DE10346558B3 - Vapor burner e.g. for automobile auxiliary heater, with pre-heating of fuel medium, fuel vapor and/or combustion air supplied to combustion chamber via Peltier heating element - Google Patents

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Abstract

The vapor burner has an ignition heating device (50) for ignition of a fuel vapor/air mixture contained within a combustion chamber (38) and a pre-heating device (52), with at least one Peltier element (54), used for pre-heating the fuel medium, the fuel vapor and/or the combustion air supplied to the combustion chamber. An independent claim for an operating method for a vapor burner is also included.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners.The The present invention relates to an evaporator burner according to the preamble of claim 1 and according to the preamble of claim 6 and a method for operating an evaporator burner.

Ein Verdampferbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 101 30 638 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verdampferbrenner ist ein die Brennkammer begrenzendes Brennkammergehäuse im Wesentlichen topfartig ausgebildet und weist an dem Bodenbereich an der der Brennkammer zugewandten Seite ein Verdampfermedium aus porösem Material auf. Der flüssige Brennstoff wird über eine Brennstoffzuführleitung in dieses poröse Verdampfermedium eingespeist, wird unter Kapillarwirkung in dem Verdampfermedium verteilt und dann an der der Brennkammer zugewandten Oberfläche des Verdampfermediums abgedampft. Es bildet sich somit Brennstoffdampf, der zusammen mit der in die Brennkammer auch eingespeisten Verbrennungsluft dann ein zündfähiges Brennstoffdampf/Luft-Gemisch bildet.An evaporator burner according to the preamble of claim 1 is known from DE 101 30 638 A1 known. In this known evaporator burner, a combustion chamber housing bounding the combustion chamber is substantially pot-shaped and has at the bottom region on the side facing the combustion chamber to an evaporator medium of porous material. The liquid fuel is fed via a Brennstoffzuführleitung in this porous evaporator medium, is distributed under capillary action in the evaporator medium and then evaporated at the combustion chamber facing surface of the evaporator medium. It thus forms fuel vapor, which then forms an ignitable fuel vapor / air mixture together with the combustion air also fed into the combustion chamber.

Da derartige Verdampferbrenner häufig für Standheizungen und Zuheizer eingesetzt werden, werden sie im Allgemeinen mit dem gleichen Brennstoff betrieben, wie die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Dies wird insbesondere im Einsatz als Zuheizer im Allgemeinen Dieselkraftstoff sein. Um beim Einsatz derartigen Dieselkraftstoffs eine geeignete Abdampfung aus dem porösen Verdampfermedium sicherstellen zu können, ist diesem eine elektrisch betreibbare Heizeinrichtung zugeordnet. Durch Erregen dieser elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung wird das Verdampfermedium an seiner von der Brennkammer abgewandt liegenden Seite erwärmt, so dass zusammen mit dem Verdampfermedium auch der darin unter Kapillarwirkung verteilte Brennstoff, also beispielsweise Dieselkraftstoff, erwärmt wird und ein verbessertes Abdampfverhalten zeigt. Dies ist besonders auch in der Startphase wichtig, da derartige Verdampferbrenner bzw. die diese auf weisende Heizgeräte im Allgemeinen betrieben werden, wenn vergleichsweise niedrige Umgebungstemperaturen vorliegen. Da in diesem Zustand vor dem Start der Verbrennung die verschiedenen Systemkomponenten im Allgemeinen ebenfalls vergleichsweise niedrige Temperaturen aufweisen werden, kann durch Erregen der elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung eine Vorkonditionierung vorgenommen werden, so dass einerseits die Zündung schneller erfolgen kann und andererseits von Anbeginn der Verbrennung an mit geringerem Schadstoffausstoß verbrannt wird.There Such evaporator burner often for parking heaters and heaters are used, they are generally with the operated the same fuel as the internal combustion engine of a vehicle. This is especially when used as a heater in general diesel fuel be. To the use of such diesel fuel suitable Evaporation from the porous To ensure evaporator medium, this is an electrical operable heater assigned. By exciting this electrically operable heater is the evaporator medium at its heated away from the combustion chamber side, so that together with the evaporator medium and the therein under capillary action distributed fuel, so for example diesel fuel, is heated and shows an improved Abdampfverhalten. This is special important also in the starting phase, since such evaporator burner or These are pointing to heating appliances generally operated when comparatively low ambient temperatures available. Because in this state before the start of combustion the different system components generally also comparatively low Temperatures can be, by exciting the electric operable heater made a preconditioning so that on the one hand the ignition faster and on the other hand from the beginning of the combustion is incinerated with less pollutant emissions.

