DE19548223B4

DE19548223B4 - Verdampferbrenner

Info

Publication number: DE19548223B4
Application number: DE1995148223
Authority: DE
Inventors: Stefan Ottenbacher; Bernd Haber
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2015-12-23
Also published as: DE19548223A1

Abstract

Verdampferbrenner (1) mit einer Brennkammer (2) und mit einer Brennstoffzuführung (5) zum Zuführen von Flüssigbrennstoff in die Brennkammer (2), welche eine Umfangswand (3) und eine Stirnwand (4) aufweist sowie zumindest bereichsweise eine poröse Innenauskleidung zur Aufnahme und Verdampfung des Flüssigbrennstoffs, wobei die Brennstoffzuführung (5) den Flüssigbrennstoff im Bereich der Stirnwand (4) in die Brennkammer (2) zuführt und zumindest ein der porösen Innenauskleidung zugeordneter Brennstoffverteilungskanal (6) den Flüssigbrennstoff in die poröse Innenauskleidung verteilt, gekennzeichnet durch einen Ringkanal (7) im Bereich der Stirnwand (4) der Brennkammer (2) zum Zuleiten des Flüssigbrennstoffs zu dem zumindest einen Brennstoffverteilungskanal (6), durch die Anordnung der porösen Innenauskleidung an der Innenumfangswand (3) und durch die Anordnung des zumindest eines Brennstoffverteilungskanal (6) im Bereich des Innenumfangs der Umfangswand (3) und/oder im Bereich des Außenumfangs der porösen Innenauskleidung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiger Verdampferbrenner ist aus der DE 37 22 093 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verdampferbrenner sind die Brennstoffverteilungskanäle in der porösen Innenauskleidung an der Stirnwand der Brennkammer vorgesehen.

Bei dem durch die JP 57-157915 A (Patent Abstracts of Japan) offenbarten Verdampferbrenner sind die Brennstoffverteilungskanäle in die Stirnwand selbst eingearbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung des gattungsgemäßen Gegenstands durch Schaffung eines Verdampferbrenners, welcher auf vielen Gebieten verwendet werden kann, sich durch seine Kompaktheit und Einfachheit auszeichnet und insbesondere eine hoch effiziente schadstoffarme Verbrennung ermöglicht.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Verdampferbrenner der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 13.

Bevorzugt besitzt der Verdampferbrenner eine Brennstoffzuführung, die über einen brennkammerinneren Ringkanal im Bereich der Stirnwand der Brennkammer erfolgt, wobei der Brennstoffverteilungskanal mit dem Ringkanal in einer Verbindung steht.

Der an die Brennstoffzuführung angeschlossene Ringkanal erstreckt sich vorzugsweise über ca. 120° des Umfangs der Brennkammer.

Im besonderen sind bei einer in Feinguss gefertigten Brennkammer der Brennstoffverteilungskanal und/oder der Ringkanal in der Umfangswand und/oder der porösen Innenauskleidung integriert ausgebildet, insbesondere eingegossen oder durch Materialabtragung eingearbeitet (eingraviert oder eingefräßt).

Der Brennstoffverteilungskanal besteht bevorzugt nicht nur aus einem Hauptkanal, sondern besitzt zweckmäßigerweise noch Unterverzweigungen, welche flache Brennstoffauslaufbereiche aufweisen können. Auch der Brennstoffverteilungskanal selbst kann einen flachen Brennstoffauslaufbereich besitzen.

Eine besonders gute Brennstoffverteilung ergibt sich, wenn die Unterverzweigungen haarfeine Verästelungen nach Art einer Blattmaserung sind.

Die Brennstoffverteilungskanäle können je nach Erfordernis schraubenförmig, strahlenförmig oder in Achsrichtung der Brennkammer angeordnet sein und unterschiedliche Länge besitzen.

Durch die Erfindung ergibt sich eine einfach auszubildende großflächige Brennstoffverteilung innerhalb des Innenumfangs der äußeren Brennkammer-Umfangswand. Ist eine innere poröse Auskleidung vorgesehen, so kann auch diese mit einem derartigen Brennstoffverteilersystem ausgebildet sein. Durch die gute Brennstoffverteilung ergibt sich eine optimale Brennstoffaufbereitung, und zwar ohne zusätzlichen Teile und zusätzlichen Montageaufwand.

