WO2010083796A2 - Verdampferbrenner für ein mobiles heizgerät - Google Patents

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WO2010083796A2
WO2010083796A2 PCT/DE2009/001815 DE2009001815W WO2010083796A2 WO 2010083796 A2 WO2010083796 A2 WO 2010083796A2 DE 2009001815 W DE2009001815 W DE 2009001815W WO 2010083796 A2 WO2010083796 A2 WO 2010083796A2
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evaporator
combustion air
combustion
air supply
combustion chamber
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PCT/DE2009/001815
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WO2010083796A3 (de
Inventor
Armin Soika
Markus Griner
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Webasto Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • 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
    • F23D2900/21—Burners specially adapted for a particular use
    • F23D2900/21002—Burners specially adapted for a particular use for use in car heating systems

Definitions

  • the present invention relates to an evaporator burner for a mobile heater according to the preamble of claim 1 and a method for operating an evaporator burner of a mobile heater according to the preamble of claim 15.
  • evaporator burners are used.
  • Such evaporator burners have an evaporator, which is formed from a permeable, interspersed with a plurality of cavities structure to achieve an effective evaporation of liquid fuel.
  • evaporator burners are pressed metal fibers in a random arrangement (also referred to as fleece) as well as metal mesh and metal mesh, wherein the structures used may differ depending on the application and intended use.
  • evaporator burners to a combustion chamber which is usually limited at least partially by a combustion tube and which is formed in the axial direction adjacent to the evaporator.
  • the evaporator In use, the evaporator is supplied from the combustion chamber side facing away from liquid fuel via a metering pump.
  • the capillary action of the evaporator provides for penetration of the evaporator with fuel in both the radial and axial directions.
  • the heat needed to vaporize fuel is provided at start-up of the heater by a glow plug, which is typically located on the side of the evaporator facing the combustion chamber. After a start-up phase, the glow plug can then be switched off and the heat required for evaporation is provided by the combustion process of fuel with combustion air in the combustion chamber. Often the glow plug is also used as a flame guard. In this case, the resistance of the glow plug, which changes with the temperature, measured and the detected resistance value can be on the temperature within the combustion chamber, in particular whether a flaming combustion takes place, be closed.
  • the supply of combustion air into the combustion chamber takes place exclusively downstream of the evaporator.
  • radial openings which in particular are uniformly distributed over the circumference of the same. dividing are to be provided in one or more rows.
  • openings are also provided in an evaporator receptacle for supplying combustion air.
  • the evaporator receptacle is usually formed by a shell-shaped housing component, which has a bottom and a peripheral wall, which is optionally graded. In the region of the bottom, the evaporator is arranged, while the peripheral wall extends in the direction of the combustion chamber beyond the evaporator.
  • openings for supplying combustion air are also partially provided in the area of the circumferential wall downstream of the evaporator.
  • the evaporator, the evaporator receptacle and the glow plug are sometimes exposed to very high temperatures. These high temperatures are due to the fact that the diffusion flame, which arises in the non-premixed combustion of fuel with combustion air in the combustion chamber, is formed directly adjacent to the evaporator. In particular, after prolonged periods of use, there is a tendency that due to the high temperatures, the compression of the evaporator-metal fiber composite (fiber evaporators) by thermal expansion or by the formation and storage of thermal coke (soot formation under air deficiency) is reduced. In part, this leads to a bulge of the evaporator and / or to a release of individual fibers of the evaporator.
  • the modulation range via which the heating power can be regulated, is partially limited by the fact that the combustion characteristics deteriorate at low heat outputs.
  • the problem arises that in the area adjacent to the evaporator, a lack of oxygen occurs, resulting in that the carbon compounds of the fuel are only partially oxidized. This leads to increased CO formation (CO: carbon monoxide) and to the formation of long-chain carbon black. Clusters over partially oxidized benzene radicals. Some of these soot clusters are still burned in the air-rich zones of the combustion chamber.
  • the object of the present invention is to provide an evaporator burner for a mobile heater, which can be operated over the entire useful life of the heater with good combustion properties over the intended service life and also has the broadest possible Schulast- modulation range.
  • an evaporative burner for a mobile heater comprising an evaporator for evaporating supplied liquid fuel, wherein the evaporator has a flow-through structure interspersed with a plurality of cavities, and a combustion chamber arranged in the axial direction of the evaporator for the combustion of vaporized fuel and supplied combustion air has.
  • the evaporator has at least one combustion air supply channel for supplying combustion air into the combustion chamber, which has a, compared to the structure of the evaporator reduced flow resistance for Brennlufit and at least partially, in particular completely, extends through the evaporator such that combustion air from a , Is remote from the combustion chamber side of the evaporator via the at least one combustion air supply passage through the evaporator into the combustion chamber fed.
  • Another advantage of the present invention is that a good mixing of fuel and combustion air is achieved by the erfmdungsge- proper supply of combustion air. As a result, a good and stable combustion with low CO and soot formation can be achieved even at partial load operation. Furthermore, the heating power can be controlled by achieving a uniform, stable combustion, especially in part-load operation, over a wider range than previous heaters of appropriate design. For example, in heaters of a type whose heat output was previously modulated or controllable in the range of 3-5 kW (kilowatts) could be achieved by the inventive design of the same extension of this range to 1-5 kW. Accordingly, a high-quality combustion reaction over the entire modulation range is ensured by the axial air supply according to the invention.
  • the inventive design of the evaporator burner in the region of the at least one combustion air supply channel and a partial atomization of fuel can be achieved.
  • fuel in the region of the transition between the evaporator and the combustion air supply channel is entrained by the combustion air in the form of fine droplets and conveyed into the combustion chamber.
  • not all fuel must be evaporated, but a portion of the supplied fuel passes in the form of finely divided droplets in the combustion chamber.
  • an effective evaporation and / or atomization of fuel can be achieved.
  • 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 stable, stationary use, as is the case for example when heating a building, is designed.
  • the mobile heater can also be permanently installed in a vehicle (land vehicle, ship, etc.), in particular in a land vehicle.
  • it is for heating a vehicle interior, such as a land, water or aircraft, as well as a partially open space, as it is to be found, for example, on ships, especially yachts.
  • the mobile heater can also be used temporarily stationary, such as in large tents, containers (for example, construction containers), etc.
  • the mobile heater as a stationary or auxiliary heater for a land vehicle, such as for a caravan, a Motorhome, a bus, a car, etc., designed.
  • the at least one combustion air supply channel extends at least partially through the evaporator.
  • the at least one combustion air supply passage extends completely (with respect to the axial direction) through the evaporator, so that for the supplied combustion air only a small flow resistance during transport through the evaporator occurs and the combustion air does not have to flow through the structure of the evaporator itself ,
  • the at least one combustion air supply channel runs along the axial direction, i. not bent and / or oblique to this axial direction. However, such a course exactly along the axial direction is not absolutely necessary.
  • the at least one combustion air supply channel can also run in a curved manner, or the total extension direction of the combustion air supply channel can run obliquely to the axial direction.
  • the combustion air supply duct only has to extend in such a way that combustion air can be supplied from a side of the evaporator facing away from the combustion chamber into the combustion chamber via the at least one combustion air supply duct through the evaporator.
  • At least one combustion air supply channel is provided according to the invention.
  • a plurality of combustion air supply channels is provided according to an advantageous development.
  • the reference to "at least one combustion air supply duct” also refers to the advantageous variant of the present invention. See a plurality of combustion air Zufiihrkanälen reference.
  • the individual combustion air supply channels are distributed over an area of the evaporator that runs essentially transversely to the axial direction.
  • the at least one combustion air supply channel has a, compared to the structure of the evaporator reduced flow resistance for combustion air.
  • a flow-through structure may be provided which has a lower flow resistance than the structure of the evaporator.
  • the at least one combustion air supply channel has a free flow cross section for combustion air, so the combustion air supply channel is not filled with a structure. Accordingly, the supplied combustion air can freely flow in the combustion air supply passage.
  • the structure of the evaporator is formed by a fiber structure, in particular by a metal fiber structure.
  • a fiber structure which is sometimes referred to as nonwoven or evaporator fleece, has proven particularly useful in use.
  • structures of pressed metal fibers are sometimes used in a random arrangement, wherein different fiber structures and / or fiber geometries are used depending on the requirements.
  • the external shape of the evaporator should ensure that supplied fuel must first pass the evaporator before it reaches the combustion chamber.
  • the evaporator is flat, in particular disk-shaped, formed, wherein the surface of the evaporator extends substantially perpendicular to the axial direction.
  • combustion air is supplied to the at least one combustion air supply channel and fuel to the evaporator in each case on the side of the combustion chamber. turned side of the evaporator zubuchbar.
