DE3233319A1

DE3233319A1 - Verdampfungsbrenner

Info

Publication number: DE3233319A1
Application number: DE19823233319
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8033 Krailling Zwicker
Original assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Current assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Priority date: 1982-09-08
Filing date: 1982-09-08
Publication date: 1984-03-08
Also published as: SE453941B; US4538985A; DE3233319C2; SE8302821D0; JPS5960110A; SE8302821L

Description

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Verdampfungsbrenner.

[e Erfindung betrifft einen mit flüssigem Brennstoff betriebenen erdampfungsbrenner für Heizgeräte , insbesondere Fahrzeug-Heizgeräte, it einem Brennraum, in den Brennluft unter Druck wirbelartig einführir ist, einem mit Brennstoff beschickten u. eine im wesentlichen Jene Ausdampfungsflache aufweisenden Verdampfungskörper aus saugihigem Werkstoff zum Verdampfen des zugeführten Brennstoffes vor dem irmischen mit der Brennluft, sowie einer elektrischen Glühzündein-Lchtung zum Zvnden einer Initial flamme.

si bekannten Verdampfungsbrennern dieser Art wird als Glühzündeinrichmg eine Wendel- oder Stabglühkerze benutzt, die seitlich in den rennraum an einer in Abstand vor der Ausdampfungsflache liegenden teile hineinragt. Diese Glühkerze stellt für den Start die zum Ersichen der erforderlichen Verdampfungstemperatur notwendige Wärme ^reit. Die Glühkerze beansprucht jedoch, bedingt durch ihren Aufbau, ι dem in der Regel relativ kleinen Brennraum ein beachtliches Volumen, ie in den Brennraum hineinstehende Glühkerze behindert den laufen-Bn Verbrennungsprozeß zum Teil erheblich, insbesondere weil sie die trömung im Brennraum stört. Die Stromwärmeenergie wird nur zu inem Bruchteil der Ausdampfungsflache zugeführt. Bei Stabglühzrzen ist es außerdem schwierig, die benötigte Oberflächentemperair zu erreichen, während Wendelglühkerzen zu Verkokung mit der jlge von Kurz- u. Masseschlüssen der Wendeln neigen.

sr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfungsbren-3r zu schaffen, der sich bei besonders ein fächern Aufbau durch inen verbesserten Wirkungsgrad auszeichnet und der die Verbrennung D Brennraum ungestört läßt.

iese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Glüh-Indeinrichtung ein im wesentlichen ebener Glühheizkörper vorgeshen ist, der in einer zur Ausdampfungsflache parallelen Ebene !mittelbar vor oder in dem Verdampfungskörper angeordnet ist.

jfgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus erfolgt die für den Start

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erforderliche Wärmezufuhr gezielt und genau dort, wo sie zur Erzeugung der Initial flamme benötigt wird. Die Verwirbelung des Brennstof fes^ in der Brennkammer wird praktisch nicht beeinträchtigt. Die Verkokungsgefahr läßt sich weitgehend ausschalten. Aufgrund der besseren Wärmeausnutzung ist der Stromverbrauch verringert .

Eine konstruktiv besonders einfache Lösung wird erhalten, wenn der Glühheizkörper aus Glühdraht besteht, der eine ebene geometrische Figur bildet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Verdampfungskörper u. der Glühheizkörper auf einem gemeinsamen Träger abgestützt, der zweckmäßig mit den übrigen Brennerteilen lösbar verbunden ist. Dies vermindert nicht nur den konstruktiven Aufwand, sondern gestattet auch auf besonders bequeme Weise ein gleichzeitiges Auswechseln von Verdampfungskörper u. Glühheizkörper. Dabei lassen sich Verdampfungs- u. Glühheizkörper zusammen mit dem Träger austauschen .

Der Glühheizkörper läßt sich als mechanische Befestigung für den Verdampfungskörper ausbilden. Umgekehrt kann der Verdampfungskörper selbst als Träger für den Glühheizkörper ausgelegt sein. Der gemeinsame Träger oder der Verdampfungskörper selbst können als abnehmbarer deckelartiger stirnseitiger Abschluß des ÜTennraums ausgebildet sein. Dies gestattet neben dem Austausch von Verdampfungskörper u. Glühheizkörper auch ein leichtes Reinigen des Brennraums. Der Glühheizkörper kann auf der dem Brennraum zugekehrten Stirnfläche des Verdampfungskörpers aufsitzen oder in dort vorgesehene offene Nuten eingebettet sein. Elektrische Anschlüsse für den Glühheizkörper lassen sich einfach durch den Verdampfungskörper hindurchführen. Sie sind zweckmäßig als Steckverbindungsglieder ausgebildet. Durch Verteilen des Glühheizkörpers, beispielsweise aufgrund der Verwendung einer Glühspirale mit großen Windungsabständen, im wesentlichen über die ganze Ausdampfungsfläche des Verdampfungskörpers läßt sich die Verkokungsbereitschaft durch großflächiges Freibrennen von Verbrennungsrückständen weiter reduzieren.

