-
Verdampfung sbrenner
-
Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Verdampfungsbrenner für
mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizgeräte, insbesondere Fahrzeugheizgeräte
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Ein Verdampfungsbrenner der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS
32 33 321.8 bekannt. Dieser Verdampfungsbrenner bezweckt, auch bei besonders kleinen
Brennkammerabmessungen eine schnelle Umwandlung des zugeführten flüssigen Brennstoffes,
beispielsweise Benzin oder bl, in die Dampf form zu gewährleisten. Bei diesem Verdampfungsbrenner
wird zum Starten des Heizgeräts eine Zündvorrichtung verwendet, die von einer Glühkerze
gebildet wird. Diese Glühkerze ragt in den Innenraum der Brennkammer und durchsetzt
die Mantelflächen des Heizgeräts. Obgleich die Zündtemperatur des flüssigen Brennstoffs,
wie Diesel oder Benzin, ungefähr bei 2200C liegt, bei der sich der Brennstoff in
Berührung mit Luft selbst entzündet und weiterbrennt, liegt die Glühzündtemperatur,
die durch glühende Teile in der Brennkammer erreicht werden muß, um ca. 200-3000C
höher
und daher etwa in der Größenordnung von etwa 5500C.
-
Bei der Verwendung von üblichen Glühkerzen, wie Wendelglühkerzen,
müssen an der-Glühkerze Temperaturen von etwa 9500C gefordert werden, um die erforderliche
Glühzündtemperatur für den flüssigen Brennstoff zu erreichen. Diese im Vergleich
zur eigentlichen Zündtemperatur von etwa 550 0C relativ hohe Kerzentemperatur ist
darauf zurückzuführen, daß ein Großteil der Energie an die Umgebung, d.h. die vom
saugfähigen Körper abgewandte Seite des Verdampfungsbrenners, abgegeben wird.
-
Die Erfindung zielt daher darauf ab, einen Verdampfungsbrenner der
gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß man möglichst energiesparend ein
zuverlässiges Zünden des Brennstoffs zum Betreiben eines solchen Heizgerätes gewährleisten
kann.
-
Nach der Erfindung zeichnet sich hierzu ein Verdampfungsbrenner mit
den Merkmalen nach dem Anspruch 1 aus.
-
Nach der Erfindung ist zum Zünden des mit flüssigem Brennstoff betriebenen
Heizgeräts der Verdampfungsbrenner mit einer Stabglühkerze ausgestattet, die den
Träger und den saugfähigen Körper durchsetzt. Bei der Erfindung wird daher anstelle
einer Wendelglühkerze eine Stabglühkerze verwendet, die direkt in den Träger und
den saugfähigen Körper des Verdampfungsbrenners integriert ist, so daß sich ein
wesentlich
vereinfachter Aufbau ergibt. Da die Stabglühkerze über
den saugfähigen Körper übersteht und in die Brennkammer ragt, ist ihr hauptsächlich
glühender Bereich in unmittelbarer Umgebung des am saugfähigen Körper verdampften
Brennstoffs, so daß dieser soweit wie möglich energieverlustfrei zür Zündung gebracht
werden kann. Die Stabglühkerze ermöglicht dank der erfindungsgemäßen Auslegung des
Verdampfungsbrenners eine äußerst vorteilhafte punktuelle Wärmeabgabe an den mit
Brennstoff getränkten saugfähigen Körper, der vorzugsweise von einem Vlies gebildet
wird.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
-
Bei der Weiterbildung des Verdampfungsbrenners nach Anspruch 2 ist
die Stabglühkerze im Bereich des saugfähigen Körpers von einem Luftspalt umgeben,
der einen besseren Start sowohl bei mit Diesel als auch bei mit Benzin als Brennstoff
betriebenen Heizgeräten ermöglicht, da hierdurch die Verdampfung des Brennstoffs
im saugfähigen Körper aufgrund der isolierenden Wirkung des Luftspaltes verstärkt
werden kann.
-
Um ein Durchbrennen der Stabglühkerze auch bei Über spannung zu verhindern,
ist vorzugsweise die Stabglühkerze von einem wärmeleitfähigen Teil umgeben, das
eine schnelle Wärmeabfuhr von der Glühkerze ermöglicht. In den Ansprüchen
3
bis 5 sind bevorzugte Ausbildungen eines solchen wärmeleitfähigen Teils angegeben,
wobei bei den Ausbildungsformen nach den Fig. 4 und 5 das wärmeleitfähige Teil gleichzeitig
auch eine Stützfunktion für die Stabglühkerze erfüllt und diese im Bereich des Trägers
abstützt.