  • the evaporator is accommodated in a cup-shaped evaporator receptacle and in a bottom of the evaporator receptacle is at least one passage opening, which leads to the at least one combustion air supply channel is formed.
  • the evaporator burner is usually at least partially surrounded by a housing.
  • the housing component, in which the evaporator is accommodated, is referred to as an evaporator receptacle, while the adjoining housing component, which (at least partially) surrounds the combustion chamber, is referred to as a combustion tube.
  • the evaporator receptacle forms the shape of a shell, which has a bottom and an optionally stepped circumferential wall.
  • the evaporator in the evaporator receptacle is usually taken in such a way that the side or surface of the evaporator, which faces away from the combustion chamber, abuts against the bottom of the evaporator receptacle.
  • a supply of combustion air into the at least one combustion air supply channel is made possible by the evaporator intake.
  • the at least one combustion air supply channel to a sleeve which extends (preferably in the axial direction) at least partially through the evaporator.
  • the sleeve may be formed by a cylindrical tube section.
  • the at least one sleeve is integrally formed in an evaporator receptacle, wherein the evaporator receptacle is cup-shaped and accommodated therein the evaporator.
  • the evaporator receptacle is a component formed by an MIM (Metal Injection Molding) production process.
  • MIM Metal Injection Molding
  • the MIM production process is particularly well suited for the production of the evaporator receptacle, optionally with integrally formed sleeves, since complex metallic component geometries can be produced by this method.
  • a green body is first produced by injection molding, which is then subjected to the steps of debindering and then sintering.
  • the combustion chamber is at least partially bounded by a combustion tube which extends substantially in the axial direction, wherein in the combustion tube radially combustion air supply openings for additional supply of combustion air are provided in the combustion chamber.
  • a combustion tube which extends substantially in the axial direction, wherein in the combustion tube radially combustion air supply openings for additional supply of combustion air are provided in the combustion chamber.
  • one or more circumferential rows of combustion air supply openings may be provided in the combustion tube.
  • combustion air supply openings may also be provided in the circumferential wall of an evaporator receptacle, these combustion air supply openings then being arranged downstream of the evaporator, as explained in the introductory part. According to an advantageous development, it is provided that, apart from the combustion air supply to the at least one combustion air supply channel, no combustion air can be fed into the combustion chamber via the evaporator intake.
  • the opening cross-sections of the combustion air supply openings and the at least one combustion air supply channel are adapted and / or the combustion air supply to the combustion air supply openings and the at least one combustion air supply channel adapted such that in use on the combustion air Feed ports a proportion in the range of 20-40% and over the at least one combustion air supply passage, a proportion in the range of 60-80% of the supplied combustion air into the combustion chamber are supplied.
  • a ratio of the combustion air supplied via the at least one combustion air supply channel to the combustion air supplied via the combustion air supply openings of 70:30 very good combustion properties could be observed become.
  • a desired ratio of the supplied combustion air can be achieved exclusively by a corresponding adaptation of the opening cross-sections of the respective openings or channels (taking into account the flow resistance of the respective supply lines). Additionally or alternatively, valves and / or pumps can be used to achieve this ratio.
  • the present invention further relates to a mobile heater, in particular a vehicle heater, such as a stationary and / or auxiliary heater, which / has an evaporator burner according to one of the variants explained above.
  • a mobile heater in particular a vehicle heater, such as a stationary and / or auxiliary heater, which / has an evaporator burner according to one of the variants explained above.
  • the present invention relates to a method for operating an evaporator burner of a mobile heater, wherein the evaporator burner comprises an evaporator for the evaporation of supplied liquid fuel and, arranged in the axial direction of the evaporator combustion chamber for the combustion of vaporized fuel and supplied combustion air, wherein the Evaporator has a flow-through, interspersed with a plurality of cavities structure.
  • the method has the following step: supplying at least a portion of the combustion air through at least one combustion air supply channel, which has a reduced compared to the structure of the evaporator flow resistance for combustion air and at least partially, in particular completely, extends through the evaporator such that Combustion air is passed from a side facing away from the combustion chamber side of the evaporator via the at least one combustion air supply passage through the evaporator into the combustion chamber.
  • the method according to the invention essentially achieves the advantages explained above with respect to the inventive evaporator burner. Furthermore, in the case of the method according to the invention, the further developments explained above with respect to the evaporator burner can be implemented in a corresponding manner, with the advantages stated in each case being achieved.
  • Fig.l A schematic cross-sectional view of a mobile heater with an evaporator burner according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view in a plane along the axial direction of an evaporator burner according to a first embodiment of the invention in a broken view;
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view in a plane along the axial direction of an evaporator burner according to a second embodiment of the invention in a broken view
  • FIG. 4 shows a schematic top view of an evaporator burner with removed combustion tube according to a third embodiment of the invention.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a mobile, fuel-powered heater 2, which forms a stationary heater for a motor land vehicle, is shown.
  • the sectional plane extends along an axis 3, which defines an axial direction.
  • the heater 2 has an evaporator burner 4, a combustion air blower 6 for supplying combustion air to the evaporator burner 4 and a, the evaporator burner 4 surrounding heat exchanger 8, in the heat of the combustion gases to a second medium, such as a liquid or on Air, is transmitted.
  • a second medium such as a liquid or on Air
  • the evaporator burner 4 has a plurality of burner housing components which delimit a combustion chamber 10.
  • the evaporator burner 4 as a burner housing component on a cup-shaped evaporator receptacle 12, in which an evaporator 14, which is formed from a permeable, interspersed with a plurality of cavities structure is arranged.
  • the evaporator 14 is formed by a disk-shaped metal fiber evaporator, which is arranged adjacent to a bottom 18 of the cup-shaped evaporator receptacle 12.
  • the evaporator receptacle 12 has a cylindrical circumferential wall 16 which is stepped and which extends upwardly (with respect to the illustration in FIG. 1) beyond the evaporator 14.
  • the evaporator receptacle 12 leads centrally a connection for a fuel supply line 20 through which the evaporator 14 by means of a (not shown) metering pump liquid fuel is supplied.
  • the fuel evaporates and exits the evaporator 14 on the side of the evaporator 14 facing the combustion chamber 10.
  • a glow plug 21 is arranged, which is held in a glow plug receiving opening (not shown) of the evaporator receptacle 12.
  • the glow plug 21 provides the heat needed to vaporize fuel. After the start phase, the temperature inside the combustion chamber can be monitored via the glow plug 21, so that the glow plug 21 then serves as a flame guard.
  • a cylindrical combustion tube 22 is welded to the cup-shaped evaporator receptacle 12 as a further burner housing component, so that a substantially cylindrical combustion chamber 10 is formed within the evaporator receptacle 12 and the combustion tube 22.
  • the upper end of the combustion tube 22 this has an outlet 24 for the combustion gases, so that the combustion gases can enter after entering the combustion chamber 10 through the outlet 24 in the heat exchanger 8.
  • the combustion tube 22 and the evaporator receptacle 12 are substantially concentric with the axis 3 in the illustrated embodiment, i. to the axial direction, formed.
  • the combustion chamber 10 is arranged adjacent to the evaporator 14 in the axial direction.
  • the supply of the combustion air, which is conveyed via the combustion air blower 6, into the combustion chamber 10 is not shown in detail in FIG. 1. It is provided that at least a portion of the combustion air is supplied by at least one (not shown in FIG. 1) combustion air supply channel into the combustion chamber 10.
  • the combustion air supply channel has compared to the structure of the evaporator 14 has a reduced flow resistance for combustion air and extends at least partially, in particular completely, through the evaporator 14 such that combustion air from a side facing away from the combustion chamber 10 of the evaporator 14 via the at least a combustion air supply passage through the evaporator 14 into the combustion chamber 10 can be fed.
  • a part of the supplied combustion air can be supplied downstream of the evaporator 14 in the combustion chamber 10.
  • combustion air Zufulirö Anlagenen 22 may be provided in the combustion tube, via the radially Brerin Kunststoff in the combustion chamber 10 can be fed. This is shown schematically in Fig. 1 by openings 26 in a row which extends circumferentially around the Burning tube 22 extends, are arranged. Further, in the peripheral wall 16 of the evaporator receiver 12 in a region downstream of the evaporator 14 (in FIG. 1), combustion air supply ports may be provided via which radial combustion air can be supplied into the combustion chamber 10. This is illustrated schematically in Fig. 1 by openings 28 which are arranged in a row which extends in the circumferential direction around the peripheral wall 16.
  • FIGS. 2 and 3 in each case a section of the fuel supply line 20, the evaporator receptacle 12 (FIG. 2), 12 '(FIG. 3), 12 "(FIG. 4), in which the evaporator 14 is accommodated , the glow plug 21 and a portion of the combustion tube 22.
