WO2013127390A2 - Verdampferbrenner mit abdeckung für ein mobiles heizgerät - Google Patents

Verdampferbrenner mit abdeckung für ein mobiles heizgerät Download PDF

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WO2013127390A2
WO2013127390A2 PCT/DE2013/100068 DE2013100068W WO2013127390A2 WO 2013127390 A2 WO2013127390 A2 WO 2013127390A2 DE 2013100068 W DE2013100068 W DE 2013100068W WO 2013127390 A2 WO2013127390 A2 WO 2013127390A2
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evaporator
combustion chamber
fuel
combustion air
evaporator element
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Volodymyr Ilchenko
Vitali Dell
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Webasto SE
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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
    • 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
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072—Special adaptations
    • F24H1/009—Special adaptations for vehicle systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/263—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body with a dry-wall combustion chamber
    • 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.
  • 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.
  • 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 required to evaporate fuel is provided at start-up of the heater by a glow plug, which is usually arranged on the combustion chamber side facing the evaporator element. After a start 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 20 kW (kW: kilowatts), in particular from 1 kW to 5 kW, and can be operated throughout this covered heating power range with good combustion properties.
  • Essential for such good combustion properties is that a homogeneous mixing of (gaseous) fuel with combustion air in the combustion chamber is ensured over the entire heating power range that can be provided. Furthermore, the formation of deposits in the evaporator element should be avoided as far as possible.
  • a heater with an evaporative burner in which a majority of the combustion chamber facing surface of the evaporator element to equalize the heat distribution and the fuel treatment, a cover made of highly corrosion-resistant and heat-resistant steel sheet, wherein the cover of a plurality of micro-openings is interspersed sieve-like.
  • a fuel-operated heater with a burner comprising a swirl nozzle is known.
  • the swirl nozzle is arranged in a rear wall of the combustion chamber. On the rear wall of the combustion chamber to almost the nozzle outlet of the swirl nozzle is provided an absorbent and fuel acted upon body. Accordingly, the object of the present invention is to provide a
  • Evaporator burner for a mobile heater in particular for a vehicle heater, which is operable over a large heating power range with good combustion properties and in which a deposit formation is effectively avoided on the evaporator element.
  • an evaporative burner for a mobile heater having at least one evaporator element for evaporating liquid fuel and a combustor for combustively combusting fuel with supplied combustion air.
  • the evaporator element (at least) a Brennstoffzutrabêt over which the evaporator element fuel is supplied, on.
  • the surface of the evaporator element adjoining the combustion chamber is covered by a cover at at least one section covering at least the fuel feed section. At this (adjacent to the combustion chamber) surface further at least one of the cover uncovered fuel outlet portion is formed, which is arranged offset relative to the Brennstoffzutrabsacrificing along the main extension surface of the evaporator element.
  • the fuel feed section, the cover and the fuel outlet section are designed and positioned in such a size that a flow through the entire evaporator element with (liquid and / or gaseous present ) Fuel takes place.
  • a “mobile heater” is understood in this context to mean a heater which is designed for use in mobile applications and adapted accordingly. This means in particular that it is transportable (possibly permanently installed in a vehicle or housed only for transport therein) and not exclusively for a permanent, 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 motor-driven land vehicle. In particular, 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 heater (both stationary and running vehicle engine operable) or as a heater (Operable only when the vehicle engine is running) for a land vehicle (land motor vehicle), such as for a caravan, a motorhome, a bus, a car, etc., designed.
  • the evaporator element As is known in the art, there are various possible embodiments for the evaporator element, such as the 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) for effective Evaporating fuel has. Basically, the evaporator burner several
  • the term "fuel supply section” refers to the surface section of the evaporator element via which fuel can be supplied to the evaporator element (eg via a corresponding fuel tube or via another supply, for example via a feed channel extending along the evaporator element, etc.) on the main extension surface of the evaporator element on the side facing the combustion chamber, on the side facing away from the combustion chamber and / or on one or more of the side surfaces extending between the facing and the opposite side, the surface of the evaporator element adjoining the combustion chamber
  • this surface also comprises at least one surface area of the evaporator element on the side facing the combustion chamber and possibly also one or more side surfaces Surface portion on the side facing away from the combustion chamber side of the evaporator element, if it is disposed adjacent to the combustion chamber have (eg, an edge portion of the evaporator element, which surrounds a Brenn Kunststoffzu Switzerland).
  • the cover according to the present invention.
  • the "surface adjoining the combustion chamber” is formed by the surface portions which are directly adjacent to the combustion chamber or which adjoin the combustion chamber indirectly via the cover (provided according to the invention.)
  • the main extension surface of the evaporator element is flat (eg at However, it can also be arched or have a different, three-dimensional shape, as is the case, for example, with a cone-shaped evaporator element or a cylindrical evaporator element which can, for example, line a correspondingly extending combustion chamber wall denotes the surface of the evaporator element adjoining the combustion chamber, via which fuel can emerge from the evaporator element into the combustion chamber, whereby fuel can evaporate only at this fuel exit section Alternatively, it can also evaporate upstream of the fuel outlet section
  • the cover is formed in the at least one covered by the cover portion such that in this section fuel is retained in the evaporator element and can not (or possibly only in relatively small amounts) escape from the evaporator element.
  • the cover in this section is continuous (without holes and impermeable to fuel).
  • the cover is preferably located directly on the evaporator element. If in the present context reference is made to at least one component, this explicitly includes the variant of the provision of exactly one component. Alternatively, in each case several, ie two or more, such components may be provided.
  • the cover is plate-shaped. The plate is shaped in particular according to the surface to be covered of the evaporator element. In particular, she is just trained. But it can also be curved, in particular in the form of a cone shell portion, a cylinder jacket portion, etc., be formed.
  • the cover has a metal sheet.
  • a metal sheet is formed by a metal sheet.
  • Such a metal sheet may additionally have a coating and / or the cover may be constructed in multiple layers and in addition to the metal sheet also have other layers of other materials.
  • the position and the size of the Brennstoffzutrabiteses, the fuel outlet portion and the cover should be chosen so that at all, can be provided by the heatable heating element flows through substantially the entire evaporator element.
  • the fuel outlet section is designed sufficiently large that even at the highest heatable level can evaporate sufficient fuel from the evaporator element and can escape.
  • the fuel outlet section is only to be chosen so large that substantially the entire evaporator element is flowed through by (liquid or gaseous) fuel even at the lowest heat output stage which can be provided.
  • at least half of the surface of the evaporator element adjoining the combustion chamber is covered by the cover.
  • the cover covers at least two-thirds, more preferably at least 3/4 of the surface of the evaporator element adjacent to the combustion chamber.
  • the evaporator burner is designed such that the combustion chamber is supplied with fuel exclusively via the (at least one) evaporator element, which has a cover.
  • additional fuel feeds such as via a nozzle, may be provided to supply additional fuel.
  • the latter variant is particularly advantageous if the mobile concerned Heater should also be designed for higher heat outputs.
  • the fuel outlet section is arranged adjacent to a combustion air feed, via which combustion air can be supplied to the combustion chamber.
  • a combustion air feed via which combustion air can be supplied to the combustion chamber.
  • the fuel outlet section is arranged adjacent to a combustion air feed, via which primary air can be fed to the primary combustion of the fuel / combustion air mixture in the combustion zone.
  • a secondary air supply is usually provided in the region of the combustion chamber, via which secondary air can be supplied for afterburning.
  • This post combustion takes place - as known in the art - at a higher lambda value than the primary combustion in the region of the burning zone.
  • the fuel outlet section is arranged relative to a combustion air feed, via which the combustion chamber combustion air can be supplied, arranged that the fuel exit direction of fuel from the fuel outlet portion and the Brenn Kunststoffströmungsraum of the combustion air supplied via the supplied combustion air are directed towards each other. In this way, a turbulence of the supplied combustion air and the fuel exiting from the evaporator element is achieved, so that a good
  • Blending of the same is achieved.
  • the two flow directions (of fuel and combustion air) need not necessarily be exactly opposite to each other and aligned with each other. Rather, it is sufficient that the two flow directions each have a flow component along the line connecting the fuel outlet section and the combustion air supply and opposite to the other
  • Flow component is aligned.
  • the two directions of flow (of combustion air and fuel) make an angle of at least 90 ° (and ⁇ 180 °). one another.
  • the portion of the evaporator element surface adjacent to the combustion chamber covered by the cover is arranged closer to the flame position of a flame formed in the insert in the combustion chamber than the fuel exit portion which is formed by the remaining, uncovered portion of this surface.
  • an effective heat transfer of the heat of combustion is achieved by the combustion zone via the cover to the evaporator element. In particular, this ensures that sufficient fuel is vaporized even at the highest heat output stage.
  • the surface of the evaporator element which is not adjacent to the combustion chamber and which is arranged on the side facing away from the combustion chamber, covered (hereinafter: back cover).
  • back cover a contact surface for the evaporator element, which in particular can also perform a holding function, is formed. Further, it is thereby prevented that fuel from the evaporator element via a Oberflä- chenabites which is not formed adjacent to the combustion chamber and thus does not form a fuel outlet portion exits.
  • the back cover is formed in particular adjacent to the evaporator element. In particular, it extends over substantially the entire surface of the evaporator element arranged on the side facing away from the combustion chamber. Depending on the design of the
  • this back cover for example, by a cup-shaped evaporator receptacle (in the case of a disc-shaped or annular, centrally disposed evaporator element) and / or by a portion of a circumferential (cylindrical or frusto-conical) Brenncrowandung be formed.
  • the rear-side cover can also have a fuel feed to the fuel feed section of the evaporator element or have a corresponding recess for accommodating such a fuel feed.
  • an embodiment of the evaporator burner is also possible such that the cover of the evaporator element, which covers a portion of the combustion chamber adjacent surface of the evaporator element, is formed by a portion of the combustion chamber, so that at least a portion of the evaporator element back from the combustion chamber is arranged. On the back of the evaporator element and possibly on its side surfaces then an additional, back cover is provided.
  • the evaporator element is disc-shaped
  • the combustion chamber has a cylindrical basic shape
  • the Brennstoffzutrabites is centrally located relative to the disc shape of the evaporator element. It is therefore a proven basic design of an evaporator erbrenners, wherein the evaporator element is arranged in the rear wall of a cylindrical combustion chamber and in which the basic shape and the flow conditions are substantially rotationally symmetrical (based on the cylinder axis or rotational axis of symmetry of the cylindrical combustion chamber) realized ,
  • the Brennstoffzutrabites is arranged in particular on the side remote from the combustion chamber side of the evaporator element.
  • the cover it is preferable for the cover to cover a central section (ie the section surrounding the cylinder axis or rotational axis of symmetry) of the evaporator element.
  • a central section ie the section surrounding the cylinder axis or rotational axis of symmetry
  • the fuel outlet section is formed by the edge region of the evaporator element and is annular. Accordingly, vaporized fuel enters the radially outer region of the combustion chamber.
  • the combustion air supply takes place in this radially outer region of the combustion chamber.
