EP1482242B1 - Combustion Chamber Arrangement - Google Patents

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EP1482242B1
EP1482242B1 EP20040006109 EP04006109A EP1482242B1 EP 1482242 B1 EP1482242 B1 EP 1482242B1 EP 20040006109 EP20040006109 EP 20040006109 EP 04006109 A EP04006109 A EP 04006109A EP 1482242 B1 EP1482242 B1 EP 1482242B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
combustion
bottom wall
wall
limiting element
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP20040006109
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1482242A1 (en
Inventor
Patric Schlecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Publication of EP1482242A1 publication Critical patent/EP1482242A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1482242B1 publication Critical patent/EP1482242B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/06—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes
    • 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
    • F23D2900/00018—Means for protecting parts of the burner, e.g. ceramic lining outside of the flame tube

Definitions

  • the present invention relates to a combustion chamber assembly, particularly for a vehicle heater, comprising a combustion chamber housing having an outer wall and a bottom wall, wherein in the bottom wall, a Verbrennungs Kunststoffzu réelle Episode is provided for supplying combustion air in a combustion chamber formed in the combustion chamber, as defined in the preamble of claim 1 is.
  • the combustion air fed into a combustion chamber is generally the ambient air, so that when fed into the combustion chamber, this combustion air in general also has ambient temperature.
  • this combustion air in general also has ambient temperature.
  • the combustion air is conveyed to the combustion chamber housing axially, ie in the direction of the longitudinal center axis of a combustion chamber or a flame tube, it initially comes into contact with the bottom wall of the combustion chamber housing or a region of this bottom wall. As a result, this bottom wall is relatively strongly cooled.
  • a combustion chamber arrangement is known from US 5 197 871 A known.
  • a neck-shaped projection from which the combustion air required for combustion is conducted into a combustion chamber formed in a combustion chamber housing, starts from the bottom wall.
  • an annular disc-shaped porous BrennstoffabsorbierSystem is supported.
  • liquid fuel is introduced via a fuel supply.
  • the fuel absorbent is received in a cup-shaped housing that encloses the fuel absorbent radially outward and in the direction away from the bottom wall. Towards the bottom wall, the fuel absorbent is not covered.
  • the fuel absorbent body or the bowl-like housing surrounding it carries a cylindrical projection with a plurality of openings provided in a circumferential wall.
  • this cylindric approach flows over the approach in the bottom wall supplied combustion air and passes through the opening radially outward into the combustion chamber.
  • the bottom wall is covered with a multi-layer lining. This comprises the combustion chamber facing a multilayer evaporator fleece and between this multilayer evaporator fleece and the bottom wall a metal felt layer.
  • the DE 195 07 556 A discloses a combustion chamber assembly having a combustion chamber housing surrounding a combustion chamber. From a bottom wall of the combustion chamber housing, a cylindrical Verbrennungs Kunststoffzu réelle Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff Kunststoffishdies
  • the bottom wall and an area of the peripheral wall of the combustion chamber housing are covered with a porous lining.
  • a combustion chamber arrangement in particular for a vehicle heater, comprising a combustion chamber housing with an outer wall and a bottom wall, wherein in the bottom wall a Verbrennungs Kunststoffzu réelle Scheme is provided for supplying combustion air into a combustion chamber formed in the combustion chamber housing, wherein provided in the combustion chamber housing a limiting element is that limits an effective combustion area of the combustion chamber at a distance from the bottom wall.
  • a porous evaporator medium is provided on a side of the outer wall of the combustion chamber housing facing the combustion chamber.
  • the combustion chamber arrangement according to the invention thus ends by the provision of the limiting element that portion of the combustion chamber formed in the combustion chamber in which combustion can take place and is thus effectively used for combustion, already at a distance from the bottom wall.
  • a reduced heat transfer contact is provided between the region in which combustion takes place and the bottom wall cooled comparatively strongly from the outside, and thus the temperature level in the combustion chamber or the region thereof in which combustion proceeds is substantially more uniform.
  • an intermediate space be provided between the limiting element and the bottom wall.
  • the intermediate space formed between the delimiting element and the bottom wall therefore forms an insulating layer which effects a further reduced heat transfer from the combustion chamber or the combustion taking place therein to the combustion chamber housing in this area.
  • the gap is in communication with the effective combustion area of the combustion chamber.
  • the gaseous medium present in the intermediate space is already at a somewhat elevated temperature, which in particular further reduces the heat flow from the effective region of the combustion chamber to the intermediate space.
  • a combustion air inlet section to originate from the bottom wall and for the boundary element to be supported on the combustion air inlet section.
  • a distance is provided at least in regions between an outer peripheral region of the limiting element and the outer wall of the combustion chamber housing.