-
Um die durch die Stabglühkerze erreichte punktuelle Wärmeabgabe im
Bereich des saugfähigen Körpers des Verdampfungskörpers möglichst effektiv zu gestalten,
kann die Stabglühkerze in Bezug zu der Fläche des Trägers und des saugfähigen Körpers
außermittig angeordnet sein, so daß erreicht wird, daß die Stabglühkerze allseitig
von dem mit Brennstoff getränkten saugfähigen Körper umgeben ist.
-
Gemäß Anspruch 7 ist die Stabglühkerze etwa horizontal angeordnet
und ragt in die Brennkammer. Bei den Weiterbildungen nach den Ansprüchen 8 und 9
ist die Stabglühkerze hingegen in einem Winkel von kleiner als 900, d.h. schräg
verlaufend angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß die Stabglühkerze an dem in
die Brennkammer ragenden freien Ende sich möglichst nahe an dem saugfähigen Körper
befindet, der mit Brennstoff getränkt ist, um die Zündung und das Starten des Heizgerätes
sicherer und schneller zu ermöglichen.
-
Gemäß Anspruch 10 ist ferner eine Ausbildungsform eines Verdampfungsbrenners
wiedergegeben, bei der zusätzlich
zum saugfähigen Körper am Träger
eine sich vom Träger radial erstreckende weitere saugfähige Auflage vorgesehen ist.
Bei dieser Anordnung ist die Stabglühkerze vorzugsweise ebenfalls unter einem Winkel
geneigt zur vom Träger gebildeten Ebene angeordnet, so daß die Stabglühkerze, beispielsweise
in Verbindung mit einer außermittigen Anordnung derart in die Brennkammer ragt,
daß sie in den Übergangsbereich von sich radial erstreckender weiterer saugfähiger
Auflage zu dem eigentlichen saugfähigen Körper am Träger weist. An diesem Bereich
wird bei einem Verdampfungsbrenner sehr schnell eine Verdampfung des Brennstoffes
erreicht und die Stabglühkerze ermöglicht eine direkte punktuelle Wärmeabgabe zur
Zündung desselben.
-
Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf
die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt: Fig. 1 einen Ausschnitt eines
Heizgeräts im Bereich der Brennkammer mit einem Verdampfungsbrenner in Schnittdarstellung
und vergrößertem Maßstab gemäß einer üblichen Ausführungsform, Fig. 2 eine schematische
Schnittansicht als Ausschnitt aus Fig. 1 einer Ausbildungsform nach der Erfindung,
Fig.
3 eine schematische Schnittansicht zur Verdeutlichung einer Ausführungsvariante
eines Verdampfungsbrenners, Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer weiteren
Ausführungsvariante eines Verdampfungsbrenners mit schräg angeordneter Stabglühkerze
und Fig. 5 und 6 schematische Schnittansichten von weiteren Ausführungsvarianten
eines Verdampfungsbrenners, der einen saugfähigen Körper und eine sich radial vom
Träger erstreckende weitere saugfähige Auflage hat.
-
In Fig. 1 ist ein Beispiel eines Fahrzeugheizgeräts als eine Ausführungsform
eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Heizgeräts gemäß einer üblichen Ausführungsform
gezeigt. Das Fahrzeugheizgerät ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Dieses Heizgerät
1 weist einen insgesamt mit 2 bezeichneten Verdampfungsbrenner auf, der mittels
eines abnehmbaren Deckels 3 des Gehäuses abgeschlossen ist. Zwischen dem Deckel
3 und einer Brennkopfwand 4 sowie zwischen dem Deckel 3 und einem Brennrohr 5, das
eine Brennkammer 6 begrenzt, sind Dichtungen 7, 8 angeordnet. Oberhalb einer mit
9 bezeichneten Brennerlängsachse ist durch den Deckel 3 eine Brennstoffleitung 10
durchgeführt. Auf einem abgewinkelten
Ende 11 der Brennstoffleitung
10 ist ein Träger 12 für einen mit Brennstoff versorgbaren saugfähigen Körper 13
gelagert. Der saugfähige Körper 13 überdeckt eine Mündungsöffnung 14 der Brennstoffleitung
10 und er hat in seinem mittleren Bereich eine Öffnung 15. Die Öffnung 15 legt einen
Teil 16 des Trägers 12 frei, der der Brennkammer 6 zugewandt ist.
-
Zum Anlassen des Heizgeräts 1 wird über ein Seitenkanalgebläse 17
und über einen Brennlufteintritt 18 Brennluft zum Verdampfungsbrenner 2 geleitet.
