DE9210029U1

DE9210029U1 - Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät

Info

Publication number: DE9210029U1
Application number: DE9210029U
Authority: DE
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Current assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Priority date: 1992-07-25
Filing date: 1992-07-25
Publication date: 1992-09-24
Anticipated expiration: 2002-07-26

Description

Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Öl verbrennendes Fahrzeugheizgerät, mit einer Brennkammer und einem mit "einer Brennstoffleitung verbundenen Träger mit einem saugfähigen Körper in der Brennkammer .

Aus DE-PS 34 03 972 ist ein Verdampfungsbrenner der vorstehend genannten Art bekannt, bei dem der Träger als flächige Scheibe ausgebildet ist, und der saugfähige Körper, wie ein Vlies, auf der zur Brennkammer weisenden Oberfläche des Trägers angeordnet ist. Bei einem solchen Verdampfungsbrenner hat es sich gezeigt, daß die Temperatur auf der Oberfläche des Trägers, auf welchem der saugfähige Körper aufliegt, so niedrig sein kann, daß man keine in allen Betriebszuständen des Verdampfungsbrenners ausreichende Brennstoffverdampfung sicherstellen kann. Auch besteht bei gewissen Betriebszuständen des Verdampfungsbrenners eine Neigung zum Verkoken des saugfähigen Brennstoffs am saugfähigen Körper.

Ferner ist es aus DE-PS 34 03 972 bekannt, zur schnellen Aufwärmung der der Brennkammer zugewandten Fläche des Trägers auf die Verdampfungstemperatur einen Wärmeleitkörper aus hitzebeständigem und gut wärmeleitfähigem Material

vorzusehen, welcher in die Flammenzone der Brennkammer ragt. Hierdurch wird Wärme aus der Flammenzone mittels Wärmeleitung zum Träger übertragen, um insbesondere bei einem mit Öl betriebenen Fahrzeugheizgerät eine zuverlässige Verdampfung des Brennstoffs zu erreichen.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät der vorstehend genannten Art bereitzustellen, bei dem man eine effektive und weitgehend gleichmäßige Aufwärmung der Fläche des Trägers erhält, auf dem der saugfähige Körper angeordnet ist. Hierdurch soll eine zuverlässige Verdampfung bei im wesentlichen allen Betriebsbereichen des Verdampfungsbrenners selbst bei schwerer zu verdampfenden Brennstoffe gewährleistet werden.

Nach der Erfindung zeichnet sich hierzu ein Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Öl verbrennendes Fahrzeugheizgerät, mit einer Brennkammer und einem mit einer Brennstoffleitung verbundenen Träger mit einem saugfähigen Körper in der Brennkammer dadurch aus, daß der Träger an seiner der Brennkammer zugewandten Fläche wenigstens einen in Richtung der Brennkammer weisenden Vorsprung hat.

Durch diesen über die Grundfläche des Trägers in Richtung der Brennkammer ragenden Vorsprung des Verdampfungsbrenners nach der Erfindung, welcher somit näher als die Grundfläche des Trägers zur Flammenzone in der Brennkammer liegt, kann auf effektive Weise Wärme aus der Flammenzone zur weitgehend gleichmäßigen Erwärmung des Trägers über seine gesamte Oberfläche hinweg abgeleitet werden, so daß eine zuverlässige Verdampfung auch von schwerer verdampfenden Brennstoffen im wesentlichen in allen Betriebszuständen des Verdampfungsbrenners sichergestellt wird. Hierdurch

erhält man einen weitgehend ungestörten Betrieb des Verdampfungsbrenners .

Vorzugsweise ist der Vorsprung als Auswölbung aus dem Material des Trägers ausgebildet, so daß der Vorsprung direkt aus dem Material des Trägers ausgeformt ist und bei der Herstellung desselben bereits berücksichtigt werden kann. Insbesondere gestattet eine derartige Auswölbung im Material eine weitgehend verlustfreie Wärmeübertragung vom Vorsprung zur Grundfläche des Trägers. Zugleich wird bei der Ausbildung des Vorsprungs als Auswölbung auch erreicht, daß der Träger eine verbesserte Formbeständigkeit erhält, was insbesondere dahingehend von Bedeutung ist, daß die vom Träger gebildete Auflagefläche für den saugfähigen Körper auch im Betriebszustand des Verdampfungsbrenners möglichst eben sein sollte. Da aber am Träger im Betriebszustand des Verdampfungsbrenners relativ hohe Temperaturdifferenzen auftreten können, besteht die Gefahr, daß sich die Trägeroberfläche durch Wärmespannungen verformen und wölben kann. Wenn nach der Erfindung die Auswölbung als Vorsprung vorgesehen ist, lassen sich diese Schwierigkeiten überwinden, da diese Auswölbung die Wärmespannungen größtenteils ausgleicht, so daß die Auflagefläche für den saugfähigen Körper am Träger weitgehend eben und unverformt bleibt.

