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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mobiles Heizgerät, insbesondere
ein Fahrzeug-Heizgerät, das einen
Brenner, in dem Brennstoff mit Brennluft unter Erzeugung von Wärme umsetzbar
ist, eine Brennluft-Zuführung
zum Zuführen
von Brennluft zu dem Brenner und eine Abgas-Ableitung zum Abführen von
Verbrennungsabgasen von dem Brenner aufweist. Ferner betrifft die
Erfindung einen Brennluftzuführungs-Schalldämpfer und
einen Abgasableitungs-Schalldämpfer
für ein
mobiles Heizgerät.
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Derartige
Heizgeräte
werden unter anderem in Fahrzeugen, insbesondere in motorgetriebenen Landfahrzeugen,
als Standheizer oder Zuheizer zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraumes
und/oder von Kühlwasser
des Fahrzeuges eingesetzt. Standheizer (bzw. Standheizungen) sind
sowohl bei ruhendem als auch bei laufendem Fahrzeug-Verbrennungsmotor
betreibbar, während
Zuheizer nur bei laufendem Fahrzeug-Verbrennungsmotor betreibbar sind.
In solchen Heizgeräten
wird in einem Brenner in einer flammenden Verbrennung Brennstoff
und Brennluft unter Erzeugung von Wärme, die als Heizwärme genutzt
wird, umgesetzt. Die bei dem Verbrennungsprozess entstehenden, heißen Abgase werden
in der Regel über
einen (oder mehrere) Wärmetauscher
geleitet, in denen Wärme
auf ein zweites Medium (oder gegebenenfalls auch mehrere zweite Medien) übertragen
wird. Je nach Ausbildung des Wärmetauschers
kann das zweite Medium gasförmig,
wie beispielsweise Luft (bei einem Luft-Luft-Wärmetauscher),
oder flüssig,
wie beispielsweise Kühlwasser
(bei einem Luft-Kühlwasser-Wärmetauscher), sein.
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Bei
derartigen Heizgeräten
ist eine Brennluft-Zuführung
vorgesehen, über
die die Brennluft dem Brenner zugeführt wird. Ferner ist eine Abgas-Ableitung
vorgesehen, die die Verbrennungsabgase vom dem Brenner abführt. Im
Betrieb des Heizgeräts,
d. h. bei dem Betrieb des darin befindlichen Brenners, strömt einerseits
die Brennluft mit relativ hoher Geschwindigkeit durch die Brennluft-Zuführung in
das Heizgerät
und andererseits strömen
auch die Verbrennungsabgase mit relativ hoher Geschwindigkeit durch
die Abgas-Ableitung aus dem Heizgerät aus. Diese Strömungen verursachen
Geräusche. Ferner
erzeugen die Umleitung der Brennluft in dem Brenner und der eigentliche
Verbrennungsvorgang in dem Brenner ebenfalls Geräusche. Diese Geräusche werden
von Nutzern mobiler Heizgeräte
als unangenehm bzw. störend
empfunden.
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Es
ist bekannt, bei mobilen Heizgeräten
an der Brennluft-Zuführung
und/oder der Abgas-Ableitung
Schalldämpfer
vorzusehen, die dazu ausgestaltet sind, die oben beschriebenen Geräusche zu dämpfen. Diese
Schalldämpfer
sind in der Regel außerhalb
des eigentlichen Heizgeräts
an einem Brennluft-Zuführungs-Rohr
und/oder einem Abgas-Ableitungs-Rohr vorgesehen. Derartige Schalldämpfer können als
Absorptions-Schalldämpfer,
die den Schall absorbieren, oder als Reflexions-Schalldämpfer, die
den Schall mehrfach reflektieren und brechen, ausgebildet sein.
Eine Ausbildung als Absorptions-Schalldämpfer ermöglicht eine raumsparende Unterbringung
des Schalldämpfers.