Eine nicht gezeigte Kraftstoffpumpe fördert Brennstoff über die Brennstoffleitung
10 zum saugfähigen Körper 13. Der Brennstoff wird über den saugfähigen Körper 13
und gegebenenfalls über eine sich vom Träger 12 radial erstreckende weitere saugfähige
Auflage 19 durch Kapillarkräfte verteilt. Zum Zünden dient eine insgesamt mit 20
bezeichnete Zündeinrichtung, die in Fig. 1 von einer Glühkerze 21 gebildet wird.
-
Die Glühkerze 21, die von einer Wendelglühkerze gebildet wird, muß
auf eine Temperatur von etwa 9500C gebracht werden, um trotz des bei der Wendelglühkerze
21 unvermeidbaren Wärmeverlustes eine Zündtemperatur für das Gemisch in der Größenordnung
von etwa 5500C zu erreichen.
-
In Fig. 2 ist in einer Ausschnittsansicht eine erfindungsgemäße Ausbildungsform
der wesentlichen Teile des Verdampfungsbrenners
2 gezeigt. Der
Verdampfungsbrenner 2 zeigt - wie in Fig. 1 gezeigt - einen Deckel 3, der ein Teil
eines Gehäuses bildet, einen Träger 12 und einen saugfähigen Körper 13 auf, der
auf dem Träger 12 angebracht ist.
-
Anstelle der Glühkerze 21 als Zündeinrichtung 20 dient bei der Ausbildungsform
nach der Erfindung eine an sich bekannte Stabglühkerze 22. Die Stabglühkerze 22
geht durch den Träger 12 und den saugfähigen Körper 13 und ragt über diese Teile
hinaus in die Brennkammer 6. Somit steht die Stabglühkerze 22 über die der Brennkammer
6 zugewandte Fläche 23 des Verdampfungsbrenners 2 über.
-
Wie ferner aus Fig. 2 zu ersehen ist, berührt die Stabglühkerze 22
den saugfähigen Körper 13 nicht und es ist wenigstens im Bereich des saugfähigen
Körpers 13 um die Stabglühkerze 22 ein Luftspalt 24 vorgesehen. Dieser Luftspalt
24 wirkt isolierend, so daß die Verdampfung des Brennstoffs im saugfähigen Körper
13 verstärkt werden kann und ein besserer Start bei Diesel und Benzin als Brennstof-f
gewährleistet wird.
-
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausbildungsform einer Åusführungsvariante
des Verdampfungsbrenners sind gleiche oder ähnliche Teile wie bei der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen. Zusätzlich zu
der Ausführungsform nach Fig. 2 ist in Fig. 3 eine Buchse 25 vorgesehen, die die
Stabglühkerze 22 umgibt und stützt.
-
Die Buchse 25 ist ein wärmeleitfähiges Teil, das eine schnelle Wärmeabfuhr
von der Stabkerze 22 ermöglicht. Hierdurch wird ein Durchbrennen der Stabglühkerze
22 auch bei Überspannung verhindert. Damit die Buchse 25 die Stabglühkerze 22 gleichzeitig
am Träger 12 abstützen kann, ist sie derart ausgebildet, daß sie an der vom saugfähigen
Körper 13 abgewandten Rückseite 26 des Trägers 12 anliegt. Zweckmäßigerweise hat
die Buchse 25 auf der der Brennkammer 6 zugewandten Fläche 23 des Trägers 12 und
des saugfähigen Körpers 13 einen durchmesserkleineren Abschnitt 27, der passend
in einer Durchgangsöffnung 28 des Trägers 12 sitzt.
-
Bei den vorangehenden Ausführungsvarianten nach Fig. 2 und 3 erstreckt
sich die Stabglühkerze 22 rechtwinklig zur vom Träger 12 oder vom saugfähigen Körper
13 gebildeten Ebene und sie ist somit horizontal angeordnet. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 4 hingegen ist in Weiterbildung eine solche Anordnung der Stabglühkerze
22 gewählt, daß sie unter einem Winkel zur vom Träger 12 oder vom saugfähigen Körper
13 gebildeten Ebene angeordnet ist. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform
beträgt der Neigungswinkel etwa 450. Hierdurch wird die punktuelle Wärmeabgabe der
Stabglühkerze 22 im Bereich des saugfähigen Körpers 13 effektiver, da bei einer
solchen Anordnung die Stabglühkerze 22 in einem Teilbereich- sehr nahe an den mit
Brennstoff getränkten saugfähigen Körper 13 herangeführt ist.
