DE3501719A1 - Brennstoffbetriebenes heizgeraet - Google Patents

Description

Brennstoffbetriebenes Heizgerät Beschreibung

Die Erfindung befaßt sich mit einem mit Brennstoff betriebenen Heizgerät, insbesondere einem Fahrzeugzusatzheizgerät.

Üblicherweise hat ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugzusatzgerät ein Brenneraggregat, das mit Brennstoff und Brennluft versorgt wird, die über ein Gebläse geliefert wird, das ein von einem Motor angetriebenes Lüfterrad hat. Mit dem Brennerftggregat wird ein brennbares Gemisch aus Brennstoff und Luft aufbereitet, das in einer Brennkammer unter Flammenbildung verbrannt wird.

Bei solchen Heizgeräten ist üblicherweise ein Flammwächter vorgesehen, dessen freies Ende in die Brennkammer und in die Flammenzone ragt. Hierbei durchsetzt der Flammwächter das die Brennkammer begrenzende Brennrohr und gegebenenfalls geht er auch noch durch die Mantelflächen eines Wärmetauschers, mittels dem die Wärme der bei der Verbrennung entstandenen heißen Verbrennungsgase an ein Wärme übertragendes Medium, wie Wasser oder Luft, abgegeben wird. Dieser so vorgesehene Flammwächter ist eine gesonderte Zusatzeinrichtung, die ins-

besondere zur Sicherheit vorgesehen ist und die Aufgabe hat, beim Fehlen einer Flamme in der Brennkammer des Heizgerätes dasselbe abzuschalten, um eine BrennstoffanSammlung in der Brennkammer des Heizgerätes zu verhindern, die gegebenenfalls zu einem explosionsartig zündbaren Gemisch im Heizgerät führen könnte. Wenn während des Betriebs des Heizgerätes in der Brennkammer eine Flamme vorhanden ist, wird die Notabschaltung des Heizgerätes unterdrückt.

Aus US-PS 3 281 812 ist eine Steuervorrichtung zur Überwachung von mit Brennstoff betriebenen Heizanlagen bekannt. Als Anwendungsbeispiel wird eine Flamme eines mit Brennstoff betriebenen Brenners in einer Brennkammer überwacht. Hierzu ist ein Flammensensor in Form einer lichtempfindlichen Zelle vorgesehen, der der Flamme in der Brennkammer optisch zugeordnet ist. Zwischen der Flamme und dem Flammensensor ist eine die Strahlung der Flamme periodisch unterbrechende Abschirmung, wie eine Blende vorgesehen, die mittels eines Motors angetrieben ist. Zur Eigensicherung, d.h. zur ständigen Überwachung der Funktionsfähigkeit und Funktionssicherheit dieser Flammenüberwachungseinrichtung ist eine komplizierte Auswerteschaltung erforderlich, die verhindert, daß die Flammenüberwachungseinrichtung nicht fälschlicherweise das Vorhandensein einer Flamme in der Brennkammer anzeigt, obgleich keine Flamme erzeugt worden ist.

Aus DE-AS 27 07 120 ist ein eigensicherer Flammenwächter für öl- oder Gasfeuerungen mit einem Flammenfühler bekannt, der so beschaffen ist, daß auch mit einem hohen Strahlungswert betreibbare Flammenfühler verwendbar sind. Die Auswerteschaltung soll hierbei eine möglichst große Eigensicherheit aufweisen, um Funktionsfehler zu verhindern. Als Flammenfühler ist eine strahlungsempfindliche Zelle, beispielsweise eine UV-Zelle vorgesehen, sowie eine die Strahlung zur strahlungsempfindlichen Zelle periodisch unterbrechende, rotierende Blende, wobei beide Teile in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Auch diese Einrichtung dient zur Eigensicherung eines Flammenfühlers, wozu ein gesondertes Aggregat, bestehend aus Sensor und Blende, zusätzlich im Heizgerät vorgesehen sein muß.

Bei mit Brennstoff betriebenen Heizgeräten, die als Fahrzeugzusatzheizgeräte bestimmt sind, ist aber darauf zu achten, daß diese Heizgeräte möglichst kompakt ausgelegt sind, betriebszuverlässig arbeiten und insbesondere möglichst wenig Einbauraum in Anspruch nehmen. Daher sind insbesondere bei diesem Anwendungsgebiet zusätzliche noch mit Motor betriebene Einrichtungen, wie Blende oder Abschirmungen o.dgl. unerwünscht, da diese zusätzlichen Einbauraum in Anspruch nehmen, der bei der kompakten Auslegung von Fahrzeugzusatzheizgeräten im allgemeinen nicht vorhanden ist.

