DE19523418C2 - Vorrichtung zur Zufuhr und Zündung von Benzin - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr und Zün­ dung von insbesondere Benzin als Brennstoff für einen Ver­ dampfungsbrenner eines Heizgerätes, insbesondere eines Fahr­ zeugheizgerätes, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 4,623,310 bekannt, bei der aus einem porösen Körper ver­ dampfter und mit Verbrennungsluft vermischter Brennstoff nach einer Initialzündung durch eine Stiftglühkerze in einer Brennkammer des Heizgeräts verbrannt wird. Beim bekannten Verdampfungsbrenner ist die Stiftglühkerze in einem von ei­ ner Brennkammer isoliert angebrachten Stutzen gelagert und radial von einem porösen rohrförmigen Körper umschlossen. Dieser Körper ragt über das freie Ende der Stiftglühkerze hinaus in die Brennkammer, wobei dem Körper an dem Ende, das dem freien Ende der Stiftglühkerze entgegengesetzt ist, Brennstoff radial zugeführt wird.

Weitere Verdampfungsbrenner sind aus der JP 60153477 A und der JP 61134523 A bekannt.

Aus der DE 37 08 745 C1 ist eine weitere Vorrichtung be­ kannt, bei der die Zuführung der Verbrennungsluft relativ kompliziert gestaltet ist, da die Verbrennungsluft dem die Glühelektrode umgebenden porösen Körper von dem gleichen En­ de zugegeben wird wie der erforderliche Brennstoff.

Hier eine Verbesserung zu schaffen sowie insgesamt eine kon­ struktiv einfache und funktionssichere Ausbildung der gat­ tungsgemäßen Vorrichtung zu realisieren, ist das Problem, mit dem sich die Erfindung beschäftigt.

Eine Lösung für dieses Problem zeigt eine Ausführung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 auf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, den porösen Körper zusammen mit der von diesem eingeschlossenen Stiftglühkerze in einem gemeinsamen Stutzen zu lagern und diesen Stutzen in einer Öffnung einer Heizgerätewand zu fixieren, die gegen­ über dem Boden einer rohrförmigen Brennkammer isoliert ist. Für die Zuleitung der Verbrennungsluft an den porösen Körper soll insbesondere keine komplizierte Zuleitung benötigt wer­ den. Diese Zuleitung soll vielmehr durch einen in eine In­ nenwand des Heizgerätes offen eingeformten Kanal gebildet werden, der in die Öffnung für das Aufnahmeteil des porösen Körpers mündet. Zu einer Luftzuführung geschlossen werden soll dieser Kanal durch eine an seine offene Seite angelegte Wand der Brennkammer des Heizgerätes. Die Brennstoffzufuhr in den porösen Körper soll an einer mit Abstand von der Brennraumkammer gelegenen Stelle erfolgen, damit dort eine ein sofortiges Verdampfen des zugeführten Brennstoffes be­ wirkende zu hohe Temperatur an dieser Stelle vermieden wer­ den kann.

Durch eine erfindungsgemäß vorgeschlagene räumlich getrennte Zuführung des Brennstoffes und der Verbrennungsluft an ent­ gegengesetzten Enden des porösen rohrförmigen Körpers soll eine von einströmender Verbrennungsluft ungestörte Brenn­ stoffspeicherung und -verteilung innerhalb des porösen Kör­ pers erreicht werden. Eine solche gleichmäßige Verteilung bzw. Speicherung von Brennstoff in einem größeren Bereich des porösen rohrförmigen Körpers gleicht Unregelmäßigkeiten bei der Brennstoffzufuhr aus. Bei diesen Unregelmäßigkeiten handelt es sich insbesondere um die Auswirkungen einer in der Regel pulsierend erfolgenden Brennstoffzuführung, die sich nachteilig auf die Zündung und Verbrennung des dem Brenner zugeführten Brennstoffes auswirkt.

Bei dem Brennstoff für die erfindungsgemäße Vorrichtung han­ delt es sich bevorzugt um Benzin, das im Vergleich zu Die­ selöl erheblich leichter verdampft. Durch die leichtere Ver­ dampfbarkeit kann Benzin beispielsweise nicht, wie dies bei Dieselöl in der Regel der Fall ist, direkt einem in der Brennkammer gelegenen porösen Brennstoff-Verteilungskörper zugeführt werden. Denn innerhalb der Brennkammer herrschen derart hohe Temperaturen bei Betrieb des Brenners, dass eine für eine günstige Brennstoffverbrennung erforderliche groß­ flächige Verteilung des zugeführten Brennstoffs, bevor die­ ser vollständig verdampft ist, nicht möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein anflanschbares Bodenteil eines Heizgerätes mit angedeuteter Brennkammer,

Fig. 2 eine Ansicht nach dem Pfeil II auf das an­ flanschbare Bodenteil nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeils III auf das Bodenteil nach Fig. 1.

