EP1686317B1 - Combustion chamber system for a vehicle heater - Google Patents

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EP1686317B1
EP1686317B1 EP05026750.9A EP05026750A EP1686317B1 EP 1686317 B1 EP1686317 B1 EP 1686317B1 EP 05026750 A EP05026750 A EP 05026750A EP 1686317 B1 EP1686317 B1 EP 1686317B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
ignition element
evaporator medium
porous evaporator
Prior art date
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Active
Application number
EP05026750.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1686317A2 (en
EP1686317A3 (en
Inventor
Wolfgang Pfister
Christoph Köberle
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
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG filed Critical Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1686317A2 publication Critical patent/EP1686317A2/en
Publication of EP1686317A3 publication Critical patent/EP1686317A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1686317B1 publication Critical patent/EP1686317B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2207/00—Ignition devices associated with burner
    • 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
    • F23D2900/05002—Use of porous members to convert liquid fuel into vapor
    • 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
    • F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/05004—Special materials for walls or lining

Definitions

  • the present invention relates to a combustion chamber assembly for a vehicle heater, which is used for example as a parking heater or as a heater in a vehicle.
  • Known combustion chambers are generally designed such that an ignition organ receiving projection, also referred to as a plug neck, is provided on an approximately cup-shaped combustion chamber housing with a circumferential wall and a bottom region on the peripheral wall, which limits an open volume region to a combustion chamber formed in the combustion chamber housing.
  • an ignition organ receiving projection also referred to as a plug neck
  • a porous evaporator medium is provided, and the fuel supply via a fuel line, which opens into the Zündorganingansatz and thus introduces the liquid fuel into the provided therein porous evaporator medium.
  • the fuel is distributed not only in the provided in the Zündorganingansatz porous evaporator medium, but passes from this in the porous evaporator medium on the inside of the peripheral wall.
  • the feeding of the liquid fuel in the area of the Zündorganingansatzes ensures that in the starting phase, in which are provided in this locally very limited range by exciting the ignition sufficiently high temperatures, a sufficient amount of fuel is available to start the combustion. Only in the started combustion operation, the flame then spreads further into the combustion chamber, so that the required combustible mixture is provided by the there and via the evaporator medium on the inside of the peripheral wall evaporating liquid fuel and the combustion air also fed into the combustion chamber and burned becomes.
  • a problem of such combustion chamber assemblies is that the distribution characteristic is very much dependent on the installation position of the combustion chamber assembly or of a vehicle heater having it due to the locally very limited fuel feed. It must always be ensured that a positioning is found in which the Zündorganoritsatz is in an upper range, so that the action of gravity supports the fuel distribution and does not counteract it. Also, in such an embodiment, it is difficult to ensure in all operating states of a vehicle heater that the temperature in the region of the fuel inlet is not so high that the fuel initially fed in liquid starts to boil, since this leads to considerable deposits in the region of the fuel inlet , Here is especially the shutdown of such a heater in which the combustion is to be stopped, critical.
  • the Zündorganingansatz known from this prior art is arranged so that it is elongated substantially radially with respect to a longitudinal center axis of a combustion chamber housing, and thus its longitudinal center axis substantially intersects the longitudinal center axis of the combustion chamber housing.
  • the opening of the Zündorganingansatzes to the combustion chamber is provided over the combustion chamber in the combustion chamber a Flammeneinleitelement, which influences the propagation of the pilot flame in the combustion chamber.
  • a combustion chamber assembly for a vehicle heater comprises a combustion chamber housing with a peripheral wall and a bottom portion surrounding a combustion chamber, at the peripheral wall at least two open to the combustion chamber and in this approximately tangentially opening Zündorganamharmae, at one Inside the peripheral wall and from each of the Zündorganamarteries a porous evaporator medium, a Brennstoffzumoltechnische extracts fuel to the porous evaporator medium in each of the Zündorganingan accounts, on the inside of a porous evaporator medium is provided, and in at least one of the Zündorganfactan accounts an electrically excitable firing organ.
  • a porous evaporator medium be provided on the inside of each of the Zündorganama.
  • the provision of ignition devices in all Zündorganingst algorithmsn allows, for example, at relatively low ambient temperatures a much shorter start-up phase, since the combustion starting from several local areas, namely the respective Zündorganingst algorithmsn is started. This is particularly advantageous when such a vehicle heater is to be operated as a heater, i. when an internal combustion engine of a vehicle is started, as soon as possible to provide additional heat energy.
  • two Zündorganinganticiane are provided, which are arranged and the two Zündorganinganticiane with respect to a longitudinal center plane of the combustion chamber housing to each other substantially symmetrically. Due to the symmetry with respect to a longitudinal center plane, that is essentially a mirror symmetry, the uniformity of the fuel introduction and also of the heat energy introduction in the starting phase is further improved.
  • a combustion chamber assembly 10 is shown as it finds application in a used as a heater or auxiliary heater vehicle heater.
  • the combustion chamber assembly 10 comprises a substantially cup-shaped combustion chamber housing 12 with an approximately cylindrical peripheral wall 14 and at an axial end portion, axially relative to a longitudinal center axis A of the combustion chamber housing 12, a bottom portion 16.
  • the combustion chamber housing 12 At the axial end opposite the bottom portion 16, the combustion chamber housing 12th open to the exit of the combustion products.
