DE8816636U1

DE8816636U1 - Verdampferbrenner

Info

Publication number: DE8816636U1
Application number: DE8816636U
Authority: DE
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1990-02-08
Anticipated expiration: 1998-04-14
Also published as: EP0337408A2; EP0337408A3; US4931011A; CA1315187C; DE3812299A1

Description

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Verdampferbrenner

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Verdampferbrenner für zum Beispiel Standheizungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Verbrennungsluftgebläse, einer Brennstoffdosierpumpe, die in einen eine zum Starten des Brenners dienende Glühkerze zumindest teilweise umgebenden, beispielsweise eine Faserpackung oder dgl. enthaltenden Verdampferbrennstofi eingibt, der im verdampften Zustand zusammen mit Verbrennungsluft verbrennt.

Verdampferbrenner der oben genannten Art werden vornehmlich in Heizgeräten für Kraftfahrzeuge verwendet, also in sogenannten Stand- oder Zusatzheizungen für Bus^e, Lastkraftwagen und auch Personenkraftwagen.

Die Erfindung betrifft allgemein Verdampferbrenner, nicht nur solche für Standheizgeräte, sondern auch zum Beispiel für Rußfilterbrenner, die zum Beseitigen von Ruß-Rückständen dienen. Im folgenden soll jedoch speziell auf das Gebiet der Standheizungen Bezug genommen werden, um die Erfindung zu erläutern.

Speziell bei motorunabhängigen, mit flüssigem Brennstoff arbeitenden Standheizgeräten für Kraftfahrzeuge gibt es verschiedene Typen von Brennern, zum Beispiel Brenner, die mit einem Druckzerstäuber oder einem Rotationszer-

stäuber arbeiten. Außerdem gibt es Verdampferbrenner, bei r"em der Brennstoff zur Bildung eines Brennstoff-/Luft-Gemisches nicht zerstäubt, sondern verdampft wird. Die verschiedenen Brennertypen haben jeweils gewisse Vorteile und gewisse Nachteile. Bei Verdampferbrennern wird von einer Brennstoffdosierpumpe Brennstoff einer Verdampferanordnung einer Brennkammer zugeführt. Diese Verdampferanordnung besteht zum Beispiel aus einer Art Faserpackung oder Netz, die - zum Starten des Brenners - eiv^n Bereich in der Nähe einer Glühkerze ausfüllt. Der von der Dosierpumpe kommende Brennstoff wird von der Faserpackung ausgenommen und gelangt durch kapj.llarische Wirkung in den Flammbereich einer Brennkammer. Um den Verbrennungsvorgang einzuleiten, wird die Glühkerze eine bestimmte Zeit mit einer Spannungsquelle verbunden. Außerdem wird von einem Verbrennungsluftgebläse Luft in die Brennkammer geblasen. Grundsätzlich können das Einschalten der Glühkerze, das Zuführen von Verbrennungsluft und das Zumessen von Brennstoff gleichzeitig eingeleitet werden, üblicherweise wird jedoch erst bei Verbrennungsluftzufuhr vorgeglüht, und dann wird Brennstoff zugemessen. Durch die Glühkerze erreicht der verdampfte Brennstoff im Beisein von Lufu die Zündungstemperatur, so daß der Verbrennungsvorgang in Gang kommt. Nach diesem Startvorgang wird die Glühkerze ausgeschaltet.

Es ist nun festgestellt worden, daß nach dem Abschalten solcher Verdampferbrenner und bei einem späteren Neustart des Heizgeräts Blaurauch entsteht. Das Nachhauchen bein» Abschalten des Verdampferbrenners ist darauf zurückzuführen, daß, da kein Brennstoff mehr zugeführt wird, nach einer gewissen Zeit die Flamme abreißt und der in der Verdampferanordnung befindliche Brennstoff lediglich

erwärmt wird, ggf. noch unter Zuführung von Verbrennungsluft während der üblichen Nachlaufphase des Verbrennunisluftgebläses. Beim Abschalten der Brennstoffzufuhr befindet sich noch eine gewisse Menge Brennstoff in der Faserpackung des Verdampfers, und von dieser Menge wird eine Teilmenge nach Abreißen der Flamme verraucht.

Beim nächsten Start des Heizgeräts, insbesondere beim Vorglühen unter gleichzeitiger Zufuhr von Verbrennungsluft wird dann der von dem früheren Brennvorgang noch in der Faserpackung oder dem Netz verbliebene Brennstoff verraucht, bevor neuer Brennstoff zugeführt wird und das Brennstoff-/Luft-Gemisch entz!:pdet win

Die Bildung von Blaurauch ist aus Gründen des Umweltschutzes unerwünscnt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß sich im Bereich der Glühkerze und der Brennkammer Rückstände bilden, die mit der Zeit den ordnungsgemäßen Betrieb des Heizgeräts beeinträchtigen können.

