DE19546131C1

DE19546131C1 - Brenner eines motorunabhängig betreibbaren Fahrzeugheizgeräts

Info

Publication number: DE19546131C1
Application number: DE1995146131
Authority: DE
Inventors: Stefan Kunz; Horst Dedio; Sybille Haupt; Martin Wegner
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2015-12-12

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner eines motorunabhängig betreibbaren Fahrzeugheizgeräts mit einer zylindrischen Brennkammer und mit einem sich in Flammfortpflanzungsrichtung daran anschließenden zylindrischen Brennrohr, sowie mit einem den Innendurchmesser der Brennkammer und/oder des Brennrohres verjüngenden Einschnürring.

Bei einem aus der DE 44 01 800 C1 bekannten Brenner ist der Einschnürring als nach innen abgekantetes Blechteil gefertigt und mit der Brennkammer und dem Brennrohr durch Schweißen verbunden. Aufgrund der hohen Flammtemperaturen neigen aus dünnwandigen Blechen gefertigte Einschnürringe an ihren Innenrändern zum vorzeitigen Abbrennen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zu schaffen, der einfach und kostengünstig im Aufbau ist und der dennoch eine hinreichende Standzeit des Einschnürringes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Dadurch, daß der Einschnürring von einem radial einwärts gerichteten Bund der Brennkammer und von einem an diesem anliegenden radialen Bund des Brennrohres gebildet wird, können Brennkammer und Brennrohr aus relativ dünnwandigem Material gefertigt werden und der sich aus den Wandstärken beider Teile zusammensetzende Einschnürring weist dennoch eine vergrößerte Materialstärke auf, die zugleich auch eine gute Wärmeabfuhr gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist ein Brenner, bei dem ein die Brennkammer zylindrisch umgebendes Luftleitelement sich mit einem radial einwärts gerichteten Bund zwischen den Bund der Brennkammer und den Bund des Brennrohres erstreckt und gemeinsam mit diesen den Einschnürring bildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird der Einschnürring in seiner gesamten Wandstärke von drei verbundenen Bauteilen bestimmt. Insbesondere das von der relativ kühlen Brennluft angeströmte Luftleitelement sorgt dabei ferner für eine gute Wärmeabfuhr vom Einschnürring, die einer Überhitzung derselben vorbeugt.

Vorteilhafterweise ist auch der radiale Bund des Brennrohres - wie der Bund der Brennkammer und gegebenenfalls der Bund des Luftleitelements - nach innen gerichtet. Durch eine derartige Bauweise ergibt sich nach außen ein glattflächiges Erscheinungsbild der Baugruppe Brenner mit einer entsprechend guten Handhabung bei der Montage und der Lagerhaltung.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß die Bünde einen gleichen Innendurchmesser (D_i) aufweisen. Durch diese Maßnahme bildet der Einschnürring an seiner der Flamme zugewandten Innenkante eine glattflächige Wand, die einen guten Widerstand gegen ein vorzeitiges Abbrennen bietet.

Vorteilhafterweise sind alle einen Bund aufweisenden Teile aus demselben Material gefertigt. Dies erleichtert die Lagerhaltung und die Bearbeitung der zusammengefügten Teile, es begünstigt zum zweiten eine Verbindung der Bünde im Bereich des Einschnürringes, beugt drittens einer intermetallischen Spannungskorrosion vor und erleichtert viertens ein problemloses Recycling des gesamten Brenners.

Aufgrund ihrer topfartigen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn alle einen Bund aufweisenden Teile aus einem Tiefziehblech gefertigt sind. Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Außendurchmesser des Brennrohres in etwa dem Außendurchmesser des Luftleitelements entspricht. Hierdurch ergibt sich nach außen ein glattflächiges Erscheinungsbild, welches die Handhabung während der Montage, des Transportes und der Lagerhaltung vereinfacht und es können bei gleicher Wandstärke der Teile gleiche Werkzeugteile zur Formung der radial nach innen gerichteten Bünde an beiden Teilen verwendet werden.