Werden derartige Verdampferbrenner mit einem anderen Brennstoff als Dieselkraftstoff betrieben, also beispielsweise mit Benzin, besteht das Problem, dass das unter Kapillarwirkung in dem Verdampfermedium verteilte Benzin insbesondere bei bereits erfolgter Zündung, also während des normalen Verbrennungsbetnebs, aufgrund seiner Verdampfungscharakteristik zu schnell bzw. zu spontan abdampft, d.h. eine sehr unkontrollierte und nur schwer durch Mengenbemessung zu kontrollierende Abdampfung erfolgt. Insbesondere besteht die Gefahr, dass aufgrund eines zu spontanen Abdampfens des Benzins eine gleichmäßige Verteilung des zunächst noch flüssigen Brennstoffs im porösen Verdampfermedium nicht auftreten wird. Dies und eine zu spontane bzw. unkontrollierte Abdampfung beeinträchtigt das Betriebsverhalten des Verdampferbrenners bzw. des gesamten Heizgeräts und kann insbesondere zu einem erhöhten und nicht akzeptierbaren Schadstoffausstoß führen.Become Such evaporator burner with a different fuel than diesel fuel operated, for example, with gasoline, the problem is that distributed by capillary action in the evaporator medium Gasoline in particular in case of ignition already made, ie during the normal Verbrennungsbetnebs, due to its evaporation characteristics evaporates too quickly or too spontaneously, i. a very uncontrolled and difficult to control by quantitative design evaporation to be controlled he follows. In particular, there is a risk that due to a too spontaneous evaporation of gasoline evenly distributed at first liquid Fuel in the porous Evaporator medium will not occur. This and one too spontaneous or uncontrolled evaporation affects the performance the evaporator burner or the entire heater and can in particular to a increased and unacceptable pollutant emissions.

Die JP 2003-4207A beschreibt einen Verdampferbrenner, bei welchem der zu verdampfende Brennstoff in einer erwärmbaren Verdampfungskammer verdampft wird, bevor er in verdampfter Art und Weise dann in eine Brennkammer eingeleitet wird. An einer die Verdampfungskammer von der Brennkammer trennenden Wandung sind brennkammerseitig Wärmeübertragungsrippen vorgesehen, die in der Brennkammer Wärme aufnehmen und diese in Richtung Verdampfungskammer transportieren. Ferner sind zur Erwärmung und Verdampfung des flüssigen Brennstoffs an einer die Verdampfungskammer begrenzenden Wandung Peltierelemente vorgesehen, die durch entsprechende Erregung Wärme auf diese Wandung und damit auf den damit umschlossenen Brennstoff übertragen.The JP 2003-4207A describes an evaporator burner in which the to be evaporated fuel in a heatable evaporation chamber is evaporated before it evaporates into a Combustion chamber is initiated. At one the evaporation chamber of the combustion chamber separating wall combustion chamber side heat transfer ribs provided, which absorb heat in the combustion chamber and this in the direction Transport evaporating chamber. Furthermore, for heating and Evaporation of the liquid Fuel on a wall bounding the evaporation chamber wall Peltier elements provided by appropriate excitation heat to this Wall and thus transferred to the enclosed fuel.

Aus der DE 42 10 669 A1 ist weiterhin eine Löt- oder Schweißvorrichtung bekannt, bei welcher ein Brennstoffverdampfer einen den flüssigen Brennstoff enthaltenden Verdampferbehälter aufweist. Dieser kann an seiner Außenseite durch eine Mehrzahl von daran festgelegten Peltierelementen geheizt werden, um die Temperatur in einem gewünschten Bereich einzustellen.From the DE 42 10 669 A1 Furthermore, a soldering or welding apparatus is known, in which a fuel evaporator has an evaporator vessel containing the liquid fuel. This may be heated on its outside by a plurality of Peltier elements fixed thereto to adjust the temperature in a desired range.

