EP2802814A1 - Evaporator burner for a mobile heating device - Google Patents

Evaporator burner for a mobile heating device

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EP2802814A1
EP2802814A1 EP12815624.7A EP12815624A EP2802814A1 EP 2802814 A1 EP2802814 A1 EP 2802814A1 EP 12815624 A EP12815624 A EP 12815624A EP 2802814 A1 EP2802814 A1 EP 2802814A1
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EP
European Patent Office
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evaporator
combustion air
receptacle
combustion
combustion chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12815624.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Darko Jozinovic
Bengt Meier
Andreas Winter
Vitali Dell
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Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of EP2802814A1 publication Critical patent/EP2802814A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
    • F23C7/04—Disposition of air supply not passing through burner to obtain maximum heat transfer to wall of combustion chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2203—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
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    • F23D3/18—Details of wick burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/12—Details
    • F23D5/18—Preheating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/05002—Use of porous members to convert liquid fuel into vapor

Definitions

  • the present invention relates to an evaporator burner for a mobile heater according to the preamble of claim 1.
  • evaporator burners In mobile heaters, especially in stoves and / or auxiliary heaters for vehicles, such as motorized land vehicles, evaporator burners are used.
  • evaporator burners have an evaporator element, which consists of a
  • Evaporator burner a combustion chamber for the flammable conversion of (vaporized) fuel with combustion air.
  • the combustion chamber is formed in the axial direction adjacent to the evaporator and is usually at least partially limited by a circumferential combustion chamber wall, which is also referred to as a combustion tube.
  • liquid fuel is supplied to the evaporator element.
  • the capillary action of the evaporator element provides for a penetration of the same with fuel.
  • the heat needed to evaporate fuel is at the start of the heater by a glow plug, which is usually on the side facing the combustion chamber of the
  • Evaporator element is arranged provided. After a start-up phase, the glow plug can then be switched off and the heat required for evaporation is provided by the (flaming) combustion process of fuel with combustion air in the combustion chamber.
  • the aim of mobile heaters is that they cover a large heating power range, such as from 1 kW to 5 kW (kW: kilowatts), and can be operated with good combustion properties throughout this covered heating power range. Particularly in the case of mobile heaters with evaporator burners, if these are operated in the lower region of the respectively covered heating power range, there is a tendency that the combustion properties will deteriorate.
  • fuels with a comparatively high boiling temperature such as diesel
  • For fuels with a relatively low boiling point such as gasoline, ethanol, etc. is the Tendency that the combustion process is pulsating, which causes, inter alia, disturbing noises.
  • An evaporator burner is known from DE 32 33 321 A1, in which the evaporator receptacle (or carrier body) is supported in the combustion chamber in such a way that heat dissipation from the same is avoided.
  • the object of the present invention is to provide a structurally simple designed evaporator burner for a mobile heater, which is operable over a large heating power range with consistently good combustion properties.
  • an evaporative burner for a mobile heater having a combustor, an evaporator receiver, and (at least) an evaporator element for evaporating liquid fuel.
  • the evaporator element in the evaporator receptacle on the side (the evaporator receptacle), which faces the combustion chamber added.
  • the evaporator burner has on the side of the evaporator receptacle, which faces away from the combustion chamber, at least one combustion air guide, which is arranged such that between the Brennluftleitelement and a bottom wall of the evaporator receptacle extending over at least a portion of the bottom wall of the evaporator receiving combustion air flow path is trained.
  • the provided according to the present invention Brennluftleitelement is a simple design component that is robust in use and inexpensive to manufacture. It can be used with different evaporator burners.
  • the evaporator receptacle By passing the combustion chamber supplied combustion air between the Brennluftleitelement and the evaporator receptacle at least over a portion of the bottom wall of the evaporator recording, the evaporator receptacle is convectively cooled.
  • the cooling effect can also be influenced by the size of the combustion air inlet in the combustion air duct.
  • Evaporator burners can be achieved over the entire heating power range good combustion properties. Excessive heat accumulation in the area of the evaporator receptacle and the evaporator element, which tends to occur especially at low heat outputs, is effectively avoided by the fiction, contemporary evaporator burner. Accordingly, for fuels with a comparatively high boiling temperature (such as diesel), the formation of deposits on the evaporator element can be avoided, which leads to a longer service life of the evaporator burner. For fuels with a comparatively low boiling temperature (such as gasoline, ethanol, etc.), combustion pulsation can be avoided.
  • a “mobile heater” is understood to mean a heater which is designed for use in mobile applications and adapted accordingly, in particular that it is transportable (possibly permanently installed in a vehicle or merely accommodated for transport therein ) and not exclusively for a permanent, stationary use, as is the case for example when heating a building, whereby the mobile heating device can also be fixed in a vehicle (land vehicle, ship, etc.), in particular in a land vehicle, In particular, it is designed for heating a vehicle interior, such as a land vehicle, watercraft or aircraft, as well as a partially open space, such as can be found on ships, in particular yachts
  • the mobile heating device can also be temporarily stationary be used, such as in large tents, containers (Be According to an advantageous development, the mobile heater as a heater (both stationary and when running vehicle engine
  • the evaporator element As is known in the art, there are various possible embodiments for the evaporator element, such as formation as metal fibers, metal foam, porous ceramic, metal mesh, etc. It is essential that the evaporator element has a comparatively large surface area (compared to its volume) effective evaporation of fuel.
  • the evaporator receptacle has a bottom wall. Preferably, it is cup-shaped and accordingly has a circumferential wall adjoining the bottom wall, which is angled (at a right angle or at an obtuse angle) relative to the bottom wall. In particular, the evaporator element bears against the bottom wall of the evaporator receptacle.
  • an effective, rear-side cooling of the evaporator element is achieved by the inventive design of the evaporator burner.
  • the combustion air there are different, possible embodiments, provided that it is designed such that it at least a portion of the combustion air, which is supplied to the combustion chamber, along at least a portion of the combustion air flow path formed between Brennluftleitelement and evaporator intake Bottom wall of the evaporator receptacle passes.
  • the combustion air guide element is formed in particular by a continuous component.
  • the evaporator receptacle is preferably formed in the region of the combustion air flow path as a continuous component.
  • the combustion air guide element and / or the evaporator receptacle can also have interruptions, holes, intermediate spaces, etc., if the above-explained combustion air guide is realized at least for a part of the supplied combustion air.
  • the combustion chamber is designed in particular for a flammable combustion of fuel with combustion air within the same.
  • the combustion air guide element extends in the form of a dish (or in the form of a cap) over the evaporator receptacle. In this way, a combustion air flow path is provided over the entire rear side of the evaporator receptacle, so that an effective cooling effect can be achieved in use.
  • the combustion air guide element does not have to extend completely through the evaporator receptacle. Rather, it may for example have a combustion air inlet for supplying combustion air into the combustion air flow path, receive a fuel supply pipe for supplying fuel to the evaporator element and / or a glow plug for igniting the fuel-combustion air mixture at a start phase of the evaporator burner.
  • the combustion air guide element has a bottom wall and a circumferential wall adjoining the bottom wall, which is angled (at a right angle or at an obtuse angle) relative to the bottom wall.
  • the combustion air guide element has a combustion air inlet substantially centrally (in particular exactly in the center) above the bottom wall of the evaporator receptacle for supplying combustion air into the combustion air flow path.
  • a uniform cooling of the evaporator receptacle (and the evaporator element) is achieved.
  • the supply of combustion air into the combustion air inlet can - depending on the design of the evaporator burner - carried out from a combustion air supply pipe or from an upstream of the combustion air inlet formed prechamber.
  • the gap formed between the evaporator receptacle and the combustion air guide element can be designed to be continuous (over the area of extent of the rear side of the evaporator receptacle).
  • the contours of the BrennSISleitelements and the evaporator receptacle are cup-shaped, so that there is a cup-shaped gap therebetween.
  • the combustion air guide element and the evaporator receptacle are designed such that the combustion air flow path extends at least partially radially outward along the bottom wall from a combustion air inlet provided substantially centrally above the bottom wall of the evaporator receptacle, the combustion air flow path into an annular combustion air - Antechamber, which is formed annularly around the combustion chamber leads. In this way, a uniform cooling of the evaporator receptacle is achieved.
  • the radial direction is perpendicular to the axial direction. The latter (axial direction), as explained above, is defined by the sequence of the evaporator receptacle and the combustion chamber.
  • the axial direction is also defined by the rotational axis of symmetry.
  • the radial direction is also particularly dere defined by the ring shape of the combustion air antechamber.
  • the evaporator receptacle and the evaporator element are circular, so that a radial direction is determined by them in the same way.
  • a precisely circular shape of the combustion air antechamber, the evaporator receptacle and the evaporator element is not mandatory.
  • the evaporator receptacle is in particular designed shell-shaped and has, adjacent to the bottom wall, a peripheral wall which is angled at a right-angle or an obtuse angle relative to the bottom wall.
  • the combustion air flow path leads to the bottom wall also along the angled, circumferential wall of the evaporator receptacle before it reaches the annular combustion air antechamber.
  • the combustion air inlet is formed in particular in the Brennluftleitelement.
  • the combustion air antechamber is subdivided by a combustion chamber wall running around the combustion chamber from the combustion chamber, and the combustion chamber wall has combustion air passage openings for supplying combustion air from the combustion air antechamber into the combustion chamber.
  • the combustion air passage openings are formed uniformly in the circumferential direction in the combustion chamber wall.
  • the evaporator burner in the combustion air flow path in the region between the evaporator intake and the combustion air guide element has flow guide elements such that a flow component extending in the circumferential direction is imposed by these combustion air flowing in use.
  • This flow component in the circumferential direction is at least partially retained even after entry into the combustion chamber, which leads to a turbulence within the combustion chamber and thus causes a good mixing of fuel with combustion air.
  • the flow guiding elements serve to influence the flow direction and, as is known in the art, can be designed in various ways.
  • the flow guide elements can have spirally extending wings or ribs which extend over at least part of or completely over the gap formed between the evaporator receptacle and the combustion air guide element.
  • the flow guide elements can furthermore be designed as a separate insert component, which is inserted between the evaporator receptacle and the combustion air guide element. But you can also fixed (in the form of ribs or wings, for example) with the evaporator holder and / or be connected to the combustion air.
  • the flow guide elements extend between the evaporator receptacle and the combustion air guide element over the region of the bottom wall of the evaporative intake. Accordingly, in this development, the flowing combustion air already imposed upon passing through the bottom wall of the evaporator receiving a flow component in the circumferential direction. Alternatively or additionally, the flow guide elements extend over the region of a circumferential wall of the evaporator receptacle. Accordingly, in this development of the flowing combustion air when passing the circumferential wall of the evaporator receiving a flow component imposed in the circumferential direction.
  • the evaporator burner in the region of the annular combustion air antechamber, has flow guidance elements in such a way that a flow component extending in the circumferential direction is imposed by these combustion air flowing in use.
  • the flow guide elements are arranged in particular on the inlet side of the combustion air antechamber.
  • the flow guide elements can be provided only in one of the described sections. But they can also extend over several or all sections, so that the flow direction over the entire flow path is continuously influenced.
