To be desired at the nozzle to be able to generate uniform, yet changeable pressure various hydraulic circuit arrangements with lines known are briefly explained below.

Heute käuflich zu erwerbende Zusatzheizgeräte in einem Leistungsbereich von unter 70 kW weisen in der Regel eine einzige Laststufe auf, innerhalb der die Heizleistung durch einen intermittierenden Betrieb zwischen einer Offen- Schaftstellung und einer Sperr-Schaftstellung eines Magnetventils geregelt wird. Ein solches sogenanntes einstufiges Heizgerät ist aus DE 100 61 517 A1 und DE 196 45 180 A1 bekannt. In Fig. 1 ist eine vereinfachte hydraulische Schaltungsanordnung eines solchen Heizgerätes veranschaulicht. Eine Pumpe 10 saugt durch eine Ansaugleitung 12 flüssigen Brennstoff aus einem Tank 14 und fördert ihn in eine Brennstoffzuleitung 16. An der Brennstoffzuleitung 16 ist stromabwärts von einer Abzweigung 18 einer Brennstoffrückleitung 20 ein Sperrventil 22 angeordnet. Stromabwärts von diesem Sperrventil 22 befindet sich eine Düse 24. In der Brennstoffrückleitung 20, die zurück zum Tank 14 führt, befindet sich ein Druckbegrenzungsventil 26. Bei eingeschalteter Pumpe 10 und Offen-Schaltstellung des Sperrventils 22 wird Brennstoff bzw. ein Brennstoffmassenstrom gemäß dem über das Druckbegrenzungsventil 26 eingestellten Druck und insbesondere der Düsengröße durch die Düse 24 gefördert. Brennstoff, der aufgrund des Strömungswiderstandes der Düse 24 nicht ausgesprüht werden kann, strömt indessen in die Brennstoffrückleitung 20 ab. Sobald das Sperrventil 22 in seine Sperr-Schaltstellung bewegt ist, verschließt es die Brennstoffzuleitung 16. Nun fließt der gesamte geförderte Brennstoff durch das Druckbegrenzungsventil 26 in der Brennstoffrückleitung 20 und in den Tank 14. Der Brennstoffaustritt an der Düse 24 kann so auch kurzfristig verringert bzw. gestoppt werden. Der Druck p des austretenden Brennstoffs ist allerdings über der Zeit t stets gleich bzw. der Druck p vor der Düse und damit der Brennstoffmassenstrom und damit insbesondere die Heizleistung ist während des Betriebs stets gleich, was in dem kleinen Druck-Zeit-Diagram rechts unten in Fig. 1 mit dem Verlauf des Druckes p in der Brennstoffzuleitung 16 über der Zeit t veranschaulicht ist. Auxiliary heaters that can be purchased today in a power range of less than 70 kW generally have a single load level within which the heating power is regulated by an intermittent operation between an open-shaft position and a blocking-shaft position of a solenoid valve. Such a so-called single-stage heater is known from DE 100 61 517 A1 and DE 196 45 180 A1. In Fig. 1, a simplified hydraulic circuit arrangement of such a heater is illustrated. A pump 10 draws liquid fuel from a tank 14 through an intake line 12 and conveys it into a fuel supply line 16 . A check valve 22 is arranged on the fuel feed line 16 downstream of a branch 18 of a fuel return line 20 . A nozzle 24 is located downstream of this check valve 22 . A pressure relief valve 26 is located in the fuel return line 20 , which leads back to the tank 14 . When the pump 10 is switched on and the shut-off valve 22 is in the open switching position, fuel or a fuel mass flow is conveyed through the nozzle 24 in accordance with the pressure set via the pressure limiting valve 26 and in particular the nozzle size. Fuel that cannot be sprayed out due to the flow resistance of the nozzle 24 , however, flows out into the fuel return line 20 . As soon as the shut-off valve 22 is moved into its shut-off switching position, it closes the fuel feed line 16 . All of the delivered fuel now flows through the pressure relief valve 26 in the fuel return line 20 and into the tank 14 . The fuel outlet at the nozzle 24 can thus be reduced or stopped for a short time. However, the pressure p of the emerging fuel is always the same over time t or the pressure p in front of the nozzle and thus the fuel mass flow and thus in particular the heating power is always the same during operation, which is shown in the small pressure-time diagram at the bottom right Fig. 1 is illustrated with the course of the pressure p in the fuel feed line 16 over the time t.