Ein Verdampferbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 ist aus der DE 35 26 866 C2 bekannt. Eine zu verdampfenden Brennstoffen und Verbrennungsluft aufnehmende Kammer kann vermittels einer diese umgebenden Kühlmediumleitung und des darin zirkulierenden flüssigen Kühlmediums gekühlt werden.An evaporator burner according to the preamble of claim 6 is known from DE 35 26 866 C2 known. A chamber to be evaporated and combustion air receiving chamber can be cooled by means of a surrounding cooling medium line and the circulating liquid cooling medium therein.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdampferbrenner und ein Betriebsverfahren dafür vorzusehen, bei welchen in vereinfachter Art und Weise ein besseres Betriebsverhalten erzielt werden kann.It is the object of the present invention to provide an evaporator burner and an operating method therefor, in which in simplified ter way better performance can be achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Verdampferbrenner, wie er im Anspruch 1 angegeben ist.According to the invention this Task solved by an evaporator burner, as indicated in claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verdampferbrenner wird also als elektrisch betreibbare Temperiereinrichtung zumindest ein Peltier-Element eingesetzt. Derartige Peltier-Elemente weisen die elementare Charakteristik auf, dass sie als Wärmepumpen arbeiten. Das heißt, durch Bestromung eines Peltier-Elements kann dafür gesorgt werden, dass Wärme von einer Seite desselben zur anderen transportiert wird, d.h. an einer Seite gekühlt wird, während die bei der Kühlung abgezogene Wärme dann an der anderen Seite abgegeben wird. Bei Stromrichtungsumkehr kehrt sich auch die Richtung des Wärmetransports um. Die Charakteristik, mit einem derartigen Peltier-Element nicht nur Wärme erzeugen bzw. an einer Oberfläche bereitstellen zu können, wie dies bei einer herkömmlichen elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung der Fall ist, sondern an einer Oberfläche und somit auch einem damit in Kontakt stehenden Bauteil Wärme abzuziehen, nutzt die vorliegende Erfindung dazu, beispielsweise auch betriebszustandsabhängig von dem kritischen Bereich, also beispielsweise dem Verdampfermedium bzw. dem in dieses einzuspeisenden oder bereits eingespeisten flüssigen Brennstoff, Wärme abzuziehen. Die Gefahr einer zu spontanen Abdampfung besteht somit insbesondere auch im Verbrennungsbetrieb nicht, in dem aufgrund der ablaufenden Verbrennung vergleichsweise hohe Temperaturen vorliegen. Vielmehr sorgt die unter Einsatz eines Peltier-Elements mögliche Kühlung dafür, dass der zunächst noch flüssige Brennstoff, also beispielsweise das hinsichtlich der Abdampfungscharakteristik grundsätzlich kritische Benzin, sich im Verdampfermedium gleichmäßig verteilt und dann kontrolliert in die Brennkammer abgegeben wird. Weiterhin eröffnet der Einsatz eines derartigen Peltier-Elements die Möglichkeit, die an einer Seite, also beispielsweise von dem Verdampfermedium, abgezogene Wärme auf die in die Brennkammer einzuspeisende Luft zu übertragen, so dass diese bereits vorerwärmt in die Brennkammer eintritt und bei der dann erfolgenden Durchmischung mit dem bereits abgedampften Brennstoff eine Verbrennung mit vermindertem Schadstoffausstoß ermöglicht.at the evaporator burner according to the invention So is at least as electrically operable temperature control a Peltier element used. Such Peltier elements have the elementary characteristic that they work as heat pumps. This means, by energizing a Peltier element can do that be taken care of that heat is transported from one side of the same to the other, i. at one side cooled is while the in cooling withdrawn heat then handed over to the other side. At current reversal The direction of the heat transport also reverses. The characteristic with such a Peltier element not just heat generate or on a surface to be able to provide as with a conventional one electrically operable heater is the case, but to a surface and thus also deducting heat from a component in contact therewith, uses the present invention to, for example, also operating state dependent of the critical area, so for example the evaporator medium or the liquid fuel to be fed into or already fed in, To remove heat. The risk of spontaneous evaporation thus exists in particular also in combustion mode, in which due to the expiring Combustion comparatively high temperatures are present. Much more The possible using a Peltier element cooling ensures that the first still liquid Fuel, so for example, in terms of Abdampfungscharakteristik in principle critical gasoline, evenly distributed in the evaporator medium and then controlled into the combustion chamber is discharged. Farther open the use of such a Peltier element the possibility the on one side, so for example, from the evaporator medium withdrawn Heat up to transfer the air to be fed into the combustion chamber, so that they already preheated entering the combustion chamber and then taking place mixing with the already evaporated fuel combustion with reduced Pollutant emissions enabled.

Weiterhin ermöglicht der Einsatz eines Peltier-Elements, wie vorangehend beschrieben, durch definierte Ansteuerung desselben, selbstverständlich auch das Heizen des Verdampfermediums bzw. des abzudampfenden Brennstoffs, was beispielsweise vor dem Start bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen von großem Vorteil ist, da durch diese Vorwärmung eine kürzere Startphase erlangt werden kann und während der Startphase bzw. am Beginn der Zündung bereits mit vermindertem Schadstoffausstoß verbrannt wird.Farther allows the use of a Peltier element, as described above, by defined control of the same, of course, too the heating of the evaporator medium or of the fuel to be evaporated, for example, before starting at comparatively low ambient temperatures of great Advantage is because of this preheating a shorter one Starting phase can be obtained and during the start phase or at the beginning the ignition already being burned with reduced pollutant emissions.

Der erfindungsgemäße Verdampferbrenner ist derart aufgebaut, dass ein Brennkammergehäuse mit einer Wärmeübertragungswandung vorgesehen ist, dass an einer der Brennkammer zugewandten Seite der Wärmeüber tragungswandung das Verdampfermedium vorgesehen ist und dass in demjenigen Bereich, in dem das Verdampfermedium vorgesehen ist, an einer von der Brennkammer abgewandten Seite der Wärmeübertragungswandung das wenigstens eine Temperierelement vorgesehen ist. Um die in dem wenigstens einen Temperierelement transportierte Wärme möglichst effizient abgeben zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Temperierelement an seiner von der Wärmeübertragungswandung abgewandten Seite eine Wärmeübertragungsflächenformation aufweist. Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsflächenformation rippenartig ausgebildet ist.Of the inventive evaporator burner constructed such that a combustion chamber housing with a heat transfer wall is provided that on one of the combustion chamber side facing the heat transmission wall the evaporator medium is provided and that in that area, in which the evaporator medium is provided at one of the combustion chamber opposite side of the heat transfer wall the at least one tempering is provided. To those in the at least one tempering transported heat as possible to deliver efficiently, is further proposed that the at least one tempering at its from the heat transfer wall opposite side of a heat transfer surface formation having. Here, for example, be provided that the heat transfer surface formation is formed rib-like.