  • the floor area 16 has an approximately axially extending combustion air inlet nozzle 18 with a plurality of, for example, slot-like openings 20 for the entry of combustion air into a combustion chamber 24 provided in the combustion chamber housing 12.
  • two approximately cylindrical Zündorganinganharmae 26 are provided on the peripheral wall 14 of the generally made of metal material combustor housing 12. These are open to the combustion chamber 24 and open approximately tangentially in this one.
  • the two Zündorganinganarteries 26 may for example be arranged at an acute angle to each other and are preferably positioned on the peripheral wall 14 so as to give a symmetrical arrangement.
  • the two Zündorganinganticiane 26 with respect to a already mentioned longitudinal center axis A containing and, for example, in the illustration of Fig. 1 Orthogonal to the plane of the longitudinal median plane E mirror symmetrically arranged.
  • the two Zündorganingan accounts 26 are preferably also made of metal and may be connected to the peripheral wall 14 by welding or soldering, but can also be produced integrally therewith, for example in a casting process.
  • a porous evaporator medium 28 which is adapted to the shaping of the circumferential wall and likewise provided in a substantially cylindrical configuration, is provided.
  • This preferably coats the entire combustion chamber 24 and provides the surface over which liquid fuel in vapor form can be delivered into the combustion chamber 24.
  • the two Zündorganingan accounts 26 are each lined on its inside with porous evaporator medium 30. Again, an arrangement is provided in which the Zündorganingan accounts 26 preferably on the entire Are lined inside and further in which the respective porous evaporator medium 30 extends into the region of the porous evaporator medium 28 on the inside of the peripheral wall 14 and is in communication therewith.
  • the porous evaporator medium 28 on the inside of the circumferential wall 14 and the respective porous evaporator medium 30 on the inside of the respective Zündorganfactansatzes 26 may be constructed of nonwoven material, braid, knitted fabric, ceramic foam or other material in its interior volume pore having material, wherein the porosity on the viscosity of to be used liquid fuel is tuned so that a distribution of the in the inner volume region of a respective porous evaporator medium 28 and 30 reached liquid fuel also takes place under capillary force.
  • the feed of the liquid fuel takes place in the region of the two Zündorganingan accounts 26 by a respectively opening into this fuel line 32.
  • the supplied via the respective fuel line 32 fuel thus enters the porous evaporator medium 30 of each Zündorganingansatzes 26 and initially distributed primarily in this porous evaporator medium 30th
  • this porous evaporator medium 30 due to the contact of this porous evaporator medium 30 with the porous evaporator medium 28, the already mentioned feed of the fuel in liquid form into the region of the combustion chamber 24 takes place.
  • the fuel is then discharged in vapor form into the inner volume region of the respective Zündorganingansatzes 26 and the combustion chamber housing 12 at the inwardly exposed surface of the porous evaporator medium 30 and 28 to there together with the supplied via the supply port 18 combustion air an ignitable mixture form.
  • one or more openings are present in the region of the ignition element receiving lugs 26, via which air can be introduced in order to further support the formation of an ignitable mixture in these ignition element receiving lugs 26.
  • each of the Zündorganingan accounts 26 an example designed as Glühzünd21 or glow plug igniter 34 is provided. This can be carried on a respective Zündorganingansatz 26 on its side facing away from the combustion chamber side carrier element 36. Through this support element, a connecting element 38 can continue to be guided, which allows the electrical contacting of the respective ignition member 34.
  • both Zündorganinganticiane 26 with an ignition device 34.
  • These can be operated simultaneously in the start phase, so that, of course, simultaneous fuel feed via the associated lines 32, the combustion is started starting from two local areas and thus the start phase can be made significantly shorter. Since in such a start phase two ignition elements 34 are to be excited simultaneously, there is a higher load of the on-board voltage system, since the double current flow is to be expected, as with excitation of only one ignition device. Due to the time-phase but significantly shortened start-up phase, the energizing of two ignition devices 34 means no or no substantial increase in the required energy. Of course, it is possible to specify in such a start phase, provided at the then at least in phases at the same time to be excited ignition devices 34 electrical heating corresponding to the desired starting procedure.
  • a further advantage of the arrangement according to the invention is that a plurality of distributed regions for fuel injection are created by a plurality of Zündorganfactanticiane 26, each with associated porous evaporator medium 30 and fuel line 32, but are located away from the areas with relatively high combustion temperatures.
  • the amount of fuel to be distributed to the various Zündorganaufnahmake accounts 26 can be distributed according to the requirements occurring. For example, may be provided by a conventional branch in a main supply that each of the areas to be supplied with the same amount of fuel is supplied, or that locally different amounts of fuel are fed, for example by providing corresponding throttle points.
  • the distributed fuel feed also has the advantage of a more uniform temperature level in the combustor 24, which also counteracts the tendency of scale generation and generally counteracts the formation of pollutants.
  • the cooling of the combustion chamber can be prevented especially during cold starts, so when starting in the temperature range of -30 ° C to -40 ° C, and thus the risk of flame breaks are reduced. It is also important that in the presence of multiple ignition organs failure of an ignition device is acceptable, since in principle the heater can then be started with the existing ignition or the organs. So it is then not necessary, for example, visit a workshop immediately because of the failure of an ignition device. In principle, it is then possible to continue working with the remaining ignition device, at least until routine maintenance is required.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät, das beispielsweise als Standheizung oder als Zuheizer in einem Fahrzeug eingesetzt wird.The present invention relates to a combustion chamber assembly for a vehicle heater, which is used for example as a parking heater or as a heater in a vehicle.

