DE3914611C2 - Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 34 23 940 A1 ist ein gattungsgemäßer Verdampfungsbrenner bekannt. Bei diesem ist die als Stabglühkerze ausgebildete Zündeinrichtung in einer hinter dem mit flüssigem Brennstoff versorgbaren saugfähigen Körper angeordneten Wand befestigt. Das freie Ende der Stabglühkerze befindet sich in der Brennkammer. Der in die Brennkammer ragende Flammwächter ist in einem dieselbe umgebenden separaten Bauteil gelagert.

In der nicht vorveröffentlichten, als Stand der Technik geltenden DE 37 13 460 A1 ist ein Heizgerät mit einem Verdampfungsbrenner beschrieben, bei dem eine Zündeinrichtung in Form einer Stabglühkerze vorgesehen ist, die in eine hinter der Rückseite des Trägers für einen saugfähigen Körper vorgesehene Zündkammer ragt. Die Zündeinrichtung ist durch das diese Anordnung umgebende Gehäuse durchgeführt. Dadurch ist am Gehäuse nicht nur eine Gewindebohrung vorzusehen, sondern es müssen auch zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um den Brennluftbereich zuverlässig gegenüber dem Abgasbereich abzudichten. Ein Flammwächter an einem die Zündkammer rückseitig begrenzenden Trägerbauteil ist nicht vorgesehen.

Ferner ist aus der DE-AS 21 29 663 ein Heizgerät mit einem Brenner bekannt, dessen Zündeinrichtung in einer an die Rückseite eines saugfähigen Körpers angrenzenden Zündkammer angeordnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Verdampfungsbrenner bereitzustellen, der bei einfachem, platzsparendem Aufbau einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der erfindungungsgemäßen Ausbildung des Verdampfungsbrenners ist die Zündeinrichtung, wie eine Stabglühkerze, nicht durch das den Brenner umgebende Gehäuseteil nach außen durchgeführt, sondern sie ist in einem gesonderten Trägerbauteil angeordnet, das zugleich wenigstens teilweise eine Begrenzungswand der Zündkammer bildet. Somit entfallen beim erfindungsgemäßen Verdampfungsbrenner Dichtungsprobleme weitgehend. Hierdurch ist der Verdampfungsbrenner auch wartungsfreundlich ausgelegt; im Reparaturfalle können die Zündeinrichtung und der saugfähige Körper am Träger gesondert ausgewechselt werden. Da ferner am Trägerbauteil für die Zündeinrichtung zusätzlich ein über eine Durchgangsöffnung im Träger für den saugfähigen Körper in die Brennkammer ragender Flammwächter angeordnet wird, entfallen Durchführungen für diesen und die hierdurch bedingten Dichtungsprobleme.

Um eine zuverlässige, lagemäßig gleichbleibende Anordnung der Zündeinrichtung am Trägerbauteil zu gewährleisten, hat das Trägerbauteil gemäß Patentanspruch 2 und 3 eine Halterung für die Zündeinrichtung. Da keine Gewindeverbindungen von Zündeinrichtung und den für diese bestimmten Halter erforderlich sind, entfallen auch zusätzliche aufwendige Bearbeitungsschritte.

Bei der Ausgestaltungsform nach Patentanspruch 4 sind das Trägerbauteil für die Zündeinrichtung und der Träger für den saugfähigen Körper in ineinandergeschachtelter Bauweise ausgelegt, die eine platzsparende Ausbildung des Verdampfungsbrenners, insbesondere in axialer Längsrichtung gesehen, ermöglicht. Die Zündeinrichtung kann unabhängig von der geometrischen Auslegung in axialer Richtung den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

Bei der Ausbildung gemäß Patentanspruch 5 sind das Trägerbauteil für die Zündeinrichtung und der Träger für den saugfähigen Körper axial ineinandergeschachtelt auch in Verbindung mit der Brennkammer angeordnet, um die Baulänge des Verdampfungsbrenners weiter zu verkürzen. Wenn die Brennstoffzufuhrleitung durch das Trägerbauteil für die Zündeinrichtung durchgeführt und am Träger für den saugfähigen Körper befestigt ist, kann bei der Montage eine vorbestimmte Ausrichtung der ineinandergeschachtelt angeordneten Bauteile des Verdampfungsbrenners auf einfache Weise ermöglicht werden.