  • a distance is provided at least in regions between an outer peripheral region of the delimiting element and the porous evaporator medium.
  • the present invention further relates to a heater, in particular for vehicles, comprising a combustion chamber arrangement according to the invention and a combustion air blower which promotes combustion air in the direction of the bottom wall of the combustion chamber to and through the combustion air inlet region thereof into the combustion chamber.
  • the combustion chamber arrangement 10 comprises a substantially cup-shaped combustion chamber housing 12 with a substantially cylindrical or annular outer wall 14 and thus, for example, integrally designed and a combustion chamber 16 on one side axially - relative to a longitudinal center axis L of the combustion chamber housing 12 - limiting bottom wall 18.
  • Mit the bottom wall is integrally formed may be a substantially likewise annular provided-combustion air inlet nozzle 20, so that in the then substantially annular bottom wall 18, a Verbrennungs Kunststoffzu slaughterkind 22 is formed, in which thedisputed matterte of an only schematically indicated combustion air blower 24 and indicated by an arrow B combustion air can flow.
  • combustion air inlet nozzle 20 which essentially also provides an inner wall of the combustion chamber housing 12 so that a substantially annular combustion chamber 16 is formed
  • a plurality of combustion air inlet openings 26 are formed distributed in the circumferential direction, so that the combustion air P conveyed through the combustion air blower 24 initially in the direction of Longitudinal axis L flows to the bottom wall 18, passes through the Verbrennungs Kunststoffzu réelle Scheme 22 into the combustion air inlet nozzle 20 and then flows through the combustion air inlet openings 26 substantially radially outward and thus enters the combustion chamber 16.
  • a porous evaporator medium 30 is provided on an inner side 28 of the outer wall 14 of the combustion chamber housing 12.
  • This porous evaporator medium 30 is preferably formed so that it covers the entire inner side 28.
  • liquid fuel is fed from the outside through the outer wall 14 into the porous evaporator medium 30, so that it is distributed under Kapillarré Sign and then evaporates at the combustion chamber 16 lying down surface of the porous evaporator medium 16 then.
  • a combustible or ignitable air / fuel mixture is generated.
  • the ignition can be initiated via a Glühzündorgan or the like not recognizable in the figure, so that then exit the combustion exhaust gases from the bottom wall 18 axially remote and open end of the combustion chamber 16 and exit in an elongated in the direction of the longitudinal axis L flame tube 32 enter and flow through a flame shutter 35 therethrough.
  • a ring-disk-like configured limiting element 34 is provided in the combustion chamber housing 12. This is pushed in the example shown on the combustion air inlet nozzle 20 and abuts a shoulder 36 formed thereon. For fixed support a locking ring can be provided. Also, a correspondingly tight fit between the limiting element 34 and the combustion air inlet nozzle is possible.
  • the limiting element 34 is positioned so that it has a distance to the bottom wall 18, so that between the bottom wall 18 and this limiting element 34, a gap 38 is formed.
  • the combustion chamber 16 provided in the combustion chamber housing 12 is subdivided into two regions, namely the already mentioned intermediate space and, on the other hand, an area 40 still effectively effective for combustion on the other side of the limiting element 34.
  • the limiting element 34 assumes a diaphragm function in the combustion chamber arrangement 10 according to the invention, so that an insulation area is created towards the bottom wall 18 through the above-mentioned division of the entire combustion chamber 16 into the combustion region 40 and the combustion region or gap 38 which is not effective is. Namely, combustion will not take place in this space 38 solely because of the fact that substantially no combustion air will reach this area.
  • the reduced heat output and the concomitant equalization of the temperature level in the combustion chamber 16 or the combustion effective area 40 makes it possible to increase the entire service life at high combustion efficiency due to the lower deposit generation .
  • suitable building material can be used, such as e.g. a comparatively good thermal insulating material. It could be thought of using a ceramic component here. However, for the sake of easier production and cost reasons, it is of course also possible to use a metal element here.
  • this limiting element 34 could also be carried on the outer wall 14 of the combustion-chamber housing 12 or, for example via spacers or the like, could be supported on the bottom wall 18. Furthermore, it goes without saying that the outer wall 14 does not necessarily have to be formed integrally with the bottom wall 18 and this does not necessarily have to be formed integrally with the combustion air inlet connection piece 20.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammeranordnung, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse mit einer Außenwandung und einer Bodenwandung, wobei in der Bodenwandung ein Verbrennungsluftzuführbereich zum Zuführen von Verbrennungsluft in eine in dem Brennkammergehäuse gebildete Brennkammer vorgesehen ist, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist.The present invention relates to a combustion chamber assembly, particularly for a vehicle heater, comprising a combustion chamber housing having an outer wall and a bottom wall, wherein in the bottom wall, a Verbrennungsluftzuführbereich is provided for supplying combustion air in a combustion chamber formed in the combustion chamber, as defined in the preamble of claim 1 is.