Besonders vorteilhaft lassen sich die Bünde im Bereich des Einschnürringes mittels eines thermischen Verbindungsverfahrens untereinander verbinden. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Verbindung mittels des Punktbuckelschweißverfahrens erwiesen, bei dem an einem Teil der Bünde vor dem Verbinden erhabene Buckel ausgebildet werden, so daß beim Schweißvorgang in einem einzigen Arbeitsgang eine sichere Verbindung auch bei einem Zusammenfügen von drei verschiedenen Bünden zu einem Einschnürring erfolgt.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Bünde eine gleiche Wandstärke aufweisen. Dies hat zum einen logistische Vorteile, da nur eine Blechstärke zur Fertigung der einen Bund aufweisenden Teile verwendet werden muß, zum anderen ist eine einheitliche Wandstärke auch für eine Verbindung im Punktbuckelschweißverfahren vorteilhaft.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Fahrzeugheizgerät,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Brenners und

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung zur Verdeutlichung der Verbindung im Bereich des Einschnürringes.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Fahrzeugheizgerät 1 wird mit Luft als Heizmedium betrieben. In einem Gehäuse 2 sind ein Brennluftgebläse 3 und eine Brennstoffzuleitung 4 vorgesehen, die Brennluft bzw. Brennstoff zu einem insgesamt mit 5 bezeichneten Brenner führen, welcher im Ausführungsbeispiel als Verdampfungsbrenner ausgeführt ist. Brennluft und Brennstoff werden im Brenner 5 zu einem brennbaren Gemisch aufbereitet und in einer Brennkammer 6 verbrannt. Die dabei entstehende Wärme wird über einen Wärmetauscher 7 in Kontakt mit Heizluft gebracht, die über ein Heizluftgebläse 8 von einem Heizlufteintritt 9 an der einen Stirnseite des Gehäuses 2 zu einem Heizluftaustrift 10 an der gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses 2 gefördert wird. Nach Verlassen des Wärmetauschers 7 werden die Abgase über einen Abgasstutzen 12 ins Freie geleitet.

Brennluftgebläse 3 und Heizluftgebläse 8 werden mittels eines Elektromotors 13 angetrieben. Ein Steuergerät 14 sorgt für die Ansteuerung der Funktionen des Elektromotors 13, sowie einer Zündeinrichtung 15, eines Flammwächters 16 und eines Überhitzungsschutzes 17.

Die Brennkammer 6 wird von einer zylindrischen Brennkammerwand ummantelt und auf einer Seite von einer als Verdampferaufnahme 19 ausgebildeten Rückwand begrenzt. An der Verdampferaufnahme 19 ist auf der der Brennkammer 6 zugewandten Seite ein saugfähiger Körper 20 befestigt, in welchen der Brennstoff mittels der Brennstoffleitung 4 gefördert wird. Die Brennkammer 6 ist an ihrem Außenumfang in einigem Abstand von einem zylindrischen Luftleitelement 21 umgeben, welches in Verbindung mit der Außenwand der Brennkammer 6 einen Ringraum bildet, in welchen die vom Brennluftgebläse 3 geförderte Brennluft nach Durchtritt durch eine das Luftleitelement 21 zu einer Stirnseite begrenzenden Drallblende 22 eingeleitet und von dort über Brennluftbohrungen 28 in der Wand der Brennkammer 6 in deren Inneres geleitet wird. Die Verdampferaufnahme 19 weist innenliegend eine umlaufende Nut auf, in welche ein Stützring 24 einsetzbar ist, mittels dem der saugfähige Körper 20 in Anlage an der Wand der Verdampferaufnahme 19 gehalten wird.

Die Brennkammer 6, das Brennrohr 18 und das Luftleitelement 21 sind aus Tiefziehblech hergestellt und weisen eine napfartige Form auf, wobei die Brennkammer 6 einen radial einwärts gerichteten Bund 25, das Luftleitelement 21 einen radial nach innen gerichteten Bund 26 und das Brennrohr 18 einen radial nach innen gerichteten Bund 27 aufweist. Die drei Bünde 25, 26, 27 weisen einen gleichen Innendurchmesser D_i und sind unter Bildung eines Einschnürringes 23 mittels des Punktbuckelschweißverfahrens zusammengefügt.