Das Bodenteil 1 wird an einem in der Zeichnung nicht darge­ stellten topfförmigen Gehäuseteil des Heizgerätes an­ geflanscht. In diesem topfförmigen Gehäuseteil ist die ei­ gentliche als Topf ausgebildete rohrförmige Brennkammer 10 des Heizgerätes untergebracht, deren Boden ringförmig mit einer zentralen Öffnung ausgeführt ist und an einer flachen Wand 2 des Bodenteiles 1 anliegt.

Durch den in Fig. 2 gezeigten Kanal 3, der bei fertig mon­ tiertem Heizgerät durch den ringförmigen Boden der Brennkam­ mer 1.0 verschlossen ist, gelangt die zum Betrieb des Bren­ ners benötigte Verbrennungsluft in die Brennkammer 10.

Die Zündung des in den Brenner eingeführten Brennstoffes er­ folgt über eine Stiftglühkerze 4, die von einem in das Bo­ denteil 1 eingesetzten Stutzen 5 aufgenommen ist.

In dem Stutzen 5 ist die Stiftglühkerze 4 radial umschlie­ ßend ein poröser rohrförmiger Körper 6 eingespannt gelagert. Dieser Körper kann beispielsweise aus einem Metallvlies be­ stehen. Das dem freien Ende der Stiftglühkerze 4 zugewandte Ende des porösen Körpers 6 ragt achsparallel in eine seitli­ che Tasche 13 der Brennkammer 10.

Zwischen dem Brennkammerboden und dem Bodenteil 1 befindet sich bei montiertem Heizgerät eine wärmeisolierende Zwi­ schenscheibe. Diese wärmeisolierende Zwischenscheibe verhin­ dert einen direkten Wärmefluß von der Brennkammer in den Stutzen 5. Dadurch wird der Stutzen 5 auf einer gegenüber den Brennkammerwänden erheblich niedrigeren Temperatur ge­ halten. Dies ist für die Funktion der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung sehr wichtig, um ein Zünden von beispiels­ weise Benzin als zugeführtem Brennstoff direkt an der Ein­ trittsstelle in den porösen Körper 6 zu verhindern. Die Zu­ leitung des Brennstoffes erfolgt im Bereich des Fußes der Stiftglühkerze 6 über eine radial in den Stutzen 5 führende Zuleitung 7. Durch diese Lage der Zuleitung 7 tritt der Brennstoff an einer relativ weit von der Eintrittstelle des porösen Körpers in die Tasche 13 der Brennkammer 10 entfern­ ten Stelle in den porösen Körper 6 ein. Durch eine dort re­ lativ niedrige Temperatur kann der zugeführte Brennstoff im Einleitungsbereich ohne unmittelbar zu verdampfen, sich um­ fangsmäßig in einem axial relativ großen Bereich des porösen Körpers 6 verteilen. Auf einer relativ niedrigen Temperatur wird die Eintrittsstelle für das Benzin durch eine in den Bereich des anderen Endes des porösen Körpers 6 gelegte Zu­ trittsstelle für die zuzuführende Verbrennungsluft gehalten. Für die Zufuhr der Verbrennungsluft ist in dem Bodenteil 1 ein Kanal 8 vorgesehen, der durch die Anlage des ringförmi­ gen Bodens der Brennkammer 10 verschlossen wird. Die Spei­ sung dieses Kanals 8 mit Verbrennungsluft erfolgt von dem Verbrennungsluft-Zuführkanal 3 aus.

Bei der vorbeschriebenen Zündvorrichtung erfolgt die Zündung des zu verbrennenden Brennstoffs im Bereich der Spitze der Stiftglühkerze 4, in dem wegen der dort herrschenden höch­ sten Temperatur der Stiftglühkerze 4 der Brennstoff als er­ stes verdampft. Nach erfolgter Zündung des zugeführten Brennstoffes wird die Stiftglühkerze 4 außer Funktion ge­ setzt. Die Flamme in dem Brenner wird sodann über den porö­ sen durch den verbrennenden Brennstoff erhitzt gehaltenen Körper 6 mit Brennstoff gespeist. Innerhalb der Brennkammer 10 befindet sich eine poröse an der Rohrinnenwand der Brenn­ kammer 10 ringförmig anliegende die Tasche 13 abdeckende Auskleidung 11, die von dem porösen Körper 6 kontaktiert ist. In dem die Tasche 13 abdeckenden Bereich der Ausklei­ dung 11 befindet sich eine die Tasche 13 und den Innenraum der Brennkammer 10 verbindende Öffnung 14. Nach erfolgter Zündung verdampft der zugeführte Brennstoff auch noch über die Auskleidung 11. Im Brennerbetrieb bei ausgeschalteter Stiftglühkerze 4 fließt der Brennstoff langsam entlang des porösen Körpers 6, wodurch er sich erwärmt und dabei konti­ nuierlich verdampft. Durch die zugeführte Verbrennungsluft läuft die Verbrennung innerhalb der Brennkammer 10 ab. Der die Stiftglühkerze umgebende poröse Körper 6 kontaktiert wärmeübertragend den Grund der Tasche 13, um für den gezün­ deten Brennerbetrieb ausreichend heiß in seinem vorderen freien Endbereich zu sein. Zu dem Stutzen 5 hin soll die Temperatur jedoch abnehmen, wozu die entsprechende Isolation des Stutzens sorgt.