Auch dienen die vorstehend beschriebenen überwachungseinrichtungen ausschließlich zur Gewährleistung der Eigensicherheit einer Flammenüberwachungseinrichtung bzw. einer Flammwächtereinrichtung.

Die Erfindung hingegen zielt darauf ab, ein brennstoffbetriebenes Heizgerät der im Oberbegriff von Anspruch 1 umrissenen Art derart weiterzubilden, daß auf konstruktiv möglichst einfache Weise und ohne die Verwendung von viel Einbauraum in Anspruch nehmende zusätzliche Einrichtungen die Flamme in der Brennkammer zuverlässig überwacht werden kann und gegebenenfalls mit dieser Überwachungseinrichtung noch weitere Kontroll- und Steuerfunktionen gleichzeitig ausgeführt werden können.

Erfindungsgemäß zeichnet sich hierzu ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, durch die Merkmale des Anspruchs 1 aus.

Die Flammwächtereinrichtung beim erfindungsgemäßen brennstoffbetriebenen Heizgerät ist hierbei so beschaffen, daß ein in die Brennkammer ragender üblicher Flammwächter entfallen kann, so daß sich die Fertigung und die Montage eines solchen Heizgerätes wesentlich vereinfacht. So entfallen beispielsweise sämtliche Durchgangsbohrungen im Heizgerät, die zur Durchführung des bisher üblichen Flammwächters vorgesehen sein müssen. Auch benötigt die Flammwächtereinrichtung nach der

Erfindung kein zusätzliches Bauteil, wie eine sich ständig drehende Abschirmung in Form einer Blende, da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung für diese Funktion das Lüfterrad des ohnedies vorhandenen Gebläses genutzt wird, das für die Lieferung der Brennluft zum Brenneraggregat beim Heizgerät vorhanden ist. Nach der Erfindung weist das Lüfterrad wenigstens eine zu seiner Achse parallel verlaufende öffnung auf, die auch als Fenster bezeichnet werden kann und durch die der Lichtstrahl in einer in der Brennkammer vorhandenen Flamme hindurchgehen kann. Hinter dem Lüfterrad des Gebläses, d.h . an der von der Brennkammer abgewandt liegenden Seite des Lüfterrades ist ein lichtempfindliches Element angeordnet, das fluchtgerecht zu der Öffnung im Lüfterrad liegt. Das mit der achsparallelen öffnung versehene Lüfterrad wirkt daher wie eine Abschirmung oder eine Blende für den von der Flamme erzeugten Lichtstrahl, der bei fluchtender Anordnung von lichtempfindlichem Element und öffnung auf das lichtempfindliche Element fällt. Durch die Drehung des Lüfterrades wird daher der Strahlgang von der Flamme in der Brennkammer zum lichtempfindlichen Element wiederholt unterbrochen. Hierdurch werden entsprechende Impulse am lichtempfindlichen Element erzeugt, die nach entsprechender Auswertung mittels einer Auswerteschaltung zu dem Ergebnis führen, daß entweder in der Brennkammer eine Flamme vorhanden ist oder wenn auf das lichtempfindliche Element kein Licht fällt, in dieser Brennkammer keine Flamme vorhanden ist. Im letztgenannten Falle wird dann

das Heizgerät abgeschaltet.

Mit dieser überraschend einfachen Ausbildung einer Flammwächtereinrichtung ist eine zuverlässige Überwachung der Flamme in der Brennkammer möglich, ohne daß irgendein Bauteil in die Brennkammer zur Flammüberwachung ragen muß. Die Flammwächtereinrichtung nach der Erfindung arbeitet somit berührungslos und kann daher den Brennvorgang in der Brennkammer auch nicht nachteilig beeinflussen. Auch sind bei der erfindungsgemäßen Auslegung keine Dichtungsprobleme wie bei einem üblichen in die Brennkammer ragenden Flammwächter in Bereich seiner Durchgangsbohrungen zu erwarten, da nach der Erfindung ein solches Teil ersatzlos entfällt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Bei der Ausbildung nach Anspruch 2 wird die Öffnung im Lüfterrad so angeordnet, daß sie in einem vorbestimmten Abstand von der Mittelachse des Lüfterrads liegt, um sicherzustellen, daß der Strahlengang von der Flamme bei einer in der Brennkammer gebildeten Flamme zuverlässig möglichst in der Nähe seiner Kernzone auf die öffnung gerichtet ist.

