EP1378709A2 - Brenner für eine Fahrzeugheizung - Google Patents

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EP1378709A2
EP1378709A2 EP03004715A EP03004715A EP1378709A2 EP 1378709 A2 EP1378709 A2 EP 1378709A2 EP 03004715 A EP03004715 A EP 03004715A EP 03004715 A EP03004715 A EP 03004715A EP 1378709 A2 EP1378709 A2 EP 1378709A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
pressure regulator
pressure
arrangement
units
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03004715A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1378709A3 (de
Inventor
Markus Münzner
Robert Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Publication of EP1378709A2 publication Critical patent/EP1378709A2/de
Publication of EP1378709A3 publication Critical patent/EP1378709A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • F23D11/26—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed
    • F23D11/30—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed with return feed of uncombusted sprayed fuel to reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F23K5/147—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/005—Regulating fuel supply using electrical or electromechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/20—Membrane valves

Definitions

  • the present invention relates to a burner system, in particular for a Vehicle heating, comprising a fuel atomizer arrangement for Feeding fuel into a combustion chamber, a fuel pump assembly for supplying fuel under pressure to the fuel atomizer arrangement and a pressure regulator arrangement for adjustment of the fuel pressure in one of the fuel pump arrangement Fuel atomizer arrangement leading fuel line region.
  • Such generally referred to as atomizer burner systems Systems are used, for example, in vehicles as auxiliary heaters or as Auxiliary heater used.
  • the fuel under pressure is generated by the Fuel atomizer arrangement, which has at least one atomizer nozzle can include, in atomized form, ie divided into smallest particles in fed into the combustion chamber and there together with the also in the Combustion chamber fed combustion air brought to combustion.
  • the Amount of fuel to be burned and the amount of with this combustion air to be burned are dependent set by the required heating output.
  • Rule for example comparatively low outside temperatures and should be below these Conditions to start a vehicle are both in the interior air present in the vehicle is comparatively cold, as well Drive unit or the cooling medium of the same.
  • heating of these two system areas is said to be one Heating device then operated with a comparatively large heating power become. At higher outside temperatures or after sufficient heating of different system areas is such a high heating output not necessary anymore.
  • a burner system in particular for a vehicle heater, comprising a fuel atomizer arrangement for feeding fuel into a combustion chamber, a fuel pump assembly for supplying pressurized Fuel for the fuel atomizer arrangement and a pressure regulator arrangement for setting the fuel pressure in one of the fuel pump arrangement fuel line area leading to the fuel atomizer arrangement, wherein the pressure regulator assembly a plurality of Has pressure regulator units and wherein to change the pressure control characteristic the pressure regulator arrangement at least part of the pressure regulator units can be activated or deactivated.
  • the change in the Heating output of a burner system is not caused by changing the clocked operation or not just by changing the clocked Can be generated, but that actively and for example in Depending on the required heating output, a change in Pressure of the fuel led to the fuel atomizer arrangement can be.
  • a lower fuel pressure has one accordingly lower feed volume result, which means at the same time with continuous continuous burner operation reduced the heating power provided becomes.
  • an increased fuel pressure leads to a larger fuel feed quantity and thus a larger one provided heating power.
  • the amount of fuel in the combustion chamber fed combustion air can be adjusted to the pollutant emissions so low with the combustion in the combustion chamber to be able to keep as possible.
  • the change in pressure conditions and thus the Change in the fuel feed amount in the inventive Burner system can be varied in that at least two pressure regulator units mutually different pressure control characteristics exhibit. Furthermore, it is possible, for example, that at least two Pressure regulator units are effectively connected in parallel to each other and that a pressure connection between at least one of the pressure regulator units and the fuel line area is interruptible.
  • At least one of the Pressure regulator units is designed depending on the in Prevailing pressure line connection between the fuel line area and a fuel discharge area to change.
  • the present invention can be provided in the burner system that at least one of the pressure regulator units against the action of a Reset arrangement according to the fuel pressure in the fuel line area has displaceable pressure regulator member, whereby by displacement of the pressure regulator element has a fuel discharge throttle effect Pressure regulator unit is changeable. This can be achieved, for example be that by moving the pressure regulator organ an effective Flow cross section of a fuel discharge opening arrangement of the pressure regulator unit is changeable.
  • a pressure regulator unit that can be used in a burner system according to the invention can be constructed, for example, in such a way that the pressure regulator element a piston element comprises that the return arrangement a biasing spring comprises, against the action of force by the piston element
  • Fuel pressurization in a cylinder element Work space is relocatable, the work space via a fuel inlet opening arrangement in connection with the fuel line area stands or can be brought in and through a through the piston element At least depending on its positioning in the cylinder element partially closable fuel discharge opening arrangement in connection stands with a fuel discharge area or can be brought.
