EP1876392B1 - Combustion chamber module for a vehicle heating device - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse mit einer Umfangswandung und einer Bodenwandung und wenigstens zwei Brennstoffeinleitansätzen, ferner umfassend eine Brennstoffzuführleitungsanordnung zum Zuführen von Brennstoff zu den Brennstoffeinleitansätzen.The present invention relates to a combustor assembly for a vehicle heater, comprising a combustor shell having a peripheral wall and a bottom wall, and at least two fuel introduction bosses, further comprising a fuel supply conduit assembly for supplying fuel to the fuel introduction bosses.
Eine derartige Brennkammerbaugruppe ist aus der nachveröffentlichten
Aus der nachveröffentlichten
Aus der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät vorzusehen, mit welcher mit einfachen Mitteln in zuverlässiger Weise eine durch die Einbaulage im Wesentlichen nicht beeinflusste Brennstoffeinleitung sichergestellt werden kann.It is the object of the present invention to provide a combustion chamber assembly for a vehicle heater, with which by simple means in a reliable manner by the mounting position not influenced fuel introduction can be ensured.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse mit einer Umfangswandung und einer Bodenwandung und wenigstens zwei Brennstoffeinleitansätzen, ferner umfassend eine Brennstoffzuführleitungsanordnung zum Zuführen von Brennstoff zu den Brennstoffeinleitansätzen, wobei die Brennstoffzuführleitungsanordnung eine abhängig von ihrer Einbaulage wirksame Drosselanordnung zur lageabhängigen Verteilung des zuzuführenden Brennstoffs auf die Brennstoffeinleitansätze aufweist.According to the invention, this object is achieved by a combustion chamber assembly for a vehicle heater, comprising a combustion chamber housing having a peripheral wall and a bottom wall and at least two Brennstoffeinleitansätzen, further comprising a Brennstoffzuführleitungsanordnung for supplying fuel to the Brennstoffeinleitansätzen, the Brennstoffzuführleitungsanordnung effective depending on their installation position throttle arrangement for position-dependent Distribution of the fuel to be supplied has on the Brennstoffeinleitansätze.
Durch das Bereitstellen der Drosselanordnung kann eine primär durch die Schwerkrafteinwirkung induzierte Ungleichmäßigkeit der Brennstoffverteilung bei beispielsweise geneigtem Einbau in ein Fahrzeug kompensiert werden. Es wird dafür gesorgt, dass im Wesentlichen unabhängig von der Einbaulage den verschiedenen Brennstoffeinleitansätzen immer die an sich dafür vorgesehene Brennstoffzuführmenge bzw. der jeweilige Anteil der Brennstoffzuführmenge zugeführt werden kann. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Drosselanordnung den Brennstoffzuführströmungsquerschnitt zu einem in Höhenrichtung tiefer positionierten Brennstoffeinleitansatz im Verhältnis zu dem Brennstoffzuführströmungsquerschnitt zu einem in Höhenrichtung höher positionierten Brennstoffeinleitansatz mindert. Durch die Beeinflussung des Strömungsquerschnitts, durch welchen der zuzuführende Brennstoff durchtreten kann, wird es möglich, in Zuordnung zu dem tiefer positionierten Brennstoffeinleitansatz durch Verringerung des Strömungsquerschnitts der schwerkraftbedingt bevorzugten Einleitung von Brennstoff in dieser Richtung entgegenzuwirken.By providing the throttle arrangement, a non-uniformity of the fuel distribution, which is primarily induced by the effect of gravity, can be compensated for, for example, tilted installation in a vehicle. It is ensured that, regardless of the installation position, the different fuel introduction approaches can always be supplied with the fuel supply quantity or the respective proportion of the fuel supply quantity provided for this purpose. This can for example it is provided that the throttle arrangement reduces the fuel supply flow cross-section to a fuel injection lug which is positioned lower in the vertical direction in relation to the fuel supply flow cross-section to a fuel introduction lug positioned higher in the height direction. By influencing the flow cross section, through which the fuel to be supplied can pass, it is possible to counteract in allocation to the lower positioned Brennstoffeinleitansatz by reducing the flow cross-section of the gravitational preferred introduction of fuel in this direction.