Bei Heizgeräten, insbesondere bei Fahrzeugheizgeräten, ist die in eine Brennkammer eingespeiste Verbrennungsluft im Allgemeinen die Umgebungsluft, so dass beim Einspeisen in die Brennkammer diese Verbrennungsluft im Allgemeinen auch Umgebungstemperatur aufweist. Dies bedeutet, dass in Phasen, in weichen derartige Heizgeräte beispielsweise als Standheizung oder als Zuheizer aktiviert werden, vergleichsweise niedrige Außentemperaturen vorherrschen und somit auch die in die Brennkammer eingespeiste Verbrennungsluft eine vergleichsweise niedrige Temperatur aufweist. Da im Allgemeinen die Verbrennungsluft axial, d.h. in der Richtung der Längsmittenachse einer Brennkammer bzw. eines Flammrohrs auf das Brennkammergehäuse zu gefördert wird, tritt diese zunächst in Kontakt mit der Bodenwandung des Brennkammergehäuses bzw. einem Bereich dieser Bodenwandung. Dies führt dazu, dass diese Bodenwandung vergleichsweise stark gekühlt wird. Infolgedessen wird auch an der Innenseite des Brennkammergehäuses in diesem von außen vergleichsweise stark gekühlten Bereichen eine niedrigere Temperatur vorherrschen, als in anderen Bereich. Dies wiederum kann eine entsprechend ungleichförmige Temperaturverteilung in der Brennkammer selbst zur Folge haben, welche Temperaturungleichförmigkeiten zu verstärkten Ablagerungen von Verbrennungsrückständen in der Brennkammer selbst führen können.In heaters, especially in vehicle heaters, the combustion air fed into a combustion chamber is generally the ambient air, so that when fed into the combustion chamber, this combustion air in general also has ambient temperature. This means that in phases in which such heaters are activated, for example, as a heater or as a heater, comparatively low outside temperatures prevail and thus the combustion air fed into the combustion chamber has a comparatively low temperature. Since in general the combustion air is conveyed to the combustion chamber housing axially, ie in the direction of the longitudinal center axis of a combustion chamber or a flame tube, it initially comes into contact with the bottom wall of the combustion chamber housing or a region of this bottom wall. As a result, this bottom wall is relatively strongly cooled. As a result, a lower temperature will also prevail on the inside of the combustion chamber housing in this area, which is cooled relatively comparatively from the outside, than in other areas. This in turn can result in a correspondingly non-uniform temperature distribution in the combustion chamber itself, which temperature irregularities can lead to increased deposits of combustion residues in the combustion chamber itself.

Eine Brennkammeranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 5 197 871 A bekannt. Bei dieser bekannten Brennkammeranordnung geht von der Bodenwandung ein stutzenförmiger Ansatz aus, durch welchen die zur Verbrennung erforderliche Luft in eine in einem Brennkammergehäuse gebildete Brennkammer geleitet wird. In Abstand zur Bodenwandung ist ein ringscheibenförmiger poröser Brennstoffabsorbierkörper getragen. In diesen wird über eine Brennstoffzuführleitung flüssiger Brennstoff eingeleitet. Der Brennstoffabsorbierkörper ist in einem schalenförmigen Gehäuse aufgenommen, das den Brennstoffabsorbierkörper nach radial außen und in Richtung von der Bodenwandung weg umschließt. In Richtung zur Bodenwandung hin ist der Brennstoffabsorbierkörper nicht überdeckt. In seinem zentralen Bereich trägt der Brennstoffabsorbierkörper bzw. das diesen umgebende schalenartige Gehäuse einen zylindrischen Ansatz mit einer Mehrzahl von in einer Umfangswandung vorgesehenen Öffnungen. In diesen zylindirschen Ansatz strömt die über den Ansatz in der Bodenwandung zugeleitete Verbrennungsluft ein und gelangt durch die Öffnung nach radial außen in die Brennkammer.A combustion chamber arrangement according to the preamble of claim 1 is known from US 5 197 871 A known. In this known combustion chamber arrangement, a neck-shaped projection, from which the combustion air required for combustion is conducted into a combustion chamber formed in a combustion chamber housing, starts from the bottom wall. At a distance from the bottom wall, an annular disc-shaped porous Brennstoffabsorbierkörper is supported. In these liquid fuel is introduced via a fuel supply. The fuel absorbent is received in a cup-shaped housing that encloses the fuel absorbent radially outward and in the direction away from the bottom wall. Towards the bottom wall, the fuel absorbent is not covered. In its central region, the fuel absorbent body or the bowl-like housing surrounding it carries a cylindrical projection with a plurality of openings provided in a circumferential wall. In this cylindric approach flows over the approach in the bottom wall supplied combustion air and passes through the opening radially outward into the combustion chamber.

Die DE 1 97 1 7 544 A offenbart eine Brennkammeranordnung mit einem mit einer Umfangswandung und einer Bodenwandung ausgebildeten Brennkammergehäuse. Von der Bodenwandung geht ein stutzenförmiger Verbrennungsluftzuführbereich aus. Die Bodenwandung ist überdeckt mit einer mehrlagigen Auskleidung. Diese umfasst der Brennkammer zugewandt ein mehrschichtiges Verdampfervlies und zwischen diesem mehrschichtigen Verdampfervlies und der Bodenwandung eine Metallfilzschicht.The DE 1 97 1 7 544 A discloses a combustion chamber assembly having a combustion chamber housing formed with a peripheral wall and a bottom wall. From the bottom wall, a nozzle-shaped Verbrennungsluftzuführbereich goes out. The bottom wall is covered with a multi-layer lining. This comprises the combustion chamber facing a multilayer evaporator fleece and between this multilayer evaporator fleece and the bottom wall a metal felt layer.

