EP1859201A1 - Zerstäubungsbrenner für ein heizgerät - Google Patents

Zerstäubungsbrenner für ein heizgerät

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Publication number
EP1859201A1
EP1859201A1 EP06722605A EP06722605A EP1859201A1 EP 1859201 A1 EP1859201 A1 EP 1859201A1 EP 06722605 A EP06722605 A EP 06722605A EP 06722605 A EP06722605 A EP 06722605A EP 1859201 A1 EP1859201 A1 EP 1859201A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
carrier element
atomizing burner
burner
pump
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Withdrawn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
EP06722605A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Michael Wardenga
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.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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 Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of EP1859201A1 publication Critical patent/EP1859201A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F23K5/142—Fuel pumps

Definitions

  • the invention relates to a Zerstäubungsbrenner for a heater, in particular a heater for mobile applications, with a support member which carries a nozzle, and with a gear set comprehensive gear fuel pump, which is at least partially integrated into the support member.
  • Such a Zerstäubungsbrenner is known for example from DE 101 63 141 Cl.
  • Heaters for mobile applications are installed, for example, as a stand-alone or additional water heaters in vehicles such as passenger cars, commercial vehicles, buses, railway cars or ships. They are usually used for heating a passenger compartment or for preheating the cooling water of an internal combustion engine of the vehicle.
  • a characteristic feature of a heater with a sputtering burner is that the fuel to be combusted, for example gasoline or diesel, is sprayed out under high pressure at a sputtering nozzle of the burner.
  • the high pressure is built up by a pump, which sucks the fuel from a tank.
  • the pump is driven by an electric motor, which moreover can preferably rotate an impeller, with that on the atomizing burner
  • Combustion air is supplied.
  • the invention has the object of developing the generic atomizing burner such that a simple structure of as few individual components yields, wherein the individual components or assemblies should be inexpensive to produce.
  • the atomizing burner according to the invention builds on the generic state of the art in that the gear wheel fuel pump comprises a pump cover attached to the carrier element, in which the gear set is arranged.
  • the gear wheel fuel pump comprises a pump cover attached to the carrier element, in which the gear set is arranged.
  • the assembly of the atomizing burner and the manufacture of the individual components can be simplified if at least the rotating elements, that is the gear set, be arranged in a separate component, which is referred to in the present context for the sake of simplicity as a pump cover.
  • the pump cover next to the recording of the gear set takes on other functions, as will be explained later.
  • An advantageous development of the atomizing burner according to the invention provides that at least one recess is provided in the surface of the pump cover facing the carrier element, in which the wheel set is arranged.
  • This solution has the advantage that the at least one recess for receiving the wheel set can be produced in a particularly simple manner, for example by a corresponding design of a mold used for producing the pump cover and / or by subsequent Lich milling or other suitable Nachbearbeitungshabilit.
  • the carrier element and the nozzle assembly are integrally formed. In this way, a particularly compact structure. Furthermore, the fuel line leading to a spray nozzle carried by the nozzle can extend through the carrier element and the nozzle without interruption, so that no special measures are required for the sealing of virtual joints.
  • the pump cover is arranged on the side remote from the nozzle block side of the support element.
  • the side facing away from the nozzle block side of the support element is preferably designed plan.
  • the attachment of the pump cover to the carrier element can be carried out, for example, with the aid of screws, sealing devices preferably being provided between the pump cover and the carrier element.
  • a particularly preferred development of the invention provides that a fuel line section leading to the gear set and a fuel line section leading away from the gear set are formed in the pump cover.
  • the arrangement of the fuel line sections can be selected in an advantageous manner so that both the fuel line section leading to the gear set and the fuel line section leading away from the gear set cooperate with fuel line sections present in the carrier element.
  • at least one further fuel line can be arranged in the pump cover. be provided section, in particular a further fuel line section, which can be brought by means provided in the support member valves both with the leading to the gear set fuel line section and with the leading away from the gear set fuel line section in connection.
  • At least one of the fuel line sections is formed at least in sections in the surface of the pump cover facing the carrier element.
  • all provided in the surface of the pump cover fuel line sections may be formed by grooves, wherein the respective fuel line sections are formed by the interaction of the surface of the pump cover with this facing surface of the support element.
  • Such grooves can be formed for example by appropriate shaping of the mold used for the preparation of the pump cover and / or by subsequent milling.
  • the pump cover has a sealing element through which extends a drive shaft which is in communication with the gear set.
  • the sealing element can be, for example, a ring-shaped sealing element inserted in a corresponding recess of the pump cover.
  • the drive shaft is preferably formed at least at its end portion so that it engages positively and non-positively in a recess in a driven gear of the gear set.
  • the carrier element is formed integrally with a burner housing section.
  • the support element is a radial support plate and that the main surface of the radial support plate extends substantially perpendicular to a longitudinal axis of the sputtering burner.
  • the radial support plate may form a partition wall to a space in which, for example, the electric drive motor driving the gear fuel pump and a blower is accommodated.
  • the gear-fuel pump has a pressure regulating valve which is arranged in the carrier element.
  • the geared fuel pump can be advantageously designed to deliver fuel at a higher pressure than is permanently required to operate the atomizing burner.
  • the pressure control valve can then be ensured that the fuel of the atomizing nozzle is supplied with a constant or adapted to the respective operating conditions pressure. Excess fuel can, via the pressure control valve in one with the
  • Fuel tank associated fuel return can be promoted, if such a fuel return is provided.