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Mobile
Heizgeräte
sind ferner in der Regel dazu ausgelegt, nicht in einem Dauerbetrieb
betrieben zu werden, sondern nur bei Bedarf nach einer (zusätzlichen)
Heizleistung. Aus diesem Grund befinden sich die Heizgeräte während relativ
langer Zeiten außer
Betrieb, d. h. in einem Zustand, in dem der Brenner nicht betrieben
wird. Auch in diesem Zustand sind konstruktionsbedingt die Brennluft-Zuführung und
die Abgas-Ableitung gegenüber
einer Außenseite
des Heizgeräts
offen, bei Anwendungen in Fahrzeugen in der Regel gegenüber einer
Außenseite
des Fahrzeugs. Bei einem Abschalten des Brenners befindet sich in
der Regel noch Rest-Brennstoff in
Brennstoff-Zuführungen
und in einem Einlassbereich des Brenners. Ferner können sich
noch unverbrannte Brennstoff-Bestandteile im Bereich des Brenners
befinden. Bei den üblichen
mobilen Heizgeräten
werden als Brennstoffe in der Regel Kohlenwasserstoff-Verbindungen, wie
z. B. Benzin, Diesel oder Gas verwendet. Somit handelt es sich bei
dem verbleibenden Rest-Brennstoff und den Brennstoff-Bestandteilen
in der Regel um Kohlenwasserstoffe. In dem Ruhezustand des Brenners
können diese
unverbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Heizgerät verdampfen und durch die
Brennluft-Zuführung
und die Abgas-Ableitung
(über eventuell
vorgesehene Schalldämpfer)
zu der Außenseite
des Heizgeräts
treten. Dieses Problem tritt insbesondere bei mit Benzin als Brennstoff
betriebenen mobilen Heizgeräten
auf, aber auch bei mit z. B. Gas oder Diesel betriebenen.
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Somit
treten bei den bekannten mobilen Heizgeräten unerwünschte Emissionen unverbrannter
Kohlenwasserstoffe an die Umwelt auf. Die Zulässigkeit derartiger Emissionen
ist durch Regelungen und Gesetze beschränkt und eine Reduktion derartiger
Emissionen wird generell erstrebt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei mobilen Heizgeräten die
Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe zu reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird durch ein mobiles Heizgerät, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät, nach
Anspruch 1 gelöst.
Das mobile Heizgerät
weist auf: einen Brenner, in dem Brennstoff mit Brennluft unter Erzeugung
von Wärme
umsetzbar ist; eine Brennluft-Zuführung zum Zuführen der
Brennluft zu dem Brenner; und eine Abgas-Ableitung zum Abführen von
Verbrennungsabgasen von dem Brenner. In der Brennluft-Zuführung und/oder
der Abgas-Ableitung ist ein kohlenwasserstoffspeicherndes Element
angeordnet. Bei dem mobilen Heizgerät ist somit in der Brennluft-Zuführung oder
der Abgas-Ableitung oder in beiden zumindest ein kohlenwasserstoffspeicherndes
Element angeordnet. Unter kohlenwasserstoffspeichernden Elementen
werden dabei Strukturen verstanden, an bzw. in denen die verdampfenden
unverbrannten Kohlenwasserstoffe, insbesondere Benzindämpfe, angelagert
oder eingelagert werden. Durch das Vorsehen der kohlenwasserstoffspeichernden
Elemente werden Emissionen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen
an die Umwelt zuverlässig
reduziert.
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Unter
einem „mobilen
Heizgerät" wird in dem vorliegenden
Zusammenhang ein Heizgerät
verstanden, das für
den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend
angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es transportabel
ist (ggf. in einem Fahrzeug eingebaut oder lediglich für den Transport
darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dauerhaften, stationären Einsatz,
wie es beispielsweise bei der dauerhaften Installation einer Gebäudeheizung
in einem Gebäude der
Fall ist, ausgelegt ist. Das mobile Heizgerät ist insbesondere zur Beheizung
eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser-
oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise
auf Schiffen, insbesondere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt.
Ferner kann das mobile Heizgerät
auch vorübergehend
stationär
eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Containern, wie
beispielsweise Baucontainern, etc.. Vorzugsweise ist das mobile
Heizgerät
als Standheizer für
Kraftfahrzeuge, insbesondere für
motorgetriebene Landfahrzeuge, ausgebildet. Unter mobilen Heizsystemen
werden also insbesondere auch fest installierte Heizsysteme in mobilen
Installationsobjekten, wie z. B. Fahrzeugen, verstanden.
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Vorzugsweise
wird in dem mobilen Heizgerät flüssiger Brennstoff
eingesetzt. Dieser kann beispielsweise einem Brennstoff-Tank des
Kraftfahrzeuges entnommen werden.