  • the entire combustion air is supplied in use over these Brenn Kunststoffzu Swissen.
  • a secondary air supply is provided, can be supplied to the secondary combustion air for afterburning.
  • the secondary air feed can have downstream, further Brennluftzu 1500ö réelleen in the combustion chamber wall.
  • the evaporator burner has a combustion air inlet leading into the combustion chamber. Furthermore, in an expansion zone adjoining the combustion air inlet, the combustion chamber cross section of the combustion chamber increases with increasing distance from the combustion air inlet.
  • the evaporator element extends in the region of the expansion section along at least a portion of the flaring combustion chamber wall, wherein the combustion air supply air guide elements such that combustion air can be introduced through the combustion air inlet with a circumferentially extending flow component in the combustion chamber, so that a recirculation region is formed in use in the region of the expansion section.
  • the gases flow against one
  • the recirculation area is produced by the fact that the combustion air entering the combustion air inlet is provided by the air guide elements so strongly with a circumferential flow component (ie a strong swirl) that due to the expansion in the area of the expansion section the flowing air is displaced from the expansion area Cancels the combustion chamber wall and flows back in the axial (ie central) region against the main flow direction of the gases in the direction of the combustion air inlet.
  • a circumferential flow component ie a strong swirl
  • the flowing air also has, in addition to the flow component running in the circumferential direction, an axial and / or radial flow component. Due to the recirculation, a low-emission and stable combustion is achieved. Furthermore, due to the widening in the region of the widening section, it is advantageous for relatively high flow velocities to be present in the area of the combustion air inlet, which is prevents flashback of the flame. With increasing distance from the combustion air inlet, the flow velocity slows down, so that the formation of a flame is made possible.
  • the provision of a fiction, contemporary evaporator element in such a burner assembly has, inter alia, the advantage that thereby a stable operation of the
  • Evaporator burner even at low heat outputs up to 1 kW or lower, i. at low fuel and combustion air mass flows. Furthermore, a stable operation is made possible even with the formation of air bubbles in a fuel supply line, since the evaporator element acts as a buffer. In addition, the evaporator element allows a use of different liquid fuels, since the evaporator element effects due to different boiling temperatures and evaporation enthalpies are mitigated. Furthermore, the provision of the cover is also advantageous because the evaporator element is arranged adjacent to the combustion zone due to the construction and accordingly by the cover a spatial division between the combustion zone and the evaporation zone is achieved.
  • the formation of the recirculation region can be achieved in a simple manner in that the expansion cut expands sufficiently strongly, eg with a half-cone angle> 20 °, and the combustion air supplied via the combustion air inlet is provided with a sufficiently large, circumferential flow component , in particular a swirl number of> 0.6.
  • the ratio of the circumferentially oriented pulse (tangential pulse) relative to the axially aligned pulse of the flow is referred to as swirl number.
  • a widening section designed in this way, which leads to vortex shedding is referred to as a discontinuous flow widening.
  • a free flow cross-section is provided in the area of the widening section, ie no flow-conducting components are provided.
  • a glow plug and / or sensors may be provided in the region of the expansion section, but these are not regarded as flow-conducting components.
  • the evaporator element extends on the inside (ie on the side facing the combustion chamber) circumferentially over the entire combustion chamber wall arranged in the region of the expansion section. Alternatively, however, it can also be provided that it relates to the axial direction and / or relative to the Circumferential direction extends only over a portion of the flared combustion chamber wall in the region of the expansion portion.
  • the combustion chamber wall widens continuously from the combustion air inlet along the axial direction over the widening section.
  • the combustion chamber wall widens conically with a constant half-cone angle.
  • Half-cone angle is understood here to mean the angle between the center axis and the cone surface in the case of a cone (dull) or cone.
  • the evaporator element has the fuel feed section at its end section remote from the combustion air inlet, and at its end section arranged adjacent to the combustion air inlet, it has the fuel outlet section.
  • the cover preferably covers the end portion of the evaporator element remote from the combustion air inlet. Accordingly, this covered portion is arranged comparatively close to the flame position, thereby promoting effective heat transfer to the evaporator element.
  • the Brennstoffzutrabites extends annularly around the combustion chamber, so that takes place in the circumferential direction, a uniform fuel supply.
  • the present invention further relates to a mobile heater which has an inventive evaporator burner, which may optionally be formed according to one or more of the above-described developments and / or variants.
  • the mobile heater in particular also has a heat exchanger.
  • the mobile heater is particularly designed for a heating power range, the range of 1 kW to 20 kW (kW: kilowatts), or even a part thereof, includes. In particular, it is designed for a heating power range of 1 kW to 5 kW.
  • the mobile heater in particular forms a vehicle heater, in particular for a motor-driven land vehicle. Preferably, it forms a stand heater which can be operated both when the motor vehicle engine is stationary and when the vehicle engine is running or a heater which can be operated only when the motor vehicle engine is running. Further advantages and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. From the figures show:
  • FIG. 1A is a schematic illustration of a mobile heater according to a first embodiment of the present invention in a cross-sectional view
  • FIG. 1B is an enlarged schematic representation of a section of FIG. 1A in the region of the evaporator element
  • FIG. 2A is a schematic view showing the region of the evaporator element according to a second embodiment, showing a partial load operation
  • FIG. 2B is a view corresponding to FIG. 2A, showing an operation at a higher load
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an evaporator burner according to a second embodiment of the present invention in cross-sectional view
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of an air guide element for generating a flow component of supplied combustion air running in the circumferential direction.
  • 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.
  • Evaporator burner 4 has, inter alia, a cylindrical 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 (with respect to a cross-section perpendicular to the rotational axis of symmetry 13) and have a common rotational axis of symmetry 13.
  • the combustion chamber 8 is limited in the circumferential direction by a circumferential combustion chamber wall 14.
  • the combustion chamber 8 is delimited by the evaporator receptacle 10.
  • the evaporator element 12 is accommodated on the side facing the combustion chamber 8.
  • the evaporator receptacle 10 essentially covers the entire (rear) surface area 15 of the evaporator element 12 on the side of the evaporator element 12 facing away from the combustion chamber 8. steamer element 12 from. Only one fuel supply section 16 of the evaporator element 12, which lies centrally on the rotational axis of symmetry 13 and into which a fuel feed pipe 18 opens, is released by the evaporator receptacle 10.
  • the evaporator element 12 can be supplied with liquid fuel via the fuel feed tube 18 and via the fuel feed section 16.
  • the evaporator receptacle 10 also covers the circumferential side surface 20 of the evaporator element 12.
  • the surface 22 of the evaporator element 12 adjacent the combustion chamber 8 is formed by the side of the evaporator element 12 facing the combustion chamber 8.
  • This surface 22 is covered by a cover 24 via a central portion thereof.
  • the cover 24 covers (relative to a projection perpendicular to the extension plane of the evaporator element 12) the fuel supply section 16 and the surrounding area thereof.
  • the cover 24 is formed of a heat-resistant, solid metal sheet (eg, heat-resistant steel).
  • the cover 24 is flat, continuous and circular.
  • annular edge section is provided on the surface 22 adjacent to the combustion chamber 8 as a fuel outlet section 26, which is uncovered by the cover 24.
  • the annular edge section forms a comparatively small section of the surface 22 adjoining the combustion chamber 8.
  • the fuel exit section 26 is arranged offset from the fuel feed section 16 along the main extension surface (corresponding to the plane perpendicular to the rotational symmetry axis 13) of the evaporator element 12.
  • the portion of the surface 22 adjacent to the combustion chamber 8 covered by the cover 24 is located closer to the flame position of a flame used in the combustion chamber 8 (located centrally in the combustion chamber 8) than the fuel exit portion 26 is annular around the combustion chamber 8 a combustion air antechamber 28, the combustion air via a (not shown) combustion air supply can be supplied formed. From the combustion air antechamber 28 in turn via the combustion air supply openings 29 which are formed in the combustion chamber 14, a fluid connection with the combustion chamber 8 is produced. accordingly speaking the fuel outlet portion 26 is disposed adjacent to the combustion air supply via the combustion air supply openings 29.
  • liquid fuel is supplied to the evaporator element 12 via the fuel supply pipe 18 (see arrow 30).
  • fuel is forced to first flow radially outwardly along the main extension surface through the evaporator element 12, as shown schematically in FIG. 1B by the arrows 31 within the evaporator element 12. Due to the flame formed in the combustion chamber 8, heat is transferred via the cover 24 to the evaporator element 12, which is shown schematically in FIG. 1 B by the arrow 32.
  • the supplied fuel is initially liquid in a radially inner region, where it is evaporated during the flow to the outside, possibly due to the heat supplied (depending on the fuel flow and heat supplied).
  • the transition region of liquid fuel to gaseous fuel is indicated by dashed lines by way of example.
  • the location of this transition varies depending on the fuel flow rate and the heat input. Possibly.
  • the fuel also evaporates only when reaching the fuel outlet section 26 into the combustion chamber 8. Finally, the fuel exits from the fuel outlet section 26 in gaseous form into the combustion chamber 8.
  • the combustion air supplied via the combustion air supply openings 29 flows radially inward.
  • FIGS. 2A and 2B only one section in the region of the evaporator element is shown in each case.
  • the differences to the first embodiment will be discussed.
  • the same reference numerals are again used for the same or corresponding components, these being provided with an additional line.
  • the evaporator element 12 ' is received centrally in the evaporator receptacle 10', but does not extend to the edge region of the evaporator receptacle 10 '. Instead, an annular gap 34 'is formed between the circumferential side surface 20' of the evaporator element 12 'and the peripheral wall 36' of the evaporator receptacle 10 '. Accordingly, in the second embodiment, both the side of the evaporator element 12 'which faces the combustion chamber 8' and the peripheral side surface 20 'of the evaporator element 12' form surfaces which adjoin the combustion chamber 8 '.
  • the cover 24 ' covers the entire surface of the evaporator element 12' on the side facing the combustion chamber 8 '.
  • the fuel exit section 26 ' is formed by the circumferential side surface 20' of the evaporator element 12 '(uncovered by the cover 24').
  • fuel enters the combustion chamber 8 'via the annular gap 34' in the radially outer region.
  • the combustion air supply takes place in accordance with, as explained above with respect to the first embodiment.
  • the flow direction of the combustion air supplied into the combustion chamber 8 '(see arrows 25') and the flow direction of the fuel supplied into the combustion chamber 8 '(see arrows 27') are again shown schematically.
  • the supplied fuel is initially still liquid in a radially inner region of the evaporator element 12 ', being vaporized during outward flow due to the heat supplied (depending on the fuel flow rate and the heat supplied ).
  • the transition region from liquid fuel to gaseous fuel is indicated by dashed lines by way of example. In this case, an operation in partial load is shown in Fig. 2A and in Fig.
  • FIG. 2B is an operation at a higher load stage, in which a relation to the partial load operation increased fuel flow rate occurs, shown.
  • the position of the transition is accordingly arranged in the operation at the higher load level in a radially outer region.