  • the fuel supply line 20 ends plane at the bottom 18 of the evaporator receptacle 12, so that liquid fuel via a corresponding, provided in the fuel supply line 20 opening of the bottom 18 in the Evaporator 14 typically has a particularly absorbent structure, such as a fibrous structure, also referred to as a distributor fleece, which provides for good distribution of the liquid fuel in the radial direction.
  • a particularly absorbent structure such as a fibrous structure, also referred to as a distributor fleece, which provides for good distribution of the liquid fuel in the radial direction.
  • a plurality of combustion air supply passages 30 (FIG. 2), 30 '(FIG. 3) and 30 "(FIG. 4) are provided in the evaporator 14, each being parallel to the combustion chamber Axis 3, that is along the axial direction, extend completely through the evaporator 14 and each have a free flow cross-section for combustion air
  • the various combustion air supply passages 30 are respectively formed by cylindrical sleeves 34 and pipe sections integrally formed in the evaporator mount 12 and extending along the axial direction. In this way, a complete separation between fuel and combustion air is achieved in the region of the evaporator 14. Furthermore, it is prevented that the individual combustion air supply channels 30 are clogged with material of the evaporator 14 over time. A portion of the supplied combustion air is supplied via the combustion air supply channels 30, which is shown schematically in Fig. 2 by the arrows 36. Further, the remaining part of the supply part of the combustion air is supplied radially downstream of the evaporator 14 via combustion air supply ports arranged in the combustion pipe 22 in the circumferential direction. This is shown schematically in Fig. 2 by the arrows 38.
  • combustion air supply ports may be formed and arranged, for example, according to the openings 26 shown in FIG.
  • the manner of distributing the combustion air to the combustion air supply ducts 30 and the Brenn Kunststoffzubuchö Maschinensöffhungen in the combustion tube 22 is not shown in Fig. 2, but it can for example via a common chamber, via multiple supply lines, etc., take place.
  • the various combustion air supply channels 30 ' are each formed by through holes or bores extending through the evaporator 14 therethrough. Sleeves or pipe sections for limiting the combustion air supply channels 30 'are not provided. Accordingly, in this embodiment, a contact between fuel and combustion air is already possible in the region of the evaporator 14. In particular, in this way already in the area of the combustion air supply ducts 30 ', part of the fuel can be vaporized and / or atomized and entrained by the combustion air. A portion of the supplied combustion air is supplied in this embodiment via the combustion air supply channels 30 ', which is shown schematically in Fig. 3 by the arrows 36.
  • the remaining portion of the supplied combustion air is radially, downstream of the evaporator 14 via combustion air supply ports, which are arranged in the combustion tube 22 radially in the circumferential direction and the other in the circumferential wall 16 of the evaporator receptacle 12 downstream of the evaporator 14 in the circumferential direction are arranged, supplied.
  • the combustion air supply ports in the combustion tube 22 can in turn corresponding to the, in Fig. 1 dar- can be formed, while the combustion air supply openings in the evaporator receptacle 12 can be formed in accordance with the openings 28 shown in Fig.l.
  • the supply of combustion air via combustion air Zufaröffhungen in the combustion tube 22 is again shown schematically in Fig.
  • combustion air supply passages 30 are 30 "arranged on two concentric to the axis 3 arranged circles 42, 44, wherein on the outer circle 42 eight combustion air supply ducts 30" are distributed uniformly in the circumferential direction, while on the inner circle 44 five combustion air supply ducts 30 "evenly distributed in the circumferential direction are. In this way, over the cross-sectional area of the combustion chamber 10 substantially uniformly distributed supply of combustion air can be achieved. 4, the individual combustion air supply passages 30 "each have a diameter of 1.6 mm.
  • the combustion air supply passages 30" may correspond to the combustion air supply passages 30 of FIG. 2 or to the combustion air supply passages 30 be formed of the Fig. 3. Also, an additional combustion air supply can be done radially via the combustion tube 22 and / or via a circumferential wall 16 of the evaporator receptacle 12.
  • the present invention is not limited to the embodiments shown in the figures.
  • a substantially concentric alignment of the components of the evaporator burner 4 to the axis 3 is not absolutely necessary.
  • the axial course of the combustion air supply channels is not mandatory.
  • the combustion air supply channels (and possibly the associated sleeves), for example, also obliquely to the axial direction and / or curved.
  • various embodiments of the combustion air supply channels (cf. Ren 2 to 4) each with different, additional feeds of combustion air downstream of the evaporator (see Figures 2 and 3) are combined.
  • the combustion air supply to the individual combustion air supply ducts and optionally also to the combustion air supply furnaces can be provided in different ways (for example via associated ducts or via a common chamber which adjoins the combustion air supply ducts and / or the combustion air supply ducts). , respectively.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner (4) für ein mobiles Heizgerät, der einen Verdampfer (14) zur Verdampfung von zugeführtem, flüssigem Brennstoff, wobei der Verdampfer (14) eine durchströmbare, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzte Struktur aufweist, und eine, in axialer Richtung zu dem Verdampfer (14) angeordnete Brennkammer (10) zur Verbrennung von verdampftem Brennstoff und zugeführter Brennluft, aufweist. Dabei weist der Verdampfer (14) mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal (30) zur Zuführung von Brennluft in die Brennkammer (10) auf, der einen, gegenüber der Struktur des Verdampfers (14) reduzierten Strömungswiderstand für Brennluft aufweist und der sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch den Verdampfer (14) derart erstreckt, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer (10) abgewandten Seite des Verdampfers (14) über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal (30) durch den Verdampfer (14) hindurch in die Brennkammer (10) zuführbar ist.

Description

Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners eines mobilen Heizgerätes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
In mobilen Heizgeräten, insbesondere in Standheizern und/oder Zuheizern für Fahrzeuge, wie beispielsweise für motorbetriebene Landfahrzeuge, werden Verdampferbrenner eingesetzt. Solche Verdampferbrenner weisen einen Verdampfer auf, der aus einer durchströmbaren, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzten Struktur gebildet wird, um eine effektive Verdampfung von flüssigem Brennstoff zu erzielen. Häufig eingesetzte Strukturen sind gepresste Metallfasern in regelloser Anordnung (auch als Vlies bezeichnet) sowie Metallgitter und Metallgestricke, wobei sich die eingesetzten Strukturen je nach Anwendung und Einsatzzweck unterscheiden können. Ferner weisen Verdampferbrenner eine Brennkammer auf, die in der Regel zumindest teilweise durch ein Brennrohr begrenzt wird und die in axialer Richtung angrenzend an den Verdampfer ausgebildet ist.
Im Einsatz wird dem Verdampfer von der der Brennkammer abgewandten Seite flüssiger Brennstoff über eine Dosierpumpe zugeführt. Die Kapillarwirkung des Verdampfers sorgt für eine Durchdringung des Verdampfers mit Brennstoff sowohl in radialer als auch in axialer Richtung. 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 Verdampfers angeordnet ist, bereitgestellt. Nach einer Startphase kann dann der Glühstift abgeschaltet werden und die zum Verdampfen erforderliche Wärme wird durch den Verbrennungsvorgang von Brennstoff mit Brennluft in der Brennkammer bereitgestellt. Häufig wird der Glühstift auch als Flammwächter eingesetzt. Hierbei wird der Widerstand des Glühstiftes, der sich mit der Temperatur ändert, gemessen und über den erfassten Widerstandswert kann auf die Temperatur innerhalb der Brennkammer, insbesondere ob eine flammende Verbrennung stattfindet, geschlossen werden.
Bei den bisher eingesetzten Verdampferbrennern erfolgt die Zuführung von Brennluft in die Brennkammer ausschließlich stromabwärts von dem Verdampfer. Hierbei ist bekannt, in dem Brennrohr radiale Öffnungen, die insbesondere gleichmäßig über den Umfang desselben ver- teilt sind, in einer oder mehreren Reihen vorzusehen. Teilweise sind auch in einer Verdamp- feraufhahme Öffnungen zur Zuführung von Brennluft vorgesehen. Die Verdampferaufnahme wird dabei in der Regel durch ein schalenförmiges Gehäusebauteil gebildet, das einen Boden und eine umlaufende Wand, die gegebenenfalls abgestuft ist, aufweist. Im Bereich des Bodens ist dabei der Verdampfer angeordnet, während sich die umlaufende Wand in Richtung zu der Brennkammer über den Verdampfer hinaus erstreckt. Bei bekannten Verdampferbrennern sind teilweise in dem Bereich der umlaufenden Wand stromabwärts von dem Verdampfer ebenfalls Öffnungen zur Zuführung von Brennluft vorgesehen.