  • the combustion air supply is designed such that in use of the combustion chamber all combustion air via the combustion air flow path formed between the Brenn Kunststoffleitelement and the evaporator intake and then via an annular combustion air antechamber which is annularly formed around the combustion chamber is supplied ,
  • the design of the evaporator burner according to the invention is particularly advantageous because it causes a particularly effective cooling of the evaporator receptacle and the evaporator element.
  • the present invention is applicable to another embodiment of the combustion air supply.
  • a portion of the combustion air may also be supplied through the evaporator element via openings distributed in the bottom wall of the evaporator receptacle, which promotes effective vaporization of liquid fuel.
  • a part of the combustion air can also be conveyed via a connecting piece, which is formed centrally in the evaporator receptacle and which projects into the combustion chamber opposite the evaporator element. is, are fed into the combustion chamber.
  • the combustion air guide element has a combustion air inlet which leads into the combustion air flow path formed between the evaporator intake and the combustion air guide element, wherein a fuel supply tube for supplying (liquid) fuel to the evaporator element is received in the combustion air inlet is.
  • a fuel supply tube for supplying (liquid) fuel to the evaporator element is received in the combustion air inlet is.
  • the fuel is also cooled in the region in which it is guided out of the fuel feed tube into the evaporator element. In this way, a premature evaporation of the fuel directly at the outlet from the fuel supply pipe and thus premature ignition thereof is avoided.
  • This is particularly advantageous for fuels having a comparatively low boiling temperature (e.g., gasoline, ethanol, etc.) because thus pulsation of the combustion can be effectively prevented.
  • the combustion air inlet is preferably also arranged centrally above the bottom wall of the evaporator receptacle in this embodiment.
  • the combustion air inlet is formed as a nozzle which extends over a portion of the fuel supply pipe, whereby an even more effective cooling of the fuel in the inlet region is effected.
  • the present invention further relates to a mobile heater, in particular a vehicle heater, which has an inventive evaporator burner, which may optionally also be designed according to one or more of the described developments and / or variants has.
  • a mobile heater in particular a vehicle heater, which has an inventive evaporator burner, which may optionally also be designed according to one or more of the described developments and / or variants has.
  • the advantages explained above are achieved in a corresponding manner.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a mobile heater according to a first embodiment of the present invention in cross-sectional view
  • FIG. 2 is an enlarged view of the evaporator burner of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a side view of a combustion air guide element according to an alternative embodiment of the present invention
  • 4 shows a view of the combustion air guide element shown in FIG. 3 from below along the plane AA.
  • a mobile, fuel-powered heater 2 which forms a parking heater for a motor land vehicle, is shown schematically.
  • the heater 2 has an evaporator burner 4 and a heat exchanger 6.
  • the evaporator burner 4 has inter alia a combustion chamber 8, an evaporator receptacle 10 and an evaporator element 12 for the evaporation of liquid fuel.
  • the combustion chamber 8, the evaporator receptacle 10 and the evaporator element 12 are substantially circular in shape and have a common rotational symmetry axis 13.
  • the combustion chamber 8 is limited in the circumferential direction by a circumferential combustion chamber wall 14. At the front side in the area of the fuel supply, the combustion chamber 8 is delimited by the evaporator receptacle 10. In the evaporator receptacle 10, the evaporator element 12 is accommodated on the side facing the combustion chamber 8. Of the
  • Evaporator burner 4 also has on the side facing away from the combustion chamber 8 side of the evaporator receptacle 10, a combustion air duct 16.
  • the Brennluftleitelement 16 is cup-shaped and is similar to a cap over the evaporator receptacle 10 inverted. Both the Brennluftleitelement 16 and the evaporator receptacle 10 are formed by a metal sheet, which has received the desired shape, in particular by deep drawing.
  • a contour of the combustion air guide element 16 substantially corresponds to the contour of the evaporator receptacle 10, so that a gap 18 is formed between the evaporator receptacle 10 and the combustion air guide element 16.
  • Annular around the combustion chamber 8, a combustion air antechamber 20 is formed. The gap 18 opens into the combustion-air antechamber 20. From the combustion-air antechamber 20, a fluid connection with the combustion chamber 8 is again produced via combustion-air passage openings 22 which are formed in the combustion-chamber wall 14.
  • combustion air supply to the combustion chamber 8 takes place via a, formed in the combustion air guide 16 combustion air inlet 24, the center of a bottom wall 26 of the evaporator receptacle 10 and thus substantially on the rotational axis of symmetry 13 is arranged.
  • the combustion air inlet 24 is formed as a projecting nozzle.
  • a combustion air supply pipe 28 may be connected to the combustion air inlet 24, as shown schematically in FIGS. 1 and 2.
  • the combustion air supplied in the combustion air inlet 24 is first fed to the evaporator receptacle 10 in the axial direction (ie, parallel to the rotational axis of symmetry 13).
  • the flowing combustion air Upon reaching the evaporator receptacle 10, the flowing combustion air is deflected and guided along the bottom wall 26 of the evaporator receptacle 10 in the radial direction outward.
  • the gap 18 between the bottom wall 26 of the evaporator receptacle 10 and the combustion air guide 16 extends continuously over the entire area of the bottom wall 26 (apart from the area of the combustion air inlet 24), so that the bottom wall 26 substantially over its entire area (apart from a central area) is cooled.
  • the flowing combustion air Upon reaching the outer end of the bottom wall 26, the flowing combustion air is deflected again and flows in the axial direction (ie parallel to the rotational axis of symmetry 13) along a circumferential wall 30 of the evaporator receptacle 10 in the combustion air antechamber 20.
  • the flow direction of the combustion air in the range from the combustion air inlet 24 to the combustion air antechamber 20 is shown in FIG. 2 by arrows 31.
  • all the combustion air supplied to the combustion chamber 8 is supplied via the above-explained combustion air flow path (ie via the combustion air inlet 24, the gap 18, the combustion air antechamber 20 and the combustion air through-openings 22).
  • flow guidance elements 34 are provided in the combustion air antechamber 20.
  • These flow guide elements 34 are formed by a plurality of vanes, which are arranged in circumferential direction along the annular inlet 32 and which protrude into the flow path.
  • the flow guide elements 34 are aligned such that they impose a circumferential flow component in the use of the flowing combustion air. Accordingly, the combustion air in the combustion air antechamber 20 also flows proportionally in the circumferential direction, which flow component is maintained even after passing through the combustion air passage openings 22 in the combustion chamber 8, whereby a good mixing of the combustion air is achieved with the fuel.
  • a fuel supply pipe 36 is received for supplying liquid fuel to the evaporator element 12.
  • the fuel feed tube 36 opens into a central section of the evaporator element 12.
  • the centrally supplied, liquid fuel is distributed over the evaporation element 12 in a planar manner by the capillary action and is vaporized from there.
  • the fuel supply pipe 36 is disposed within the nozzle-shaped combustion air inlet 24, it is flowed around in the use of combustion air and thereby cooled. This prevents that the fuel is vaporized and ignited early on entry into the evaporator element 12 early, resulting in the above-explained pulsation of the combustion.
  • a glow plug 38 (shown only schematically in FIGS. 1 and 2), which is used inter alia when the evaporator burner 4 is started to ignite the fuel / combustion air mixture.
  • the glow plug 38 is used in the present embodiment as a flame detector.
  • an operation of the mobile heater 2 (or the evaporator burner 4) will be explained with reference to FIG.
  • liquid fuel is supplied to and evaporated from the evaporator element 12.
  • combustion air is - as explained above - the combustion chamber 8 is supplied and mixed with the gaseous fuel.
  • the fuel is converted in the combustion chamber 8 with the combustion air in a flaming combustion with the release of heat.
  • the gases (exhaust gases) produced during the combustion then flow out of the combustion chamber 8 via a flame tube 40 into the heat exchanger 6.
  • a first flow path 42 is formed for the exhaust gases.
  • the exhaust gases flow within the heat exchanger 6 along the first flow path 42 to an exhaust gas outlet 44, via which the exhaust gases are led to the outside.
  • a second flow path 46 is provided within the heat exchanger 6, is guided in the cooling water of the motor vehicle.
  • the first 42 and the second 46 flow path are arranged such that in use heat is effectively transferred from the exhaust gases to the cooling water.
  • the flow direction of the exhaust gases and the flow direction of the cooling water are aligned in the heat exchanger 6 opposite to each other, as shown schematically in Fig. 1 by the arrows.
  • the heated cooling water is passed through another heat exchanger (cooling water-air Heat exchanger) for heating air, which is supplied to the vehicle interior, passed.
  • the motor of the motor vehicle is preheated by the cooling water.
  • combustion air guide element 48 An alternative embodiment of a combustion air guide element 48 will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the combustion air guide element 48 is shown in a side view in FIG. 3, while it is shown in FIG. 4 from below along the plane A-A (see FIG. In the following explanation, the differences compared with the first embodiment explained above are essentially discussed.
  • the circumferential wall 50 is angled at an obtuse angle relative to the bottom wall 52.
  • the combustion air guide element 48 is of circular design and has a combustion air inlet 56 centrally (i.e., around a rotation symmetry axis 54).
  • the combustion air inlet 56 is formed through an opening in the present embodiment.
  • the combustion air guide element 48 has integrally formed flow guide elements 58.
  • the flow guide elements 58 extend in a spiral shape and extend over both the bottom wall 52 and the circumferential wall 50 of the combustion air guide element 48.
  • the flow guide elements 58 are formed by projecting ribs which, in the assembled state, extend as far as the associated evaporator receptacle (not shown).
  • Fig. 3 the course of the (arranged on the inside) Strömungsleitieri 58 is shown in dashed lines.
  • Fig. 4 the course of the flow guide elements 58 is shown in solid, spirally extending lines.
  • the flow direction of combustion air supplied in use is also illustrated by arrows 60. The combustion air supplied through the combustion air inlet 56 first flows radially outward.
  • the flowing combustion air is also imposed on a, extending in the circumferential direction flow component.
  • This, running in the circumferential direction flow component also remains at least partially within the combustion air antechamber and after passing through combustion air passage openings within the combustion chamber, so that a good mixing of combustion air is achieved with fuel.
  • the combustion air antechamber may also extend over a larger axial section of the combustion chamber. Possibly. it may also extend below the area of the heat exchanger. Furthermore, a plurality of rows of combustion air passage openings may be provided in the combustion chamber wall. Further- In addition, a part of the combustion air of the combustion chamber via openings which are formed in the bottom wall of the evaporator receptacle, are supplied. Also, the illustrated, central position of the glow plug is not mandatory. Rather, the evaporator element may for example also be formed continuously and the glow plug can protrude laterally into the combustion chamber.

Abstract

The invention relates to an evaporator burner (4) for a mobile heating device (2), comprising a combustion chamber (8), an evaporator receptacle (10), and an evaporator element (12) for evaporating liquid fuel. Said evaporator element (12) is received in the evaporator receptacle (10) on the side facing the combustion chamber (8). On the side of the evaporator receptacle (10) facing away from the combustion chamber (8), the evaporator burner (4) has at least one combustion air guide element (16), which is arranged in such a way that a combustion air flow path extending at least along a section of the bottom wall (26) of the evaporator receptacle (10) is formed between the combustion air guide element (16) and a bottom wall (26) of the evaporator receptacle (10).