  • Evaporator burner 40 has a combustion chamber 42, which has a widening portion 46 adjacent to a centrally located combustion air inlet 44 and in turn adjacent to the widening portion 46 has a combustion chamber portion 48 with a constant cross-section.
  • the arrangement of combustion air inlet 44, expansion section 46 and combustion chamber section 48 with a constant cross section is formed essentially rotationally symmetrical with respect to a rotation symmetry axis 50.
  • the combustion air inlet 44 is annular and provides a ring-shaped around the rotation axis of symmetry 50 formed combustion air flow path ready. Furthermore, the evaporator burner 40 centrally in the combustion air inlet 44 on a (not in use of combustion air flowed through) through hole 52 for receiving a (not shown) glow plug. Possibly. the central region of the combustion air inlet 44 may also be closed and a glow plug projecting laterally into the combustion chamber 42 may be provided.
  • the combustion air inlet 44 has air-guiding elements 54 such that combustion air can be introduced into the combustion chamber 42 through the combustion-air inlet 44 with a flow component extending in the circumferential direction.
  • an insert 56 is provided with helical air guide elements 54 which project radially outward from the insert 56 and form spirally extending combustion air flow channels.
  • Such an insert 56 is shown by way of example in FIG. 4.
  • other air guide elements 54 may be provided, through which the combustion air through the
  • Combustion air inlet 44 with a circumferential flow component in the combustion chamber 42 can be introduced.
  • the combustion chamber 42 is bounded in the circumferential direction by a circumferential combustion chamber wall 58. In the widening portion 46 of the combustion chamber 42 is a free
  • the circumferential combustion chamber wall 58 is formed conically and continuously in the region of the expansion portion 46.
  • the combustion chamber wall 58 is cylindrical in the region of this combustion chamber section 48.
  • the cylindrical combustion chamber wall 58 has primary combustion air supply openings 62, via which the combustion chamber 42 primary combustion air for primary combustion of fuel and combustion air within the combustion chamber 42 can be fed.
  • the cylindrical combustion chamber wall 58 has (smaller) secondary Brenn Kunststoffzu 1500- openings 64, via which the combustion chamber 42 secondary combustion air for combustion of fuel and combustion air within the combustion chamber 42 can be fed.
  • the post combustion takes place - as is known in the art - at a higher lambda value than the primary combustion.
  • the evaporator element 66 extends in the region of the expansion section 46 on the inside and adjacent to the combustion chamber wall 58.
  • the main extension surface of the evaporator element 66 is accordingly formed in the form of a lateral surface of a truncated cone.
  • the combustion chamber wall 58 in the region of
  • Widening portion 46 covers substantially the entire surface area of the side facing away from the combustion chamber 42 side 68 of the evaporator element 66 from. Only a fuel supply portion 70 annularly extending around the combustion chamber periphery and formed adjacent to the constant-diameter combustion chamber portion 48 is released through the combustion chamber wall 58. To this Brennstoffzutrabites 70 performs a fuel supply 72 for supplying liquid fuel, which is indicated only schematically in Fig. 3.
  • the fuel supply 72 may be formed by two or more fuel supply tubes distributed in the circumferential direction leading to the annular fuel supply portion 70.
  • the side 74 of the evaporator element 66 facing the combustion chamber 42 is covered over its entire surface area by a cover 76 formed of a metal sheet which bears against the evaporator element 66. Furthermore, the cover 76 also covers the side surface 78 of the evaporator element 66 adjoining the combustion chamber section 48 with a constant cross section. Only the adjacent to the combustion air inlet 44 side surface 80 of the evaporator element 66, which is annular around the combustion chamber circumference extends, is released by the cover 76, so that this side surface 80 forms a fuel outlet portion 82.
  • Annular around the combustion chamber 42 is a combustion air antechamber 84, the combustion air via a (not shown) combustion air supply can be fed formed. From the combustion air pre-space 84, a fluid connection with the combustion chamber 42 is established via the primary combustion air supply openings 62 and secondary combustion air supply openings 64 described above.
  • the combustion chamber 42 is supplied with combustion air via the combustion air inlet 44, the primary combustion air supply openings 62 and the secondary combustion air supply openings 64.
  • liquid fuel is supplied to the evaporator element 66 via the fuel feed 72. Through the cover 76, the fuel is forced to flow along the main extension surface through the evaporator element 66 in the direction of the combustion air inlet 44.
  • the heat transferred to the evaporator element 66 is higher in the portion where the fuel supply 72 is formed in the portion formed adjacent to the combustion air inlet 44.
  • the possibly already gaseous fuel exits the evaporator element 66 into the combustion chamber 42 or evaporates at this fuel outlet section 82 into the combustion chamber 42.
  • the combustion air supplied via the annular combustion air inlet 44 flows annularly into the combustion chamber 42.
  • the flow direction of the combustion air has an axial, substantially along the rotational axis of symmetry 50 extending flow component.
  • the flow direction also has a radially slightly outwardly extending flow component, which is due to the expansion of the combustion chamber 42 in this area.
  • These two flow components are shown schematically in FIG. 3 by the arrows 86.
  • the combustion air supplied via the combustion air inlet 44 is subjected by the air guiding elements 54 to a flow component which extends in the circumferential direction, which is shown schematically in FIG. 3 by the directional data 88 extending in the circumferential direction.
  • the fuel outlet portion 82 is disposed adjacent to the combustion air inlet 44. Furthermore, the arrangement is such that the fuel exit direction of fuel from the fuel outlet section 82 and the Brennluftaustrittsraum of combustion air from the combustion air inlet 44 are directed towards each other.
  • a recirculation region forms in use in the region of the widening section 46, which is schematically illustrated by the arrows 92 in FIG is.
  • the gases flow in a central region in the direction of the combustion air inlet 44 in the direction opposite to a main flow direction.
  • the main flow direction of the gases thereby extends from the combustion air inlet 44 along the axis of rotation 50.
  • the provision of the evaporator element 66 with cover 76 in combination with the above-described geometry of the combustion chamber 42 is particularly advantageous because on the one hand the benefits of forming a Rezirkulations- area, whereby a flame stabilization is conditional, can be used and on the other due to the provision the evaporator element 66, the heating power ranges suitable for mobile applications can be provided up to 1 kW and less, as by the evaporator element 66, a reliable and uniform fuel supply can be provided even at low fuel flow rates.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner (4) für ein mobiles Heizgerät (2), das mindestens ein Verdampferelement (12) zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff und eine Brennkammer (8) zur flammenden Verbrennung von Brennstoff mit zugeführter Brennluft aufweist. Dabei weist das Verdampferelement (12) einen Brennstoffzuführabschnitt (16), über welchen dem Verdampferelement (12) Brennstoff zuführbar ist, auf. Ferner ist die an die Brennkammer (8) angrenzende Oberfläche (22) des Verdampferelements (12) an mindestens einem, zumindest den Brennstoffzuführabschnitt (16) überdeckenden Abschnitt durch eine Abdeckung (24) abgedeckt. Ferner ist an dieser Oberfläche (22) mindestens ein von der Abdeckung (24) unbedeckter Brennstoffaustrittsabschnitt (26) ausgebildet, der relativ zu dem Brennstoffzuführabschnitt (16) entlang der Haupterstreckungsfläche des Verdampferelements (12) versetzt angeordnet ist.

Description

Verdampferbrenner mit Abdeckung für ein mobiles Heizgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 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
durchströmbaren, mit einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzten Struktur gebildet wird, um eine effektive Verdampfung von flüssigem Brennstoff zu erzielen. Ferner weisen
Verdampferbrenner eine Brennkammer zur flammenden Umsetzung von (verdampftem) Brennstoff mit Brennluft auf. Die Brennkammer ist in axialer Richtung angrenzend an den Verdampfer ausgebildet. 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 Verdampferelements angeordnet ist, bereitgestellt. Nach einer Startphase kann dann der Glühstift abgeschal- tet 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 20 kW (kW: Kilowatt), insbesondere von 1 kW bis 5 kW, abdecken und über diesen abgedeckten Heizleistungsbereich durchgehend mit guten Verbrennungseigenschaften betreibbar sind. Wesentlich für solche guten Verbrennungseigenschaften ist, dass über den gesamten, bereitstellbaren Heizleistungsbereich eine homogene Durchmischung von (gasförmigem) Brennstoff mit Brennluft in der Brennkammer sichergestellt wird. Ferner soll die Bildung von Ablagerungen in dem Verdampferelement möglichst weitgehend vermieden werden.
Aus der DE 39 10 424 AI ist ein Heizgerät mit einem Verdampfungsbrenner bekannt, bei welchem ein Großteil der der Brennkammer zugewandten Fläche des Verdampferelements zur Vergleichmäßigung der Wärmeverteilung und der Brennstoffaufbereitung eine Abdeckung aus hochkorrosionsbeständigem und warmfestem Stahlblech aufweist, wobei die Abdeckung von einer Vielzahl von MikroÖffnungen siebartig durchsetzt ist. Aus der DE 42 16 523 AI ist ein brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einem Brenner, der eine Dralldüse umfasst, bekannt. Die Dralldüse ist in einer Rückwand der Brennkammer angeordnet. Auf der Rückwand der Brennkammer bis nahezu zum Düsenaustritt der Dralldüse ist ein saugfähiger und von Brennstoff beaufschlagbarer Körper vorgesehen. Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen
Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, bereitzustellen, der über einen großen Heizleistungsbereich mit guten Verbrennungseigenschaften betreibbar ist und bei dem eine Ablagerungsbildung an dem Verdampferelement effektiv vermieden wird.
Die Aufgabe wird durch einen Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät bereitgestellt, der mindestens ein Verdampferelement zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff und eine Brennkammer zur flammenden Verbrennung von Brennstoff mit zugeführter Brennluft aufweist. Dabei weist das Verdampferelement (mindestens) einen Brennstoffzuführabschnitt, über welchen dem Verdampferelement Brennstoff zuführbar ist, auf. Die an die Brennkammer angrenzende Oberfläche des Verdampferelements ist an mindestens einem, zumindest den Brennstoffzuführabschnitt überdeckenden Abschnitt durch eine Abdeckung abgedeckt. An dieser (an die Brennkammer angrenzende) Oberfläche ist ferner mindestens ein von der Abdeckung unbedeckter Brennstoffaustrittsabschnitt ausgebildet, der relativ zu dem Brennstoffzuführabschnitt entlang der Haupterstreckungsfläche des Verdampferelements versetzt angeordnet ist.