Nach Anspruch 3 sind mehrere öffnungen, vorzugsweise drei, in regelmäßigen Winkelabständen verteilt auf einer gemeinsamen

Radiuslinie angeordnet, wodurch das Auflösungsvermögen des lichtempfindlichen Elements verbessert wird.

Nach Anspruch 4 sind die öffnungen oder Fenster zweckmäßigerweise als Bohrungen ausgebildet, die sich auf fertigungstechnisch einfache Weise im Lüfterrad des Gebläses ausbilden lassen.

Nach Anspruch 5 ist mit dem Ausgang des lichtempfindlichen Elements, wie einer Fotozelle, eine Auswerteeinrichtung verbunden, die in ihrer einfachsten Ausbildungsform beim Fehlen einer Flamme in der Brennkammer das Heizgerät dadurch abschaltet, daß vom lichtempfindlichen Element kein Impuls geliefert wird.

Nach den Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 6 bis 8 kann diese Auswerteeinrichtung gleichzeitig auch noch weitere Funktionen erfüllen. Da die vom lichtempfindlichen Element durch Empfang des Lichts gelieferten Impulse von der Drehzahl des Lüfterrads des Gebläses abhängig sind, die sich in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Heizgerätes ändern kann, kann die erfindungsgemäße Flammwächterexnrichtung in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung auch dazu benutzt werden, die Drehzahl des Lüfterrads des Gebläses zu regeln, indem über die Auswerteeinrichtung der Antriebsmotor des Gebläses angesteuert wird. So ist es beispielsweise erwünscht, beim Vor- oder

Nachlauf des Heizgerätes das Lüfterrad des Gebläses mit einer geringeren Drehzahl laufen zu lassen, wobei diese Drehzahlregelung beim Vor- oder Nachlauf über die Auswerteeinrichtung dadurch aktiviert werden kann, daß in dieser Betriebsphase des Heizgerätes keine Flamme in der Brennkammer vorhanden ist, was bedeutet, daß kein Licht auf das lichtempfindliche Element der Flammwächtereinrichtung beim erfindungsgemäßen Heizgerät fällt.

Gleichzeitig gestattet aber auch eine solche Anordnung gemäß dem Anspruch 7 eine ständige Überwachung der Drehzahl des Lüfterrads des Gebläses.

Dank dieser Überwachungsmöglichkeit gestattet aber die Auswerteeinrichtung in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Flammwächtereinrichtung auch die Möglichkeit, die Funktion des Gebläses und insbesondere des Lüfterrades des Gebläses zu überwachen, wobei dann die Auswerteeinrichtung eine Störungsmeldung liefert, wenn beispielsweise das Lüfterrad des Gebläses trotz Arbeiten des Motors stillsteht, wobei dann das lichtempfindliche Element der Flammwächtereinrichtung je nach Stellung des Lüfterrades entweder ständig mit Licht beaufschlagt wird oder der Lichtstrahlgang ständig unterbrochen ist. Als Ursache für das Stillstehen des Lüfterrades des Gebläses kommen dann eine defekte Kupplung oder ein defekter Antriebsmotor in Betracht.

Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Flammwächtereinrichtung gleichzeitig auch eine Überwachung der Funktion des Gebläses und das Gerät kann auch dann abgeschaltet werden, wenn beispielsweise das die Brennluft liefernde Gebläse defekt ist. Durch entsprechende Analyse der vom lichtempfindlichen Element der Flammwächtereinrichtung erhaltenen Impulswerte kann man auch eine Störungsanalyse durchführen, so daß eine direkte Störmeldung erfolgen kann, die die Ursache der Störung des Heizgeräts angibt.