Description

Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät  Evaporator burner for a mobile heater
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to an evaporator burner for a mobile heater according to the preamble of claim 1.
In mobilen Heizgeräten, insbesondere in Standheizern und/oder Zuheizern für Fahrzeuge, wie beispielsweise für motorbetriebene Landfahrzeuge, werden Verdampferbrenner eingesetzt. Solche Verdampferbrenner weisen ein Verdampferelement auf, das aus einer In mobile heaters, especially in stoves and / or auxiliary heaters for vehicles, such as motorized land vehicles, evaporator burners are used. Such evaporator burners have an evaporator element, which consists of a
durchströmbaren, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzten Struktur gebildet wird, um eine effektive Verdampfung von flüssigem Brennstoff zu erzielen. Ferner weisen permeable, interspersed with a plurality of cavities structure is formed in order to achieve an effective evaporation of liquid fuel. Further point
Verdampferbrenner eine Brennkammer zur flammenden Umsetzung von (verdampftem) Brennstoff mit Brennluft auf. Die Brennkammer ist in axialer Richtung angrenzend an den Verdampfer ausgebildet und wird in der Regel zumindest teilweise durch eine umlaufende Brennkammerwandung, die auch als Brennrohr bezeichnet wird, begrenzt.  Evaporator burner a combustion chamber for the flammable conversion of (vaporized) fuel with combustion air. The combustion chamber is formed in the axial direction adjacent to the evaporator and is usually at least partially limited by a circumferential combustion chamber wall, which is also referred to as a combustion tube.
Im Einsatz wird dem Verdampferelement flüssiger Brennstoff zugeführt. Die Kapillarwirkung des Verdampferelements sorgt für eine Durchdringung desselben mit Brennstoff. Die zum Verdampfen von Brennstoff benötigte Wärme wird beim Starten des Heizgerätes durch einen Glühstift, der in der Regel auf der der Brennkammer zugewandten Seite des In use, liquid fuel is supplied to the evaporator element. The capillary action of the evaporator element provides for a penetration of the same with fuel. The heat needed to evaporate fuel is at the start of the heater by a glow plug, which is usually on the side facing the combustion chamber of the
Verdampferelements angeordnet ist, bereitgestellt. Nach einer Startphase kann dann der Glühstift abgeschaltet werden und die zum Verdampfen erforderliche Wärme wird durch den (flammenden) Verbrennungsvorgang von Brennstoff mit Brennluft in der Brennkammer bereitgestellt. Ziel bei mobilen Heizgeräten ist, dass diese einen großen Heizleistungsbereich, wie beispielsweise von 1kW bis 5 kW (kW: Kilowatt), abdecken und über diesen abgedeckten Heizleistungsbereich durchgehend mit guten Verbrennungseigenschaften betreibbar sind. Insbesondere bei mobilen Heizgeräten mit Verdampferbrenner besteht dann, wenn diese in dem unteren Bereich des jeweils abgedeckten Heizleistungsbereichs betrieben werden, die Nei- gung, dass sich die Verbrennungseigenschaften verschlechtern. Insbesondere bei Brennstoffen mit vergleichsweise hoher Siedetemperatur (wie beispielsweise Diesel) besteht eine Neigung zur Bildung von Ablagerungen an dem Verdampferelement. Bei Brennstoffen mit vergleichsweise niedriger Siedetemperatur (wie beispielsweise Benzin, Ethanol, etc.) besteht die Neigung, dass der Verbrennungsvorgang pulsierend abläuft, was unter anderem störende Geräusche verursacht. Evaporator element is arranged provided. After a start-up phase, the glow plug can then be switched off and the heat required for evaporation is provided by the (flaming) combustion process of fuel with combustion air in the combustion chamber. The aim of mobile heaters is that they cover a large heating power range, such as from 1 kW to 5 kW (kW: kilowatts), and can be operated with good combustion properties throughout this covered heating power range. Particularly in the case of mobile heaters with evaporator burners, if these are operated in the lower region of the respectively covered heating power range, there is a tendency that the combustion properties will deteriorate. Especially for fuels with a comparatively high boiling temperature (such as diesel) there is a tendency for deposits to form on the evaporator element. For fuels with a relatively low boiling point (such as gasoline, ethanol, etc.) is the Tendency that the combustion process is pulsating, which causes, inter alia, disturbing noises.
Aus der DE 32 33 321 AI ist ein Verdampferbrenner bekannt, bei welchem die Verdampfe- raufnahme (bzw. Trägerkörper) in der Brennkammer derart abgestützt ist, dass eine Wärmeableitung von derselben vermieden wird. An evaporator burner is known from DE 32 33 321 A1, in which the evaporator receptacle (or carrier body) is supported in the combustion chamber in such a way that heat dissipation from the same is avoided.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen baulich einfach gestalteten Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät bereitzustellen, der über einen großen Heizleistungsbereich mit durchgehend guten Verbrennungseigenschaften betreibbar ist. Accordingly, the object of the present invention is to provide a structurally simple designed evaporator burner for a mobile heater, which is operable over a large heating power range with consistently good combustion properties.
Die Aufgabe wird durch einen Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by an evaporator burner according to claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät bereitgestellt, der eine Brennkammer, eine Verdampferaufnahme, und (mindestens) ein Verdampferelement zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff, aufweist. Dabei ist das Verdampferelement in der Verdampferaufnahme auf der Seite (der Verdampferaufnahme), die der Brennkammer zugewandt ist, aufgenommen. Der Verdampferbrenner weist auf der Seite der Verdampferaufnahme, die von der Brennkammer abgewandt ist, mindestens ein Brenn- luftleitelement auf, das derart angeordnet ist, dass zwischen dem Brennluftleitelement und einer Bodenwand der Verdampferaufnahme ein zumindest entlang einem Abschnitt der Bodenwand der Verdampferaufnahme verlaufender Brennluft-Strömungspfad ausgebildet ist. According to the present invention, there is provided an evaporative burner for a mobile heater having a combustor, an evaporator receiver, and (at least) an evaporator element for evaporating liquid fuel. In this case, the evaporator element in the evaporator receptacle on the side (the evaporator receptacle), which faces the combustion chamber, added. The evaporator burner has on the side of the evaporator receptacle, which faces away from the combustion chamber, at least one combustion air guide, which is arranged such that between the Brennluftleitelement and a bottom wall of the evaporator receptacle extending over at least a portion of the bottom wall of the evaporator receiving combustion air flow path is trained.
Es hat sich gezeigt, dass die oberhalb beschriebenen, nachteiligen Begleiterscheinungen eines Betriebs bei niedrigen Heizleistungen dadurch vermieden werden können, dass die Verdampferaufnahme (und damit auch das Verdampferelement) gekühlt wird. Denn gerade bei niedrigen Heizleistungen (bezogen auf den bereitstellbaren Heizleistungsbereich) ist aufgrund der niedrigeren Verdampfungsrate von Brennstoff auch die aufgenommene Verdampfungsenergie und damit die Kühlung der Verdampferaufnahme und des Verdampferelements reduziert. Grundsätzlich bestehen verschiedene Möglichkeiten, einer übermäßigen Erwärmung der Verdampferaufnahme und des Verdampferelements entgegenzuwirken. Solche Möglichkeiten könnten insbesondere in einer Material- und Wandstärkenauswahl im Bereich der Verdampferaufnahme, oder in anderweitigen, konstruktiven Abwandlungen des Verdampferbrenners liegen. Schwierig gestaltet sich aber die Auffindung einer baulich einfach ausgestalteten Lösung, durch die einerseits bei niedrigen Heizleistungen die oberhalb beschriebenen, nachteili- gen Begleiterscheinungen vermieden werden, durch die andererseits aber nicht die Startfähigkeit des Verdampferbrenners bei kalten Umgebungstemperaturen und die Brennwerte verschlechtert werden. It has been shown that the above-described disadvantageous concomitants of operation at low heat outputs can be avoided by cooling the evaporator receptacle (and therefore also the evaporator element). Because especially at low heat outputs (based on the heat output range available) is due to the lower evaporation rate of fuel and the absorbed evaporation energy and thus the cooling of the evaporator and the evaporator evaporator element is reduced. In principle, there are various ways to counteract excessive heating of the evaporator receptacle and the evaporator element. Such possibilities could be in particular in a choice of material and wall thickness in the field of evaporator recording, or in other, constructive modifications of the evaporator burner. However, the finding of a structurally simple solution which makes it possible on the one hand to avoid the disadvantageous side effects described above at low heat outputs, but on the other hand does not impair the startability of the evaporator burner at cold ambient temperatures and the calorific values, is difficult.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehene Brennluftleitelement ist ein einfach aus- gestaltetes Bauteil, das robust im Einsatz und kostengünstig in der Herstellung ist. Es kann bei unterschiedlichen Verdampferbrennern eingesetzt werden. Indem der Brennkammer zugeführte Brennluft zwischen dem Brennluftleitelement und der Verdampferaufnahme zumindest über einen Abschnitt der Bodenwand der Verdampferaufnahme entlanggeführt wird, wird die Verdampferaufnahme konvektiv gekühlt. Je dünner der Spalt zwischen Verdampferaufnahme und Brennluftleitelement ausgebildet ist, desto höher ist die Strömungsgeschwindigkeit der Brennluft (bei gleicher, zugeführter Brennluftmenge), was eine stärkere Kühlung bewirkt. Weiterhin kann die Kühlwirkung auch durch die Größe des Brennluft-Einlasses in das Brennluftleitelement beeinflusst werden. Durch die erfindungs gemäße Ausgestaltung des The provided according to the present invention Brennluftleitelement is a simple design component that is robust in use and inexpensive to manufacture. It can be used with different evaporator burners. By passing the combustion chamber supplied combustion air between the Brennluftleitelement and the evaporator receptacle at least over a portion of the bottom wall of the evaporator recording, the evaporator receptacle is convectively cooled. The thinner the gap between the evaporator receptacle and the combustion air guide element is formed, the higher the flow rate of the combustion air (with the same, supplied amount of combustion air), which causes a stronger cooling. Furthermore, the cooling effect can also be influenced by the size of the combustion air inlet in the combustion air duct. By fiction, contemporary design of
Verdampferbrenners können über den gesamten Heizleistungsbereich gute Verbrennungsei- genschaften erzielt werden. Ein übermäßiger Hitzestau im Bereich der Verdampferaufnahme und des Verdampferelements, der tendenziell insbesondere bei niedrigen Heizleistungen auftritt, wird durch den erfindungs gemäßen Verdampferbrenner effektiv vermieden. Bei Brennstoffen mit vergleichsweise hoher Siedetemperatur (wie beispielsweise Diesel) kann dementsprechend die Bildung von Ablagerungen an dem Verdampferelement vermieden werden, was zu einer höheren Lebensdauer des Verdampferbrenners führt. Bei Brennstoffen mit vergleichsweise niedriger Siedetemperatur (wie beispielsweise Benzin, Ethanol, etc.) kann ein Pulsieren der Verbrennung vermieden werden. Denn ein Pulsieren der Verbrennung entsteht insbesondere dadurch, dass zugeführter Brennstoff zu schnell verdampft und entzündet wird, wodurch anschließend eine Ruhepause eintritt, bis erneut ein zündfähiges Gemisch im Be- reich des Verdampferelements entsteht. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Evaporator burners can be achieved over the entire heating power range good combustion properties. Excessive heat accumulation in the area of the evaporator receptacle and the evaporator element, which tends to occur especially at low heat outputs, is effectively avoided by the fiction, contemporary evaporator burner. Accordingly, for fuels with a comparatively high boiling temperature (such as diesel), the formation of deposits on the evaporator element can be avoided, which leads to a longer service life of the evaporator burner. For fuels with a comparatively low boiling temperature (such as gasoline, ethanol, etc.), combustion pulsation can be avoided. For a pulsation of the combustion arises in particular in that supplied fuel is vaporized and ignited too quickly, as a result of which a rest pause occurs until an ignitable mixture again arises in the region of the evaporator element. Due to the inventive design of the
Verdampferbrenners wird ein solch übermäßig schnelles Verdampfen des zugeführten Brennstoffs vermieden und es kann dementsprechend auf die Vorsehung eines separaten Pulsati- onsdämpfers verzichtet werden, was zu einer Kosteneinsparung führt. Unter einem„mobilen Heizgerät" wird in diesem Zusammenhang ein Heizgerät verstanden, das für den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es transportabel ist (ggf. in einem Fahrzeug fest eingebaut oder lediglich für den Transport darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dauerhaften, stationären Einsatz, wie es beispielsweise bei der Beheizung eines Gebäudes der Fall ist, ausgelegt ist. Dabei kann das mobile Heizgerät auch fest in einem Fahrzeug (Landfahrzeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem Landfahrzeug, installiert sein. Insbesondere ist es zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise auf Schiffen, insbesondere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt. Das mobile Heizgerät kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Containern (zum Beispiel Baucontainern), etc.. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das mobile Heizgerät als Standheizer (sowohl bei ruhendem als auch bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar) oder als Zuheizer (ausschließlich bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar) für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt. Evaporator burner such excessively rapid evaporation of the supplied fuel is avoided and it can accordingly be dispensed with the providence of a separate Pulsati- onsdämpfers, resulting in a cost savings. In this context, a "mobile heater" is understood to mean a heater which is designed for use in mobile applications and adapted accordingly, in particular that it is transportable (possibly permanently installed in a vehicle or merely accommodated for transport therein ) and not exclusively for a permanent, stationary use, as is the case for example when heating a building, whereby the mobile heating device can also be fixed in a vehicle (land vehicle, ship, etc.), in particular in a land vehicle, In particular, it is designed for heating a vehicle interior, such as a land vehicle, watercraft or aircraft, as well as a partially open space, such as can be found on ships, in particular yachts The mobile heating device can also be temporarily stationary be used, such as in large tents, containers (Be According to an advantageous development, the mobile heater as a heater (both stationary and when running vehicle engine operable) or as a heater (only operated when the vehicle engine is running) for a land vehicle, such as a caravan, a motorhome , a bus, a car, etc., designed.