Durch diese erfindungs gemäße Ausbildung eines Verdampferbrenners wird Brennstoff, der über den Brennstoffzuführabschnitt in das Verdampferelement eintritt, unabhängig von der jeweiligen Brennstoff-Förderrate zunächst gezwungen, entlang der Haupterstreckungsfläche durch das Verdampferelement hindurchzuströmen, bevor er den Brennstoffaustrittsabschnitt erreicht. Auf diese Weise kann über einen großen Heizleistungsbereich eine gleichmäßige und großflächige Durchströmung des Verdampferelements erzielt werden. Durch diese
Durchströmung wird einer Ablagerungsbildung effektiv entgegengewirkt. Demgegenüber tritt bei herkömmlichen Verdampferbrennern die Problematik auf, dass bei niedrigen Heizleistungsstufen aufgrund der niedrigeren Brennstoffförderrate Randbereiche des Verdampferelements nicht mehr oder nur noch vergleichsweise wenig durchströmt werden. Dadurch entstehen Bereiche, in denen Brennstoffreste über längere Zeitspannen unter Einfluss hoher Temperaturen stehen, wodurch eine Ablagerungsbildung in dem Verdampferelement unterstützt wird. Diese nachteiligen Effekte werden bei dem erfindungsgemäßen Verdampferbrenner aufgrund einer gleichmäßigen Durchströmung des Verdampferelements über sämtliche bereitstellbare Heizleistungs stufen hinweg vermieden. Insbesondere wird in dem Verdampferelement durch diese gleichmäßige Durchströmung die Bildung von Ablagerungen vermieden. Weiterhin wird durch diese gleichmäßige Durchströmung eine gleichmäßige Kühlwir- kung erzielt, so dass eine übermäßige Erhitzung einzelner Bereiche des Verdampferelements und damit eine vorzeitige Alterung und/oder Ablagerungsbildung vermieden werden. Im Hinblick auf diese erfindungsgemäße Wirkungsweise ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Brennstoffzuführabschnitt, die Abdeckung und der Brennstoffaustrittsabschnitt derart in der Größe ausgelegt und positioniert sind, dass über sämtliche, bereitstellbaren Heizleistungsstu- fen hinweg eine Durchströmung des gesamten Verdampferelements mit (flüssig und/oder gasförmig vorliegendem) Brennstoff erfolgt.
Bei dem erfindungs gemäßen Verdampferbrenner wird darüber hinaus im Vergleich zu herkömmlichen Verdampferbrennern sichergestellt, dass gasförmiger Brennstoff bei sämtlichen bereitstellbaren Heizleistungs stufen an der gleichen Position in die Brennkammer eintritt. Auf diese Weise kann über den gesamten bereitstellbaren Heizleistungsbereich eine gleichmäßige Durchmischung von verdampftem Brennstoff mit Brennluft in der Brennkammer erzielt werden. Weiterhin wird durch die Abdeckung eine im Hinblick auf die Beanspruchung des Verdampferelements vorteilhafte Unterteilung zwischen der Verbrennungszone und der Ver- dampfungszone erzielt.
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 (Landfahr- zeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem motorbetriebenen 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 (Land-Kraftfahrzeug), wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt.
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 zu dessen Volumen) zur effektiven Verdampfung von Brennstoff aufweist. Grundsätzlich kann der Verdampferbrenner mehrere
Verdampferelemente aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der
Verdampferbrenner genau ein solches, mit einer Abdeckung versehenes Verdampferelement auf. Als„Brennstoffzuführabschnitt" wird derjenige Oberflächenabschnitt des Verdampferelements bezeichnet, über welchen dem Verdampferelement Brennstoff zuführbar ist (z.B. über ein entsprechendes Brennstoffrohr oder über eine anderweitige Zuführung, wie beispielsweise über einen sich entlang des Verdampferelements erstreckenden Zuführkanal, etc.). Der Brennstoffzuführabschnitt kann grundsätzlich bezogen auf die Haupterstreckungsfläche des Verdampferelements auf der der Brennkammer zugewandten Seite, auf der der Brennkammer abgewandten Seite und/oder auf einer oder mehreren der Seitenflächen, die sich zwischen der zugewandten und der abgewandten Seite erstrecken, ausgebildet sein. Die an die Brennkammer angrenzende Oberfläche des Verdampferelements umfasst insbesondere den Oberflächenbereich des Verdampferelements auf der der Brennkammer zugewandten Seite sowie ggf. auch eine oder mehrere Seitenflächen. Ggf. kann diese Oberfläche auch mindestens einen Oberflächenabschnitt auf der von der Brennkammer abgewandten Seite des Verdampferelements, sofern dieser an die Brennkammer angrenzend angeordnet ist, aufweisen (z.B. ein Randabschnitt des Verdampferelements, der eine Brennluftzuführöffnung umgibt). Ein Abschnitt dieser (an die Brennkammer angrenzenden) Oberfläche, der zumindest den Brenn- stoffzuführabschnitt (bezüglich einer Projektion senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche des Verdampferelements in dem jeweils betrachteten Bereich) überdeckt, ist gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Abdeckung bedeckt. Dementsprechend wird die„an die Brennkammer angrenzende Oberfläche" durch die Oberflächenabschnitte gebildet, die direkt an die Brennkammer angrenzen oder die mittelbar über die (erfindungsgemäß vorgesehene) Abde- ckung an die Brennkammer angrenzen. Die Haupterstreckungsfläche des Verdampferelements ist gemäß einer Weiterbildung eben (z.B. bei einem scheibenförmigen Verdampferelement). Sie kann aber auch gewölbt oder eine anderweitige, dreidimensionale Form aufweisen, wie es beispielsweise bei einem kegelmantelförmigen Verdampferelement oder einem zylindrischen Verdampferelement, das beispielsweise eine entsprechend verlaufende Brennkammerwan- dung auskleiden kann, der Fall ist. Als Brennstoffaustrittsabschnitt wird derjenige Abschnitt der an die Brennkammer angrenzenden Oberfläche des Verdampferelements bezeichnet, über welchen Brennstoff aus dem Verdampferelement in die Brennkammer austreten kann. Dabei kann Brennstoff erst an diesem Brennstoffaustrittsabschnitt verdampfen. Alternativ kann er auch bereits stromaufwärts von dem Brennstoffaustrittsabschnitt innerhalb des Verdampfere- lements verdampfen und gasförmig bis zu dem Brennstoffaustrittsabschnitt strömen. Die Brennkammer wird insbesondere zumindest teilweise durch ein Brennrohr umgeben.
Die Abdeckung ist in dem mindestens einen durch die Abdeckung abgedeckten Abschnitt derart ausgebildet, dass in diesem Abschnitt Brennstoff in dem Verdampferelement zurück- gehalten wird und nicht (oder gegebenenfalls nur in vergleichsweise sehr geringen Mengen) aus dem Verdampferelement austreten kann. Insbesondere ist die Abdeckung in diesem Abschnitt durchgehend (ohne Löcher und für Brennstoff undurchlässig) ausgebildet. Ferner liegt die Abdeckung vorzugsweise direkt an dem Verdampferelement an. Sofern in dem vorliegenden Zusammenhang auf mindestens ein Bauteil Bezug genommen wird, wird damit explizit die Variante der Vorsehung von genau einem Bauteil umfasst. Alternativ können auch jeweils mehrere, d.h. zwei oder mehrere, solche Bauteile vorgesehen sein. Gemäß einer Weiterbildung ist die Abdeckung plattenförmig ausgebildet. Die Platte ist insbesondere entsprechend der abzudeckenden Oberfläche des Verdampferelements geformt. Insbesondere ist sie eben ausgebildet. Sie kann aber auch gekrümmt, insbesondere in der Form eines Kegelmantelabschnittes, eines Zylindermantelabschnittes, etc., ausgebildet sein.
Grundsätzlich sind verschiedene Materialien für die Abdeckung geeignet. Bevorzugt für das Material der Abdeckung ist ein Material mit vergleichsweise hoher Wärmeleitfähigkeit (z.B. Metall), um so den Wärmeeintrag in das Verdampferelement zu fördern. Gemäß einer Wei- terbildung weist die Abdeckung ein Metallblech auf. Insbesondere wird sie durch ein Metallblech gebildet. Solch ein Metallblech kann zusätzlich auch eine Beschichtung aufweisen und/oder die Abdeckung kann mehrlagig aufgebaut sein und neben dem Metallblech auch noch weitere Lagen aus anderweitigen Materialien aufweisen.
Grundsätzlich sollten die Position und die Größe des Brennstoffzuführabschnittes, des Brennstoffaustrittsabschnitts sowie der Abdeckung so gewählt werden, dass bei sämtlichen, bereitstellbaren Heizleistungs stufen im Wesentlichen das gesamte Verdampferelement von Brennstoff durchströmt wird. Dabei ist insbesondere auf der einen Seite zu beachten, dass der Brennstoffaustrittsabschnitt ausreichend groß ausgelegt wird, dass auch bei der höchsten, bereitstellbaren Heizleistungs stufe ausreichend Brennstoff aus dem Verdampferelement verdampfen und austreten kann. Auf der anderen Seite ist der Brennstoffaustrittsabschnitt nur so groß zu wählen, dass auch bei der niedrigsten, bereitstellbaren Heizleistungsstufe im Wesentlichen das gesamte Verdampferelement von (flüssigem oder gasförmigem) Brennstoff durchströmt wird. Gemäß einer Weiterbildung wird durch die Abdeckung mindestens die Hälfte der an die Brennkammer angrenzenden Oberfläche des Verdampferelements abgedeckt. Insbesondere wird durch die Abdeckung mindestens zwei Drittel, noch bevorzugter mindestens 3/4 der an die Brennkammer angrenzenden Oberfläche des Verdampferelements abgedeckt.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Verdampferbrenner derart ausgelegt, dass der Brennkam- mer Brennstoff ausschließlich über das (mindestens eine) Verdampferelement, das eine Abdeckung aufweist, zugeführt wird. Alternativ können auch noch weitere, zusätzliche Brennstoffzuführungen, wie beispielsweise über eine Düse, vorgesehen sein, um zusätzlichen Brennstoff zuzuführen. Letztere Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, falls das betreffende mobile Heizgerät auch für höhere Heizleistungen ausgelegt sein soll.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Brennstoffaustrittsabschnitt benachbart zu einer Brenn- luftzuführung, über die der Brennkammer Brennluft zuführbar ist, angeordnet. Auf diese Wei- se wird eine gute Durchmischung von verdampftem Brennstoff und Brennluft und damit eine vollständige Verbrennung gefördert. Dadurch, dass die Brennstoffaustrittsfläche aus dem Verdampferelement begrenzt ist, tritt Brennstoff bei sämtlichen bereitstellbaren Heizleistungsstufen an der gleichen Position aus und die Strömungsverhältnisse sind weitgehend gleich, so dass über sämtliche Heizleistungsstufen die oberhalb beschriebene gute Durchmi- schung von Brennstoff und Brennluft sichergestellt wird. Dabei kann über die benachbart zu dem Brennstoffaustrittsabschnitt angeordnete Brennluftzuführung auch nur ein Teil der insgesamt im Einsatz zugeführten Brennluft zugeführt werden. Insbesondere ist der Brennstoffaustrittsabschnitt benachbart zu einer Brennluftzuführung, über welche Primärluft zur primären Verbrennung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches in der Brennzone zuführbar ist, angeord- net. Stromabwärts ist in der Regel im Bereich der Brennkammer noch eine Sekundärluftzuführung vorgesehen, über welche Sekundärluft zur Nachverbrennung zuführbar ist. Diese Nachverbrennung findet - wie in dem Fachgebiet bekannt ist - bei einem höheren Lambda- Wert statt als die primäre Verbrennung im Bereich der Brennzone. Gemäß einer Weiterbildung ist der Brennstoffaustrittsabschnitt derart relativ zu einer Brennluftzuführung, über die der Brennkammer Brennluft zuführbar ist, angeordnet, dass die Brennstoffaustrittsrichtung von Brennstoff aus dem Brennstoffaustrittsabschnitt und die Brennluftströmungsrichtung von über die Brennluftzuführung zugeführter Brennluft aufeinander zugerichtet sind. Auf diese Weise wird eine Verwirbelung der zugeführten Brennluft und des aus dem Verdampferelement austretenden Brennstoffs erzielt, so dass eine gute
Durchmischung derselben erzielt wird. Dabei müssen die beiden Strömungsrichtungen (von Brennstoff und Brennluft) nicht zwingend genau entgegengesetzt zueinander und aufeinander zu ausgerichtet sein. Vielmehr ist ausreichend, dass die beiden Strömungsrichtungen jeweils eine Strömungskomponente aufweisen, die entlang der Verbindungslinie zwischen Brenn- Stoffaustrittsabschnitt und Brennluftzuführung und entgegengesetzt auf die jeweils andere
Strömungskomponente zu ausgerichtet ist. Insbesondere schließen die beiden Strömungsrichtungen (von Brennluft und Brennstoff) einen Winkel von mindestens 90° (und < 180°) zuei- nander ein.