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Als „Brenner" wird allgemein ein
Bauteil bezeichnet, in dem Brennstoff (gasförmig oder flüssig) mit
Brennluft in einer flammenden Verbrennung unter Freisetzung von
Wärme umgesetzt
wird. Beispielsweise kann als Brenner ein Verdampfungsbrenner oder
ein Brenner mit Zerstäuberdüse eingesetzt
werden. In einem Verdampfungsbrenner wird (flüssiger) Brennstoff auf einer
(in der Regel porösen)
Oberfläche
verdampft und mit zugeführter
Brennluft in einer flammenden Verbrennung umgesetzt. In einem Brenner
mit Zerstäuberdüse wird
(flüssiger)
Brennstoff durch die zugeführte
Brennluft in der Zerstäuberdüse zerstäubt und
mit der Brennluft in einer flammenden Verbrennung umgesetzt.
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Bevorzugt
weist das kohlenwasserstoffspeichernde Element eine durchströmbare Struktur
mit einer großen
Oberfläche
im Verhältnis
zu deren Volumen auf. In diesem Fall ist zuverlässig sichergestellt, dass das
kohlenwasserstoffspeichernde Element auch mit den abdampfenden unverbrannten
Kohlenwasserstoffen in Kontakt gelangt. Die Ausbildung einer großen Oberfläche im Verhältnis zum
Volumen ermöglicht
eine platzsparende, effiziente Speicherung der Kohlenwasserstoff-Emissionen.
Auf kleinem Raum kann eine beachtliche Menge derartiger Emissionen
gespeichert werden. Eine Realisierung kann insbesondere durch offenporige
poröse
Strukturen erfolgen, wie z. B. schwamm- oder schaumartige Strukturen,
Gewebestrukturen, dreidimensionale Gitterstrukturen, etc.. Ein weiterer
Vorteil ist in diesem Fall, dass das kohlenwasserstoffspeichernde
Element gleichzeitig auch als schalldämpfendes Element eines Schalldämpfers,
wie z. B. eines Brennluft- oder Abgas-Schalldämpfers, dienen kann. Somit können Schalldämpfung und
Emissionsreduktion in einem Bauteil integriert werden.
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Bevorzugt
ist das kohlenwasserstoffspeichernde Element zum Speichern von Kohlenwasserstoffen
durch Adsorption ausgestaltet. In einer solchen Realisierung ist
ein Entfernen der gespeicherten Kohlenwasserstoffe z. B. im Rahmen
einer Wartung oder durch eine bestimmte Ansteuerung des Brenners
in dessen Betrieb in einfacher Weise möglich. Es ist aber auch eine
Speicherung der Kohlenwasserstoffe durch Absorption möglich. Es
stehen Materialien zur Verfügung,
die in zuverlässiger
Weise Kohlenwasserstoffe über
Adsorption speichern. In Frage kommen insbesondere offenporige poröse Trägerstrukturen
(z. B. Schäume,
dreidimensionale Gitterstrukturen etc.), die mit einer Kohlenwasserstoffe
adsorbierenden Beschichtung versehen sind. Im Bereich der Brennluft-Zuführung kommen
als Trägerstrukturen
insbesondere kostengünstige
Kunststoffschäume
mit z. B. einer Aktivkohlebeschichtung als kohlenwas serstoffspeichernde
Beschichtung in Frage. Im Bereich der Abgas-Ableitung kommen insbesondere
stärker
hitzebeständige
Materialien wie z. B. Metallschäume
mit einer Edelmetallbeschichtung in Frage. Z. B. ist ein kohlenwasserstoffspeicherndes Material
bekannt, das ein einzelnes Zeolithmaterial ist, welches die Speicherwirkung
für unverbrannte Kohlenwasserstoffe
(insbesondere Benzindämpfe) ermöglicht und
auf dem Edelmetalle ausscheiden können.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist das kohlenwasserstoffspeichernde
Element derart angeordnet, dass es im Betrieb des Heizgeräts von der
Brennluft bzw. den Verbrennungsabgasen durchströmt wird. In diesem Fall befindet
sich das kohlenwasserstoffspeichernde Element im Strömungspfad und
es ist sichergestellt, dass es auch im ausgeschalteten Zustand des
Brenners die Kohlenwasserstoff-Emissionen zuverlässig speichert. Ferner kann das
kohlenwasserstoffspeichernde Element in diesem Fall auch gleichzeitig
als Schalldämpfer
zur Geräuschdämpfung dienen,
wenn es geometrisch so gestaltet wird, dass es z. B. auch Schall
absorbiert. Weiterhin kann bei einer solchen Anordnung das kohlenwasserstoffspeichernde
Elemente bei dem Betrieb des Brenners auch wieder "entleert" werden, in dem z.
