DE19860196C1 - Motor vehicle heater - Google Patents

Abstract

The motor vehicle heater has a burner (1) in a combustion chamber (7) supplied with fuel which is preheated using waste heat from the vehicle electric's. The fuel can be preheated by heat exchange with the vehicle ignition coil (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugheizgerät mit einem Brenner, der in eine Brennkammer ragt, welcher über eine Brennstoffzuleitung vorgewärmter flüssiger Brennstoff zugeführt wird.The invention relates to a vehicle heater with a burner, which is in a combustion chamber protrudes, which is supplied via a fuel feed preheated liquid fuel becomes.

Heizgeräte mit Diesel-Brenner bzw. mit PME-Brenner (PME steht für Pflanzenölmethyl­ ester) für Fahrzeugheizungen werden bislang entweder ohne Brennstoffvorwärmung oder mit einem separaten Aggregat zur Brennstoffvorwärmung betrieben. Ein Kaltstart des PME- bzw. Diesel-Brenners ist ohne Vorwärmung entweder nur schwierig oder mit verstärktem Qualm und Schadstoffemission möglich oder es sind höhere Kosten und ein erhöhter Arbeitsaufwand erforderlich, um mit zusätzlichen Bauteilen bzw. Aggregaten die Vorwärmung zu erzielen.Heaters with a diesel burner or with a PME burner (PME stands for vegetable oil methyl esters) for vehicle heaters have so far been used either without fuel preheating or operated with a separate unit for preheating fuel. A cold start of the PME or diesel burners are either difficult or preheating without preheating increased smoke and pollutant emissions possible or there are higher costs and one increased workload required to work with additional components or units To achieve preheating.

Fahrzeugheizgeräte der eingangs genannten Art, deren Brenner vorgewärmter flüssiger Brennstoff zugeführt wird, sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, wobei jeweils eine getrennte Einrichtung verwendet wird, um den Brennstoff vorzuwärmen.Vehicle heaters of the type mentioned, their burners more preheated liquid Fuel is supplied, are known in different versions, each a separate device is used to preheat the fuel.

Beispielsweise ist aus der DE 391 024 C1 bekannt, den dem Brenner zuzuführenden Brennstoff unter Ausnutzung der Wärmeenergie der Verbrennungsabgase im Auslaßbereich des Heizgeräts vorzuwärmen, um ein zuverlässiges Arbeiten des Heizgeräts auch bei niedrigen Temperaturen zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist ein spezieller Brennstoffvorwärm-Leitungsabschnitt vorgesehen, der zweckmäßigerweise als spiralförmige Rohrschleife ausgelegt und im Bereich des Verbrennungsgasabstroms angeordnet ist. In diesem Brennstoffvorwärm-Leitungsabschnitt wird der Brennstoff in der Brennstoffvorlaufleitung vor dem Durchgang durch eine Filtereinrichtung aufgewärmt. For example, it is known from DE 391 024 C1 to supply the burner Fuel using the thermal energy of the combustion gases in the Preheat the outlet area of the heater to ensure reliable operation of the heater ensure even at low temperatures. For this purpose is a special one Fuel preheating line section provided, which is advantageously as spiral pipe loop designed and in the area of the combustion gas outflow is arranged. In this fuel preheating line section, the fuel in the Fuel feed line warmed up before passing through a filter device.  

Aus der EP 42 454 A1 ist ein Brenner für ein Heizgerät bekannt, welcher mit flüssigem Brennstoff betrieben wird und insbesondere ebenfalls die Abgaswärme des Heizgerätes zum Erwärmen des Brennstoffs ausnutzt. Derartige Heizungen sind prinzipiell ohne weiteres auch für Fahrzeuge verwendbar (siehe DE 31 10 502 C2). From EP 42 454 A1 a burner for a heater is known, which uses liquid Fuel is operated and in particular also the exhaust gas heat of the heater Heating of the fuel takes advantage. In principle, such heaters are also readily available can be used for vehicles (see DE 31 10 502 C2).  