Aus DE 196 45 180 A1 ist auch ein Heizgerät bekannt, bei dem an der Pumpe 10 eine zweite Druckstufe vorgesehen ist. Ein solches Heizgerät ist in Fig. 2 vereinfacht dargestellt. Die zweite Druckstufe ist mit einer zweiten Brennstoffrückleitung 28 geschaffen, die an einer zweiten Abzweigung 29 von der Brennstoffzuleitung 16 abzweigt und an der ein zweites Druckbegrenzungsventil 30 angeordnet ist. Das zweite Druckbegrenzungsventil 30 ist mit einem Strömungswiderstand gestaltet, der höher als der des dann ersten Druckbegrenzungsventils 26 in der ersten Brennstoffrückleitung 20 ist. In der ersten Brennstoffrückleitung 20 ist ferner ein Sperrventil 32 angeordnet, mit dem die erste Brennstoffrückleitung 20 verschlossen und der rückfließende Brennstoff in die zweite Brennstoffrückleitung 28 mit ihrem höheren Strömungswiderstand gezwungen werden kann. Es tritt insbesondere über die Düse ein entsprechend dem hohen Druckniveau hoher Brennstoffmassenstrom durch die Düse aus. Befindet sich das Sperrventil 32 hingegen in seiner Offen-Schaltstellung, so strömt überschüssiger Brennstoff durch das erste Druckbegrenzungsventil 26 mit seinem verhältnismäßig geringen Strömungswiderstand und aus der Düse 24 tritt Brennstoff mit verringertem Druck aus bzw. tritt ein aufgrund des geringen Druckes vor der Düse entsprechend geringerer Brennstoffmassenstrom aus. Dieser Umstand ist in dem kleinen Druck-Zeit-Diagramm in Fig. 2 veranschaulicht. Insbesondere kann also mittels des Sperrventils 32 zwischen zwei Druckniveaus vor der Düse geschaltet werden und entsprechend ein Volllast- und ein Teillastmassenstrom erreicht werden und es können damit zwei Heizleistungsstufen realisiert werden. A heater is also known from DE 196 45 180 A1, in which a second pressure stage is provided on the pump 10 . Such a heater is shown in simplified form in FIG. 2. The second pressure stage is created with a second fuel return line 28 , which branches off from the fuel supply line 16 at a second branch 29 and on which a second pressure limiting valve 30 is arranged. The second pressure relief valve 30 is designed with a flow resistance that is higher than that of the then first pressure relief valve 26 in the first fuel return line 20 . In the first fuel return line 20 there is also a shutoff valve 32 , with which the first fuel return line 20 is closed and the fuel flowing back can be forced into the second fuel return line 28 with its higher flow resistance. In particular, a high fuel mass flow corresponding to the high pressure level emerges through the nozzle via the nozzle. If, on the other hand, the shut-off valve 32 is in its open switch position, excess fuel flows through the first pressure limiting valve 26 with its relatively low flow resistance and fuel emerges from the nozzle 24 at a reduced pressure or occurs correspondingly less due to the low pressure in front of the nozzle Mass fuel flow out. This fact is illustrated in the small pressure-time diagram in FIG. 2. In particular, the shut-off valve 32 can be used to switch between two pressure levels upstream of the nozzle and, accordingly, a full-load and a partial-load mass flow can be achieved, and two heating power levels can thus be achieved.