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Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigern

Fig. 1 einen Schnitt durch den brennraumseitigen Teil eines Fahrzeugheizgerätes mit erfindungsgemäß aufgebautem Verdampfungsbrenner,

Fign. 2-7 verschiedene Ausbildungen des Glühheizkörpers,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform

mit auf ein Verdampfungsvlies aufgesetztem, mittels Keramikstegen geführtem Glühdraht,

Fig. 9 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 8 für eine Aus

führungsform bei der ein Glühdraht in einen Keramik-Verdampfungskörper eingelegt ist, und

Fig. 10 einen Teilschnitt, der einen als Steckverbin

dungsglied ausgeführten Anschluß des Glühheizkörpers erkennen läßt.

Das Fahrzeugheizgerät nach Fig. 1 weist einen Brennerkopf IO auf, in den ein Brennrohr 11 eingesetzt ist, das einen Brennraum 12 begrenzt. Der Brennerkopf 10 ist an dem in Fig. 1 linken stirnseitigen Ende mittels eines abnehmbaren Deckels 13 verschlossen. Der Dekkel 13 ist mit dem Brennerkopf über einen Federring oder mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Federcli pse 14 lösbar verbunden. Auf dem Deckel 13 ist

ein Vliesträger 15 abgestützt. An dem Vliesträger 15 ist ein Verdampfungsvlies 16 angebracht.Vor der dem Brennraum 12 zugekehrten ebenen Ausdampfungsfläche 17 des Vlieses 16 befindet sich ein aus Glühdraht aufgebauter, eine ebene geometrische Figur bildender Glühheizkörper 18, dem über Anschlüsse 19, 20 elektrische Energie zugeführt werden kann. Die Anschlüsse 19,20 reichen in Axialrichtung durch das Verdampfungsv1ies 16, den Vliesträger u. den Deckel 13 hindurch, wobei im Deckel entsprechende Durcht'ührunp,on 21 mis Kc mm i k tulnr G1 nut; ti I) vort','*;;t.*lien :; i ixl. In tloin Vliesträger 15 mündet ein durch den Deckel 13 hindurchreichendes Rohr 22, über das dem Verdampfungsv1ies 16 flüssiger Brennstoff,

beispielsweise Dieselkraftstoff, Heizöl oder Benzin, zugeführt wird, Brennluft wird unter Druck über einen Stutzen 23 in den Brennerkopf 10 eingespeist. Die Brennluft tritt über Drallschlitze 24 in den Brennraum 12 ein, wo ein Wirbelstrom gebildet wird, der eine gleichmäßige Mischung mit dem an der Fläche 17 ausdampfenden Brennstoff gewährleistet. Zur Bildung einer Initial flamme wird beim Start dem Glühheizkörper 18 über die Anschlüsse 19, 20 elektrische Energie zugeführt. Die dadurch gebildete Stromwärme steht im hinteren Teil des Brennraums gezielt dort zur Verfügung, wo die Flamme gezündet werden muß. An den Brennerkopf 10 geht dabei nur vergleichsweise wenig Wärme verloren. Sekundärluft tritt über Öffnungen 25 ein. Bei 2b u. 27 sind ein Wärmetauscher bzw. ein Abgasstützen angedeutet.

Die Form des Glühheizkörpers 18 kann entsprechend den konstruktiven Gegebenheiten im Brennraum 12 u. dem verwendeten Gl ühtnaterial gewählt werden. Die Fign. 2 bis 7 veranschaulichen als Ausführungsbeispiele spiralen for mi ge, ringförmige, schraubenförmige, hakenförmige, stabförmige und sternförmige Glühheizkörper. Die Heizkörper haben aus Gründen der mechanischen Festigkeit zweckmäßig Querschnitte von mindestens etwa 1 mm'. Um dabei unerwünscht hohe elektrische Leistungsaufnahmen zu vermeiden, ist vorteilhaft ein Werkstoff vorgesehen, der in Verbindung mit der erforder licnen Temperaturbeständigkeit (ca. 1200⁰C) einen relativ hohen spe i fischen Widerstand hat. Geeignet sind u.a. Glühdrähte aus 'JrNi- und Cr Al- Legierungen. Für die stabförmige Ausführung gemäß Fig. 6 können zweckentsprechende Kohleverbindungen vorge sehen sei «.Die Querschnittsform des Glühdrahts kann grundsätzlich beliebig sein. Wenn es auf besonders hohe Stabilität ankommt, läßt sich ein Glühdraht 30 mit rechteckigem Querschnitt verwenden; andernfalls wird man in der Regel Glühdrähte 31, 32 (Fign. 8 u. 10) mit kreisförmigem Querschnitt vorsehen.