Derartige z.B. aus der EP 1363070 A1 bekannte Brennkammern sind im Allgemeinen so ausgebildet, dass an einem näherungsweise topfartigen Brennkammergehäuse mit einer Umfangswandung und einem Bodenbereich an der Umfangswandung ein auch als Kerzenstutzen bezeichneter Zündorganaufnahmeansatz vorgesehen ist, der einen zu einer in dem Brennkammergehäuse gebildeten Brennkammer offenen Volumenbereich begrenzt. An der Innenseite der Umfangswandung und auch der Innenseite des Zündorganaufnahmeansatzes ist ein poröses Verdampfermedium vorgesehen, und die Brennstoffzufuhr erfolgt über eine Brennstoffleitung, die in den Zündorganaufnahmeansatz einmündet und somit den flüssigen Brennstoff in das darin vorgesehene poröse Verdampfermedium einleitet. Durch Schwerkrafteinwirkung und durch Kapillarförderwirkung verteilt sich der Brennstoff nicht nur in dem in dem Zündorganaufnahmeansatz vorgesehenen porösen Verdampfermedium, sondern gelangt von diesem aus auch in das poröse Verdampfermedium an der Innenseite der Umfangswandung. Durch die Einspeisung des flüssigen Brennstoffs im Bereich des Zündorganaufnahmeansatzes ist sichergestellt, dass in der Startphase, in welcher in diesem lokal sehr begrenzten Bereich durch Erregen des Zündorgans ausreichend hohe Temperaturen bereitgestellt werden, eine ausreichende Brennstoffmenge vorhanden ist, um die Verbrennung zu starten. Erst im gestarteten Verbrennungsbetrieb breitet sich die Flamme dann weiter in die Brennkammer aus, so dass durch den dort bzw. über das Verdampfermedium an der Innenseite der Umfangswandung abdampfenden flüssigen Brennstoff und die ebenfalls in die Brennkammer eingespeiste Verbrennungsluft das erforderliche verbrennungsfähige Gemisch bereitgestellt wird und auch verbrannt wird.Such as from the EP 1363070 A1 Known combustion chambers are generally designed such that an ignition organ receiving projection, also referred to as a plug neck, is provided on an approximately cup-shaped combustion chamber housing with a circumferential wall and a bottom region on the peripheral wall, which limits an open volume region to a combustion chamber formed in the combustion chamber housing. On the inside of the peripheral wall and also the inside of the Zündorganaufnahmeansatzes a porous evaporator medium is provided, and the fuel supply via a fuel line, which opens into the Zündorganaufnahmeansatz and thus introduces the liquid fuel into the provided therein porous evaporator medium. By gravity and by Kapillarförderwirkung the fuel is distributed not only in the provided in the Zündorganaufnahmeansatz porous evaporator medium, but passes from this in the porous evaporator medium on the inside of the peripheral wall. The feeding of the liquid fuel in the area of the Zündorganaufnahmeansatzes ensures that in the starting phase, in which are provided in this locally very limited range by exciting the ignition sufficiently high temperatures, a sufficient amount of fuel is available to start the combustion. Only in the started combustion operation, the flame then spreads further into the combustion chamber, so that the required combustible mixture is provided by the there and via the evaporator medium on the inside of the peripheral wall evaporating liquid fuel and the combustion air also fed into the combustion chamber and burned becomes.

Ein Problem derartiger Brennkammerbaugruppen ist, dass durch die lokal sehr begrenzte Brennstoffeinspeisung die Verteilungscharakteristik sehr stark abhängig ist von der Einbaulage der Brennkammerbaugruppe bzw. eines diese aufweisenden Fahrzeugheizgerätes. Es muss immer darauf geachtet werden, dass eine Positionierung gefunden wird, bei welcher der Zündorganaufnahmeansatz in einem oberen Bereich liegt, so dass die Schwerkrafteinwirkung die Brennstoffverteilung unterstützt und ihr nicht entgegenwirkt. Auch ist es bei einer derartigen Ausgestaltung schwierig, in allen Betriebszuständen eines Fahrzeugheizgerätes dafür zu sorgen, dass im Bereich des Brennstoffeintritts die Temperatur nicht so hoch liegt, dass der zunächst flüssig eingespeiste Brennstoff zu sieden beginnt, da dies zu erheblichen Ablagerungen im Bereich des Brennstoffeintritts führt. Hier ist vor allem der Abschaltbetrieb eines derartigen Heizgerätes, in welchem die Verbrennung beendet werden soll, kritisch.A problem of such combustion chamber assemblies is that the distribution characteristic is very much dependent on the installation position of the combustion chamber assembly or of a vehicle heater having it due to the locally very limited fuel feed. It must always be ensured that a positioning is found in which the Zündorganaufnahmeansatz is in an upper range, so that the action of gravity supports the fuel distribution and does not counteract it. Also, in such an embodiment, it is difficult to ensure in all operating states of a vehicle heater that the temperature in the region of the fuel inlet is not so high that the fuel initially fed in liquid starts to boil, since this leads to considerable deposits in the region of the fuel inlet , Here is especially the shutdown of such a heater in which the combustion is to be stopped, critical.