Vorzugsweise liegt der Vorsprung zur Brennkammer hin frei, d.h. der Vorsprung ist nicht durch den saugfähigen Körper bedeckt. Bei einer derartigen Ausgestaltungsform des Verdampfungsbrenners erhält man eine äußerst effiziente Wärmeübertragung der Wärme von der Flammenzone zu dem Träger und zugleich dient der Vorsprung als eine Art Ausrichteinrichtung für den Verdampfungskörper auf der Oberfläche des Trägers, insbesondere dann, wenn der saugfähige Körper eine zu dem Vorsprung auszurichtende Öffnung hat. Man erhält

hierbei eine Art Einspannung des saugfähigen Körpers bei seiner Anordnung auf dem Träger.

Zweckmäßigerweise ist der Verdampfungsbrenner nach der Erfindung derart ausgelegt, daß der Vorsprung etwa bis zur Oberfläche des auf dem Träger angeordneten saugfähigen Körpers reicht oder geringfügig tiefer als dieselbe liegt. Bei einer derartigen Ausgestaltung erhält man eine zweckmäßige Kombination von Ausrichtfunktion und Wärmeleitfunktion des Vorsprungs am Träger.

Wenn es die Konstruktion des Verdampfungsbrenners zuläßt, kann sich der Vorsprung auch über die Oberfläche des saugfähigen Körpers hinaus erstrecken, so daß eine größere Wärmemenge zur Rückwand abgeleitet werden kann. Um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der Rückwand zu erzielen, hat es sich aufgrund der meist exzentrischen Lage des Brennstoffeintritts über die Brennstoffleitung als zweckmäßig erwiesen, den Vorsprung geringfügig exzentrisch anzuordnen

Eine zweckmäßige Ausgestaltungsform des Verdampfungsbrenners nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Träger wenigstens ein in Richtung der Brennkammer weisendes Wärmeleitteil aus hitzebeständigem und gut wärmeleitfähigem Material aufweist. Durch dieses Wärmeleitteil kann die Wärmeableitung aus der Flammenzone zu dem Träger noch verstärkt werden.

Zweckmäßigerweise ist das Wärmeleitteil U-förmig ausgebildet, so daß die Strömungsverhältnisse der Flammenzone möglichst wenig gestört werden. Hierdurch erhält man eine stabile Verbrennung in der Brennkammer im Betriebszustand des Verdampfungsbrenners .

Vorzugsweise ist das Wärmeleitteil aus einem Draht U-förmig gebogen, wobei der Draht ein Schweißdraht sein kann. Ein derartiges Wärmeleitteil läßt sich auf einfache Weise und aus einem Material herstellen, welches kostengünstig vorgefertigt verfügbar ist.

Das U-förmige Wärmeleitteil wird vorzugsweise an dem Träger mittels Schweißen, insbesondere Plasmaschweißen, befestigt. Durch dieses Plasmaschweißen wird erreicht, daß bei dem Anbringen des Wärmeleitteils ein möglichst geringer Verzug am Träger auftritt.

Alternativ kann das U-förmige Wärmeleitteil mittels Löten am Träger befestigt werden. Bei dieser Lötverbindung lassen sich insbesondere die Materialeigenschaften des Wärmeleitteiles ausnutzen, wenn dieses aus einem Schweißdraht gebogen ist.

Alternativ kann das Wärmeleitteil einen Hohlquerschnitt haben, wodurch sich die Wärmeübertragungsflächen des Wärmeleitteils trotz einer gedrängten Bauweise vergrößern lassen .