Beispielsweise kann der Aufbau derart sein, dass die Brennstoffzuführleitungsanordnung eine Hauptzuführleitung und von dieser ausgehend zu jedem Brennstoffeinleitansatz einen Verteilungsleitungsabschnitt umfasst und dass die Drosselanordnung dazu ausgebildet ist, lageabhängig die Durchströmbarkeit der Verteilungsleitungsabschnitte zu beeinflussen.For example, the construction may be such that the fuel supply line arrangement comprises a main supply line and from this to each Brennstoffeinleitansatz a distribution line section and that the throttle arrangement is adapted to influence the flow-through capacity of the distribution line sections depending on the position.
Die Hauptzuführleitung kann in eine die beiden Verteilungsleitungsabschnitte bereitstellende Verteilungsleitung einmünden, und die Drosselanordnung kann wenigstens ein in der Verteilungsleitung bewegbares Drosselorgan umfassen, welches bei Positionierung der Brennkammerbaugruppe in einer Grund-Lage, in welcher die Brennstoffeinleitansätze im Wesentlichen die gleiche Höhenlage aufweisen, im Bereich der Einmündung der Hauptzuführleitung in die Verteilungsleitung angeordnet ist, derart, dass der zuzuführende Brennstoff sich in einem in Zuordnung zu der Grund-Lage vorgesehenen Grund-Verteilungsverhältnis auf die Verteilungsleitungsabschnitte verteilt. Es wird somit dafür gesorgt, dass bei Positionierung in der Grund-Lage ein definiertes Verteilungsverhältnis vorliegt, welches auch bei aus der Grund-Lage abweichendem, geneigten Einbau dann im Wesentlichen durch die Wirkung des wenigstens einen bewegbaren Drosselorgans beibehalten werden kann.The main supply line may open into a distribution line which provides the two distribution line sections, and the throttle arrangement may comprise at least one throttle element movable in the distribution line, which in the region of the fuel introduction lugs at substantially the same height position when positioning the combustion chamber assembly Is arranged in the distribution line of the main supply line, such that the fuel to be supplied spreads in an allocated in relation to the base layer basic distribution ratio to the distribution line sections. It is thus ensured that when positioning in the base position, a defined distribution ratio is present, which can then be maintained even when deviating from the basic situation, inclined installation essentially by the action of the at least one movable throttle body.
Die lageabhängige Wirksamkeit der Drosselanordnung kann in einfacher Art und Weise dadurch erhalten werden, dass die Drosselanordnung in der Verteilungsleitung eine Senke umfasst, in welcher bei Positionierung der Brennkammerbaugruppe in der Grund-Lage das Drosselorgan schwerkraftunterstützt liegt und aus welcher das Drosselorgan bei Positionierung der Brennkammerbaugruppe in einer Neigungslage sich schwerkraftunterstützt heraus in einen tiefer liegenden der Verteilungsleitungsabschnitte bewegt.The position-dependent effectiveness of the throttle arrangement can be simple and the manner in which the throttle assembly in the distribution line comprises a sink in which the throttle body is gravity assisted in positioning the combustor assembly in the ground position and out of which the throttle organ is gravity assisted in positioning the combustor assembly in a reclined position the distribution line sections moves.
Ein Senkenscheitelbereich der Senke kann einer Mündungsöffnung der Hauptzuführleitung in die Verteilungsleitung im Wesentlichen gegenüberliegen, so dass bei Positionierung in der Grund-Lage die Drosselanordnung in einer neutralen Positionierung ist, in welcher sie die Verteilung der Brennstoffzuführmenge auf die Verteilungsleitungsabschnitte im Wesentlichen nicht beeinflusst.A depression apex portion of the depression may substantially face an orifice of the main supply line into the distribution conduit so that when positioned in the ground position, the restriction assembly is in a neutral position in which it does not substantially affect the distribution of the fuel delivery amount to the distribution conduit portions.