Als weitere Möglichkeit eines geregelten Brennstoffausstoßes an der Düse eines Druckzerstäuberbrenners ist aus DE 42 34 450 A1 ein getaktetes Einspritzventil bekannt. In Fig. 3 ist eine hydraulische Schaltungsanordnung mit einem solchen Einspritzventil 34 vereinfacht dargestellt. Das Einspritzventil 34 kann den an der Düse 24 anstehenden Brennstoffstrom mit relativ hoher Frequenz zyklisch freigeben und unterbrechen. Aus der Düse 24 tritt in einem Zyklus Brennstoff mit dem von einem Druckbegrenzungsventil 26 begrenzten Druck kurzzeitig aus, die restliche Zykluszeit ist die Düse verschlossen. Das kleine Druck-Zeit-Diagramm in Fig. 3 veranschaulicht diesen Vorgang. Durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung der Düse und durch hohe Taktfrequenzen von beispielsweise über 50 Hz kann im Brennerbetrieb die Heizleistung mittels Pulsweitenmodulation zwischen Volllast und Teillast gleitend geregelt werden. Nachteilig ist bei dieser Regelung aber die mit dem Schalten des Taktventils verbundene Geräuschentwicklung. Durch das Takten des Brennstoffstroms fällt der Sprühkegel an der Düse innerhalb eines Zyklus zusammen und baut sich nachfolgend wieder neu auf. Hierbei kommt es zu Resonanzanregungen, die abhängig von der Geometrie an der Düse und innerhalb eines Brennraums des Druckzerstäuberbrenners zu nicht akzeptablem Geräusch führen. A pulsed injection valve is known from DE 42 34 450 A1 as a further possibility of controlled fuel ejection at the nozzle of a pressure atomizer burner. A hydraulic circuit arrangement with such an injection valve 34 is shown in simplified form in FIG. 3. The injection valve 34 can cyclically release and interrupt the fuel flow at the nozzle 24 at a relatively high frequency. In one cycle, fuel emerges from the nozzle 24 briefly at the pressure limited by a pressure limiting valve 26 , the remaining cycle time the nozzle is closed. The small pressure-time diagram in Fig. 3 illustrates this process. With a suitable design of the nozzle and high cycle frequencies of, for example, more than 50 Hz, the heating power can be smoothly regulated in the burner mode by means of pulse width modulation between full load and part load. A disadvantage of this control is the noise development associated with the switching of the clock valve. As the fuel flow is cycled, the spray cone at the nozzle collapses within a cycle and then builds up again. This leads to resonance excitations which, depending on the geometry at the nozzle and within a combustion chamber of the pressure atomizer burner, lead to unacceptable noise.

Underlying task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem Zusatzheizgerät zur Verfügung zu stellen, bei dem die genannten Probleme überwunden und insbesondere die Geräuschentwicklung verringert ist. Insbesondere soll ein derartiges Zusatzheizgerät mit gleitender Heizleistungsverstellung bereitgestellt werden. The invention has for its object a vehicle with a To provide additional heater, in which the problems mentioned overcome and in particular the noise is reduced. In particular, such an auxiliary heater with sliding Heating output adjustment can be provided.

Solution according to the invention

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem eingangs genannten Zusatzheizgerät gelöst, bei dem an der ersten Brennstoffrückleitung ein Taktventil angeordnet ist, mit dem die erste Brennstoffrückleitung zyklisch verschlossen und geöffnet werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Zusatzheizgerät ist insbesondere das zwischen einer Volllast und einer Teillast umschaltende Ventil einer zweistufigen Pumpe als Taktventil ausgeführt. Ferner ist die Aufgabe mit einem Fahrzeug gelöst, bei dem ein derartiges erfindungsgemäßes Zusatzheizgerät vorgesehen ist. This object is according to the invention with one mentioned at the beginning Additional heater solved, in which a clock valve on the first fuel return is arranged with which the first fuel return line is cyclically closed and can be opened. In the additional heater according to the invention especially the valve switching between a full load and a partial load a two-stage pump as a cycle valve. Furthermore, the task is with solved a vehicle in which such an inventive Additional heater is provided.

Erfindungsgemäß ist ein Taktventil nicht als Einspritzventil an der Düse bzw. in der Brennstoffzuleitung angeordnet, sondern das Taktventil begrenzt den Brennstoffstrom, der durch zumindest eine Brennstoffrückleitung fließt. Das Taktventil schaltet insbesondere hochfrequent zwischen den beiden Druckstufen und realisiert damit einen Brennstoffmassenstrom aus der Düse, der zwischen dem Volllast- und dem Teillastmassenstrom liegt. According to the invention, a cycle valve is not an injection valve on the nozzle or in the fuel supply line, but the timing valve limits the Fuel flow that flows through at least one fuel return line. The The clock valve switches particularly high frequency between the two pressure stages and thus realizes a fuel mass flow from the nozzle that between the full load and partial load mass flow.