Da durch die ineinandergeschachtelte Bauweise der Bauteile lediglich noch die Möglichkeit gegeben ist, daß Brennstoff zwischen der Brennkammer und dem Träger für den saugfähigen Körper durchtreten kann, reicht eine Dichtung zur Vermeidung des Durchtritts von Brennstoff an dieser Stelle aus (Patentanspruch 6). Da die Brennkammer und die mit dieser verbundenen Bauteile des Verdampfungsbrenners als rotationssymmetrische Bauteile ausgelegt sind, kann die Dichtung gemäß Patentanspruch 7 in unkomplizierter Formgestaltung von einem Dichtring gebildet werden. Dieser wird dann bei der Montage und der Verbindung des Verdampfungsbrenners mit der Brennkammer gegen eine Umfangsfläche derselben angedrückt, so daß eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.

Zur Vereinfachung der Verkabelung der elektrischen Anschlußleitungen werden diese entsprechend Patentanspruch 8 von der Rückseite des Trägerbauteils zu den Steuereinrichtungen geführt. Eine solche Anordnung der elektrischen Anschlußleitungen ist möglich, da das Trägerbauteil für die Zündeinrichtung im relativ kalten Bereich des Brennerkopfes liegt.

Zur kostengünstigen Herstellung kann es zweckmäßig sein, die Zündeinrichtung gemäß Patentanspruch 9 und 10 am Trägerbauteil anzubringen. Hierbei entfallen Gewindedurchführungen für die Befestigung der Zündeinrichtung.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 11 bis 13 ergeben sich herstellungstechnische Vereinfachungen, da die Zündeinrichtung, die beispielsweise in Form einer Stabglühkerze ausgebildet ist, mittels einer Aufnahme am Trägerbauteil leicht auswechselbar angeordnet werden kann.

Bei dieser Ausführungsvariante des Verdampfungsbrenners gemäß Patentanspruch 14 und 15 wird mit Hilfe der Distanzauflagen die Rückseite des Trägers für den saugfähigen Körper in einem Abstand von der zugewandten Fläche des Trägerbauteils gehalten, um hier ein Luftpolster zwischen dem Trägerbauteil und dem Träger für den saugfähigen Körper aus Gründen der Wärmeisolierung zu erhalten.

In vorteilhafter Weise können bei der Ausbildung nach Patentanspruch 16 zusätzliche Verbindungsmittel zwischen dem Trägerbauteil und dem die Brennkammer begrenzenden Brennrohr entfallen.

Bei der Auslegung entsprechend Patentanspruch 17 erhält man ein Trägerbauteil mit geringem Eigengewicht, das aber dimensionsstabil sich mit engen Fertigungstoleranzen behaftet herstellen läßt. Insbesondere bei einer Massenfertigung ergeben sich hierbei Vorteile.

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

Fig. 1 eine schematische Axialschnittansicht eines Verdampfungsbrenners in seinem in die Brennkammer eingesetzten Zustand,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Bauteile des Verdampfungsbrenners in auseinandergezogener Darstellung, und

Fig. 3 eine Fig. 1 ähnliche schematische Axialschnittansicht einer alternativen Ausbildungsform eines Verdampfungsbrenners in seinem in die Brennkammer eingesetzten Zustand.

In der Zeichnung, Fig. 1 und 2, ist der Verdampfungsbrenner insgesamt mit 1 bezeichnet, und er ragt in eine rohrförmig ausgebildete Brennkammer 3 eines ansonsten nicht näher dargestellten, mit flüssigem Brennstoff betriebenen Heizgerätes. Der Verdampfungsbrenner 1 umfaßt einen Träger 4 für einen saugfähigen Körper 5, der von einem Vlies in Form einer Scheibe gebildet wird. Der Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 ist topfförmig ausgelegt und hat eine Grundfläche 6, auf der an der der Brennkammer 3 zugewandten Vorderseite 7 der saugfähige Körper 5 vorgesehen ist.

Das sich an diese Grundfläche 6 anschließende topfförmige Umfangsteil 8 erstreckt sich von der Vorderseite 7 in Richtung von der Brennkammer 3 weg. Dieses Umfangsteil 8 und die Grundfläche 6 des Trägers 4 für den saugfähigen Körper 5 bilden Teile einer Zündkammer 9, die hinter dem Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 liegt.