Bei bekannten Verdampferbrennern sind der Verdampfer, die Verdampferaufnahme sowie der Glühstift teilweise sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Diese hohen Temperaturen sind dadurch bedingt, dass die Diffusionsflamme, die bei der nicht vorgemischten Verbrennung von Brennstoff mit Brennluft in der Brennkammer entsteht, direkt angrenzend an dem Verdampfer ausgebildet wird. Insbesondere nach längeren Einsatzzeiten besteht dabei die Neigung, dass sich aufgrund der hohen Temperaturen die Verpressung des Verdampfer-Metallfaserverbundes (bei Faserverdampfern) durch Wärmeausdehnung oder aber durch Entstehung und Einlagerung von thermischem Koks (Rußbildung unter Luftmangel) reduziert wird. Teilweise führt dies zu einer Aufwölbung des Verdampfers und/oder zu einem Lösen einzelner Fasern des Verdampfers. Auch im Bereich der elektrischen Kontaktstellen und der mechanischen Befestigung des Glühstiftes an der Verdampferaufnahme besteht die Neigung, dass sich diese teilweise lösen oder lockern. Um eine derartige Materialermüdung im Bereich des Verdampfers und der daran angrenzenden Bauteile zu vermeiden, müssen bisher speziell für hohe Temperaturbelastungen ausgelegte Materialien eingesetzt werden und/oder es muss eine zusätzliche Luftkühlung für diese Bauteile vorgesehen werden. Dies ist mit erhöhten Kosten und Aufwand verbunden.
Ferner wird bei bisherigen Heizgeräten der Modulationsbereich, über den die Heizleistung geregelt werden kann, teilweise dadurch begrenzt, dass sich bei niedrigen Heizleistungen die Verbrennungseigenschaften verschlechtern. Insbesondere bei einem Betrieb des Heizgerätes an der unteren Grenze des Modulationsbereiches tritt das Problem auf, dass in dem Bereich angrenzend an den Verdampfer ein Mangel an Sauerstoff auftritt, was dazu führt, dass die Kohlenstoffverbindungen des Brennstoffes nur teilweise oxidiert werden. Dies führt zu einer erhöhten CO-Bildung (CO: Kohlenmonoxid) sowie zu der Entstehung von langkettigen Ruß- Clustern über teiloxidierte Benzolradikale. Teilweise werden diese Rußcluster noch in den luftreichen Zonen der Brennkammer verbrannt. Es besteht dabei die Neigung, dass sich diese im Bereich des Verdampfers und an den Wänden der Brennkammer ablagern und so zu einer Verschlechterung der Verdampfungseigenschaften infolge einer reduzierten verfügbaren Verdampferoberfläche sowie einem durch Isolation bedingten reduzierten Wärmeeintrag in das Verdampfermaterial führen. Zum anderen besteht die Neigung, dass diese die Luftführung im Brennraum und damit die Vermischung von verdampftem Brennstoff und zugeführter Brennluft negativ beeinflussen. Ferner sind bei einem Betrieb des Heizgerätes an der unteren Grenze des Modulationsbereiches sowohl die Brennstoff- als auch die Brennluft-Zufuhr reduziert. Dies führt teilweise dazu, dass die radial zugeführte Brennluft aufgrund der niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit nicht oder nur zu einem geringen Anteil bis in den zentralen Bereich der Brennkammer gelangt. Aufgrund eines lokalen Sauerstoffmangels tritt in diesem zentralen Bereich der Brennkammer dann verstärkt eine CO- und Rußbildung auf.
Weiterhin wurde bei einem Betrieb des Heizgerätes an der unteren Grenze des Modulationsbereiches beobachtet, dass, sofern keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden, aufgrund der dadurch bedingten, geringeren Brennstoff-Förderfrequenz (durch die Dosierpumpe) die Diffusionsflamme in der Brennkammer mit der Frequenz der Dosierpumpe zu pulsieren beginnt. Ursache hierfür ist, dass die Diffusionsflamme stark von der Menge an verdampftem Brennstoff abhängt, so dass sie empfindlich auf einen zeitlich variierenden Verlauf der Brennstoff- Zufuhr reagiert. Insbesondere bei Mehrkomponentengemischen, wie beispielsweise Benzin, tritt dieses Problem des Pulsierens verstärkt auf. Aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte verdampfen Bestandteile mit niedrigerem Siedepunkt bereits früher als Bestandteile mit hohem Siedepunkt. Dies führt insbesondere im Teillast-Betrieb dazu, dass die Bestandteile mit niedrigerem Siedepunkt aufgrund der hohen Temperaturen innerhalb des Verdampfers sehr früh verdampfen und nicht verdampfte, flüssige Bestandteile mit in die Brennkammer mitreißen. Auf diese Weise werden kurzzeitig hohe Mengen an dampfförmigem (und teilweise versprühtem) Brennstoff aus dem Verdampfer in die Brennkammer gefördert und dort verbrannt. Bis zu dem nächsten Brennstoff-Dosierpumpentakt besteht daraufhin in dem Verdampfer ein Mangel an zu verdampfendem Brennstoff, so dass währenddessen auch in der Brennkammer die Diffusionsflamme reduziert ist. Das Problem des Pulsierens kann zwar durch den Einsatz von externen Pulsationsdämpfera reduziert werden, dies ist jedoch mit erhöhten Kosten und Aufwand verbunden. Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät bereitzustellen, der über den gesamten Heizlast- Modulationsbereich des Heizgerätes mit guten Verbrennungseigenschaften über die vorgesehene Nutzungsdauer betreibbar ist und der zudem einen möglichst breiten Heizlast- Modulationsbereich aufweist.
Die Aufgabe wird durch einen Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners eines mobilen Heizgerätes gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät bereitgestellt, der einen Verdampfer zur Verdampfung von zugefuhrtem, flüssigem Brennstoff, wobei der Verdampfer eine durchströmbare, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzte Struktur aufweist, und eine, in axialer Richtung zu dem Verdampfer angeordnete Brennkammer zur Verbrennung von verdampftem Brennstoff und zugeführter Brennluft aufweist. Dabei weist der Verdampfer mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal zur Zuführung von Brennluft in die Brennkammer auf, der einen, gegenüber der Struktur des Verdampfers reduzierten Strömungswiderstand für Brennlufit aufweist und der sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch den Verdampfer derart erstreckt, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer abgewandten Seite des Verdampfers über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal durch den Verdampfer hindurch in die Brennkammer zufuhrbar ist.
Durch die Zufuhrung von Brennluft durch den Verdampfer hindurch wird eine Kühlung des Verdampfers erzielt. Dies führt insbesondere bei Mehrkomponentengemischen dazu, dass die Bestandteile mit niedrigerem Siedepunkt nicht deutlich früher als die Bestandteile mit hohem Siedepunkt verdampfen, so dass das Pulsieren auch bei einem Betrieb an der unteren Grenze des Modulationsbereiches reduziert bzw. beseitigt werden kann. In der Regel kann hierdurch auf den Einsatz eines externen Pulsationsdämpfers verzichtet werden. Ferner wird durch die Zuführung von Brennluft durch den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal eine höhere Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung erzielt. Dadurch wird erreicht, dass sich die Diffusionsflamme nicht direkt angrenzend an dem Verdampfer sondern beabstandet von die- sem ausbildet und die Bauteile im Bereich des Verdampfers gleichzeitig durch die axial zugeführte Luft gekühlt werden. Dieser Effekt führt zu niedrigeren Temperaturen im Bereich des Verdampfers, des Glühstiftes und der Verdampferaufnahme. Der Einsatz einer zusätzlichen Luftkühlung ist dabei in der Regel nicht mehr erforderlich. Auch müssen die Materialien des Verdampfers, der Verdampferaufnahme und der angrenzenden Bauteile nicht mehr so hohen Temperaturbelastungen standhalten, so dass kostengünstigere Materialien eingesetzt werden können.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch die erfmdungsge- mäße Zuführung von Brennluft eine gute Durchmischung von Brennstoff und Brennluft erzielt wird. Dadurch kann auch bei Teillast-Betrieb eine gute und stabile Verbrennung mit geringer CO- und Ruß-Bildung erreicht werden. Ferner kann die Heizleistung durch die Erzielung einer gleichmäßigen, stabilen Verbrennung, insbesondere im Teillast-Betrieb, über einen weiteren Bereich als bisherige Heizgeräte entsprechender Bauart geregelt werden. Beispielsweise konnte bei Heizgeräten eines Typs, deren Heizleistung bisher im Bereich von 3-5 kW (Kilowatt) modulierbar bzw. regelbar war, durch die erfindungsgemäße Ausbildung derselben eine Erweiterung dieses Bereiches auf 1-5 kW erzielt werden. Dementsprechend wird durch die erfindungsgemäße, axiale Luftzuführung eine über den gesamten Modulationsbereich qualitativ hochwertige Verbrennungsreaktion sichergestellt.