Bei den Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 9 und 10 sind auf verschiedenen Radiuslinien des Lüfterrads des Gebläses ein oder mehrere öffnungen vorgesehen und den jeweiligen Radiuslinien ist ein lichtempfindliches Element zugeordnet. Mit einer solchen Auslegung kann erreicht werden, daß die auf den verschiedenen Radiuslinien liegenden lichtempfindlichen Elemente hinsichtlich ihrer Ausgangswerte verglichen und überprüft werden können, so daß man auf diese Weise ohne komplizierte zusätzliche Einrichtungen auch eine Eigensicherheit der Flammwächtereinrichtung insgesamt durch Mehrfachanordnung gewährleisten kann. Ferner ist es aber auch möglich, den vorhandenen lichtempfindlichen Elementen jeweils gesonderte Überwachungsfunktionen zuzuordnen, wie die Funktionskontrolle des Gebläses oder die Drehzahlregelung desselben. In diesem Fall vereinfacht sich dann die Auslegung der dem jeweiligen lichtempfindlichen Element nachgeschalteten Auswerteeinrichtung,

da diese dann nicht auf mehrere unterschiedliche Zustände ansprechen muß, sondern nur jeweils ein spezielles Kriterium überwachen muß und dieses mit Ja oder Nein entschieden wird sowie davon abhängig dann die entsprechenden Teile des Heizgerätes angesteuert werden.

Durch Zusammenschalten der lichtempfindlichen Elemente insgesamt gestattet eine solche Auslegung auch, daß der Flammenzustand der Flamme in der Brennkammer in zeitlicher Funktion und Entwicklung überwacht werden kann, so daß man beispielsweise feststellen kann, ob die Flamme gleichmäßig brennt oder flackert o.dgl.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines brennstoff-

betriebenen Heizgerätes mit einer Flammwächtereinrichtung ,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der wesentlichen

Teile eines Heizgeräts mit einer erfindungsgemäßen Flammwächtereinrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Lüfterrad des

in Fig. 2 gezeigten Gebläses und

Fig. 4 und 5 eine Ausführungsvariante eines Heizgeräts

mit einer Flammwächtereinrichtung nach der Erfindung, wobei auf unterschiedlichen Radiuslinien des Lüfterrades öffnungen und den jeweiligen Radiuslinien ein lichtempfindliches Element zugeordnet ist.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Ansicht unter Weglassung von nicht erfindungswesentlichen Einzelheiten ein brennstoffbetriebenes Heizgerät gezeigt, das als Fahrzeugzusatzheizgerät dient und insgesamt mit 1 bezeichnet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Luft- oder Wasserheizgerät handeln, wobei diese Unterscheidung die vorgesehenen übertragenden Medien berücksichtigt. Auch sind als Brenneraggregate verschiedene Brennertypen, wie Zerstäuberdüsen, Fließbrenner o.dgl. verwendbar. In der Zeichnung ist beispielsweise mit 2 ein Zerstäuber eines insgesamt mit 3 bezeichneten Brenneraggregats gezeigt. Das Brenneraggregat 3 wird mit Brennstoff über eine Brennstoffleitung 4, die an einen nicht gezeigten Brennstoffvorrat angeschlossen ist, und eine Pumpe 5 versorgt. Brennluft wird dem Brenneraggregat 3 über ein Gebläse 6 zugeführt, das von einem Motor 7 angetrieben wird und ein Lüfterrad 8 aufweist. Bei der Versorgung des Brenneraggregats 3 mit Brennluft und Brennstoff wird ein brennbares Gemisch erzeugt, das mittels einer Zündeinrichtung 34 in einer Brennkammer 9 unter Flammbildung verbrannt wird. Für die Brennluftansaugung ist ein Finlaß

BAD

10 vorgesehen. Die in der Brennkammer 9 gebildeten heißen Verbrennungsgase treten über einen Verbrennungsgasauslaß

11 aus.

Bei dem in Fig. 1 schematisch gezeigten Heizgerät 1 dient als wärmeübertragendes Medium Luft, das über einen Lufteinlaß

12 angesaugt, mit Hilfe eines Gebläses 13 durch einen die Brennkammer 9 mantelförmig umgebenden Raum 14 gedrückt wird, in dem die Luft in Wärmeaustausch mit dem in der Brennkammer 9 gebildeten heißen Verbrennungsgasen tritt und dann die so erwärmte Luft als Heizluft über einen Auslaß 15 beispielsweise zum Fahrgastinnenraum eines Fahrzeugs austritt.