Der aus diesem Stand der Technik bekannte Zündorganaufnahmeansatz ist so angeordnet, dass er im Wesentlichen radial bezüglich einer Längsmittenachse eines Brennkammergehäuses lang gestreckt ist, und somit seine Längsmittenachse im Wesentlichen die Längsmittenachse des Brennkammergehäuses schneidet. Um bei derartiger Anordnung das Auftreten von Ablagerungen an der Innenseite des die Brennkammer auskleidenden porösen Verdampfermediums zu vermeiden, ist die Öffnung des Zündorganaufnahmeansatzes zur Brennkammer hin überdeckend in der Brennkammer ein Flammeneinleitelement vorgesehen, welches die Ausbreitung der Zündflamme in der Brennkammer beeinflusst.The Zündorganaufnahmeansatz known from this prior art is arranged so that it is elongated substantially radially with respect to a longitudinal center axis of a combustion chamber housing, and thus its longitudinal center axis substantially intersects the longitudinal center axis of the combustion chamber housing. In order to avoid the occurrence of deposits on the inside of the porous evaporator medium lining the combustion chamber in such an arrangement, the opening of the Zündorganaufnahmeansatzes to the combustion chamber is provided over the combustion chamber in the combustion chamber a Flammeneinleitelement, which influences the propagation of the pilot flame in the combustion chamber.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät bereitzustellen, mit welchem die Qualität des Verbrennungsbetriebs verbessert werden kann.It is the object of the present invention to provide a combustion chamber assembly for a vehicle heater, with which the quality of the combustion operation can be improved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät, gemäß Anspruch 1. Diese umfasst ein Brennkammergehäuse mit einer Umfangswandung und einem Bodenbereich, welche eine Brennkammer umgeben, an der Umfangswandung wenigstens zwei zur Brennkammer offene und in diese näherungsweise tangential einmündende Zündorganaufnahmeansätze, an einer Innenseite der Umfangswandung und von jedem der Zündorganaufnahmeansätze ein poröses Verdampfermedium, eine Brennstoffzuführleitungsanordnung zum Zuführen von Brennstoff zu dem porösen Verdampfermedium in jedem der Zündorganaufnahmeansätze, an dessen Innenseite ein poröses Verdampfermedium vorgesehen ist, sowie in wenigstens einem der Zündorganaufnahmeansätze ein elektrisch erregbares Zündorgan.This object is achieved by a combustion chamber assembly for a vehicle heater, according to claim 1. This comprises a combustion chamber housing with a peripheral wall and a bottom portion surrounding a combustion chamber, at the peripheral wall at least two open to the combustion chamber and in this approximately tangentially opening Zündorganaufnahmeanätze, at one Inside the peripheral wall and from each of the Zündorganaufnahmeansätze a porous evaporator medium, a Brennstoffzuführleitungsanordnung for supplying fuel to the porous evaporator medium in each of the Zündorganaufnahmeansätze, on the inside of a porous evaporator medium is provided, and in at least one of the Zündorganaufnahmeansätze an electrically excitable firing organ.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkammerbaugruppe sind also mehrere Zündorganaufnahmeansätze vorhanden, so dass unabhängig davon, ob alle oder nur ein Teil derselben mit einem Zündorgan bestückt sind, allein dadurch eine verbesserte Betriebscharakteristik erlangt werden kann, dass zumindest derjenige Zündorganaufnahmeansatz ein Zündorgan trägt und auch mit Brennstoff versorgt wird, der bei der jeweils gewählten Einbaulage in einem oberen Bereich liegt.In the combustion chamber assembly according to the invention thus several Zündorganaufnahmeansätze present, so that regardless of whether all or only a part thereof are equipped with an igniter, only by an improved operating characteristics can be obtained that at least that Zündorganaufnahmeansatz carries an ignition device and is also supplied with fuel in the selected mounting position lies in an upper area.