Gemäß einer Weiterbildung ist der durch die Abdeckung abgedeckte Abschnitt der an die Brennkammer angrenzenden Oberfläche des Verdampferelements näher an der Flammpositi- on einer im Einsatz in der Brennkammer ausgebildeten Flamme angeordnet als der Brennstoffaustrittsabschnitt, welcher durch den verbleibenden, unbedeckten Abschnitt dieser Oberfläche gebildet wird. Auf diese Weise wird eine effektive Wärmeübertragung der Verbrennungswärme von der Brennzone über die Abdeckung auf das Verdampferelement erreicht. Insbesondere wird dadurch gewährleistet, dass auch bei der höchsten Heizleistungsstufe aus- reichend Brennstoff verdampft wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Brennstoffzuführabschnitt auf der von der Brennkammer abgewandten Seite des Verdampferelements angeordnet. Dies ist im Hinblick auf eine einfache Bauweise vorteilhaft.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Oberfläche des Verdampferelements, die nicht an die Brennkammer angrenzt und die auf der von der Brennkammer abgewandten Seite angeordnet ist, abgedeckt (nachfolgend: rückseitige Abdeckung). Dadurch wird eine Anlagefläche für das Verdampferelement, die insbesondere auch eine Haltefunktion ausüben kann, gebildet. Ferner wird dadurch verhindert, dass Brennstoff aus dem Verdampferelement über einen Oberflä- chenabschnitt, der nicht angrenzend an die Brennkammer ausgebildet ist und dementsprechend nicht einen Brennstoffaustrittsabschnitt bildet, austritt. Die rückseitige Abdeckung ist insbesondere anliegend an dem Verdampferelement ausgebildet. Insbesondere erstreckt sie sich über im Wesentlichen die gesamte auf der von der Brennkammer abgewandten Seite an- geordnete Oberfläche des Verdampferelements. Je nach Ausgestaltung des
Verdampferbrenners kann diese rückseitige Abdeckung beispielsweise durch eine schalenförmige Verdampferaufnahme (im Falle eines scheibenförmigen oder ringförmigen, zentral angeordneten Verdampferelements) und/oder auch durch einen Abschnitt einer umlaufenden (zylindrischen oder kegelstumpfförmigen) Brennkammerwandung gebildet werden. Die rück- seitige Abdeckung kann auch eine Brennstoffzuführung zu dem Brennstoffzuführabschnitt des Verdampferelements aufweisen oder eine entsprechende Ausnehmung zur Unterbringung solch einer Brennstoffzuführung aufweisen. Weiterhin ist auch eine Ausgestaltung des Verdampferbrenners derart möglich, dass die Abdeckung des Verdampferelements, welche einen Abschnitt der an die Brennkammer angrenzenden Oberfläche des Verdampferelements abdeckt, durch einen Abschnitt der Brennkammerwandung gebildet wird, so dass zumindest ein Abschnitt des Verdampferelements rück- seitig von der Brennkammerwandung angeordnet ist. Rückseitig des Verdampferelements und ggf. an dessen Seitenflächen ist dann eine zusätzliche, rückseitige Abdeckung vorzusehen.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Verdampferelement scheibenförmig ausgebildet, die Brennkammer weist eine zylindrische Grundform auf und der Brennstoffzuführabschnitt ist bezogen auf die Scheibenform des Verdampferelements zentral angeordnet. Es wird folglich eine bewährte Grundbauform eines Verdampf erbrenners, bei welchem das Verdampferelement in der Rückwand einer zylindrischen Brennkammer angeordnet ist und bei welchem die Grundform und die Strömungsverhältnisse im Wesentlichen rotationssymmetrisch (bezogen auf die Zylinderachse bzw. Rotations-Symmetrieachse der zylindrischen Brennkammer) sind, realisiert. Der Brennstoffzuführabschnitt ist insbesondere auf der von der Brennkammer abgewandten Seite des Verdampferelements angeordnet. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Abdeckung einen zentralen Abschnitt (d.h. die Zylinderachse bzw. Rotations-Symmetrieachse umgebenden Abschnitt) des Verdampferelements abdeckt. Auf diese Weise kann insbesondere eine Bauweise realisiert werden, bei welcher der Brennstoffaustrittsabschnitt durch den Randbereich des Verdampferelements gebildet wird und ringförmig ausgebildet ist. Dementsprechend tritt verdampfter Brennstoff in den radial äußeren Bereich der Brennkammer ein. Im Hinblick auf eine gute Durchmischung von Brennstoff mit Brennluft ist bevorzugt, dass auch die Brennluftzuführung in diesem radial äußeren Bereich der Brennkammer erfolgt. Gemäß einer Weiterbildung ist der Verdampferbrenner derart ausgebildet, dass Brennluft über Brennluftzuführöffnungen, die in der umlaufenden Brennkammerwandung benachbart zu dem Brennstoffaustrittsabschnitt angeordnet sind, zuführbar ist. Wiederum ist nicht zwingend, dass im Einsatz über diese Brennluftzuführöffnungen die gesamte Brennluft zugeführt wird. Insbesondere ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass stromabwärts zu den genannten Brennluftzuführöffnungen noch eine Sekundärluftzuführung vorgesehen ist, über die Sekun- därluft zur Nachverbrennung zuführbar ist. Insbesondere kann die Sekundärluftzuführung stromabwärts angeordnete, weitere Brennluftzuführöffnungen in der Brennkammerwandung aufweisen. Gemäß einer Weiterbildung weist der Verdampferbrenner einen in die Brennkammer führenden Brennlufteintritt auf. Ferner nimmt in einem an den Brennlufteintritt angrenzenden Aufweitung sab schnitt der Brennkammer der Strömungsquerschnitt der Brennkammer mit zunehmendem Abstand von dem Brennlufteintritt zu. Weiterhin ist vorgesehen, dass sich das Ver- dampferelement in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes entlang zumindest eines Abschnittes der sich aufweitenden Brennkammerwandung erstreckt, wobei die Brennluftzuführung Luftleitelemente derart aufweist, dass Brennluft durch den Brennlufteintritt mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente in die Brennkammer einleitbar ist, so dass sich im Einsatz in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes ein Rezirkulationsbereich ausbildet. In dem Rezirkulationsbereich strömen insbesondere die Gase entgegen einer
Hauptströmungsrichtung (der Gase innerhalb der Brennkammer) in Richtung des Brennlufteintritts. Vorteilhaft an dieser Anordnung ist, dass die Flamme aufgrund des
Rezirkulationsbereiches über sämtliche Heizleistungsstufen hinweg stabil zumindest mit ihrem rückseitigen Flammenabschnitt in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes gehalten wird. Dementsprechend wird eine Flammstabilisierung erzielt, ohne dass hierzu flammstabilisierende Bauteile erforderlich sind. Aufgrund dieser im Wesentlichen konstant bleibenden Flammposition kann die Bauweise derart ausgelegt werden, dass die an das Verdampferelement erfolgende Wärmezufuhr über sämtliche Heizleistungsstufen hinweg bedarfsgerecht erfolgt. Weiterhin ist vorteilhaft, dass aufgrund der Rezirkulation in dem Bereich des
Aufweitungsabschnittes und damit in dem Bereich des Verdampferelements die konvektive Wärmeübertragung auf das Verdampferelement erhöht ist (im Vergleich zu einer im Wesentlichen entlang der Hauptströmungsrichtung verlaufenden Strömung). Der Rezirkulationsbereich wird dadurch erzeugt, dass durch die Luftleitelemente die an dem Brennlufteintritt eintretende Brennluft derart stark mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskompo- nente (d.h. einem starken Drall) versehen wird, dass sich die strömende Luft aufgrund der Aufweitung in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes von der Brennkammerwandung ablöst und in dem axialen (d.h. zentralen) Bereich entgegen der Hauptströmungsrichtung der Gase in Richtung des Brennlufteintritts zurückströmt. Die strömende Luft weist in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes insbesondere neben der in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente auch eine axiale und/oder radiale Strömungskomponente auf. Aufgrund der Rezirkulation wird eine schadstoffarme und stabile Verbrennung erzielt. Weiterhin ist aufgrund der Aufweitung in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes vorteilhaft, dass in dem Bereich des Brennlufteintritts relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen, was ein Rückschlagen der Flamme verhindert. Mit zunehmendem Abstand von dem Brennlufteintritt verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit, so dass die Ausbildung einer Flamme ermöglicht wird. Das Vorsehen eines erfindungs gemäßen Verdampferelements in einer derartigen Brenneranordnung hat unter anderem den Vorteil, dass dadurch eine stabile Betriebsweise des
Verdampferbrenners auch bei niedrigen Heizleistungen bis zu 1 kW oder niedriger, d.h. bei niedrigen Brennstoff- und Brennluft-Masseströmen, ermöglicht wird. Ferner wird auch bei Luftblasenbildung in einer Brennstoffzufuhrleitung ein stabiler Betrieb ermöglicht, da das Verdampferelement als Puffer wirkt. Zudem ermöglicht das Verdampferelement eine Verwendung unterschiedlicher flüssiger Brennstoffe, da durch das Verdampferelement Effekte aufgrund von unterschiedlichen Siedetemperaturen und Verdampfungsenthalpien abgemildert werden. Weiterhin ist das Vorsehen der Abdeckung auch deshalb vorteilhaft, weil das Verdampferelement aufgrund der Bauweise benachbart zu der Verbrennungszone angeordnet ist und dementsprechend durch die Abdeckung eine räumliche Unterteilung zwischen der Verbrennungszone und der Verdampfungszone erzielt wird.