  • the gear-fuel pump has an overflow valve, which is arranged in the carrier element.
  • the overflow valve can be used to remove fuel from the pressure Re-exiting control valve exiting excess fuel in the range of the fuel supply of the gear-fuel pump again.
  • the atomizing burner according to the invention is preferably designed so that the carrier element has a fuel inlet.
  • a particularly favorable production of the fuel inlet results when the fuel supply extends linearly, since in this case it can be formed by a bore.
  • the free end of the fuel supply is preferably designed so that it can be easily connected to a fuel line leading to a fuel tank, for example the fuel tank of a motor vehicle.
  • the carrier element has a fuel return.
  • the comments on the fuel intake apply mutatis mutandis.
  • the free end of the fuel return is preferably designed so that it can be easily connected to an external fuel return line, provided that such is connected to the fuel tank return line is present.
  • the atomizing burner according to the invention is advantageously further developed in that the nozzle has a heating element provided for fuel preheating.
  • This heating element may, for example, be an externally threaded helical heated element inserted into a bore in the nozzle so that the fuel delivered by the geared fuel pump flows through the thread to be supplied to the atomizing nozzle in preheated form - leads to be.
  • a check valve is provided between a spray nozzle carried by the nozzle and the heating element. The check valve serves to prevent dripping of fuel from the nozzle area when the shut-off valve is closed.
  • the check valve can be formed in a simple manner by means of a spring-biased spherical element, which cooperates with a suitable valve seat.
  • the nozzle has a Brennstoffabschalt- valve.
  • the fuel shut-off valve may be formed by a simple solenoid valve, which may be designed to be structurally combined, for example, with the heating element. Specifically, the fuel shut-off valve serves to prevent fuel from being supplied into the combustion chamber when the electric motor for driving the gear fuel pump and the Brereininer blower is running to purge the combustion chamber with air.
  • the carrier element has a flange, to which a holder for an electric motor is attached.
  • the flange may for example be formed by a provided in the radial outer region of the support member base, wherein the holder for the electric motor may be formed in this case by a simple plate with a constant thickness.
  • Figure 1 is a plan view of a sputtering burner according to the invention.
  • FIG. 2 shows a side sectional view of the sputtering burner of FIG. 1, along the section line A - A shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged detail of FIG. 2 illustrating the geared fuel pump
  • FIG. 4 is a side sectional view of the sputtering burner of FIG. 1 taken along section line B-B in FIG. 1;
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of FIG. 4 illustrating the geared fuel pump
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the cooperation of the components of the gear pump arranged in the pump cover and the support member.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the interaction or the course of the fuel lines and the relative spatial Order of the valves and the heating element illustrated.
  • FIGS. 1 to 5 are different views of those considered here
  • Embodiment of the atomizing burner according to the invention show, partly in the form of enlarged sections ( Figures 3 and 5) of other figures ( Figures 2 and 4).
  • the atomizing burner 10 shown in the figures has a carrier element 12 in the form of a radial carrier plate, which extends perpendicular to a longitudinal axis 44 of the atomizing burner 10.
  • the radial Reserver 12 is integrally formed with a nozzle assembly 14 and a burner housing portion 40, wherein the main surface 42 of the support plate 12 perpendicular to the longitudinal axis 44 of the
  • the nozzle 14 carries a Zerstäubungsdüse 56 which is connected via a check valve 58, a heating element 54 and a Brennstoffabschaltventil 60 with a fuel passage 74 in communication, which can be supplied via a designated 20 in total gear fuel pump fuel.
  • the check valve 58 is formed by a spring biased ball and serves to prevent backflow of fuel from the nozzle area when the fuel cutoff valve 60 is closed.
  • the heating element is designed substantially helically and has in sections an external thread, fed by the thread of which through the fuel passage 74 Fuel flows before being supplied to the atomizing nozzle 56 via the check valve 58.
  • the heating of the heating element 54 takes place for example via a heating coil, which may be provided either in the interior of the heating element 54 or which may form the external thread.
  • the fuel shut-off valve 60 is a solenoid valve, which is preferably closed in the de-energized state. This Brennstoffabschaltventil 60 is particularly required to prevent the atomizing nozzle 56 is supplied fuel while the combustion chamber with
  • Air is flushed.
  • an electric motor 66 is operated, which drives both a gear-fuel pump 20 and, with its end portion 68, an unrepresented impeller with a preferably continuous drive shaft 38, so that the fan and the gear-fuel pump 20 always can only be operated simultaneously.
  • the Brennstoffabschaltventils 60 can be dispensed with a coupling between the gear-fuel pump 20 and the electric motor 66.
  • the geared fuel pump 20 is partially integrated into the support member 12 and formed in part by a pump cover 22 with associated elements.
  • the geared fuel pump 20 comprises a gear set 16, 18, which is formed in the illustrated case by a driven by the electric motor 66 first gear 16 and engaging in this second gear 18.
  • the gear set 16, 18 is arranged in the pump cover 22, in recesses 26, 28 which are formed in the support plate 12 facing surface 24 of the pump cover 22.
  • fuel is sucked in via a fuel inlet 50 and fed to the fuel channel 74 in a pressure-controlled manner, which will be explained in more detail later on with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the side facing away from the nozzle 14 side 30 of the support plate 12 is executed in its central region in which it comes into contact with the pump cover 22 in plan.
  • the support plate 12 In its radial outer region, the support plate 12 has a base 62 on which a holder 64 for the electric motor 66 is screwed. If appropriate, a plurality of such pedestals 62 may also be provided in the radial outer area in order to fasten the holder 64 with as little vibration as possible.