Wie in dem Fachgebiet bekannt ist, bestehen unterschiedliche, mögliche Ausgestaltungen für das Verdampferelement, wie beispielsweise die Ausbildung als Metallfasern, Metallschaum, poröse Keramik, Metallgeflecht, etc.. Wesentlich ist, dass das Verdampferelement eine vergleichsweise große Oberfläche (verglichen mit dessen Volumen) zur effektiven Verdampfung von Brennstoff aufweist. Die Verdampferaufnahme weist eine Bodenwand auf. Vorzugsweise ist sie schalenförmig ausgebildet und weist dementsprechend eine, sich an die Bodenwand anschließende, umlaufende Wand auf, die abgewinkelt (in einem rechten Winkel oder in ei- nem stumpfen Winkel) relativ zu der Bodenwand ausgebildet ist. Insbesondere liegt das Verdampferelement an der Bodenwand der Verdampferaufnahme an. In diesem Fall wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verdampferbrenners eine effektive, rückseitige Kühlung des Verdampferelements erzielt. Auch in Bezug auf das Brennluftleitelement bestehen unterschiedliche, mögliche Ausgestaltungen, sofern es derart ausgestaltet ist, dass es zu- mindest einen Teil der Brennluft, die der Brennkammer zugeführt wird, entlang dem, zwischen Brennluftleitelement und Verdampferaufnahme ausgebildeten Brennluft- Strömungspfad über zumindest einen Abschnitt der Bodenwand der Verdampferaufnahme leitet. Indem der Brennluft-Strömungspfad entlang einem Abschnitt der Bodenwand der Ver- dampferaufnahme verläuft, bedeutet dies, dass im Einsatz die Strömungsgeschwindigkeit der zugeführten Brennluft im Wesentlichen parallel zu der Bodenwand verläuft. Das Brennluftleitelement wird insbesondere durch ein durchgehendes Bauteil gebildet. Entsprechend ist auch die Verdampferaufnahme vorzugsweise im Bereich des Brennluft-Strömungspfades als durchgehendes Bauteil ausgebildet. Das Brennluftleitelement und/oder die Verdampferaufnahme kann/können jedoch auch Unterbrechungen, Löcher, Zwischenräume, etc., aufweisen, sofern die oberhalb erläuterte Brennluftführung zumindest für einen Teil der zugeführten Brennluft realisiert wird. Die Brennkammer ist insbesondere für eine flammende Verbrennung von Brennstoff mit Brennluft innerhalb derselben ausgelegt. As is known in the art, there are various possible embodiments for the evaporator element, such as formation as metal fibers, metal foam, porous ceramic, metal mesh, etc. It is essential that the evaporator element has a comparatively large surface area (compared to its volume) effective evaporation of fuel. The evaporator receptacle has a bottom wall. Preferably, it is cup-shaped and accordingly has a circumferential wall adjoining the bottom wall, which is angled (at a right angle or at an obtuse angle) relative to the bottom wall. In particular, the evaporator element bears against the bottom wall of the evaporator receptacle. In this case, an effective, rear-side cooling of the evaporator element is achieved by the inventive design of the evaporator burner. Also with regard to the combustion air, there are different, possible embodiments, provided that it is designed such that it at least a portion of the combustion air, which is supplied to the combustion chamber, along at least a portion of the combustion air flow path formed between Brennluftleitelement and evaporator intake Bottom wall of the evaporator receptacle passes. By the combustion air flow path along a portion of the bottom wall of the Ver runs steamer mount, this means that in use, the flow rate of the supplied combustion air is substantially parallel to the bottom wall. The combustion air guide element is formed in particular by a continuous component. Accordingly, the evaporator receptacle is preferably formed in the region of the combustion air flow path as a continuous component. However, the combustion air guide element and / or the evaporator receptacle can also have interruptions, holes, intermediate spaces, etc., if the above-explained combustion air guide is realized at least for a part of the supplied combustion air. The combustion chamber is designed in particular for a flammable combustion of fuel with combustion air within the same.
Sofern in der vorliegenden Beschreibung auf„mindestens ein" Bauteil Bezug genommen wird, schließt dies neben genau einem solchen Bauteil auch die Möglichkeit von mehreren, solchen Bauteilen ein. Dieses Verständnis gilt auch in der weiteren Beschreibung, auch wenn dies nicht jedesmal explizit erwähnt wird. Auch wird durch die Beschreibung, dass„ein" Bau- teil vorgesehen ist, nicht die Möglichkeit ausgeschlossen, dass ggf. auch mehrere, solche Bauteile vorgesehen sein können, sofern diese Option nicht durch die Bezeichnung„genau ein" ausgeschlossen ist und sofern diese Option technisch sinnvoll ist. As far as in the present description reference is made to "at least one" component, this includes not only one such component but also the possibility of a plurality of such components, and this understanding also applies in the further description, although this is not explicitly mentioned each time. Also, the description that "one" component is provided does not exclude the possibility that, if necessary, several such components may be provided, unless this option is excluded by the term "exactly one" and if so option is technically reasonable.
Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich das Brennluftleitelement schalenförmig (bzw. kap- penförmig) über die Verdampferaufnahme. Auf diese Weise wird ein Brennluft- Strömungspfad über die gesamte Rückseite der Verdampferaufnahme bereitgestellt, so dass im Einsatz eine effektive Kühlwirkung erzielbar ist. Dabei muss sich das Brennluftleitelement nicht vollständig durchgehend über die Verdampferaufnahme erstrecken. Vielmehr kann es beispielsweise einen Brennluft-Einlass zur Zuführung von Brennluft in den Brennluft- Strömungspfad aufweisen, ein Brennstoff-Zuführrohr zur Zuführung von Brennstoff an das Verdampferelement und/oder einen Glühstift zur Zündung des Brennstoff-Brennluft- Gemisches bei einer Startphase des Verdampferbrenners aufnehmen. Insbesondere weist das Brennluftleitelement ähnlich wie die Verdampferaufnahme eine Bodenwand und eine, sich an die Bodenwand anschließende, umlaufende Wand auf, die abgewinkelt (in einem rechten Winkel oder in einem stumpfen Winkel) relativ zu der Bodenwand ausgebildet ist. According to a development, the combustion air guide element extends in the form of a dish (or in the form of a cap) over the evaporator receptacle. In this way, a combustion air flow path is provided over the entire rear side of the evaporator receptacle, so that an effective cooling effect can be achieved in use. The combustion air guide element does not have to extend completely through the evaporator receptacle. Rather, it may for example have a combustion air inlet for supplying combustion air into the combustion air flow path, receive a fuel supply pipe for supplying fuel to the evaporator element and / or a glow plug for igniting the fuel-combustion air mixture at a start phase of the evaporator burner. In particular, similar to the evaporator receptacle, the combustion air guide element has a bottom wall and a circumferential wall adjoining the bottom wall, which is angled (at a right angle or at an obtuse angle) relative to the bottom wall.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Brennluftleitelement im Wesentlichen mittig (insbesondere genau mittig) über der Bodenwand der Verdampferaufnahme einen Brennluft-Einlass zur Zuführung von Brennluft in den Brennluft-Strömungspfad auf. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Kühlung der Verdampferaufnahme (sowie des Verdampferelements) erzielt. Die Zuführung von Brennluft in den Brennluft-Einlass kann - je nach Ausgestaltung des Verdampferbrenners - von einem Brennluft-Zuführrohr aus oder von einer stromaufwärts von dem Brennluft-Einlass ausgebildeten Vorkammer aus erfolgen. According to a development, the combustion air guide element has a combustion air inlet substantially centrally (in particular exactly in the center) above the bottom wall of the evaporator receptacle for supplying combustion air into the combustion air flow path. In this way, a uniform cooling of the evaporator receptacle (and the evaporator element) is achieved. The supply of combustion air into the combustion air inlet can - depending on the design of the evaporator burner - carried out from a combustion air supply pipe or from an upstream of the combustion air inlet formed prechamber.