Um eine zuverlässige Ausrichtung des Wärmeleitteils am Träger zu erreichen, kann das Wärmeleitteil den Träger selbst durchsetzen und auf seiner von der Brennkammer abgewandten Rückfläche anliegen und dort befestigt werden.

Vorzugsweise ist das Wärmeleitteil derart angeordnet, daß der U-förmige Bogen desselben in die Brennkammer ragt. Hierdurch werden scharfkantige Enden vermieden, welche im Bereich der Flammenzone in der Brennkammer und den dort herrschenden Temperaturen zum Abbrennen neigen.

Insbesondere ist die Auslegung des erfindungsgemäßen Verdampfungsbrenners derart getroffen, daß das Wärmeleitteil am Vorsprung vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte

Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Ausschnittansicht eines Verdampfungsbrenners mit den nach der Erfindung wesentlichen Teilen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Verdampfungsbrenner nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Ausschnittansicht eines Verdampfungsbrenners gemäß einer Ausgestaltungsvariante .

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Der in den Figuren der Zeichnung schematisch verdeutlichte und insgesamt mit 1 bzw. I¹ bezeichnete Verdampfungsbrenner ist für ein nicht näher dargestelltes Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugheizgerät, bestimmt. In den Fig. 1 und 3 schließt sich in Richtung nach rechts liegend eine Brennkammer 2 an, deren Einzelheiten nicht näher gezeigt und verdeutlicht sind. Mit 3 ist ein deckeiförmiges Teil bezeichnet, welches den Verdampfungsbrenner 1, I¹ trägt und welches zugleich die im Brennerkopfbereich liegende Stirnseite der Brennkammer 2 verschließt. In einem axialen Abstand hierzu ist ein Träger 4 am deckeiförmigen Teil 3 gehalten, durch welchen eine Brennstoffleitung 5 geht, deren Mündungsöffnung an der zur Brennkammer 2 weisenden Oberfläche 6 des Trägers 4 offen ist. Der Träger 4 weist einen Vorsprung 7 auf, welcher bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform in Form einer Materialauswölbung 8 aus dem Material des Trägers 4 ausgeformt ist, welche in Richtung der Brennkammer 2 weist. Diese Auswölbung 8 ist wie darge-

stellt nicht von einem saugfähigen Körper 9, wie einem Vliesteil, bedeckt, sondern die Auswölbung 8 ist zur Brennkammer zu freigelegt. Zwischen der Oberfläche 6 des Trägers 4 und dem saugfähigen Körper 9 ist eine mit sehr kleinen Öffnungen versehene Lochplatte 10 angeordnet, welche zur Vergleichmäßigung des aus der Mündungsöffnung der Brennstoffleitung 5 austretenden Brennstoffs über den gesamten saugfähigen Körper 9 hinweg dient.

Der Vorsprung 7, bzw. die Auswölbung 8, am Träger 4 ist geringfügig zur Flächenmitte der Oberfläche 6 des Trägers 4 versetzt angeordnet. Dieser zur Brennkammer 2 freiliegende Vorsprung 7 leitet Von der Flammenzone in der Brennkammer 2 Wärme unmittelbar zum Träger 4 ab, so daß insbesondere die Oberfläche 6 des Trägers 4 gleichmäßig und schnell auf eine relativ hohe Temperatur erwärmt wird, um die Brennstoffverdampfung des Verdampfungsbrenners 1, I¹ zu unterstützen. Insbesondere bei Öl als Brennstoff für den Verdampfungsbrenner können auf diese Weise kalte Stellen am Träger 4 vermieden werden, zu denen Öl sich in bevorzugter Weise auszubreiten sucht. Der Vorsprung 7 ermöglicht somit eine gleichmäßige Aufwärmung der Oberfläche 6 des Trägers 4, um eine möglichst gleichmäßige Brennstoffauf bereitung beim Verdampfungsbrenner 1, I¹ zu erreichen. Ferner dient beim dargestellten Beispiel die Auswölbung 8 zugleich dazu, daß die Stabilität des Trägers 4 erhöht wird und dessen Oberfläche 6 auch bei den auftretenden hohen Temperaturen im wesentlichen eben und wölbungsfrei bleibt. Es wird somit durch die Auswölbung 8 auch eine dauerhafte Verformung des Trägers 4 im Betrieb des Verdampfungsbrenners 1, I¹ verhindert. Mit Hilfe der Auswölbung 8 erhält man daher eine verbesserte Formbeständigkeit für die als Auflagefläche für den saugfähigen Körper 9 dienende Oberfläche 6 des Trägers 4. Im Betriebszustand auftretende