Eine weitere Maßnahme zur Brennstoffvorwärmung ist aus der DE-A1-15 51 752 bekannt. Demnach ist ein elektrischer Heizkörper zur Brennstoffvorwärmung vorgesehen, der in Reihe mit der Zündeinrichtung des Heizgeräts geschaltet ist.Another measure for preheating fuel is known from DE-A1-15 51 752. Accordingly, an electric heater for fuel preheating is provided, which in Row is connected to the ignition device of the heater.

Die DE-C2-34 03 972 beschreitet einen anderen Weg der Brennstoffvorwärmung. Bei dieser ist ein mit der Brennstoffzuleitung verbundener Träger in der Brennkammer angeordnet und mit einem saugfähigen Körper verbunden. Von der der Brennkammer zugewandten Fläche des Trägers ragt zur schnellen Aufwärmung dieser Fläche auf Brennstoffverdampfungstemperatur ein Wärmeleitkörper aus hitzebeständigem und gut wärmeleitfähigen Material in die Flammenzone der Brennkammer hinein.DE-C2-34 03 972 treads another path of fuel preheating. At this is a carrier connected to the fuel feed line in the combustion chamber arranged and connected to an absorbent body. From the combustion chamber facing surface of the carrier protrudes for rapid heating of this surface Fuel vaporization temperature is a heat sink made of heat-resistant and good thermally conductive material into the flame zone of the combustion chamber.

Sämtliche zum Stand der Technik gehörenden Maßnahmen zur Vorwärmung des Brennstoffs sind technisch aufwendig und damit entsprechend teuer.All measures belonging to the prior art for preheating the Fuels are technically complex and therefore correspondingly expensive.

Schließlich ist aus der DE-A1-38 07 397 bekannt, die Leistungs-Halbleiterbauelemente der Steuereinrichtung eines Kraftfahrzeug-Heizgeräts zur Abführung der Verlustwärme dieser Bauelemente in unmittelbarem Wärmekontakt mit Wänden des Aufnahmeraums der Steuereinrichtung anzuordnen.Finally, it is known from DE-A1-38 07 397, the power semiconductor components Control device of a motor vehicle heater for dissipating the heat loss of this Components in direct thermal contact with walls of the receiving space To arrange control device.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugheizgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen und kostengünstigen Maßnahmen eine zuverlässige Vorwärmung des Brennstoffs gewährleistet.An object of the present invention is to provide a vehicle heater to create the kind mentioned above, with simple and inexpensive measures ensures reliable preheating of the fuel.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Im Gegensatz zum Stand der Technik beschreitet die Erfindung einen vollständigen neuen Weg, insofern als die Abwärme bereits existierender Aggregate bzw. Bauteile des Fahrzeugheizgeräts und/oder des Fahrzeugs genutzt wird, um die erforderliche Brennstoff- Vorwärmung durchzuführen. Durch diese Vorgehensweise wird ein energetisch sehr vorteilhaftes Vorwärmen des Brennstoffs gewährleistet. Außerdem sind die Maßnahmen, die erforderlich sind, die Abwärme von dem jeweiligen Abwärmeerzeuger auf den Brennstoff in der Brennstoffzuleitung zu übertragen relativ wenig aufwendig, so daß sich das erfindungsgemäße Heizgerät bezüglich der Brennstoffvorwärmung durch einen einfachen Aufbau und eine kostengünstige Realisierbarkeit auszeichnet.In contrast to the prior art, the invention adopts a completely new one Way, insofar as the waste heat from existing aggregates or components of the Vehicle heater and / or the vehicle is used to the required fuel Perform preheating. By doing this, an energetically very  ensures advantageous preheating of the fuel. In addition, the measures which are required to transfer the waste heat from the respective waste heat generator to the To transfer fuel in the fuel feed line is relatively inexpensive, so that the heater according to the invention with respect to the fuel preheating characterized by simple structure and cost-effective feasibility.