  • the gear set 16, 18 driving the drive shaft 38 of the electric motor 66 is guided by an annular sealing element 36 which is arranged in a recess provided for this purpose in the pump cover 22.
  • the pump cover 22 is, as can be seen in particular Figure 3, fixed by a plurality of screws 72 to the support plate 12, wherein 12 may be provided between the pump cover 22 and the Suplatter optionally not shown sealing means.
  • the toothed wheel fuel pump 20 further comprises a pressure regulating valve 46 integrated or inserted into the carrier plate 12, which communicates with a fuel return 52, as well as an overflow valve 48 which is also integrated into the carrier plate 12 and which is connected to the fuel inlet 50.
  • FIGS. 6 and 7 in order to explain the structure of the surface 24 of the pump cover 22 facing the carrier element 12 as well as the flow directions of the fuel. Elements illustrated in FIGS. 6 and 7, which have already been explained in connection with FIGS. 1 to 5, are hereby at least partially not explained again.
  • the surface 24 of the pump cover 22 has two recesses 26, 28 merging into one another, in which two toothed wheels 16, 18 are arranged.
  • the gear wheel 16 has a central opening into which the drive shaft 38 of the electric motor 66 can engage positively and non-positively. The arrangement is chosen so that the gears 16, 18 terminate substantially flush with the surface 24, but are not clamped when screwing the pump cover 22 to the Victoriaplatter 12.
  • a fuel line section 32 which is milled into the surface 24.
  • a fuel line section 34 which is likewise milled into the surface 24 and can also be seen in FIGS. 4 and 5, leads away from the gear set 16, 18.
  • Another fuel line section 70 is also milled into the O berflache 24 and arranged so that it is in the assembled state with the formed in the support plate 12 fuel return 52 in connection. The other end of the further fuel line section 70 communicates with the overflow valve 48 inserted into the carrier plate 12 via a fuel channel not visible in the figures.
  • the fuel line sections 32, 34, 70 are formed as grooves, which cooperate in the mounted state of the atomizing burner with the side facing away from the nozzle 14 side 30 of the support plate 12, wherein the leading away from the gear 16, 18 leading fuel line portion 34 with the in the support plate 12th formed fuel channel 74 is in communication.
  • the pump cover 22 has a plurality of holes through which extend screws 72, with which the pump cover 22 is fixed to the support plate 12.
  • FIG. 7 shows the function of the geared fuel pump 20 particularly easily.
  • the fuel for example Gasoline or diesel is sucked in via a fuel feed 50 when the gears 16, 18 are driven by the electric motor 66.
  • the fuel delivered by the gears 16, 18 is supplied to the atomizing nozzle 56 via the fuel passage 74, the heating element 54 and the check valve 58 in the amount necessary for operating the atomizing burner.
  • a pressure regulating valve 46 is connected both to the fuel line section 34 leading away from the gear set 16, 18 and to the fuel return 52.
  • the pressure control valve 46 allows just enough fuel to pass from the fuel line section 34 into the fuel return 52 and the other fuel line section 70, respectively, as required to supply fuel to the atomizing nozzle 56 at the optimum pressure.
  • the respective motor vehicle has a fuel return line, with which the fuel return 52 can be connected, the further fuel line section 70 and the overflow valve 48 are not absolutely necessary, since the gear fuel pump 20 excessively funded fuel via the pressure control valve 46 are discharged into the fuel return 52 can.
  • a corresponding fuel return line is not always available on the vehicle side, so that the fuel return line 52 must be closed.
  • the excessively conveyed fuel is supplied via the pressure regulating valve 46 to the further fuel line section 70 and transferred from the latter via the overflow valve 48 again into the region of the fuel inlet 50.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zerstäubungsbrenner (10) für ein Heizgerät, insbesondere ein Heizgerät für mobile Anwendungen, mit einem Trägerelement (12) , das einen Düsenstock (14) trägt, und mit einer einen Zahnradsatz (16, 18) umfassenden Zahnrad-Brennstoff pumpe (20) , die zumindest teilweise in das Trägerelement (12) integriert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zahnrad-Brennstoff pumpe (20) einen an dem Trägerelement (12) befestigten Pumpendeckel (22) umfasst, in dem der Zahnradsatz (16, 18) angeordnet ist.

Description

Zerstäubungsbrenner für ein Heizgerät
Die Erfindung betrifft einen Zerstäubungsbrenner für ein Heizgerät, insbesondere ein Heizgerät für mobile Anwendungen, mit einem Trägerelement, das einen Düsenstock trägt, und mit einer einen Zahnradsatz umfassenden Zahnrad- Brennstoffpumpe, die zumindest teilweise in das Trägerelement integriert ist.
Ein derartiger Zerstäubungsbrenner ist beispielsweise aus der DE 101 63 141 Cl bekannt.
Heizgeräte für mobile Anwendungen werden beispielsweise als Stand- oder Zusatz-Wasserheizgeräte bei Fahrzeugen wie Personenwagen, Nutzfahrzeugen, Bussen, Eisenbahnwaggons oder Schiffen eingebaut. Sie dienen in der Regel zum Beheizen eines Fahrgastraumes oder zum Vorwärmen des Kühlwassers eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs .
Charakteristisches Merkmal eines Heizgerätes mit einem Zerstäubungsbrenner ist es, dass der zu verbrennende Brenn- stoff, beispielsweise Benzin oder Diesel, unter hohem Druck an einer Zerstäubungsdüse des Brenners ausgesprüht wird. Der hohe Druck wird von einer Pumpe aufgebaut, welche den Brennstoff aus einem Tank ansaugt . Die Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben, der darüber hinaus vorzugsweise ein Flügelrad drehen kann, mit dem am Zerstäubungsbrenner
Brennluft zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Zerstäubungsbrenner derart weiterzubilden, dass sich ein einfacher Aufbau aus möglichst wenig Einzelkomponenten ergibt, wobei die Einzelkomponenten beziehungsweise Baugruppen kostengünstig herstellbar sein sollen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge- löst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße Zerstäubungsbrenner baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Zahn- rad-Brennstoffpumpe einen an dem Trägerelement befestigten Pumpendeckel umfasst, in dem der Zahnradsatz angeordnet ist. Obwohl es nach wie vor als vorteilhaft erachtet wird, die Zahnrad-Brennstoffpumpe teilweise in das Trägerelement zu integrieren, hat sich herausgestellt, dass sich die Montage des Zerstäubungsbrenners und die Herstellung der Einzelkomponenten vereinfachen lässt, wenn zumindest die rotierenden Elemente, das heißt der Zahnradsatz, in einem se- paratem Bauteil angeordnet werden, das im vorliegenden Zusammenhang der Einfachheit halber als Pumpendeckel bezeichnet wird. Vorzugsweise übernimmt der Pumpendeckel neben der Aufnahme des Zahnradsatzes jedoch noch weitere Funktionen, wie dies später noch näher erläutert wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenners sieht vor, dass in der dem Trägerelement zugewandten Oberfläche des Pumpendeckels zumindest eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher der Radsatz angeord- net ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass sich die zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme des Radsatzes in besonders einfacher Weise herstellen lässt, beispielsweise durch eine entsprechende Ausgestaltung einer zur Herstellung des Pumpendeckels verwendeten Gussform und/oder durch nachträg- liches Fräsen beziehungsweise andere geeignete Nachbearbeitungsverfahren .
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungs- gemäßen Zerstäubungsbrenners ist vorgesehen, dass das Trägerelement und der Düsenstock einstückig ausgebildet sind. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau. Weiterhin kann die zu einer vom Düsenstock getragenen Zerstäubungsdüse führende Brennstoffleitung sich ohne Unter- brechung durch das Trägerelement und den Düsenstock erstrecken, so dass keine speziellen Maßnahmen zur Abdichtung e- ventueller Nahtstellen erforderlich sind.
Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist es vorteilhaft, dass der Pumpendeckel auf der von dem Düsenstock abgewandten Seite des Trägerelementes angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist die von den Düsenstock abgewandte Seite des Trägerelements vorzugsweise plan ausgeführt. Die Befestigung des Pumpendeckels an dem Trägerelement kann bei- spielsweise mit Hilfe von Schrauben erfolgen, wobei zwischen dem Pumpendeckel und dem Trägerelement vorzugsweise Dichtungseinrichtungen vorgesehen sind.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Pumpendeckel ein zu dem Zahnradsatz hinführender Brennstoffleitungsabschnitt und ein von dem Zahnradsatz wegführender Brennstoffleitungsabschnitt ausgebildet ist. Die Anordnung der Brennstoffleitungsabschnitte kann dabei in vorteilhafter Weise so gewählt werden, dass sowohl der zu dem Zahnradsatz hinführende Brennstoffleitungsabschnitt als auch der von dem Zahnradsatz wegführende Brennstoffleitungsabschnitt mit in dem Trägerelement vorhandenen Brennstoffleitungsabschnitten zusammenwirkt. Neben den beiden genannten Brennstoffleitungsabschnitten kann in dem Pumpendeckel zumindest ein weiterer Brennstoffleitungs- abschnitt vorgesehen sein, insbesondere ein weiterer Brennstoffleitungsabschnitt, der mit Hilfe von in dem Trägerelement vorgesehenen Ventilen sowohl mit dem zu dem Zahnradsatz hinführenden Brennstoffleitungsabschnitt als auch mit dem von dem Zahnradsatz wegführenden Brennstoffleitungsabschnitt in Verbindung gebracht werden kann.
In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass zumindest einer der Brennstoffleitungsabschnitte zumindest abschnittsweise in der dem Trägerelement zugewandten Oberfläche des Pumpendeckels ausgebildet ist. In diesem Fall können sämtliche in der Oberfläche des Pumpendeckels vorgesehene Brennstoffleitungsabschnitte durch Nuten gebildet sein, wobei die jewei- ligen Brennstoffleitungsabschnitte durch das Zusammenwirken der Oberfläche des Pumpendeckels mit der diesem zugewandten Oberfläche des Trägerelementes gebildet werden. Derartige Nuten können beispielsweise durch entsprechende Formgebung der zur Herstellung des Pumpendeckels verwendeten Gussform und/oder durch nachträgliches Fräsen ausgebildet werden.
Für den erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner wird weiterhin bevorzugt, dass der Pumpendeckel ein Dichtelement aufweist, durch das sich eine Antriebswelle erstreckt, die mit dem Zahnradsatz in Verbindung steht. Bei dem Dichtelement kann es sich beispielsweise um ein in eine entsprechende Ausnehmung des Pumpendeckels eingelegtes ringförmiges Dichtelement handeln. Die Antriebswelle ist dabei vorzugsweise zumindest an ihrem Endabschnitt so ausgebildet, dass sie form- und kraftschlüssig in eine Ausnehmung in einem anzutreibenden Zahnrad des Zahnradsatzes eingreift.