Das erfindungsgemäße Taktventil schaltet nicht zwischen dem jeweils vor der Düse anstehenden Brennstoffdruck und dem Umgebungsdruck um, sonders der Druck wird beispielsweise zwischen dem maximalen Förderdruck der Pumpe in der Brennstoffzuleitung und dem Druck vor dem Druckbegrenzungsventil in der Brennstoffrückleitung moduliert. Dieser Druck vor dem Druckbegrenzungsventil ist stets höher als der Umgebungsdruck. Es liegt also erfindungsgemäß an der Düse immer ein bestimmter Basisdruck für einen Teillastbetrieb an, der sich auf einen Maximaldruck bei Volllast erhöhen lässt, indem das erfindungsgemäße Taktventil schließt. The clock valve according to the invention does not switch between that before each Nozzle fuel pressure and ambient pressure around, especially the Pressure is between, for example, the maximum delivery pressure of the pump the fuel supply line and the pressure upstream of the pressure relief valve in the Fuel return line modulated. This pressure is upstream of the pressure relief valve always higher than the ambient pressure. According to the invention, it is therefore due to the nozzle always a certain base pressure for a partial load operation, which relates to a Maximum pressure at full load can be increased by the cycle valve according to the invention closes.

Je nach Taktung des erfindungsgemäßen Taktventils stellt sich vor der Düse ein effektiver Druck ein, der zwischen dem Basisdruck und dem Maximaldruck variieren kann. Insbesondere liegt der Druck zwischen dem Teillast- und dem Volllastdruck. Depending on the timing of the timing valve according to the invention, it is set in front of the nozzle effective pressure between the base pressure and the maximum pressure can vary. In particular, the pressure is between the partial load and the Full load pressure.

Gegenüber bekannten Einspritzventilen wirkt sich die erfindungsgemäße Ventilanordnung insbesondere hinsichtlich der Geräuschentwicklung positiv aus. Compared to known injection valves, the one according to the invention has an effect Valve arrangement positive, especially with regard to noise.

Während bei den bekannten Einspritzventilen die Druckspanne zwischen dem Umgebungsdruck und dem Maximaldruck durch Taktung zu modellieren ist, ist erfindungsgemäß die Modulation auf den Bereich zwischen dem Basisdruck und dem Maximaldruck beschränkt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt der Modulation mindestens der für den Teillastbetrieb vorgesehene Brennstoffstrom durch die Düse austritt. Der Sprühkegel an der Düse fällt daher während der Modulation nicht zusammen und das erfindungsgemäße Zusatzheizgerät entwickelt am Druckzerstäuberbrenner erheblich weniger Geräusch. While in the known injection valves, the pressure range between the Ambient pressure and the maximum pressure is to be modeled by clocking according to the invention the modulation on the area between the base pressure and limited to the maximum pressure. This ensures that too at any time of the modulation at least that for partial load operation provided fuel flow exits through the nozzle. The spray cone on the The nozzle therefore does not collapse during the modulation and that auxiliary heater according to the invention developed on the pressure atomizing burner significantly less noise.

Advantageous developments of the invention

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Taktventil derart fernsteuerbar, dass sowohl seine Öffnungsfrequenz als auch seine Öffnungszeit für einen Taktzyklus verändert werden kann. Mit einem derart gestalteten Taktventil können die Schaltzustände offen und geschlossen zeitlich in einem besonders großen Bereich variiert werden. Dies ermöglicht es, dass die restliche hydraulische Schaltungsanordnung am Druckzerstäuberbrenner konstruktiv und regelungstechnisch nahezu frei gestaltet werden kann. In an advantageous development of the invention, the clock valve is of this type remotely controllable that both its opening frequency and its opening time can be changed for one clock cycle. With such a design Cycle valve can switch the switching states open and closed in one time particularly large range can be varied. This allows the rest hydraulic circuit arrangement on the pressure atomizer burner constructive and can be designed almost freely in terms of control technology.