Da an der Innenseite von jedem der Zündorganaufnahmeansätze ein poröses Verdampfermedium vorgesehen ist, ist unabhängig davon, ob wiederum in allen oder nur in einem Teil der Zündorganaufnahmeansätze tatsächlich auch ein Zündorgan vorhanden ist, für eine Vergleichmäßigung der Brennstoffeinspeisung über den Umfang der Brennkammerbaugruppe gesorgt, da in alle mit porösem Verdampfermedium ausgestattete Zündorganaufnahmeansätze flüssiger Brennstoff eingespeist und von dort ausgehend dann in Richtung poröses Verdampfermedium an der Innenseite der Umfangswandung und somit in Richtung Brennkammer weitergeleitet wird.Since a porous evaporator medium is provided on the inside of each of the Zündorganaufnahmeansätze, irrespective of whether in all or only in a part of the Zündorganaufnahmeannahmen actually also an ignition device is provided for a homogenization of the fuel supply over the circumference of the combustion chamber assembly is taken care of all equipped with porous evaporator medium Zündorganaufnahmeansätze liquid fuel is fed and then forwarded from there in the direction of porous evaporator medium on the inside of the peripheral wall and thus in the direction of the combustion chamber.

Gemäß einem weiteren besonders vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der Innenseite von jedem der Zündorganaufnahmeansätze ein poröses Verdampfermedium vorgesehen ist. Das Vorsehen von Zündorganen in allen Zündorganaufnahmeansätzen ermöglicht beispielsweise bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen eine deutlich kürzere Startphase, da die Verbrennung ausgehend von mehreren lokalen Bereichen, nämlich den jeweiligen Zündorganaufnahmeansätzen, gestartet wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein so ausgestattetes Fahrzeugheizgerät als Zuheizer zu betreiben ist, d.h. dann, wenn eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs gestartet wird, so schnell als möglich zusätzliche Wärmeenergie bereitstellen soll.According to a further particularly advantageous aspect of the present invention, it is proposed that a porous evaporator medium be provided on the inside of each of the Zündorganaufnahmeansätze. The provision of ignition devices in all Zündorganaufnahmestsätzen allows, for example, at relatively low ambient temperatures a much shorter start-up phase, since the combustion starting from several local areas, namely the respective Zündorganaufnahmestsätzen is started. This is particularly advantageous when such a vehicle heater is to be operated as a heater, i. when an internal combustion engine of a vehicle is started, as soon as possible to provide additional heat energy.

Um die Brennstoffverteilung in Richtung Brennkammer bzw. an der Innenseite der Umfangswandung vorgesehenes poröses Verdampfermedium sicherstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass das an der Innenseite des wenigstens einen der Zündorganaufnahmeansätze vorgesehene poröse Verdampfermedium in Verbindung mit dem an der Innenseite der Umfangswandung vorgesehenen porösen Verdampfermedium ist.In order to ensure the fuel distribution in the direction of the combustion chamber or on the inside of the peripheral wall provided porous evaporator medium, it is proposed that on the inside of the at least one of the Zündorganaufnahmeansätze provided porous evaporator medium in conjunction with the provided on the inside of the peripheral wall porous evaporator medium.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau sind zwei Zündorganaufnahmeansätze vorgesehen, welche und die beiden Zündorganaufnahmeansätze bezüglich einer Längsmittenebene des Brennkammergehäuses zueinander im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind. Durch die Symmetrie bezüglich einer Längsmittenebene, also im Wesentlichen eine Spiegelsymmetrie, wird die Gleichmäßigkeit der Brennstoffeinleitung und auch der Wärmeenergieeinleitung in der Startphase noch weiter verbessert.In the structure according to the invention, two Zündorganaufnahmeanätze are provided, which are arranged and the two Zündorganaufnahmeanätze with respect to a longitudinal center plane of the combustion chamber housing to each other substantially symmetrically. Due to the symmetry with respect to a longitudinal center plane, that is essentially a mirror symmetry, the uniformity of the fuel introduction and also of the heat energy introduction in the starting phase is further improved.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1
eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Brennkammerbaugruppe, geschnitten längs einer Linie I-I in Fig. 2;
Fig. 2
eine Querschnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Brennkammerbaugruppe geschnitten längs einer Linie II-II in Fig. 1.
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1
a longitudinal sectional view of a combustion chamber assembly according to the invention, taken along a line II in Fig. 2 ;
Fig. 2
a cross-sectional view of in Fig. 1 shown combustion chamber assembly taken along a line II-II in Fig. 1 ,

In Fig. 1 ist eine Brennkammerbaugruppe 10 dargestellt, wie sie in einem als Zuheizer oder Standheizung eingesetzten Fahrzeugheizgerät Anwendung findet. Die Brennkammerbaugruppe 10 umfasst ein im Wesentlichen topfartig ausgestaltetes Brennkammergehäuse 12 mit einer näherungsweise zylindrischen Umfangswandung 14 und an einem axialen Endbereich, axial bezogen auf eine Längsmittenachse A des Brennkammergehäuses 12, einem Bodenbereich 16. An dem dem Bodenbereich 16 gegenüber liegenden axialen Ende ist das Brennkammergehäuse 12 zum Austritt der Verbrennungsprodukte offen. In einem zentralen Bereich weist der Bodenbereich 16 einen sich näherungsweise axial erstreckenden Verbrennungslufteintrittsstutzen 18 mit einer Mehrzahl von beispielsweise schlitzartigen Öffnungen 20 zum Eintritt von Verbrennungsluft in eine im Brennkammergehäuse 12 bereitgestellte Brennkammer 24 auf.In Fig. 1 a combustion chamber assembly 10 is shown as it finds application in a used as a heater or auxiliary heater vehicle heater. The combustion chamber assembly 10 comprises a substantially cup-shaped combustion chamber housing 12 with an approximately cylindrical peripheral wall 14 and at an axial end portion, axially relative to a longitudinal center axis A of the combustion chamber housing 12, a bottom portion 16. At the axial end opposite the bottom portion 16, the combustion chamber housing 12th open to the exit of the combustion products. In a central area indicates the floor area 16 has an approximately axially extending combustion air inlet nozzle 18 with a plurality of, for example, slot-like openings 20 for the entry of combustion air into a combustion chamber 24 provided in the combustion chamber housing 12.