  • the reset characteristic of Reset arrangement of at least one of the pressure regulator units changeable is.
  • the burner system 10 includes a conduit section 12 extending from a fuel reservoir 14 leads to a fuel pump 16. Introduces from the fuel pump 16 Fuel line area 18 to an atomizer nozzle 20, via which the Fuel in the form of an indicated fuel mist 22 in a not shown Combustion chamber is fed.
  • the amount of fed in Fuel depends, among other things, on the one prevailing in the line area 18 Fuel pressure so that as described below by changing the fuel pressure prevailing in the line area 18 in a simple way influence in the combustion chamber amount of fuel fed can be taken.
  • Solenoid actuated valve assembly 24 can supply fuel to the atomizer nozzle 20 are interrupted. It was on it noted that of course the fuel feed over several atomizer nozzles 20 connected in parallel can take place.
  • the burner system 10 shown in the figure also includes a general designated with 26 pressure regulator assembly.
  • This in turn points two pressure regulator units, in principle, but not necessarily of the same design 28, 30 on.
  • the pressure regulator unit 30 is connected via a branch line 32 in connection with the line area 18.
  • Another Branch line 34 leads from branch line 32 to the pressure regulator unit 28, so that this pressure regulator unit also via the branch lines 34, 32 28 is in connection with the line area 18 or can be brought is.
  • a valve arrangement that can also be actuated magnetically, for example 36 is provided in the branch line 34, so that by actuation this valve arrangement 36 the connection of the pressure regulator unit 28 with the branch line 32 and thus the line area 18 optionally can be interrupted or produced.
  • the branch line 34 also directly into the line area 18 could end up.
  • the pressure regulator unit 30 comprises a cylinder housing 38, in which a cylindrical working space 40 is formed.
  • a Piston element 42 forming pressure regulator member is slidably received.
  • the piston element 42 can by a O-ring-like sealing element or the like to be sealed.
  • an abutment element 44 On an abutment element 44 is, for example, a helical compression spring trained bias spring 46 supported, which is different is supported on the piston element 42.
  • the bias spring 46 that is Piston element 42 in the direction of a floor area 48 of the work space 40 too biased.
  • the branch line opens into this floor area 48 32 in the area of a fuel inlet opening 50. So it stands there Working space 40 in pressure connection with the line area 18, which for As a result, the piston element 42 counteracts the biasing action of the Preload spring 46 by the prevailing in the branch line 32 Pressure is applied, which essentially also with that in the Line area 18 prevails pressure. It will thus caused by the two acting on the piston element 42 Forces depending on the fuel pressure prevailing in the line area 18 an equilibrium position of the piston element 42 in the cylinder housing 38 to adjust.
  • a fuel discharge area 54 is in via a discharge opening 52 Connection to the work space 40.
  • the fuel discharge area 54 leads to the fuel reservoir 14
  • the fuel pump 16 which for example is operated so that it with a predetermined, for example maximum Delivery works, fuel is fed into the line area 18. Since the atomizer nozzle 20 forms a significant throttling effect, the Line area 18 and thus also in the branch line 32 set certain fuel pressure. This acts on the previous one described line connection against the piston element 42 the biasing action of the biasing spring 46. The force is applied the biasing spring 46, for example, set such that at fuel pressure below a certain threshold Line area 18, the piston element 42 closes the discharge opening 52, for example, completes completely. It is then the line connection between the branch line 32 and the fuel discharge region 34 except for a possibly existing bypass line 56, which one permanent drain allows, interrupted.
  • the pressure regulator unit 28 to the pressure regulator unit 30 can be connected in parallel. It can also be provided be that the two pressure regulator units 28, 30 are different from one another Have pressure control characteristics. For example, can be provided be that the biasing spring 46 of the pressure regulator unit 28 is less Provides preload so that a low fuel pressure is sufficient to move the piston element 42 of the pressure regulator unit 28 in such a way that fuel via the fuel discharge opening 52 of the pressure regulator unit 28 can flow back into the fuel reservoir 14.
  • valve assembly 36 is set such that the pressure connection between the pressure regulator arrangement 28 and the line area 18 is interrupted.
  • the fuel pressure will therefore vary according to the pressure control characteristic the pressure regulator unit 30 at a higher level to adjust. If such a high burner output is no longer required, becomes a connection between actuating the valve assembly 36 the working space 40 of the pressure regulator unit 28 and the line area 18 manufactured.