Weiterhin wird bevorzugt, dass das Trägerelement einstückig mit einem Brennergehäuseabschnitt ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme kann die Anzahl der erforderlichen Bauteile weiter gesenkt werden, so dass sich eine besonders einfache Montage ergibt .
Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft erachtet, dass das Trägerelement eine radiale Trägerplatte ist und dass sich die Hauptfläche der radialen Trägerplatte im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Zerstäubungsbrenners erstreckt. In diesem Fall kann die radiale Trägerplatte eine Trennwand zu einem Raum bilden, in dem beispielsweise der die Zahnrad- Brennstoffpumpe und ein Gebläse antreibender elektrischer Antriebsmotor untergebracht ist.
Für den erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner wird weiter- hin bevorzugt, dass die Zahnrad-Brennstoffpumpe ein Druckregelventil aufweist, das in dem Trägerelement angeordnet ist. In diesem Fall kann die Zahnrad-Brennstoffpumpe in vorteilhafter Weise so ausgelegt werden, dass sie Brennstoff mit einem höheren Druck fördert als er zum Betrieb des Zerstäubungsbrenners permanent erforderlich ist. Mit Hilfe des Druckregelventils kann dann sichergestellt werden, dass der Brennstoff der Zerstäubungsdüse mit einem konstanten oder einem an die jeweiligen Betriebsverhältnisse angepassten Druck zugeführt wird. Überschüssiger Brenn- stoff kann über das Druckregelventil in einen mit dem
Brennstofftank in Verbindung stehenden Brennstoffrücklauf gefördert werden, sofern ein derartiger Brennstoffrücklauf vorgesehen ist.
Weiterhin kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Zahnrad-Brennstoffpumpe ein Überströmventil aufweist, das in dem Trägerelement angeordnet ist. Insbesondere in Fällen, in denen fahrzeugseitig kein Brennstoffrücklauf vorhanden ist- oder dieser nicht ordnungsgemäß funktioni- iert, kann das Überströmventil dazu dienen, aus dem Druck- regelventil austretenden überschüssigen Kraftstoff erneut in den Bereich der BrennstoffZuführung der Zahnrad- Brennstoffpumpe übertreten zu lassen.
Der erfindungsgemäße Zerstäubungsbrenner ist vorzugsweise so ausgelegt, dass das Trägerelement einen BrennstoffZulauf aufweist. Eine besonders günstige Herstellung des BrennstoffZulaufs ergibt sich dabei, wenn sich der Brennstoffzu- lauf linear erstreckt, da er in diesem Fall durch eine Boh- rung gebildet werden kann. Das freie Ende des Brennstoffzu- laufs ist vorzugsweise so gestaltet, dass es in einfacher Weise mit einer Brennstoffleitung verbunden werden kann, die zu einem Brennstofftank führt, beispielsweise dem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs.
Weiterhin wird bevorzugt, dass das Trägerelement einen Brennstoffrücklauf aufweist. Hinsichtlich einer bevorzugten Ausbildung des Brennstoffrücklaufs gelten die Ausführungen zum BrennstoffZulauf sinngemäß. Auch das freie Ende des Brennstoffrücklaufs ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es in einfacher Weise mit einer externen Brennstoffrück- laufleitung verbunden werden kann, sofern eine derartige mit dem Brennstofftank verbundene Rücklaufleitung vorhanden ist.
Der erfindungsgemäße Zerstäubungsbrenner ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass der Düsenstock ein zur Brennstoffvorwärmung vorgesehenes Heizelement aufweist. Bei diesem Heizelement kann es sich beispielsweise um ein mit einem Außengewinde versehenes schraubenartiges beheiztes Element handeln, das so in eine Bohrung in dem Düsenstock eingesetzt ist, dass der von der Zahnrad- Brennstoffpumpe geförderte Brennstoff durch den Gewindegang strömt, um der Zerstäubungsdüse in vorgewärmter Form zuge- führt zu werden. In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass zwischen einer von dem Düsenstock getragenen Zerstäubungs- düse und dem Heizelement ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Das Rückschlagventil dient dazu, ein Nachtropfen von Brennstoff aus dem Düsenbereich zu vermeiden, wenn das Abschaltventil geschlossen ist. Das Rückschlagventil kann in einfacher Weise durch ein mittels einer Feder vorgespanntes kugelförmiges Element gebildet werden, das mit einem geeig- neten Ventilsitz zusammenwirkt.
Für den erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner wird weiterhin bevorzugt, dass der Düsenstock ein Brennstoffabschalt- ventil aufweist. Das Brennstoffabschaltventil kann durch ein einfaches Magnetventil gebildet sein, das beispielsweise mit dem Heizelement baulich kombiniert ausgeführt sein kann. Das Brennstoffabschaltventil dient insbesondere dazu, ein Zuführen von Brennstoff in die Brennkammer zu vermeiden, wenn der zum Antrieb der Zahnrad-Brennstoffpumpe und des Brerinergebläses dienende Elektromotor läuft, um die Brennkammer mit Luft zu spülen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenners ist vorgesehen, dass das Trägerelement einen Flansch aufweist, an dem eine Halterung für einen Elektromotor befestigt ist. Der Flansch kann beispielsweise durch einen im radialen Außenbereich des Trägerelementes vorgesehenen Sockel gebildet sein, wobei die Halterung für den Elektromotor in diesem Fall durch eine einfache Platte mit konstanter Stärke gebildet sein kann.