Von Vorteil ist die Verbesserung der Abgasemmission (CO, Ruß, Kohlenwasserstoffe) und die Verringerung der Ablagerungen auf dem Verdampfermaterial in der Brennkammer. Die gute Gemischaufbereitung bei großer nutzbarer Verdampferoberfläche geht mit einer hohen Heizleistung eines Heizgerätes einher, welches kleine Brennkammerabmessungen besitzt. Durch gezielten Brennstofffluß sind auch die Zündeigenschaften verbessert. Die Verbrennungswerte sind unempfindlich gegenüber verschiedenen Einbaulagen. Dadurch können auch problematische Einbaulagen in einem Fahrzeug besser realisiert werden. Die Erfindung eignet sich insbesondere bei motorunabhängigen Fahrzeugheizungen, die generell mit Flüssigbrennstoff betrieben sind.

Auch kann nachträglich bei einem Verdampferbrenner die Erfindung realisiert und eine effizientere Ausnutzung des Brennkammervolumens eingerichtet werden, und zwar durch Gravieren und/oder Fräsen der Kanäle und Verästelungen. Dadurch ist eine Einflußnahme auf die Verbrennung schnell und kostensparend möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:
1 einen Verdampferbrenner in einer schematischen Stirnansicht,
2 den Verdampferbrenner nach 1 in einem schematische Axialschnitt,
3 einen Verdampferbrenner ähnlich 2 in einer anderen Ausführungsvariante,
4 eine dritte Ausführungsvariante ähnlich den 2 und 3, und
5 eine vierte Ausführungsvariante.
Der in den 1 und 2 veranschaulichte Verdampferbrenner 1 umfaßt eine zylindrische Brennkammer 2 mit einer äußeren Umfangswand 3 und einer brennstoffeintrittseiten Stirnwand 4, in welcher an radial äußerer Stelle eine Brennstoffzuführung 5 vorgesehen ist. Die Brennstoffzuführung 5 gemäß 1 ist zwecks besserer Darstellung in der 2 in der Zeichenebene dargestellt.
Die Brennkammer 2 weist einen koaxialen inneren Luftzuführungsstutzen 9 mit radialen Luftdurchtritten 10 in Richtung Ringraum der Brennkammer 2 auf, in welchem die Gemischaufbereitung erfolgt, wie dies im einzelnen in der Hauptanmeldung beschrieben ist.
Sämtliche Einzelteile der Brennkammer 2, nämlich Umfangswand 3, Stirnwand 4, Brennstoffzuführung 5, Luftzuführungsstutzen 9 und Befestigungsflansch 11 sind in Form einer einstückigen Brennkammer 2 realisiert, welche ein einstückiges Feingußteil ist.
Das Brennkammer-Feingußteil enthält nun für eine bessere Brennstoffverteilung und Gemischaufbereitung ein besonderes integriert ausgebildetes Brennstoffverteilungssystem in Form eines an die Brennstoffzuführung 5 angeschlosssenen Ringkanals 7, welcher sich in etwa über 120° des Innenumfangs der Umfangswand 3 im Bereich der Stirnwand 4 brennkammerinnenseitig erstreckt.
Dem Ringkanal schließen sich in der Innenoberfläche der Umfangswand 3 eingegossene Brennstoffverteilungskanäle 6 an, wie dies schematisch in der 2 gezeigt ist. Die Brennstoffverteilungskanäle 6 verlaufen in Achsrichtung der Brennkammer 2 und sind über die Länge des Ringkanals 7 vorzugsweise gleich verteilt bzw. werden dort angebracht, wo es aufgrund der Verbrennungswerte und des Startverhaltens erforderlich ist.
Die Brennstoffverteilungskanäle besitzen an ihren gemäß 2 rechts gelegenen Enden flache Brennstoffauslaufbereiche und sind je nach Erfordernis der Brennstoffverteilung unterschiedlich lang ausgebildet.
Das Ausführungsbeispiel nach 3 entspricht im wesentlichen demjenigen nach 2. In einer jedoch erweiterten Ausführungsvariante weisen die axialen Brennstoffverteilungskanäle 6 auf beiden Seiten Unterverzweigungen 8 auf, welche haarfeine Verteilerkanäle nach Art einer Blattmaserung sind.
Auch die Unterverzweigungen sind in der Feinguß-Brennkammer eingegossen, gegebenenfalls unter Verwendung wasserlöslicher Kerne, wodurch auch Hinterschneidungen berücksichtigt werden können.
Die Ausführungsvariante nach 4 sieht Brennstoffverteilungskanäle 6 vor, welche sich schraubenförmig auf dem Innen umfang der Umfangswand 3 der Brennkammer 2 erstrecken und ebenfalls haarfeine Verästelungen aufweisen können, auch wenn dies nicht in 4 dargestellt ist.
Die Ausführungsvariante nach 5 weist Brennstoffverteilungskanäle 6 in Strahlenform auf, wobei das Strahlenzentrum im Bereich der Brennstoffzuführung 5 liegt und im Ausführungsbeispiel nach 5 vollständig auf den Ringkanal 7 verzichtet worden ist. Jedoch kann auch ein Ringkanal zwischengeordnet sein.
Ersichtlich wird somit durch die Erfindung ein einfach zu fertigendes gutes Brennstoffzuführungs- und Gemischaufbereitungssystem für ein kompakt aufgebautes Heizgerät hoher Heizleistung geschaffen, das je nach Anwendungszweck und Einbaulage im Fahrzeug unterschiedlich konfiguriert sein kann.

