DE19545677B4 - Brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät mit atmosphärischem Verdampferbrenner - Google Patents

Abstract

Fahrzeug-Heizgerät (1) mit atmosphärischem Verdampferbrenner umfassend eine Brennstoffleitung (2) zwischen einer Brennkammer (3) und einer Dosierpumpe (4), deren Saugleitung (10) an einen Brennstofftank (5) anschließbar ist, wobei in der Brennstoffleitung (2) ein im Betrieb des Heizgerätes (1) geöffnetes Sperrventil (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (6) ein durch eine Feder (9) in die Schließstellung federvorgespanntes Sperrventil (6) ist, dessen einer Verdampfung des Brennstoffs in der Brennstoffleitung (2) entgegenwirkender Schließdruck mittels einer Einstellvorrichtung verstellbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Heizgerät mit atmosphärischem Verdampferbrenner nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Ein derartiges Fahrzeug-Heizgerät ist z.B. aus der DE 40 14 185 A1 bekannt.
• Die deutsche Auslegeschrift 1 454 274 betrifft einen Zerstäuberbrenner mit einem Sperrventil und einem Druckregler, welche derart ausgebildet sind, dass eine Erwärmung des Brennstoffs und der Ventil- und Regelteile vermieden wird.
• Die nachveröffentlichte JP 90-42659 A betrifft ein Fahrzeug-Heizgerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einem durch eine Feder in die Schließstellung federvorgespannten Sperrventil.
• Ein mit Brennstoff betriebenes Fahrzeug-Heizgerät mit Verdampferbrennkammer besitzt eine Dosierpumpe, die das Heizgerät mit Brennstoff versorgt. Großenteils sind die Brenner von Heizgeräten atmosphärische Verdampferbrenner, bei denen der Brennstoff zwischen Dosierpumpe und Brennkammer nur unter dem um den Reaktionsdruck der Verbrennung erhöhten atmosphärischen Umgebungsdruck und dem zur Förderung des Brennstoffs notwendigen Förderdruck steht.
• Daraus resultieren folgende Schwierigkeiten:
  Während eines Betriebs des Heizgerätes kann die Umgebungstemperatur um die Brennstoffleitung zwischen Dosierpumpe und Brennkammer ansteigen. So verdampft insbesondere bei benzinbetriebenen Heizgeräten der Brennstoff in der Brennstoffleitung. Dies wird ferner dadurch begünstigt, dass die Dosierpumpe funktionsbedingt bei der Förderung kleine Dampfblasen erzeugt. Diese Blasen wachsen unter Wärmezugabe zu großen Blasen an. Das Verdampfen führt zu starker Volumenerweiterung. Noch flüssig verbliebener Brennstoff wird durch die Vergrößerung 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 Fördermenge, was sich auf die Emissionswerte und die Heizleistung negativ auswirkt.
• Darüberhinaus ist von Nachteil, dass während eines Stillstands 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 und 3 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 anzuordnen, welches ein in Schließstellung federbelastetes Sperrventil ist, welches in Richtung Dosierpumpe durch eine Feder vorgespannt ist und eine Vorrichtung zur Einstellung des Schließdrucks besitzt, welche insbesondere eine Verstellvorrichtung der Feder ist. Über die Federkraft und/oder den druckbeaufschlagten Querschnitt kann der Schließdruck des Ventils eingestellt werden.
• Das Sperrventil ist bevorzugt im Eintrittsbereich der Brennkammer angeordnet und zweckmäßigerweise im Heizgerätekörper integriert.
• Das Druckventil ist in einer baulich einfachen Variante ein federbelastetes Kugelventil oder ein federbelastetes Tellerventil.
• Um Blasenbildung bzw. ein Leerdampfen der Brennstoffleitung zwischen Dosierpumpe und Brennkammer zu verhindern, ist also ein bei Nichtbetrieb gesperrtes Ventil in der Brennstoffleitung vorgesehen, durch welches von Haus aus die Brennstoffleitung nach außen hin abgesperrt wird. Da durch das gesperrte Ventil ein Ausdampfen des Brennstoffs aus der Leitung bei stehendem Gerät verhindert ist, gelangen auch keine schädlichen 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 einstellbaren Druckventils so gewählt werden, dass die höchste anzunehmende Umgebungstemperatur im Bereich der Brennstoffleitung 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 Heizgeräts.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
• Gemäß Zeichnung umfasst ein brennstoffbetriebenes Heizgerät 1 einen atmophärischen Verdampferbrenner mit einer Brennkammer 3, welche über eine Brennstoffleitung 2 mit einer Dosierpumpe 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 Brennstoffleitung abdampfen und über die Brennkammer 3 und den Abgasausgang 12 des Heizgerätes 1 in die Atmosphäre gelangen kann.
• Im Ausführungsbeispiel 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 Umgebungstemperatur rund um die Brennstoffleitung 2 nicht zu einer Verdampfung des Brennstoffs führt. Das Ventil öffnet selbsttätig bei Brennstoff-Förderung durch Betrieb der Dosierpumpe 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 Einstellvorrichtung verstellt werden, um die Federkraft zu verändern.
• Auch kann die Feder 9 ausgetauscht und durch eine andere Feder mit einer anderen gewünschten Federcharakteristik ersetzt werden, um den Schließdruck auf die gewünschte Größe einzustellen. Beispielsweise kann dadurch ein Heizgerät auf einfache Weise von einer kalten Umgebung auf eine heiße Umgebung umgerüstet werden, oder beispielsweise eine einzige Serie von Fahrzeug-Heizgeräten für unterschiedliche Wärme-/Kältezonen aufgelegt werden. Die Fahrzeug-Heizgeräte für die Wärmezone enthalten dann eine härtere Feder.

Claims (3)

1. Fahrzeug-Heizgerät (1) mit atmosphärischem Verdampferbrenner umfassend eine Brennstoffleitung (2) zwischen einer Brennkammer (3) und einer Dosierpumpe (4), deren Saugleitung (10) an einen Brennstofftank (5) anschließbar ist, wobei in der Brennstoffleitung (2) ein im Betrieb des Heizgerätes (1) geöffnetes Sperrventil (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (6) ein durch eine Feder (9) in die Schließstellung federvorgespanntes Sperrventil (6) ist, dessen einer Verdampfung des Brennstoffs in der Brennstoffleitung (2) entgegenwirkender Schließdruck mittels einer Einstellvorrichtung verstellbar ist.
2. Fahrzeug-Heizgerät (1) nach Anspruch 1, wobei der Schließdruck durch ein Verändern der Federkraft der Feder (9) verstellbar ist.
3. Fahrzeug-Heizgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schließdruck durch ein Verändern des druckbeaufschlagten Querschnitts des Sperrventils (6) verstellbar ist.