In gebrochenen Linien ist in Fig. 1 ein an sich üblicher Flammwächter 16 gezeigt, dessen freies Ende 17 in die Brennkammer 9 und in die Flammenzone 18 ragt. Der Flammwächter 16 erstreckt sich hierbei durch das die Brennkammer 9 begrenzende Brennrohr 19 und durchsetzt auch den Raum 14, durch den die Luft als wärmeübertragendes Medium geleitet wird. Dieser Flammwächter 16 steht dann über den Außenmantel 20 des Heizgeräts vor und ist mit einem entsprechenden Steuergerät (nicht näher dargestellt) des Heizgeräts 1 verbunden. Dieser übliche Flammwächter 16 arbeitet derart, daß er beim Fehlen einer Flamme in der Flammenzone 18 der Brennkammer 9 das Heizgerät 1 automatisch abschaltet, um die Bildung von explosionsartig zündbaren Gemischen im Heizgerät 1 zu verhindern.

Wenn sich nach der Inbetriebnahme des Heizgeräts 1 in der Brennkammer 9 eine Flamme ausbildet, so ist der Flammwächter 16 inaktiv und die vorstehend genannte Notabschaltung des Heizgeräts 1 wird verhindert.

In durchgezogenen Linien ist in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Flammwächtereinrichtung eingetragen. Die in Fig. 1 insgesamt mit 22 bezeichnete Flammwächtereinrichtung umfaßt eine achsparallele Durchgangsöffnung 23 im Lüfterrad 8 des Gebläses 6. Dieser Durchgangsöffnung 23 ist ein lichtempfindliches Element 24 zugeordnet, das auf der kühlen von der Brennkammer 9 abgewandten Seite 25 des Lüfterrads 8 angeordnet ist. Da sich das Lüfterrad 8 des Gebläses 6 beim Arbeiten des Motors 7 dreht, wird bei vorhandener Flamme in der Brennkammer 9 der Strahlengang von der Brennkammer 9 zum lichtempfindlichen Element 24 regelmäßig in Abhängigkeit von der Drehzahl der Lüfterrads 8 unterbrochen, so daß das lichtempfindliche Element 24 Impulse liefert, die einem Steuergerät 26 zugeführt werden.

Anhand den Fig. 2 und 3 wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flammwächtereinrichtung 22 näher gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei dem Heizgerät 1 nach Fig. 1 sind in den Fig. 2 und 3 mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bei dieser ersten Ausführungsform sind drei öffnungen bzw. Durchgangsöffnungen 23 im Lüfterrad 8 beispielsweise vorgesehen, die in einem vorbestimmten Abstand von der Mittelachse 27 des Lüfterrads 8 liegen und die Durchgangsöffnungen 23 sind,wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, in regelmässigen Winkelabständen verteilt und auf einer -gemeinsamen Radiuslinie 28 angeordnet.

Das lichtempfindliche Element 24 ist dieser Radiuslinie 28 zugeordnet und die Durchgangsöffnungen 23 unterbrechen bei der Drehung des Lüfterrads 8 in regelmäßiger Zeitfolge den Strahlengang der Flamme in der Brennkammer 9 zum lichtempfindlichen Element 24. Mit dem lichtempfindlichen Element 24 ist das Steuergerät 26 verbunden, bei dem in seiner unteren Hälfte schematisch Impulsfolgen angedeutet sind, die als Eingang am Steuergerät 26 anliegen und durch das Zusammenwirken der Durchgangsöffnungen 23 im Lüfterrad 8 und dem lichtempfindlichen Element 24 erzeugt werden. Vorteilhafterweise sind die Durchgangsöffnungen 23 Bohrungen 29, die sich fertigungstechnisch einfach im Lüfterrad 8 ausbilden lassen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Flammwächtereinrichtung 22 wird in dem Heizgerät 1 anstelle des zuvor üblichen Flammwächters 16 eingesetzt. Das Steuergerät 26 enthält eine nicht näher dargestellte Auswerteeinrichtung, die die am Steuergerät 26 anliegende Impulsfolge verarbeitet und das Heizgerät 1 abschaltet, wenn auf das lichtempfindliche Element

24 kein Licht fällt, was bedeutet, daß sich in der Brennkammer 9 beispielsweise keine Flamme gebildet hat. Die erfindungsgemäße Flammwächtereinrichtung 22 ermöglicht somit eine berührungslose Überwachung der Flamme in der Brennkammer 9 und die Flammwächtereinrichtung 22 läßt sich mit äußerst geringem Platzbedarf bei einem Heizgerät 1 der gattungsgemässen Art verwirklichen.