Gemäß einer Weiterbildung ist eine Kontur des Brennluftleitelements auf der, der Verdampferaufnahme zugewandten Seite entsprechend einer Kontur der Verdampferaufnahme auf der, dem Brennluftleitelement zugewandten Seite ausgebildet, so dass zwischen der Verdampferaufnahme und dem Brennluftleitelement ein Spalt ausgebildet ist, durch welchen der Brennluft-Strömungspfad führt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Kühlung über die gesamte Rückseite der Verdampferaufnahme und damit über die gesamte Erstreckungsfläche des Verdampferelements erzielt. Der zwischen Verdampferaufnahme und Brennluftleitelement ausgebildete Spalt kann (über die Erstreckungsfläche der Rückseite der Verdampferaufnahme) durchgehend ausgebildet sein. Alternativ können in dem Spalt zwischen der Verdampferaufnahme und dem Brennluftleitelement auch Abstützelemente, durch welche ein gewünschter Abstand zwischen dem Brennluftleitelement und der Verdampferaufnahme sichergestellt wird, und/oder Strömungsleitelemente zur Beeinflussung der Strömungsrichtung der Brennluft vorgesehen sein. Insbesondere sind die Konturen des Brennluftleitelements und der Verdampferaufnahme schalenförmig ausgebildet, so dass dazwischen ein schalenförmiger Spalt entsteht. According to one embodiment, a contour of the Brennluftleitelements on the evaporator receiving side facing a contour of the evaporator receptacle on the, the Brennluftleitelement side facing formed so that between the evaporator and the Brennluftleitelement a gap is formed, through which the combustion air flow path leads. In this way, a uniform cooling over the entire back of the evaporator receptacle and thus over the entire extension surface of the evaporator element is achieved. The gap formed between the evaporator receptacle and the combustion air guide element can be designed to be continuous (over the area of extent of the rear side of the evaporator receptacle). Alternatively, in the gap between the evaporator receptacle and the Brennluftleitelement also supporting elements, by which a desired distance between the Brennluftleitelement and the evaporator receptacle is ensured, and / or flow guide to influence the flow direction of the combustion air can be provided. In particular, the contours of the Brennluftleitelements and the evaporator receptacle are cup-shaped, so that there is a cup-shaped gap therebetween.
Gemäß einer Weiterbildung sind das Brennluftleitelement und die Verdampferaufnahme derart ausgebildet, dass der Brennluft-Strömungspfad von einem im Wesentlichen mittig über der Bodenwand der Verdampferaufnahme vorgesehenen Brennluft-Einlass zumindest anteilig radial nach außen entlang der Bodenwand verläuft, wobei der Brennluft-Strömungspfad in einen ringförmigen Brennluft- Vorraum, der ringförmig um die Brennkammer ausgebildet ist, führt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Kühlung der Verdampferaufnahme erzielt. Die radiale Richtung verläuft dabei senkrecht zu der axialen Richtung. Letztere (axiale Richtung) ist, wie oberhalb erläutert wird, durch die Abfolge der Verdampferaufnahme und der Brennkammer definiert. Im Falle einer rotations symmetrischen Ausbildung der Verdampferaufnahme und/oder des Verdampferelements und/oder der Brennkammer ist die axiale Richtung auch durch die Rotations-Symmetrieachse definiert. Die radiale Richtung ist ferner insbeson- dere durch die Ringform des Brennluft- Vorraums definiert. In der Regel sind auch die Verdampferaufnahme und das Verdampferelement kreisförmig ausgebildet, so dass auch durch diese in gleicher Weise eine radiale Richtung festgelegt wird. Eine genau kreisförmige Form des Brennluft- Vorraums, der Verdampferaufnahme und des Verdampferelements ist jedoch nicht zwingend. Die Verdampferaufnahme ist insbesondere schalenförmig ausgebildet und weist angrenzend zu der Bodenwand eine, in einem rechten oder stumpfen Winkel relativ zu der Bodenwand abgewinkelte, umlaufende Wand auf. In diesem Fall führt der Brennluft- Strömungspfad im Anschluss an die Bodenwand auch noch entlang der abgewinkelten, umlaufenden Wand der Verdampferaufnahme, bevor er den ringförmigen Brennluft- Vorraum erreicht. Der Brennluft-Einlass ist insbesondere in dem Brennluftleitelement ausgebildet. According to a further development, the combustion air guide element and the evaporator receptacle are designed such that the combustion air flow path extends at least partially radially outward along the bottom wall from a combustion air inlet provided substantially centrally above the bottom wall of the evaporator receptacle, the combustion air flow path into an annular combustion air - Antechamber, which is formed annularly around the combustion chamber leads. In this way, a uniform cooling of the evaporator receptacle is achieved. The radial direction is perpendicular to the axial direction. The latter (axial direction), as explained above, is defined by the sequence of the evaporator receptacle and the combustion chamber. In the case of a rotationally symmetrical design of the evaporator receptacle and / or the evaporator element and / or the combustion chamber, the axial direction is also defined by the rotational axis of symmetry. The radial direction is also particularly dere defined by the ring shape of the combustion air antechamber. In general, the evaporator receptacle and the evaporator element are circular, so that a radial direction is determined by them in the same way. However, a precisely circular shape of the combustion air antechamber, the evaporator receptacle and the evaporator element is not mandatory. The evaporator receptacle is in particular designed shell-shaped and has, adjacent to the bottom wall, a peripheral wall which is angled at a right-angle or an obtuse angle relative to the bottom wall. In this case, the combustion air flow path leads to the bottom wall also along the angled, circumferential wall of the evaporator receptacle before it reaches the annular combustion air antechamber. The combustion air inlet is formed in particular in the Brennluftleitelement.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Brennluft-Vorraum durch eine umlaufend um die Brennkammer ausgebildete Brennkammerwandung von der Brennkammer unterteilt und die Brennkammerwandung weist Brennluft-Durchgangsöffnungen zur Zuführung von Brennluft aus dem Brennluft- Vorraum in die Brennkammer auf. Insbesondere sind die Brennluft- Durchgangsöffnungen gleichmäßig in Umfangsrichtung in der Brennkammerwandung ausgebildet. According to a development, the combustion air antechamber is subdivided by a combustion chamber wall running around the combustion chamber from the combustion chamber, and the combustion chamber wall has combustion air passage openings for supplying combustion air from the combustion air antechamber into the combustion chamber. In particular, the combustion air passage openings are formed uniformly in the circumferential direction in the combustion chamber wall.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Verdampferbrenner in dem Brennluft-Strömungspfad in dem Bereich zwischen Verdampferaufnahme und Brennluftleitelement Strömungsleitelemente derart auf, dass durch diese im Einsatz strömender Brennluft eine, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegt wird. Diese Strömungskomponente in Umfangsrichtung wird zumindest teilweise auch noch nach Eintritt in die Brennkammer beibehalten, was zu einer Verwirbelung innerhalb der Brennkammer führt und damit eine gute Durchmi- schung von Brennstoff mit Brennluft bewirkt. Dadurch wird eine vollständige Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft unterstützt. Die Strömungsleitelemente dienen der Beeinflussung der Strömungsrichtung und können - wie in dem Fachgebiet bekannt ist - auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein. Insbesondere können die Strömungsleitelemente spiralförmig verlaufende Flügel oder Rippen aufweisen, die sich zumindest über einen Teil oder vollstän- dig über den, zwischen Verdampferaufnahme und Brennluftleitelement ausgebildeten Spalt erstrecken. Die Strömungsleitelemente können ferner als separates Einsatzbauteil, das zwischen Verdampferaufnahme und Brennluftleitelement eingesetzt wird, ausgebildet sein. Sie können aber auch fest (in Form von z.B. Rippen oder Flügeln) mit der Verdampferaufnahme und/oder mit dem Brennluftleitelement verbunden sein. According to a further development, the evaporator burner in the combustion air flow path in the region between the evaporator intake and the combustion air guide element has flow guide elements such that a flow component extending in the circumferential direction is imposed by these combustion air flowing in use. This flow component in the circumferential direction is at least partially retained even after entry into the combustion chamber, which leads to a turbulence within the combustion chamber and thus causes a good mixing of fuel with combustion air. This supports full conversion of fuel with combustion air. The flow guiding elements serve to influence the flow direction and, as is known in the art, can be designed in various ways. In particular, the flow guide elements can have spirally extending wings or ribs which extend over at least part of or completely over the gap formed between the evaporator receptacle and the combustion air guide element. The flow guide elements can furthermore be designed as a separate insert component, which is inserted between the evaporator receptacle and the combustion air guide element. But you can also fixed (in the form of ribs or wings, for example) with the evaporator holder and / or be connected to the combustion air.