Insbesondere wird die Verbrennungscharakteristik auch hinsichtlich des Schadstoffausstoßes bei dem erfindungsgemäßen Einsatz eines oder mehrerer Peltier-Elemente dadurch verbessert werden, dass das wenigstens eine Temperierelement an einer von der Wärmeübertragungswandung abgewandten Seite in Wärmeübertragungswechselwirkung mit in die Brennkammer einzuspeisender Luft bringbar ist. Auf diese Art und Weise kann die in die Brennkammer einzuleitende und zusammen mit einem Brennstoffdampf zu verbrennende Luft bereits vorerwärmt werden, wenn das Peltier-Element so betrieben wird, dass es Wärme aus dem Bereich der Brennkammer, also beispielsweise dem Bereich des Verdampfermediums, abzieht.Especially the combustion characteristics also in terms of pollutant emissions in the use according to the invention one or more Peltier elements can be improved by the at least one tempering element at one of the heat transfer wall opposite side in heat transfer interaction with air to be fed into the combustion chamber can be brought. To this Way, which can be introduced into the combustion chamber and together be already preheated with a fuel vapor to be burned air when the Peltier element is operated to heat it out the area of the combustion chamber, so for example the area of Evaporator medium, subtracts.

Um die Umströmung des wenigstens einen Temperierelements mit der in die Brennkammer einzuspeisenden Luft möglichst effizient zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Temperierelement mit seiner von der Wärmeübertragungswandung abgewandten Seite oder/und mit der Wärmeübertragungsflächenformation in einen Luftführungsraum ragt.Around the flow around the at least one tempering with the in the combustion chamber air to be fed in as much as possible efficient, it is proposed that at least a tempering with its remote from the heat transfer wall Side and / or with the heat transfer surface formation in an air guidance room protrudes.

Da Peltier-Elemente im Allgemeinen als ebene, flächige Bauteile ausgestaltet sind, kann gemäß einer weiteren hinsichtlich des Zusammenfügens vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen sein, dass das Brennkammergehäuse topfartig ausgebildet ist mit einer Umfangswandung und einer Bodenwandung und dass die Bodenwandung wenigstens einen Teil der Wärmeübertragungswandung bildet.There Peltier elements generally designed as a flat, planar components can, according to one further advantageous in terms of joining embodiment be provided that the combustion chamber housing is pot-shaped with a peripheral wall and a bottom wall and that the bottom wall at least part of the heat transfer wall forms.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird insbesondere beim Einsatz von Benzin als Brennstoff die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch einen Verdampferbrenner, umfassend ein Verdampfermedium zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer, eine Zündheizeinrichtung zum Zünden von in der Brennkammer vorhandenem Brennstoffdampf/Luft-Gemisch sowie eine Kühleinrichtung mit wenigstens einem Kühlelement zum Kühlen des in die Brennkammer einzuspeisenden Brennstoffs oder/und des Verdampfermediums.According to another aspect of the present invention, in particular when using gasoline as fuel, the aforementioned Problem solved by an evaporator burner, comprising an evaporator medium for feeding fuel into a combustion chamber, a Zündheizeinrichtung for igniting present in the combustion chamber fuel vapor / air mixture and a cooling device with at least one cooling element for cooling the fuel to be fed into the combustion chamber and / or evaporative medium.

Auch hier ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Kühlelement ein Peltier-Element umfasst.Also It is provided here that the at least one cooling element comprises a Peltier element.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners vorgeschlagen, bei welchem Verfahren vorgesehen ist, dass vor oder/und während einer Zünd/Startphase des Verdampferbrenners wenigstens ein Peltier-Element derart betrieben wird, dass der in die Brennkammer einzuspeisende Brennstoff oder/und das Verdampfermedium erwärmt wird und dass bei oder/und nach erfolgter Zündung wenigstens ein Peltier-Element derart betrieben wird, dass der in die Brennkammer einzuspeisende Brennstoff oder/und das Verdampfermedium gekühlt wird.According to one Another aspect of the present invention is a method for Operating an evaporator burner proposed in which method is provided that before and / or during an ignition / starting phase operated at least one Peltier element of the evaporator burner is that the fuel to be fed into the combustion chamber and / or the evaporator medium is heated and that at or / and after ignition at least one Peltier element is operated such that the fed into the combustion chamber Fuel and / or the evaporator medium is cooled.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Figur anhand einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines bei einem Fahrzeugheizgerät einzusetzenden Verdampferbrenners beschrieben.The The present invention will be described below with reference to the attached Figure based on a preferred embodiment of a at vehicle heater to be used evaporator burner described.

In der Figur ist ein allgemein mit 10 bezeichnetes Heizgerät mit seinen wesentlichen Bestandteilen dargestellt. Dieses Heizgerät 10 umfasst einen Verdampferbrenner 12, welchem über einen Luftzuführbereich 14 die zur Verbrennung erforderliche Luft zugeführt wird. Die bei der Verbrennung erzeugte Wärme wird durch einen allgemein mit 14 bezeichneten Wärmetauscher dann auf ein zu erwärmendes Medium, also beispielsweise Luft oder Wasser, übertragen. Von diesem Wärmetauscher 14 ist nur ein inneres topfartiges Gehäuseteil 16 gezeigt, das zusammen mit einem nicht dargestellten und dieses außen umgebenden ebenfalls topfartigen Gehäuseteil einen Strömungsraum für das zu erwärmende Medium begrenzt.In the figure is a generally with 10 designated heater shown with its essential components. This heater 10 includes an evaporator burner 12 which via an air supply area 14 the air required for combustion is supplied. The heat generated during combustion is by a generally with 14 designated heat exchanger then transferred to a medium to be heated, so for example air or water. From this heat exchanger 14 is only an inner pot-like housing part 16 shown, which limits a flow space for the medium to be heated, together with a non-illustrated and surrounding this outside pot-like housing part.