Ferner kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Verdampferbrenners im Bereich des mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanals auch eine teilweise Zerstäubung von Brennstoff erzielt werden. Insbesondere wird in diesem Fall Brennstoff im Bereich des Übergangs zwischen Verdampfer und Brennluft-Zufuhrkanal von der Brennluft in Form von feinen Tröpfchen mitgerissen und in die Brennkammer gefördert. Auf diese Weise muss nicht sämtlicher Brennstoff verdampft werden, sondern ein Teil des zugeführten Brennstoffs gelangt in Form von fein verteilten Tröpfchen in die Brennkammer. Dadurch kann eine effektive Verdampfung und/oder Zerstäubung von Brennstoff erzielt werden.
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 dau- erhaften, 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 Stand- oder Zuheizer für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der mindestens eine Brennluft-Zufuhrkanal zumindest teilweise durch den Verdampfer. Vorzugsweise erstreckt sich der mindestens eine Brennluft-Zuführkanal vollständig (bezüglich der axialen Richtung) durch den Verdampfer, so dass für die zugeführte Brennluft nur ein geringer Strömungswiderstand bei dem Transport durch den Verdampfer hindurch auftritt und die Brennluft nicht durch die Struktur des Verdampfers selbst hindurchströmen muss. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Brennluft-Zufuhrkanal entlang der axialen Richtung verläuft, d.h. nicht gebogen und/oder schräg zu dieser axialen Richtung verläuft. Solch ein Verlauf genau entlang der axialen Richtung ist aber nicht zwingend erforderlich. Insbesondere kann der mindestens eine Brennluft-Zuführkanal auch gekrümmt verlaufen oder die Gesamt- Erstreckungsrichtung des Brennluft-Zufuhrkanals kann schräg zu der axialen Richtung verlaufen. Gemäß der vorliegenden Erfindung muss sich der Brennluft-Zufuhrkanal lediglich derart erstrecken, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer abgewandten Seite des Verdampfers über den mindestens einen Brennluft-Zuführkanal durch den Verdampfer hindurch in die Brennkammer zuführbar ist.
Grundsätzlich ist erfindungsgemäß mindestens ein Brennluft-Zufuhrkanal vorgesehen. Um eine gleichmäßige Brennluft-Zuführung über eine Fläche quer zu der axialen Richtung zu erzielen und damit ein homogenes Brennstoff-Brennluft-Gemisch innerhalb der Brennkammer zu erhalten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Mehrzahl von Brennluft- Zufuhrkanälen vorgesehen. In der vorliegenden Anmeldung wird durch die Bezugnahme auf „mindestens einen Brennluft-Zuführkanal" jeweils auch auf die vorteilhafte Variante der Vor- sehung einer Mehrzahl von Brennluft-Zufiihrkanälen Bezug genommen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die einzelnen Brennluft-Zufuhrkanäle über eine Fläche des Verdampfers, die im Wesentlichen quer zu der axialen Richtung verläuft, verteilt.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der mindestens eine Brennluft- Zufuhrkanal einen, gegenüber der Struktur des Verdampfers reduzierten Strömungswiderstand für Brennluft aufweist. Insbesondere kann im Bereich des Brennluft-Zufuhrkanals beispielsweise eine durchströmbare Struktur vorgesehen sein, die einen geringeren Strömungswiderstand als die Struktur des Verdampfers aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der mindestens eine Brennluft-Zufuhrkanal einen freien Strömungsquerschnitt für Brennluft auf, der Brennluft-Zufuhrkanal ist also nicht mit einer Struktur ausgefüllt. Dementsprechend kann die zugeführte Brennluft in dem Brennluft-Zufuhrkanal frei strömen.
Als Strukturen für Verdampfer, die durchströmbar sind und mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzt sind, sind verschiedene Strukturen einsetzbar. Wesentlich ist, dass diese Strukturen eine große Oberfläche aufweisen und für Brennstoff durchströmbar sind, so dass eine effektive Verdampfung von Brennstoff erzielbar ist. Hierfür eignen sich insbesondere poröse Strukturen. Eingesetzte Strukturen sind beispielsweise wabenförmig, quaderförmig, schaumartig (z.B. Metallschaum), etc.. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Struktur des Verdampfers durch einen Faserstruktur, insbesondere durch eine Metallfaserstruktur, gebildet. Solch eine Faserstruktur, die teilweise auch als Vlies bzw. Verdampfervlies bezeichnet wird, hat sich im Einsatz besonders bewährt. Insbesondere werden teilweise Strukturen aus gepressten Metallfasern in regelloser Anordnung eingesetzt, wobei je nach Anforderungen verschiedene Faserstrukturen und/oder Fasergeometrien verwendet werden.
Auch bei der äußeren Form des Verdampfers sind verschiedene Strukturen möglich. Die äußere Form sollte insbesondere gewährleisten, dass zugeführter Brennstoff zunächst den Verdampfer passieren muss, bevor er die Brennkammer erreicht. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Verdampfer flächig, insbesondere scheibenförmig, ausgebildet, wobei sich die Fläche des Verdampfers im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt. Ferner sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung Brennluft dem mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal und Brennstoff dem Verdampfer jeweils auf der von der Brennkammer ab- gewandten Seite des Verdampfers zufuhrbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Verdampfer in einer schalenförmigen Verdampferaufnahme aufgenommen und in einem Boden der Verdampferaufnahme ist mindestens eine Durchgangsöffnung, die zu dem mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal fuhrt, ausgebildet. Der Verdampferbrenner wird in der Regel zumindest teilweise von einem Gehäuse umgeben. Das Gehäusebauteil, in dem der Verdampfer aufgenommen ist, wird dabei als Ver- dampferaufhahme bezeichnet, während das sich daran anschließende Gehäusebauteil, das (zumindest teilweise) die Brennkammer umgibt, als Brennrohr bezeichnet wird. Die Ver- dampferaufnahme bildet dabei in der Regel die Form einer Schale, die einen Boden und eine, gegebenenfalls abgestufte, umlaufende Wand aufweist. Dabei wird der Verdampfer in der Verdampferaufnahme in der Regel derart aufgenommen, dass die Seite bzw. Fläche des Verdampfers, die von der Brennkammer abgewandt ist, an dem Boden der Verdampferaufnahme anliegt. Über die Durchgangsöffhung(en) wird durch die Verdampferaufnahme hindurch eine Zufuhr von Brennluft in den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der mindestens eine Brennluft-Zufuhrkanal eine Hülse auf, die sich (vorzugsweise in axialer Richtung) zumindest teilweise durch den Verdampfer erstreckt. Beispielsweise kann die Hülse durch einen zylindrischen Rohrabschnitt gebildet werden. Durch die Vorsehung solch einer Hülse wird in deren Bereich ein Kontakt zwischen dem Brennstoff innerhalb des Verdampfers und der Brennluft innerhalb des mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanals verhindert. Ferner wird durch Vorsehung einer oder mehrerer Hülsen die Stabilität innerhalb des Verdampfers erhöht. Insbesondere wird verhindert, dass Material des Verdampfers über die Zeit den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal zusetzt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mindestens eine Hülse integral in einer Verdampferaufnahme ausgebildet, wobei die Verdampferaufnahme schalenförmig ausgebildet und in dieser der Verdampfer aufgenommen ist. Durch solch eine integrale Ausbildung kann die Anzahl der Bauteile reduziert, der Fertigungsprozess vereinfacht und die Stabilität der Anordnung erhöht werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verdampferaufnahme ein durch ein MIM- Herstellungsverfahren (MIM: Metal Injection Moulding; deutsch: pulvermetallurgisches Spritzgießen) gebildetes Bauteil. Das MIM-Herstellungsverfahren ist dabei für die Herstellung der Verdampferaufnahme, gegebenenfalls mit integral ausgebildeten Hülsen, besonders gut geeignet, da sich durch dieses Verfahren komplexe, metallische Bauteilgeometrien herstellen lassen. Bei dem MIM-Herstellungsverfahren wird zunächst im Spritzgussverfahren ein Grünling hergestellt, der danach den Schritten der Entbinderung und anschließend der Sinterung unterzogen wird.
