DE29511384U1

DE29511384U1 - Verdampfungsbrennkammer für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät

Info

Publication number: DE29511384U1
Application number: DE29511384U
Authority: DE
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2005-07-15
Also published as: US5947717A; WO1997003853A1; CZ111597A3; CZ292011B6

Description

Verdampfungsbrennkammer für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät

Die Erfindung betrifft eine Verdampfungskammer für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugheizgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Durch die umfangsmäßig punktuelle Einleitung des Brennstoffes in den Brennstoff-Brennluft-Vermischungsraum der Brennkammer kommt es zu schlechten Emissionswerten des Brennkammerabgases sowie störenden Verbrennungsgeräuschen. Dies gilt geichermaßen für horizontale und vertikale Betriebslagen der Brennkammer, wobei der Brennstoff bei einer horizontalen Betriebslage in der Regel in einem Bereich eingegeben wird, der nicht unterhalb einer durch die Brennkammerachse verlaufenden Horizontalebene liegt. Bei vertikal angeordneter Brennkammer liegt die Brennstoff-Einleitungsstelle jeweils lotrecht oben.

Abhilfe gegenüber den vorgenannten Nachteilen zu schaffen ist das Problem, mit dem sich die Erfindung beschäftigt.

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Gelöst wird diese Problematik durch eine Ausführung der Brennkammer nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 .

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche .

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, durch eine geschickte Ausbildung und Führung der Brennkammer-Flamme in das Brennkammer-Flammrohr hinein die Verbrennung und damit das Emissions -und Geräuschverhalten eines mit einer gattungsgemäßen Brennkammer ausgerüsteten Heizgerätes zu verbessern. Dabei haben im Rahmen der Erfindung durchgeführte Versuche gezeigt, daß verschiedene exzentrische Lagen einer flächenmäßig unverändert großen Flamm-Lochblendenöffnung zu erheblich unterschiedlichen Emissions- und Lärmwerten führen. Das jeweils günstigste Maß der exzentrischen Anordnung der Öffnung und deren umf angsmäßige Lage ist für eine bestimmte gattungsgemäße Brennkammerkonfiguration jeweils ohne weiteres experimentell ermittelbar.

Je nachdem, ob die Betriebslage der Brennkammer vertikal oder horizontal ist und ob der Brennstoff bei liegender Kammer im Zenit oder auf Achshöhe der Brennkammer zugeleitet wird, oder ob die Zugabe bei stehender Kammer erfolgt, können unterschiedlich große Exzentrizitäten optimal sein. Das

gleiche gilt bezüglich der umfangsmäßigen Lage des Exzentrizitätsmittelpunktes .

Ist eine gleiche Brennkammer für stehenden und liegenden Einbau gedacht und bei liegendem Einbau mit verschieden hohen Lagen der Brennstof feinleitungsstelle, so ist aus einfach durchzuführenden Versuchen die für vorbestimmte verschiedene Betriebslagen als Kompromiß optimale Größe der Exzentrizität und der Umfangslage von deren Mittelpunkt festzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennkammer nach Linie
in Fig. 2,

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Fig. 2 eine Ansicht der Brennkammer nach dem Pfeil II in
Fig. 1.

Die Brennkammer besteht aus einem Brennstoff-Luftmisch-und Zündungsraumbereich 1 und einem sich in Richtung stromab des gezündeten Gemisches sich anschließenden Flammrohr 2.

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Der Bereich 1 wird gebildet von einem äußeren Rohr 3 und einem konzentrisch in diesem liegenden inneren Rohr 4 sowie einer Flamm-Lochblende 5, durch die das Flammrohr 2 mit dem Bereich 1 verbunden ist.

Der zwischen dem äußeren Rohr 3 und dem inneren Rohr 4 liegende Ringraum ist an dem der Flamm-Lochblende 5 gegenüberliegenden Ende verschlossen. Die Innenwand des äußeren Rohres 3 ist mit einem porösen saugfähigen Körper 6 ausgekleidet. In diesem saugfähigen Körper 6 wird an einer mit einem strichpunktierten Kreis angedeuteten Einleitungsstelle 7 flüssiger Brennstoff wie beispielsweise Dieselkraftstoff eingeleitet. Im Bereich dieser Einleitungsstelle erfolgt die Zündung beim Start des Brenners.

Die Verbrennungsluft wird durch das der Flamm-Lochblende 5 gegenüberliegende offene Ende des inneren Rohres 4 in dieses zugeführt. Die Lufteinströmung in das innere Rohr 4 erfolgt drallartig. Das innere Rohr 4 ist an seinem der Flamm-Lochblende zugewandten Ende mit einer Stauscheibe 8 versehen. Direkt angrenzend an diese Stauscheibe 8 befinden sich in dem Mantel des inneren Rohres 4 radial offene axiale Schlitze 9, die sich etwa über ein Drittel der Gesamtlänge des inneren Rohres 4 erstrecken. Bedingt durch die drallartige Zuführung der Verbrennungsluft durch das innere Rohr 4 dringt die Verbrennungsluft einerseits durch die Schlitze 9 sowie durch die Öffnung der Stauscheibe 8 in den Mischraum-

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bereich der Brennkammer ein, der sich um das innere Rohr 4 herum erstreckt und im wesentlichen von dem Ringraum 10 zwischen äußerem und innerem Rohr 3 bzw. 4 gebildet wird. Im Bereich zwischen der Stauscheibe 8 und der Flamm-Lochblende 5 bildet sich im Dauerbetrieb des Brenners die Brennflamme aus , um sich sodann innerhalb des Flammrohres 2 vollständig entfalten zu können.