Wie die Fig.l erkennen läßt, werden durch die vorliegende Lösung Bearbeitungsvorgänge für das Einbringen der üblichen Glühkerzen eingespart. Insbesondere kommt der Brennerkopf 10 ohne das normale Glühkerzengewinde aus. Es entfällt auch eine zusätzliche Dichtstelle zwischen Kerze und Brennraum. Der den Brennraum an seiner Hinterseite abschließende Deckel 13 ist als Träger für das Vlies

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und den Glühheizkörper 18 doppelt genutzt. Im Austausch fall werden sowohl das Vlies 16 als auch der Glühheizkörper 18 als Verschleißteile gemei nsam erneuert.

bei dem Vei diimpLungtiv ixos Ib kann as .sie/? um ein Textilv L ies handeln. Auf dessen Ausdampfungsfläche 17 kann der Glühdraht mittels kleiner Keramikstege 34 geführt sein, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist. Bei der Verwendung temperaturfester Vliesmaterialien, insbesondere eines Keramikvlieses 35 (Fig. 9)kann der Glühdraht 30 in offene Nuten 36 an der Ausdampfungsfläche 17 eingelegt sein. Bei einer solchen Integration des Glühheizkörpers in das Vlies kann d<*r Glühheizkörper gleichzeitig als mechanische Befestigung für das Vlies selbst dienen.]

In jedem Fall beeinträchtigt, wie aus den Fign. ohne weiteres zu erkennen ist, der Glühheizkörper nicht die Wirbelströmung im Brennraum 12. Zur Verkokung neigende Schattenseiten werden vermieden. Außerdem ist das Platzangebot im Bereich der hinteren Rückwand des Brennraums 12 in der Regel so groß, daß auch Glühwendeln für den Betrieb an 24 V-Bordnetze ohne weiteres untergebracht werden können. Die elektrischen Anschlüsse des Glühheizkörpers 18 können, wie im einzelnen in Fig. 10 dargestellt ist, als Steckverbindungsglieder 37 (in Flachsteck-, Rundsteckausführung oder dergleichen) ausgeführt sein und über isolierte Durchführungen 38 zur Außenseite des Brennerkopfes 10 reichen.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform (nicht näher veranschaulicht) kann der Deckel 13 aus keramischem Werkstoff gefertigt sein und damit selbst elektrisch isolierende Durchführungen für die Anschlüsse 19, 20 bzw. entsprechende Steckverbindungsglieder 37 bilden.

Claims

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Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, Stockdorf

Ansprüche:

(1 .J Mit flüssigem Brennsiroff betriebener Verdampfungsbrenner für Heizgeräte, insbesondere Fahrzeugheizgeräte, mit einem -Brennraum, in den Brennluft unter Druck wirbelartig einführbar ist, einem, mit Brennstoff beschickten und eine im wesentlichen ebene Ausdampfungsfläche aufweisenden Verdampfungskörper aus saug fähigem Werkstoff zum Verdampfen des zugeführten Brennstoffes vor dem Vermischen mit der Brennluft, sowie einer elektrischen Glühzündeinrichtung zum Zünden einer Initialflamme, dadurch gekennzeichnet, daß als Glühzündeinrichtung ein im wesentlichen ebener Glühheizkörper (18) vorgesehen ist, der in einer zur Ausdampfungsfläche (17) parallelen Ebene unmittelbar vor oder in dem Verdampfungskörper(16, 35) angeordnet ist.
2. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühheizkörper (18) aus Glühdraht (30, 31, 32) besteht, der eine ebene geometrische Figur bildet.
3. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungskörper (16, 35) und der Glühheizkörper (18) auf einem gemeinsamen Träger (13) abgestützt sind.
4. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Träger (13) mit den übrigen Brennerteilen (10) lösbar verbunden ist.
5. Verdampfungsbrenner nach einem der~vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühheizkörper (18) als mechanische Befestigung für den Verdampfungskörper (35) ausgebildet ist.
6. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungskörper (16, 35) selbst als Träger für den Glühheizkörper (18) ausgebildet ist.
7. Verdampfungsbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Träger (13) oder der Verdampfungskörper (16, 35) selbst als abnehmbarer deckelartiger stirnseitiger Abschluß des Brennraumes (12) ausgebildet ist.
8. Verdampfungsbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühheizkörper (18) auf der dem Brennraum (12) zugekehrten Stirnfläche (17) des Verdampfungskörpers (16) aufsitzt . ;■
9. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühheizkörper (18) in offene Nuten

(36) auf der dem Brennraum (12) zugekehrten Stirnfläche (17) des Verdampfungskörpers (35) eingebettet ist.
10. Verdampfungsbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Anschlüsse (19, 20) für den Glühheizkörper (18) durch den Verdampfungskörper (16, 35) hindurchgeführt sind.
11. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse als Steckverbindungsglieder

(37) ausgebildet sind.
12. Verdampfungsbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühheizkörper (18) im wesentlichen über die ganze Ausdampfungsflache (17) des Verdampfungskörpers (16, 35) verteilt ist.