Ferner kann die Auswerteeinrichtung im Steuergerät 26 auch den Motor 7 des Gebläses 6 ansteuern, so daß mit Hilfe der Flammwächtereinrichtung 22 noch eine weitere Funktion erfüllt wird. Die vom lichtempfindlichen Element 24 gelieferten Impulse sind von der Drehzahl des Lüfterrads 8 des Gebläses 6 abhängig und ändern sich daher in Abhängigkeit von dieser Drehzahl. Zur Steuerung des Heizgeräts 1 ist es beispielsweise erwünscht, die Drehzahl des Lüfterrads 8 des Gebläses 6 beim Vor- oder Nachlauf des Heizgerätes entsprechend zu regeln. Beim Vor- und/oder Nachlauf des Heizgerätes 1 ist in der Brennkammer keine Flamme vorhanden, so daß auf das lichtempfindliche Element 24 der Flammwächtereinrichtung 22 kein Licht fä,llt. In Abhängigkeit von diesem Betriebszustand des Heizgeräts 1 kann dann über die Auswerteeinrichtung im Steuergerät 2 6 der Motor 7 des Gebläses 6 angesteuert werden, um die Drehzahl desselben zu regeln. Ferner gestattet die erfindungsgemäße Flammwächtereinrichtung 22 auch eine ständige überwachung der Drehzahl des Lüfterrads 8 des Gebläses 6, die ebenfalls

von der Auswerteeinrichtung des Steuergeräts 8 ausgeführt wird. Durch diese ständige Überwachung der Drehzahl des Lüfterrads 8 des Gebläses 6 wird ermöglicht, daß die Flammwächtereinrichtung 22 in Verbindung mit dem Steuergerät 26 und der in diesem vorgesehenen Auswerteeinrichtung beispielsweise eine Störungsmeldung liefern kann, wenn im Störfall das Lüfterrad 8 des Gebläses 6 stillsteht und hierdurch keine weitere zuverlässige Verbrennung des Gemisches unter Flammenbildung in der Brennkammer 9 gewährleistet ist. In Abhängigkeit von der Stellung des Lüfterrads 8 wird in diesem Zustand das lichtempfindliche Element 24 der Flammwächtereinrichtung 22 ständig mit Licht beaufschlagt oder der Lichtstrahlengang ist ständig unterbrochen. Dank dieser Kriterien kann beispielsweise mit Hilfe der erfindungsgemäßen Flammwächtereinrichtung 22 ein Defekt am Gebläse 6 erkannt und gemeldet werden. Als Ursache für das Stillstehen des Lüfterrades 8 des Gebläses 6 kommt eine defekte Kupplung oder ein defekter Motor 7 in Betracht. Bei gestörter Funktion des Gebläses 6 ermöglicht daher die erfindungsgemäße Flammwächtereinrichtung 22 auch eine Abschaltung des Heizgeräts 1. Ferner kann die Auswerteeinrichtung im Steuergerät 26 auch so beschaffen sein, daß man durch Analyse der vom lichtempfindlichen Element 24 der Flammwächtereinrichtung 22 erhaltenen Impulswerte auch die Ursache der Störung des Heizgeräts 1 ermitteln kann und diese dann in entsprechender Weise an den Benutzer melden oder anzeigen kann.

Anhand den Fig. 4 und 5 wird eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Flammwächtereinrichtung erläutert. Diese dort mit 22' bezeichnete Flammwächtereinrichtung unterscheidet sich von der zuvor anhand den Fig. 2 und 3 eingehend erläuterten Flammwächtereinrichtung 22 im wesentlichen dadurch, daß auf beispielsweise zwei verschiedenen Radiuslinien 30, 31 mehrere Durchgangsöffnungen 23 angeordnet sind. Jeder Radiuslinie 30, 31 ist je ein lichtempfindliches Element 32, 33 zugeordnet. Die Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente 32 und 33 sind mit einem gemeinsamen Steuergerät 26' verbunden oder sie können auch mit gesonderten Steuergeräten und diesen zugeordneten Auswerteeinrichtungen verbunden sein.