Die Vorteile der Erfindung treten in besonders vorteilhafter Weise zutage, wenn sowohl die Ausnehmung für den Zahnradsatz als auch zumindest ein Teil der Brennstofflei- tungsabschnitte in der dem Trägerelement zugewandten Ober- fläche des Pumpendeckels ausgebildet sind, da sich eine derartige Formgebung dieser Oberfläche in besonders kostengünstiger Weise erreichen lässt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert .
Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenner;
Figur 2 eine Seiten-Schnittansicht des Zerstäubungsbren- ners von Figur 1, entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
Figur 3 einen die Zahnrad-Brennstoffpumpe veranschaulichenden vergrößerten Ausschnitt von Figur 2;
Figur 4 eine Seiten-Schnittansicht des Zerstäubungsbrenners von Figur 1, entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie B-B;
Figur 5 einen die Zahnrad-Brennstoffpumpe veranschaulichenden vergrößerten Ausschnitt von Figur 4;
Figur 6 eine perspektivische Darstellung, die das Zusammenwirken der in dem Pumpendeckel und der in dem Trägerelement angeordneten Komponenten der Zahn- rad-Brennstoffpumpe veranschaulicht; und
Figur 7 eine perspektivische Darstellung, die das Zusammenwirken beziehungsweise den Verlauf der Brenn- Stoffleitungen sowie die relative räumliche An- Ordnung der Ventile und des Heizelements veranschaulicht .
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente durchge- hend mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei mehrfach dargestellte Elemente zur Vermeidung von Wiederholungen zum Teil nur einmal erläutert werden.
Zunächst wird gemeinsam auf die Figuren 1 bis 5 Bezug ge- nommen, die verschiedene Ansichten der hier betrachteten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zerstäubungsbrenners zeigen, teilweise in Form von vergrößerten Ausschnitten (Figuren 3 und 5) anderer Figuren (Figuren 2 und 4) . Der in den Figuren dargestellte Zerstäubungsbrenner 10 weist ein Trägerelement 12 in Form einer radialen Trägerplatte auf, die sich senkrecht zu einer Längsachse 44 des Zerstäubungs- brenners 10 erstreckt. Die radiale Trägerplatter 12 ist einstückig mit einem Düsenstock 14 sowie einem Brennergehäuseabschnitt 40 ausgebildet, wobei sich die Hauptfläche 42 der Trägerplatte 12 senkrecht zur Längsachse 44 des
Brenners erstreckt. Auf diese Weise wird die Anzahl der erforderlichen Komponenten minimiert, was eine einfache und damit kostengünstige Montage des Zerstäubungsbrenners 10 ermöglicht. Der Düsenstock 14 trägt eine Zerstäubungsdüse 56, die über ein Rückschlagventil 58, ein Heizelement 54 und ein Brennstoffabschaltventil 60 mit einem Brennstoffkanal 74 in Verbindung steht, dem über eine insgesamt mit 20 bezeichnete Zahnrad-Brennstoffpumpe Brennstoff zugeführt werden kann. Das Rückschlagventil 58 ist durch eine feder- vorgespannte Kugel gebildet und dient dazu, ein Zurückströmen von Brennstoff aus dem Düsenbereich zu vermeiden, wenn das Brennstoffabschaltventil 60 geschlossen ist. Das Heizelement ist im Wesentlichen schraubenartig ausgeführt und weist abschnittsweise ein Außengewinde auf, durch dessen Gewindegang der durch den Brennstoffkanal 74 zugeführte Brennstoff strömt, bevor er über das Rückschlagventil 58 der Zerstäubungsdüse 56 zugeführt wird. Die Beheizung des Heizelements 54 erfolgt beispielsweise über eine Heizwendel, die entweder im Inneren des Heizelements 54 vorgesehen sein kann oder die das Außengewinde bilden kann. Bei dem Brennstoffabschaltventil 60 handelt es sich um ein Magnetventil, das vorzugsweise im stromlosen Zustand geschlossen ist. Dieses Brennstoffabschaltventil 60 ist insbesondere erforderlich, um zu verhindern, dass der Zerstäubungsdüse 56 Brennstoff zugeführt wird während die Brennkammer mit
Luft gespült wird. Um eine derartige Spülung durchzuführen, wird ein Elektromotor 66 betrieben, der mit einer vorzugsweise durchgehenden Antriebswelle 38 sowohl die Zahnrad- Brennstoffpumpe 20 als auch, mit seinem Endabschnitt 68, ein nicht dargestelltes Gebläserad antreibt, so dass das Gebläse und die Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 immer nur gleichzeitig betrieben werden können. Durch das Vorsehen des Brennstoffabschaltventils 60 kann auf eine Kupplung zwischen der Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 und dem Elektromo- tor 66 verzichtet werden.