B. bei einer Anordnung in der Brennluft-Zuführung die gespeicherten Kohlenwasserstoffe
mit der Brennluft wieder in Richtung des Brenners transportiert
und dort verbrannt werden. Bei einer Anordnung im Abgastrakt kann
z. B. eine Umsetzung der gespeicherten Kohlenwasserstoffe mit Verbrennungsabgasen
im Betrieb des Brenners erfolgen, evtl. durch eine zusätzlich vorgesehene
katalytische Wirkung des kohlenwasserstoffspeichernden Elements.
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Bevorzugt
ist sowohl in der Brennluft-Zuführung
als auch in der Abgas-Ableitung je zumindest ein kohlenwasserstoffspeicherndes
Element angeordnet. In diesem Fall können sowohl Emissionen durch
die Brennluft-Zuführung
als auch solche durch die Abgas-Ableitung verringert werden. Es
wird somit ein mobiles Heizgerät
mit insgesamt sehr niedrigen Emissionen bereitgestellt.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterbildung ist das kohlenwasserstoffspeichernde
Element das schalldämpfende
Element in einem Schalldämpfer.
In diesem Fall wird für
die Speicherfunktion kein zusätzlicher
Bauraum benötigt
und das Element übernimmt
eine Doppelfunktion. Es ist jedoch auch möglich, dass das kohlenwasserstoffspeichernde Element
in dem Schalldämpfer
nur angeordnet ist und dort z. B. nur teilweise ein zusätzlich ebenfalls vor gesehenes
schalldämpfendes
Material ersetzt. Bei dieser Variante sind verschiedene räumliche
Anordnungen von den jeweiligen Materialien möglich, z. B. in Strömungsrichtung
hintereinander, seitlich nebeneinander, abwechselnd angeordnet,
etc.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist das kohlenwasserstoffspeichernde
Element in einem durch das Zuführen
der Brennluft zu dem Heizgerät entstehende
Geräusche
dämpfenden
Brennluftzuführungs-Schalldämpfer angeordnet.
In diesem Fall wird die Emission von unverbrannten Kohlenwasserstoffen
durch die Brennluft-Zuführung
im Ruhezustand des Brenners reduziert, ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das kohlenwasserstoffspeichernde
Element in einem durch das Abführen
der Verbrennungsabgase entstehende Geräusche dämpfenden Abgasableitungs-Schalldämpfer angeordnet.
In diesem Fall wird die Emission von unverbrannten Kohlenwasserstoffen
durch die Abgas-Ableitung im Ruhezustand des Brenners reduziert,
ohne zusätzlichen Bauraum
zu benötigen.
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Bevorzugt
weist das kohlenwasserstoffspeichernde Element eine ganz oder teilweise
poröse Struktur
auf, insbesondere eine Schaumstruktur, Wabenstruktur oder Faserstruktur.
Unter einer „porösen Struktur" wird in diesem Zusammenhang
eine Struktur verstanden, die von einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzt
ist. Insbesondere können
eine Schaumstruktur (z. B. Metallschaum, Kunststoffschaum, etc.),
eine Wabenstruktur (mit z. B. quaderförmigen oder wabenförmigen Hohlräumen), eine
Faserstruktur (z. B. Wolle, in Harz getränkte Vliesfasern, dünne Metalldrähte, etc.)
als Trägerstruktur
(mit einer entsprechenden kohlenwasserstoffspeichernden Beschichtung)
eingesetzt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist das kohlenwasserstoffspeichernde
Element durch eine Trägerstruktur
mit einer kohlenwasserstoffadsorbierenden Beschichtung gebildet.
