DE19812012C1

DE19812012C1 - Fahrzeug-Zusatzheizgerät mit Drosseln in der Brennstoffzuleitung

Info

Publication number: DE19812012C1
Application number: DE1998112012
Authority: DE
Inventors: Ralf Hartl; Johann Sperl
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2018-03-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Zusatzheizgerät mit einem über eine Dosierpumpe und eine Brennstoffleitung mit flüssigem Brennstoff versorgbaren Niederdruck zerstäubungsbrenner bzw. Verdampfungsbrenner und mit einer Drossel zwischen der Dosierpumpe und der Brennkammer des Verdampfungsbrenners, wobei die Drossel als Dämpfungseinrichtung zur Vergleichmäßigung des dem Verdampfungsbrenner zugeführten Brennstoffstroms in einem Rohrteil ausgebildet ist.

Bei einem aus der DE 32 33 321 C2 bekannten Fahrzeug-Zusatzheizgerät wird als Brenner ein Verdampfungsbrenner eingesetzt, der einen saugfähigen Körper umfaßt, deren flüssiger Brennstoff über eine Dosierpumpe zugeleitet wird.

Ein Fahrzeug-Zusatzheizgerät der eingangs genannten Art mit einer Drossel in der Brennstoffzuleitung zwischen der Dosierpumpe und dem Brenner ist aus der DE 34 03 916 C2 bekannt. Als Drosselelement wird hierbei ein langgestrecktes Teil, wie etwa ein Draht in die Brennstoffzuleitung eingesetzt, um den Brennstoffstoß infolge der pulsierenden Förderung des Brennstoffs durch die Dosierpumpe, wie etwa eine Dosierkolbenpumpe, abzubauen und den Brennstoffstrom zu dem Brenner zu vergleichmäßigen. Insbesondere bei Benzin als flüssigem Brennstoff kann durch diese Drossel die Verweilzeit des Brennstoffs in der Brennstoffzuleitung verkürzt werden, um eine Ausgasung und eine hieraus resultierende Dampfblasenbildung zu unterdrücken.

Beim Betrieb der vorstehend genannten Fahrzeug-Zusatzheizgeräte haben sich insbesondere Schwierigkeiten im Hinblick auf die Rußwerte und einen hohen CO-Gehalt im Abgas ergeben. Bei hohen Rußwerten kann das Heizgerät innerhalb kurzer Zeit verrußen und ist dann nicht mehr betriebsbereit. Auch wurde eine unruhige Verbrennung beobachtet, welche insbesondere auf den pulsierenden Brennstofförderstrom in der Brennstoffzuleitung zurückzuführen ist.

Diese Probleme sind bei einem Fahrzeug-Zusatzheizgerät der eingangs genannten Art, das aus der DE-C2-41 18 581 bekannt ist, dadurch überwunden, daß das Rohrteil der Dämpfungseinrichtung gegenüber dem Durchmesser der Brennstoffzuleitung erweitert ist und ein Dämpfungselement aus feinporigem oder feinmaschigen Material aufweist, durch das insbesondere Pulsierungen des Brennstofförderstroms von der Dosierpumpe gedämpft und Dampfblasenbildung im Brennstoff unterdrückt werden, woraus eine ruhige und gleichmäßige Verbrennung im Betrieb des Heizgeräts resultiert.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das zuletzt genannte Fahrzeug- Zusatzheizgerät bezüglich seiner Standzeit zu verbessern und bezüglich seiner Vergleichmäßigung des Brennstoffstroms zu optimieren.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach ist erfindungsgemäß als dämpfendes, die Vergleichmäßigung des Brennstoffstroms bewirkendes Element im Rohrteil der Dämpfungseinrichtung ein enger spiralförmiger Kanal vorgesehen, der von dem Brennstoff zwangsweise durchströmt wird und zum einen den Brennstoffstrom beruhigt und zum anderen Dampfblasen zuverlässig zerkleinert. Durch die Beruhigung des Brennstoffstroms und die Luftblasenzerkleinerung findet eine gleichmäßige Verbrennung des Brennstoffs statt. Zudem wird das Brenngeräusch geringer und die Abgaswerte bleiben konstant. Außerdem ist die Baugröße der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung sehr gering, weshalb sie auch ohne weiteres im Heizgerät selbst integriert werden kann. Schließlich werden ausschließlich Bauteile verwendet, die verschleißfrei sind, so daß ein wartungsfreier Betrieb der Dämpfungseinrichtung gewährleistet ist.

Grundsätzlich kann der erfindungsgemäß zur Dämpfung des Brennstoffstroms und Zerkleinerung von Dampfblasen vorgesehene spiralförmige Kanal in unterschiedlicher Weise an der Grenzfläche zwischen der Innenumfangsfläche des Rohrteils und der an dieser angrenzenden Körperumfangsfläche eines Körpers im Zentrum des Rohrteils gebildet sein. Bevorzugt ist der spiralförmige Kanal von einem Innengewinde des Rohrteils und der Außenumfangsfläche des Körpers gebildet. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der spiralförmige Kanal von einem Außengewinde des Körpers und der Rohrteilinnenumfangsfläche bzw. dem dort gebildeten Innengewinde gebildet sein.

