DE19545677A1 - Brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät mit atmosphärischem Verdampferbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät mit atmosphärischem Verdam­ pferbrenner, mit einer Brennstoffleitung zwischen Brennkam­ mer und Dosierpumpe, deren Saugleitung an einen Brennstoff­ tank anschließbar ist.

Ein mit Brennstoff betriebenes Fahrzeug-Heizgerät mit Ver­ dampferbrennkammer besitzt eine Dosierpumpe, die das Heizge­ rät mit Brennstoff versorgt. Großenteils sind die Brenner von Heizgeräten atmosphärische Verdampferbrenner, bei denen der Brennstoff zwischen Dosierpumpe und Brennkammer nur un­ ter dem um den Reaktionsdruck der Verbrennung erhöhten atmo­ sphärischen Umgebungsdruck und dem zur Förderung des Brenn­ stoffs notwendigen Förderdruck steht.

Daraus resultieren folgende Schwierigkeiten:
Während eines Betriebs des Heizgerätes kann die Umgebungs­ temperatur um die Brennstoffleitung zwischen Dosierpumpe und Brennkammer ansteigen. So verdampft insbesondere bei benzin­ betriebenen Heizgeräten der Brennstoff in der Brennstofflei­ tung. Dies wird ferner dadurch begünstigt, daß die Dosierpum­ pe funktionsbedingt bei der Förderung kleine Dampfblasen er­ zeugt. Diese Blasen wachsen unter Wärmezugabe zu großen Bla­ sen an. Das Verdampfen führt zu starker Volumenerweiterung. Noch flüssig verbliebener Brennstoff wird durch die Vergröße­ rung der Dampfblasen mit erhöhter Geschwindigkeit in die Brennkammer gedrückt. Dort tritt dann kurzzeitig eine Überfettung der Flamme auf, was zu unruhiger Verbrennung mit schlechten Emissionswerten führt. Bilden sich Blasen schon in der Dosierpumpe, sinkt die absolute volumetrische Förder­ menge, was sich auf die Emissionswerte und die Heizleistung negativ auswirkt.

Darüberhinaus ist von Nachteil, daß während eines Still­ stands des Heizgerätes bei steigender Umgebungstemperatur um die Brennstoffleitung zwischen Dosierpumpe und Brennkammer Brennstoff durch teilweise Verdampfung in die Brennkammer gedrückt wird, wo er dann weiter abdampft. Dies führt zu hohen Kohlenwasserstoff-Emissionen aus dem Abgasrohr des Heizgerätes. Diese Dämpfe können ungewollt entzünden oder die Umwelt belasten. Außerdem kann das Heizgerät zunächst nicht starten, da die Brennstoffleitung leer ist. Der Start ist aber im allgemeinen nur möglich, wenn Brennstoff direkt im oder kurz vor dem Brennstoffeintritt in die Brennkammer steht.

Um vorgenannte Nachteile zu vermeiden, ist es Aufgabe der Erfindung, ein brennstoffbetriebenes Heizgerät der eingangs genannten Art mit Hilfe einfacher, zuverlässiger Maßnahmen derart weiterzubilden, daß die Blasen- bzw. Dampfbildung in der Brennstoffleitung unterbunden ist.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Heizgerät der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.

Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angeführt.

Wesen der Erfindung ist, bei einem brennstoffbetriebenen Heizgerät, welches insbesondere ein Kraftfahrzeug-Heizgerät mit einem atmosphärischen Verdampfungsbrenner ist (aber nicht sein muß), ein Sperrventil in der Brennstoffleitung anzuord­ nen, welches im Betrieb des Heizgeräts geöffnet ist.

Das Sperrventil ist bevorzugt im Eintrittsbereich der Brenn­ kammer angeordnet und zweckmäßigerweise im Heizgerätekörper integriert.

Das Sperrventil kann ein Ein/Aus-Absperrventil sein, welches normalerweise bei Nichtbetrieb des Heizgeräts geschlossen ist und bei Betrieb des Heizgeräts von Hand oder durch ein Steuergerät geöffnet wird.

Insbesondere ist das Absperrventil ein elektromagnetisch betätigbares Magnetventil, welches im stromlosen Zustand geschlossen ist und vorzugsweise direkt vor der Brennkammer liegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann das Sperrventil ein in Schließstellung federbelastetes Druckven­ til sein, welches in Richtung Dosierpumpe durch eine Feder vorgespannt ist.

Das Druckventil besitzt zweckmäßigerweise eine Vorrichtung zur Einstellung des Schließdrucks, welche insbesondere eine Verstellvorrichtung der Feder ist. Über die Federkraft und/ oder den druckbeaufschlagten Querschnitt kann der Schließ­ druck des Ventils eingestellt werden.

Das Druckventil ist in einer baulich einfachen Variante ein federbelastetes Kugelventil oder ein federbelastetes Teller­ ventil.

Um Blasenbildung bzw. ein Leerdampfen der Brennstoffleitung zwischen Dosierpumpe und Brennkammer zu verhindern, ist also ein bei Nichtbetrieb gesperrtes Ventil in der Brennstofflei­ tung vorgesehen, durch welches von Haus aus die Brennstoff­ leitung nach außen hin abgesperrt wird. Da durch das gesperr­ te Ventil ein Ausdampfen des Brennstoffs aus der Leitung bei stehendem Gerät verhindert ist, gelangen auch keine schädli­ chen Kohlenwasserstoffe ins Gerät und in die Umgebung.

Der Brennstoff in der Brennstoffleitung wird unter Druck gesetzt eine Verdampfung träte erst bei einer dem Druck entsprechend höheren Temperatur jenseits einer maximalen Umgebungstemperatur im Bereich der Brennstoffleitung ein.