In entsprechender Weise ist wiederum vorzugsweise vorgesehen, dass
die Trägerstruktur
eine große
Oberfläche
im Verhältnis
zu deren Volumen aufweist und dass sie als durchströmbare Struktur
ausgebildet ist. Als Trägerstruktur
können
beispielsweise eine Metallfolie, die in einer wabenförmigen oder
quaderförmigen Struktur
ausgebildet ist, ein Metallschaum, ein Keramikmonolith, etc., eingesetzt
werden. Als kohlenwasserstoffadsorbierende Beschichtung kommen insbesondere
Aktivkohlebeschichtungen (brennluftzuführungsseitig) und bestimmte Edelmetallbeschichtungen
(abgasableitungsseitig) in Frage. Eine Gestaltung mit einer Trägerstruktur
und einer Beschichtung ermöglicht
insbesondere eine kostengünstige
Herstellung und eine Optimierung der geometrischen Strukturen.
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Wenn
die kohlenwasserstoffadsorbierende Beschichtung eine Edelmetallbeschichtung
ist, ist insbesondere eine Verwendung im Abgastrakt gut möglich, in
dem höhere
Temperaturen auftreten. Wenn die kohlenwasserstoffadsorbierende
Beschichtung eine Aktivkohle-Beschichtung
ist, können die
Vorteile insbesondere im Bereich der Brennluft-Zuführung in
besonders kostengünstiger
Weise realisiert werden.
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Die
Aufgabe wird ebenfalls durch einen Brennluft-Zuführungs-Schalldämpfer gemäß Anspruch
13 gelöst.
Es handelt sich um einen solchen Schalldämpfer für ein mobiles Heizgerät, das einen Brenner,
in dem Brennstoff mit Brennluft unter Erzeugung von Wärme umsetzbar
ist; eine Brennluft-Zuführung
zum Zuführen
der Brennluft zu dem Brenner; und eine Abgas-Ableitung zum Abführen von Verbrennungsabgasen
von dem Brenner aufweist. In einem Strömungsweg des Brennluft-Zuführungs-Schalldämpfers ist
ein kohlenwasserstoffspeicherndes Element angeordnet. Der Brennluft-Zuführungs-Schalldämpfer erreicht
ebenfalls die oben bereits beschriebenen Vorteile. Insbesondere
können mit
einem derartigen Schalldämpfer
bereits existierende mobile Heizgeräte in einfacher Weise derart nachgerüstet werden,
dass sowohl störende
Geräusche
gedämpft
als auch Kohlenwasserstoff-Emissionen reduziert werden.
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Die
Aufgabe wird auch durch einen Abgasableitungs-Schalldämpfer gemäß Anspruch
14 gelöst.
Es handelt sich um einen solchen Schalldämpfer für ein mobiles Heizgerät, das einen
Brenner, in dem Brennstoff mit Brennluft unter Erzeugung von Wärme umsetzbar
ist; eine Brennluft-Zuführung
zum Zuführen
der Brennluft zu dem Brenner; und eine Abgas-Ableitung zum Abführen von
Verbrennungsabgasen von dem Brenner aufweist. In einem Strömungsweg
des Abgasableitungs-Schalldämpfers
ist ein kohlenwasserstoffspeicherndes Element angeordnet. Der Abgasableitungs-Schalldämpfer erreicht ebenfalls
die oben bereits beschriebenen Vorteile. Insbesondere können mit
einem derartigen Schalldämpfer
bereits existierende mobile Heizgeräte in einfacher Weise derart
nachgerüstet
werden, dass sowohl störende
Geräusche
gedämpft
als auch Kohlenwasserstoff-Emissionen reduziert werden.
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Weitere
Vorteile und Zweckmäßigkeiten
der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Von den Figuren zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines mobilen Heizgerätes gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2a) bis e) schematisch verschiedene Möglichkeiten
der Gestaltung eines Brennluftzuführungs- bzw. Abgasableitungs-Schalldämpfers.
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform
mit Bezug auf 1 beschrieben. Bei der Ausführungsform
ist das mobile Heizgerät
durch eine Standheizung gebildet. In 1 ist ein
mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät 2, das eine Standheizung
für ein motorbetriebenes
Landfahrzeug bildet, dargestellt. In der schematischen Darstellung
sind Bauteile, die für die
Funktionsweise gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht relevant sind, zum Teil weggelassen und werden nicht
erläutert.