Der Erfindung liegt die Aufgaoe zugrunde, einen Verdampferbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Bilden von Rauch nach Abschalten des Brenners und/oder beim erneuten Einschalten des Brenners weitestgehend vermieden wird, und darüber hinaus eine Verunreinigung der Brenneranordnung weitestgehend vorgebeugt ist.

Bei einem Verdampfer der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gelöst durch eine Nachglühsteuerung, die die Glühkerze nach dem Abschalten der Brennstoffdosierpumpe eine vorbestimmte Zeitspanne einschaltet. Die

Nachglühsteuerung kann durch einen Mikroprozessor realisiert sein, der auch anderweitige Steuerungsaufgaben übernimmt.

Üblicherweise sind Verdampferbrenner so ausgelegt, daß nach Beendigung der Brennstoffzufuhr das Verbrennungsluftgebläse eine Zeit lang nachläuft, um den Brennvorgang so lange aufrecht zu halten, bis die Flamme aufgrund des zu mageren Gemisches abreißt.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden die oben aufgezeigten Nachteile bei Verdampferbrennern weitestgehend vermieden. Die Verdampferbrenner erreichen insoweit ähnlich gutes Betriebsverhalten wie beispielsweise Brenner mit Rotationszerst^uber oder Druckzerstäuber.

Durch das Einschalten der Glühkerze nach dem Abschalten des Brenners wird erreicht, daß die Temperatur des nach Beendigen der Brennstoffzufuhr im Bereich des Kerzenstutzens und möglicherweise auch im Bereich der Brenn-

daß der Restbrennstoff praktisch rückstandsfrei verbrennt. Im Vergleich mit den herkömmlichen Verdampferbrennern reißt die Flamme erst wesentlich später ab, da die Glühkerze die Verdampfung des Brennstoffs fördert und eine ausreichend hohe Temperatur des verdampften Brennstoffs gewährleistet. Dcmit erhält man während der gleichzeitigen Zufuhr von Verbrennungsluft ein ausreichend fettes Brennstoff-/Luft-Gemisch.

Da nach Abschalten der Brennstoffzufuhr der dann noch verbleibende Restbrennstoff praktisch restlos verbrannt wird, wird nicht nur beim Abschalten des Brenners eine

Blpurauchentwicklung vermieden, sondern auch beim später erfolgenden Wiedereinschalten des Geräts entsteht kein Blaurauch, da sich im Kerzenstutzen und in sonstigen Bereichen keinerlei Restbrennstoffe mehr vom früheren Verbrennungszyklus befinden.

Da praktisch der gesamte Restbrennstoff nach Abschalten des Brenners verbrannt wird, kommt es auch nicht zu bleibenden Rückständen im Bereich des Kerzenstutzens und/ oder in der Brennkammer.

Im folgenden we "den Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark schematisierte Teilansicht eines Verdampferbrenners, und

Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches den Betrieb des erfindungsgemäßen Verdampferbrenners veranschaulicht.

Im folgenden soll als Beispiel der Erfindung einer Verdampferbrenner für ein Standheizgerät eines Kraftfahrzeugs beschrieben werden. Der Aufbau des Heizgeräts mit dem Verdnnpfarbrenner ist an sich bekannt. Neu ist hier die Steuerung des Betriebs.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, besitzt ein Standheizgerät für ein Kraftfahrzeug ein Gehäuse 1 mit einer innerhalb des Gehäuses gelagerten Brennkammer 2, der zum Beispiel stirnseitig von einem (nicht gezeigten) Verbrennungsluftgebläse Verbrennungsluft VL zugeführt WIiTu. In dei" &Bgr;&idigr;&Ggr;&thgr;&eegr;&Pgr;&Lgr;&agr;&idigr;&Ggr;&igr;&Igr;&Ggr;&igr;&thgr;&khgr;" 2 Ve l m &khgr; 3 CiI t Sich die VcirtüTSn— nungsluft VL mit verdampften Brennstoff.

Der Brennstoff wird von einer (ebenfalls nicht gezeigten) Brennstoffdosierpumpe in Pfeilrichtung (B) zugeführt. Die von der Brennstoffdosierpumpe kommende Leitung mündet in einem Bereich einer Glühkerze 3. Die Glühkerze 3 ist in einem Kerzenstutzen montiert, der eine Netzstruktur oder eine Faserpackung aufnimmt, die rieh bis in den Bereich der Brennkammer 2 hinein erstrecken kann. Der in den Bereich des Kerzenstutzens eintretende Brennstoff B wird von der Faserpackung aufgenommen und gelangt durch kapillarische Wirkung in den Bereich der Brennkammer 2, wobei

der Brennstoff an der Innen-Oberfläche des Kerzenstutzens und der Brennkammer verdampft. Der verdampfte Brennstoff vermischt sich mit der zugeführten Verbrennungsluft VL.