Um ein störungsfreies Zuströmen und Ausströmen des Brennstoffs in die Dämpfungseinrichtung hinein und aus dieser heraus zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Körper im Innern des Rohrteils unter Bereitstellung eines Zuströmraums und eines Ausströmraums an den Enden des Rohrteils axial kürzer als der Innenraum des Rohrteils gebildet ist.

Ferner kann das Rohrteil als gesonderter Zwischenabschnitt der Brennstoffzuleitung gebildet sein, oder es kann direkt in den Verdampfungsbrenner integriert sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Ausschnittansicht eines Fahrzeug-Zusatzheizgeräts mit einem Brenner und der angeschlossenen Brennstoffzuleitung mit einer Dosierpumpe als Brennstofförderpumpe, und

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäß in der Brennstoffzuleitung angeordneten Drossel zur Vergleichmäßigung des dem Brenner zugeführten Brennstoffstroms.

In Fig. 1 ist insgesamt mit 1 ein Fahrzeug-Zusatzheizgerät bezeichnet, von welchem nur ein Ausschnitt im Bereich eines Brenners 2 dargestellt ist. Bei dem Brenner 2 handelt es sich um einen Verdampfungsbrenner (alternativ um einen Niederdruckzerstäubungsbrenner), der einen Träger 5 mit einem darauf befindlichen saugfähigen Flachmaterialelement 6 umfaßt, das von einem Vliesmaterial gebildet sein kann. Ein derartiger Brenner 2 ragt in eine von einem Brennrohr 3 gebildete Brennkammer 4 des Fahrzeug-Zusatzheizgeräts 1.

Mit dem Brenner 2 ist eine insgesamt mit 8 bezeichnete Brennstoffzuleitung verbunden, deren eines Ende mit einer Austrittseite 9 einer Dosierpumpe 10, wie etwa einer Dosierkolbenpumpe verbunden ist, während das zum Brenner 2 führende andere Ende oder Austrittsende 7 fest mit dem Träger 5 verbunden ist. Über eine nicht näher dargestellte Öffnung im Träger 5 wird das saugfähige Flachmaterialelement 6 des Brenners 2 mit von der Dosierpumpe 10 gefördertem Brennstoff über die Brennstoffzuleitung 8 beaufschlagt und versorgt.

Über eine nicht näher darstellte Einrichtung wird dem Brenner 2 außerdem zur Bildung eines brennbaren Gemisches am Brenner 2 Brennluft zugeführt. Zur Zündung des derart am Brenner 2 aufbereiteten brennbaren Gemisches wird beim dargestellten Beispiel eine schematisch gezeigte Glühkerze 11 eingesetzt. Außerdem ist ein Brennwächter 12 gezeigt, welcher in die Brennkammer 4 ragt und entsprechende Schaltvorgänge beim Heizgerät 1 beim Erkennen einer Flamme in der Brennkammer 4 auslöst.

Möglichst nahe zum Austrittsende 7 der Brennstoffzuleitung liegend, jedoch vorzugsweise in einem im wesentlichen geradlinig verlaufenden Teil der Brennstoffzuleitung 8 ist ein gesonderter Zwischenabschnitt 13 vorgesehen, welcher eine insgesamt mit 14 bezeichnete Dämpfungseinrichtung enthält. Dieser Zwischenabschnitt 13 ist von einem Rohrteil 15 gebildet, das einen größeren Durchmesser als der restliche Teil der Brennstoffzuleitung 8 hat. Die jeweiligen Enden 16 und 17 des Rohrteils 15 sind in die jeweiligen Enden der Brennstoffzuleitung 8 eingesetzt, welche ebenfalls rohrförmig gebildet ist, und der gesonderte Zwischenabschnitt 13 und die zugeordneten Teile der Brennstoffzuleitung 8 sind zweckmäßiger Weise über eine hermetisch dicht abgeschlossene Schweißverbindung verbunden. Natürlich sind auch andere Verbindungsarten für den Zwischenabschnitt 13 mit der Brennstoffzuleitung 8 möglich, wobei die nähere Ausgestaltungsform insbesondere auch von den Eigenschaften der zu verbindenden Materialien abhängt. Außerdem können alternativ die Enden 16 und 17 des Rohrteils 15 die jeweiligen Enden der Brennstoffzuleitung umgreifen.

Wie in Fig. 2 im einzelnen gezeigt, umfaßt die Dämpfungseinrichtung 14 neben dem Rohrteil 15 einen Körper 18, der in das Innere des Rohrteils 15 eingesetzt ist und dessen Innenraum zum größten Teil ausfüllt. Die Außenumfangsfläche 19 des Körpers 18 ist bei der dargestellten Ausführungsform glatt gebildet und grenzt unmittelbar an die Innenumfangsfläche 20 des Rohrteils 15 an, das im Bereich der Außenumfangsfläche 19 des Körpers 18 mit einem Innengewinde gebildet ist, das zusammen mit der Außenumfangsfläche 19 des Körpers 18 einen spiralförmigen Kanal 21 festlegt, der den Einlaß 22 des Rohrteils 15 mit dessen Auslaß 23 verbindet. Zwischen dem Einlaß 22 und der zu dieser weisenden Stirnfläche 24 ebenso wie zwischen dem Auslaß 23 und der zu dieser weisenden Stirnfläche 25 des Körpers 18 sind ein Zuströmraum 26 und ein Ausströmraum 27 gebildet. Diese Aussparungen bzw. Räume 26, 27 sind dadurch bereitgestellt, daß die axiale Erstreckungslänge des Körpers 18 kürzer ist als der Innenraum des Rohrteils 15.