  • the two working spaces 40 of the pressure regulator units 28, 30 are therefore parallel in terms of effectiveness.
  • the control of the valve unit 36 and possibly also the control of the Motors for the combustion air blower can be operated via a control unit in which temperature values act as thresholds for switching on and off the pressure regulator unit 28 are stored, which then with temperature values be compared, delivered by temperature sensors become. These sensors in turn can measure temperature, for example of the medium to be heated, for example in a water cycle to capture.

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Abstract

Ein Brennersystem, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, umfasst eine Brennstoffzerstäuberanordnung (20) zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer, eine Brennstoffpumpanordnung (16) zur Zufuhr von unter Druck stehendem Brennstoff zur Brennstoffzerstäuberanordnung (20) sowie eine Druckregleranordnung (26) zur Einstellung des Brennstoffdrucks in einem von der Brennstoffpumpanordnung (16) zur Brennstoffzerstäuberanordnung (20) führenden Brennstoffleitungsbereich (18), wobei die Druckregleranordnung (26) eine Mehrzahl von Druckreglereinheiten (28, 30) aufweist und wobei zur Veränderung der Druckregelcharakteristik der Druckregleranordnung (26) wenigstens ein Teil (28) der Druckreglereinheiten (28, 30) aktivierbar beziehungsweise deaktivierbar ist: <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennersystem, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, umfassend eine Brennstoffzerstäuberanordnung zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer, eine Brennstoffpumpanordnung zur Zufuhr von unter Druck stehendem Brennstoff zur Brennstoffzerstäuberanordnung sowie eine Druckregleranordnung zur Einstellung des Brennstoffdrucks in einem von der Brennstoffpumpanordnung zur Brennstoffzerstäuberanordnung führenden Brennstöffleitungsbereich.
Derartige im Allgemeinen auch als Zerstäuberbrennersysteme bezeichnete Systeme werden beispielsweise in Fahrzeugen als Standheizungen oder als Zuheizer eingesetzt. Der unter Druck stehende Brennstoff wird durch die Brennstoffzerstäuberanordnung, welche zumindest eine Zerstäuberdüse umfassen kann, in zerstäubter, also in kleinste Partikel aufgeteilter Form in den Brennraum eingespeist und dort zusammen mit der ebenfalls in den Brennraum eingespeisten Verbrennungsluft zur Verbrennung gebracht. Die Menge des zu verbrennenden eingespeisten Brennstoffs und die Menge der mit diesem zu verbrennenden Verbrennungsluft werden dabei in Abhängigkeit von der geforderten Heizleistung eingestellt. Herrschen beispielsweise vergleichsweise niedrige Außentemperaturen vor und soll unter diesen Bedingungen ein Fahrzueg gestartet werden, so ist sowohl die im Innenraum des Fahrzeugs vorhandene Luft vergleichsweise kalt, als auch das Antriebsaggregat bzw. das Kühlmedium desselben. Zur möglichst raschen Erwärmung dieser beiden Systembereiche soll in diesem Zustand also eine Heizeinrichtung dann mit vergleichsweise großer Heizleistung betrieben werden. Bei höheren Außentemperaturen oder nach ausreichender Erwärmung verschiedener Systembereiche ist eine derartig hohe Heizleistung nicht mehr erforderlich.