An der Umfangswandung 14 des im Allgemeinen aus Metallmaterial gefertigten Brennkammergehäuses 12 sind zwei näherungsweise zylindrische Zündorganaufnahmeansätze 26 vorgesehen. Diese sind zur Brennkammer 24 hin offen und münden näherungsweise tangential in diese ein. Man erkennt in der Fig. 2, dass die beiden Zündorganaufnahmeansätze 26 beispielsweise unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein können und vorzugsweise an der Umfangswandung 14 so positioniert sind, dass sich eine symmetrische Anordnung ergibt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltungsvariante sind die beiden Zündorganaufnahmeansätze 26 bezüglich einer die bereits angesprochene Längsmittenachse A enthaltenden und beispielsweise in der Darstellung der Fig. 1 orthogonal zur Zeichenebene stehenden Längsmittenebene E spiegelbildlich symmetrisch angeordnet. Die beiden Zündorganaufnahmeansätze 26. sind vorzugsweise ebenfalls aus Metall gefertigt und können mit der Umfangswandung 14 durch Verschweißung oder Anlöten verbunden sein, können aber auch mit dieser integral beispielsweise in einem Gießverfahren hergestellt werden.On the peripheral wall 14 of the generally made of metal material combustor housing 12, two approximately cylindrical Zündorganaufnahmeanätze 26 are provided. These are open to the combustion chamber 24 and open approximately tangentially in this one. One recognizes in the Fig. 2 in that the two Zündorganaufnahmeansätze 26 may for example be arranged at an acute angle to each other and are preferably positioned on the peripheral wall 14 so as to give a symmetrical arrangement. At the in Fig. 2 Embodiment variant shown are the two Zündorganaufnahmeanätze 26 with respect to a already mentioned longitudinal center axis A containing and, for example, in the illustration of Fig. 1 Orthogonal to the plane of the longitudinal median plane E mirror symmetrically arranged. The two Zündorganaufnahmeansätze 26 are preferably also made of metal and may be connected to the peripheral wall 14 by welding or soldering, but can also be produced integrally therewith, for example in a casting process.

An einer Innenseite der Umfangswandung 14 ist ein der Formgebung der Umfangswandung angepasst ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltetes poröses Verdampfermedium 28 vorgesehen. Dieses kleidet vorzugsweise die gesamte Brennkammer 24 aus und stellt diejenige Oberfläche bereit, über welche flüssiger Brennstoff in Dampfform in die Brennkammer 24 abgegeben werden kann. Auch die beiden Zündorganaufnahmeansätze 26 sind jeweils an ihrer Innenseite mit porösem Verdampfermedium 30 ausgekleidet. Auch hier ist eine Anordnung geschaffen, bei welcher die Zündorganaufnahmeansätze 26 vorzugsweise an der gesamten Innenseite ausgekleidet sind und bei welcher weiterhin das jeweilige poröse Verdampfermedium 30 bis in den Bereich des porösen Verdampfermediums 28 an der Innenseite der Umfangswandung 14 verläuft und mit diesem in Verbindung steht. Das poröse Verdampfermedium 28 an der Innenseite der Umfangswandung 14 und das jeweilige poröse Verdampfermedium 30 an der Innenseite des jeweiligen Zündorganaufnahmeansatzes 26 können aus Vliesmaterial, Geflecht, Gewirk, Schaumkeramik oder sonstigem in seinem Innenvolumenbereich Poren aufweisenden Material aufgebaut sein, wobei die Porosität auf die Viskosität des einzusetzenden flüssigen Brennstoffs so abgestimmt ist, dass eine Verteilung des in den Innenvolumenbereich eines jeweiligen porösen Verdampfermediums 28 bzw. 30 gelangten flüssigen Brennstoffs auch unter Kapillarkraftwirkung erfolgt.On an inner side of the circumferential wall 14, a porous evaporator medium 28, which is adapted to the shaping of the circumferential wall and likewise provided in a substantially cylindrical configuration, is provided. This preferably coats the entire combustion chamber 24 and provides the surface over which liquid fuel in vapor form can be delivered into the combustion chamber 24. The two Zündorganaufnahmeansätze 26 are each lined on its inside with porous evaporator medium 30. Again, an arrangement is provided in which the Zündorganaufnahmeansätze 26 preferably on the entire Are lined inside and further in which the respective porous evaporator medium 30 extends into the region of the porous evaporator medium 28 on the inside of the peripheral wall 14 and is in communication therewith. The porous evaporator medium 28 on the inside of the circumferential wall 14 and the respective porous evaporator medium 30 on the inside of the respective Zündorganaufnahmeansatzes 26 may be constructed of nonwoven material, braid, knitted fabric, ceramic foam or other material in its interior volume pore having material, wherein the porosity on the viscosity of to be used liquid fuel is tuned so that a distribution of the in the inner volume region of a respective porous evaporator medium 28 and 30 reached liquid fuel also takes place under capillary force.