Das erfindungsgemäße Taktventil ist besonders vorteilhaft in der ersten Brennstoffrückleitung zwischen der ersten Abzweigung und dem ersten Druckbegrenzungsventil angeordnet. Die erste Brennstoffrückleitung kann dann verschlossen werden, bevor der Brennstoff in Strömungsrichtung zum Druckbegrenzungsventil gelangt. Durch das Druckbegrenzungsventil würden sonst Druckschwankungen innerhalb der Brennstoffrückleitung entstehen, die sich auf den Druck in der Brennstoffzuleitung auswirken würden. The cycle valve according to the invention is particularly advantageous in the first Fuel return line between the first branch and the first Pressure relief valve arranged. The first fuel return line can then be closed before the fuel flows in the direction of flow Pressure relief valve arrives. Through the pressure relief valve otherwise pressure fluctuations occur within the fuel return line would affect the pressure in the fuel supply line.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn von der Brennstoffzuleitung an einer zweiten Abzweigung eine zweite Brennstoffrückleitung mit einem daran angeordneten zweiten Druckbegrenzungsventil abzweigt. Durch diese Schaltungsanordnung kann der oben genannte Maximaldruck besonders präzise begrenzt werden. Die zweite Brennstoffrückleitung beschränkt den in der Brennstoffzuleitung möglichen Maximaldruck auf den vor dem zweiten Druckbegrenzungsventil maximal möglichen Druck. Durch Variation von Pulsweite und Frequenz der Taktung kann ein beliebiger Lastpunkt des Druckzerstäuberbrenners zwischen Teillast und Volllast eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Strömungswiderstände der Druckbegrenzungsventile veränderbar bzw. einstellbar sind. It is also advantageous if the fuel feed line is connected to a second one Branch a second fuel return line with an arranged thereon branches off second pressure relief valve. Through this circuit arrangement the above-mentioned maximum pressure can be limited particularly precisely. The second fuel return line limits what is possible in the fuel supply line Maximum pressure to the maximum before the second pressure relief valve possible pressure. By varying the pulse width and frequency of the clocking any load point of the pressure atomizer burner between partial load and Full load can be set. It is particularly advantageous if the Flow resistances of the pressure relief valves can be changed or adjusted are.

Um einen gezielten Wechsel beim Einströmen von Brennstoff in die erste oder die zweite Brennstoffrückleitung zu erhalten, sollte der Drosselwiderstand des ersten Druckbegrenzungsventils kleiner als der des zweiten Druckbegrenzungsventils sein. To make a targeted change when fuel flows into the first or the To get second fuel return, the throttle resistance of the first Pressure relief valve smaller than that of the second pressure relief valve his.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn an der Brennstoffzuleitung stromabwärts von der ersten bzw. zweiten Abzweigung ein fernsteuerbares Sperrventil angeordnet ist. Mit dem Sperrventil kann der Austritt von Brennstoff an der Düse vollständig unterbunden werden. Die Brennstoffzuleitung ist dann beispielsweise verschlossen, wenn das Zusatzheizgerät nicht betrieben wird. So kann ein Ausdampfen von Brennstoff aus der Brennstoffzuleitung verhindert werden. Finally, it is advantageous if on the fuel feed line downstream of a remotely controllable shut-off valve is arranged in the first or second branch is. With the shut-off valve, fuel can escape at the nozzle completely be prevented. The fuel supply line is then, for example locked when the auxiliary heater is not operated. So one can Evaporation of fuel from the fuel supply line can be prevented.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn bei dem erfindungsgemäßen Zusatzheizgerät die erste Brennstoffrückleitung und/ oder das erste Druckbegrenzungsventil in die Brennstoffpumpe, insbesondere in deren Gehäuse, integriert ist. Furthermore, it is advantageous if the first fuel return line and / or the first pressure relief valve in the Fuel pump, especially in its housing, is integrated.

Es ist auch konstruktiv vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Brennstoffrückleitung nicht in den Tank, sondern auf die Ansaugseite der Brennstoffpumpe geführt ist. It is also structurally advantageous if the first and / or second Fuel return line not in the tank, but on the suction side of the Fuel pump is guided.

Brief description of the drawings

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zusatzheizgerätes anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Below is an embodiment of an inventive Additional heater with reference to the accompanying schematic drawings explained. It shows:

Fig. 1 eine erste hydraulische Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik an einem Druckzerstäuberbrenner für ein Heizgerät, wie etwa ein Haushaltsbrenner oder ein Industriebrenner, Fig. 1 shows a first hydraulic circuit arrangement according to the prior art for a Druckzerstäuberbrenner for a heating appliance such as a domestic burner or an industrial burner,

Fig. 2 eine zweite hydraulische Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik an einem Druckzerstäuberbrenner für ein solches Heizgerät, Fig. 2 shows a second hydraulic circuit arrangement according to the prior art for a Druckzerstäuberbrenner for such a heater,

Fig. 3 eine dritte hydraulische Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik an einem Druckzerstäuberbrenner für ein Heizgerät, und Fig. 3 shows a third hydraulic circuit arrangement according to the prior art on a pressure atomizing burner for a heater, and

Fig. 4 eine erfindungsgemäße hydraulische Schaltungsanordnung an einem Druckzerstäuberbrenner für ein Zusatzheizgerät. Fig. 4 shows a hydraulic circuit arrangement according to the invention on a pressure atomizing burner for an additional heater.