Beispielsweise kann die Senke durch einen Erweiterungsbereich der Verteilungsleitung gebildet sein.For example, the drain may be formed by an extension region of the distribution line.
Die Drosselanordnung kann weiterhin so aufgebaut sein, dass die Senke von einem Senkenscheitelbereich weg in Richtung der Verteilungsleitungsabschnitte sich im Wesentlichen geradlinig erstreckende Senkenflächen aufweist; entlang welchen das Drosselorgan sich vom Senkenscheitelbereich weg oder zu diesem hin bewegen kann. Bei diesem Aufbau wird schwerkraftbedingt das wenigstens eine Drosselorgan so lange im Senkenscheitelbereich positioniert sein, so lange keine der Senkenflächen ausgehend vom Senkenscheitelbereich weg abfällt. D.h., dass durch den Neigungswinkel der im Wesentlichen geradlinig sich erstreckenden Senkenflächen ein Winkelbereich um die Grund-Lage vorgegeben werden kann, in welchem durch die fortdauernde Positionierung des wenigstens einen Drosselorgans im Senkenscheitelbereich die Drosselanordnung noch unwirksam bleibt. Bei Verlassen dieses Winkelbereichs wird dann das wenigstens eine Drosselorgan sich aus dem Senkenscheitelbereich heraus bewegen und mithin dazu führen, dass die Durchströmbarkeit von einem der Verteilungsleitungsabschnitte vermindert wird.The throttle assembly may be further configured such that the drain has generally linearly extending valley surfaces away from a valley apex region toward the distribution conduit sections; along which the throttle body can move away from or towards the valley apex region. With this construction, the at least one throttle element will be positioned in the valley vertex area as long as gravity exists, as long as none of the drain areas descend away from the valley vertex area. That is, by the inclination angle of the substantially rectilinearly extending sink surfaces, an angular range can be specified around the base position, in which the throttle arrangement is still ineffective due to the continued positioning of the at least one throttle element in the sink peak area. Upon leaving this angular range, the at least one throttle body will then move out of the valley vertex area and thus cause the flow through of one of the distribution line sections to be reduced.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass die Senke von einem Senkenscheitelbereich weg in Richtung der Verteilungsleitungsabschnitte gekrümmt erstreckende Senkenflächen aufweist, entlang welchen das Drosselorgan sich vom Senkenscheitelbereich weg oder zu diesem hin bewegen kann. Wenn dabei die Senkenflächen konkav gekrümmt sind, führt dies dazu, dass bereits auch kleine Abweichungen von der Grund-Lage eine Auslenkung des wenigstens einen Drosselorgans aus dem Senkenscheitelbereich heraus und somit den Beginn einer lageabhängig wirksamen Strömungsdrosselung auslösen.In an alternative embodiment, it may be provided that the depression has, from a depression apex region in the direction of the distribution conduit sections, curved depression surfaces along which the throttle body can move away from or towards the depression apex region. In this case, when the drain surfaces are concavely curved, this also means that even small deviations from the base position trigger a deflection of the at least one throttle body out of the sink vertex area and thus the beginning of a position-dependent effective flow throttling.
Wenn dabei weiterhin dafür gesorgt ist, dass die Drosselanordnung in der Verteilungsleitung ausgehend vom Senkenscheitel sich in Richtung der Verteilungsleitungsabschnitte verjüngende Strömungsquerschnitte umfasst, kann die Drosselanordnung neigungswinkelabhängig wirksam sein, d.h., je größer der Neigungswinkel bezüglich der Grund-Lage ist, desto größer kann auch die Drosselwirkung sein.If it is further ensured that the throttle arrangement in the distribution line starting from the sink vertex in the direction of the distribution line sections tapered flow cross-sections, the throttle arrangement can be effective depending on the angle of inclination, ie, the greater the inclination angle with respect to the base layer, the greater can also Be throttling effect.