Der im Fußbereich der Stiftglühkerze 4 liegende axiale Be­ reich des porösen rohrförmigen Körpers 6 dient als Verteil­ speicher für das zugeführte Benzin. Eine gewisse Speicher­ funktion ist erforderlich, um bei einer pulsierenden Brenn­ stoffzufuhr möglichst deren negative Konsequenzen für einen kontinuierlichen Verbrennungsvorgang auszuschalten.

Fixiert ist der poröse rohrförmige Körper 6 innerhalb des Stutzens 5 durch ein axiales von der Brennkammer 10 gebilde­ tes Gegenlager.

Der Stutzen 5, der aus schlecht wärmeleitfähigem Material ausgebildet sein kann, ist einfach in eine Bohrung des Bo­ denteils 1 eingeschoben und im Einschiebebereich über eine radiale Dichtung gedichtet. Gegen Verdrehen ist der Stutzen 5 durch eine formschlüssige Anlage innerhalb eines Vorsprun­ ges des Bodenteils 1 gesichert. Eine Wärmeisolation des Stutzens 5 gegenüber der von der Brennkammer 10 ausgehenden Wärme kann auch durch einen Isolationseinsatz zwischen Stut­ zen 5 und dem Bodenteil 1 erfolgen.

Insbesondere in Fällen, in denen an dem Bodenteil 1 neben dem Stutzen 5 sich ein fest aufzuschraubendes Teil befindet, kann dort ein Bügel 9 befestigt sein, der den Stutzen 5 axial fixiert. Zu diesem Zweck kann der den Stutzen 5 um­ greifende Öffnungsrand des Bügels 9 in eine radiale Nut des Stutzens 5 eingreifen.

Der rohrförmige poröse Körper 6 kann radial direkt auf der Stiftglühkerze 4 aufliegen oder dieser gegenüber einen ge­ ringen Abstand besitzen. Ist ein Abstand vorhanden, so kann im Fußbereich der Stabelektrode 4 eine den radialen Zwi­ schenraum ausfüllende Hülse 12 vorgesehen sein. Dadurch kann die Verteilung des Brennstoffes innerhalb des porösen Kör­ pers 6 verbessert werden.

Bezugszeichenliste

1

Bodenteil

2

ebene Wand

3

Kanal

4

Stiftglühkerze

5

Stutzen

6

poröser rohrförmiger Körper

7

Zuleitung

8

Kanal

9

Bügel

10

Brennkammer

11

Brennkammer-Auskleidung

12

Hülse

13

Tasche

14

Öffnung

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Zufuhr und Zündung von insbesondere Benzin als Brennstoff für einen Verdampfungsbrenner eines Heizgerätes, insbesondere eines Fahrzeugheizgerätes, bei der aus einem porösen Körper (6) verdampfter mit Verbrennungs­ luft vermischter Brennstoff nach einer Initialzündung durch eine Stiftglühkerze (4) in einer Brennkammer (10) des Heiz­ gerätes verbrannt wird, wobei die Stiftglühkerze (4) in ei­ nem von der Brennkammer (10) isoliert angebrachten Stutzen (5) gelagert und radial von einem porösen rohrförmigen Kör­ per (6) umschlossen ist, der über das freie Ende der Stift­ glühkerze (4) hinaus in die Brennkammer (10) ragt, und dem an dem Ende, das dem freien Ende der Stiftglühkerze (4) ent­ gegengesetzt ist, Brennstoff radial zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Körper (6) im Bereich des freien Endes der Stift­ glühkerze (4) Verbrennungsluft radial zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse rohrförmige Körper (6) eine mindestens in dem Einmündungsbereich des porösen Körpers in eine Brennkammerwand vorhandene poröse Brennkammer-Auskleidung (11) kontak­ tiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (10) rohrförmig mit einer seitlichen achsparallel eingeformten Tasche (13) zur Aufnahme der Stiftglühkerze (4) ausgebildet ist, in der der die Stift­ glühkerze (4) umgebende poröse Körper (6) die Wand dieser Tasche (13) wärmeübertragend kontaktiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer-Auskleidung (11) eine geschlossene die Tasche (13) überdeckende Ringform besitzt und im Bereich des freien Endes des die Stiftglühkerze (4) umgebenden porösen Körpers (6) eine Öffnung (14) besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (5) in eine Bohrung eines anflanschbaren Bo­ denteils (1) des Heizgerätes dicht einsteckbar ist und axial über einen radial in einer Nut des Stutzens (5) aufgesetzten an einer benachbarten Stelle mit dem Bodenteil (1) ver­ schraubten Bügel (9) gesichert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (5) durch formschlüssige Anlage an einem Vorsprung des Bodenteils (1) gegen Verdrehen gesichert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (5) aus schlecht wärmeleitendem Material be­ steht und/oder durch Isoliermaterial von dem Bodenteil (1) getrennt ist.