Der Verdampferbrenner 12 selbst umfasst ein allgemein mit 18 bezeichnetes Brennkammergehäuse, das eine grundsätzlich topfartige Struktur aufweist. Im dargestellten Beispiel sind eine Umfangswandung 20 und ein Bodenbereich 22 des Brennkammergehäuses 18 als separate Bauteile ausgebildet und miteinander zum Bereitstellen der topfartigen Struktur verbunden. Die Umfangswandung 20 ist weiterhin mit einem Flammrohr 24 verbunden, in welches die eine mit der Umfangswandung 20 integral ausgestaltete Flammblende 26 durchströmende Verbrennungsabgase eintreten, darin auf das Gehäuseteil 16 des Wärmetauschers 14 zu strömen und dann entlang eines zwischen dem Flammrohr 24 und dem Gehäuseteil 16 gebildeten Rückströmungsraums 26 in Richtung zu einem Verbrennungsabgasauslass 28 strömen, wie durch Pfeile P1 angedeutet.The evaporator burner 12 itself includes a general with 18 designated combustion chamber housing having a basically pot-like structure. In the example shown are a peripheral wall 20 and a floor area 22 of the combustion chamber housing 18 formed as separate components and connected to each other to provide the cup-like structure. The peripheral wall 20 is still with a flame tube 24 connected, in which the one with the peripheral wall 20 integrally designed flame cover 26 passing through combustion exhaust gases, therein on the housing part 16 of the heat exchanger 14 to flow and then along one between the fire tube 24 and the housing part 16 formed Rückströmungsraums 26 towards a combustion exhaust outlet 28 flow, as indicated by arrows P 1 .

Ebenso wie das Gehäuseteil 16 bzw. gesamte der Wärmetauscher 14 ist der Verdampferbrenner 12 bzw. das Brennkammergehäuse 18 desselben an einem plattenartigen Trägerbauteil 30 getragen, wobei insbesondere zum Erlangen der erforderlichen Dichtigkeit zwischen dem Gehäusebauteil 16 und diesem Trägerbauteil 30 ein Dichtungselement 32 vorgesehen sein kann. Dieses Trägerbauteil 30 begrenzt zusammen mit einem weiteren Gehäuseteil 34 auch einen Luftströmungsraum 36, welchen die in einer Brennkammer 38 zu verbrennende Luft unter der Förderwirkung eines nicht dargestellten Gebläses wie durch Pfeile P2 angedeutet durchströmt. Zwischen dem Außenumfangsbereich der Umfangswandung 20 bzw. des Bodenbereits 22 des Brennkammergehäuses 18 und einem axialen Endbereich des Flammrohrs 24 ist ein ringartiger Strömungsraum 40 gebildet, in welchen die im Luftströmungsraum 36 strömende Luft eintritt und dann über in der Umfangswandung 20 gebildete Öffnungen 42 in die Brennkammer 38 gelangt.As well as the housing part 16 or entire of the heat exchanger 14 is the evaporator burner 12 or the combustion chamber housing 18 the same on a plate-like support member 30 supported, in particular for obtaining the required tightness between the housing component 16 and this carrier component 30 a sealing element 32 can be provided. This carrier component 30 limited together with another housing part 34 also an airflow space 36 which are in a combustion chamber 38 to be burned air flows through the conveying action of a blower, not shown, as indicated by arrows P 2 . Between the outer peripheral region of the peripheral wall 20 or the soil 22 of the combustion chamber housing 18 and an axial end portion of the flame tube 24 is a ring-like flow space 40 formed in which the in the air flow space 36 flowing air enters and then over in the peripheral wall 20 formed openings 42 into the combustion chamber 38 arrives.

Im zentralen Bereich des Bodenbereichs 22 des Brennkammergehäuses 18 mündet eine Brennstoffzuführleitung 44 ein. Durch diese wird flüssiger Brennstoff, beispielsweise Benzin, in Richtung zur Brennkammer 38 gefördert. Die Innenseite des Bodenbereichs 22 des Brennkammergehäuses 18 ist mit einem hier zweilagig ausgestalteten porösen Verdampfermedium 46 belegt. An der von der Brennkammer 38 abgewandten Seite nimmt dieses Verdampfermedium 46 den flüssigen Brennstoff auf und transportiert diesen unter Kapillarwirkung auch in seine äußersten Randbereiche. Um hier eine verbesserte Verteilungswirkung zu erlangen, kann zwischen den beiden Lagen des porösen Verdampfermediums in demjenigen Bereich, der den Einmündungsbereich der Brennstoffzuführleitung 44 überdeckt, ein plattenartiges Verteilungselement 48 angeordnet sein, welches dafür sorgt, dass der dort in das poröse Verdampfermedium 46 eintretende Brennstoff nicht geradlinig zu der der Brennkammer 38 zugewandten Seite des porösen Verdampfermediums 46 strömen kann, sondern zunächst radial abgelenkt werden muss.In the central area of the floor area 22 of the combustion chamber housing 18 opens a fuel supply 44 one. Through this, liquid fuel, such as gasoline, towards the combustion chamber 38 promoted. The inside of the floor area 22 of the combustion chamber housing 18 is with a here designed in two layers porous evaporator medium 46 busy. At the of the combustion chamber 38 opposite side takes this evaporator medium 46 the liquid fuel and transports this under capillary action in its outermost edge areas. In order to obtain an improved distribution effect here, it is possible between the two layers of the porous evaporator medium in the region which the confluence area of the fuel supply line 44 covered, a plate-like distribution element 48 be arranged, which ensures that there in the porous evaporator medium 46 entering fuel is not straight to the combustion chamber 38 facing side of the porous evaporator medium 46 can flow, but must first be deflected radially.