Die Öffnung der Flamm-Lochblende 5 ist eine exzentrisch zu der Achse der Brennkammer angeordnete Kreisfläche. Der exzentrische Versatz des Mittelpunktes der Flamm-Lochblendenöffnung liegt in einer Richtung, durch die der Wandbereich der Flamm-Lochblende 5, der an die Brennstoff-Einleitungsstelle 7 angrenzt, vergrößert wird. Dies kann der Figur 2 deutlich entnommen werden. Die in Figur 2 dargestellte Lage der Brennkammer entspricht einer hoizontalen Betriebslage mit einer etwa in Achshöhe liegenden Brennstoff-Einleitungsstelle 7. Der Mittelpunkt der Öffnung der Flamm-Lochblende ist umfangsmäßig mit Bezug auf die Darstellung in Figur 2 um etwa 45° nach lotrecht unten verdreht. Mit einer derartigen Lage der Öffnung der Flamm-Lochblende 5 konnte bei durchgeführten Versuchen ein Kompromiß bezüglich guter Emissions- und Verbrennungslärmwerte für unterschiedliche Einbaulagen der Brennkammer festgestellt werden. Bei den hierfür geeigneten Betriebslagen handelt es sich einmal um die in Figur 2 dargestellte Einbaulage, sowie eine solche mit einer Lage der Brennstoff-Einleitungsstelle 7 oben im

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Zenit sowie um eine senkrechte Einbaulage mit lotrecht unten liegendem Flammrohr.

In dem konkret dargestellten Beispiel mißt der äußere Durchmesser der Flamm-Lochblende etwa 45 mm, wobei der Durchmesser der Blendenöffnung bei 20 mm liegt. Bei einer derartigen Größe einer Flamm-Lochblende 5 beträgt die als optimal ermittelte Exzentrizität e = 2 mm und die Verdrehung des Mittelpunktes der Lochblendenöffnung gegenüber einer in Figur 2 dargestellten die Brennkammerachse schneidenden Horizontalen etwa &agr; = 45°.

Bei der Brennkammer nach dem dargestellten Beispiel wird die Verbrennungsluft mit einem in Richtung des Pfeiles D verlaufenden Drall in das innere Rohr 4 eingeführt.

Bezugszeichenliste

1 Mischraumbereich

2 Flammrohr

3 äußeres Rohr

4 inneres Rohr

5 Flamm-Lochblende

6 saugfähige Körper

7 Einleitungsstelle

8 Stauscheibe

9 Schlitze Ringraum

Claims

Schutzansprüche

1. Verdampfungs-Brennkammer für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeug-Heizgerät, mit den gattungsbildenden Merkmalen

a) zwei konzentrisch ineinander liegende Rohre (3, 4) bilden zwischen sich einen an einem ersten Ende geschlossenen Ringraum (10), der an dem zweiten Ende offen auf eine von dem äußeren Rohr (3) nach radial innen ragende und mit Abstand vor dem inneren Rohr (4) liegende Flamm-Lochblende (5) mündet,

b) zwischen dem zweiten Ende des inneren Rohres (4) und der Wand der Flamm-Lochblende (5) befindet sich ein radialer Spalt,

c) das innere Rohr (4) ist an seinen beiden Enden im wesentlichen offen, wobei die an dem zweiten Ende liegende Öffnung durch eine konzentrisch umlaufende Staukante einer Stauscheibe (8) eingezogen ist,

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d) in einem unmittelbar an die Stauscheibe (8) angrenzenden Bereich ist das innere Rohr (4) mit radial offenen Schlitzen (9) versehen,

e) von dem ersten offenen Ende des inneren Rohres (4) aus strömt drallförmig geführte Verbrennungsluft durch dieses innere Rohr (4) und verläßt dieses teils durch die Schlitze (9) und teils durch die axiale Öffnung der Stauscheibe (8) hindurch,

f) zumindest die Innenwand des äußeren Rohres (3) ist mit einem porösen saugförmigen Körper (6) ausgekleidet, in den benachbart zu dem ersten Ende des zwischen den beiden Rohren (3, 4) liegenden Ringraumes (10) etwa punktuell an einer lokal begrenzten Einleitungsstelle (7) flüssiger Brennstoff eingeleitet wird,

g) bei gezündetem Brennstoff erstreckt sich eine Flamme durch die Flamm-Lochblende (5) in ein stromab angebrachtes Flammrohr (2),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Öffnung der Flamm-Lochblende (5) exzentrisch zu der von der Staukante der Stauscheibe (8) gebildeten Öffnung des inneren Rohres (4) verläuft, wobei die radial größere Wandfläche der Flamm-Lochblende (5) umfangsmäßig der Brennstoff-Einleitungsstelle (7) benachbart ist.

2. Verdampfungs-Brennkammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der sich aus der exzentrischen Anordnung der Öffnung der Flamm-Lochblende (5) ergebende radiale Abstand zwischen dem Öffnungsrand der Flamm-Lochblende (5) und der angrenzenden umlaufenden Außenkante des inneren Rohres (4) in einem Bereich von bis zu etwa ± 45° beidseitig einer Verbindungsgeraden zwischen "der Brennstoff-Einleitungsstelle (7) und der Brennkammerachse in einer senkrecht zur Brennkammerachse verlaufenden Ebene liegt.

3. Verdampfungs-Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der geringste radiale Abstand des Öffnungsrandes der
Flamm-Lochblende (5) gegenüber dem Außenumfang am Ende des
inneren Rohres (4) etwa Null beträgt.