Es ist bekannt, bei derartigen Brennersystemen die Druckregleranordnung derart einzustellen, dass der durch diese eingestellte Brennstoffdruck für das geforderte Heizleistungsspektrum einen gewissen Kompromiss bildet. Die Einstellung der Heizleistung an sich kann dann durch getakteten Betrieb des Brennersystems mehr oder weniger genau eingestellt werden. Bei geringem Wärmebedarf, also beispielsweise bei höheren Außentemperaturen oder nach ausreichender Erwärmung eines zu erwärmenden Systems, führt dies dazu, dass vergleichsweise häufig das Brennersystem aus- und wieder angeschaltet wird, mit dem dadurch involvierten Nachteil vergleichsweise hoher Schadstoffemissionen. Zumindest in der Startphase der Verbrennung wird zur Verminderung der Schadstoffemissionen ein längerer ununterbrochener Brennerbetrieb angestrebt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennersystem, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, vorzusehen, bei welchem die Heizleistung in einfacher Art und Weise an die tatsächlich geforderte Heizleistung angepasst werden kann, ohne die Gefahr einer hohen Schadstoffemission zu erzeugen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Brennersystem, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, umfassend eine Brennstoffzerstäuberanordnung zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer, eine Brennstoffpumpanordnung zur Zufuhr von unter Druck stehendem Brennstoff zur Brennstoffzerstäuberanordnung sowie eine Druckregleranordnung zur Einstellung des Brennstoffdrucks in einem von der Brennstoffpumpanordnung zur Brennstoffzerstäuberanordnung führenden Brennstoffleitungsbereich, wobei die Druckregleranordnung eine Mehrzahl von Druckreglereinheiten aufweist und wobei zur Veränderung der Druckregelcharakteristik der Druckregleranordnung wenigstens ein Teil der Druckreglereinheiten aktivierbar bzw. deaktivierbar ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ist elementar, dass die Veränderung der Heizleistung eines Brennersystems nicht durch eine Veränderung des getakten Betriebs oder nicht nur durch eine Veränderung des getakteten Beriebs erzeugt werden kann, sondern dass aktiv und beispielsweise in Abhängigkeit von der geforderten Heizleistung eine Veränderung des Drucks des zur Brennstoffzerstäberanordnung geleiteten Brennstoffs herbeigeführt werden kann. Ein geringerer Brennstoffdruck hat eine entsprechend geringere Einspeisungsmenge zur Folge, wodurch gleichzeitig bei kontinuierlich fortlaufendem Brennerbetrieb die bereitgestellte Heizleistung gemindert wird. In entsprechender Weise führt ein erhöhter Brennstoffdruck zu einer größeren Brennstoffeinspeisungsmenge und somit einer größeren bereitgestellten Heizleistung. Es ist selbstverständlich, dass in Anpassung an die Veränderung des Drucks bzw. in Anpassung an die Veränderung der Brennstoffeinspeisungsmenge auch die Menge der in die Brennkammer eingespeisten Verbrennungsluft angepasst werden kann, um den Schadstoffausstoß bei der in der Brennkammer laufenden Verbrennung so gering als möglich halten zu können.
Beispielsweise kann die Veränderung der Druckverhältnisse und somit die Veränderung der Brennstoffeinspeisungsmenge bei dem erfindungsgemäßen Brennersystem dadurch variiert werden, dass wenigstens zwei Druckreglereinheiten zueinander unterschiedliche Druckregelcharakteristiken aufweisen. Ferner ist es beispielsweise möglich, dass wenigstens zwei Druckreglereinheiten wirkmäßig zueinander parallel geschaltet sind und dass eine Druckverbindung zwischen wenigstens einer der Druckreglereinheiten und dem Brennstoffleitungsbereich unterbrechbar ist.
Um vermittels der Druckreglereinheiten den Brennstoffdruck auf bestimmte Werte einstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine der Druckreglereinheiten dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem im Brennstoffleitungsbereich vorherrschenden Druck eine Verbindung zwischen dem Brennstoffleitungsbereich und einem Brennstoffableitungsbereich zu verändern. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann bei dem Brennersystem vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Druckreglereinheiten ein gegen die Wirkung einer Rückstellanordnung entsprechend dem Brennstoffdruck im Brennstoffleitungsbereich verlagerbares Druckreglerorgan aufweist, wobei durch Verlagerung des Druckreglerorgans eine Brennstoffableitdrosselwirkung der Druckreglereinheit veränderbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erlangt werden, dass durch Verlagerung des Druckreglerorgans ein effektiver Strömungsquerschnitt einer Brennstoffableitöffnungsanordnung der Druckreglereinheit veränderbar ist.
Eine bei einem erfindungsgemäßen Brennersystem einsetzbare Druckreglereinheit kann beispielsweise derart aufgebaut sein, dass das Druckreglerorgan ein Kolbenelement umfasst, dass die Rückstellanordnung eine Vorspannfeder umfasst, gegen deren Kraftwirkung das Kolbenelement durch Brennstoffdruckbeaufschlagung in einem in einem Zylinderelement gebildeten Arbeitsraum verlagerbar ist, wobei der Arbeitsraum über eine Brennstoffeinleitöffnungsanordnung in Verbindung mit dem Brennstoffleitungsbereich steht oder bringbar ist und über eine durch das Kolbenelement in Abhängigkeit von seiner Positionierung im Zylinderelement wenigstens teilweise verschließbare Brennstoffableitöffnungsanordnung in Verbindung mit einem Brennstoffableitungsbereich steht oder bringbar ist.
Um beispielsweise bei oder vor der ersten Inbetriebnahme des Systems eine bestimmte Druckregelcharakteristik einstellen zu können bzw. vorgeben zu können, wird vorgeschlagen, dass die Rückstellcharakteristik der Rückstellanordnung von wenigstens einer der Druckreglereinheiten veränderbar ist.