-
Bei der in Fig. 5 gezeigten weiteren Ausgestaltungsform ist zusätzlich
zum saugfähigen Körper 13 am Träger 12 eine sich radial erstreckende weitere saugfähige
Auflage 19 vorgesehen. Hierbei ist die Stabglühkerze 22 derart angeordnet, daß ihr
in die Brennkammer 6 ragendes freies Ende 29 der radial erstreckenden saugfähigen
Auflage 19 benachbart ist. Die Stabglühkerze 22 nach Fig. 5 ist daher exzentrisch
und außermittig angeordnet, jedoch ähnlich wie bei den Fig. 2 und 3 verläuft die
Stabglühkerze 22 horizontal.
-
Eine Weiterbildung der Ausführungsvariante nach Anspruch 5 ist in
Fig. 6 gezeigt, wobei die Stabglühkerze 22 in Abweichung von Fig. 5 schräg geneigt,
vorzugsweise unter einem Winkel von 450, angeordnet ist. Die Anordnung der Stabglühkerze
22 ist hierbei ähnlich wie in Fig. 4 gewählt, jedoch so, daß das freie Ende 29 der
Stabglühkerze 22 der saugfähigen Auflage 19 benachbart ist. Die Stabglühkerze 22
weist in den Ubergangsbereich von der sich radial erstreckenden weiteren saugfähigen
Auflage 19 zu dem saugfähigen Körper 13 am Träger 12. Da in diesem Bereich des Verdampfungsbrenners
2 der Brennstoff sehr schnell verdampft, kann durch die punktuelle Wärmeabgabe der
Stabglühkerze 22 in Verbindung mit ihrer bevorzugten Anordnungweise nach Fig. 6
eine zuverlässige und schnelle Zündung desselben gewährleistet werden.
-
Bei allen vorstehend genannten Ausbildungsformen ist die Stabglühkerze
22 vorzugsweise außerhalb der Mitte der der Brennkammer 6 zugewandten Fläche 23
des saugfähigen Körpers 13 und des Trägers 12 angeordnet, um eine exzentrische Lage
der Stabglühkerze zur Verbesserung der Zündung des Brennstoffs zu erreichen.
-
Wie die vorstehenden Ausführungen gezeigt haben, entfällt beim erfindungsgemäßen
Verdampfungsbrenner 2 eine Glühkerze als Zündeinrichtung. Anstelle hiervon ist eine
Stabglühkerze 22 vorgesehen, die in den Verdampfungsbrenner 2 integriert ist. Da
der hauptsächlich glühende Bereich der Stabglühkerze 22 in unmittelbarer Umgebung
des am saugfähigen Körper 13 und der saugfähigen Auflage 19 verdampften Brennstoffes
ist, kann der Brennstoff äußerst effektiv, d.h. energieverlustfrei zur Zündung gebracht
werden. Die Stabglühkerze 22 ermöglicht daher eine leistungsgünstigere Zündung des
Brennstoffes, da die Stabglühkerze 22 nicht auf solche Temperaturen, wie eine Glühkerze
21, aufgeheizt werden muß.
-
Obgleich in den Fig. 4 bis 6 keine wärmeleitfähige Buchse 25 dargestellt
ist, kann natürlich selbstverständlich bei diesen Ausführungsvarianten auch eine
solche Buchse oder ein ähnliches wärmeleitfähiges Teil vorgesehen sein.
-
Auch kann der Neigungswinkel O(, der Stabglühkerze 22 in Abhängigkeit
von den jeweils vorhandenen Gegebenheiten entsprechend gewählt werden und daher
von den in den Fig. 4 und 6 gezeigten Beispielen abweichen.
-
Bezugszeichenliste 1 Heizgerät insgesamt 2 Verdampfungsbrenner insgesamt
3 Deckel 4 Brennerkopfwand 5 Brennrohr 6 Brennkammer 7 Dichtung 8 Dichtung 9 Brennerlängsachse
10 Brennstoffleitung 11 abgewinkeltes Ende der Brennstoffleitung 12 Träger 13 saugfähiger
Körper 14 Mündungsöffnung von Brennstoffleitung 10 15 Öffnung 16 Teil vom Träger
12 17 Seitenkanalgebläse 18 Brennlufteintritt 19 Weitere saugfähige sich radial
erstreckende Auflage 20 Zündeinrichtung 21 Glühkerze 22 Stabglühkerze 23 eine der
Brennkammer 6 zugewandte Fläche 24 Luftspalt 25 Buchse
26 Rückseite
des Trägers 27 durchmesserkleinerer Abschnitt der Buchse 25 28 Durchgangsöffnung
29 freies Ende von Stabglühkerze 22 Neigungswinkel der Stabglühkerze 22