Am Bodenbereich des Brennkammergehäuses 18 ist weiterhin ein Zündelement 50 vorgesehen, das sich über das poröse Verdampfermedium 46 hinweg in die Brennkammer 38 hinein erstreckt. Dieses beispielsweise als Glühzündstift ausgestaltete Zündelement 50 dient dazu, durch Erzeugung lokaler Bereiche mit hoher Temperatur das in der Brennkammer 38 vorhandene Brennstoffdampf/Luft-Gemisch zu zünden und somit den Verdampferbrenner 12 zu starten.At the bottom of the combustion chamber housing 18 is still an ignition element 50 provided, which is about the porous evaporator medium 46 into the combustion chamber 38 extends into it. This designed for example as Glühzündstift ignition element 50 serves to create local high temperature areas in the combustion chamber 38 ignite existing fuel vapor / air mixture and thus the evaporator burner 12 to start.

Es ist weiterhin eine allgemein mit 52 bezeichnete Temperiereinrichtung vorgesehen. Diese umfasst im dargestellten Beispiel mehrere an dem Bodenwandungsbereich 22 des Brennkammergehäuses 18 vorgesehene Peltier-Elemente 54. Hierzu kann beispielsweise in Zuordnung zu jedem Peltier-Element 54 am Bodenwandungsbereich 22 an der von der Brennkammer 38 abgewandten Seite desselben eine Einsenkung vorgesehen sein, so dass dort die Materialstärke des Bodenwandungsbereichs zur verbesserten Wärmeübertragung gemindert ist. In Zuordnung zu diesen Einsenkungen, die beispielsweise auch in Form einer ringartig umlaufenden Einsenkung am Bodenwandungsbereich 22 bereitgestellt sein können, sind in dem Trägerelement 30 entsprechende Aussparungen vorgesehen, so dass die Peltier-Elemente 54 grundsätzlich mit ihrer von der Brennkammer 38 und somit auch dem Bodenwandungsbereich 22 abgewandt liegenden Seite zum Luftströmungsraum 36 hin frei liegen. An dieser Seite sind die Peltier-Elemente 54 auch mit Rippen versehen, so dass ein besserer Wärmeübertragungskontakt zwischen den Peltier-Elementen 54 bzw. der Temperiereinrichtung 52 und der im Luftströmungsraum 36 strömenden Luft erlangt werden kann.It is still a common with 52 designated tempering provided. In the example shown, this comprises several at the bottom wall area 22 of the combustion chamber housing 18 provided Peltier elements 54 , For this purpose, for example, in association with each Peltier element 54 at the bottom wall area 22 at the of the combustion chamber 38 a side facing away from the same be provided, so that there the material thickness of the bottom wall portion is reduced for improved heat transfer. In association with these depressions, for example, in the form of an annular circumferential depression on the bottom wall area 22 can be provided are in the carrier element 30 provided corresponding recesses, so that the Peltier elements 54 basically with their from the combustion chamber 38 and thus also the bottom wall area 22 facing away from the air flow space 36 lying down. On this page are the Peltier elements 54 also ribbed, allowing a better heat transfer contact between the Peltier elements 54 or the temperature control 52 and the one in the airflow space 36 flowing air can be obtained.

Je nach Bestromungsrichtung können die Peltier-Elemente 54 derart betrieben werden, dass sie Wärme von der den Bodenwandungsbereich 22 zugewandten Seite zu der vom Bodenwandungsbereich 22 abgewandten und dem Luftströmungsraum 36 zugewandten Seite transportieren, oder umgekehrt. Im ersten Falle wird also der mit den Peltier-Elementen 54 in Kontakt stehende Bereich des Bodenwandungsbereichs 22 gekühlt, und die dort abgezogene Wärme wird über die Rippen 56 an die im Luftströmungsraum 36 strömende Luft abgegeben. Dadurch wird erlangt, dass zusammen mit dem Bodenwandungsbereich 22 auch das damit in Kontakt stehende poröse Verdampfermedium 36 bzw. der in diesem vorhandene flüssige Brennstoff gekühlt werden bzw. Wärme von dort abgezogen wird. Dies ist insbesondere bei Einsatz von Benzin als Brennstoff vorteilhaft, da Benzin vergleichsweise leicht abdampft und die bei der Verbrennung in der Brennkammer 38 vorhandenen hohen Temperaturen zu spontanem, unkontrolliertem Abdampfen des Benzins aus dem porösen Verdampfermedium 46 führen könnten. Durch das gezielte Kühlen kann jedoch sichergestellt werden, dass die Abdampfung nur in demjenigen Ausmaß erfolgt, das für die korrekte Verbrennung auch erforderlich ist. Gleichzeitig wird die durch diese Kühlung aus dem Bereich des porösen Verdampfermediums 46 abgezogene Wärme auf die im Luftströmungsraum 36 und im Strömungsraum 40 strömende und dann in die Brennkammer 38 eingeleitete Luft übertragen, so dass diese bereits vorgewärmt ist und bei Durchmischung mit dem dann bereits abgedampften Brennstoffdampf zu einer schadstoffreduzierten Verbrennung beiträgt.Depending on the energization direction, the Peltier elements can 54 be operated so that they heat from the bottom wall area 22 facing side to that of the bottom wall area 22 remote and the air flow space 36 transport facing side, or vice versa. In the first case, therefore, the one with the Peltier elements 54 in contact area of the bottom wall area 22 cooled, and the heat removed there is over the ribs 56 to the in the air flow space 36 discharged streaming air. This achieves that, together with the bottom wall area 22 also the porous evaporator medium in contact therewith 36 or be cooled in this existing liquid fuel or heat is removed from there. This is particularly advantageous when using gasoline as a fuel, since gas evaporates comparatively easily and when burning in the combustion chamber 38 existing high temperatures spontaneous, uncontrolled evaporation of gasoline from the porous evaporator medium 46 could lead. However, the targeted cooling can ensure that the evaporation takes place only to the extent that is required for the correct combustion. At the same time, the cooling caused by this from the region of the porous evaporator medium 46 extracted heat on the in the air flow space 36 and in the flow space 40 flowing and then into the combustion chamber 38 transferred air transferred so that it is already preheated and contributes to a pollutant-reduced combustion when mixed with the then already evaporated fuel vapor.