Das Heizgerät 2 weist
einen Brenner 4 und einen Wärmetauscher 6 auf.
Der Brenner 4 weist eine Brennkammer 8, ein Flammrohr 10, das
der Brennkammer 8 in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Gase nachgeordnet
ist, und eine Zerstäuberdüse 12 auf.
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In
dem Brenner 4 wird im Betrieb Brennstoff (hier: flüssiger Kraftstoff
des Kraftfahrzeuges) zusammen mit Brennluft unter Freisetzung von
Wärme in
einer flammenden Verbrennung umgesetzt. Die Brennluft wird dem Brenner 4 druckbeaufschlagt über eine
Brennluft-Zuführung 14 zugeführt. Dazu
ist z. B. in dem Heizgerät 2 ein
nicht dargestelltes Brennluftgebläse angeordnet. Der Brennstoff
wird dem Brenner 4 über
eine Brennstoff-Zuführung 16 zugeführt. In
der Zerstäuberdüse 12 sorgt
die zugeführte
Brennluft für
eine Zerstäubung
des Brennstoffs und für
eine Durchmischung der Brennluft und der Brennstoff-Tröpfchen.
Der Brennstoff wird in der Brennkammer 8 mit der Brennluft
in einer flammenden Verbrennung unter Freisetzung von Wärme umgesetzt.
Die bei der Verbrennung entstehenden Gase (Abgase) strömen dann über das
Flammrohr 10 in den Wärmetauscher 6.
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In
dem Wärmetauscher 6 wird
ein erster Strömungspfad 18 für die Abgase
gebildet. Die Abgase strömen
innerhalb des Wärmetauschers 6 entlang des
ersten Strömungspfads 18 zu
einer Abgas-Ableitung 20, über welche die Abgase nach
Außen
geführt werden.
Ferner ist ein zweiter Strömungspfad 22 innerhalb
des Wärmetauschers 6 vorgesehen,
in dem Kühlwasser
des Kraftfahrzeuges geführt
wird. Der erste 18 und der zweite 22 Strömungspfad
sind dabei derart angeordnet, dass im Einsatz Wärme effektiv von den Abgasen
auf das Kühlwasser übertragen wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Strömungsrichtung
der Abgase und die Strömungsrichtung
des Kühlwassers
in dem Wärmetauscher 6 entgegengesetzt
zueinander ausgerichtet, wie in 1 schematisch
durch die Pfeile dargestellt ist. Das erwärmte Kühlwasser wird über einen
weiteren Wärmetauscher
(Kühlwasser-Luft-Wärmetauscher) zur Beheizung
von Luft, die dem Fahrzeug-Innenraum zugeführt wird, geleitet. Ferner
wird durch das Kühlwasser
der Motor des Kraftfahrzeuges vorgewärmt.
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Wie
in 1 schematisch gezeigt ist, ist in der Brennluft-Zuführung 12 ein
Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 angeordnet.
Der Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 dämpft durch
den Verbrennungsprozess und die Brennluftzuführung hervorgerufene Geräusche. Als
eine nicht dargestellte Variante ist es möglich, dass der Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 eingangsseitig
einen Wasser- bzw. Feuchtigkeitsabscheider aufweist, der verhindert,
dass mit der Brennluft zuviel Feuchtigkeit in den Brenner 4 gelangt.
Der Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 kann
ferner derart ausgebildet sein, dass dieser im Betrieb des Brenners 4 auch eine
Filterung der Brennluft bewirkt.
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Wie
in 1 ebenfalls schematisch dargestellt ist, ist in
der Abgas-Ableitung 20 ein Abgasableitungs-Schalldämpfer 26 vorgesehen.
Der Abgasableitungs-Schalldämpfer 26 dämpft durch
den Verbrennungsprozess und das Abströmen der Verbrennungsabgase
hervorgerufene Geräusche
auf der Seite des Abgas-Traktes.
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Die
jeweiligen Schalldämpfer 24 und 26 sind durch
Komponenten gebildet, die im Vergleich zu der restlichen Brennluftzuführung 12 bzw.
der restlichen Abgasableitung 20 einen vergrößerten Innenquerschnitt
aufweisen. Der dadurch entstehende Innenraum ist bei der Ausführungsform
mit schallabsorbierendem Material bzw. schallabsorbierenden Materialien
versehen, z. B. vollständig
mit diesen gefüllt.