Die Ausbildung des Rezirkulationsbereichs kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass sich der Aufweitung sab schnitt ausreichend stark aufweitet, z.B. mit einem Halbkegel- winkel > 20°, und die über den Brennlufteintritt zugeführte Brennluft mit einer ausreichend großen, in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente versehen wird, insbesondere einer Drallzahl von > 0,6. Als Drallzahl wird dabei das Verhältnis des in Umfangsrichtung ausgerichteten Impulses (tangentialer Impuls) relativ zu dem in axialer Richtung ausgerichteten Impuls der Strömung bezeichnet. In der Strömungstechnik wird ein derart ausgestalteter Aufweitungsabschnitt, der zu einer Wirbelablösung führt, als unstetige Strömungserweiterung bezeichnet. Gemäß einer Weiterbildung wird in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes ein freier Strömungsquerschnitt bereitgestellt, d.h. es sind keine strömungsleitenden Bauteile vorgesehen. Gegebenenfalls können ein Glühstift und/oder Sensoren in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes vorgesehen sein, die aber nicht als strömungsleitende Bauteile ange- sehen werden. Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich das Verdampferelement innenseitig (d.h. auf der der Brennkammer zugewandten Seite) umlaufend über die gesamte in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes angeordnete Brennkammerwandung. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass es sich bezogen auf die axiale Richtung und/oder bezogen auf die Umfangsrichtung nur über einen Abschnitt der sich aufweitenden Brennkammerwandung in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes erstreckt. Gemäß einer Weiterbildung weitet sich die Brennkammerwandung von dem Brennlufteintritt entlang der axialen Richtung über den Aufweitungsabschnitt hinweg kontinuierlich auf. Insbesondere weitet sich die Brennkam- merwandung konisch mit einem konstanten Halbkegelwinkel auf. Unter Halbkegelwinkel wird vorliegend der Winkel zwischen der Mittenachse und der Konusoberfläche bei einem Kegel(stumpf) bzw. Konus verstanden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Verdampferelement an dessen von dem Brennluftein- tritt entfernt gelegenen Endabschnitt den Brennstoffzuführabschnitt auf und an dessen benachbart zu dem Brennlufteintritt angeordneten Endabschnitt weist es den Brennstoffaustrittsabschnitt auf. Auf diese Weise wird eine Verwirbelung von Brennstoff mit Brennluft erzielt, wodurch eine vollständige Verbrennung unterstützt wird. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn der Brennstoffaustrittsabschnitt und der Brennlufteintritt derart relativ zueinander aus- gerichtet sind, dass die Brennstoffaustrittsrichtung und die Brennluftaustrittsrichtung aufeinander zugerichtet sind. Ferner deckt die Abdeckung vorzugsweise den von dem Brennlufteintritt entfernt gelegenen Endabschnitt des Verdampferelements ab. Dementsprechend ist dieser abgedeckte Abschnitt vergleichsweise nahe an der Flammposition angeordnet, wodurch eine effektive Wärmeübertragung auf das Verdampferelement unterstützt wird. Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich der Brennstoffzuführabschnitt ringförmig um die Brennkammer, so dass in Umfangsrichtung eine gleichmäßige Brennstoffzuführung erfolgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein mobiles Heizgerät, das einen erfindungsgemäßen Verdampferbrenner, der gegebenenfalls gemäß einer oder mehrerer der oberhalb beschriebe- nen Weiterbildungen und/oder Varianten ausgebildet sein kann, aufweist. Das mobile Heizgerät weist insbesondere auch einen Wärmetauscher auf. Das mobile Heizgerät ist insbesondere für einen Heizleistungsbereich ausgelegt, der die Spanne von 1 kW bis 20 kW (kW: Kilowatt) oder auch nur einen Teil derselben, umfasst. Insbesondere ist es für einen Heizleistungsbereich von 1 kW bis 5 kW ausgelegt. Das mobile Heizgerät bildet insbesondere ein Fahrzeug- heizgerät, insbesondere für ein motorbetriebenes Landfahrzeug. Vorzugsweise bildet es einen sowohl bei stehendem als auch bei laufendem Kraftfahrzeugmotor betreibbaren Standheizer oder einen nur bei laufendem Kraftfahrzeugmotor betreibbaren Zuheizer. 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. lA: eine schematische Darstellung eines mobilen Heizgerätes gemäß einer ersten Aus- führungsform der vorliegenden Erfindung in Querschnittansicht;
Fig. 1B: eine vergrößerte, schematische Darstellung eines Ausschnittes der Fig. 1A im Bereich des Verdampferelements;
Fig. 2A: eine den Bereich des Verdampferelements gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigende, schematische Darstellung, wobei ein Teillastbetrieb dargestellt ist;
Fig. 2B: eine der Fig. 2A entsprechende Darstellung, wobei ein Betrieb bei höherer Last dargestellt ist;
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Verdampferbrenners gemäß einer zweiten Aus- führungsform der vorliegenden Erfindung in Querschnittansicht; und
Fig. 4: eine perspektivische Darstellung eines Luftleitelements zur Erzeugung einer in Um- fangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente von zugeführter Brennluft.
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 zylindrische 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 (bezüglich eines Querschnitts senkrecht zu der Rotations- Symmetrieachse 13) ausgebildet und weisen eine gemeinsame Rotations-Symmetrieachse 13 auf. 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.
Wie insbesondere aus Fig. 1 B ersichtlich ist, deckt bei der dargestellten Ausführungsform die Verdampferaufnahme 10 im Wesentlichen den gesamten (rückseitigen) Oberflächenbereich 15 des Verdampferelements 12 auf der von der Brennkammer 8 abgewandten Seite des Ver- dampferelements 12 ab. Lediglich ein zentral auf der Rotations-Symmetrieachse 13 liegender Brennstoffzuführabschnitt 16 des Verdampferelements 12, in welchen ein Brennstoffzuführrohr 18 mündet, wird durch die Verdampferaufnahme 10 freigegeben. Dem Verdampferelement 12 ist über das Brennstoffzuführrohr 18 und über den Brennstoffzuführabschnitt 16 flüs- siger Brennstoff zuführbar. Die Verdampferaufnahme 10 deckt ferner die umlaufende Seitenfläche 20 des Verdampferelements 12 ab. Dementsprechend wird durch die Verdampferaufnahme 10 ein Austritt von Brennstoff aus dem Verdampferelement 12 über den rückseitigen Oberflächenbereich 15 sowie über die umlaufende Seitenfläche 20 verhindert. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die an die Brennkammer 8 angrenzende Oberfläche 22 des Verdampferelements 12 durch die Seite des Verdampferelements 12, die der Brennkammer 8 zugewandt ist, gebildet. Diese Oberfläche 22 ist über einen zentralen Abschnitt derselben durch eine Abdeckung 24 abgedeckt. Wie aus den Figuren 1A und 1B ersichtlich ist, überdeckt die Abdeckung 24 (bezogen auf eine Projektion senkrecht zu der Er- streckungsebene des Verdampferelements 12) den Brennstoffzuführabschnitt 16 und den umliegenden Bereich desselben. Die Abdeckung 24 ist aus einem hitzebeständigen, massiven Metallblech (z.B. warmfestem Stahl) gebildet. Die Abdeckung 24 ist eben, durchgehend und kreisförmig ausgebildet. Ihr Durchmesser ist kleiner als der Durchmesser des Verdampferelements 12, so dass auf der an die Brennkammer 8 angrenzenden Oberfläche 22 ein ringför- miger Randabschnitt als Brennstoffaustrittsabschnitt 26, der von der Abdeckung 24 unbedeckt ist, bereitgestellt wird. Der ringförmige Randabschnitt bildet einen vergleichsweise kleinen Abschnitt der an die Brennkammer 8 angrenzenden Oberfläche 22. Der Brennstoffaustrittsabschnitt 26 ist entlang der Haupterstreckungsfläche (entspricht der Ebene senkrecht zu der Rotations-Symmetrieachse 13) des Verdampferelements 12 versetzt zu dem Brennstoffzuführab- schnitt 16 angeordnet. Ferner ist der durch die Abdeckung 24 abgedeckte Abschnitt der an die Brennkammer 8 angrenzenden Oberfläche 22 näher an der (zentral in der Brennkammer 8 angeordneten) Flammposition einer im Einsatz in der Brennkammer 8 ausgebildeten Flamme angeordnet als der Brennstoffaustrittsabschnitt 26. Ringförmig um die Brennkammer 8 ist ein Brennluft- Vorraum 28, dem Brennluft über eine (nicht dargestellte) Brennluftzuführung zuführbar ist, ausgebildet. Von dem Brennluft- Vorraum 28 wird wiederum über Brennluftzufuhröffnungen 29, die in der Brennkammerwandung 14 ausgebildet sind, eine Fluidverbindung mit der Brennkammer 8 hergestellt. Dement- sprechend ist der Brennstoffaustrittsabschnitt 26 benachbart zu der Brennluftzuführung über die Brennluftzufuhröffnungen 29 angeordnet.
Im Einsatz wird dem Verdampferelement 12 flüssiger Brennstoff über das Brennstoffzuführ- rohr 18 zugeführt (vgl. Pfeil 30). Durch die Abdeckung 24 wird Brennstoff dazu gezwungen, dass er zunächst entlang der Haupterstreckungsfläche durch das Verdampferelement 12 radial nach außen strömt, wie in Fig. 1B schematisch durch die Pfeile 31 innerhalb des Verdampferelements 12 dargestellt ist. Aufgrund der in der Brennkammer 8 ausgebildeten Flamme wird Wärme über die Abdeckung 24 auf das Verdampferelement 12 übertragen, was in Fig. 1 B schematisch durch den Pfeil 32 dargestellt ist. Der zugeführte Brennstoff ist zunächst in einem radial inneren Bereich noch flüssig, wobei er während der Strömung nach außen ggf. aufgrund der zugeführten Wärme verdampft wird (je nach Brennstoffdurchsatz und zugeführter Wärme). In Fig. 1B ist beispielhaft der Übergangsbereich von flüssigem Brennstoff in gasförmigen Brennstoff durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Lage dieses Übergangs variiert in Abhängigkeit von dem Brennstoffdurchsatz und von der zugeführten Wärme. Ggf. verdampft der Brennstoff auch erst bei Erreichen des Brennstoffaustrittsabschnittes 26 in die Brennkammer 8. Schließlich tritt der Brennstoff aus dem Brennstoffaustrittsabschnitt 26 gasförmig in die Brennkammer 8 aus. Die über die Brennluftzuführöffnungen 29 zugeführte Brennluft strömt radial nach innen. Indem die Strömungsrichtung des in die Brennkammer 8 zugeführten Brennstoffs (vgl. Pfeile 27, die im Wesentlichen parallel zu der Rotations- Symmetrieachse 13 verlaufen) und die Strömungsrichtung der zugeführten Brennluft (vgl. Pfeile 25, die im Wesentlichen radial nach Innen verlaufen) aufeinander zugerichtet sind, ergibt sich eine Verwirbelung, was zu einer guten Durchmischung von Brennstoff und Brennluft führt. Wie bereits oberhalb erläutert wird, tritt der Brennstoff unabhängig von der jeweils eingestellten Heizleistungsstufe konstant in dem ringförmigen Außenbereich des Verdampferelements 12 und benachbart zu der Brennluftzuführung (vgl. Brennluftzuführöffnungen 29) ein, was zu konstanten Strömungsverhältnissen innerhalb der Brennkammer 8 führt. Vorteilhaft ist ferner, dass unabhängig von der jeweiligen Heizleistungsstufe das gesamte Verdampferelement 12 von Brennstoff durchströmt wird und damit eine Bildung von Ablagerungen vermieden wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2A und 2B eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampferbrenners erläutert, wobei in den Figuren 2A und 2B jeweils nur ein Ausschnitt im Bereich des Verdampferelements dargestellt ist. Nachfolgend wird vorwiegend auf die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen. Ferner werden für gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei diese mit einem zusätzlichen Strich versehen sind.