Detailed description of the embodiment

Fig. 1 bis 3 zeigen hydraulische Schaltungsanordnungen gemäß dem Stand der Technik an einem Druckzerstäuberbrenner, die eingangs beschrieben worden sind. Figs. 1 to 3 show hydraulic circuit arrangements according to the prior art for a Druckzerstäuberbrenner which have been described at the outset.

Fig. 4 ist eine vereinfachte Darstellung einer hydraulischen Schaltungsanordnung an einem Druckzerstäuberbrenner eines erfindungsgemäßen Heizgerätes. Die Schaltungsanordnung weist als wesentliche Bauteile eine Pumpe 10, eine Ansaugleitung 12, einen Tank 14 für flüssigen Brennstoff, eine Brennstoffzuleitung 16, eine erste Abzweigung 18, eine erste Brennstoffrückleitung 20, ein Sperrventil 22, eine Düse 24, ein erstes Druckbegrenzungsventil 26, eine zweite Brennstoffrückleitung 28, ein zweites Druckbegrenzungsventil 30, und schließlich ein Taktventil 36 auf. Fig. 4 is a simplified illustration of a hydraulic circuit arrangement of a Druckzerstäuberbrenner a heater according to the invention. The essential components of the circuit arrangement are a pump 10 , an intake line 12 , a tank 14 for liquid fuel, a fuel supply line 16 , a first branch 18 , a first fuel return line 20 , a shut-off valve 22 , a nozzle 24 , a first pressure relief valve 26 , and a second one Fuel return line 28 , a second pressure relief valve 30 , and finally a timing valve 36 .

Die Pumpe 10 saugt durch die Ansaugleitung 12 den flüssigen Brennstoff aus dem Tank 14 und fördert ihn in die Brennstoffzuleitung 16. An der Brennstoffzuleitung 16 zweigt an der ersten Abzweigung 18 die erste Brennstoffrückleitung 20 ab, die zum Tank 14 führt. The pump 10 sucks the liquid fuel from the tank 14 through the suction line 12 and conveys it into the fuel feed line 16 . The first fuel return line 20 , which leads to the tank 14 , branches off from the fuel feed line 16 at the first branch 18 .

Stromabwärts von der ersten Abzweigung 18 der ersten Brennstoffrückleitung 20 ist das Sperrventil 22 angeordnet. Stromabwärts von diesem Sperrventil 22 befindet sich die Düse 24. The check valve 22 is arranged downstream of the first branch 18 of the first fuel return line 20 . The nozzle 24 is located downstream of this shut-off valve 22 .

In der ersten Brennstoffrückleitung 20 befindet sich das erste Druckbegrenzungsventil 26 in Gestalt eines federbelasteten Rückschlagventils. In der zweiten Brennstoffrückleitung 28 ist das zweite Druckbegrenzungsventil 30 angeordnet. Bei eingeschalteter Pumpe 10 und Offen-Schaltstellung des Sperrventils 22 wird Brennstoff durch die Düse 24 gefördert. Brennstoff, der aufgrund des Strömungswiderstandes der Düse 24 nicht ausgespritzt werden kann, strömt indessen in eine der Brennstoffrückleitungen 20 oder 28 ab. Sobald das Sperrventil 22 in seine Sperr-Schaltstellung bewegt wird, verschließt es die Brennstoffzuleitung 16. Nun fließt der gesamte geförderte Brennstoff durch eine der Brennstoffrückleitungen 20 oder 28 in den Tank 14. Der Brennstoffaustritt kann mit dem Sperrventil 22 also vollständig unterbunden werden. The first pressure relief valve 26 is in the form of a spring-loaded check valve in the first fuel return line 20 . The second pressure relief valve 30 is arranged in the second fuel return line 28 . When the pump 10 is switched on and the shut-off valve 22 is in the open switch position, fuel is conveyed through the nozzle 24 . Fuel which cannot be sprayed out due to the flow resistance of the nozzle 24 , however, flows out into one of the fuel return lines 20 or 28 . As soon as the shut-off valve 22 is moved into its shut-off switching position, it closes the fuel feed line 16 . All of the delivered fuel now flows through one of the fuel return lines 20 or 28 into the tank 14 . The fuel outlet can thus be completely prevented with the shut-off valve 22 .