Die DE 195 07 556 A offenbart eine Brennkammeranordnung mit einem eine Brennkammer umschließenden Brennkammergehäuse. Von einer Bodenwandung des Brennkammergehäuses geht ein zylindrischer Verbrennungsluftzuführbereich aus. Die Bodenwandung und ein Bereich der Umfangswandung des Brennkammergehäuses sind mit einer porösen Auskleidung bedeckt.The DE 195 07 556 A discloses a combustion chamber assembly having a combustion chamber housing surrounding a combustion chamber. From a bottom wall of the combustion chamber housing, a cylindrical Verbrennungsluftzuführbereich goes out. The bottom wall and an area of the peripheral wall of the combustion chamber housing are covered with a porous lining.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammernanordnung bereitzustellen, bei welcher eine gleichmäßige Temperaturverteilung in einer daran gebildeten Brennkammer vorgesehen werden kann.It is the object of the present invention to provide a combustion chamber arrangement in which a uniform temperature distribution can be provided in a combustion chamber formed thereon.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Brennkammeranordnung, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Brennkammergehäuse miteiner Außenwandung und einer Bodenwandung, wobei in der Bodenwandung ein Verbrennungsluftzuführbereich zum Zuführen von Verbrennungsluft in eine in dem Brennkammergehäuse gebildete Brennkammer vorgesehen ist, wobei in dem Brennkammergehäuse ein Begrenzungselement vorgesehen ist, das einen zur Verbrennung wirksamen Bereich der Brennkammer in Abstand zur Bodenwandung begrenzt. An einer der Brennkammer zugewandten Seite der Außenwandung des Brennkammergehäuses ist ein poröses Verdampfermedium vorgesehen.According to the invention, this object is achieved by a combustion chamber arrangement, in particular for a vehicle heater, comprising a combustion chamber housing with an outer wall and a bottom wall, wherein in the bottom wall a Verbrennungsluftzuführbereich is provided for supplying combustion air into a combustion chamber formed in the combustion chamber housing, wherein provided in the combustion chamber housing a limiting element is that limits an effective combustion area of the combustion chamber at a distance from the bottom wall. On a side of the outer wall of the combustion chamber housing facing the combustion chamber, a porous evaporator medium is provided.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkammeranordnung endet also durch das Vorsehen des Begrenzungselements derjenige Bereich der im Brennkammergehäuse gebildeten Brennkammer, in dem eine Verbrennung ablaufen kann und der somit effektiv für die Verbrennung genutzt wird, bereits in Abstand zur Bodenwandung. Die Folge davon ist, dass zwischen denjenigem Bereich, in welchem Verbrennung abläuft, und der von außen vergleichsweise stark gekühlten Bodenwandung ein reduzierter Wärmeübertragungskontakt vorgesehen ist und somit das Temperaturniveau in der Brennkammer bzw. demjenigen Bereich derselben, in dem Verbrennung abläuft, wesentlich gleichförmiger ist. Durch das an der Innenseite der Außenwandung vorgesehene poröse Verdampfermedium wird einerseits eine sehr gleichmäßige Verteilung des zunächst flüssigen Brennstoffs über den gesamten Umfang der Brennkammer erlangt, andererseits wird eine große Abdampfungsfläche mit entsprechend gleichförmiger Abdampfung des Brennstoffs in die Brennkammer gewährleistet.In the combustion chamber arrangement according to the invention thus ends by the provision of the limiting element that portion of the combustion chamber formed in the combustion chamber in which combustion can take place and is thus effectively used for combustion, already at a distance from the bottom wall. The consequence of this is that a reduced heat transfer contact is provided between the region in which combustion takes place and the bottom wall cooled comparatively strongly from the outside, and thus the temperature level in the combustion chamber or the region thereof in which combustion proceeds is substantially more uniform. By provided on the inside of the outer wall porous evaporator medium on the one hand a very uniform distribution of the initially liquid fuel over the entire circumference of the combustion chamber is obtained, on the other hand, a large Abdampfungsfläche ensured with correspondingly uniform evaporation of the fuel in the combustion chamber.