Gemäß einer Weiterbildung erstrecken sich die Strömungsleitelemente zwischen der Verdampferaufnahme und dem Brennluftleitelement über den Bereich der Bodenwand der Ver- dampf eraufnahme. Dementsprechend wird bei dieser Weiterbildung der strömenden Brennluft bereits bei Passieren der Bodenwand der Verdampferaufnahme eine Strömungskomponente in Umfang srichtung auferlegt. Alternativ oder zusätzlich erstrecken sich die Strömungsleitelemente über den Bereich einer umlaufenden Wand der Verdampferaufnahme. Dementsprechend wird bei dieser Weiterbildung der strömenden Brennluft bei Passieren der umlaufenden Wand der Verdampferaufnahme eine Strömungskomponente in Umfangsrichtung auferlegt. Alternativ oder zusätzlich weist der Verdampferbrenner in dem Bereich des ringförmigen Brennluft- Vorraums Strömungsleitelemente derart auf, dass durch diese im Einsatz strömender Brennluft eine, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegt wird. In letzterem Fall sind die Strömungsleitelemente insbesondere einlassseitig des Brennluft- Vorraums angeordnet. Allgemein ist anzumerken, dass die Strömungsleitelemente nur in einem der erläuterten Abschnitte vorgesehen sein können. Sie können sich aber auch über mehrere oder alle Abschnitte erstrecken, so dass die Strömungsrichtung über den gesamten Strömungsweg kontinuierlich beeinflusst wird. Gemäß einer Weiterbildung ist die Brennluft-Zuführung derart ausgebildet, dass im Einsatz der Brennkammer sämtliche Brennluft über den, zwischen dem Brennluftleitelement und der Verdampferaufnahme ausgebildeten Brennluft-Strömungspfad und anschließend über einen ringförmigen Brennluft- Vorraum, der ringförmig um die Brennkammer ausgebildet ist, zugeführt wird. Gerade bei solch einer Brennluftzuführung ist die erfindungsgemäße Ausgestal- tung des Verdampferbrenners besonders vorteilhaft, da sie eine besonders effektive Kühlung der Verdampferaufnahme und des Verdampferelements bewirkt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch bei einer anderen Ausgestaltung der Brennluftzuführung anwendbar. Beispielsweise kann auch ein Teil der Brennluft über Öffnungen, die in der Bodenwand der Verdampferaufnahme verteilt sind, durch das Verdampferelement hindurch zugeführt werden, was eine effektive Verdampfung von flüssigem Brennstoff unterstützt. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Teil der Brennluft über einen Stutzen, der zentral in der Verdampferaufnahme ausgebildet ist und der gegenüber dem Verdampferelement in die Brennkammer vor- steht, in die Brennkammer zugeführt werden. According to a further development, the flow guide elements extend between the evaporator receptacle and the combustion air guide element over the region of the bottom wall of the evaporative intake. Accordingly, in this development, the flowing combustion air already imposed upon passing through the bottom wall of the evaporator receiving a flow component in the circumferential direction. Alternatively or additionally, the flow guide elements extend over the region of a circumferential wall of the evaporator receptacle. Accordingly, in this development of the flowing combustion air when passing the circumferential wall of the evaporator receiving a flow component imposed in the circumferential direction. Alternatively or additionally, in the region of the annular combustion air antechamber, the evaporator burner has flow guidance elements in such a way that a flow component extending in the circumferential direction is imposed by these combustion air flowing in use. In the latter case, the flow guide elements are arranged in particular on the inlet side of the combustion air antechamber. In general, it should be noted that the flow guide elements can be provided only in one of the described sections. But they can also extend over several or all sections, so that the flow direction over the entire flow path is continuously influenced. According to one embodiment, the combustion air supply is designed such that in use of the combustion chamber all combustion air via the combustion air flow path formed between the Brennluftleitelement and the evaporator intake and then via an annular combustion air antechamber which is annularly formed around the combustion chamber is supplied , Especially with such a combustion air supply, the design of the evaporator burner according to the invention is particularly advantageous because it causes a particularly effective cooling of the evaporator receptacle and the evaporator element. However, the present invention is applicable to another embodiment of the combustion air supply. For example, a portion of the combustion air may also be supplied through the evaporator element via openings distributed in the bottom wall of the evaporator receptacle, which promotes effective vaporization of liquid fuel. Additionally or alternatively, a part of the combustion air can also be conveyed via a connecting piece, which is formed centrally in the evaporator receptacle and which projects into the combustion chamber opposite the evaporator element. is, are fed into the combustion chamber.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Brennluftleitelement einen Brennluft-Einlass auf, der in den zwischen der Verdampferaufnahme und dem Brennluftleitelement ausgebildeten Brenn- luft-Strömungspfad führt, wobei in dem Brennluft-Einlass ein Brennstoff-Zuführrohr zum Zuführen von (flüssigem) Brennstoff an das Verdampferelement aufgenommen ist. Durch diese Ausgestaltung wird auch der Brennstoff in dem Bereich, in dem er aus dem Brennstoff- Zuführrohr in das Verdampferelement geführt wird, gekühlt. Auf diese Weise wird ein vorzeitiges Verdampfen des Brennstoffes direkt bei Austritt aus dem Brennstoff-Zuführrohr und damit ein vorzeitiges Zünden desselben vermieden. Dies ist insbesondere bei Brennstoffen mit vergleichsweise niedriger Siedetemperatur (z.B. Benzin, Ethanol, etc.) vorteilhaft, da somit ein Pulsieren der Verbrennung effektiv verhindert werden kann. Der Brennluft-Einlass ist auch bei dieser Ausgestaltung bevorzugt mittig über der Bodenwand der Verdampferaufnahme angeordnet. Der Brennluft-Einlass ist insbesondere als Stutzen ausgebildet, der sich über einen Abschnitt des Brennstoff-Zuführrohrs erstreckt, wodurch eine noch effektivere Kühlung des Brennstoffs in dem Einlassbereich bewirkt wird. According to a development, the combustion air guide element has a combustion air inlet which leads into the combustion air flow path formed between the evaporator intake and the combustion air guide element, wherein a fuel supply tube for supplying (liquid) fuel to the evaporator element is received in the combustion air inlet is. As a result of this configuration, the fuel is also cooled in the region in which it is guided out of the fuel feed tube into the evaporator element. In this way, a premature evaporation of the fuel directly at the outlet from the fuel supply pipe and thus premature ignition thereof is avoided. This is particularly advantageous for fuels having a comparatively low boiling temperature (e.g., gasoline, ethanol, etc.) because thus pulsation of the combustion can be effectively prevented. The combustion air inlet is preferably also arranged centrally above the bottom wall of the evaporator receptacle in this embodiment. In particular, the combustion air inlet is formed as a nozzle which extends over a portion of the fuel supply pipe, whereby an even more effective cooling of the fuel in the inlet region is effected.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein mobiles Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugheizgerät, das einen erfindungsgemäßen Verdampferbrenner, der gegebenenfalls auch gemäß einer oder mehrerer der erläuterten Weiterbildungen und/oder Varianten ausgebildet sein kann, aufweist. Bei dem mobilen Heizgerät werden die oberhalb erläuterten Vorteile in entsprechender Weise erzielt. The present invention further relates to a mobile heater, in particular a vehicle heater, which has an inventive evaporator burner, which may optionally also be designed according to one or more of the described developments and / or variants has. In the mobile heater, the advantages explained above are achieved in a corresponding manner.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgen- den Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen: Further advantages and expediencies of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From the figures show:
Fig. l: eine schematische Darstellung eines mobilen Heizgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Querschnittansicht; 1 is a schematic representation of a mobile heater according to a first embodiment of the present invention in cross-sectional view;
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung des Verdampferbrenners aus Fig. 1; FIG. 2 is an enlarged view of the evaporator burner of FIG. 1; FIG.
Fig. 3: eine Seitenansicht eines Brennluftleitelements gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4: eine Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Brennluftleitelements von unten entlang der Ebene A-A. 3 shows a side view of a combustion air guide element according to an alternative embodiment of the present invention; and 4 shows a view of the combustion air guide element shown in FIG. 3 from below along the plane AA.
In Fig. 1 ist ein mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät 2, das eine Standheizung für ein motorbetriebenes Landfahrzeug bildet, schematisch dargestellt. Nachfolgend wird vor allem auf die Bauteile eingegangen, die mit der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang stehen. Das Heizgerät 2 weist einen Verdampferbrenner 4 und einen Wärmetauscher 6 auf. Der Verdampferbrenner 4 weist unter anderem eine Brennkammer 8, eine Verdampferaufnahme 10 und ein Verdampferelement 12 zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff auf. Die Brennkammer 8, die Verdampferaufnahme 10 und das Verdampferelement 12 sind im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weisen eine gemeinsame Rotations-Symmetrieachse 13 auf. In Fig. 1, a mobile, fuel-powered heater 2, which forms a parking heater for a motor land vehicle, is shown schematically. In the following, particular attention will be given to the components associated with the present invention. The heater 2 has an evaporator burner 4 and a heat exchanger 6. The evaporator burner 4 has inter alia a combustion chamber 8, an evaporator receptacle 10 and an evaporator element 12 for the evaporation of liquid fuel. The combustion chamber 8, the evaporator receptacle 10 and the evaporator element 12 are substantially circular in shape and have a common rotational symmetry axis 13.
Die Brennkammer 8 wird in Umfangsrichtung durch eine umlaufende Brennkammerwandung 14 begrenzt. Stirnseitig im Bereich der Brennstoffzuführung wird die Brennkammer 8 durch die Verdampferaufnahme 10 begrenzt. In der Verdampferaufnahme 10 ist auf der Seite, die der Brennkammer 8 zugewandt ist, das Verdampferelement 12 aufgenommen. Der The combustion chamber 8 is limited in the circumferential direction by a circumferential combustion chamber wall 14. At the front side in the area of the fuel supply, the combustion chamber 8 is delimited by the evaporator receptacle 10. In the evaporator receptacle 10, the evaporator element 12 is accommodated on the side facing the combustion chamber 8. Of the
Verdampferbrenner 4 weist ferner auf der, von der Brennkammer 8 abgewandten Seite der Verdampferaufnahme 10 ein Brennluftleitelement 16 auf. Das Brennluftleitelement 16 ist schalenförmig ausgebildet und ist ähnlich wie eine Kappe über die Verdampferaufnahme 10 gestülpt. Sowohl das Brennluftleitelement 16 als auch die Verdampferaufnahme 10 werden durch ein Metallblech gebildet, das die gewünschte Form insbesondere durch Tiefziehen erhalten hat. Eine Kontur des Brennluftleitelements 16 entspricht im Wesentlichen der Kontur der Verdampferaufnahme 10, so dass zwischen der Verdampferaufnahme 10 und dem Brenn- luftleitelement 16 ein Spalt 18 ausgebildet ist. Ringförmig um die Brennkammer 8 ist ein Brennluft- Vorraum 20 ausgebildet. Der Spalt 18 mündet in den Brennluft-Vorraum 20. Von dem Brennluft- Vorraum 20 wird wiederum über Brennluft-Durchgangsöffnungen 22, die in der Brennkammerwandung 14 ausgebildet sind, eine Fluidverbindung mit der Brennkammer 8 hergestellt. Evaporator burner 4 also has on the side facing away from the combustion chamber 8 side of the evaporator receptacle 10, a combustion air duct 16. The Brennluftleitelement 16 is cup-shaped and is similar to a cap over the evaporator receptacle 10 inverted. Both the Brennluftleitelement 16 and the evaporator receptacle 10 are formed by a metal sheet, which has received the desired shape, in particular by deep drawing. A contour of the combustion air guide element 16 substantially corresponds to the contour of the evaporator receptacle 10, so that a gap 18 is formed between the evaporator receptacle 10 and the combustion air guide element 16. Annular around the combustion chamber 8, a combustion air antechamber 20 is formed. The gap 18 opens into the combustion-air antechamber 20. From the combustion-air antechamber 20, a fluid connection with the combustion chamber 8 is again produced via combustion-air passage openings 22 which are formed in the combustion-chamber wall 14.
Eine detailliertere Erläuterung der Brennluftzuführung an die Brennkammer 8 erfolgt nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2. Die Brennluftzuführung erfolgt über einen, in dem Brennluftleitelement 16 ausgebildeten Brennluft-Einlass 24, der mittig über einer Bodenwand 26 der Verdampferaufnahme 10 und damit im Wesentlichen auf der Rotations- Symmetrieachse 13 angeordnet ist. Der Brennluft- Einlass 24 ist als vorstehender Stutzen ausgebildet. An dem Brennluft- Einlass 24 kann insbesondere ein Brennluft-Zuführrohr 28 angeschlossen sein, wie es schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die in dem Brennluft- Einlass 24 zugeführte Brennluft wird zunächst in axialer Richtung (d.h. parallel zu der Rotations-Symmetrieachse 13) auf die Verdampferaufnahme 10 zugeleitet. Bei Erreichen der Verdampferaufnahme 10 wird die strömende Brennluft umgelenkt und entlang der Bodenwand 26 der Verdampferaufnahme 10 flächig in radialer Richtung nach außen geleitet. Der Spalt 18 zwischen der Bodenwand 26 der Verdampferaufnahme 10 und dem Brennluftleitelement 16 erstreckt sich durchgehend über die gesamte Fläche der Bodenwand 26 (abgesehen von dem Bereich des Brennluft-Einlasses 24), so dass die Bodenwand 26 im Wesentlichen über deren gesamte Fläche (abgesehen von einem zentralen Bereich) gekühlt wird. Bei Erreichen des äußeren Endes der Bodenwand 26 wird die strömende Brennluft erneut umgelenkt und strömt in axialer Richtung (d.h. parallel zu der Rotations-Symmetrieachse 13) entlang einer umlau- fenden Wand 30 der Verdampferaufnahme 10 in den Brennluft- Vorraum 20. Die Strömungsrichtung der Brennluft in dem Bereich von dem Brennluft- Einlass 24 bis zu dem Brennluft- Vorraum 20 ist in Fig. 2 durch Pfeile 31 dargestellt. Bei der vorliegend dargestellten Ausführungsform wird sämtliche, der Brennkammer 8 zugeführte Brennluft über den oberhalb erläuterten Brennluft-Strömungspfad (d.h. über den Brennluft-Einlass 24, den Spalt 18, den Brenn- luft- Vorraum 20 und die Brennluft-Durchgangsöffnungen 22) zugeführt. A more detailed explanation of the combustion air supply to the combustion chamber 8 takes place below with reference to FIG. 2. The combustion air supply takes place via a, formed in the combustion air guide 16 combustion air inlet 24, the center of a bottom wall 26 of the evaporator receptacle 10 and thus substantially on the rotational axis of symmetry 13 is arranged. The combustion air inlet 24 is formed as a projecting nozzle. In particular, a combustion air supply pipe 28 may be connected to the combustion air inlet 24, as shown schematically in FIGS. 1 and 2. The combustion air supplied in the combustion air inlet 24 is first fed to the evaporator receptacle 10 in the axial direction (ie, parallel to the rotational axis of symmetry 13). Upon reaching the evaporator receptacle 10, the flowing combustion air is deflected and guided along the bottom wall 26 of the evaporator receptacle 10 in the radial direction outward. The gap 18 between the bottom wall 26 of the evaporator receptacle 10 and the combustion air guide 16 extends continuously over the entire area of the bottom wall 26 (apart from the area of the combustion air inlet 24), so that the bottom wall 26 substantially over its entire area (apart from a central area) is cooled. Upon reaching the outer end of the bottom wall 26, the flowing combustion air is deflected again and flows in the axial direction (ie parallel to the rotational axis of symmetry 13) along a circumferential wall 30 of the evaporator receptacle 10 in the combustion air antechamber 20. The flow direction of the combustion air in the range from the combustion air inlet 24 to the combustion air antechamber 20 is shown in FIG. 2 by arrows 31. In the presently illustrated embodiment, all the combustion air supplied to the combustion chamber 8 is supplied via the above-explained combustion air flow path (ie via the combustion air inlet 24, the gap 18, the combustion air antechamber 20 and the combustion air through-openings 22).