Die Aktivierung bzw. Deaktivierung verschiedener der bei der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehenen Druckreglereinheiten kann beispielsweise durch entsprechende Betätigung einer Ventilanordnung erfolgen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Figur detailliert beschrieben, welche eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Brennersystems mit zwei Druckreglereinheiten zeigt.
Das Brennersystem 10, wie es in der Figur schematisch dargestellt ist, umfasst einen Leitungsabschnitt 12, der von einem Brennstoffreservoir 14 zu einer Brennstoffpumpe 16 führt. Von der Brennstoffpumpe 16 führt ein Brennstoffleitungsbereich 18 zu einer Zerstäuberdüse 20, über welche der Brennstoff in Form eines angedeuteten Brennstoffnebels 22 in eine nichtdargestellte Brennkammer eingespeist wird. Die Menge des eingespeisten Brennstoffs hängt unter anderem ab von dem im Leitungsbereich 18 vorherrschenden Brennstoffdruck, so dass, wie im Folgenden beschrieben, durch Veränderung des im Leitungsbereich 18 vorherrschenden Brennstoffdrucks in einfacher Art und Weise Einfluss auf die in die Brennkammer eingespeiste Brennstoffmenge genommen werden kann. Durch eine beispielsweise magnetisch betätigbare Ventilanordnung 24 kann eine Brennstoffzufuhr zur Zerstäuberdüse 20 unterbrochen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die Brennstoffeinspeisung über mehrere parallel geschaltete Zerstäuberdüsen 20 erfolgen kann.
Das in der Figur dargestellte Brennersystem 10 umfasst ferner eine allgemein mit 26 bezeichnete Druckregleranordnung. Diese wiederum weist zwei prinzipiell, jedoch nicht notwendigerweise gleich aufgebaute Druckreglereinheiten 28, 30 auf. Die Druckreglereinheit 30 steht über eine Abzweigleitung 32 in Verbindung mit dem Leitungsbereich 18. Eine weitere Abzweigleitung 34 führt von der Abzweigleitung 32 zur Druckreglereinheit 28, so dass über die Abzweigleitungen 34, 32 auch diese Druckreglereinheit 28 in Verbindung mit dem Leitungsbereich 18 steht bzw. bringbar ist. Eine beispielsweise ebenfalls magnetisch betätigbare Ventilanordnung 36 ist in der Abzweigleitung 34 vorgesehen, so dass durch Betätigung dieser Ventilanordnung 36 die Verbindung der Druckreglereinheit 28 mit der Abzweigleitung 32 und somit dem Leitungsbereich 18 wahlweise unterbrochen bzw. hergestellt werden kann. Es sei hier darauf hingewiesen, dass beispielsweise die Abzweigleitung 34 auch direkt in den Leitungsbereich 18 einmünden könnte.
Im Folgenden wird der prinzipielle konstruktive Aufbau der Druckreglereinheiten 28, 30 bzw. die prinzipielle Wirkungsweise derselben beschrieben. Da, wie vorangehend bereits erwähnt, diese beiden Druckreglereinheiten 28, 30 gleich aufgebaut sein können, wird nachfolgend Bezug genommen auf die Druckreglereinheit 30. Entsprechendes gilt dann selbstverständlich auch für die Druckreglereinheit 28.
Die Druckreglereinheit 30 umfasst ein Zylindergehäuse 38, in welchem ein zylindrischer Arbeitsraum 40 gebildet ist. In dem Arbeitsraum 40 ist ein ein Druckreglerorgan bildendes Kolbenelement 42 verschiebbar aufgenommen. Bezüglich des Zylindergehäuses 38 kann das Kolbenelement 42 durch ein O-ringartiges Dichtungselement oder dergleichen abgedichtet sein.
An einem Widerlagerelement 44 ist eine beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildete Vorspannfeder 46 abgestützt, welche sich andernends am Kolbenelement 42 abstützt. Durch die Vorspannfeder 46 ist das Kolbenelement 42 in Richtung auf einen Bodenbereich 48 des Arbeitsraums 40 zu vorgespannt. In diesen Bodenbereich 48 mündet die Abzweigleitung 32 im Bereich einer Brennstoffeinleitöffnung 50 ein. Es steht somit also der Arbeitsraum 40 in Druckverbindung mit dem Leitungsbereich 18, was zur Folge hat, dass das Kolbenelement 42 entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 46 durch den in der Abzweigleitung 32 vorherrschenden Druck beaufschlagt ist, welcher im Wesentlichen auch mit dem in dem Leitungsbereich 18 vorherrschenden Druck übereinstimmt. Es wird sich somit bedingt durch die beiden auf das Kolbenelement 42 einwirkenden Kräfte je nachdem im Leitungsbereich 18 vorherrschenden Brennstoffdruck eine Gleichgewichtslage des Kolbenelements 42 im Zylindergehäuse 38 einstellen.