Die Einspeisung des flüssigen Brennstoffs erfolgt im Bereich der beiden Zündorganaufnahmeansätze 26 durch eine in diese jeweils einmündende Brennstoffleitung 32. Der über die jeweilige Brennstoffleitung 32 zugeführte Brennstoff gelangt somit in das poröse Verdampfermedium 30 eines jeweiligen Zündorganaufnahmeansatzes 26 und verteilt sich zunächst primär in diesem porösen Verdampfermedium 30. Durch den Kontakt dieses porösen Verdampfermediums 30 mit dem porösen Verdampfermedium 28 findet jedoch die bereits angesprochene Einspeisung des Brennstoffs in flüssiger Form in den Bereich der Brennkammer 24 statt. Der Brennstoff wird an der nach innen hin frei liegenden Oberfläche des porösen Verdampfermediums 30 bzw. 28 dann in Dampfform in den Innenvolumenbereich des jeweiligen Zündorganaufnahmeansatzes 26 bzw. des Brennkammergehäuses 12 abgegeben, um dort zusammen mit der über den Zuführstutzen 18 zugeführten Verbrennungsluft ein zündfähiges Gemisch zu bilden. Hier kann zusätzlich noch vorgesehen sein, dass auch im Bereich der Zündorganaufnahmeansätze 26 eine oder mehrere Öffnungen vorhanden sind, über welche Luft eingeleitet werden kann, um das Bilden eines zündfähigen Gemisches auch in diesen Zündorganaufnahmeansätzen 26 weiter zu unterstützen.The feed of the liquid fuel takes place in the region of the two Zündorganaufnahmeansätze 26 by a respectively opening into this fuel line 32. The supplied via the respective fuel line 32 fuel thus enters the porous evaporator medium 30 of each Zündorganaufnahmeansatzes 26 and initially distributed primarily in this porous evaporator medium 30th However, due to the contact of this porous evaporator medium 30 with the porous evaporator medium 28, the already mentioned feed of the fuel in liquid form into the region of the combustion chamber 24 takes place. The fuel is then discharged in vapor form into the inner volume region of the respective Zündorganaufnahmeansatzes 26 and the combustion chamber housing 12 at the inwardly exposed surface of the porous evaporator medium 30 and 28 to there together with the supplied via the supply port 18 combustion air an ignitable mixture form. Here, it may additionally be provided that one or more openings are present in the region of the ignition element receiving lugs 26, via which air can be introduced in order to further support the formation of an ignitable mixture in these ignition element receiving lugs 26.

In jedem der Zündorganaufnahmeansätze 26 ist ein beispielsweise als Glühzündstift oder Glühkerze ausgestaltetes Zündorgan 34 vorgesehen. Dieses kann an einem den jeweiligen Zündorganaufnahmeansatz 26 an seiner von der Brennkammer abgewandten Seite abschließenden Trägerelement 36 getragen sein. Durch dieses Trägerelement hindurch kann weiterhin ein Verbindungselement 38 geführt sein, das die elektrische Kontaktierung des jeweiligen Zündorgans 34 ermöglicht.In each of the Zündorganaufnahmeansätze 26 an example designed as Glühzündstift or glow plug igniter 34 is provided. This can be carried on a respective Zündorganaufnahmeansatz 26 on its side facing away from the combustion chamber side carrier element 36. Through this support element, a connecting element 38 can continue to be guided, which allows the electrical contacting of the respective ignition member 34.