Diese Materialien werden im Weiteren noch genauer beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist zumindest
ein kohlenwasserstoffspeicherndes Element 28, 28' in der Abgas-Ableitung 20 und/oder
in der Brennluft-Zuführung 12 vorgesehen.
Es können
jedoch auch mehrere kohlenwasserstoffspeichernde Elemente 28, 28' z. B. an verschiedenen
Stellen in der Abgasableitung 20 und/oder der Brennluft-Zuführung 12 angeordnet sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist je ein kohlenwasserstoffspeicherndes Element 28' bzw. 28 in
dem Abgasableitungs-Schalldämpfer 26 und
in dem Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 vorgesehen.
Die Anordnung des kohlenwasserstoffspeichernden Elements 28, 28' in dem jeweiligen
Schalldämpfer 24 bzw. 26 hat
den Vorteil, dass keine weiteren Komponenten vorgesehen zu werden
brauchen. Das kohlenwasserstoffspeichernde Element 28, 28' weist eine
Struktur auf, die eine Speicherung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen
ermöglicht. Insbesondere
weist das kohlenwasserstoffspeichernde Element 28, 28' eine im Verhältnis zu
seinem Volumen sehr große
Oberfläche
auf, sodass bei kleiner Volumen-Beanspruchung eine große Speicherkapazität bereitgestellt
wird. Zumindest die Oberfläche des
kohlenwasserstoffspeichernden Elements 28, 28' ist dabei mit
einer Struktur versehen, an der unverbrannte Kohlenwasserstoffe
adsorbieren. Besonders geeignet für diesen Zweck sind insbesondere
einige Edelmetall- und Aktivkohle-Beschichtungen.
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In
der dargestellten Ausführungsform
bildet das kohlenwasserstoffspeichernde Element 28, 28' jeweils gleichzeitig
ein schalldämpfendes
Element des Brennluftzuführungs-Schalldämpfers 24 bzw. des
Abgasableitungs-Schalldämpfers 26.
Zu diesem Zweck weist das kohlenwasserstoffspeichernde Element 28 bzw. 28' eine offenporige,
poröse
Struktur auf, durch die die Brennluft bzw. die Verbrennungsabgase
strömen
können.
In Frage kommt insbesondere eine schaumartige oder gitterartige
Struktur.
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Für ein kohlenwasserstoffspeicherndes
Element 28 in einer Brennluft-Zuführung 12, z. B. in
einem Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24,
kommen insbesondere Kunststoffschäume in Frage, die mit einer
Aktivkohle-Beschichtung versehen sind. Für ein kohlenwasserstoffspeicherndes
Element 28' in
einer Abgasableitung 20 kommen insbesondere durchströmbare, offenporige
poröse
Metall- oder Keramikstrukturen in Frage, die mit einer Edelmetallbeschichtung
versehen sind, da dort deutlich höhere Temperaturen als in einer
Brennluft-Zuführung
auftreten.
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In
den 2a) bis e) sind verschiedene mögliche Anordnungen
von kohlenwasserstoffspeichernden Elementen 28, 28' in einem Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 bzw.
einem Abgasableitungs-Schalldämpfer 26 gezeigt.
Dabei sind die schematischen Darstellungen jeweils sowohl mögliche Anordnungen
für einen
Brennluftzuführungs-Schalldämpfer 24 als
auch für
einen Abgasableitungs-Schalldämpfer 26,
was durch die Angabe von jeweils zwei Bezugszeichen verdeutlicht
wird (24/26 und 28, 28').
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2a) zeigt ein Beispiel, bei dem das kohlenwasserstoffspeichernde
Element 28, 28' gleichzeitig
das schalldämpfende
Element des Schalldämpfers 24 bzw. 26 bildet.