Das Taktventil 36 ist an der ersten Brennstoffrückleitung 20 zwischen der Abzweigung 18 und dem ersten Druckbegrenzungsventil 26 angeordnet. Mit ihm kann die erste Brennstoffrückleitung 20 zyklisch verschlossen und geöffnet werden. Das Taktventil 36 wirkt nicht als Einspritzventil an der Düse 24 bzw. in der Brennstoffzuleitung 16, sondern es begrenzt den Brennstoffstrom, der durch die erste Brennstoffrückleitung 20 abfließen kann. Das derart angeordnete Taktventil 36 schaltet nicht zwischen dem jeweils vor der Düse 24 anstehenden Brennstoffdruck und dem Umgebungsdruck um, sonders es moduliert den Druck zwischen dem Maximaldruck in der Brennstoffzuleitung 16 und dem Druck vor dem ersten Druckbegrenzungsventil 26 in der ersten Brennstoffrückleitung 20. Es besteht also in der Brennstoffzuleitung 16 stets ein bestimmter Basisdruck für einen Teillastbetrieb, der sich auf den Maximaldruck bei Volllast erhöht, wenn das Taktventil 36 schließt. The timing valve 36 is arranged on the first fuel return line 20 between the branch 18 and the first pressure relief valve 26 . With it, the first fuel return line 20 can be closed and opened cyclically. The timing valve 36 does not act as an injection valve on the nozzle 24 or in the fuel feed line 16 , but rather limits the fuel flow that can flow through the first fuel return line 20 . The timing valve 36 arranged in this way does not switch between the fuel pressure in front of the nozzle 24 and the ambient pressure, but rather modulates the pressure between the maximum pressure in the fuel feed line 16 and the pressure upstream of the first pressure relief valve 26 in the first fuel return line 20 . There is therefore always a certain base pressure in the fuel feed line 16 for a partial load operation, which increases to the maximum pressure at full load when the clock valve 36 closes.

Es stellt sich je nach Taktung des Taktventils 36 vor der Düse 24 ein effektiver Druck ein, der zwischen dem Basisdruck und dem Maximaldruck nahezu stufenlos variiert werden kann. Depending on the timing of the timing valve 36 , an effective pressure is established in front of the nozzle 24 , which pressure can be varied almost continuously between the base pressure and the maximum pressure.

Gegenüber bekannten Einspritzventilen wirkt sich die Ventilanordnung mit dem Taktventil 36 in der ersten Brennstoffrückleitung 20 insbesondere hinsichtlich der Geräuschentwicklung positiv aus. Compared to known injection valves, the valve arrangement with the clock valve 36 in the first fuel return line 20 has a positive effect, in particular with regard to the development of noise.

Während bei bekannten Einspritzventilen die Druckspanne zwischen dem Umgebungsdruck und dem Maximaldruck durch Taktung zu modellieren ist, ist mit dem Taktventil 36 die Modulation auf den Bereich zwischen dem Basisdruck und dem Maximaldruck beschränkt. Es kann so sichergestellt werden, dass während der Modulation ein Sprühkegel des an der Düse 24 austretenden Brennstoffs nicht zusammenfällt, sondern zu jedem Zeitpunkt mindestens der für den Teillastbetrieb vorgesehene Brennstoffstrom durch die Düse 24 austritt. Resonanzanregungen aufgrund eines zusammenfallenden Sprühkegels werden vermieden. Somit weist das erfindungsgemäße Zusatzheizgerät am Druckzerstäuberbrenner eine erheblich geringere Geräuschentwicklung auf. While in known injection valves the pressure range between the ambient pressure and the maximum pressure is to be modeled by clocking, the modulation with the clock valve 36 is limited to the range between the base pressure and the maximum pressure. It can thus be ensured that a spray cone of the fuel emerging at the nozzle 24 does not collapse during the modulation, but at least the fuel flow intended for the partial load operation exits through the nozzle 24 at all times. Resonance excitations due to a collapsing spray cone are avoided. The auxiliary heater according to the invention on the pressure atomizer burner thus has a considerably lower noise level.

