DE10240208A1

DE10240208A1 - Heizgerät mit einem Detektor

Info

Publication number: DE10240208A1
Application number: DE2002140208
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. Erbacher; Roland Starck
Original assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG; Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG; Webasto SE
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: DE10240208B4

Abstract

Das Heizgerät (10) weist einen Detektor (20) zum Ermitteln von Gasblasen in einer Brennstoffleitung (14) auf, der mit einem Widerstandselement (38) mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, und ein Steuergerät (24), das mit dem Detektor (20) betrieblich gekoppelt ist. Damit die Funktionalität des Heizgeräts (10) im Vergleich zu bekannten Heizgeräten erhöht ist, seine Herstellungskosten aber dennoch im wesentlichen gleich oder geringer sind, kann das Steuergerät (24) auf der Grundlage eines Signals des Detektors (20) die Temperatur, die Sorte und/oder die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung (14) ermitteln.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Heizgerät mit einem Detektor zum Ermitteln von Gasblasen in einer Brennstoffleitung, der mit einem Widerstandselement mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, und mit einem Steuergerät, das mit dem Detektor betrieblich gekoppelt ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Detektor zum Ermitteln einer Gasblase in der Brennstoffleitung eines Heizgeräts, der mit einem Widerstandselement mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, sowie ein Fahrzeug mit einem oben genannten Heizgerät.
Aus DE 199 03 767 A1 ist ein Fahrzeug-Heizgerät mit einem Detektor bekannt, der zur Gasblasenermittlung in einer Brennstoffzuleitung angeordnet ist. Mit dem Detektor ist eine Steuereinrichtung zum Aktivieren einer Zündeinrichtung betrieblich gekoppelt. Aufgebaut ist der Detektor mit einem fremdbeheizten Kaltleiter, insbesondere einem PTC-Thermistor, dessen Fremdheizungswärme in der Startphase des Heizgeräts dazu dient, den Brennstoff an einer Brennstoffdüse vorzuwärmen und auf diese Weise den Start zu erleichtern. Wenn der PTC-Thermistor sich durch die elektrische Beheizung erwärmt, bestimmt die zugeführte elektrische Leistung den Widerstandswert und die Temperatur des Kaltleiters. Weil der Wärmeleitwert einer Gasblase wesentlich geringer als derjenige des Brennstoffs ist, wird an einer Gasblase relativ wenig Wärme vom Kaltleiter abgeführt. Der Kaltleiter wird heiß und damit hochohmig. Ist der Kaltleiter hingegen von Brennstoff um geben, wird aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit mehr Wärme abgeführt. Die Unterschiedlichen Werte des Widerstands werden von der Steuereinrichtung erkannt und bei Vorliegen einer Gasblase entsprechend die Zündeinrichtung aktiviert.
Aus DE 39 18 663 A1 ist eine Anordnung zur Brennstoffvorwärmung für einen Ultraschallzerstäuber für Heizgeräte bekannt, bei der in räumlicher Nähe zum Ultraschallzerstäuber und außerhalb einer Brennstoffleitung ein PTC-Heizelement angeordnet ist.
Zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem Heizgerät bereitzustellen, dessen Funktionalität im Vergleich zu bekannten Heizgeräten erhöht ist, dessen Herstellungskosten aber dennoch im wesentlichen gleich oder geringer sind.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Heizgerät der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Steuergerät auf der Grundlage eines Signals des Detektors die Temperatur, die Sorte und/oder die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung ermitteln kann. Ferner ist die Aufgabe mit einem Detektor der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Widerstandselement in Gestalt eines gewickelten Widerstandsdrahtes ausgebildet ist, sowie mit einem mobilen Heizgerät und einem zugehörigen Fahrzeug, bei dem ein derartiger Detektor verbaut ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei bekannten Heizgeräten mit einem PTC-Detektor nahezu alle wesentlichen Bauteile bereits vorliegen, die zum Ermitteln der Temperatur, der Sorte und/oder der Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in einer Brennstoffleitung erforderlich sind. Diese Bauteile müssen lediglich zu ganz bestimmten Zeitpunkten und Umgebungsbedingungen verwendet bzw. von einem Steuergerät angesteuert werden, damit die mit Ihnen ermittelten Messwerte neue Informationen liefern. Diese Zeitpunkte stimmen in der Regel gerade nicht mit herkömmlichen Messzeitpunkten überein. Beispielsweise wird, wie nachfolgend noch erläutert wird, erfindungsgemäß unter anderem zu einem Zeitpunkt gemessen, bei dem der Brennstoff nicht fließt, sondern in der Brennstoffleitung steht. Bei bisher bekannten Heizgeräten wird mit einem oben genannten Detektor nur gemessen und ausgewertet, wenn Brennstoff in der Brennstoffleitung fließt.