Das wenigstens eine Drosselorgan kann als Wälzkörper, beispielsweise als Kugel ausgebildet sein. Ferner können die Brennstoffeinleitansätze an der Umfangswandung des Brennkammergehäuses vorgesehen sein.The at least one throttle member may be formed as a rolling element, for example as a ball. Furthermore, the Brennstoffeinleitansätze may be provided on the peripheral wall of the combustion chamber housing.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeugheizgerät mit einem Verdampferbrenner, welcher eine erfindungsgemäße Brennkammerbaugruppe aufweist.The invention further relates to a vehicle heater with an evaporator burner, which has a combustion chamber assembly according to the invention.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß aufgebaute Brennkammerbaugruppe;
- Fig. 2
- vergrößert und im Schnitt das in
Fig. 1 im Kreis dargestellte Detail II; - Fig. 3
- eine Schnittansicht des in
Fig. 2 gezeigten Details, geschnitten längs einer Linie III-III; - Fig. 4
- eine der
Fig. 1 entsprechende Ansicht mit bezüglich einer Grund-Lage geneigter Positionierung der Brennkammerbaugruppe; - Fig. 5
- das im Kreis V in
Fig. 4 erkennbare Detail im Schnitt und vergrößert; - Fig. 6
- einen Schnitt entlang einer Linie VI-VI in
Fig. 5 ; - Fig. 7
- eine bezüglich der in
Fig. 1 erkennbaren Grund-Lage um 90° geneigte Positioniertung der Brennkammerbaugruppe; - Fig. 8
- eine der
Fig. 2 entsprechende Ansicht einer alternativ ausgestalteten Drosselanordnung.
- Fig. 1
- a plan view of a inventively constructed combustion chamber assembly;
- Fig. 2
- enlarged and on average the in
Fig. 1 shown in a circle Detail II; - Fig. 3
- a sectional view of the in
Fig. 2 shown details, cut along a line III-III; - Fig. 4
- one of the
Fig. 1 corresponding view with respect to a basic position inclined positioning of the combustion chamber assembly; - Fig. 5
- in the circle V in
Fig. 4 recognizable detail in section and enlarged; - Fig. 6
- a section along a line VI-VI in
Fig. 5 ; - Fig. 7
- a respect to in
Fig. 1 recognizable basic position 90 ° inclined positioning of the combustion chamber assembly; - Fig. 8
- one of the
Fig. 2 corresponding view of an alternatively configured throttle arrangement.
In
Von der Umfangswandung 14 gehen näherungsweise tangential zwei Brennstoffeinleitansätze 22, 24 aus. Diese im Schnitt jeweils ebenfalls näherungsweise zylindrisch gestalteten Brennstoffeinleitansätze 22, 24 dienen, wie im Folgenden dargelegt, den von einer Brennstoffzuführleitungsanordnung 26 zugeführten flüssigen Brennstoff aufzunehmen und in Richtung zum porösen Verdampfermedium 20 weiterzuleiten. Ferner kann in einem der Brennstoffeinleitansätze 22 bzw. 24 ein Zündorgan, beispielsweise Glühstift, angeordnet sein, der dazu dient, die Verbrennung ausgehend von dem jeweiligen Brennstoffeinleitansatz zu starten. Die Innenseiten der Brennstoffeinleitsansätze 22, 24 sind vorzugsweise ebenfalls mit porösem Verdampfermedium ausgekleidet, das mit dem porösem Verdampfermedium 20 in Verbindung steht und somit durch Kapillarförderwirkung und schwerkraftunterstützt von der Brennstoffzuführleitungsanordnung 26 aufgenommenen Brennstoff weiterleitet.From the
In Richtung einer zur Zeichenebene der
Die Brennstoffzuführleitungsanordnung umfasst eine im Wesentlichen zwischen den beiden Brennstoffeinleitansätzen 22, 24 sich erstreckende Verteilungsleitung 28, die vorzugsweise zwischen den beiden Brennstoffeinleitansätzen 22, 24 keinen weiteren Berührungspunkt mit dem Brennkammergehäuse 14 aufweist. Näherungsweise mittig mündet in die Verteilungsleitung 28 eine Hauptzuführleitung 30 ein, so dass der über diese Hauptzuführleitung zugeführte flüssige Brennstoff nach Einleitung in die Verteilungsleitung 28 über die beiden zu den Brennstoffein.leitansätzen 22 bzw. 24 führenden Verteilungsleitungsabschnitte 32, 34 weitergeleitet wird.The fuel supply line arrangement comprises a