Wird die für den Verbrennungsprozess benötigte Brennluft vollständig über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal zugeführt, so besteht die Gefahr, dass die, innerhalb der Brennkammer ausgebildete Diffusionsflamme zu weit von dem Verdampfer abhebt und/oder durch die einströmende Brennluft gelöscht wird. Dementsprechend wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Brennkammer zumindest teilweise durch ein Brennrohr, das sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt, begrenzt, wobei in dem Brennrohr radial Brennluft- Zufuhröffnungen zur zusätzlichen Zuführung von Brennluft in die Brennkammer vorgesehen sind. Beispielsweise können in dem Brennrohr eine oder mehrere umlaufende Reihen von Brennluft-Zufuhröffnungen vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ können auch in der umlaufenden Wand einer Verdampferaufnahme Brennluft-Zufuhröffnungen vorgesehen sein, wobei diese Brennluft-Zufuhröffnungen dann, wie im einleitenden Teil erläutert wird, stromabwärts von dem Verdampfer angeordnet sind. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass über die Verdampferaufnahme, abgesehen von der Brennluft-Zufuhr zu dem mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal, keine Brennluft in die Brennkammer zufuhrbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Öffnungsquerschnitte der Brennluft- Zufuhröffnungen und des mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanals derart angepasst und/oder ist die Brennluft-Zufuhr an die Brennluft-Zufuhröffnungen und den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal derart angepasst, dass im Einsatz über die Brennluft-Zufuhröffnungen ein Anteil im Bereich von 20-40% und über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal ein Anteil im Bereich von 60-80% der zugeführten Brennluft in die Brennkammer zugeführt werden. In diesem Bereich, insbesondere bei einem Verhältnis der über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal zugeführten Brennluft zu der über die Brennluft-Zufuhröffnungen zugeführten Brennluft von 70:30, konnten sehr gute Verbrennungseigenschaften beobachtet werden. Ein gewünschtes Verhältnis der zugeführten Brennluft kann ausschließlich durch eine entsprechende Anpassung der Öffnungsquerschnitte der jeweiligen Öffnungen bzw. Kanäle (unter Berücksichtigung des Strömungswiderstandes der jeweiligen Zuleitungen) erzielt werden. Zusätzlich oder alternativ können zur Erzielung dieses Verhältnisses auch Ventile und/oder Pumpen eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein mobiles Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeug- Heizgerät, wie beispielsweise einen Stand- und/oder Zuheizer, das/der einen Verdampferbrenner gemäß einer der oberhalb erläuterten Varianten aufweist.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners eines mobilen Heizgerätes, wobei der Verdampferbrenner einen Verdampfer zur Verdampfung von zugeführtem, flüssigem Brennstoff und eine, in axialer Richtung zu dem Verdampfer angeordnete Brennkammer zur Verbrennung von verdampftem Brennstoff und zugeführter Brennluft aufweist, wobei der Verdampfer eine durchströmbare, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzte Struktur aufweist. Das Verfahren weist dabei nachfolgenden Schritt auf: Zuführen zumindest eines Teils der Brennluft durch mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal, der einen, gegenüber der Struktur des Verdampfers reduzierten Strömungswiderstand für Brennluft aufweist und der sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch den Verdampfer derart erstreckt, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer abgewandten Seite des Verdampfers über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal durch den Verdampfer hindurch in die Brennkammer geführt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden im Wesentlichen die oberhalb, in Bezug auf den erfmdungsgemäßen Verdampferbrenner erläuterten Vorteile erzielt. Ferner sind bei dem erfϊndungsgemäßen Verfahren die oberhalb, in Bezug auf den Verdampferbrenner erläuterten Weiterbildungen in entsprechender Weise realisierbar, wobei die jeweils angegebenen Vorteile erzielt werden.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig.l: eine schematische Querschnittsansicht eines mobilen Heizgerätes mit einem erfindungsgemäßen Verdampferbrenner;
Fig. 2: eine schematische Querschnittsansicht in einer Ebene entlang der axialen Richtung eines Verdampferbrenners gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in abgebrochener Darstellung;
Fig. 3: eine schematische Querschnittsansicht in einer Ebene entlang der axialen Richtung eines Verdampferbrenners gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung in abgebrochener Darstellung; und
Fig. 4: eine schematische Draufsicht von oben auf einen Verdampferbrenner mit abgenommenem Brennrohr gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines mobilen, brennstoffbetriebenen Heizgerätes 2, das einen Standheizer für ein motorbetriebenes Landfahrzeug bildet, dargestellt. Die Schnittebene verläuft dabei entlang einer Achse 3, welche eine axiale Richtung definiert. Als wesentliche Bauelemente weist das Heizgerät 2 einen Verdampferbrenner 4, ein Brennluftgebläse 6 zur Zuführung von Brennluft an den Verdampferbrenner 4 und einen, den Verdampferbrenner 4 umgebenden Wärmetauscher 8, in dem Wärme von den Verbrennungsgasen auf ein zweites Medium, wie beispielsweise auf eine Flüssigkeit oder auf Luft, übertragen wird, auf.
Der Verdampferbrenner 4 weist mehrere Brenner-Gehäusebauteile auf, die eine Brennkammer 10 begrenzen. Insbesondere weist der Verdampferbrenner 4 als Brenner-Gehäusebauteil eine schalenförmige Verdampferaufnahme 12 auf, in welcher ein Verdampfer 14, der aus einer durchströmbaren, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzten Struktur gebildet wird, angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausfϊihrungsbeispiel wird der Verdampfer 14 durch einen scheibenförmigen Metallfaserverdampfer gebildet, der angrenzend an einem Boden 18 der schalenförmigen Verdampferaufnahme 12 angeordnet ist. Die Verdampferaufnahme 12 weist eine zylindrische, umlaufende Wand 16 auf, die abgestuft ist und die sich nach oben (bzgl. der Darstellung in Fig. 1) über den Verdampfer 14 hinaus erstreckt. An den Boden 18 der Verdampferaufnahme 12 führt zentral ein Anschluss für eine Brennstoff-Zufuhrleitung 20, über die dem Verdampfer 14 mittels einer (nicht dargestellten) Dosierpumpe flüssiger Brennstoff zufuhrbar ist. Innerhalb des Verdampfers 14 verdampft der Brennstoff und tritt auf der, der Brennkammer 10 zugewandten Seite des Verdampfers 14 aus dem Verdampfer 14 aus. Innerhalb der Verdampferaufhahme 12 ist in der Nähe des Verdampfers 14 stromabwärts desselben (in Fig. 1 oberhalb von dem Verdampfer 14) ein Glühstift 21 angeordnet, der in einer (nicht dargestellten) Glühstift- Aufnahmeöffnung der Verdampferaufnahme 12 gehalten wird. Wie oberhalb beschrieben ist, stellt der Glühstift 21 während einer Startphase des Heizgerätes 2 die zum Verdampfen von Brennstoff benötigte Wärme bereit. Nach der Startphase kann über den Glühstift 21 die Temperatur innerhalb der Brennkammer überwacht werden, so dass der Glühstift 21 dann als Flammwächter dient.
An der schalenförmigen Verdampferaufhahme 12 ist als weiteres Brenner-Gehäusebauteil ein zylindrisches Brennrohr 22 angeschweißt, so dass innerhalb der Verdampferaufnahme 12 und dem Brennrohr 22 eine im Wesentlichen zylindrische Brennkammer 10 gebildet wird. Am (in Fig. 1) oberen Ende des Brennrohres 22 weist dieses einen Auslass 24 für die Verbrennungsgase auf, so dass die Verbrennungsgase nach Verlassen der Brennkammer 10 durch den Auslass 24 in den Wärmetauscher 8 eintreten können. Das Brennrohr 22 und die Verdampferaufnahme 12 sind in der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen konzentrisch zu der Achse 3, d.h. zu der axialen Richtung, ausgebildet. Ferner ist, wie anhand der Fig. 1 ersichtlich ist, die Brennkammer 10 in axialer Richtung angrenzend an den Verdampfer 14 angeordnet.
Die Zuführung der Brennluft, die über das Brennluftgebläse 6 gefördert wird, in die Brennkammer 10 ist in Fig. 1 nicht im Detail dargestellt. Hierbei ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Brennluft durch mindestens einen (in Fig. 1 nicht dargestellten) Brennluft- Zufuhrkanal in die Brennkammer 10 zugeführt wird. Der Brennluft-Zufuhrkanal weist dabei gegenüber der Struktur des Verdampfers 14 einen reduzierten Strömungswiderstand für Brennluft auf und erstreckt sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch den Verdampfer 14 derart, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer 10 abgewandten Seite des Verdampfers 14 über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal durch den Verdampfer 14 hindurch in die Brennkammer 10 zufuhrbar ist. Zusätzlich kann auch ein Teil der zugeführten Brennluft stromabwärts von dem Verdampfer 14 in die Brennkammer 10 zugeführt werden. Insbesondere können in dem Brennrohr 22 Brennluft-Zufuliröffnungen vorgesehen sein, über die radial Brerinluft in die Brennkammer 10 zuführbar ist. Dies ist in Fig. 1 schematisch durch Öffnungen 26 dargestellt, die in einer Reihe, die sich in Umfangsrichtung um das Brennrohr 22 erstreckt, angeordnet sind. Ferner können in der umlaufenden Wand 16 der Verdampferaufhahme 12 in einem Bereich, der stromabwärts (in Fig. 1 oberhalb) von dem Verdampfer 14 angeordnet ist, Brennluft-Zufuhröffnungen vorgesehen sein, über die radial Brennluft in die Brennkammer 10 zuführbar ist. Dies ist in Fig. 1 schematisch durch Öffnungen 28 dargestellt, die in einer Reihe, die sich in Umfangsrichtung um die umlaufende Wand 16 erstreckt, angeordnet sind.