Erfindungsgemäß ermöglicht es die Koppelung eines Detektors mit einem Steuergerät, dass neben einer Gasblasenerkennung und gegebenenfalls einer Brennstoffvorwärmung, wie sie aus DE 199 03 767 A1 bekannt ist, ferner die Temperatur des Brennstoffs, seine Sorte und/oder seine Fließgeschwindigkeit ermittelt werden. Diese physikalischen Eigenschaften des Brennstoffs lassen sich erfindungsgemäß allein auf der Grundlage einer entsprechenden Auswertung des vorhandenen Signals und evtl. auf der Basis von Speicherwerten ermitteln, die im Steuergerät abgelegt sein können. Die Kosten für die erfindungsgemäße Art der Ermittlung sind also verhältnismäßig gering. Der Nutzen der Erfindung ist hingegen aufgrund der zusätzlich erhaltenen Information und der damit möglichen differenzierteren Steuerung des Heizgeräts verhältnismäßig groß.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Steuergerät auf der Grundlage der aktuellen Versorgungsspannung U des Detektors und der aktuellen Stromstärke 1 des Detektors den aktuellen Widerstandswert des Detektors ermitteln und anhand einer in einem Speicherelement hinterlegten Temperaturcharakteristik auf die aktuelle Temperatur am Detektor rückschließen. Diese Vorgehensweise eignet sich also zur Ermittlung der aktuellen Temperatur des Brennstoffs.
Sie kann immer dann ausgeführt werden, wenn der Brennstoff steht oder die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs bekannt ist. Die Fließgeschwindigkeit kann aus einer Messung mit dem Detektor, insbesondere unter Berücksichtigung eines Betriebszustandes einer Brennstoffpumpe ermittelt werden, wie nachfolgend noch erläutert wird.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Steuergerät den Detektor mit einer modulierten Spannung, insbesondere einer rechteckförmigen Spannung, betreiben und auf der Grundlage der resultierenden Widerstandsänderung am Detektor auf den Wärmeleitwert des Brennstoffs rückschließen. Diese Vorgehensweise kann wiederum bei stehender Flüssigkeit oder bei bekannter Fließgeschwindigkeit genutzt werden.
Im Zusammenhang mit der oben genannten Vorgehensweise ist von Interesse, dass unterschiedliche Brennstoffe verschiedene Wärmeleitwerte aufweisen. Dieser Umstand kann vorteilhaft genutzt werden, indem das Steuergerät auf der Grundlage des ermittelten Wärmeleitwertes und einer in einem Speicherelement hinterlegten Wärmeleitwertcharakteristik für stehenden Brennstoff auf die Sorte des Brennstoffs in der Brennstoffleitung rückschließen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät vorteilhaft auf der Grundlage des ermittelten Wärmeleitwertes und einer in einem Speicherbaustein hinterlegten Wärmeleitwertcharakteristik für fließenden Brennstoff auf die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung rückschließen. Die Fließgeschwindigkeit ändert ebenfalls den Wärmeleitwert.
Die genannten Vorgehensweisen erlauben es also insbesondere, dass bei Einhaltung einer entsprechenden Reihenfolge der Messungen erfindungsgemäß sowohl die Temperatur, die Sorte, als auch die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs ermittelt werden können, ohne dass dazu erheblicher Mehraufwand erforderlich wäre.
Darüber hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Detektor das Steuergerät vorteilhaft bei einem sprunghaften Anstieg des Widerstandswertes des Detektors das Vorhandensein einer Gasblase in der Brennstoffleitung erkennen und/oder die Heizleistung des Heizgeräts verringern.