Um diesen durch das erfindungsgemäß vorzusehende Begrenzungselement eingeführtren Isolationseffekt noch weiter verbessern zu können, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Begrenzungselement und der Bodenwandung ein Zwischenraum vorgesehen ist. Der zwischen dem Begrenzungselement und der Bodenwandung gebildete Zwischenraum bildet also eine Isolationsschicht, die einen noch weiter verminderten Wärmeübertrag von der Brennkammer bzw. der darin ablaufenden Verbrennung auf das Brennkammergehäuse in diesem Bereich bewirkt.In order to be able to further improve this insulation effect introduced by the limiting element to be provided according to the invention, it is proposed that an intermediate space be provided between the limiting element and the bottom wall. The intermediate space formed between the delimiting element and the bottom wall therefore forms an insulating layer which effects a further reduced heat transfer from the combustion chamber or the combustion taking place therein to the combustion chamber housing in this area.

Dabei kann zur weiteren Verbesserung der Isolationswirkung vorgesehen sein, dass der Zwischenraum in Verbindung mit dem zur Verbrennung wirksamen Bereich der Brennkammer steht. Somit ist das in dem Zwischenraum vorhandene gasförmige Medium bereits auf einer etwas erhöhten Temperatur, was insbesondere den Wärmefluss vom effektiven Bereich der Brennkammer zu dem Zwischenraum weiter mindert.It can be provided to further improve the insulation effect that the gap is in communication with the effective combustion area of the combustion chamber. Thus, the gaseous medium present in the intermediate space is already at a somewhat elevated temperature, which in particular further reduces the heat flow from the effective region of the combustion chamber to the intermediate space.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Brennkammeranordnung kann vorgesehen sein, dass von der Bodenwandung ein Verbrennungslufteintrittsabschnitt ausgeht und dass das Begrenzungselement an dem Verbrennungslufteintrittsabschnitt getragen ist.In a particularly preferred embodiment of the combustion chamber arrangement according to the invention, provision can be made for a combustion air inlet section to originate from the bottom wall and for the boundary element to be supported on the combustion air inlet section.

Um bei einer derartigen Anordnung die vorangehend angesprochene Verbindung zwischen dem Zwischenraum einerseits und dem wirksamen Bereich der Brennkammer andererseits erhalten zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass zwischen einem Außenumfangsbereich des Begrenzungselements und der Außenwandung des Brennkammergehäuses wenigstens bereichsweise ein Abstand vorgesehen ist.In order to be able to obtain the above-mentioned connection between the intermediate space on the one hand and the effective region of the combustion chamber on the other hand, in such an arrangement, it is further proposed that a distance is provided at least in regions between an outer peripheral region of the limiting element and the outer wall of the combustion chamber housing.

Weiter wird vorgeschlagen, dass zwischen einem Außenumfangsbereich des Begrenzungselements und dem porösen Verdampfermedium wenigstens bereichsweise ein Abstand vorgesehen ist.It is further proposed that a distance is provided at least in regions between an outer peripheral region of the delimiting element and the porous evaporator medium.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Heizgerät, insbesondere für Fahrzeuge, umfassend eine erfindungsgemäße Brennkammeranordnung und ein Verbrennungsluftgebläse, welches Verbrennungsluft in Richtung auf die Bodenwandung des Brennkammergehäuses zu und durch den Verbrennungslufteintrittsbereich desselben hindurch in die Brennkammer fördert.The present invention further relates to a heater, in particular for vehicles, comprising a combustion chamber arrangement according to the invention and a combustion air blower which promotes combustion air in the direction of the bottom wall of the combustion chamber to and through the combustion air inlet region thereof into the combustion chamber.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Figur detailliert beschrieben, welche eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Brennkammeranordnung darstellt.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying figure which is a longitudinal sectional view of a combustor assembly according to the present invention.

Die Brennkammeranordnung 10 umfasst ein im Wesentlichen topfartig ausgestaltetes Brennkammergehäuse 12 mit einer im Wesentlichen zylindrischen bzw. ringförmigen Außenwandung 14 und einer damit beispielsweise integral augestalteten und eine Brennkammer 16 an einer Seite axial - bezogen auf eine Längsmittenachse L des Brennkammergehäuses 12 - begrenzenden Bodenwandung 18. Mit der Bodenwandung integral ausgestaltet kann ein im Wesentlichen ebenfalls ringförmig vorgesehener-Verbrennungslufteintrittsstutzen 20 sein, so dass in der dann im Wesentlichen ringförmigen Bodenwandung 18 ein Verbrennungsluftzuführbereich 22 gebildet ist, in welchen die von einem nur schematisch angedeuteten Verbrennungsluftgebläse 24 herangeförderte und durch ein Pfeil B angedeutete Verbrennungsluft strömen kann. In dem Verbrennungslufteintrittsstutzen 20, welcher im Wesentlichen auch eine Innenwandung des Brennkammergehäuses 12 bereitstellt, so dass eine im Wesentlichen ringförmige Brennkammer 16 gebildet ist, sind in Umfangsrichtung verteilt mehrere Verbrennungslufteintrittsöffnungen 26 gebildet, so dass die durch das Verbrennungsluftgebläse 24 herangeförderte Verbrennungsluft P zunächst in Richtung der Längsachse L auf die Bodenwandung 18 zu strömt, durch den Verbrennungsluftzuführbereich 22 hindurch in den Verbrennungslufteintrittsstutzen 20 gelangt und durch die Verbrennungslufteintrittsöffnungen 26 dann im Wesentlichen nach radial außen strömt und somit in die Brennkammer 16 gelangt.The combustion chamber arrangement 10 comprises a substantially cup-shaped combustion chamber housing 12 with a substantially cylindrical or annular outer wall 14 and thus, for example, integrally designed and a combustion chamber 16 on one side axially - relative to a longitudinal center axis L of the combustion chamber housing 12 - limiting bottom wall 18. Mit the bottom wall is integrally formed may be a substantially likewise annular provided-combustion air inlet nozzle 20, so that in the then substantially annular bottom wall 18, a Verbrennungsluftzuführbereich 22 is formed, in which the hinzuförderte of an only schematically indicated combustion air blower 24 and indicated by an arrow B combustion air can flow. In the combustion air inlet nozzle 20, which essentially also provides an inner wall of the combustion chamber housing 12 so that a substantially annular combustion chamber 16 is formed, a plurality of combustion air inlet openings 26 are formed distributed in the circumferential direction, so that the combustion air P conveyed through the combustion air blower 24 initially in the direction of Longitudinal axis L flows to the bottom wall 18, passes through the Verbrennungsluftzuführbereich 22 into the combustion air inlet nozzle 20 and then flows through the combustion air inlet openings 26 substantially radially outward and thus enters the combustion chamber 16.