In
Um diesem durch die in einem jeweiligen Fahrzeug vorzusehende Einbaulage generierten, allgemein aber ungewünschten Effekt entgegenzuwirken, ist bei der erfindungsgemäßen Brennkammerbaugruppe 10 eine in Abhängigkeit von der Einbaulage wirksame und in den
Nimmt die Brennkammerbaugruppe 10 die in
Wird die Brennkammerbaugruppe 10 in der in
Um zu verhindern, dass bei dieser geneigten Positionierung der Brennkammerbaugruppe 10 des Drosselorgan 48 sich zu weit in den jeweiligen Verteilungsleitungsabschnitt 32, 34, gegebenenfalls sogar bis in den zugehörigen Brennstoffeinleitansatz 22, 24 bewegt, können in den Verteilungsleitungsabschnitten 32 bzw. 34 stiftartige Blockierelemente 50, 52 vorgesehen sein, an welchen das Drosselorgan 48 hängen bleibt.In order to prevent that in this inclined positioning of the
Man erkennt bei der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform, dass abhängig vom Neigungswinkel der beiden Senkenflächen 44, 46 die Drosselanordnung 36 in einem Neigungsbereich um die Grund-Lage nicht aktiv wird. So lange die Senkenflächen 44, 46 bei Neigung ausgehend von der in
Eine abgewandelte Ausgestaltungsform einer Drosselanordnung 36 ist in
Bei derartiger Ausgestaltung ergibt sich im Vergleich zur vorangehend beschriebenen Ausgestaltung zunächst der Unterschied, dass auch bereits geringe Neigungen der Drosselanordnung 36 bzw. der Brennkammerbaugruppe 10 zu einer Auslenkung des Drosselorgans 48 aus dem Senkenscheitelbereich 40 und mithin der Erzeugung eines Drosseleffekts führen werden.With such a configuration, in comparison to the embodiment described above, the difference initially arises that even slight inclinations of the
Man erkennt in
Bewegt sich bei dieser Anordnung das Drosselorgan 48 ausgehend von seiner in
Es sei darauf hingewiesen, dass diese in einem anfänglichen Neigungsbereich vorhandene Variation des Drosseleffekts selbstverständlich auch erreicht werden kann, wenn die Ausbauchung 54 in der Verteilungsleitung 28 nicht vorhanden ist, sondern in diesem Bereich die Verteilungsleitung 28 so ausgebildet ist, wie beispielsweise in
Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich bei der erfindungsgemäßen Brennkammerbaugruppe verschiedene Variationen vorgenommen werden können. So könnte beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltung der Verteilungsleitungsabschnitte 32, 34 dafür gesorgt werden, dass diese bereits grundsätzlich ein unterschiedliches Strömungsverhalten bewirken, beispielsweise durch Vorgabe verschiedener Strömungsquerschnitte, so dass bereits einer der beiden Brennstoffeinleitansätze 22 oder 24 bevorzugt mit Brennstoff versorgt wird. Dies könnte beispielsweise derjenige Brennstoffeinleitansatz sein, in welchem auch ein Zündorgan angeordnet ist. Dieser vorgegebenen Grund-Verteilung, die im Wesentlichen unabhängig ist von der Einbaulage der Brennkammerbaugruppe 10, kann dann das lageabhängige Drosselverhalten der Drosselanordnung 36 überlagert werden. Weiter sei darauf hingewiesen, dass beispielsweise auch mehr als ein Drosselelement vorgesehen sein könnte. So könnte beispielsweise in Zuordnung zu jedem Verteilungsleitungsabschnitt 32 bzw. 34 ein speziell für diesen auch ausgewähltes Drosselorgan vorgesehen sein, wobei in der in
Selbstverständlich sei noch darauf hingewiesen, dass auch durch die Auswahl der Größe des Drosselorgans an sich bei allen gezeigten Ausgestaltungsformen ein Einfluss auf das Drosselverhalten genommen werden kann.Of course, it should be pointed out that an influence on the throttle behavior can be taken by selecting the size of the throttle body itself in all the embodiments shown.