Über eine Ableitöffnung 52 steht ein Brennstoffableitungsbereich 54 in Verbindung mit dem Arbeitsraum 40. Der Brennstoffableitungsbereich 54 führt zum Brennstoffreservoir 14. Da somit über den Arbeitsraum 40 die Brennstoffeinleitöffnung 50 und die Brennstoffableitöffnung 52 bzw. die Abzweigleitung 32 und der Brennstoffableitungsbereich 54 in Verbindung stehen bzw. stehen können, wird ein Teil des von der Brennstoffpumpe 16 in den Leitungsbereich 18 eingespeisten Brennstoffs über diese Leitungsverbindung zum Brennstoffreservoir 14 zurückströmen.
Im Betrieb wird also durch die Brennstoffpumpe 16, welche beispielsweise so betrieben wird, dass sie mit vorgegebener, beispielsweise maximaler Förderleistung arbeitet, Brennstoff in den Leitungsbereich 18 eingespeist. Da die Zerstäuberdüse 20 eine erhebliche Drosselwirkung bildet, wird im Leitungsbereich 18 und somit auch in der Abzweigleitung 32 sich ein bestimmter Brennstoffdruck einstellen. Dieser beaufschlagt über die vorangehend beschriebene Leitungsverbindung das Kolbenelement 42 entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 46. Dabei ist die Krafteinwirkung der Vorspannfeder 46 beispielsweise derart eingestellt, dass bei unter einem bestimmten Schwellenwert liegendem Brennstoffdruck im Leitungsbereich 18 das Kolbenelement 42 die Ableitöffnung 52 abschließt, beispielsweise, vollständig abschließt. Es ist dann die Leitungsverbindung zwischen der Abzweigleitung 32 und dem Brennstoffableitungsbereich 34 bis auf eine möglicherweise vorhandene Bypassleitung 56, welche einen permanenten Abfluss ermöglicht, unterbrochen. Bei Inbetriebnahme der Brennstoffpumpe 16 wird sich also im Leitungsbereich 18 ein Brennstoffdruck aufbauen, so dass durch den sich aufbauenden Brennstoffdruck das Kolbenelement 42 entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 46 verschoben wird und allmählich die Brennstoffableitöffnung 52 freigibt. Durch dieses allmähliche Freigeben der Brennstoffableitöffnung 52 wird die im Bereich dieser Öffnung vorhandene Drosselwirkung verändert bzw. gemindert, so dass mit ansteigendem Brennstoffdrück ein zunehmend größer werdender Brennstoffanteil in das Brennstoffreservoir zurückströmen kann. Es wird sich ein druckabhängiger Gleichgewichtszustand einstellen, so dass Druckschwankungen im Leitungsbereich 18, möglicherweise auch bedingt durch Betriebsschwankungen der Brennstoffpume 16, im Wesentlichen unterdrückt werden können. Dieser Gleichgewichtszustand kann beeinflusst werden durch die Vorspannwirkung der Vorspannfeder 46. Dieser ist beispielweise ein schraubenartiges Einstellelement 58 zugeordnet, so dass durch Verlagern des Widerlagerelements 44 eine Einwirkung auf die Vorspannwirkung der Vorspannfeder 46 und somit eine Einwirkung auf die Druckregelcharakteristik der Druckreglereinheit 30 genommen werden kann. Im dargestellten Beispiel wird diese Vorspannwirkung bzw. die daraus resultierende Druckregelcharakteristik bei bzw. vor Inbetriebnahme des Brennersystems 10 einmal eingestellt und dann im Wesentlichen unverändert belassen.