An einer Innenseite 28 der Außenwandung 14 des Brennkammergehäuses 12 ist ein poröses Verdampfermedium 30 vorgesehen. Dieses poröse Verdampfermedium 30 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es die gesamte Innenseite 28 abdeckt. Über eine nicht dargestellte Brennstoffleitung wird flüssiger Brennstoff von außen durch die Außenwandung 14 hindurch in das poröse Verdampfermedium 30 eingespeist, so dass es sich unter Kapillarförderwirkung darin verteilt und an der zur Brennkammer 16 hin liegenden Oberfläche des porösen Verdampfermediums 16 dann abdampft. Auf diese Art und Weise wird in Verbindung mit der in die Brennkammer 16 ebenfalls eingeleiteten Verbrennungsluft P ein verbrennungsfähiges bzw. zündfähiges Luft/Brennstoff-Gemisch erzeugt. Über ein in der Figur nicht erkennbares Glühzündorgan oder dergleichen kann die Zündung initiiert werden, so dass dann bei erfolgter Zündung die Verbrennungsabgase aus dem von der Bodenwandung 18 axial entfernten und offenen Endbereich der Brennkammer 16 austreten und in ein in der Richtung der Längsachse L langgestrecktes Flammrohr 32 eintreten und dort durch eine Flammblende 35 hindurchströmen.On an inner side 28 of the outer wall 14 of the combustion chamber housing 12, a porous evaporator medium 30 is provided. This porous evaporator medium 30 is preferably formed so that it covers the entire inner side 28. Via a fuel line, not shown, liquid fuel is fed from the outside through the outer wall 14 into the porous evaporator medium 30, so that it is distributed under Kapillarförderwirkung and then evaporates at the combustion chamber 16 lying down surface of the porous evaporator medium 16 then. In this way, in combination with the combustion air P also introduced into the combustion chamber 16, a combustible or ignitable air / fuel mixture is generated. The ignition can be initiated via a Glühzündorgan or the like not recognizable in the figure, so that then exit the combustion exhaust gases from the bottom wall 18 axially remote and open end of the combustion chamber 16 and exit in an elongated in the direction of the longitudinal axis L flame tube 32 enter and flow through a flame shutter 35 therethrough.

Der weitere Aufbau eines Heizgeräts ist an sich bekannt und wird hier nicht detailliert erläutert. Es sei lediglich darauf hingewiesen, dass die aus dem Flammrohr 32 austretenden Verbrennungsprodukte in Kontakt mit einem Wärmetauscher treten, bevor sie nach außen bzw. in ein Abgasreinigungssystem abgegeben werden, um die transportierte Verbrennungswärme auf ein zu erwärmendes Medium übertragen zu können.The further construction of a heater is known per se and will not be explained in detail here. It is only to be noted that the combustion products emerging from the flame tube 32 come into contact with a heat exchanger before they are discharged to the outside or into an exhaust gas purification system in order to be able to transfer the transported combustion heat to a medium to be heated.