Eine solche Auslegung der Flammwächtereinrichtung 22* gestattet zusätzlich zu den vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 erläuterten Funktionen der Flammwächtereinrichtung 22 und des Steuergeräts 26 auf einfache und unkomplizierte Weise eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Flammwächtereinrichtung 22' zur Gewährleistung einer Eigensicherheit derselben. Hierzu werden im Steuergerät 26' die jeweiligen Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente 32 und 33 gegeneinander verglichen.

Alternativ ermöglicht eine solche Auslegung der Flammwächtereinrichtung 22' auch die Trennung von Flammenüberwachung und Funktionsüberwachung des Heizgeräts 1, wobei dann beispielsweise den lichtempfindlichen Elementen 32 und 33 je-

Weils gesonderte Auswerteeinrichtungen in Verbindung mit einem jeweiligen Steuergerät zugeordnet werden. So kann beispielsweise das eine lichtempfindliche Element 32 ausschließlich für die Flammüberwachung verwendet werden, während das lichtempfindliche Element 33 beispielsweise zur Funktionskontrolle des Gebläses 6 oder zur Drehzahlregelung desselben dient. Bei einer solchen Funktionstrennung können dann die den lichtempfindlichen Elementen 32, 33 nachgeschalteten Auswerteeinrichtungen entsprechend einfach und daher störungsunanfällig ausgebildet werden, indem das Gerät in Abhängigkeit von der zu überwachenden Funktion nur zwei Entscheidungszustände hat.

Bei einer Zusammenschaltung der lichtempfindlichen Elemente 32 und 33 wird darüber hinaus noch erreicht, daß der Flammenzüstand der Flamme in der Brennkammer 9 in zeitlicher Funktion und Entwicklung detektierbar ist, um den Brennzustand der Flamme zu ermitteln und in Abhängigkeit hiervon beispielsweise die entsprechende Versorgungseinrichtung des Brenneraggregats 3 anzusteuern.

Obgleich in der Zeichnung nicht näher dargestellt, können selbstverständlich anstelle von drei oder wie in Fig. 5 gezeigt, anstelle von fünf Durchgangsöffnungen auf der jeweiligen Radiuslinie 28, 30, 31 auch eine größere oder kleinere Anzahl von Durchgangsöffnungen 23 vorgesehen sein.

Auch kann die Anzahl der Durchgangsöffnungen 23 auf den jeweiligen Radiuslinien 28, 31, 32 unterschiedlich sein, um die mit dem dieser Radiuslinie zugeordneten lichtempfindlichen Element 24, 32, 33 auszuführende und zu überwachende Funktion zuverlässig und mit ausreichendem Auflösungsvermögen erfüllen zu können.

Die Anzahl der im Lüfterrad 8 vorgesehenen Radiuslinien 28, 30, 31 hängt natürlich auch von dem Durchmesser des Lüfterrads 8 ab, da dessen Funktion durch die Durchgangsöffnungen 23 nicht beeinträchtigt werden darf und darüber hinaus das Lüfterrad 8 auch nicht durch die Durchgangsöffnungen 23 zu sehr geschwächt werden darf.

Ferner kann bei der Erfindung gemäß einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante die Auswerteeinrichtung auch eine Abschaltung des Heizgeräts zum Unterspannungsschutz veranlassen, so daß die Batterie geschont und eine ausreichende Energiereserve für den zuverlässigen Start der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs sichergestellt wird. Um die bei der Vorgabe von Schaltschwellen bei elektronischen Bauelementen unvermeidbaren Streubreiten zu vermeiden, kann über die Auswerteeinrichtung die Drehzahl des Lüfterrads, erfaßt durch die Flammwächtereinrichtung, verarbeitet und als Kriterium für die Auslösung des Unterspannungsschutzes herangezogen werden, so daß genau definierte Impulse, Lichtimpulssignale, eine einfachere und genauere Auslösung gewährleisten. Die Verarbeitung der Drehzahl

in der Auswerteexnrichtung kann digital erfolgen, oder als Kriterium kann die Länge der beispielsweise rechteckigen Lichtimpulse herangezogen werden, die mit abnehmender Drehzahl größer wird. Wenn dann eine vorbestimmte Impulsdauer oderlänge unterschritten wird, schaltet die Auswerteeinrichtung aus Sicherheitsgründen das Heizgerät ab.