In der Startphase des Verdampferbrenners 12, also in einem Zustand, in dem die verschiedenen Systembereiche desselben noch vergleichsweise niedrige Temperaturen aufweisen, können die Peltier-Elemente so betrieben werden, dass sie das Brennkammergehäuse 18 bzw. den Bodenwandungsbereich 22 und somit auch das poröse Verdampfermedium 46 vorwärmen. Es wird somit der Verdampferbrenner 12 in einen Zustand gebracht, bei dem dann, wenn der flüssige Brennstoff über die Brennstoffzuführleitung 44 eingeleitet wird, aufgrund der bereits etwas angehobenen Temperaturen eine verbesserte Brennstoffabdampfung erfolgt und somit auch in der Startphase bzw. beim Zünden ein geringerer Schadstoffausstoß vorliegt. Ist die Zündung dann erfolgt, so sorgt die Verbrennungswärme, wie vorangehend bereits angesprochen, sehr rasch für eine Erwärmung der verschiedenen Systembereiche, so dass dann beispielsweise die Peltier-Elemente 54 umgeschaltet bzw. entsprechend anders angesteuert werden können, um die vorangehend angesprochene Kühlwirkung zu erlangen.In the starting phase of the evaporator burner 12 , So in a state in which the different system areas of the same still have comparatively low temperatures, the Peltier elements can be operated so that they the combustion chamber housing 18 or the bottom wall area 22 and thus also the porous evaporator medium 46 Preheat. It is thus the evaporator burner 12 brought into a state in which, when the liquid fuel through the Brennstoffzuführleitung 44 initiated, due to the already slightly elevated temperatures an improved fuel evaporation takes place and thus there is a lower pollutant emissions in the starting phase or when igniting. If ignition then takes place, then the heat of combustion, as already mentioned above, very quickly heats up the various system areas, so that then, for example, the Peltier elements 54 can be switched over or controlled in accordance with different, in order to obtain the above-mentioned cooling effect.

Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem vergleichsweise schlecht verdampfenden Brennstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, ist es grundsätzlich möglich, die Peltier-Elemente 54 auch während der normalen Verbrennung als Heizelemente zu betreiben, so dass im Bereich des Brennkammergehäuses 18 nicht Wärme entzogen wird, sondern zugeführt wird. Es ergibt sich somit bei sehr einfachem Aufbau der Vorteil, dass der erfindungsgemäße Verdampferbrenner 12 für eine Vielzahl verschiedener Brennstoffarten eingesetzt werden kann, ohne hierfür spezielle konstruktive Anpassungsmaßnahmen vornehmen zu müssen. Die Berücksichtigung der Brennstoffart kann durch die daran angepasste Art und Weise der Ansteuerung der Temperiereinrichtung 52 erfolgen.When using the arrangement according to the invention with a comparatively poorly evaporating fuel, for example diesel fuel, it is fundamentally possible to use the Peltier elements 54 also operate as heating elements during normal combustion, so that in the area of the combustion chamber housing 18 heat is not extracted, but is supplied. This results in a very simple structure of the advantage that the inventive evaporator burner 12 can be used for a variety of different types of fuel, without having to make special design adjustments. The consideration of the type of fuel can by the adapted thereto manner of controlling the tempering 52 respectively.