Man erkennt in der Figur weiter, dass in dem Brennkammergehäuse 12 ein ringscheibenartig ausgestaltetes Begrenzungselement 34 vorgesehen ist. Dieses ist im dargestellten Beispiel auf den Verbrennungslufteintrittsstutzen 20 aufgeschoben und liegt an einer daran gebildeten Schulter 36 an. Zur festen Halterung kann ein Sicherungsring vorgesehen sein. Auch ist eine entsprechend feste Passung zwischen dem Begrenzungselement 34 und dem Verbrennungslufteintrittsstutzen möglich. Das Begrenzungselement 34 ist so positioniert, dass es zur Bodenwandung 18 einen Abstand aufweist, so dass zwischen der Bodenwandung 18 und diesem Begrenzungselement 34 ein Zwischenraum 38 gebildet ist. Durch das Begrenzungelement 34 wird also die im Brennkammergehäuse 12 bereitgestellte Brennkammer 16 in zwei Bereiche unterteilt, nämlich zum einen den bereits angesprochenen Zwischenraum und zum anderen einen an der anderen Seite des Begrenzungselements 34 noch vorhandenen für die Verbrennung effektiv wirksamen Bereich 40.It can be seen in the figure further that in the combustion chamber housing 12, a ring-disk-like configured limiting element 34 is provided. This is pushed in the example shown on the combustion air inlet nozzle 20 and abuts a shoulder 36 formed thereon. For fixed support a locking ring can be provided. Also, a correspondingly tight fit between the limiting element 34 and the combustion air inlet nozzle is possible. The limiting element 34 is positioned so that it has a distance to the bottom wall 18, so that between the bottom wall 18 and this limiting element 34, a gap 38 is formed. By means of the limiting element 34, therefore, the combustion chamber 16 provided in the combustion chamber housing 12 is subdivided into two regions, namely the already mentioned intermediate space and, on the other hand, an area 40 still effectively effective for combustion on the other side of the limiting element 34.

Das Begrenzungselement 34 übernimmt bei der erfindungsgemäßen Brennkammeranordnung 10 eine Blendenfunktion, so dass durch die vorangehend angesprochene Aufteilung der gesamten Brennkammer 16 in den für die Verbrennung wirksamen Bereich 40 und den für eine Verbrennung nicht wirksamen Bereich bzw. Zwischenraum 38 ein Isolationsbereich zur Bodenwandung 18 hin geschaffen ist. In diesen Zwischenraum 38 wird nämlich allein auf Grund der Tatsache, dass im Wesentlichen keine Verbrennungsluft in diesen Bereich gelangen wird, keine Verbrennung stattfinden.The limiting element 34 assumes a diaphragm function in the combustion chamber arrangement 10 according to the invention, so that an insulation area is created towards the bottom wall 18 through the above-mentioned division of the entire combustion chamber 16 into the combustion region 40 and the combustion region or gap 38 which is not effective is. Namely, combustion will not take place in this space 38 solely because of the fact that substantially no combustion air will reach this area.

Die Folge der vorangehend beschriebenen Aufteilung der Brennkammer 16 in einen zur Verbrennung effektiven Bereich 40 und den Zwischenraum 38 ist, dass ein Wärmeübertrag auf den in der Strichlinie S eingefassten und durch die heranströmende Verbrennungsluft P vergleichsweise stark gekühlten Bereich des Brennkammergehäuses 12, insbesondere den Bereich der Bodenwandung 18, vermindert ist. Da somit in dem dem Bodenbereich bzw. der Bodenwandung 18 nahen Bereich der Brennkammer 16 eine Beeinträchtigung der Verbrennung bzw. der Temperaturverteilung durch eine sehr starke Kühlung nicht gegeben ist, kann in demjenigen Bereich, in dem die Verbrennung abläuft, nämlich dem Bereich 40 der Brennkammer 16 eine deutlich gleichmäßigere Temperaturverteilung erlangt werden. Diese gleichmäßige Temperaturverteilung erhöht die Verbrennungseffizienz und vermindert die im Laufe der Betriebslebensdauer einer derartigen Brennkammeranordnung 10 auftretenden Ablagerungen.The consequence of the above-described division of the combustion chamber 16 into an effective combustion area 40 and the gap 38 is that a heat transfer to the enclosed in the dashed line S and comparatively strongly cooled by the approaching combustion air P region of the combustion chamber housing 12, in particular the region of Bottom wall 18, is reduced. Since an impairment of the combustion or the temperature distribution by a very strong cooling is thus not given in the region of the combustion chamber 16 near the bottom region or the bottom wall 18, in the region in which the combustion takes place, namely the region 40 of the combustion chamber 16 a much more uniform temperature distribution can be obtained. This uniform temperature distribution increases the combustion efficiency and reduces the deposits occurring during the service life of such a combustor assembly 10.