Die Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 ist zum Teil in das Trägerelement 12 integriert und zum Teil durch einen Pumpendeckel 22 mit zugehörigen Elementen gebildet. Die Zahnrad- Brennstoffpumpe 20 umfasst einen Zahnradsatz 16, 18, der im dargestellten Fall durch ein von dem Elektromotor 66 angetriebenes erstes Zahnrad 16 und ein in dieses eingreifendes zweites Zahnrad 18 gebildet wird. Der Zahnradsatz 16, 18 ist in dem Pumpendeckel 22 angeordnet, und zwar in Ausneh- mungen 26, 28, die in der der Trägerplatte 12 zugewandten Oberfläche 24 des Pumpendeckels 22 ausgebildet sind. Beim Betrieb der Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 wird Brennstoff über einen BrennstoffZulauf 50 angesaugt und dem Brennstoffkanal 74 in einer später anhand der Figuren 6 und 7 noch näher erläuterten Weise druckgeregelt zugeführt. Die von dem Düsenstock 14 abgewandte Seite 30 der Trägerplatte 12 ist in ihrem zentralen Bereich, in dem sie mit dem Pumpendeckel 22 in Kontakt gelangt, plan ausgeführt. In ihrem radialen Außenbereich weist die Trägerplatte 12 einen Sockel 62 auf, an dem eine Halterung 64 für den Elektromotor 66 angeschraubt ist. Gegebenenfalls können auch mehrere derartige Sockel 62 im radialen Außenbereich vorgesehen sein, um die Halterung 64 möglichst schwingungsarm zu be- festigen. Die den Zahnradsatz 16, 18 antreibende Antriebswelle 38 des Elektromotors 66 ist durch ein ringförmiges Dichtelement 36 geführt, das in einer hierzu vorgesehenen Ausnehmung in dem Pumpendeckel 22 angeordnet ist.
Der Pumpendeckel 22 ist, wie dies insbesondere Figur 3 zu entnehmen ist, durch eine Mehrzahl von Schrauben 72 an der Trägerplatte 12 befestigt, wobei zwischen dem Pumpendeckel 22 und der Trägerplatter 12 gegebenenfalls nicht dargestellte Dichtmittel vorgesehen sein können.
Die Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 umfasst weiterhin ein in die Trägerplatte 12 integriertes beziehungsweise eingesetztes Druckregelventil 46, das mit einem Brennstoffrücklauf 52 in Verbindung steht, sowie ein ebenfalls in die Trägerplatte 12 integriertes beziehungsweise eingesetztes Überströmventil 48, das mit dem BrennstoffZulauf 50 in Verbindung steht .
Nachfolgend wird insbesondere auf die Figuren 6 und 7 Bezug genommen, um die Struktur der dem Trägerelement 12 zugewandten Oberfläche 24 des Pumpendeckels 22 sowie die Strömungsrichtungen des Brennstoffs zu erläutern. In den Figuren 6 und 7 dargestellte Elemente, die bereits im Zusammenhang mit Figuren 1 bis 5 erläutert wurden, werden hierbei zumindest teilweise nicht erneut erläutert. Die Oberfläche 24 des Pumpendeckels 22 weist zwei ineinander übergehende Ausnehmungen 26, 28 auf, in denen zwei Zahnräder 16, 18 angeordnet sind. Das Zahnrad 16 weist da- bei einen zentralen Durchbruch auf, in den die Antriebswelle 38 des Elektromotors 66 form- und kraftschlüssig eingreifen kann. Die Anordnung ist so gewählt, dass die Zahnräder 16, 18 im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche 24 abschließen, jedoch beim Anschrauben des Pumpendeckels 22 an die Trägerplatter 12 nicht festgeklemmt werden. Zu dem Zahnradsatz 16, 18 führt ein Brennstoffleitungsabschnitt 32, der in die Oberfläche 24 eingefräst ist. Von dem Zahnradsatz 16, 18 weg führt ein Brennstoffleitungsabschnitt 34, der ebenfalls in die Oberfläche 24 eingefräst ist und der auch in den Figuren 4 und 5 zu erkennen ist. Ein weiterer Brennstoffleitungsabschnitt 70 ist ebenfalls in die O- berflache 24 eingefräst und so angeordnet, dass er im montierten Zustand mit dem in der Trägerplatte 12 gebildeten Brennstoffrücklauf 52 in Verbindung steht. Das andere Ende des weiteren Brennstoffleitungsabschnitts 70 steht über einen in den Figuren nicht zu erkennenden Brennstoffkanal mit dem in die Trägerplatte 12 eingesetzten Überströmventil 48 in Verbindung. Die Brennstoffleitungsabschnitte 32, 34, 70 sind als Nuten ausgebildet, die im montierten Zustand des Zerstäubungsbrenners mit der von dem Düsenstock 14 abgewandten Seite 30 der Trägerplatte 12 zusammenwirken, wobei der von dem Zahnrad 16, 18 weg führende Brennstoffleitungsabschnitt 34 mit dem in der Trägerplatte 12 ausgebildeten Brennstoffkanal 74 in Verbindung steht. Wie dargestellt, weist der Pumpendeckel 22 eine Mehrzahl von Bohrungen auf, durch die sich Schrauben 72 erstrecken, mit denen der Pumpendeckel 22 an der Trägerplatte 12 befestigt wird.