Der Strömungsverlauf des die Dämpfungseinrichtung 14 durchsetzenden Brennstoffs ist in Fig. 2 mit Pfeilen bezeichnet. Erfindungswesentlich ist, daß aufgrund des engen spiralförmigen Kanals 21, der vom Brennstoff durchsetzt wird, die Brennstoffströmung beruhigt wird und Dampfblasen, die gegebenenfalls im geförderten Brennstoff enthalten sind, zerkleinert werden, wodurch die Gefahr einer Blasenbildung und Ausgasung insbesondere bei Benzin als flüssigem Brennstoff vermieden wird. Daher lassen sich auch hierauf zurückzuführende Betriebsstörungen im Brennbetrieb des Brenners 2 des Fahrzeug- Zusatzheizgeräts 1 vermeiden. Zudem kommt der Dämpfungseinrichtung 14 auch noch eine Art Feinfilterwirkung zu. Aufgrund der Beruhigung des Brennstoffs und der Luftblasenzerkleinerung findet eine gleichmäßige Verbrennung statt. Außerdem wird das Brenngeräusch leiser und die Abgaswerte bleiben konstant.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung liegt darin, daß sie aufgrund ihrer geringen Baugröße auch problemlos in das Zusatzheizgerät 1 integriert werden kann. Schließlich enthält die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung keinerlei Verschleißteile und erfordert damit keinerlei Wartung. Besonders einfach ist die Herstellung einer Dämpfungseinrichtung, wenn für die Kontur des spiralförmigen Kanals ein genormtes Gewinde verwendet wird, daß sich in einfachster Weise als Innengewinde im Rohrteil 15 oder in den Anschlußstutzen der Brennstoffzuleitung 8 auf Seiten der Dosierpumpe 10 oder des Trägers 5 oder aber noch einfacher als Außengewinde auf dem dort einzusetzenden zylindrischen Körper 18 einformen läßt.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug-Zusatzheizgerät

2

Brenner

3

Brennrohr

4

Brennkammer

5

Träger

6

Flachmaterialelement

7

Austrittsende

8

Brennstoffzuleitung

9

Austrittseite

10

Dosierpumpe

11

Glühkerze

12

Brennwächter

13

Zwischenabschnitt

14

Dämpfungseinrichtung

15

Rohrteil

16

Rohrteil-Ende

17

Rohrteil-Ende

18

Körper

19

Außenumfangsfläche

20

Innenumfangsfläche

21

spiralförmiger Kanal

22

Einlaß

23

Auslaß

24

Stirnfläche

25

Stirnfläche

26

Zuströmraum

27

Ausströmraum

Claims

1. Fahrzeug-Zusatzheizgerät mit einem über eine Dosierpumpe (10) und eine Brennstoffleitung (8) mit flüssigem Brennstoff versorgbaren Niederdruckzerstäubungsbrenner bzw. Verdampfungsbrenner (2), und mit einer Drossel zwischen der Dosierpumpe (10) und der Brennkammer (4) des Verdampfungsbrenners (2), wobei die Drossel als Dämpfungseinrichtung (14) zur Vergleichmäßigung des dem Verdampfungsbrenner (2) zugeführten Brennstoffstroms in einem Rohrteil (15) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (14) im Innern des Rohrteils (15) einen Körper (18), dessen Außenumfangsfläche (19) an die Innenumfangsfläche (20) des Rohrteils (15) angrenzt und einen spiralförmigen Kanal (21) umfaßt, der an der Grenzfläche zwischen der Körperaußenumfangsfläche (19) des Körpers (18) und der Innenumfangsfläche (20) des Rohrteils (15) gebildet ist und den Einlaß (22) des Rohrteils (15) mit dessen Auslaß (23) verbindet.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spiralförmige Kanal (21) von einem Innengewinde (20a) des Rohrteils (15) und der Außenumfangsfläche (19) des Körpers (18) gebildet ist.

3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spiralförmige Kanal (21) von einem Außengewinde des Körpers (18) und der Innenumfangsfläche (20, 20a) des Rohrteils (15) gebildet ist.

4. Heizgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (18) unter Bereitstellung eines Zuströmraums (26) und eines Ausströmraums (27) an den Enden (17, 16) des Rohrteils (15) axial kürzer als der Innenraum des Rohrteils (15) gebildet ist.

5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil (15) einen gesonderten Zwischenabschnitt (13) der Brennstoffzuleitung (8) bildet.

6. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil (15) gegenüber dem Durchmesser der Brennstoffzuleitung (8) erweitert ist.

7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil (15) in den Verdampfungsbrenner (2) integriert ist.