Man erkennt in der Figur weiter, dass zwischen dem Außenumfangsbereich des Begrenzungselements 34 und der Außenwandung 14 des Brennkammergehäuses 12 bzw. dem porösen Verdampfermedium 30 zumindest in einigen Umfangsbereichen ein Abstand gebildet ist, der so dimensioniert ist, dass weiterhin in dem Zwischenraum 38 keine für eine Verbrennung nutzbaren Bedingungen geschaffen werden, dass gleichwohl jedoch geringe Mengen erwärmten gasartigen Mediums, also Verbrennungsabgase, in diesen Zwischraum 38 eintreten können. Es kann auf die Art und Weise die Temperaturabstufung von dem für die Verbrennung wirksamen Bereich 40 über den Zwischenraum 38 zur Bodenwandung 18 hin vergleichmäßigt werden, so dass der Wärmestrom weiter reduziert werden kann.It can be seen in the figure further that between the outer peripheral region of the limiting element 34 and the outer wall 14 of the combustion chamber housing 12 and the porous evaporator medium 30 at least in some peripheral areas, a distance is formed, which is dimensioned so that further in the space 38 no for a However, small amounts of heated gaseous medium, ie combustion exhaust gases, can enter into this intermediate space 38. It can be made uniform in the manner of the temperature gradation from the combustion effective area 40 through the gap 38 to the bottom wall 18 out, so that the heat flow can be further reduced.

Mit der erfindungsgemäßen Brennkammeranordnung 10 bzw. einer diese aufweisenden Heizeinrichtung wird durch die verminderte Wärmeabgabe und die damit einhergehende Vergleichmäßigung des Temperaturniveaus in der Brennkammer 16 bzw. dem zur Verbrennung wirksamen Bereich 40 derselben auf Grund der geringeren Ablagerungserzeugung die Erhöhung der gesamten Betriebslebensdauer bei hohem Verbrennungswirkungsgrad ermöglicht. Es ist selbstverständlich, dass insbesondere für das Begrenzungselement geeignetes Aufbaumaterial eingesetzt werden kann, wie z.B. ein vergleichsweise gut thermisch isolierendes Material. Es könnte daran gedacht werden, hier ein keramikbauteil einzusetzen. Aus Gründen der einfacheren Fertigung und aus Kostengründen ist es jedoch auch selbstverständlich möglich, ein Metallelement hier zum Einsatz zu bringen. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass bei entsprechender Ausgestaltung dieses Begrenzungselement 34 auch an der Außenwandung 14 des Brennkammergehäuses 12 getragen sein könnte oder, beispielsweise über Abstandshalter oder dergleichen, an der Bodenwandung 18 abgestützt sein könnte. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass die Außenwandung 14 nicht notwendigerweise integral mit der Bodenwandung 18 ausgebildet sein muss und diese nicht notwendigerweise integral mit dem Verbrennungslufteintrittsstutzen 20 ausgebildet sein muss.With the combustion chamber arrangement 10 according to the invention or a heating device having the same, the reduced heat output and the concomitant equalization of the temperature level in the combustion chamber 16 or the combustion effective area 40 makes it possible to increase the entire service life at high combustion efficiency due to the lower deposit generation , It is to be understood that, in particular for the limiting element, suitable building material can be used, such as e.g. a comparatively good thermal insulating material. It could be thought of using a ceramic component here. However, for the sake of easier production and cost reasons, it is of course also possible to use a metal element here. Furthermore, it goes without saying that, with a corresponding configuration, this limiting element 34 could also be carried on the outer wall 14 of the combustion-chamber housing 12 or, for example via spacers or the like, could be supported on the bottom wall 18. Furthermore, it goes without saying that the outer wall 14 does not necessarily have to be formed integrally with the bottom wall 18 and this does not necessarily have to be formed integrally with the combustion air inlet connection piece 20.

Claims (7)

  1. A combustion chamber arrangement, in particular for a vehicle heating device, comprising a combustion chamber housing (12) with an outer wall (14) and a bottom wall (18) with a combustion air supply section (22) for supplying combustion air (P) to a combustion chamber (16) formed inside the combustion chamber housing (12) provided in the bottom wall (18), a limiting element (34) being provided inside said combustion chamber housing (12) limiting a section (40) of said combustion chamber (12) which is effective for burning at a distance from the bottom wall (18), characterized by a porous evaporator medium (30) being provided at a side (28) of the outer wall (14) of said combustion chamber housing (12) facing the combustion chamber (16).
  2. A combustion chamber arrangement according to claim 1, characterized by an interspace (38) being provided between said limiting element (34) and the bottom wall (18).
  3. A combustion chamber arrangement according to claim 2, characterized by said interspace (38) being in communication with the section (40) of the combustion chamber (16) which is effective for burning.
  4. A combustion chamber arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized by a combustion air entry section (20) extending from the bottom wall (18) and by the limiting element (34) being carried at the combustion air entry section (20).
  5. A combustion chamber arrangement according to claim 2, characterized by a distance being provided at least partly between an outer circumferential section of said limiting element (34) and the outer wall (12) of said combustion chamber housing (12).
  6. A combustion chamber arrangement according to claim 5, characterized by a distance being provided at least partly between an outer circumferential section of the limiting element (34) and the porous evaporator medium (30).
  7. A heating device, in particular a vehicle heating device, comprising a combustion chamber arrangement (10) according to one of the preceding claims and a combustion air blower (24), conveying combustion air (P) in the direction of the bottom wall (18) of the combustion chamber housing (12) towards and through the combustion air entry section (22) of the latter into the combustion chamber (16).
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