Die Zündkammer 9 wird auf der der Rückfläche 15 des Trägers 4 für den saugfähigen Körper 5 gegenüberliegenden Seite durch ein Trägerbauteil 10 für eine Zündeinrichtung 11 verschlossen, die von einer Stabglühkerze 12 gebildet wird. Dieses Trägerbauteil 10 hat eine Vertiefung 13, die an die Außenkontur der Zündeinrichtung 11 angepaßt ist, und die zur Ausrichtung und Halterung der Zündeinrichtung 11 in der Zündkammer 9 dient. Die als Zündeinrichtung 11 dienende Stabglühkerze 12 wird ohne Gewindeansätze in diese Vertiefung 13 eingelegt. Die elektrischen Anschlußleitungen 14 für die Zündeinrichtung 11 gehen von der Rückseite des deckelförmig ausgelegten Trägerbauteils 10 für die Zündeinrichtung 11 ab.

Am Trägerbauteil 10 für die Zündeinrichtung 11 ist zugleich ein Flammwächter 16 angebracht, der in die Brennkammer 3 ragt und zur Flammüberwachung auf übliche Weise dient. Dieses Trägerbauteil 10 für die Zündeinrichtung 11 ist so ausgebildet, daß die die Zündeinrichtung 11 tragende Grundfläche desselben in die im Zusammenwirken mit dem topfförmigen Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 gebildete Zündkammer 9 ragt, wobei man eine Art axial ineinandergeschachtelte Bauweise zur Reduzierung der Baulänge des Verdampfungsbrenners 1 in axialer Richtung erhält.

Das Trägerbauteil 10 für die Zündeinrichtung 11 ist lösbar mit dem Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 sowie mit der Brennkammer 3 verbunden. Hierzu sind über den Umfang der Brennkammer 3, des Trägers 4 für den saugfähigen Körper 5 und des Trägerbauteils 10 vorstehende Laschen vorgesehen, die Durchgangsöffnungen haben, die bei fluchtgerechter Ausrichtung eine Verbindung der in ineinandergeschachtelter Bauweise angeordneten Bauteile mit Hilfe von Schrauben ermöglichen.

Bei einer solchen Auslegung des Verdampfungsbrenners 1 ist hinsichtlich der Abdichtung lediglich eine Dichtung 17 vorzusehen, die verhindert, daß flüssiger Brennstoff zwischen der Brennkammer 3 und dem Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 nach außen austritt. Diese Dichtung 17 ist als Dichtring 18 ausgelegt, der auf der Außenumfangsfläche des Umfangsteils 8 des Trägers 4 für den saugfähigen Körper 5 angeordnet ist, der zur Lagefixierung des Dichtrings 18 einen nach außen vorspringenden Umfangsrand hat. Wenn der Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 und das Trägerbauteil 10 für die Zündeinrichtung 11 unter Verwendung von Schrauben fest mit der Brennkammer 3 verbunden sind, wird der Dichtring 18 zusammengedrückt, so daß man eine zuverlässige Umfangsabdichtung zwischen Brennkammer 3 und dem Träger 4 des Verdampfungsbrenners 1 erhält.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ersehen läßt, gehen die elektrischen Anschlußleitungen 19 für den Flammwächter 16 ebenfalls von der Rückseite des Trägerbauteils 10 für die Zündeinrichtung 11 ab, so daß sie mit den zugeordneten Steuereinrichtungen verbunden werden können. Eine Brennstoffzufuhrleitung 20 ist durch das Trägerbauteil 10 für die Zündeinrichtung 11 durchgeführt und an dem Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 befestigt, um den saugfähigen Körper 5 mit flüssigem Brennstoff zu versorgen. Um eine axiale Verschiebung des saugfähigen Körpers 5 auf der Vorderseite 7 des Trägers 4 zu verhindern, können über den Umfang verteilte und in den Innenraum der Brennkammer 3 ragende Nasen 21 vorgesehen sein, die als Widerlager für den saugfähigen Körper 5 dienen, wenn die Bauteile des Verdampfungsbrenners 1 fest mit der Brennkammer 3 verbunden sind.