In dem Bereich eines (ringförmigen) von dem Spalt 18 in den Brennluft- Vorraum 20 führenden Einlasses 32 sind in dem Brennluft- Vorraum 20 Strömungsleitelemente 34 vorgesehen. Diese Strömungsleitelemente 34 werden durch eine Mehrzahl von Flügeln gebildet, die in Umfang srichtung entlang des ringförmigen Einlasses 32 angeordnet sind und die in den Strömungspfad ragen. Die Strömungsleitelemente 34 sind derart ausgerichtet, dass sie im Einsatz der strömenden Brennluft eine, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegen. Dementsprechend strömt die Brennluft in dem Brennluft- Vorraum 20 auch anteilig in Umfangsrichtung, welche Strömungskomponente auch nach Durchtritt durch die Brennluft- Durchgangsöffnungen 22 in der Brennkammer 8 beibehalten wird, wodurch eine gute Durchmischung der Brennluft mit dem Brennstoff erzielt wird. In dem stutzenförmigen Brennluft-Einlas 24 ist ein Brennstoff-Zuführrohr 36 zur Zuführung von flüssigem Brennstoff an das Verdampferelement 12 aufgenommen. Das Brennstoff- Zuführrohr 36 mündet in einem zentralen Abschnitt des Verdampferelements 12. Der zentral zugeführte, flüssige Brennstoff wird durch die Kapillarwirkung flächig über das Verdampfe - relement 12 verteilt und wird von dort verdampft. Indem das Brennstoff-Zuführrohr 36 innerhalb des stutzenförmigen Brennluft-Einlasses 24 angeordnet ist, wird es im Einsatz von Brennluft umströmt und dadurch gekühlt. Dadurch wird verhindert, dass der Brennstoff direkt bei Eintritt in das Verdampferelement 12 frühzeitig verdampft und gezündet wird, was zu dem oberhalb erläuterten Pulsieren der Verbrennung führt. Zentral in dem Verdampferele- ment 12 ist ein (in den Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellter) Glühstift 38 vorgesehen, der unter anderem beim Starten des Verdampferbrenners 4 zum Zünden des Brennstoff- Brennluft-Gemisches eingesetzt wird. Nach einer Startphase des mobilen Heizgerätes wird der Glühstift 38 bei der vorliegenden Ausführungsform als Flammwächter eingesetzt. Nachfolgend wird ein Betrieb des mobilen Heizgerätes 2 (bzw. des Verdampferbrenners 4) unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Im Betrieb wird - wie oberhalb erläutert wurde - flüssiger Brennstoff dem Verdampferelement 12 zugeführt und von demselben verdampft. Ferner wird Brennluft - wie oberhalb erläutert wurde - der Brennkammer 8 zugeführt und mit dem gasförmigen Brennstoff vermischt. Der Brennstoff wird in der Brennkammer 8 mit der Brenn- luft in einer flammenden Verbrennung unter Freisetzung von Wärme umgesetzt. Die bei der Verbrennung entstehenden Gase (Abgase) strömen dann aus der Brennkammer 8 über ein Flammrohr 40 in den Wärmetauscher 6. In the region of an (annular) inlet 32 leading from the gap 18 into the combustion air antechamber 20, flow guidance elements 34 are provided in the combustion air antechamber 20. These flow guide elements 34 are formed by a plurality of vanes, which are arranged in circumferential direction along the annular inlet 32 and which protrude into the flow path. The flow guide elements 34 are aligned such that they impose a circumferential flow component in the use of the flowing combustion air. Accordingly, the combustion air in the combustion air antechamber 20 also flows proportionally in the circumferential direction, which flow component is maintained even after passing through the combustion air passage openings 22 in the combustion chamber 8, whereby a good mixing of the combustion air is achieved with the fuel. In the nozzle-shaped combustion air inlet 24, a fuel supply pipe 36 is received for supplying liquid fuel to the evaporator element 12. The fuel feed tube 36 opens into a central section of the evaporator element 12. The centrally supplied, liquid fuel is distributed over the evaporation element 12 in a planar manner by the capillary action and is vaporized from there. By the fuel supply pipe 36 is disposed within the nozzle-shaped combustion air inlet 24, it is flowed around in the use of combustion air and thereby cooled. This prevents that the fuel is vaporized and ignited early on entry into the evaporator element 12 early, resulting in the above-explained pulsation of the combustion. Central in the evaporator element 12 is a glow plug 38 (shown only schematically in FIGS. 1 and 2), which is used inter alia when the evaporator burner 4 is started to ignite the fuel / combustion air mixture. After a start phase of the mobile heater, the glow plug 38 is used in the present embodiment as a flame detector. Hereinafter, an operation of the mobile heater 2 (or the evaporator burner 4) will be explained with reference to FIG. In operation, as explained above, liquid fuel is supplied to and evaporated from the evaporator element 12. Further, combustion air is - as explained above - the combustion chamber 8 is supplied and mixed with the gaseous fuel. The fuel is converted in the combustion chamber 8 with the combustion air in a flaming combustion with the release of heat. The gases (exhaust gases) produced during the combustion then flow out of the combustion chamber 8 via a flame tube 40 into the heat exchanger 6.
In dem Wärmetauscher 6 wird ein erster Strömungspfad 42 für die Abgase gebildet. Die Ab- gase strömen innerhalb des Wärmetauschers 6 entlang des ersten Strömungspfads 42 zu einer Abgas-Ableitung 44, über welche die Abgase nach Außen geführt werden. Ferner ist ein zweiter Strömungspfad 46 innerhalb des Wärmetauschers 6 vorgesehen, in dem Kühlwasser des Kraftfahrzeuges geführt wird. Der erste 42 und der zweite 46 Strömungspfad sind dabei derart angeordnet, dass im Einsatz Wärme effektiv von den Abgasen auf das Kühlwasser übertragen wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Strömungsrichtung der Abgase und die Strömungsrichtung des Kühlwassers in dem Wärmetauscher 6 entgegengesetzt zueinander ausgerichtet, wie in Fig. 1 schematisch durch die Pfeile dargestellt ist. Das erwärmte Kühlwasser wird über einen weiteren Wärmetauscher (Kühlwasser-Luft- Wärmetauscher) zur Beheizung von Luft, die dem Fahrzeug-Innenraum zugeführt wird, geleitet. Ferner wird durch das Kühlwasser der Motor des Kraftfahrzeuges vorgewärmt. In the heat exchanger 6, a first flow path 42 is formed for the exhaust gases. The exhaust gases flow within the heat exchanger 6 along the first flow path 42 to an exhaust gas outlet 44, via which the exhaust gases are led to the outside. Further, a second flow path 46 is provided within the heat exchanger 6, is guided in the cooling water of the motor vehicle. The first 42 and the second 46 flow path are arranged such that in use heat is effectively transferred from the exhaust gases to the cooling water. In the present embodiment, the flow direction of the exhaust gases and the flow direction of the cooling water are aligned in the heat exchanger 6 opposite to each other, as shown schematically in Fig. 1 by the arrows. The heated cooling water is passed through another heat exchanger (cooling water-air Heat exchanger) for heating air, which is supplied to the vehicle interior, passed. Furthermore, the motor of the motor vehicle is preheated by the cooling water.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 eine alternative Ausführungs- form eines Brennluftleitelements 48 erläutert. Dabei ist das Brennluftleitelement 48 in Fig. 3 in Seitenansicht dargestellt, während es in Fig. 4 von unten entlang der Ebene A-A (vgl. Fig. 3) dargestellt ist. Bei der nachfolgenden Erläuterung wird im Wesentlichen auf die Unterschiede gegenüber der oberhalb erläuterten, ersten Ausführungsform eingegangen. Bei dem Brennluftleitelement 48 ist die umlaufende Wand 50 in einem stumpfen Winkel relativ zu der Bodenwand 52 abgewinkelt. Das Brennluftleitelement 48 ist kreisförmig ausgebildet und weist zentral (d.h. um eine Rotations-Symmetrieachse 54) einen Brennluft- Einlas s 56 auf. Der Brennluft-Einlass 56 wird bei der vorliegenden Ausführungsform durch eine Öffnung gebildet. Das Brennluftleitelement 48 weist integral ausgebildete Strömungsleitelemente 58 auf. Die Strömungsleitelemente 58 verlaufen spiralförmig und erstrecken sich sowohl über die Bodenwand 52 als auch die umlaufende Wand 50 des Brennluftleitelements 48. Die Strömungsleitelemente 58 werden durch vorstehende Rippen gebildet, die sich im assemblierten Zustand bis zu der zugehörigen (nicht dargestellten) Verdampferaufnahme erstrecken. In Fig. 3 ist der Verlauf der (innenseitig angeordneten) Strömungsleitelemente 58 gestrichelt dargestellt. In Fig. 4 ist der Verlauf der Strömungsleitelemente 58 in durchgezogenen, spiralförmig verlaufenden Linien dargestellt. In Fig. 4 ist ferner die Strömungsrichtung von im Einsatz zugeführter Brennluft durch Pfeile 60 veranschaulicht. Die durch den Brennluft-Einlass 56 zugeführte Brennluft strömt zunächst radial nach außen. Durch die Strömungsleitelemente 58 wird der strömenden Brennluft auch eine, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegt. Diese, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente bleibt auch innerhalb des Brennluft- Vorraums und nach Durchtritt durch Brennluft-Durchgangsöffnungen innerhalb der Brennkammer zumindest teilweise erhalten, so dass eine gute Durchmischung von Brennluft mit Brennstoff erzielt wird. An alternative embodiment of a combustion air guide element 48 will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4. The combustion air guide element 48 is shown in a side view in FIG. 3, while it is shown in FIG. 4 from below along the plane A-A (see FIG. In the following explanation, the differences compared with the first embodiment explained above are essentially discussed. In the combustion air guide element 48, the circumferential wall 50 is angled at an obtuse angle relative to the bottom wall 52. The combustion air guide element 48 is of circular design and has a combustion air inlet 56 centrally (i.e., around a rotation symmetry axis 54). The combustion air inlet 56 is formed through an opening in the present embodiment. The combustion air guide element 48 has integrally formed flow guide elements 58. The flow guide elements 58 extend in a spiral shape and extend over both the bottom wall 52 and the circumferential wall 50 of the combustion air guide element 48. The flow guide elements 58 are formed by projecting ribs which, in the assembled state, extend as far as the associated evaporator receptacle (not shown). In Fig. 3, the course of the (arranged on the inside) Strömungsleitelemente 58 is shown in dashed lines. In Fig. 4 the course of the flow guide elements 58 is shown in solid, spirally extending lines. In FIG. 4, the flow direction of combustion air supplied in use is also illustrated by arrows 60. The combustion air supplied through the combustion air inlet 56 first flows radially outward. Through the flow guide 58, the flowing combustion air is also imposed on a, extending in the circumferential direction flow component. This, running in the circumferential direction flow component also remains at least partially within the combustion air antechamber and after passing through combustion air passage openings within the combustion chamber, so that a good mixing of combustion air is achieved with fuel.