Das kohlenwasserstoffspeichernde Element 28, 28' ist dabei derart
in dem Schalldämpfer
angeordnet, dass es von der Brennluft bzw. den Verbrennungsabgasen
durchströmt
wird. Eine derartige Realisierung bietet sich an, wenn das Material
des kohlenwasserstoffspeichernden Elements 28, 28' gleichzeitig
gute schalldämpfende
Eigenschaften aufweist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel füllt das
kohlenwasserstoffspeichernde Element 28, 28' den gesamten
Innenraum des Schalldämpfers 24 bzw. 26,
es ist jedoch auch eine Gestaltung möglich in dem der Innenraum
nur partiell mit dem Element gefüllt
ist. In dem Beispiel ist ein Schalldämpfer mit einer im Wesentlichen
zylindrischen Form dargestellt (worauf die Erfindung nicht beschränkt ist).
Seitlich an dem Schalldämpfer 24 bzw. 26 sind
Ansätze
von Leitungen schematisch dargestellt, die Abschnitte der Abgas-Ableitung 20 bzw.
der Brennluft-Zuführung 12 illustrieren.
Entlang der dargestellten Pfeile strömen im Betrieb des Brenners 4 die
Brennluft bzw. die Verbrennungsabgase in den Schalldämpfer 24/26 bzw.
aus diesem heraus.
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2b) zeigt ein anderes Beispiel, bei dem in dem
Schalldämpfer 24 bzw. 26 nur
ein Teil des schalldämpfenden
Materials 30 durch ein kohlenwasserstoffspeicherndes Material 28, 28' ersetzt ist.
Eine derartige Realisierung bietet sich z. B. an, wenn das kohlenwasserstoffspeichernde
Material 28, 28' nicht ganz
so gute schalldämpfende
Eigenschaften aufweist, wie ein für Schalldämpfer übliches schalldämpfendes
Material 30 (z. B. ein Kunststoffschaum, Metall- oder Keramikschaum
etc.).
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Die 2c) bis f) zeigen beispielhaft weitere mögliche Anordnungen
von kohlenwasserstoffspeicherndem Material 28, 28' und schalldämpfendem Material 30 in
einem Schalldämpfer 24 bzw. 26.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beispielhaften Anordnungen
beschränkt
und es sind verschiedene weitere Anordnungen möglich.
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Die
Speichereigenschaften der kohlenwasserstoffspeichernden Elemente
können
je nach verwendetem Material so gewählt werden, dass eine Speicherung
der über
die Lebensdauer des mobilen Heizgeräts anfallenden unverbrannten
Kohlenwasserstoffe ermöglicht
ist. Es sind aber auch Anordnungen möglich, bei denen die gespeicherten
Kohlenwasserstoffe in regelmäßigen Intervallen,
z. B. im Rahmen einer üblichen
Wartung, entfernt werden müssen.
Dies kann je nach gewähltem
Speichermaterial z. B. durch Austauschen des kohlenwasserstoffspeichernden
Elements oder z. B. durch Ausheizen etc. erreicht werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele
beschränkt.
In 1 ist ein Brenner mit Zerstäuberdüse dargestellt. Die Erfindung
ist jedoch unabhängig
von dem jeweiligen Brennertyp realisierbar. Insbesondere ist die
Erfindung nicht auf die beschriebene Fahrzeug-Standheizung beschränkt, sondern
es ist auch eine Realisierung in anderen mobilen Heizgeräten möglich, insbesondere
in den in der Einleitung erwähnten.
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Obwohl
bzgl. der Ausführungsform
beschrieben wurde, dass sowohl der Abgasableitungs-Schalldämpfer als
auch der Brennluftzuführungs-Schalldämpfer je
mit einem kohlenwasserstoffspeichernden Element versehen sind, ist
die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, es ist z. B. auch möglich nur
einen Schalldämpfer
mit einem kohlenwasserstoffspeichernden Element zu versehen. Die
Erfindung ist ferner nicht darauf beschränkt, das kohlenwasserstoffspeichernde
Element (oder die kohlenwassserstoffspeichernden Elemente) in einem Schalldämpfer anzuordnen
(wenngleich dies u. a. aus Platzgründen bevorzugt ist). Ein kohlenwasserstoffspeicherndes
Element kann z. B. auch an einer anderen Stelle in der Brennluftzuführung und/oder der
Abgas-Ableitung angeordnet sein. Das mobile Heizgerät muss ferner
nicht zwangsläufig
einen Abgasableitungs-Schalldämpfer
und einen Brennluftzuführungs-Schalldämpfer aufweisen,
sondern kann auch lediglich einen von diesen oder sogar gar keinen
von diesen aufweisen.