Wärmespannungen lassen sich mit Hilfe der Auswölbung 8 größtenteils ausgleichen. Selbstverständlich können die Lage und die Größe der Auswölbung 8 entsprechend von der Darstellung abweichend gewählt werden, was im wesentlichen von der Bauform des Verdampfungsbrenners 1, I¹ und dessen Abmessungen abhängt. Die entsprechenden Abstimmungen hinsichtlich der Größe der Auswölbung 8 und deren Lage können im Bedarfsfall vom Fachmann unter Berücksichtigung der Gegebenheiten des Verdampfungsbrenners 1, I¹ vorgenommen werden.

Der Vorsprung 7 bzw. die Auswölbung 8 dient zugleich auch zur Ausrichtung der Lochplatte 10 und/oder des saugfähigen Körpers 9 auf der Oberfläche 6 bzw. Grundfläche des Trägers 4.

Ferner ist in Fig. 1 in gebrochener Linie ein Wärmeleitteil 12 gezeigt, welches U-förmig gebogen ist und in Fig. 1 beispielsweise von einem Hohlquerschnittsmaterial gebildet wird. Dieses Wärmeleitteil 12 ist bei den bevorzugten Ausführungsformen derart dargestellt, daß es auf dem Vorsprung 7 des Trägers 4 angeordnet ist und der U-förmige Bogen in die Brennkammer 2 ragt. Mit Hilfe dieses Wärmeleitteils 12 kann die Wärmeableitung aus der Flammenzone der Brennkammer 2 zum Träger 4 noch weiter verstärkt werden, ohne daß die Flamme in der Brennkammer nennenswert gestört wird.

Obgleich nicht näher dargestellt ist, kann das Wärmeleitteil 12 auch an einer anderen Stelle als gezeigt am Träger 4 vorgesehen werden. Um einen möglichst geringen Verzug bei der Befestigung des Wärmeleitteils 12 am Träger 4 zu haben, ist das Wärmeleitteil 12 zweckmäßigerweise mittels Plasmaschweißen am Träger 4 befestigt.

-S-

In Fig. 3 der Zeichnung ist eine insgesamt mit I¹ bezeichnete Ausführungsvariante eines Verdampfungsbrenners gezeigt, bei dem das Wärmeleitteil 12" von einem Drahtkörper 13 gebildet wird, welcher U-förmig gebogen ist. Der Drahtkörper 13 kann von einem Stück eines Schweißdrahtes gebildet werden, welcher hitzebeständig und gut wärmeleitfähig ist. Dieses Wärmeleitteil 12" kann alternativ beispielsweise mittels Löten an dem Träger 4 befestigt werden, wobei die dort zu befestigenden Enden des Drahtkörpers 13 zweckmäßigerweise den Träger 4 durchsetzen und an dessen Rückseite angelötet sind. Das Wärmeleitteil 12' nach Fig.3 braucht natürlich nicht notwendigerweise an dem Vorsprung 7 vorgesehen zu sein, sondern es kann auch an einer anderen geeigneten Stelle des Trägers 4 angeordnet werden. Auch sind noch weitere Ausgestaltungsformen der Befestigung von Wärmeleitteil 12, 12' und Träger 4 möglich, wobei beispielsweise ein Teil des den Träger 4 durchsetzenden Materials des Wärmeleitteils 12, 12' auf der Rückseite des Trägers 4 umgebogen sein kann und auf dieser Rückseite flächig am Träger 4 mittels Schweißen oder Löten befestigt wird.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verdampfungsbrenners 1, I¹ ist es, daß die als Auflagefläche für den saugfähigen Körper 9 dienende Oberfläche 6 des Trägers 4 schnell und weitgehend gleichmäßig zur Unterstützung der Brennstoffverdampfung und Brennstoffverteilung erwärmt wird. Hierzu kann einerseits ein in Richtung der Brennkammer 2 weisender Vorsprung 7 vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Wärmeleitteil 12, 12' am Träger 4 angebracht werden, welches in die Brennkammer ragt. Dieses Wärmeleitteil 12, 12' ist zweckmäßigerweise U-förmig gebogen, um einen Abbrand des Wärmeleitteils 12, 12' in der Flammenzone in der Brennkammer 2 zu vermeiden.