Bei der zweiten Ausführungsform ist das Verdampferelement 12' zentral in der Verdampferaufnahme 10' aufgenommen, erstreckt sich aber nicht bis zu dem Randbereich der Verdampferaufnahme 10'. Vielmehr wird ein ringförmiger Spalt 34' zwischen der umlaufenden Seitenfläche 20' des Verdampferelements 12' und der umlaufenden Wandung 36' der Verdampfe- raufnahme 10' gebildet. Dementsprechend bilden bei der zweiten Ausführungsform sowohl die Seite des Verdampferelements 12', die der Brennkammer 8' zugewandt ist, als auch die umlaufende Seitenfläche 20' des Verdampferelements 12' Oberflächen, welche an die Brennkammer 8' angrenzen. Bei der zweiten Ausführungsform deckt die Abdeckung 24' die gesamte Oberfläche des Verdampferelements 12' auf der Seite, die der Brennkammer 8' zuge- wandt ist, ab. Der Brennstoffaustrittsabschnitt 26' wird durch die (von der Abdeckung 24' unbedeckte) umlaufende Seitenfläche 20' des Verdampferelements 12' gebildet. Wie anhand der Figuren 2A und 2B ersichtlich ist, tritt Brennstoff unabhängig von der jeweiligen Heizleistungsstufe über den ringförmigen Spalt 34' konstant in dem radial äußeren Bereich in die Brennkammer 8' ein. Die Brennluftzuführung erfolgt entsprechend, wie es oberhalb in Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert wurde. In den Fig. 2A und 2B sind die Strömungsrichtung der in die Brennkammer 8' zugeführten Brennluft (vgl. Pfeile 25') und die Strömungsrichtung des in die Brennkammer 8' zugeführten Brennstoffs (vgl. Pfeile 27') wiederum schematisch dargestellt. Wie auch bereits oberhalb in Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert wurde, ist der zugeführte Brennstoff zunächst in einem radial inneren Bereich des Verdampferelements 12' noch flüssig, wobei er während der Strömung nach außen aufgrund der zugeführten Wärme verdampft wird (je nach Brennstoffdurchsatz und zugeführter Wärme). In den Figuren 2A und 2B ist der Übergangsbereich von flüssigem Brennstoff in gasförmigen Brennstoff beispielhaft durch gestrichelte Linien angedeutet. Dabei ist in Fig. 2A ein Betrieb in Teillast dargestellt und in Fig. 2B ist ein Betrieb bei einer höheren Laststufe, bei welchem ein gegenüber dem Teillastbetrieb erhöhter Brennstoffdurchsatz auftritt, dargestellt. Die Lage des Übergangs ist bei dem Betrieb bei der höheren Laststufe dementsprechend in einem radial weiter außen gelegenen Bereich angeordnet. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampferbrenners erläutert. Dabei ist in Fig. 3 nur der
Verdampferbrenner mit Verdampferelement, Brennkammer, Brennkammerwandung und Brennluftzuführöffnungen dargestellt. Nachfolgend wird vorwiegend auf die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen. Der in Fig. 3 dargestellte
Verdampferbrenner 40 weist eine Brennkammer 42 auf, die angrenzend an einen zentral gelegenen Brennlufteintritt 44 einen Aufweitungsabschnitt 46 aufweist und wiederum angrenzend an den Aufweitungsabschnitt 46 einen Brennkammerabschnitt 48 mit konstantem Querschnitt aufweist. Die Anordnung aus Brennlufteintritt 44, Aufweitungsabschnitt 46 und Brennkam- merabschnitt 48 mit konstantem Querschnitt ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotations-Symmetrieachse 50 ausgebildet.
Der Brennlufteintritt 44 ist ringförmig ausgebildet und stellt einen ringförmig um die Rotations-Symmetrieachse 50 ausgebildeten Brennluft-Strömungspfad bereit. Ferner weist der Verdampferbrenner 40 zentral in dem Brennlufteintritt 44 eine (im Einsatz nicht von Brennluft durchströmte) Durchgangsöffnung 52 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Glühstifts auf. Ggf. kann der zentrale Bereich des Brennlufteintritts 44 auch verschlossen sein und es kann ein seitlich in die Brennkammer 42 ragender Glühstift vorgesehen sein. Der Brennlufteintritt 44 weist Luftleitelemente 54 derart auf, dass Brennluft durch den Brennlufteintritt 44 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente in die Brennkammer 42 einleitbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist insbesondere ein Einsatz 56 mit spiralförmigen Luftleitelementen 54, die radial nach außen von dem Einsatz 56 abstehen und spiralförmig verlaufende Brennluft-Strömungskanäle bilden, vorgesehen. Ein solcher Einsatz 56 ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Wie in dem Fachgebiet bekannt ist, können aber auch anderweitige Luftleitelemente 54 vorgesehen sein, durch welche die Brennluft durch den
Brennlufteintritt 44 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente in die Brennkammer 42 einleitbar ist.
Die Brennkammer 42 wird in Umfangsrichtung durch eine umlaufende Brennkammerwan- dung 58 begrenzt. In dem Aufweitungsabschnitt 46 der Brennkammer 42 wird ein freier
Strömungsquerschnitt (bezogen auf eine senkrecht zu der Rotations-Symmetrieachse 50 verlaufende Querschnittsfläche) für die Gase bereitgestellt und der Strömungsquerschnitt nimmt mit zunehmendem Abstand von dem Brennlufteintritt 44 kontinuierlich und konstant zu. Die umlaufende Brennkammerwandung 58 ist in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes 46 kegelförmig und durchgehend ausgebildet. In dem Brennkammerabschnitt 48 mit konstantem Querschnitt wird ein konstanter, freier Strömungsquerschnitt für die Gase bereitgestellt. Die Brennkammerwandung 58 ist in dem Bereich dieses Brennkammerabschnittes 48 zylindrisch ausgebildet. In einem an den Aufweitungsabschnitt 46 angrenzenden Bereich weist die zylindrische Brennkammerwandung 58 Primär-Brennluftzuführöffnungen 62 auf, über welche der Brennkammer 42 Primär-Brennluft zur primären Verbrennung von Brennstoff und Brennluft innerhalb der Brennkammer 42 zuführbar ist. Stromabwärts von diesem Bereich weist die zylindrische Brennkammerwandung 58 (kleiner ausgebildete) Sekundär-Brennluftzuführ- Öffnungen 64 auf, über welche der Brennkammer 42 Sekundär-Brennluft zur Nach Verbrennung von Brennstoff und Brennluft innerhalb der Brennkammer 42 zuführbar ist. Die Nachverbrennung findet dabei - wie in dem Fachgebiet bekannt ist - bei einem höheren Lambda- Wert als die primäre Verbrennung statt. Das Verdampferelement 66 erstreckt sich in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes 46 innenseitig und anliegend an der Brennkammerwandung 58. Die Haupter Streckungsfläche des Verdampferelements 66 ist dementsprechend in der Form einer Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet. Die Brennkammerwandung 58 in dem Bereich des
Aufweitungsabschnittes 46 deckt im Wesentlichen den gesamten Oberflächenbereich der von der Brennkammer 42 abgewandten Seite 68 des Verdampferelements 66 ab. Lediglich ein sich ringförmig um den Brennkammerumfang erstreckender Brennstoffzuführabschnitt 70, der benachbart zu dem Brennkammerabschnitt 48 mit konstantem Querschnitt ausgebildet ist, wird durch die Brennkammerwandung 58 freigegeben. Zu diesem Brennstoffzuführabschnitt 70 führt eine Brennstoffzuführung 72 zur Zuführung von flüssigem Brennstoff, die in Fig. 3 nur schematisch angedeutet ist. Beispielsweise kann die Brennstoffzuführung 72 durch zwei oder mehrere Brennstoffzuführröhrchen, die in Umfangsrichtung verteilt sind und die zu dem ringförmigen Brennstoffzuführabschnitt 70 führen, gebildet werden. Die zu der Brennkammer 42 hingewandte Seite 74 des Verdampferelements 66 ist über deren gesamten Oberflächenbe- reich durch eine aus einem Metallblech gebildete Abdeckung 76 abgedeckt, die an dem Ver- dampferelement 66 anliegt. Ferner wird durch die Abdeckung 76 auch die an den Brennkammerabschnitt 48 mit konstantem Querschnitt angrenzende Seitenfläche 78 des Verdampferelements 66 abgedeckt. Lediglich die zu dem Brennlufteintritt 44 benachbart angeordnete Seitenfläche 80 des Verdampferelements 66, die sich ringförmig um den Brennkammerumfang erstreckt, wird durch die Abdeckung 76 freigegeben, so dass diese Seitenfläche 80 einen Brennstoffaustrittsabschnitt 82 bildet.