Claims

Verdampferbrenner (1) mit einer Brennkammer (2) und mit einer Brennstoffzuführung (5) zum Zuführen von Flüssigbrennstoff in die Brennkammer (2), welche eine Umfangswand (3) und eine Stirnwand (4) aufweist sowie zumindest bereichsweise eine poröse Innenauskleidung zur Aufnahme und Verdampfung des Flüssigbrennstoffs, wobei die Brennstoffzuführung (5) den Flüssigbrennstoff im Bereich der Stirnwand (4) in die Brennkammer (2) zuführt und zumindest ein der porösen Innenauskleidung zugeordneter Brennstoffverteilungskanal (6) den Flüssigbrennstoff in die poröse Innenauskleidung verteilt, gekennzeichnet durch einen Ringkanal (7) im Bereich der Stirnwand (4) der Brennkammer (2) zum Zuleiten des Flüssigbrennstoffs zu dem zumindest einen Brennstoffverteilungskanal (6), durch die Anordnung der porösen Innenauskleidung an der Innenumfangswand (3) und durch die Anordnung des zumindest eines Brennstoffverteilungskanal (6) im Bereich des Innenumfangs der Umfangswand (3) und/oder im Bereich des Außenumfangs der porösen Innenauskleidung.
Verdampferbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffverteilungskanal (6) in einer Verbindung mit dem Ringkanal (7) steht.
Verdampferbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Brennstoffzuführung (5) angeschlossene Ringkanal (7) sich über ca. 120° des Umfangs der Brennkammer (2) erstreckt.
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffverteilungskanal (6) und/oder der Ringkanal (7) in der Umfangswand (3) und/oder der porösen Innenauskleidung integriert ausgebildet ist/sind.
Verdampferbrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffverteilungskanal (6) und/oder der Ringkanal (7) in der Umfangswand (3) und/oder der porösen Innenauskleidung eingegossen oder durch Materialabtragung eingearbeitet ist.
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffverteilungskanal (6) Unterverzweigungen (8) aufweist (3).
Verdampferbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilungskanäle (6) und/oder die Unterverzweigungen (8) flache Brennstoffauslaufbereiche besitzen.
Verdampferbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterverzweigungen (8) haarfeine Verästelungen nach Art einer Blattmaserung sind (5).
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilungskanäle (6) schraubenförmig ausgebildet sind (4).
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilungskanäle (6) strahlenförmig ausgebildet sind (5).
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilungskanäle (6) in Axialrichtung der Brennkammer (2) ausgebildet sind (2).
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffverteilungskanäle (6) unterschiedlich lang ausgebildet sind (2).
Verdampferbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auch Bereiche der Stirnwand (4) mit zumindest einem Brennstoffverteilungskanal (6), gegebenenfalls mit Unterverzweigungen (8), versehen sind.