Um bei in den einzelnen Druckreglereinheiten 28, 30 grundsätzlich vorgegebenen Druckregelcharakteristiken gleichwohl eine Veränderung des Drucks im Leitungsbereich 18 und somit eine Veränderung der Brennstoffeinspeisungsmenge erhalten zu können, kann, je nach geforderter Heizleistung bzw. je nach gefordertem Brennstoffdruck, durch entsprechende Schaltung der Ventilanordnung 36 die Druckreglereinheit 28 zur Druckreglereinheit 30 parallel geschaltet werden. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die beiden Druckreglereinheiten 28, 30 zueinander verschiedene Druckregelcharakteristiken aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Vorspannfeder 46 der Druckreglereinheit 28 eine geringere Vorspannkraft bereitstellt, so dass ein geringer Brennstoffdruck ausreicht, um das Kolbenelement 42 der Druckreglereinheit 28 so zu verschieben, dass über die Brennstoffableitöffnung 52 der Druckreglereinheit 28 Brennstoff in das Brennstoffreservoir 14 zurückströmen kann. Daraus resultiert eine derartige Betriebscharakteristik, dass bei zunächst großer geforderter Heizleistung die Ventilanordnung 36 derart gestellt wird, dass die Druckverbindung zwischen der Druckregleranordnung 28 und dem Leitungsbereich 18 unterbrochen ist. Der Brennstoffdruck wird sich daher gemäß der Druckregelcharakteristik der Druckreglereinheit 30 auf einem höheren Niveau einstellen. Ist eine derartig hohe Brennerleistung nicht mehr erforderlich, wird durch Betätigung der Ventilanordnung 36 eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 40 der Druckreglereinheit 28 und dem Leitungsbereich 18 hergestellt. Die beiden Arbeitsräume 40 der Druckreglereinheiten 28, 30 liegen somit wirkungsmäßig parallel. Da die Vorspannfeder 46 der Druckreglereinheit 28 jedoch eine geringere Gegenkraft liefert, als die Vorspannfeder 46 der Druckreglereinheit 30, wird durch den dann vorherrschenden Brennstoffdruck das Kolbenelement 46 der Druckreglereinheit 28 stärker verschoben, so dass die Druckreglereinheit 28 eine geringere Drosselwirkung bereitstellt und eine größere Brennstoffmenge über die Druckreglereinheit 28 zum Brennstoffreservoir 14 zurückströmen wird. Dies führt zu einem Druckabfall im Leitungsbereich 18 und auch in der Abzweigleitung 32, so dass beispielsweise das Kolbenelement 42 der Druckreglereinheit 30 wieder derart verschoben wird, dass es die zugehörige Brennstoffableitöffnung 52 im Wesentlichen vollständig abdeckt. Die Brennstoffableitung bzw. die Einstellung des Drucks im Leitungsbereich 18 wird dann im Wesentlichen beruhend auf der Druckregelcharakteristik der Druckreglereinheit 28 eingestellt. Daraus resultiert entsprechend der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 46 der Druckreglereinheit 28 dann ein geringerer Druck in dem Leitungsbereich 18, so dass auch eine geringere Menge des durch die Brennstoffpumpe 16 herangeförderten flüssigen Brennstoffs über die Zerstäuberdüse 20 in die Brennkammer eingespeist wird. Um dabei sicherzustellen, dass die Verbrennung in der Brennkammer bei dem richtigen Brennstoff/Luft-Verhältnis abläuft, kann in Anpassung an die veränderten Druckverhältnisse im Leitungsbereich 18 auch die Zufuhr der Verbrennungsluft zur Brennkammer beeinflusst werden. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass je nach Schaltzustand der Ventilanordnung 36 ein Verbrennungsluftgebläse mit höherer bzw. geringerer Drehzahl betrieben wird, wenn mehr bzw. weniger Brennstoff zerstäubt wird. Dabei kann das Verbrennungsluftgebläse durch den selben Antriebsmotor angetrieben werden, wie die Brennstoffpumpe 16. Da, wie vorangehend bereits beschrieben, grundsätzlich die Brennstoffpumpe 16 so betrieben wird, dass sie mit maximaler Förderleistung arbeitet, wird eine Erhöhung der Drehzahl des Antriebsmotors zur Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses im Wesentlichen keine Veränderung der Förderleistung und somit keine Veränderung der Druckverhältnisse mit sich bringen.