Bezugszeichenliste

1 Heizgerät

2 Zerstäuber

3 Brenneraggregat

4 Brennstoffleitung

5 Pumpe

6 Gebläse

7 Motor

8 Lüfterrad

9 Brennkammer

10 Einlaß für Brennluft

11 Verbrennungsgasauslaß

12 Lüfteinlaß

13 Gebläse für Heizluft

14 Raum für Heizluft

15 Heizluftauslaß

16 Flammwächter

17 Freies Ende

18 Flammenzone

19 Brennrohr

20 Außenmantel 22,

22' Flammwächtereinrichtung

23 Durchgangsöffnung

24 lichtempfindliches Element

25 abgewandte kühle Seite

26' Steuergerät

27 Mittelachse des Lüfterrads

28 Radiuslinie in Fig. 2 und 3

29 Bohrungen

30 Radiuslinie in Fig. 4 und 5

31 Radiuslinie in Fig. 4 und 5

32 lichtempfindliches Element in Fig. 4 und

33 lichtempfindliches Element in Fig. 4 und

34 Zündeinrichtung

Claims (14)

HP 49/84-85 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co. Stockdorf, Kraillingerstraße 5 D 8035 Gauting. Brennstoffbetriebenes Heizgerät Patentansprüche

1. Brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, mit einem Brenneraggregat, das mit Brennstoff und über ein von einem Motor angetriebenes Gebläse mit einem Lüfterrad gelieferten Brennluft zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches versorgbar ist, das in einer Brennkammer unter Flammenbildung verbrannt wird, und mit einer Flammwächtereinrichtung, die bei fehlender Flamme in der Brennkammer das Heizgerät abschaltet, dadurch gekennzeichnet , daß die Flammwächtereinrichtung (22, 22') wenigstens eine zur Achse (27) des Lüfterrads (8) des Gebläses (6) parallele öffnung (23) im Lüfterrad (B) und ein der Öffnung (23) zugeordnetes lichtempfindliches Element (24, 32, 33) aufweist, das auf der kühlen von der Brennkammer (9) abgewandten Seite (25) des Lüfterrades (8) angeordnet ist.

2. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (23) im Lüfterrad (8) einen vorbestimmten Abstand von der Mittelachse (27) des Lüfterrads (8) hat.

3. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens drei Öffnungen (23) in regelmäßigen Winkelabständen verteilt auf einer gemeinsamen Radiuslinie (28, 30, 31) angeordnet sind.

4. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung(en) (23) Bohrung(en) (29) sind.

5. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Ausgang des lichtempfindlichen Elements (24, 32, 33) eine Auswerteeinrichtung verbunden ist, die das Heizgerät (1) bei fehlender Flamme in der Brennkammer (9) und daher fehlendem Licht am lichtempfindlichen Element (24, 32, 33) abschaltet.

6. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteeinrichtung den Motor (7) des Gebläses (6) in Abhängigkeit von den am lichtempfindlichen Element (24, 32, 33) empfan-

genen Lichtimpulsen zur Drehzahlregelung ansteuert.

7. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteeinrichtung die Drehzahl des Lüfterrads (8) des -Gebläses (6) überwacht.

8. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteeinrichtung über das lichtempfindliche Element (24, 32, 33) eine Störungsmeldung liefert, wenn

das Lüfterrad (8) stillsteht. &'

9. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (23) auf unterschiedlichen Radiuslinien (30, 31) angeordnet sind und jeder Radiuslinie (30, 31) ein lichtempfindliches Element (32, 33) zugeordnet ist.

10. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Radiuslinien (30, 31) jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Öffnungen (23) angeordnet sind.

11. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (24, 32, 33) ein Fototransistor o.dgl. ist.

12. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung das Heizgerät zum Unterspannungsschutz abschaltet, wenn eine vorbestimmte und über die Flammwächtereinrichtung(22,22') erfaßte Drehzahl des Lüfterrads unterschritten ist.

13. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung die Drehzahl digital auswertet.

14. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung die Länge der empfangenen Lichtimpulse verarbeitet, und bei Unterschreiten einer vorbestimmten Impulslänge das Heizgerät abschaltet.