Der erfindungsgemäß gestaltete Detektor weist vorteilhaft einen Widerstandsdraht auf einem Wickelkörper auf, derart, dass Brennstoff zwischen dem Widerstandsdraht und dem Wickelkörper hindurchströmen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn Brennstoff zwischen den Windungen des Widerstandsdrahts hindurchströmen kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Wickelkörper Durchbrüche und/oder in seinem Inneren einen Hohlraum aufweist. Besonders geeignet ist ferner ein käfigförmiger Wickelkörper. Der Wickelkörper kann vorteilhaft mit Längs- und/oder Querrippen gestaltet sein, wobei der Widerstandsdraht besonders vorteilhaft um Außenkanten der Längsrippen gewickelt ist. Der Wickelkörper selbst sollte insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung des Brennstoffs angeordnet sein. Der Widerstandsdraht ist vorteilhaft aus einem Material ausgebildet, dessen positiver Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstands größer als 2 × 10^– ³/K ist. Vorteilhaft ist als Material eine Nickel-Eisen-Legierung gewählt. Diese Gestaltungen führend dazu, dass der geforderte elektrische Widerstand zum Erreichen der gewünschten Heizleistung beim Vorwärmen eingestellt werden kann, und dass zugleich die erzeugte Wärme über die große frei zugängliche Oberfläche des Widerstandsdrahtes gut abgeleitet wird.
Eine besonders leicht herzustellende und zu montierende Einheit kann gebildet werden, indem der Wickelkörper zylindrisch mit einem mehreckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen Querschnitt bzw. Wickelquerschnitt ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine mehrkantige Außenkontur des Wickelkörpers, auf die der Widerstandsdraht gut gewickelt werden kann und die zugleich den erforderlichen Freiraum bietet, damit Brennstoff die einzelnen Windungen des Widerstandsdrahts umspülen kann.
Besonders kostengünstig kann der Wickelkörper aus einem Thermo-plast, vorzugsweise Polyphenylsulfid (PPS) oder Flüssigkristallpolymer (LCP), oder Duroplast, vorzugsweise Epoxidharz, oder aus spritzgießfähiger Polymerkeramik und/oder aus Mica-Papier gestaltet werden.
Um einen fluiddicht und zugleich leicht zu montierenden Detektor zu erhalten, kann am Wickelkörper vorteilhaft ein dichtender Flansch ausgebildet sein, mit dem der Wickelkörper in ein Gehäuse oder unmittelbar in eine Brennstoffleitung einsetzbar ist.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Widerstandsdraht kann gegenüber dem umgebenden flüssigen Brennstoff vorteilhaft mit einer temperaturbeständigen Isolierschicht, insbesondere aus Polyimidlack, Keramik oder Glas, überzogen sein.
Die elektrische Kontaktierung zwischen dem erfindungsgemäßen Widerstandsdraht und vorzusehenden Außenkontakten kann vorteilhaft über eine elektrische Kontaktfläche geschehen, die an der Berührstelle des Widerstandsdrahtes mit dem Wickelkörper ausgebildet ist. Ein besonderer Kontakt für den Widerstandsdraht kann auf diese Weise entfallen.
Besonders vorteilhaft ist die Kontaktfläche mit einem Kontaktteil bzw. Kontaktstift ausgebildet, der in dem Flansch bzw. Sockel des Wickelkörpers eingespritzt ist und sich insbesondere durch den Flansch hindurch erstreckt. Der Kontaktstift bildet so in einfacher Weise zugleich einen mechanischen Halter und einen elektrischen Anschluss für den Widerstandsdraht.
Die Wicklung des Widerstandsdrahtes ist besonders vorteilhaft bifilar ausgeführt, so dass der Draht auch mittels Verbindungsstücken an einem Ende des Wickelkörpers elektrisch angeschlossen sein kann. Die bifilare Wicklung senkt ferner die Induktivität im Widerstandsdraht.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizgeräts mit einem erfindungsgemäßen Detektor anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen stark vereinfachten teilweisen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Heizgeräts,
2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Detektors und
3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Wickelkörpers eines erfindungsgemäßen Detektors.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Längsschnitt eines Heizgeräts 10 im Bereich eines Zerstäuberbrenners 12 veranschaulicht.