Verschiedene Varianten der Brennluft-Zuführung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 4 erläutert. Dabei werden in den Figuren 2 bis 4 für gleiche Bauteile jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auf einer erneute Erläuterung von bereits beschriebenen Bauteilen wird verzichtet. In den Figuren 2 und 3 sind dabei jeweils ein Abschnitt der Brennstoff-Zufuhrleitung 20, die Verdampferaufhahme 12 (Fig. 2), 12' (Fig. 3), 12" (Fig. 4), in der jeweils der Verdampfer 14 aufgenommen ist, der Glühstift 21 und ein Abschnitt des Brennrohrs 22 dargestellt. Die Brennstoff- Zufuhrleitung 20 endet dabei plan an dem Boden 18 der Verdampferaufnahme 12, so dass flüssiger Brennstoff über eine entsprechende, im Bereich der Brennstoff-Zufuhrleitung 20 vorgesehene Öffnung des Bodens 18 in den Verdampfer 14 zuführbar ist. Der Verdampfer 14 weist in der Regel eine besonders saugfähige Struktur, wie beispielsweise eine Faserstruktur, die auch als Verteilervlies bezeichnet wird, auf, die für eine gute Verteilung des flüssigen Brennstoffs in radialer Richtung sorgt.
Bei den Ausfuhrungsformen der Figuren 2 bis 4 sind in dem Verdampfer 14 jeweils eine Mehrzahl von Brennluft-Zufuhrkanälen 30 (Fig. 2), 30' (Fig. 3) und 30" (Fig. 4) vorgesehen, die sich jeweils parallel zu der Achse 3, also entlang der axialen Richtung, vollständig durch den Verdampfer 14 erstrecken und die jeweils einen freien Strömungsquerschnitt für Brennluft aufweisen. Die einzelnen Brennluft-Zufuhrkanäle 30, 30' und 30" sind jeweils im Wesentlichen gleichmäßig über die Fläche des Verdampfers 14, die senkrecht zu der Achse 3 verläuft, verteilt. Über diese Brennluft-Zufuhrkanäle 30, 30' und 30" ist jeweils Brennluft von einer, von der Brennkammer 10 abgewandten Seite des Verdampfers 14 (in den Fig. 2 und 3 jeweils unterhalb des Verdampfers 14) durch den Verdampfer 14 hindurch in die Brennkammer 10 zuführbar. In dem Boden 18 der Verdampferaufnahme 12, 12' und 12" sind jeweils entsprechende Öffnungen 32 vorgesehen, die zu den Brennluft-Zufuhrkanälen 30, 30' und 30" fuhren. Auf die verschiedenen, in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Varianten der Brennluft-Zuführung wird nachfolgend eingegangen.
In Fig. 2 werden die verschiedenen Brennluft-Zufuhrkanäle 30 jeweils durch zylindrische Hülsen 34 bzw. Rohrabschnitte gebildet, die integral in der Verdampferaufnahme 12 ausgebildet sind und die sich entlang der axialen Richtung erstrecken. Auf diese Weise wird im Bereich des Verdampfers 14 eine vollständige Trennung zwischen Brennstoff und Brennluft erzielt. Ferner wird verhindert, dass sich die einzelnen Brennluft-Zufuhrkanäle 30 über die Zeit mit Material des Verdampfers 14 zusetzen. Ein Teil der zugeführten Brennluft wird dabei über die Brennluft-Zufuhrkanäle 30 zugeführt, was in Fig. 2 schematisch durch die Pfeile 36 dargestellt ist. Ferner wird der restliche Teil der zugeführteil Brennluft radial, stromabwärts von dem Verdampfer 14 über Brennluft-Zufuhröffhungen, die in dem Brennrohr 22 in Um- fangsrichtung angeordnet sind, zugeführt. Dies ist in Fig. 2 schematisch durch die Pfeile 38 dargestellt. Diese Brennluft-Zufuhröffhungen können beispielsweise entsprechend den, in Fig. 1 dargestellten Öffnungen 26 ausgebildet und angeordnet sein. Die Art der Verteilung der Brennluft auf die Brennluft-Zufuhrkanäle 30 und die Brennluft-Zufuhröffhungen in dem Brennrohr 22 ist in Fig. 2 nicht dargestellt, sie kann aber beispielsweise über eine gemeinsame Kammer, über mehrere Versorgungsleitungen, etc., erfolgen.
In Fig. 3 werden die verschiedenen Brennluft-Zufuhrkanäle 30' jeweils durch Durchgangsöffnungen bzw. Bohrungen gebildet, die sich durch den Verdampfer 14 hindurch erstrecken. Hülsen oder Rohrabschnitte zur Begrenzung der Brennluft-Zufuhrkanäle 30' sind dabei nicht vorgesehen. Dementsprechend wird bei dieser Ausfuhrungsform bereits im Bereich des Verdampfers 14 ein Kontakt zwischen Brennstoff und Brennluft ermöglicht. Insbesondere kann auf diese Weise bereits im Bereich der Brennluft-Zufuhrkanäle 30' ein Teil des Brennstoffs verdampft und/oder von der Brennluft zerstäubt und mitgerissen werden. Ein Teil der zugeführten Brennluft wird bei dieser Ausführungsform über die Brennluft-Zufuhrkanäle 30' zugeführt, was in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile 36 dargestellt ist. Der restliche Teil der zugeführten Brennluft wird radial, stromabwärts von dem Verdampfer 14 über Brennluft- Zufuhröffhungen, die zum Einen in dem Brennrohr 22 radial in Umfangsrichtung angeordnet sind und die zum Anderen in der umlaufenden Wand 16 der Verdampferaufnahme 12 stromabwärts von dem Verdampfer 14 in Umfangsrichtung angeordnet sind, zugeführt. Die Brennluft-Zufuhröffhungen in dem Brennrohr 22 können wiederum entsprechend den, in Fig. 1 dar- gestellten Öffnungen 26 ausgebildet sein, während die Brennluft-Zufuhröfϊhungen in der Verdampferaufhahme 12 entsprechend den in Fig.l dargestellten Öffnungen 28 ausgebildet sein können. Die Zuführung von Brennluft über Brennluft-Zufuhröffhungen in dem Brenn- rohr 22 ist in Fig. 3 wiederum schematisch durch die Pfeile 38 dargestellt, während die Zuführung von Brennluft über Brennluft-Zufuhröffhungen in der umlaufenden Wand 16 der Verdampferaufnahme 12 in Fig. 3 schematisch durch Pfeile 40 dargestellt ist. Die Art der Verteilung der Brennluft auf die Brennluft-Zufuhrkanäle 30 und die Brennluft- Zufuhröffhungen in dem Brennrohr 22 und in der umlaufenden Wand 16 ist in Fig. 3 nicht dargestellt, sie kann aber beispielsweise über eine gemeinsame Kammer, über mehrere Versorgungsleitungen, etc., erfolgen.