Als Abwärme zur Vorwärmung des Brennstoffs kommt beispielsweise die Abwärme aus Leistungsendstufen des Fahrzeugheizgeräts-Steuergeräts in Betracht. Alternativ oder zusätzlich hierzu kommt Abwärme aus dem Zündtransformator des Fahrzeugs in Betracht oder Motorabwärme des Brennluft- bzw. Heizluftgebläses oder der Wasserpumpe des Fahrzeugs. Die Abwärme kann jedoch auch von einem Heizelement auf den Brennstoff übertragen werden, welches Heizelement zur Beheizung eines Fahrzeugaggregats bzw. des Fahrzeugheizgeräts verwendet wird. Von welchem bereits existierenden Aggregat eines Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugheizgeräts auch immer Abwärme zum Vorwärmen des Brennstoffs genutzt wird, diese Vorwärmung kann in jedem Fall mit geringen Zusatzkosten und bei geringem Bauraum erfolgen.For example, the waste heat comes off as waste heat for preheating the fuel Power output stages of the vehicle heater control unit into consideration. Alternatively or In addition, waste heat from the ignition transformer of the vehicle comes into consideration or waste heat from the combustion air or hot air blower or the water pump of the Vehicle. However, the waste heat can also be from a heating element to the fuel are transmitted, which heating element for heating a vehicle unit or Vehicle heater is used. From which existing aggregate one Vehicle or the vehicle heater always waste heat to preheat the Fuel is used, this preheating can in any case with little Additional costs and with little space.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; in dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing; in these show:

Fig. 1 eine Ausschnittsansicht eines Heizgeräts im Bereich seines Brenners, Fig. 1 is a cutaway view of a heater in the region of the burner,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Wärmekopplung der Brennstoffzuleitung mit dem Steuergerät des Heizgeräts von Fig. 1, und Fig. 2 is a schematic view of the heat coupling of the fuel supply line with the control unit of the heater of Fig. 1, and

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Wärmekopplung der Brennstoffzuleitung mit einer wärmeabgebenden Wicklung eines Zündtransformators. Fig. 3 is a schematic view of the heat coupling of the fuel supply line with a heat-emitting winding of an ignition transformer.

In Fig. 1 ist in einer Ausschnittdarstellung ein insgesamt mit 1 bezeichneter Verdampfungsbrenner eines Fahrzeugheizgeräts gezeigt, das im übrigen nicht näher dargestellt ist. Eine Brennstoffzuleitung 2 ist mit einem Träger 3 für einen saugfähigen Körper 4 verbunden. Die Brennstoffzuleitung 2 durchsetzt einen Deckel 5, der zur Halterung des Verdampfungsbrenners 1 in einer von einem Brennrohr 6 begrenzten Brennkammer 7 des Heizgeräts dient. In die Brennkammer 7 ragt eine Zündeinrichtung 8, wie etwa eine Glühkerze. Außerdem ist in Fig. 1 ein in die Brennkammer 7 ragender Brennwächter 9 gezeigt.In FIG. 1, an evaporative burner of a vehicle heating device, designated as a whole by 1, is shown in a cutout illustration, which is not shown in more detail in the rest. A fuel feed line 2 is connected to a carrier 3 for an absorbent body 4 . The fuel feed line 2 passes through a cover 5 , which is used to hold the evaporative burner 1 in a combustion chamber 7 of the heater, which is delimited by a combustion tube 6 . An ignition device 8 , such as a glow plug, projects into the combustion chamber 7 . In addition, a combustion monitor 9 protruding into the combustion chamber 7 is shown in FIG. 1.

Dem Brenner 1 wird über eine Brennstoffzuleitung flüssiger Brennstoff zugeführt, beispielsweise Diesel oder PME-Brennstoff, wobei PME für Pflanzenölethylester steht. Ein Ausschnitt der Brennstoffzuleitung 2 ist in Fig. 2 bzw. 3 schematisch gezeigt. Um den Brennstoff für einen problemlosen Start des Heizgeräts und einen späteren einwandfreien Betrieb desselben in geeigneter Weise vorzuerwärmen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen Abschnitt der Brennstoffzuleitung 2 mit einem Abwärme erzeugenden Aggregat bzw. Bauteil des Fahrzeugs bzw. des Heizgeräts bzw. der Brennkammer zu verbinden.Liquid fuel, for example diesel or PME fuel, is supplied to the burner 1 via a fuel feed line, where PME stands for vegetable oil ethyl ester. A section of the fuel feed line 2 is shown schematically in FIGS. 2 and 3. In order to preheat the fuel in a suitable manner for a trouble-free start of the heater and a later trouble-free operation thereof, the invention provides for a section of the fuel supply line 2 to be connected to an aggregate or component of the vehicle or the heater or the combustion chamber that generates waste heat.