Claims (14)
- A combustion chamber assembly for a vehicle heating device, comprising a combustion chamber housing (14) with a circumferential wall (12) and a bottom wall (16) and at least two fuel supply attachment pieces (22, 24), further comprising a fuel supply conduit arrangement (26) for inserting fuel into the fuel supply attachment pieces (22, 24), the fuel supply conduit arrangement (26) comprising a restrictor arrangement (36) having an efficiency depending on its fitting position for the position-dependent distribution of the fuel to be supplied to the fuel supply attachment pieces (22, 24).
- A combustion chamber assembly according to claim 1,
characterized by the restrictor arrangement (36) reducing the fuel supply flow section to a fuel supply attachment piece (24) located deeper in the vertical direction in relation to the fuel supply flow section to a fuel supply attachment (22) piece located higher in the vertical direction. - A combustion chamber assembly according to claim 1 or 2,
characterized by the fuel supply conduit arrangement (26) comprising a main supply conduit (30) and, starting from the latter, a distribution conduit section (32, 34) leading to each fuel supply attachment piece (22, 24), and by the restrictor arrangement (36) being adapted for influencing the position-dependent permeability of the distribution conduit sections (32, 34). - A combustion chamber assembly according to claim 3,
characterized by the main supply conduit (30) opening into a distribution conduit (28) providing the two distribution conduit sections (32, 34) and by the restrictor arrangement (36) comprising at least one restrictor element (48) moveable in the distribution conduit (28) and being arranged in the junction area (42) of the main supply conduit (30) and the distribution conduit (28) when the combustion chamber assembly (10) is positioned in a basic position where the fuel supply attachment pieces (22, 24) are at substantially the same level, such that the fuel to be supplied is distributed to the distribution conduit sections (22, 24) according to a basic distribution ratio associated to the basic position. - A combustion chamber assembly according to claim 4,
characterized by the restrictor assembly (36) in the distribution conduit (28) comprising a depression (38), where the restrictor element (48) is positioned supported by gravitation when the combustion chamber assembly (10) is in the basic position, and from where the restrictor element (48) supported by gravitation moves towards a lower one of the distribution conduit sections (32, 34) when the combustion chamber assembly (10) is in an inclined position. - A combustion chamber assembly according to claim 5,
characterized by a vertex area (40) of the depression (38) being located substantially opposite an opening (42) of the main supply conduit (30) into the distribution conduit (28). - A combustion chamber assembly according to claim 5 or 6,
characterized by the depression (38) being formed by an extension area of the distribution conduit (28). - A combustion chamber assembly according to one of claims 5 to 7,
characterized by the depression (38) comprising depression surfaces (44, 46) extending substantially linearly away from a depression vertex area (40) towards the distribution conduit sections (32, 34), along which the restrictor element (48) may move away from the depression vertex area (40) or towards it. - A combustion chamber assembly according to one of claims 5 to 7,
characterized by the depression (38) comprising depression surfaces (44', 46') extending in a bent manner away from a depression vertex area (40) towards the distribution conduit sections (32, 34), along which the restrictor element (48) may move away from the depression vertex area (40) or towards it. - A combustion chamber assembly according to claim 9,
characterized by the depression surfaces (44', 46') being concave. - A combustion chamber assembly according to claim 9 or 10,
characterized by the restrictor arrangement (36) comprising flow sections of the distribution conduit (28) tapering from the depression vertex (40) towards the distribution conduit sections (32, 34). - A combustion chamber assembly according to one of claims 4 to 11,
characterized by the at least one restrictor element (48) being formed as a rolling element, preferably as a ball. - A combustion chamber assembly according to one of claims 1 to 12,
characterized by the fuel supply attachment pieces (22, 24) being provided at the circumferential wall (12). - Vehicle heating device comprising an evaporation burner with a combustion chamber assembly (10) according to one of the preceding claims.
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