Zum Starten des Verdampferbrenners wird die Glühkerze eine vorbestimmte Zeit mit Strom gespeist, so daß sie eine relativ hohe Temperatur annimmt, die ausreicht, um eine Entzündung des Brennstoff-/Luft-Gemisches innerhalb der Brennkammer zu bewirken. Die Flamme und die heißen Abgase gelangen in Richtung der gestrichelten Pfeile (in Fig. 1 nach rechts) durch das nur teilweise dargestellte Innere des Gehäuses, werden am nicht dargestellten Ende des Geräts umgelenkt und gelangen in der Höhe der Brennkammer 2 als Abgase A zu einem Auspuff.

Während des genannten Wegs erwärmen die heißen Verbrennungsgase das in einem Wärmetauscher fließende Wasser. Das Wasser tritt als kaltes Wasser in Richtung des Pfeils WE in eine Wasserpumpe 5 ein und wird von der Wasserpumpe 5 etwa spiralförmig durch den Ringraum des Wärmetauschers 4 zwischen einer inneren und einer äußeren Gehäusewand gepumpt, bevor es erwärmt bei einem Pfeil WA austritt. Von dort gelangt das erwärmte Wasser beispielsweise zu einem Heizkörper, der an einer geeigneten Stelle des Fahrzeugs angeordnet ist.

Zum Starten des Heizgeräts wird zunächst das Verbrennungsluftgebläse sowie die Glühkerze 3 eingeschaltet. Nach einer Vorglühphase wird dann durch Einschalten der Brennstoffdosierpumpe Brennstoff zugeführt, so daß das Brennstoff-/Luft-Gemisch alsbald verdampft wird. Wenn eine bestimmte Soll- oder Höchsttemperatur erreicht ist (dies wird von einer hier nicht dargestellten Sensor- unc

Steueranordnung festgestellt), wird die Brennstoffzufuhr durch Abschalten der Brennstoffdosierpumpe gesperrt. Das Verbrennungsluftgebläse bleibt noch während einer Nachlaufphase eingeschaltet. Mit dem Abschalten des Brenners, d.h. mit dem Ausschalten der Brennstoffdosierpumpe wird die Glühkerze 3 eingeschaltet. Dadurch wird der restliche Brennstoff innerhalb des Kerzenstutzens und im Bereich der Brennkammer 2 erwärmt, und es wird seine Verdampfung gefördert. Dadurch läuft der Brenner eine Zeit lang nach, bis schließlich praktisch der gesamte Restbrennstoff aus dem Kerzenstutzen verdampft und verbrannt ist. Erst dann wird das Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft so mager, daß die Flamme abreißt.

Dieser Vorgang ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Im Schritt Sl wird der Brenner ausgeschaltet, im Schritt S2 wird daraufhin die Glühkerze 3 eingeschaltet. Dann wird in einer (hier nicht näher dargestellten, zum Beispiel als Mikroprozessor ausgebildeten) Steuerung ein Zähler auf einen bestimmten Zählerstand eingestellt, und der Zäher beginnt rückwärts zu zählen. Im Schritt S4 wird abgefragt, ob bereits der Zählerstand "0" erreicht ist. Falls ja, ist die Phase des Nachbrennens abgeschlossen. Dann wird im Schritt S5 die Glühkerze ausgeschaltet. Außerdem wird das Luftgebläse ausgeschaltet.

In diesem Zustand ist praktisch sämtlicher Rest-Brennstoff im Inneren des Verbrenners verbrannt. Beim späteren Neustart des Brenners kann es also nicht zu einer Bildung von Blaurauch kommen. Erst wenn frischer Brennstoff verdampft wird, kommt es zur Entzündung des Brennstoff-/ Luft-Gemisches.

Claims

SCHMITT-NILSON ·HJRgCH * .|. .·. * ;..: ..'- PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS U.Z.: K 32 859 S/8D-tÖ Firma J. Eberspächer Eberspächerstr. 24 7300 Esslingen Verdampferbrenner e fefnsprüche

1. Verdampferbrenner für z.B. Standheizungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Verbrennungsluftgebläse, einer Brennstoffdosierpumpe, die in einen eine zum Starten des Brenners dienende Glühkerze (3) zumindest teilweise umgebenden, zum Beispiel eine Faserpackung oder dgl. enthaltenden Verdampfer Brennstoff eingibt, der im verdampften Zustand zusammen mit Verbrennungsluft verbrennt, gekennzeichnet durch eine NachgJühnteuerung, die die Glühkerze (3) nach dem Abschalten der

-2-

Brennstoffdosierpumpe eine vorbestimmte Zeitspanne einschaltet;.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Nachglühsteuerung durch einen Mikroprozessor gebildet wird, in welchem ein Zeitzähler für die vorbestimmte Zeitspanne vorhanden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Abschalten des Brenners zeitgleich mit dem Einschalten der Glühkerze erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Einschalten der Glühkerze durch das Abschalten des Verdampferbrenners veranlaßt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zeitspanne, innerhalb welcher die Glühkerze (3) nach Abschalten des Verdampferbrenners eingeschaltet ist, etwa dpr Nachlaufphase des Verbrennungsluftgebläses entspricht.