Claims (7)

Verdampferbrenner, umfassend: – ein Verdampfermedium (46) zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer (38), – eine Zündheizeinrichtung (50) zum Zünden von in der Brennkammer (38) vorhandenem Brennstoffdampf/Luft-Gemisch, – eine Temperiereinrichtung (52) mit wenigstens einem Temperierelement (54) zum thermischen Beeinflussen des in die Brennkammer (38) einzuspeisenden Brennstoffs oder/und des Verdampfermediums (46) und der in die Brennkammer (38) einzuspeisenden Luft, wobei ein Brennkammergehäuse (18) mit einer Wärmeübertragungswandung (22) vorgesehen ist, an einer der Brennkammer (38) zugewandten Seite der Wärmeübertragungswandung (22) das Verdampfermedium (46) vorgesehen ist und in demjenigen Bereich, in dem das Verdampfermedium (46) vorgesehen ist, an einer von der Brennkammer (38) abgewandten Seite der Wärmeübertragungswandung (22) das wenigstens eine Temperierelement (54) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Temperierelement (54) ein Peltier-Element umfasst, und dass das wenigstens eine Temperierelement (54) an einer von der Wärmeübertragungswandung (22) abgewandten Seite in Wärmeübertragungswechselwirkung mit in die Brennkammer (38) einzuspeisender Luft bringbar ist.An evaporator burner, comprising: - an evaporator medium ( 46 ) for feeding fuel into a combustion chamber ( 38 ), - an ignition heater ( 50 ) for igniting in the combustion chamber ( 38 ) existing fuel vapor / air mixture, - a tempering device ( 52 ) with at least one tempering element ( 54 ) for thermally influencing the combustion chamber ( 38 ) to be fed fuel and / or the evaporator medium ( 46 ) and into the combustion chamber ( 38 ) air to be fed in, wherein a combustion chamber housing ( 18 ) with a heat transfer wall ( 22 ) is provided at one of the combustion chamber ( 38 ) facing side of the heat transfer wall ( 22 ) the evaporator medium ( 46 ) and in the region in which the evaporator medium ( 46 ) is provided at one of the combustion chamber ( 38 ) facing away from the heat transfer wall ( 22 ) the at least one tempering element ( 54 ), characterized in that the at least one tempering element ( 54 ) comprises a Peltier element, and that the at least one tempering element ( 54 ) at one of the heat transfer wall ( 22 ) facing away in heat transfer interaction with the combustion chamber ( 38 ) to be fed air can be brought. Verdampferbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Temperierelement (54) an seiner von der Wärmeübertragungswandung (22) abgewandten Seite eine Wärmeübertragungsflächenformation (56) aufweist.Evaporator burner according to claim 1, characterized in that the at least one tempering element ( 54 ) at its from the heat transfer wall ( 22 ) side facing away from a heat transfer surface formation ( 56 ) having. Verdampferbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflächenformation (56) rippenartig ausgebildet ist.Evaporator burner according to claim 2, characterized in that the heat transfer surface formation ( 56 ) is formed like a rib. Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Temperierelement (54) mit seiner von der Wärmeübertragungswandung (22) abgewandten Seite oder/und mit der Wärmeübertragungsflächenformation (56) in einen Luftführungsraum (36) ragt.Evaporator burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one tempering ( 54 ) with its from the heat transfer wall ( 22 ) and / or with the heat transfer surface formation ( 56 ) in an air guidance space ( 36 protrudes. Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennkammergehäuse (18) topfartig ausgebildet ist mit einer Umfangswandung (20) und einer Bodenwandung (22) und dass die Bodenwandung (22) wenigstens einen Teil der Wärmeübertragungswandung (22) bildet.Evaporator burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the combustion chamber housing ( 18 ) pot-shaped with a peripheral wall ( 20 ) and a bottom wall ( 22 ) and that the bottom wall ( 22 ) at least a part of the heat transfer wall ( 22 ). Verdampferbrenner, umfassend: – ein Verdampfermedium (46) zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer (38), – eine Zündheizeinrichtung (50) zum Zünden von in der Brennkammer (38) vorhandenem Brennstoffdampf/Luft-Gemisch, – eine Kühleinrichtung (52) mit wenigstens einem Kühlelement (54) zum Kühlen des in die Brennkammer (38) einzuspeisenden Brennstoffs oder/und des Verdampfermediums (46), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlelement (54) ein Peltier-Element (54) umfasst.An evaporator burner, comprising: - an evaporator medium ( 46 ) for feeding fuel into a combustion chamber ( 38 ), - an ignition heater ( 50 ) for igniting in the combustion chamber ( 38 ) existing fuel vapor / air mixture, - a cooling device ( 52 ) with at least one cooling element ( 54 ) for cooling the into the combustion chamber ( 38 ) to be fed fuel and / or the evaporator medium ( 46 ), characterized in that the at least one cooling element ( 54 ) a Peltier element ( 54 ). Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder/und während einer Zünd/Startphase des Verdampferbrenners (12) wenigstens ein Peltier-Element (54) derart betrieben wird, dass der in die Brennkammer (38) einzuspeisende Brennstoff oder/und das Verdampfermedium (46) erwärmt wird und dass bei oder/und nach erfolgter Zündung wenigstens ein Pettier-Element (54) derart betrieben wird, dass der in die Brennkammer einzuspeisende Brennstoff (38) oder/und das Verdampfermedium (46) gekühlt wird.Method for operating an evaporator burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that before and / or during an ignition / start phase of the evaporator burner ( 12 ) at least one Peltier element ( 54 ) is operated in such a way that in the combustion chamber ( 38 ) to be fed fuel and / or the evaporator medium ( 46 ) is heated and that at and / or after ignition at least one Pettier element ( 54 ) is operated such that the fuel to be fed into the combustion chamber ( 38 ) and / or the evaporator medium ( 46 ) is cooled.
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