Der Druck kann bei einem Sperrventil in Form eines einstell­ baren Druckventils so gewählt werden, daß die höchste anzu­ nehmende Umgebungstemperatur im Bereich der Brennstofflei­ tung nicht zu einer Verdampfung des Brennstoffs führt.

Auch ist ein sicherer Start des Heizgeräts selbst bei hoher Umgebungstemperatur möglich. Die Dosierpumpe arbeitet im Betrieb effektiv und störungsfrei. Insgesamt ergibt sich durch die Erfindung ein besseres Brennverhalten des Heizge­ räts.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher be­ schrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein Heizgerät mit einem Absperrventil in der Brennstoffleitung in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 ein Heizgerät ähnlich Fig. 1 mit einem feder­ belasteten Kugelventil.

Gemäß Zeichnung umfaßt ein brennstoffbetriebenes Heizgerät 1 einen atmosphärischen Verdampferbrenner mit einer Brennkammer 3, welche über eine Brennstoffleitung 2 mit einer Dosierpum­ pe 4 in Verbindung steht, deren Saugleitung 10 zu einem Brennstofftank 5 geführt ist.

In der Brennstoffleitung 2 ist in unmittelbarer Vorordnung zur Brennkammer 3 eine Sperrventil 6 angeordnet, welches mit dem Heizgerätekörper 11 integriert ausgebildet ist.

Das Sperrventil 6 ist bei Nichtbetrieb des Heizgerätes 1 geschlossen, so daß kein Brennstoff aus der Brennstofflei­ tung abdampfen und über die Brennkammer 3 und den Abgasaus­ gang 12 des Heizgerätes 1 in die Atmosphäre gelangen kann.

Im Betrieb des Heizgeräts 1 wird das Sperrventil 6 von Hand einer Bedienungsperson geöffnet oder selbsttätig durch eine Steuereinrichtung in die geöffnete Stellung geschaltet, so daß Brennstoff in die Brennkammer 3 gelangt.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Sperrventil als elektromagnetisch betätigbares Magnetventil 7 ausgebildet, welches in der Nichtbetriebsstellung stromlos und geschlos­ sen ist. Bei Inbetriebnahme des Heizgerätes 1 wird das Mag­ netventil 7 selbsttätig in die geöffnete Stellung geschal­ tet, beispielsweise durch einen zentralen Betriebsschalter des Heizgerätes 1, welcher auch die Dosierpumpe einschaltet.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das Sperrventil ein federbelastetes Druckventil in Form eines Kugelventils 8, welches in Richtung Dosierpumpe 4 durch eine Feder 9 in die Schließstellung vorgespannt ist.

Über die Federkraft und den druckbeaufschlagten Querschnitt der Kugel kann der Öffnungsdruck der Brennstoffleitung 2 bzw. der Schließdruck des Kugelventils eingestellt werden. Der Druck wird so gewählt, daß die höchste anzunehmende Um­ gebungstemperatur rund um die Brennstoffleitung 2 nicht zu einer Verdampfung des Brennstoffs führt. Das Ventil öffnet selbsttätig bei Brennstoff-Förderung durch Betrieb der Do­ sierpumpe 4. Die Dosierpumpe 4 erreicht einen höheren Druck als den Schließdruck des Ventils, so daß Brennstoff gegen den Schließdruck des Kugelventils in die Brennkammer 3 gefördert wird.

Die Feder 9 kann durch eine nicht veranschaulichte Einstell­ vorrichtung verstellt werden, um die Federkraft zu verän­ dern.

Auch kann die Feder 9 ausgetauscht und durch eine andere Feder mit einer anderen gewünschten Federcharakteristik er­ setzt werden, um den Schließdruck auf die gewünschte Größe einzustellen. Beispielsweise kann dadurch ein Heizgerät auf einfache Weise von einer kalten Umgebung auf eine heiße Umge­ bung umgerüstet werden, oder beispielsweise eine einzige Se­ rie von Fahrzeug-Heizgeräten für unterschiedliche Wärme-/Käl­ tezonen aufgelegt werden. Die Fahrzeug-Heizgeräte für die Wärmezone enthalten dann eine härtere Feder.

Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämtli­ che in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfinde­ rischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.

Claims (10)

1. Brennstoffbetriebenes Heizgerät (1), insbesondere Fahr­ zeug-Heizgerät mit atmosphärischem Verdampferbrenner, mit einer Brennstoffleitung (2) zwischen Brennkammer (3) und Dosierpumpe (4), deren Saugleitung (10) an einen Brennstofftank (5) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennstoffleitung (2) ein Sperrventil (6) angeordnet ist, welches im Betrieb eines Heizgeräts (1) geöffnet ist.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (6) im Eintrittsbereich der Brenn­ kammer (3) angeordnet ist.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (6) im Heizgerätekörper (11) inte­ griert ausgebildet ist.

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (6) ein Ein/Aus-Absperrventil ist.

5. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil ein elektromagnetisch betätigbares Magnetventil (7) ist, welches im stromlosen Zustand geschlossen ist (Fig. 1).

6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil ein in die Schließstellung feder­ belastetes Druckventil ist, welches in Richtung Dosier­ pumpe (4) durch eine Feder (9) vorgespannt ist.

7. Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil eine Vorrichtung zur Einstellung des Schließdrucks aufweist.

8. Heizgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellungsvorrichtung ein Verstellvorrichtung der Feder (9) ist.

9. Heizgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil ein federbelastetes Kugelventil (8) ist (Fig. 2).

10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil ein federbelastetes Tellerventil ist.