Figur 7 ist die Funktion der Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 be- sonders einfach zu entnehmen. Der Brennstoff, beispielswei- se Benzin oder Diesel, wird über einen Brennstoffzulauf 50 angesaugt, wenn die Zahnräder 16, 18 durch den Elektromotor 66 angetrieben werden. Der -von den Zahnrädern 16, 18 geförderte Brennstoff wird in dem zum Betrieb des Zerstäubungs- brenners erforderlichen Umfang über den Brennstoffkanal 74, das Heizelement 54 und das Rückschlagventil 58 der Zerstäubungsdüse 56 zugeführt. Ein Druckregelventil 46 steht sowohl mit dem von den Zahnradsatz 16, 18 wegführenden Brennstoffleitungsabschnitt 34 als auch mit dem Brennstoffrück- lauf 52 in Verbindung. Das DruckregeIventil 46 lässt jeweils gerade so viel Brennstoff aus den Brennstoffleitungsabschnitt 34 in den Brennstoffrücklauf 52 beziehungsweise den weiteren Brennstoffleitungsabschnitt 70 übertreten, wie dies erforderlich ist, um der Zerstäubungsdüse 56 Brenn- stoff mit optimalem Druck zuzuführen. Sofern das jeweilige Kraftfahrzeug eine Brennstoffrücklaufleitung aufweist, mit der der Brennstoffrücklauf 52 verbunden werden kann, sind der weitere Brennstoffleitungsabschnitt 70 sowie das Überströmventil 48 nicht zwingend erforderlich, da von der Zahnrad-Brennstoffpumpe 20 übermäßig geförderter Brennstoff über das Druckregelventil 46 in den Brennstoffrücklauf 52 abgeführt werden kann. Jedoch steht fahrzeugseitig nicht immer eine entsprechende Brennstoffrücklaufleitung zur Verfügung, so dass der Brennstoffrücklauf 52 verschlossen wer- den muss. In einem derartigen Fall wird der zuviel geförderte Brennstoff über das Druckregelventil 46 dem weiteren Brennstoffleitungsabschnitt 70 zugeführt und von diesem ü- ber das Überströmventil 48 erneut in den Bereich des KraftstoffZulaufs 50 überführt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste :
10 Zerstäubungsbrenner
12 Trägerelement 14 Düsenstock
16 Zahnradsatz
18 Zahnradsatz
20 Zahnrad-Brennstoffpumpe
22 Pumpendeckel 24 Oberfläche
26 Ausnehmung
28 Ausnehmung
30 Seite
32 Brennstoffleitungsabschnitt 34 Brennstoffleitungsabschnitt
36 Dichtelement
38 Antriebswelle
40 Brennergehäuseabschnitt
42 Hauptfläche 44 Längsachse
46 Druckregelventil
48 Überströmventil
50 BrennstoffZulauf
52 Brennstoffrücklauf 54 Heizelement
56 Zerstäubungsdüse
58 Rückschlagventil
60 Brennstoffabschaltventil
62 Flansch 64 Halterung
66 Elektromotor

Claims

ANSPRÜCHE
1. Zerstäubungsbrenner (10) für ein Heizgerät, insbesondere ein Heizgerät für mobile Anwendungen, mit einem Trä- gerelement (12) , das einen Düsenstock (14) trägt, und mit einer einen Zahnradsatz (16, 18) umfassenden Zahnrad- Brennstoffpumpe (20) , die zumindest teilweise in das Trägerelement (12) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad-Brennstoffpumpe (20) einen an dem Träger- element (12) befestigten Pumpendeckel (22) umfasst, in dem der Zahnradsatz (16, 18) angeordnet ist.
2. Zerstäubungsbrenner (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der dem Trägerelement (12) zugewand- ten Oberfläche (24) des Pumpendeckels (22) zumindest eine Ausnehmung (26, 28) vorgesehen ist, in welcher der Radsatz (16, 18) angeordnet ist.
3. Zerstäubungsbrenner (10) nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) und der
Düsenstock (14) einstückig ausgebildet sind.
4. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendeckel (22) auf der von dem Düsenstock (14) abgewandten Seite (30) des Trägerelementes (12) angeordnet ist.
5. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pumpendeckel (22) ein zu dem Zahnradsatz (16, 18) hinführender Brennstoffleitungsabschnitt (32) und ein von dem Zahnradsatz (16, 18) wegführender Brennstoffleitungsabschnitt (34) ausgebildet ist.
6. Zerstäubungsbrenner (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Brennstoffleitungs- abschnitte (32, 34) zumindest abschnittsweise in der dem Trägerelement (12) zugewandten Oberfläche (24) des Pumpen- deckeis (22) ausgebildet ist.
7. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendeckel
(22) ein Dichtelement (36) aufweist, durch das sich eine Antriebswelle (38) erstreckt, die mit dem Zahnradsatz (16, 18) in Verbindung steht.
8. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) einstückig mit einem Brennergehäuseabschnitt (40) ausgebildet ist.
9. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) eine radiale Trägerplatte ist und dass sich die Hauptfläche (42) der radialen Trägerplatte (12) im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse (44) des Zerstäubungsbrenners (10) erstreckt.
10. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad- Brennstoffpumpe (20) ein Druckregelventil (46) aufweist, das in dem Trägerelement (12) angeordnet ist.
11. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad- Brennstoffpumpe (20) ein Überströmventil (48) aufweist, das in dem Trägerelement (12) angeordnet ist.
12. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) einen BrennstoffZulauf (50) aufweist.
13. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) einen Brennstoffrücklauf (52) aufweist.
14. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenstock (14) ein zur Brennstoffvorwärmung vorgesehenes Heizelement (54) aufweist.
15. Zerstäubungsbrenner (10) nach Anspruch 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen einer von dem Düsenstock (14) getragenen Zerstäubungsdüse (56) und dem Heizelement (54) ein Rückschlagventil (58) vorgesehen ist.
16. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Düsenstock (14) ein Brennstoffabschaltventil (60) aufweist.
17. Zerstäubungsbrenner (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) einen Flansch (62) aufweist, an dem eine Halterung (64) für einen Elektromotor (66) befestigt ist.
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