Eine Brennstoffleitung 14 führt von einer nicht dargestellten Brennstoffpumpe zu einer Düse 16 des Zerstäuberbrenners 12. An der Brennstoffleitung 14 ist in der Nähe der Düse 16 eine Flammüberwachungseinrichtung 18 angeordnet. Ferner ist in die Brennstoffleitung 14 in Strömungsrichtung kurz vor der Düse 16 ein Detektor 20 eingesetzt. Die Flammüberwachungseinrichtung 18 und der Detektor 20 sind über elektrische Leitungen 22 an ein Steuergerät 24 angeschlossen. An der Düse 16 ist ferner ein Glühstift 26 angeordnet.
Das Heizgerät 10 dient zum Vorheizen des Kühlwassers eines nicht veranschaulichten Verbrennungsmotors oder zum Erwärmen des Wärmeträgers an einem nicht dargestellten Fahrgastraum-Wärmeübertrager. Dabei wird im Betrieb des Heizgeräts 10 flüssiger Brennstoff durch die Brennstoffleitung 14 zur Düse 16 gefördert, die den Brennstoff im Zerstäuberbrenner 12 zerstäubt, um ihn zu verbrennen. Das Steuergerät 24 überwacht den Betrieb des Zerstäuberbrenners 12 und steuert dabei mit Hilfe der nicht veranschaulichten Brennstoffpumpe insbesondere die Brennstoffzufuhr. Der Detektor 20 meldet dem Steuergerät 24 wenn innerhalb der Brennstoffleitung 14 mit dem flüssigen Brennstoff eine Gasblase zur Düse 16 gefördert wird. Das Steuergerät 24 kann dann in den Betrieb des Heizgeräts 10 eingreifen, um eine unzureichende Verbrennung (d.h. Knallgeräusche oder Rußbildung) oder gar einen Flammabriss im Zerstäuberbrenner 12 zu verhindern.
In 2 ist ein Detektor 20 näher veranschaulicht. Der Detektor 20 weist einen im Wesentlichen kreisrunden scheibenförmigen Flansch 28 auf, von dem an der zum Betrachter der 2 gewandten Innenseite ein säulenförmiger Wickelkörper 30 absteht. Die Säule des Wickelkörpers 30 weist eine im Wesentlichen kreuzförmige Grundform auf. Die Enden des Kreuzes definieren ein Quadrat, so dass der Wickelkörper 30 einen quadratischen Wickelquerschnitt 32 vorgibt. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Flächen dieses im Querschnitt kreuzförmigen Wickelkörpers 30 mit Durchbrüchen gestaltet.
Der Flansch 28 ist an zwei gegenüberliegenden Seiten des Wickelquerschnitts 32 von zwei Kontaktstiften durchsetzt, die je an der vom Betrachter der 2 abgewandten Seite des Flansches 28 einen Anschluss 36 für eine der elektrischen Leitungen 22 aufweisen.
Auf den Wickelkörper 30 ist ein dünner Widerstandsdraht 38 bifilar aufgewickelt. Dabei ist ausgehend von einem der Kontaktstifte 34 der Widerstandsdraht 30 in ersten Wicklungen 40 bis zum entgegengesetzten Endbereich des Wickelkörpers 30 gewickelt. An diesem Endbereich steht ein Stift 44 vom Wickelkörper 30 ab, um den der Widerstandsdraht 38 gelegt ist. Nachfolgend ist der Widerstandsdraht 30 in zweiten Wicklungen 42 zu dem zweiten Kontaktstift 34 am Flansch 28 über den Wickelkörper 30 hinweg zurückgeführt. Die zweiten Wicklungen 42 kommen dabei zwischen je zwei ersten Wicklungen 40 zu liegen.
An den Kontaktstiften 34 ist je ein Ende des Widerstandsdrahtes 30 an einer zugehörigen Kontaktstelle 46 elektrisch angeschlossen.