In der Draufsicht von Fig. 4 ist beispielhaft eine Anordnung einer Mehrzahl (hier: 13) von Brennluft-Zufuhrkanälen 30" über die (im Wesentlichen kreisförmige) Fläche des Verdampfers 14 dargestellt. Wie anhand der Figur 4 ersichtlich ist, sind die Brennluft-Zufuhrkanäle 30" auf zwei konzentrisch zu der Achse 3 angeordneten Kreisen 42, 44 angeordnet, wobei auf dem äußeren Kreis 42 acht Brennluft-Zufuhrkanäle 30" gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind, während auf dem inneren Kreis 44 fünf Brennluft-Zufuhrkanäle 30" gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind. Auf diese Weise kann eine, über die Querschnittsfläche der Brennkammer 10 im Wesentlichen gleichmäßig verteilte Zuführung von Brennluft erzielt werden. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weisen die einzelnen Brennluft- Zufuhrkanäle 30" jeweils einen Durchmesser von 1,6 mm auf. Die Brennluft-Zufuhrkanäle 30" können entsprechend den Brennluft-Zufuhrkanälen 30 der Fig. 2 oder entsprechend den Brennluft-Zufuhrkanälen 30' der Fig. 3 ausgebildet sein. Auch kann eine zusätzliche Brennluft-Zufuhr radial über das Brennrohr 22 und/oder über eine umlaufende Wand 16 der Verdampferaufnahme 12 erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist eine, im Wesentlichen konzentrische Ausrichtung der Bauteile des Verdampferbrenners 4 zu der Achse 3 nicht zwingend erforderlich. Auch ist der axiale Verlauf der Brennluft-Zufuhrkanäle nicht zwingend erforderlich. Wie im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert wird, können die Brennluft-Zufuhrkanäle (und gegebenenfalls die zugehörigen Hülsen) beispielsweise auch schräg zu der axialen Richtung und/oder gekrümmt verlaufen. Ferner können verschiedene Ausbildungen der Brennluft-Zufuhrkanäle (vgl. Figu- ren 2 bis 4) jeweils mit unterschiedlichen, zusätzlichen Zuführungen von Brennluft stromabwärts des Verdampfers (vgl. Figuren 2 und 3) kombiniert werden. Auch die Brennluft- Zufuhrung zu den einzelnen Brennluft-Zufuhrkanälen sowie gegebenenfalls zu den Brennluft- Zufuhröfmungen kann auf verschiedene Weise (beispielsweise über zugehörige Leitungen oder über eine gemeinsame Kammer, die an die Brennluft-Zufuhrkanäle und/oder die Brenn- luft-Zufuhröfmungen angrenzt), erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät (2), aufweisend einen Verdampfer (14) zur Verdampfung von zugeführtem, flüssigem Brennstoff, wobei der Verdampfer (14) eine durchströmbare, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzte Struktur aufweist, und eine, in axialer Richtung zu dem Verdampfer (14) angeordnete Brennkammer (10) zur Verbrennung von verdampftem Brennstoff und zugeführter Brennluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (14) mindestens einen Brennluft-Zuführkanal (30; 30'; 30") zur Zuführung von Brennluft in die Brennkammer (10) aufweist, der einen, gegenüber der Struktur des Verdampfers (14) reduzierten Strömungswiderstand für Brennluft aufweist und der sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch den Verdampfer (14) derart erstreckt, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer (10) abgewandten Seite des Verdampfers (14) über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal (30; 30'; 30") durch den Verdampfer (14) hindurch in die Brennkammer (10) zuführbar ist.
2. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Brennluft-Zufuhrkanälen (30; 30'; 30") vorgesehen ist, die insbesondere über eine Fläche des Verdampfers (14), die im Wesentlichen quer zu der axialen Richtung verläuft, verteilt sind.
3. Verdampferbrenner gemäß Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Brennluft-Zufuhrkanal (30; 30'; 30") einen freien Strömungsquerschnitt für Brennluft aufweist.
4. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur des Verdampfers (14) durch einen Faserstruktur, insbesondere durch eine Metallfaserstruktur, gebildet wird.
5. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (14) flächig, insbesondere scheibenförmig, ausgebildet ist, wobei sich die Fläche des Verdampfers (14) im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt.
6. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Brennluft dem mindestens einen Brennluft-Zutuhrkanal (30; 30'; 30") und Brennstoff dem Verdampfer (14) jeweils auf der von der Brennkammer (10) abgewandten Seite des Verdampfers (14) zuführbar sind.
7. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (14) in einer schalenförmigen Verdampferaufnahme (12; 12'; 12") aufgenommen ist und dass in einem Boden (18) der Verdampferaufnahme (12; 12'; 12") mindestens eine Durchgangsöffnung (32), die zu dem mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal (30; 30'; 30") führt, ausgebildet ist.
8. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Brennluft-Zufuhrkanal (30) eine Hülse (34) aufweist, die sich in axialer Richtung zumindest teilweise durch den Verdampfer (14) erstreckt.
9. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hülse (34) integral in einer Verdampferaufnahme (12) ausgebildet ist, wobei die Verdampferaufnahme (12) schalenförmig ausgebildet und in dieser der Verdampfer (14) aufgenommen ist.
10. Verdampferbrenner gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferaufnahme (12; 12'; 12") ein durch ein MIM-Herstellungsverfahren (MIM: Metal Injection Moulding; deutsch: pulvermetallurgisches Spritzgießen) gebildetes Bauteil ist.
11. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) zumindest teilweise durch ein Brennrohr (22), das sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt, begrenzt wird und dass in dem Brennrohr (22) radial Brennluft-Zufuhröffnungen (26) zur zusätzlichen Zuführung von Brennluft in die Brennkammer (10) vorgesehen sind.
12. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffhungs- querschnitte der Brennluft-Zufuhröffhungen (26) und des mindestens einen Brennluft- Zufuhrkanals (30; 30', 30") derart angepasst sind und/oder dass die Brennluft-Zufuhr an die Brennluft-Zufuhröffnungen (26) und den mindestens einen Brennluft- Zufuhrkanal (30; 30', 30") derart angepasst ist, dass im Einsatz über die Brennluft- Zufuhröffhungen (26) ein Anteil im Bereich von 20-40% und über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal (30; 30', 30") ein Anteil im Bereich von 60-80% der zugeführten Brennluft in die Brennkammer (10) zugeführt werden.
13. Verdampf erbrenner gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass über die Verdampferaufnahme (12), abgesehen von der Brennluft-Zufuhr zu dem mindestens einen Breπnluft-Zufuhrkanal (30; 30', 30"), keine Brennluft in die Brennkammer (10) zuführbar ist.
14. Mobiles Heizgerät, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät, aufweisend einen Verdampferbrenner (4) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
15. Verfahren zum Betreiben eines Verdampferbrenners (4) eines mobilen Heizgerätes (2), wobei der Verdampferbrenner (4) einen Verdampfer (14) zur Verdampfung von zugeführtem, flüssigem Brennstoff und eine, in axialer Richtung zu dem Verdampfer (14) angeordnete Brennkammer (10) zur Verbrennung von verdampftem Brennstoff und zu- geführter Brennluft aufweist, wobei der Verdampfer (14) eine durchströmbare, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzte Struktur aufweist, gekennzeichnet durch nachfolgenden Schritt:
Zuführen zumindest eines Teils der Brennluft durch mindestens einen Brennluft- Zufuhrkanal (30; 30'; 30"), der einen, gegenüber der Struktur des Verdampfers (14) reduzierten Strömungswiderstand für Brennluft aufweist und der sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch den Verdampfer (14) derart erstreckt, dass Brennluft von einer, von der Brennkammer (10) abgewandten Seite des Verdampfers (14) über den mindestens einen Brennluft-Zufuhrkanal (30; 30'; 30") durch den Verdampfer (14) hindurch in die Brennkammer (10) geführt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012149928A1 (de) * 2011-04-30 2012-11-08 Webasto Ag Verdampferbrenner für ein mobiles heizgerät

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011006192B4 (de) * 2011-03-28 2014-03-27 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Verdampferbaugruppe, insbesondere für ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät oder einen Reformer
DE102011006370B4 (de) 2011-03-29 2013-07-04 Webasto Ag Brenner und Verfahren zum Verbrennen eines flüssigen Brennstoffs
DE102011077891B3 (de) 2011-06-21 2012-12-06 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferbaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät
DE102014005173A1 (de) * 2014-04-08 2015-10-08 Webasto SE Verfahren zur Herstellung einer Verdampferanordnung für einen Verdampferbrenner

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2227899A (en) * 1935-12-11 1941-01-07 Servel Inc Fuel burner
US2174818A (en) * 1937-06-01 1939-10-03 Internat Engineering Corp Burner
US2879837A (en) * 1958-01-28 1959-03-31 Edgar S Downs Liquid fuel burning heater
GB1271370A (en) * 1968-11-06 1972-04-19 British Petroleum Co Burner for use with fluid fuels
US3650661A (en) * 1969-11-13 1972-03-21 Enrique L Laguinia Liquid fuel burner
GB1441392A (en) * 1973-01-15 1976-06-30 British Petroleum Co Burners
AU521212B2 (en) * 1977-06-15 1982-03-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Combustion device for liquid fuels
DE4339011A1 (de) * 1993-11-10 1995-05-11 Witeg Mbh Außenmischender Flächenbrenner für flüssige Brennstoffe
DE19750964A1 (de) * 1997-11-18 1999-05-20 Eberspaecher J Gmbh & Co Brennkammerherstellungsverfahren sowie hiernach gefertigte Brennkammer eines Fahrzeug-Heizgeräts
DE10360458A1 (de) * 2003-12-22 2005-07-28 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Brennstoffzellensystem
DE102005004359A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-03 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Brennkammergehäuse für einen Verdampferbrenner
DE102006018362A1 (de) * 2006-04-20 2007-10-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes
DE102006049177A1 (de) * 2006-10-18 2008-04-30 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes in einer Startphase

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012149928A1 (de) * 2011-04-30 2012-11-08 Webasto Ag Verdampferbrenner für ein mobiles heizgerät
RU2567343C2 (ru) * 2011-04-30 2015-11-10 Вебасто Се Испарительная горелка для мобильного отопителя

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Publication number Publication date
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DE102009003383B4 (de) 2013-01-10
WO2010083796A3 (de) 2011-05-19

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