Wie der vergrößerten Darstellung in der Fig. 3 zu entnehmen ist, sind zu diesem Zweck der Bund 25 und der Bund 26 mit eingeformten Buckeln 29 bzw. 30 versehen, welche als erhabene Buckel einer glatten Wand des Bundes 27 zugewandt sind. Beim Punktbuckelschweißen werden diese drei Bünde 25, 26, 27 von flächigen Elektroden zusammengepreßt und zu einem einzigen Einschnürring 23 verbunden, der dann eine glattflächige Innenwand 31 aufweist, die sich aus den drei vorzugsweise gleichen Wandstärken der Bünde 25, 26 und 27 zusammensetzt. Der erhaltene Brenner 5 ist relativ einfach im Aufbau, da er aus drei einfachen napfartigen im Tiefziehverfahren herstellbaren Komponenten zusammengesetzt ist und weist dennoch durch Verbindung von wenigstens zwei, vorzugsweise drei Komponenten einen in seiner Wandstärke stabilen Einschnürring 23 auf, der der Flamme einen hohen Abbrennwiderstand entgegensetzt. Durch die vorzugsweise Einbeziehung des Bundes 26 des Luftleitelements 21 in diesen Einschnürring 23 wird besonders für eine gute Wärmeableitung gesorgt, da das Luftleitelement 21 mit der relativ kühlen Brennluft in Berührung gerät. Brennkammer 18 und Luftleitelement 21 weisen vorzugsweise einen gleichen Außendurchmesser D_a auf, so daß die Baugruppe Brenner ein durchgehend glattflächiges Erscheinungsbild bietet.

Es versteht sich, daß der vorstehend beschriebene Brenner, obwohl das Ausführungsbeispiel ein sogenanntes Luftheizgerät zeigt, auch für einen Einsatz in einem Fahrzeugheizgerät geeignet ist, das mit Wasser als Heizmedium betrieben wird. Ein derartiges Fahrzeugheizgerät kann als Vorheizgerät, als Zuheizgerät oder zu beiden Verwendungszwecken verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeugheizgerät
2 Gehäuse
3 Brennluftgebläse
4 Brennstoffleitung
5 Brenner
6 Brennkammer
7 Wärmetauscher
8 Heizluftgebläse
9 Heizlufteintritt
10 Heizluftaustritt
11 Brennlufteintritt
12 Abgasstutzen
13 Elektromotor
14 Steuergerät
15 Zündeinrichtung
16 Flammwächter
17 Überhitzungsschutz
18 Brennrohr
19 Verdampferaufnahme
20 saugfähiger Körper
21 Luftleitelement
22 Drallblende
23 Einschnürring
24 Stützring
25 Bund (von 6)
26 Bund (von 21)
27 Bund (von 18)
28 Brennluftbohrung
29 Buckel (an 25)
30 Buckel (an 26)
31 Innenwand (von 23)
D_i Innendurchmesser (von 23)
D_a Außendurchmesser (von 18 und 21)

Claims

1. Brenner (5) eines motorunabhängig betreibbaren Fahrzeugheizgeräts (1) mit einer zylindrischen Brennkammer (6) und mit einem sich in Flammenfortpflanzungsrichtung daran anschließenden zylindrischen Brennrohr (18), sowie mit einem den Innendurchmesser der Brennkammer (6) und/oder des Brennrohres (18) verjüngenden Einschnürring (23), dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnürring (23) von einem radial einwärts gerichteten Bund (25) der Brennkammer (6) und einem an diesem anliegenden radialen Bund (27) des Brennrohres (18) gebildet wird.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Brennkammer (6) zylindrisch umgebendes Luftleitelement (21) sich mit einem radial einwärts gerichteten Bund (26) zwischen den Bund (25) der Brennkammer (6) und den Bund (27) des Brennrohres (18) erstreckt und gemeinsam mit diesen den Einschnürring (23) bildet.

3. Brenner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Bund (27) des Brennrohres (18) nach innen gerichtet ist.

4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bünde (25, 26, 27) einen gleichen Innendurchmesser (D_i) aufweisen.

5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle einen Bund (25, 26, 27) aufweisenden Teile (Brennkammer 6, Brennrohr 18, Luftleitelement 21) aus demselben Material gefertigt sind.

6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle einen Bund (25, 26, 27) aufweisenden Teile (Brennkammer 6, Brennrohr 18, Luftleitelement 21) aus einem Tiefziehblech gefertigt sind.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D_a) des Brennrohres (18) in etwa dem Außendurchmesser (D_a) des Luftleitelementes (21) entspricht.

8. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bünde (25, 26, 27) im Bereich des Einschnürrings (23) mittels eines thermischen Verbindungsverfahrens untereinander verbunden sind.

9. Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bünde (25, 26, 27) mittels des Punktbuckelschweißverfahrens miteinander verbunden sind.

10. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bünde (25, 26, 27) eine gleiche Wandstärke aufweisen.