Zwischen der kreuzförmigen Säule des Wickelkörpers 30 und dem gewickelten Widerstandsdraht 30 sind insgesamt vier Freiräume 48 ausgebildet, in die flüssiger Brennstoff eindringen kann.
Der derart gestaltet Detektor 20 dient zum Erkennen von Gasblasen und darüber hinaus zum Ermitteln der Temperatur, der Sorte und/oder der Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung 14.
Der Widerstandsdraht 38 wird dazu vom Steuergerät 24 mit einer Spannung U versorgt. Es beginnt ein Strom mit der Stromstärke 1 zu fließen und es wird eine Leistung P = U·1 erzeugt. Die aktuelle Stromstärke 1 wird gemessen und daraus der aktuelle Widerstandswert R(T) des Widerstandsdrahtes 38 bestimmt. Aufgrund der Temperaturcharakteristik des Widerstandsdrahtes 38, die in einem nicht dargestellten Speicherbaustein im Steuergerät 24 hinterlegt ist, kann auf die aktuelle Temperatur am Detektor 20 geschlossen werden.
Für eine lineare Temperaturkennlinie gilt die Formel:
R(T) = r(T)·L / A,
wobei L die Länge des Widerstandsdrahtes 38, A seine Querschnittsfläche und r(T) sein spezifischer temperaturabhängiger Widerstand ist, der sich nach der Formel:
r(T) = r₀(T₀) + B·(T – T₀) berechnen lässt.
Dabei ist T₀ eine Bezugstemperatur, bei der der spezifische Widerstand r₀(T₀) bekannt ist. Über B wird die Temperaturabhängigkeit von r(T) ausgedrückt.
Für die zu berechnende Temperatur ergibt sich die Formel:
T = T₀ + [R(T) – R₀(T₀)/(B·L)
Mit dieser Formel kann, beispielsweise von einem Mikroprozessor im Steuergerät 24, die aktuelle Temperatur errechnet werden, weil B, L und R₀ bekannt sind.
Eine Gasblase, die im flüssigen Brennstoff mitgeführt wird, sorgt für eine stark verminderte Wärmeabfuhr aus dem Widerstandsdraht 38. Damit steigt bei konstanter Versorgungsspannung U die Temperatur und damit der Widerstand des Widerstandsdrahtes 38 sprunghaft an. Dies kann erkannt und zum Ermitteln der Gasblase genutzt werden. Gleichzeitig kann die Heizleistung am Widerstandsdraht 38 verringert und dieser vor Überhitzung geschützt werden.
Aufgrund der vergleichsweise geringen Querschnittsfläche des Widerstandsdrahtes 38, weist dieser eine geringe Masse auf. Der Widerstandsdraht 38 reagiert daher besonders schnell und genau auf eine veränderte Wärmeabfuhr.
Die oben beschriebene Vorgehensweise eignet sich darüber hinaus auch zur Ermittlung der aktuellen Temperatur des Brennstoffs, nämlich dann, wenn der Brennstoff steht oder die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs bekannt ist. Die Fließgeschwindigkeit kann aus einer Messung mit dem Detektor 20, insbesondere unter Berücksichtigung eines Betriebszustandes der Brennstoffpumpe ermittelt werden. Aus dem Betriebszustand der Brennstoffpumpe kann auf die aktuelle Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs rückgeschlossen werden.
Das Steuergerät 24 kann den Detektor 20 mit einer modulierten rechteckförmigen Spannung betreiben und auf der Grundlage der resultierenden Widerstandsänderung am Widerstandsdraht 38 auf den Wärmeleitwert des Brennstoffs rückschließen. Dies kann bei stehender Flüssigkeit oder bei bekannter Fließgeschwindigkeit angewendet werden.
Unterschiedliche Brennstoffe weisen verschiedene Wärmeleitwerte auf. In einem Speicherbaustein des Steuergeräts 24 ist eine Wärmeleitwertcharakteristik für verschiedene stehende Brennstoff hinterlegt. Durch einen Vergleich des ermittelten Wärmeleitwertes mit denen im Speicherbaustein kann das Steuergerät 24 auf die Sorte des Brennstoffs in der Brennstoffleitung 14 rückschließen.