Demnach ist gemäß Fig. 2 vorgesehen, den aus Metall bestehenden Abschnitt der Brennstoffzuleitung 2 innig, d. h. im Wärmeübertragungskontakt mit dem Heizkörper 11 eines Steuergeräts 12 zur Steuerung des Heizgeräts zu verbinden. Die innige Verbindung bzw. die Wärmeübertragungsverbindung zwischen der Brennstoffzuleitung 2 und dem Kühlkörper 11 kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Brennstoffzuleitung 2 in eine Bohrung des Kühlkörpers 11 eingepreßt sein. Alternativ kann die Brennstoffzuleitung mit dem Kühlkörper 11 verlötet sein. Es kommen aber auch andere Verbindungsarten in Betracht, die eine ausreichend gute Wärmeübertragung zwischen Kühlkörper 11 und Brennstoffzuleitung 2 gestatten, so daß der Brennstoffmassenstrom 10 in der Zuleitung 2, welcher in Fig. 2 mit einem Pfeil schematisch dargestellt ist, die Wärme von der derart erwärmten Brennstoffzuleitung übernehmen kann. Voraussetzung für diesen Wärmetransport ist, daß die Temperatur des Kühlkörpers 11 höher ist als diejenige des Brennstoffmassenstroms 10 in der Brennstoffzuleitung 2.According to FIG. 2, it is provided that the section of the fuel supply line 2 made of metal is intimately connected, ie in heat transfer contact with the heating element 11 of a control device 12 for controlling the heating device. The intimate connection or the heat transfer connection between the fuel supply line 2 and the heat sink 11 can take place in different ways. For example, the fuel supply line 2 can be pressed into a bore in the heat sink 11 . Alternatively, the fuel supply line can be soldered to the heat sink 11 . But there are also other types of connections into consideration, allowing a sufficiently good heat transfer between the cooling body 11 and fuel supply line 2, so that the fuel mass flow 10 in the supply line 2, which is shown schematically in Fig. 2 with an arrow, heated, the heat of the thus Can take fuel supply. A prerequisite for this heat transfer is that the temperature of the heat sink 11 is higher than that of the fuel mass flow 10 in the fuel feed line 2 .

Eine Alternative zu der Anordnung von Fig. 2 bzw. eine zusätzliche Maßnahme zu der in Fig. 2 dargestellten Maßnahme zur Übertragung von Abwärme auf den Brennstoff ist in Fig. 3 gezeigt. Demnach steht dort ein Abschnitt der Brennstoffzuleitung 2 in Wärmeübertragungsverbindung mit einer wärmeabgebenden Wicklung eines Zündtransformators 13 des Fahrzeugs. In diesem Fall kann der Abschnitt der Brennstoffzuleitung 2 in die Wicklung des Zündtransformators 13 integriert bzw. von dieser umgeben sein. Alternativ hierzu kann eine wärm übertragende Klebverbindung zwischen der wärmeabgebenden Wicklung des Zündtransformators 13 und der Außenseite des betreffenden Abschnitts der Brennstoffzuleitung 2 vorgesehen sein.An alternative to the arrangement of FIG. 2 or an additional measure to the measure for transferring waste heat to the fuel shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3. Accordingly, there is a section of the fuel supply line 2 in heat transfer connection with a heat-emitting winding of an ignition transformer 13 of the vehicle. In this case, the section of the fuel supply line 2 can be integrated into the winding of the ignition transformer 13 or surrounded by it. As an alternative to this, a heat-transferring adhesive connection can be provided between the heat-emitting winding of the ignition transformer 13 and the outside of the relevant section of the fuel feed line 2 .