Die Ansteuerung der Ventileinheit 36 und ggf. auch die Ansteuerung des Motors für das Verbrennungsluftgebläse können über ein Steuergerät erfolgen, im welchem Temperaturwerte als Schwellen zum Zu- bzw. Abschalten der Druckreglereinheit 28 hinterlegt sind, die dann mit Temperaturwerten verglichen werden, die durch Temperatursensoren geliefert werden. Diese Sensoren wiederum können beispielsweise die Temperatur des zu erwärmenden Mediums, beispielsweise in einem Wasserkreislauf erfassen.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem in der Figur dargestellten Brennersystem verschiedene Variationen vorgenommen werden können. So können beispielsweise zur genaueren Einstellung der Druckverhältnisse mehr als zwei Druckreglereinheiten vorgesehen sein, die dann zueinander unterschiedliche Regelcharakteristiken aufweisen können. Weiter können die Druckregelcharakteristiken der verschiedenen Druckreglereinheiten so aufeinander abgestimmt sein, dass je nach Aktivierung bzw. Deaktivierung einer derartigen Druckreglereinheit bzw. mehrerer derartiger Druckreglereinheiten eine Brennstoffableitung nicht nur über diejeninge Druckregeleinheit erfolgen wird, deren Regelcharakteristik den geringsten Brennstoffdruck vorgibt, sondern dass über andere Druckreglereinheiten auch zumindest geringe Brennstoffmengen abströmen können. Ferner ist es selbstverständlich möglich, dass jeder Druckreglereinheit eine Ventilanordnung zugeordnet ist, so dass durch entsprechende Betätigung der verschiedenen Ventilanordnungen definiert eine Druckreglereinheit zugeschaltet und eine andere abgeschaltet werden kann.

Claims (9)

  1. Brennersystem, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, umfassend eine Brennstoffzerstäuberanordnung (20) zum Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkammer, eine Brennstoffpumpanordnung (16) zur Zufuhr von unter Druck stehendem Brennstoff zur Brennstoffzerstäuberanordnung (20) sowie eine Druckregleranordnung (26) zur Einstellung des Brennstoffdrucks in einem von der Brennstoffpumpanordnung (16) zur Brennstoffzerstäuberanordnung (20) führenden Brennstoffleitungsbereich (18), wobei die Druckregleranordnung (26) eine Mehrzahl von Druckreglereinheiten (28, 30) aufweist und wobei zur Veränderung der Druckregelcharakteristik der Druckregleranordnung (26) wenigstens ein Teil (28) der Druckreglereinheiten (28, 30) aktivierbar beziehungsweise deaktivierbar ist.
  2. Brennstoffsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Druckreglereinheiten (28, 30) zueinander unterschiedliche Druckregelcharakteristiken aufweisen.
  3. Brennstoffsystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Druckreglereinheiten (28, 30) wirkmäßig zueinander parallel geschaltet sind und dass eine Druckverbindung zwischen wenigstens einer (28) der Druckreglereinheiten (28, 30) und dem Brennstoffleitungsbereich (18) unterbrechbar ist.
  4. Brennstoffsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Druckreglereinheiten (28, 30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem im Brennstoffleitungsbereich (18) vorherrschendem Druck eine Verbindung zwischen dem Brennstoffleitungsbereich (18) und einem Brennstoffableitungsbereich (54) zu verändern.
  5. Brennstoffsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Druckreglereinheiten (28, 30) ein gegen die Wirkung einer Rückstellanordnung (46) entsprechend dem Brennstoffdruck im Brennstoffleitungsbereich (18) verlagerbares Druckreglerorgan (42) aufweist, wobei durch Verlagerung des Druckreglerorgans (42) eine Brennstoffableitdrosselwirkung der Druckreglereinheit (28, 30) veränderbar ist.
  6. Brennstoffsystem nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass durch Verlagerung des Druckreglerorgans (42) ein effektiver Strömungsquerschnitt einer Brennstoffableitöffnungsanordnung (52) der Druckreglereinheit (28, 30) veränderbar ist.
  7. Brennstoffsystem nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Druckreglerorgan (42) ein Kolbenelement (42) umfasst, dass die Rückstellanordnung (46) eine Vorspannfeder (46) umfasst, gegen deren Kraftwirkung das Kolbenelement (42) durch Brennstoffdruckbeaufschlagung in einem in einem Zylinderelement (38) gebildeten Arbeitsraum (40) verlagerbar ist, wobei der Arbeitsraum (40) über eine Brennstoffeinleitöffnungsanordnung (50) in Verbindung mit dem Brennstoffleitungsbereich (18) steht oder bringbar ist und über eine durch das Kolbenelement (42) in Abhängigkeit von seiner Positionierung im Zylinderelement (38) wenigstens teilweise verschließbare Brennstoffableitöffnungsanordnung (52) in Verbindung mit einem Brennstoffableitungsbereich (54) steht oder bringbar ist.
  8. Brennstoffsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellcharakteristik der Rückstellanordnung (46) von wenigstens einer der Druckreglereinheiten (28, 30) veränderbar ist.
  9. Brennstoffsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Druckreglereinheiten (28, 30) durch Betätigung einer Ventilanordnung (36) aktivierbar beziehungsweise deaktivierbar ist.
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