Wie die vorstehenden Ausführungen gezeigt haben, sind bei einem derart ausgeführten Verdampfungsbrenner 1 die Dichtungsprobleme wesentlich reduziert, da nur eine Dichtung 17 zur Vermeidung des Austritts von flüssigem Brennstoff vorhanden ist. Abdichtungen zwischen dem Brennluft führenden Teil des Verdampfungsbrenners 1 und dem Verbrennungsteil sind nicht erforderlich, und es ist auch keine Abdichtung zwischen dem Brennluft führenden Raum und der Umgebung erforderlich, da keine Abgase über Undichtigkeiten an der Zündeinrichtung 11 entweichen können. Da der Verdampfungsbrenner 1 ein gesondertes Trägerbauteil 10 für die Zündeinrichtung 11 hat, an dem auch ein Flammwächter 16 angebracht ist, können die Zündeinrichtung 11 und der Flammwächter 16 unabhängig von dem Träger 4 für den saugfähigen Körper 5 und umgekehrt im Bedarfsfall ausgewechselt werden. Hierdurch lassen sich die Reparatur- und Wartungskosten senken.

Obgleich nicht unmittelbar dargestellt, kann die Zündeinrichtung 11, wie die Stabglühkerze 12, unmittelbar am Trägerbauteil 10 angeschweißt oder angelötet sein.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante eines Verdampfungsbrenners 1′ gezeigt. Jene Bauteile, welche Entsprechungen bei der vorangehenden ersten bevorzugten Ausführungsform anhand der Fig. 1 bis 2 haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und weisen zusätzlich noch den Zusatz "′" auf.

Dieser Verdampfungsbrenner 1′ unterscheidet sich im wesentlichen von der vorangehenden Ausführungsform dahingehend, daß das Trägerbauteil 10′ für die Zündeinrichtung 11′, welches auch den Flammwächter 16′ aufnimmt und hält, als Druckgußteil aus Aluminium hergestellt ist, während die erste Ausführungsform im wesentlichen aus Blechteilen besteht. Zum anderen ist bei dem Verdampfungsbrenner 1′ das Trägerbauteil 10′ mit einer Aufnahme 22 versehen, die einteilig mit dem Grundkörper des Trägerbauteils 10′ ausgebildet ist, und in welche die Stabglühkerze 12′ als Zündeinrichtung 11′ eingesteckt werden kann. Somit ist die Stabglühkerze 12′ lösbar mit dem Trägerbauteil 10′ verbunden und kann zu Reparaturzwecken ausgewechselt werden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Aufnahme 22 in Abweichung von der vorangehend erläuterten Ausführungsform nicht senkrecht zur Axialerstreckung des Trägerbauteils 10′ angeordnet, sondern sie ist um einen Winkel geneigt hierzu angeordnet. Die Zündeinrichtung 11′ ragt mit ihrem freien Ende in die Zündkammer 9′, die als Hohlraum in einem Teil des Trägerbauteils 10′ ausgebildet ist. Ferner dient das Trägerbauteil 10′ zugleich als Abschlußdeckel, und er ist derart ausgebildet, daß er das Brennrohr 26, welches die Brennkammer 3′ begrenzt, aufnimmt und hält. Durch diese Ausbildung kann erreicht werden, daß eine Dichtung 17, wie der Dichtring 18 bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2, entfallen kann, so daß auch die mit einer derartigen Dichtung verbundenen Schwierigkeiten nicht auftreten können. Zugleich vereinfacht sich die Herstellung des Trägerbauteils 10′. Des weiteren weist das Trägerbauteil 10′ an jener Fläche 23, die dem Träger 4′ für den saugfähigen Körper 5′ zugewandt ist, Distanzauflagen 24 auf, die auf dieser Fläche verteilt angeordnet und als Vorsprünge 25 ausgebildet sind. Durch diese Distanzauflagen 24 kann erreicht werden, daß der Träger 4′ für den saugfähigen Körper 5′ in einem Abstand zu dem Trägerbauteil 10′ angeordnet ist, um diese beiden Teile gegeneinander hinsichtlich der Wärmeübertragung zu isolieren. Zwischen der Rückseite 15′ des Trägers 4′ für den saugfähigen Körper 5′ und der zugewandten Fläche 23 des Trägerbauteils 10′ erhält man einen Zwischenraum, wie dies aus der unteren Hälfte in Fig. 3 zu ersehen ist, der als Luftpolster zur Wärmeisolierung dient.