Die zweite Brennstoffrückleitung 28 ist als zweite Druckstufe an der Pumpe 10 vorgesehen. Das zweite Druckbegrenzungsventil 30 in der Brennstoffrückleitung 28 ist mit einem Strömungswiderstand gestaltet, der höher als der des ersten Druckbegrenzungsventils 26 in der ersten Brennstoffrückleitung 20 ist. Wenn in der ersten Brennstoffrückleitung 20 mit dem erfindungsgemäßen Taktventil 36 die erste Brennstoffrückleitung 20 zyklisch für kurze Zeit verschlossen wird, wird der aus der Brennstoffzuleitung 16 abfließende Brennstoff in die zweite Brennstoffrückleitung 28 mit ihrem höheren Strömungswiderstand gezwungen. Es stellt sich in der Brennstoffzuleitung der dann durch das zweite Druckbegrenzungsventil 30 genau vorgegebene Maximaldruck ein. Befindet sich das Taktventil 36 hingegen in seiner Offen-Schaltstellung, so tritt Brennstoff mit dem verhältnismäßig geringen Basisdruck aus der Düse 24 aus. The second fuel return line 28 is provided as a second pressure stage on the pump 10 . The second pressure relief valve 30 in the fuel return line 28 is designed with a flow resistance that is higher than that of the first pressure relief valve 26 in the first fuel return line 20 . If the first fuel return line 20 is closed cyclically for a short time in the first fuel return line 20 with the timing valve 36 according to the invention, the fuel flowing out of the fuel supply line 16 is forced into the second fuel return line 28 with its higher flow resistance. The maximum pressure then precisely specified by the second pressure limiting valve 30 is established in the fuel feed line. If, on the other hand, the clock valve 36 is in its open switch position, fuel emerges from the nozzle 24 at the relatively low base pressure.

Die erfindungsgemäß erzielte, geräuscharme Modulation zwischen einem Basisdruck und einem Maximaldruck ist in Fig. 4 rechts unten in dem kleinen Druck-Zeit-Diagramm mit dem Verlauf des Druckes p in der Brennstoffzuleitung 16 über der Zeit t nochmals veranschaulicht. Bezugszeichenliste 10 Pumpe
12 Ansaugleitung
14 Tank
16 Brennstoffzuleitung
18 erste Abzweigung
20 erste Brennstoffrückleitung
22 Sperr-Ventil
24 Düse
26 erstes Druckbegrenzungsventil
28 zweite Brennstoffrückleitung
29 zweite Abzweigung
30 zweites Druckbegrenzungsventil
32 Sperrventil
34 Einspritzventil
36 Taktventil
The low-noise modulation achieved according to the invention between a base pressure and a maximum pressure is illustrated again in FIG. 4 at the bottom right in the small pressure-time diagram with the curve of the pressure p in the fuel feed line 16 over time t. LIST OF REFERENCE NUMERALS 10 pump
12 suction line
14 tank
16 Fuel feed line
18 first turn
20 first fuel return line
22 blocking valve
24 nozzle
26 first pressure relief valve
28 second fuel return line
29 second turn
30 second pressure relief valve
32 shut-off valve
34 injection valve
36 cycle valve

Claims

1. Additional heater for mobile applications, with a pressure atomizer burner, which can be supplied with fluid fuel by a fuel pump ( 10 ) through a fuel feed line ( 16 ), from which at a first branch ( 18 ) at least a first fuel return line ( 20 ) arranged thereon branches off the first pressure limiting valve ( 26 ), characterized in that a timing valve ( 36 ) is arranged on the first fuel return line ( 20 ), with which the first fuel return line ( 20 ) can be closed and opened cyclically.

2. Additional heater according to claim 1, characterized in that the clock valve ( 36 ) is remotely controllable such that its opening frequency and opening time can be changed for a clock cycle.

3. Additional heater according to claim 1 or 2, characterized in that the clock valve ( 36 ) on the first fuel return line ( 20 ) between the first branch ( 18 ) and the first pressure relief valve ( 26 ) is arranged.

4. Additional heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that from the fuel feed line ( 16 ) branches off at a second branch ( 29 ), a second fuel return line ( 28 ) with a second pressure relief valve ( 30 ) arranged thereon.

5. Additional heater according to claim 4, characterized in that the throttle resistance of the first pressure relief valve ( 26 ) is smaller than that of the second pressure relief valve ( 30 ).

6. Additional heater according to one of claims 1 to 5, characterized in that a remotely controllable shut-off valve ( 22 ) is arranged on the fuel feed line ( 16 ) downstream of the first or second branch ( 18 , 29 ).

7. Vehicle with an additional heater according to one of claims 1 to 6.