Die Erfindung ist nicht auf die anhand der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläuterten Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Insbesondere sind die Lage und die Größe des Vorsprungs wählbar und die Anordnung und die nähere Auslegung des Wärmeleitteils 12, 12' lassen sich unter Berücksichtigung der jeweils vorhandenen Gegebenheiten beim Verdampfungsbrenner 1, I¹ anpassen. Wenn der Vorsprung 7 als Materialauswölbung 8 ausgelegt ist, kann zugleich die Formstabilität des Trägers 4 verbessert werden. Durch die beim erfindüngsgemäßen Verdampfungsbrenner 1, 1' erzielte bessere Brennstoffaufbereitung erhält man günstigere Brennwerte sowie ein langfristiges, zuverlässiges Arbeiten des Verdampfungsbrenners 1, 1' und des damit ausgestatteten Heizgeräts.

Bezugszeichen

1, 1'	Verdampfungsbrenner insgesamt
2	Brennkammer
3	Deckeiförmiges Teil
4	Träger
5	Brennstoffleitung
6	Oberfläche von Träger 4, welche
	weist
7	Vorsprung
8	Auswölbung
9	Saugfähiger Körper
10	Lochplatte
12, 12'	Wärmeleitteil insgesamt
13	Drahtkörper

zur Brennkammer 2

Bezugszeichen

1, I¹ Verdampfungsbrenner insgesamt

2 Brennkammer

3 Deckeiförmiges Teil

4 Träger

5 Brennstoffleitung

6 Oberfläche von Träger 4, welche zur Brennkammer weist

7 Vorsprung

8 Auswölbung

9 Saugfähiger Körper Lochplatte

12, 12' Wärmeleitteil insgesamt

Drahtkörper

Claims

Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät Ansprüche

1. Verdampfungsbrenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Öl verbrennendes Fahrzeugheizgerät, mit einer Brennkammer (2) und einem mit einer Brennstoffleitung (5) verbundenen Träger (4) mit einem saugfähigen Körper (9) in der Brennkammer (2),
dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (4)
an seiner der Brennkammer (2) zugewandten Fläche (6) wenigstens einen in Richtung der Brennkammer (2) weisenden Vorsprung (7) hat.

2. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (7) als Auswölbung (8) aus dem Material des Trägers (4) ausgebildet ist.

3. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (7) zur Brennkammer (2)
hin freiliegt.

4. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (7) etwa bis zur Oberfläche des auf dem Träger (4) angeordneten saugfähigen Körpers (9) reicht oder geringfügig tiefer als dieselbe
liegt.

5. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur verstärkten Wärmeableitung zum Träger (4) der Vorsprung (7) über die Oberfläche des
saugfähigen Körpers (9^ übersteht.

&oacgr;. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (7) zur Mitte der Trägerfläche (6) versetzt ist.

7. Verdampfungsbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger wenigstens ein in Richtung der Brennkammer (2) weisendes Wärmeleitteil (12, 12") aus hitzebeständigem und gut wärmeleitfähigem Material aufweist.

8. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (12, 12') U-förmig ausgebildet ist.

9. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (12¹) aus einem Draht U-förmig gebogen ist.

10. Verdampfungsbrenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht ein Schweißdraht ist.

11. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Leitteil (12,12') an dem Träger (4) mittels Schweißen, insbesondere Plasmaschweißen, befestigt ist.

12. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Wärmeleitteil (12, 12') mittels Löten am Träger (4) befestigt ist.

13. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (12) einen Hohlquerschnitt hat.

14. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (12, 12') den Träger (4) durchsetzt.

15. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der U-Bogen des Wärmeleitteil (12, 12') in die Brennkammer (2) ragt.

16. Verdampfungsbrenner nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (12, 12') am Vorsprung (7; 8) vorgesehen ist.

17. Verdampfungsbrenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Oberfläche (6) des Trägers (4) und dem saugfähigen Körper (9) eine Lochplatte (10) zur Vergleichmäßigung der Brennstoffverteilung angeordnet ist.