Gegenüber der ersten Ausbildungsform wird bei dem Verdampfungsbrenner 1′ gemäß der Ausbildungsform nach Fig. 3 im wesentlichen eine fertigungstechnische Vereinfachung erzielt, wodurch sich insbesondere die Herstellungskosten bei einer Massenfertigung reduzieren lassen. Auch nimmt der Verdampfungsbrenner 1′ weniger Einbauraum im Kopfraum des Verdampfungsbrenners 1′ ein, und es vereinfacht sich die Ausgestaltungsform des Trägers 4′ für den saugfähigen Körper 5′′ der als gesondertes Bauteil aus Blech hergestellt sein kann. Der Träger 4′ für den saugfähigen Körper 5′ wird bezüglich des Trägerbauteils 10′ in Verbindung mit den Distanzauflagen 24 bezüglich des Brennrohrs 26 und des Trägerbauteils 10′ zuverlässig ausgerichtet.

Wesentlich beim Verdampfungsbrenner 1, 1′ ist, daß ein gesondertes Trägerbauteil 10, 10′ für die Zündeinrichtung 11, 11′ vorgesehen ist, das zugleich teilweise die Zündkammer 9, 9′ begrenzt. Da somit in dem Trägerbauteil 10, 10′ für die Zündeinrichtung 11, 11′ mehrere Funktionen vereinigt und in Verbindung mit dem Träger 4, 4′ für den saugfähigen Körper 5, 5′ verwirklicht werden, erhält man eine besonders platzsparende Bauform eines Verdampfungsbrenners 1, 1′, wobei Dichtungsprobleme weitgehend vermieden sind. Daher kann ein zuverlässiges Arbeiten eines derartigen Verdampfungsbrenners 1, 1′ erreicht werden.

Claims (17)

1. Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, mit einem in eine Brennkammer ragenden Träger, an dessen der Brennkammer zugewandten Vorderseite ein über eine Brennstoffzufuhrleitung mit Brennstoff beaufschlagbarer saugfähiger Körper angeordnet ist, mit einer zumindestens teilweise rückseitig des Trägers im Bereich einer Öffnung angeordneten Zündeinrichtung, die an einem mit dem Träger verbundenen Trägerbauteil angeordnet ist, sowie mit einem in die Brennkammer ragenden Flammwächter, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (11; 11′) vollständig in einer aus Trägerbauteil (10; 10′) kund Träger (4; 4′) der Rückseite des letzteren gebildeten Zündkammer (9; 9′) angeordnet ist und daß der Flammwächter (16; 16′) am Trägerbauteil (10; 10′) vorgesehen ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (10) eine Vertiefung (13) zur Halterung der Zündeinrichtung (11) aufweist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (13) an die Außenkontur der Zündeinrichtung (11) angepaßt ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) für den saugfähigen Körper (5) topfförmig ausgebildet ist und das Trägerbauteil (10) für die Zündeinrichtung (11) in den Träger (4) ragt.

5. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (10; 10′) und der Träger (4; 4′) lösbar mit der Brennkammer (3; 3′) verbunden sind.

6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennkammer (3) und dem Träger (4) eine Dichtung (17) angeordnet ist.

7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17) als Dichtring (18) ausgebildet ist, der auf die Außenfläche des topfförmigen Trägers (4) aufgesetzt ist.

8. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußleitungen (14, 19; 14′, 19′) für die als Stabglühkerze (12; 12′) ausgebildete Zündeinrichtung (11; 11′) und/oder den Flammwächter (16; 16′) von der der Zündkammer (9; 9′) abgewandten Rückseite (15; 15′) des Trägerbauteils (10; 10′) abgehen.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (11) unlösbar am Trägerbauteil (16) angebracht ist.

10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (11) am Trägerbauteil (10) angeschweißt oder angelötet ist.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (10′) eine Aufnahme (22) für die Zündeinrichtung (11′) hat.

12. Brenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (22) als Steckaufnahme ausgebildet ist.

13. Brenner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (22) zur Axialrichtung des Trägerbauteils (10′) geneigt angeordnet ist.

14. Brenner nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (10′) an seiner dem Träger (4′) zugewandten Fläche (23) Distanzauflagen (24) für den Träger (4′) aufweist.

15. Brenner nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzauflagen (24) als Vorsprünge (25) ausgebildet sind.

16. Brenner nach einem der Ansprüche 11 bis 15, mit einem die Brennkammer (3′) begrenzenden Brennrohr (26), dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (10′) zugleich als Halter für das Brennrohr (26) dient.

17. Brenner nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (10′) als Druckgußteil, vorzugsweise aus Aluminium, ausgebildet ist.