Als weitere, nicht dargestellte Maßnahme zur Abwärmeübertragung auf den dem Brenner 1 zugeführten Brennstoff kann eine Wärmeübertragungsverbindung zwischen der Brennstoffzuleitung 10 und dem Motor eines nicht dargestellten Brennluftgebläses vorgesehen sein.As a further measure, not shown, for transferring waste heat to the fuel supplied to the burner 1 , a heat transfer connection can be provided between the fuel feed line 10 and the engine of a combustion air blower, not shown.

Darüber hinaus kommt eine ebenfalls nicht dargestellte Wärmeübertragung mit weiteren Aggregaten beispielsweise des Fahrzeugs in Betracht, die hierfür geeignet sind.In addition, a heat transfer, also not shown, comes with others Aggregates of the vehicle, for example, that are suitable for this.

Es kann auch in Betracht gezogen werden, mehrere derartige Abwärmequellen gleichzeitig, d. h. seriell zur Erwärmung des Brennstoffs zu nutzen.It can also be considered to have several such waste heat sources at the same time, d. H. to be used serially for heating the fuel.

BezugszeichenlisteReference list

11

Verdampfungsbrenner
Evaporation burner

22nd

Brennstoffzuleitung
Fuel supply

33rd

Träger
carrier

44th

Körper
body

55

Deckel
cover

66

Brennrohr
Fuel tube

77

Brennkammer
Combustion chamber

88th

Zündeinrichtung
Ignition device

99

Brennwächter
Firewatcher

1010th

Brennstoffmassenstrom
Mass flow of fuel

1111

Leistungsendstufe
Power output stage

1212th

Steuergerät
Control unit

1313

Zündtransformator
Ignition transformer

Claims (6)

1. Fahrzeugheizgerät mit einem Brenner (1), der in eine Brennkammer (7) ragt, welcher über eine Brennstoffzuleitung (2) vorgewärmter flüssiger Brennstoff zugeführt wird, wobei die Brennstoffzuleitung (2) mit zumindest einem Abwärme erzeugenden Aggregat bzw. Bauteil (12, 13) des Heizgeräts und/oder des Fahrzeugs verbunden ist, und der Brennstoff durch die Abwärme erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Brennstofferwärmung die Abwärme eines elektrischen Aggregates des Fahrzeuges verwendet wird.1. Vehicle heater with a burner ( 1 ) which projects into a combustion chamber ( 7 ), which is supplied with preheated liquid fuel via a fuel feed line ( 2 ), the fuel feed line ( 2 ) having at least one unit or component ( 12 , 13 ) the heater and / or the vehicle is connected, and the fuel is heated by the waste heat, characterized in that the waste heat from an electrical unit of the vehicle is used for heating the fuel. 2. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1, mit einem Steuergerät (12) zu seiner Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuleitung (2) in Wärmeübertragungsverbindung mit der bzw. den Leistungsendstufe(n) (11) des Steuergeräts (12) angeordnet ist.2. Vehicle heater according to claim 1, with a control device ( 12 ) for its control, characterized in that the fuel feed line ( 2 ) is arranged in heat transfer connection with the power output stage (s) ( 11 ) of the control device ( 12 ). 3. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen des Brennstoffs die Abwärme der Wicklung eines Zündtransformators (13) angeordnet ist.3. Vehicle heater according to claim 1 or 2, characterized in that the waste heat of the winding of an ignition transformer ( 13 ) is arranged for heating the fuel. 4. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Brennluftgebläse, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen des Brennstoffs die Abwärme des Motors eines Brennluftgebläses angeordnet ist.4. Vehicle heater according to one of claims 1 to 3, with a combustion air fan, characterized in that the waste heat of the Motor of a combustion air fan is arranged. 5. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Heizluftgebläse, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen des Brennstoffs die Abwärme des Motors eines Heizluftgebläses angeordnet ist.5. Vehicle heater according to one of claims 1 to 4, with a hot air blower, characterized in that the waste heat of the Motor of a hot air blower is arranged. 6. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen des Brennstoffs die Abwärme des Motors eine Fahrzeug- Wasserpumpe angeordnet ist.6. Vehicle heater according to one of claims 1 to 5, characterized in that the waste heat from the engine is used to heat the fuel. Water pump is arranged.