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere kann sich der Brennluft- Vorraum im Unterschied zu Fig. 1 auch über einen größeren axialen Abschnitt der Brennkammer erstrecken. Ggf. kann er sich auch unter den Bereich des Wärmetauschers hinein erstrecken. Ferner können auch mehrere Reihen von Brennluft-Durchgangsöffnungen in der Brennkammerwandung vorgesehen sein. Weiter- hin kann auch ein Teil der Brennluft der Brennkammer über Öffnungen, die in der Bodenwand der Verdampferaufnahme ausgebildet sind, zugeführt werden. Auch ist die dargestellte, zentrale Position des Glühstifts nicht zwingend. Vielmehr kann das Verdampferelement beispielsweise auch durchgehend ausgebildet sein und der Glühstift kann seitlich in die Brenn- kammer ragen. The present invention is not limited to the embodiments shown in the figures. In particular, in contrast to FIG. 1, the combustion air antechamber may also extend over a larger axial section of the combustion chamber. Possibly. it may also extend below the area of the heat exchanger. Furthermore, a plurality of rows of combustion air passage openings may be provided in the combustion chamber wall. Further- In addition, a part of the combustion air of the combustion chamber via openings which are formed in the bottom wall of the evaporator receptacle, are supplied. Also, the illustrated, central position of the glow plug is not mandatory. Rather, the evaporator element may for example also be formed continuously and the glow plug can protrude laterally into the combustion chamber.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät (2), aufweisend eine Brennkammer (8), eine Verdampferaufnahme (10), und ein Verdampferelement (12) zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff, An evaporative burner for a mobile heater (2), comprising a combustion chamber (8), an evaporator receptacle (10), and an evaporator element (12) for evaporating liquid fuel,
wobei das Verdampferelement (12) in der Verdampferaufnahme (10) auf der, der Brennkammer (8) zugewandten Seite aufgenommen ist,  the evaporator element (12) being accommodated in the evaporator receptacle (10) on the side facing the combustion chamber (8),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Verdampferbrenner (4) auf der von der Brennkammer (8) abgewandten Seite der Verdampferaufnahme (10) mindestens ein Brennluftleitelement (16; 48) aufweist, das derart angeordnet ist, dass zwischen dem Brennluftleitelement (16; 48) und einer Bodenwand (26) der Verdampferaufnahme (10) ein zumindest entlang einem Abschnitt der Bodenwand (26) der Verdampferaufnahme (10) verlaufender Brennluft-Strömungspfad ausgebildet ist.  the evaporator burner (4) has at least one combustion air guide element (16; 48) on the side of the evaporator receptacle (10) facing away from the combustion chamber (8), which is arranged such that between the combustion air guide element (16; 48) and a bottom wall (26) the evaporator receptacle (10) is formed at least along a portion of the bottom wall (26) of the evaporator receptacle (10) extending combustion air flow path.
2. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Brennluftleitelement (16; 48) schalenförmig über die Verdampferaufnahme (10) erstreckt. 2. evaporator burner according to claim 1, characterized in that the Brennluftleitelement (16; 48) cup-shaped over the evaporator receptacle (10).
3. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das 3. evaporator burner according to claim 1 or 2, characterized in that the
Brennlufleitelement (16; 48) im Wesentlichen mittig über der Bodenwand (26) der Verdampferaufnahme (10) einen Brennluft- Einlas s (24; 56) zur Zuführung von Brennluft in den Brennluft-Strömungspfad aufweist.  Brennlufleitelement (16; 48) substantially centrally above the bottom wall (26) of the evaporator receptacle (10) has a combustion air inlet s (24; 56) for supplying combustion air in the combustion air flow path.
4. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur des Brennluftleitelements (16; 48) auf der, der Verdampferaufnahme (10) zugewandten Seite entsprechend einer Kontur der Verdampferaufnahme (10) auf der, dem Brennluftleitelement (16; 48) zugewandten Seite ausgebildet ist, so dass zwischen der Verdampferaufnahme (10) und dem Brennluftleitelement (16; 48) ein Spalt (18) ausgebildet ist, durch welchen der Brennluft-Strömungspfad führt. 4. Evaporator burner according to one of the preceding claims, characterized in that a contour of the Brennluftleitelements (16; 48) on the, the evaporator receptacle (10) facing side corresponding to a contour of the evaporator receptacle (10) on the, the Brennluftleitelement (16; 48) is formed facing side, so that between the evaporator receptacle (10) and the Brennluftleitelement (16; 48), a gap (18) is formed, through which the combustion air flow path leads.
5. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennluftleitelement (16; 48) und die Verdampferaufnahme (10) derart ausgebildet sind, dass der Brennluft-Strömungspfad von einem im Wesentlichen mittig über der Bodenwand (26) der Verdampferaufnahme (10) vorgesehenen Brennluft- Einlass (24; 56) zumindest anteilig radial nach außen entlang der Bodenwand (26) verläuft, wobei der Brennluft-Strömungspfad in einen ringförmigen Brennluft- Vorraum (20), der ringförmig um die Brennkammer (8) ausgebildet ist, führt. 5. Evaporator burner according to one of the preceding claims, characterized in that the Brennluftleitelement (16; 48) and the evaporator receptacle (10) are formed such that the combustion air flow path of a substantially central at least partially radially outward along the bottom wall (26), the combustion air flow path extending into an annular combustion air vestibule (20) which is annular around the combustion chamber (8) is formed leads.
6. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennluft- Vorraum (20) durch eine umlaufend um die Brennkammer (8) ausgebildete Brennkammerwandung (14) von der Brennkammer (8) unterteilt wird und dass die Brennkammerwandung (14) Brennluft- Durchgangsöffnungen (22) zur Zuführung von Brennluft aus dem Brennluft- Vorraum (20) in die Brennkammer (8) aufweist. 6. evaporator burner according to claim 5, characterized in that the combustion air antechamber (20) is divided by a circumferentially around the combustion chamber (8) formed Brennkammerwandung (14) of the combustion chamber (8) and that the Brennkammerwandung (14) combustion air passage openings (22) for supplying combustion air from the combustion air antechamber (20) into the combustion chamber (8).
7. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der 7. evaporator burner according to claim 5 or 6, characterized in that the
Verdampferbrenner (4) in dem Brennluft-Strömungspfad in dem Bereich zwischen Verdampferaufnahme (10) und Brennluftleitelement (48) Strömungsleitelemente (58) derart aufweist, dass durch diese im Einsatz strömender Brennluft eine, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegt wird.  Evaporator burner (4) in the combustion air flow path in the region between the evaporator receptacle (10) and Brennluftleitelement (48) flow guide elements (58) such that by these flowing in use combustion air, a circumferentially extending flow component is imposed.
8. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strömungsleitelemente (58) zwischen der Verdampferaufnahme (10) und dem Brennluftleitelement (48) über den Bereich der Bodenwand (26) der Verdampferaufnahme (10) und/oder über den Bereich einer umlaufenden Wand (30) der Verdampferaufnahme (10) erstrecken. 8. evaporator burner according to claim 7, characterized in that the flow guide elements (58) between the evaporator receptacle (10) and the Brennluftleitelement (48) over the region of the bottom wall (26) of the evaporator receptacle (10) and / or over the region of a circumferential Wall (30) of the evaporator receptacle (10) extend.
9. Verdampferbrenner gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferbrenner (4) in dem Bereich des ringförmigen Brennluft- Vorraums (20) Strömungsleitelemente (34) derart aufweist, dass durch diese im Einsatz strömender Brennluft eine, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegt wird. 9. evaporator burner according to one of claims 5 to 8, characterized in that the evaporator burner (4) in the region of the annular combustion air antechamber (20) has flow guide elements (34) such that through this in use flowing combustion air, extending in the circumferential direction Flow component is imposed.
10. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennluft-Zuführung derart ausgebildet ist, dass im Einsatz der Brennkammer (8) sämtliche Brennluft über den, zwischen dem Brennluftleitelement (16; 48) und der Verdampferaufnahme (10) ausgebildeten Brennluft-Strömungspfad und anschließend über einen ringförmigen Brennluft- Vorraum (20), der ringförmig um die Brennkammer (8) ausgebildet ist, zugeführt wird. 10. Evaporator burner according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion air supply is designed such that in use of the combustion chamber (8) all combustion air through the combustion air between the element (16; 48) and the evaporator receptacle (10) formed combustion air Flow path and then via an annular combustion air antechamber (20) which is annular around the Combustion chamber (8) is formed, is supplied.
11. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennluftleitelement (16; 48) einen Brennluft-Einlass (24; 56) aufweist, der in den zwischen Verdampferaufnahme (10) und Brennluftleitelement (16; 48) ausgebildeten Brennluft-Strömungspfad führt, wobei in dem Brennluft-Einlass (24; 56) ein Brennstoff-Zuführrohr (36) zum Zuführen von Brennstoff an das Verdampferelement (12) aufgenommen ist. 11. evaporator burner according to one of the preceding claims, characterized in that the Brennluftleitelement (16; 48) has a combustion air inlet (24; 56) in the between the evaporator receptacle (10) and Brennluftleitelement (16; 48) formed combustion air flow path wherein a fuel supply pipe (36) for supplying fuel to the evaporator element (12) is received in the combustion air inlet (24; 56).
12. Mobiles Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät, gekennzeichnet durch einen 12. Mobile heater, in particular vehicle heater, characterized by a
Verdampferbrenner (4) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.  Evaporator burner (4) according to one of the preceding claims.
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