Ringförmig um die Brennkammer 42 ist ein Brennluft- Vorraum 84, dem Brennluft über eine (nicht dargestellte) Brennluftzuführung zuführbar ist, ausgebildet. Von dem Brennluft- Vorraum 84 wird über die oberhalb beschriebenen Primär-Brennluftzuführöffnungen 62 und Sekundär-Brennluftzuführöffnungen 64 eine Fluidverbindung mit der Brennkammer 42 hergestellt. Im Einsatz wird der Brennkammer 42 Brennluft über den Brennlufteintritt 44, die Primär-Brennluftzuführöffnungen 62 sowie die Sekundär-Brennluftzuführöffnungen 64 zuge- führt. Ferner wird im Einsatz dem Verdampferelement 66 flüssiger Brennstoff über die Brennstoffzuführung 72 zugeführt. Durch die Abdeckung 76 wird der Brennstoff dazu gezwungen, dass er entlang der Haupterstreckungsfläche durch das Verdampferelement 66 in Richtung zu dem Brennlufteintritt 44 strömt. Aufgrund der in der Brennkammer 42 ausgebildeten Flamme wird Wärme über die Abdeckung 76 auf das Verdampferelement 66 übertra- gen. Aufgrund des Aufbaus des Verdampferbrenners 40 ist die auf das Verdampferelement 66 übertragene Wärme in dem Abschnitt, in dem die Brennstoffzuführung 72 ausgebildet ist, höher als in dem Abschnitt, der benachbart zu dem Brennlufteintritt 44 ausgebildet ist. Bei Erreichen des Brennstoffaustrittsabschnittes 82 tritt der ggf. bereits gasförmige Brennstoff aus dem Verdampferelement 66 in die Brennkammer 42 aus oder verdampft an diesem Brenn- Stoffaustrittsabschnitt 82 in die Brennkammer 42. Die über den ringförmigen Brennlufteintritt 44 zugeführte Brennluft strömt ringförmig in die Brennkammer 42 ein. Dabei weist die Strömungsrichtung der Brennluft eine axiale, im Wesentlichen entlang der Rotations- Symmetrieachse 50 verlaufende Strömungskomponente auf. Weiterhin weist die Strömungsrichtung auch eine radial leicht nach außen verlaufende Strömungskomponente auf, die durch die Aufweitung der Brennkammer 42 in diesem Bereich bedingt ist. Diese beiden Strömungskomponenten sind in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile 86 dargestellt. Weiterhin wird der über den Brennlufteintritt 44 zugeführten Brennluft durch die Luftleitelemente 54 eine in Um- fangsrichtung verlaufende Strömungskomponente auferlegt, was in Fig. 3 schematisch durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Richtungsangaben 88 dargestellt ist. Der Brennstoffaus- trittsabschnitt 82 ist benachbart zu dem Brennlufteintritt 44 angeordnet. Ferner ist die Anordnung derart, dass die Brennstoffaustrittsrichtung von Brennstoff aus dem Brennstoff austritts- abschnitt 82 und die Brennluftaustrittsrichtung von Brennluft aus dem Brennlufteintritt 44 aufeinander zugerichtet sind. Dadurch erfolgt eine Verwirbelung und eine gute Durchmi- schung von Brennstoff mit Brennluft. Aufgrund der Beeinflussung der Brennstoffströmung durch die Brennluftströmung wird die Strömungsrichtung von Brennstoff umgelenkt, was in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile 90 dargestellt ist. Entsprechend wie es oberhalb in Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert wurde, stellen sich insbesondere aufgrund des lokal begrenzten Brenstoffaustrittsabschnittes 82 innerhalb der Brennkammer 42 unabhängig von der jeweiligen Heizleistungsstufe gleichbleibende Strömungsverhältnisse ein. Ferner wird unabhängig von der jeweiligen Heizleistungsstufe das gesamte Verdampferelement 66 von Brennstoff durchströmt, wodurch eine Ablagerungsbildung vermieden wird. Aufgrund der Aufweitung der Brennkammer 42 in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes 46 erfolgt eine Ablösung der Strömung von der Brennkammerwandung 58. Aufgrund der Wirbelablösung bildet sich im Einsatz in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes 46 ein Rezirkulationsbereich aus, was in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile 92 dargestellt ist. In dem Rezirkulationsbereich strömen die Gase in einem zentralen Bereich entgegen einer Hauptströmungsrichtung in Richtung des Brennlufteintritts 44. Die Hauptströmungsrichtung der Gase verläuft dabei von dem Brennlufteintritt 44 entlang der Rotations-Symmetrieachse 50. Dadurch werden die oberhalb in Bezug auf die Rezirkulation erläuterten Vorteile erzielt, die insbesondere eine Flammstabilisierung, eine bedarfsgerechte Wärmezuführung an das Verdampferelement 66 und gute Verbrennungseigenschaften über sämtliche bereitstellbare Heizleistungsstufen aufweisen. Weiterhin ist das Vorsehen des Verdampferelements 66 mit Abdeckung 76 in Kombination mit der oberhalb beschriebenen Geometrie der Brennkammer 42 besonders vorteilhaft, da zum Einen die Vorteile der Ausbildung eines Rezirkulations- bereiches, wodurch eine Flammstabilisierung bedingt ist, genutzt werden können und zum Anderen aufgrund des Vorsehens des Verdampferelements 66 die für mobile Anwendungen geeigneten Heizleistungsbereiche bis zu 1 kW und weniger bereitstellbar sind, da durch das Verdampferelement 66 eine zuverlässige und gleichmäßige Brennstoffbereitstellung auch bei niedrigen Brennstoffdurchsätzen bereitstellbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verdampferbrenner für ein mobiles Heizgerät, aufweisend mindestens ein Verdampferelement (12; 12'; 66) zur Verdampfung von flüssigem Brennstoff und eine Brennkammer (8; 8'; 42) zur flammenden Verbrennung von Brennstoff mit zugeführter Brennluft, wobei das Verdampferelement (12; 12'; 66) einen Brennstoffzuführabschnitt (16; 70), über welchen dem Verdampferelement (12; 12'; 66) Brennstoff zuführbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Brennkammer (8; 8'; 42) angrenzende Oberfläche (22; 74, 78, 80) des Verdampferelements (12; 12'; 66) an mindestens einem, zumindest den Brennstoffzuführabschnitt (16; 70) überdeckenden Abschnitt durch eine Abdeckung (24; 24'; 76) abgedeckt ist und dass an dieser Oberfläche (22; 74, 78, 80) mindestens ein von der Abdeckung (24; 24'; 76) unbedeckter Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26'; 82) ausgebildet ist, der relativ zu dem Brennstoffzuführabschnitt (16; 70) entlang der Haupterstreckungsfläche des Verdampferelements (12; 12'; 66) versetzt angeordnet ist.
2. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24; 24'; 76) plattenförmig ausgebildet ist.
3. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24; 24'; 76) ein Metallblech aufweist.
4. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Abdeckung (24; 24'; 76) mindestens die Hälfte der an die Brennkammer (8; 8'; 42) angrenzenden Oberfläche (22; 74, 78, 80) des Verdampferelements (12; 12'; 66) abgedeckt wird.
5. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26'; 82) benachbart zu einer Brennluftzuführung (29; 44), über die der Brennkammer (8; 8 '; 42) Brennluft zuführbar ist, angeordnet ist.
6. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26'; 82) derart relativ zu einer Brennluftzuführung (29; 44), über die der Brennkammer (8; 8'; 42) Brennluft zuführbar ist, angeordnet ist, dass die Brennstoffaustrittsrichtung (27; 27'; 90) von Brennstoff aus dem Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26'; 82) und die Brennluftströmung srichtung (25; 25'; 86, 88) von über die Brennluftzuführung (29; 44) zugeführter Brennluft aufeinander zugerichtet sind.
7. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abdeckung (24; 24'; 76) abgedeckte Abschnitt der an die Brennkammer (8; 8'; 42) angrenzenden Oberfläche (22; 74, 78, 80) des Verdampferelements (12; 12'; 66) näher an der Flammposition einer im Einsatz in der Brennkammer (8; 8'; 42) ausgebildeten Flamme angeordnet ist, als der Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26'; 82).
8. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzuführabschnitt (16; 70) auf der von der Brennkammer (8; 8'; 42) abgewandten Seite (68) des Verdampferelements (12; 12'; 66) angeordnet ist.
9. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (15) des Verdampferelements (12; 12'; 66), die nicht an die Brennkammer (8; 8'; 42) angrenzt und die auf der von der Brennkammer (8; 8'; 42) abgewandten Seite (68) angeordnet ist, abgedeckt ist.
10. Verdampferbrenner gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampferelement (12; 12') scheibenförmig ausgebildet ist, dass die Brennkammer (8; 8') eine zylindrische Grundform aufweist und dass der Brennstoffzuführabschnitt (16; 16') bezogen auf die Scheibenform des Verdampferelements (12; 12') zentral angeordnet ist.
11. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (24; 24') einen zentralen Abschnitt des Verdampferelements (12; 12') abdeckt, dass der Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26') im Randbereich des Verdampferelements (12; 12') ausgebildet ist und dass Brennluft über Brennluftzufuhröffungen (29), die in der umlaufenden Brennkammerwandung (14) benachbart zu dem Brennstoffaustrittsabschnitt (26; 26') angeordnet sind, zuführbar ist.
12. Verdampferbrenner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen in die Brennkammer (42) führenden Brennlufteintritt (44) aufweist, dass in einem an den Brennlufteintritt (44) angrenzenden Aufweitungsabschnitt (46) der Brennkammer (42) der Strömungsquerschnitt der Brennkammer (42) mit zunehmenden Abstand von dem Brennlufteintritt (44) zunimmt, und dass sich das Verdampferelement (66) in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes (46) entlang zumindest eines Abschnittes der sich aufweitenden Brennkammerwandung (58) erstreckt, wobei die Brennluftzuführung Luftleitelemente (54) derart aufweist, dass Brennluft durch den Brennlufteintritt (44) mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente in die Brennkammer (42) einleitbar ist, so dass sich im Einsatz in dem Bereich des Aufweitungsabschnittes (46) ein Rezirkulationsbereich ausbildet.
13. Verdampferbrenner gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampferelement (66) an dessen von dem Brennlufteintritt (44) entfernt gelegenen Endabschnitt den Brennstoffzuführabschnitt (70) aufweist und an dessen benachbart zu dem Brennlufteintritt (44) angeordneten Endabschnitt den Brennstoffaustrittsabschnitt (82) aufweist.
14. Mobiles Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät, gekennzeichnet durch einen
Verdampferbrenner (4; 40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
PCT/DE2013/100068 2012-02-27 2013-02-22 Verdampferbrenner mit abdeckung für ein mobiles heizgerät WO2013127390A2 (de)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016010333B4 (de) 2016-08-29 2023-06-22 Helga Pigors Portable Verbrennungsvorrichtung zum Beheizen eines Innenraums eines Fahrzeugs
DE102018131253A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-10 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Brennkammerbaugruppe
DE102020106881A1 (de) * 2020-03-13 2021-09-16 Eberspächer Climate Control Systems GmbH Brennkammerbaugruppe für ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3324921A (en) * 1965-02-11 1967-06-13 Westinghouse Electric Corp Wick type burner
DE102004020129B3 (de) * 2004-04-26 2005-08-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Verdampferanordnung
EP1744100A2 (de) * 2005-07-14 2007-01-17 J. Eberspächer GmbH Co. KG Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3910424A1 (de) 1989-03-31 1990-10-04 Webasto Ag Fahrzeugtechnik Mit fluessigem brennstoff betriebenes heizgeraet
DE4216523C2 (de) 1992-05-19 1997-01-23 Webasto Thermosysteme Gmbh Brenner für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät
DE102006027188A1 (de) * 2006-06-12 2007-12-13 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferbaugruppe für einen Verdampferbrenner, insbesondere für eine Fahrzeugheizung oder eine Gebäudeheizung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3324921A (en) * 1965-02-11 1967-06-13 Westinghouse Electric Corp Wick type burner
DE102004020129B3 (de) * 2004-04-26 2005-08-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Verdampferanordnung
EP1744100A2 (de) * 2005-07-14 2007-01-17 J. Eberspächer GmbH Co. KG Brennkammerbaugruppe für einen Verdampferbrenner

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