Die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs ändert ebenfalls dessen Wärmeleitwert. Daher kann das Steuergerät 24 auf der Grundlage des ermittelten Wärmeleitwertes und der hinterlegten Wärmeleitwertcharakteristik für fließenden Brennstoff auf die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung 14 rückschließen.
Insgesamt ermöglicht es das Steuergerät 24 in Kombination mit dem Detektor 20, dass bei Einhaltung einer entsprechenden Reihenfolge der Messungen sowohl die Temperatur, die Sorte, als auch die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung 14 ermittelt werden kann.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Wickelkörpers 30 veranschaulicht. In Analogie zum Wickelkörper 30 gemäß der 2, ist auch der Wickelkörper 30 gemäß der 3 an einem Flansch bzw. Sockel 28 angeordnet, in dem zwei Kontaktstifte 34 eingespritzt sind, die jeweils an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Flansches 28 herausragen. An der vom Wickelkörper 30 abgewandten Stirnseite bilden die Kontaktstifte 34 jeweils einen Anschluss 36 für eine externe elektrische Leitung. An der dem Wickelkörper 30 zugewandten Seite sind mit den Kontaktstiften 34 zwei gegenüberliegenden Kontaktstellen 46 zum Anschließen eines nicht dargestellten Widerstandsdrahts ausgebildet. Von den beiden Kontaktstellen 46 ist in 3 nur die dem Betrachter zugewandte Kontaktstelle 46 sichtbar.
Der Wickelkörper 30 der 3 ist ferner in Gestalt eines Käfigs mit insgesamt sechs Längsrippen 50 gestaltet, die sich in Längsrichtung des im Wesentlichen zylindrischen Wickelkörpers 30 erstrecken. Die Längsrippen 50 legen die Ecken eines somit mehreckigen, insbesondere sechseckigen Querschnitts des Wickelkörpers 30 fest. Bei einem fertig montierten Detektor gemäß der Ausführungsform der 3 liegt der auf dem Wickelkörper 30 aufgewickelte (in 3 nicht dargestellte) Widerstandsdraht an den nach außen gewandten Längskanten der Längsrippen 50 an.
Die Längsrippen 50 sind an ihren vom Flansch 28 abgewandten Enden mit einem Ring 52 verbunden, an dem am Umfang gleichmäßig verteilt vier Stifte 44 radial nach außen abstehen. Die Stifte 44 dienen zum Umlenken des Widerstandsdrahts, um diesen, wie oben bereits zu 2 erläutert, bifilar zu wickeln.
Um die Stabilität des Wickelkörpers 30 gemäß 3 zu erhöhen, sind die Längsrippen 50 in der Mitte zwischen dem Ring 52 und dem Flansch 28 jeweils durch Querrippen 54 verbunden, die sich parallel zur Stirnseite des Flansches 28 und zur Ebene des Rings 52 erstrecken. Die Querrippen 54 sind im Verhältnis zu den äußeren Längskanten der Längsrippen 50 nach innen zurückversetzt angeordnet, so dass Brennstoff zwischen dem gewickelten Widerstandsdraht und den Querrippen 54 hindurchströmen kann.
Im Inneren des aus den Längsrippen 50, den Querrippen 54 und dem Ring 52 gebildeten Käfigs befindet sich ein Hohlraum, durch den ebenfalls der Brennstoff die Windungen des Widerstandsdrahts umspülen kann.
Bezugszeichenliste

10: Heizgerät
12: Zerstäuberbrenner
14: Brennstoffleitung
16: Düse
18: Flammüberwachungseinrichtung
20: Detektor
22: elektrische Leitungen
24: Steuergerät
26: Glühstift
28: Flansch
30: Wickelkörper
32: Querschnitt
34: Kontaktstift
36: Anschluss
38: Widerstandsdraht
40: erste Wicklungen
42: zweite Wicklungen
44: Stift
46: Kontaktstelle
48: Freiraum
50: Längsrippen
52: Ring
54: Querrippen

Claims

Heizgerät (10) mit einem Detektor (20) zum Ermitteln von Gasblasen in einer Brennstoffleitung (14), der mit einem Widerstandselement (38) mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, und mit einem Steuergerät (24), das mit dem Detektor (20) betrieblich gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) auf der Grundlage eines Signals des Detektors (20) die Temperatur, die Sorte und/oder die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung (14) ermitteln kann.
Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) auf der Grundlage der aktuellen Versorgungsspannung U des Detektors (20) und der aktuellen Stromstärke 1 des Detektors (20) den aktuellen Widerstandswert des Detektors (20) ermitteln und anhand einer in einem Speicherelement hinterlegten Temperaturcharakteristik auf die aktuelle Temperatur am Detektor (20) rückschließen kann.
Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) den Detektor (20) mit einer modulierten Spannung, insbesondere einer rechteckförmigen Spannung, betreiben und auf der Grundlage der resultierenden Widerstandsänderung am Detektor (20) auf den Wärmeleitwert des Brennstoffs rückschließen kann.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) auf der Grundlage eines ermittelten Wärmeleitwertes und einer in einem Speicherelement hinterlegten Wärmeleitwertcharakteristik, insbesondere für stehenden Brennstoff, auf die Sorte des Brennstoffs in der Brennstoffleitung (14) rückschließen kann.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) auf der Grundlage eines ermittelten Wärmeleitwertes und einer in einem Speicherbaustein hinterlegten Wärmeleitwertcharakteristik für fließenden Brennstoff auf die Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs in der Brennstoffleitung (14) rückschließen kann.
Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (24) bei einem sprunghaften Anstieg des Widerstandswertes des Detektors (20) das Vorhandensein einer Gasblase in der Brennstoffleitung (14) erkennen und/oder die Heizleistung des Heizgeräts (10) verringern kann.
Detektor (20) zum Ermitteln einer Gasblase in der Brennstoffleitung (14) eines Heizgeräts (10), der mit einem Widerstandselement (38) mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement in Gestalt eines gewickelten Widerstandsdrahtes (38) ausgebildet ist.
Detektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht (38) auf einen Wickelkörper (30) gewickelt ist, derart, dass Brennstoff zwischen dem Widerstandsdraht (38) und dem Wickelkörper (30) und/oder zwischen Windungen des Widerstandsdrahts (38) hindurchströmen kann.
Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (30) zylindrisch mit einem mehreckigen Querschnitt ausgebildet ist.
Detektor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (30) mit mindestens einem Durchbruch in seiner Oberfläche und/oder einem Hohlraum in seinem Inneren, insbesondere als Käfig mit Längs- und/oder Querrippen (50, 54) ausgebildet ist, wobei der Widerstandsdraht (38) vorteilhaft auf Außenkanten der Längsrippen (50) gewickelt ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (30) senkrecht zur Strömungsrichtung des Brennstoffs angeordnet ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (30) aus einem Thermo-plast, insbesondere Polyphenylsulfid oder Flüssigkristallpolymer, oder Duroplast, insbesondere Epoxidharz, oder aus spritzfähiger Polymerkeramik und/oder aus Mica-Papier gestaltet ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Wickelkörper (30) ein dichtender Flansch (28) ausgebildet ist, mit dem der Wickelkörper (30) in ein Gehäuse oder unmittelbar in eine Brennstoffleitung (14) einsetzbar ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Berührstelle des Widerstandsdrahtes mit dem Wickelkörper eine elektrische Kontaktfläche ausgebildet ist.
Detektor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktteil (34) in dem Flansch (28) eingespritzt ist, wobei insbesondere die Kontaktfläche mit einem Kontaktstift ausgebildet ist, der eine Kante des Wickelkörpers bildet und sich insbesondere durch den Flansch hindurch erstreckt.
Detektor nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht (38) aus einem Material ge bildet ist, dessen positiver Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstands größer als 2×10^– ³/K ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht (38) aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht (38) mit einer temperaturbeständigen Isolierschicht, insbesondere Polyimidlack, Keramik oder Glas, überzogen ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht (38) bifilar gewickelt ist.
Mobiles Heizgerät (10) für ein Fahrzeug mit einem Detektor (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 19.
Fahrzeug mit einem Heizgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 20.