Mit einer Brennkammerbaugruppe 10, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und vorangehend beschrieben ist, lassen sich im Betrieb verschiedene Vorteile erlangen. Zunächst besteht für den Hersteller bzw. den Verwender einer derartigen Baugruppe die Möglichkeit, zu entscheiden, ob beide Zündorganaufnahmeansätze 26 und nur einer davon tatsächlich auch mit einem Zündorgan ausgestattet werden. Die Auswahl kann auf Grundlage der für ein Fahrzeugheizgerät vorgegebenen Einbaulage in einem Fahrzeug erfolgen. Ist die Einbaulage beispielsweise so, wie in den Figuren dargestellt, so kann der obere Zündorganaufnahmeansatz 26 mit einem Zündorgan 34 ausgestattet werden, während beispielsweise der untere Zündorganaufnahmeansatz 26 frei bleibt und durch eine Verschlusskappe dicht abgeschlossen wird. Die Zündung erfolgt ausgehend vom oberen Zündorganaufnahmeansatz, in welchen zusätzlich über die Leitung 32 auch Brennstoff eingespeist wird. Zusätzlich kann bei einer derartigen Anordnung dann aber vorgesehen sein, dass auch in den anderen, nicht mit einem Zündorgan 34 ausgestatteten Zündorganaufnahmeansatz 26 über die zugeordnete Leitung 32 Brennstoff eingespeist wird. Auf diese Art und Weise wird im normalen Verbrennungsbetrieb dann die Brennstoffeinspeisung vor allem in das poröse Verdampfermedium 28 im Brennkammergehäuse 12 gleichmäßiger sein. Hier könnte ggf. vorgesehen sein, dass die in einen unteren Bereich eingespeiste Brennstoffmenge geringer gewählt wird, da diese Brennstoffmenge praktisch ausschließlich durch Kapillarförderwirkung verteilt werden muss, während der weiter oben eingespeiste Brennstoff zusätzlich noch durch Schwerkrafteinfluss verteilt wird. Auch bei Einsatz von nur einem Zündorgan 34 ist es somit vorteilhaft, beide bzw. alle Zündorganaufnahemansätze 26 mit porösem Verdampfermedium 30 auszukleiden, um diese für die Brennstoffeinspeisung und Verteilung geeignet zu machen. Ist von vornherein festgelegt, in welcher Einbaulage das Brennkammergehäuse 12 verwendet wird und ist weiterhin festgelegt, dass die Brennstoffeinspeisung nur in demjenigen Zündorganaufnahmeansatz 26 erfolgen soll, in dem auch ein Zündorgan vorhanden ist, so könnte beispielsweise auf die Auskleidung des bzw. der weiteren Zündorganaufnahmeansätze mit einem porösen Medium verzichtet werden.With a combustion chamber assembly 10, as in the Fig. 1 and 2 is shown and described above, various advantages can be achieved in operation. First, for the manufacturer or the user of such a module, it is possible to decide whether both Zündorganaufnahmeansätze 26 and only one of them are actually equipped with an ignition device. The selection can be made based on the installation position for a vehicle heater in a vehicle. If, for example, the installation position is as shown in the figures, the upper Zündorganaufnahmeansatz 26 can be equipped with an ignition device 34, while, for example, the lower Zündorganaufnahmeansatz 26 remains free and is sealed by a cap. The ignition takes place starting from the upper Zündorganaufnahmeansatz, in which additionally via the line 32 and fuel is fed. In addition, in such an arrangement, however, it can then be provided that fuel is also fed into the other, not with an ignition device 34 equipped Zündorganaufnahmeansatz 26 via the associated line 32. In this way, in normal combustion operation, the fuel feed, especially into the porous evaporator medium 28 in the combustion chamber housing 12, will be more uniform. Here it could possibly be provided that the amount of fuel fed into a lower region is chosen to be lower, since this quantity of fuel must be distributed almost exclusively by capillary action, while the fuel fed in further above is additionally distributed by the influence of gravity. Even when only one ignition element 34 is used, it is thus advantageous to use both or all of the Zündorganaufnahemansätze 26 with porous evaporator medium 30 to make them suitable for the fuel feed and distribution. Is set from the outset, in which mounting position the combustion chamber housing 12 is used and is further determined that the fuel supply should be made only in that Zündorganaufnahmeansatz 26, in which an ignition device is present, so could for example on the lining of the or the other Zündorganaufnahmeanätze with a porous medium can be dispensed with.

Selbstverständlich ist es möglich, beide Zündorganaufnahmeansätze 26 mit einem Zündorgan 34 auszustatten. Diese können in der Startphase gleichzeitig betrieben werden, so dass bei selbstverständlich auch gleichzeitiger Brennstoffeinspeisung über die zugeordneten Leitungen 32 die Verbrennung ausgehend von zwei lokalen Bereichen gestartet wird und somit die Startphase deutlich kürzer gestaltet werden kann. Da bei einer derartigen Startphase zwei Zündorgane 34 gleichzeitig zu erregen sind, besteht eine höhere Belastung des Bordspannungssystems, da der doppelte Stromfluss zu erwarten ist, als bei Erregung von nur einem Zündorgan. Auf Grund der zeitlich aber deutlich verkürzten Startphase bedeutet das Erregen zweier Zündorgane 34 keine bzw. keine wesentliche Erhöhung der erforderlichen Energie. Selbstverständlich ist es möglich, in einer derartigen Startphase die bei den dann zumindest phasenweise gleichzeitig zu erregenden Zündorganen 34 vorgesehenen elektrischen Heizleistungen entsprechend der gewünschten Startprozedur vorzugeben.Of course, it is possible to equip both Zündorganaufnahmeanätze 26 with an ignition device 34. These can be operated simultaneously in the start phase, so that, of course, simultaneous fuel feed via the associated lines 32, the combustion is started starting from two local areas and thus the start phase can be made significantly shorter. Since in such a start phase two ignition elements 34 are to be excited simultaneously, there is a higher load of the on-board voltage system, since the double current flow is to be expected, as with excitation of only one ignition device. Due to the time-phase but significantly shortened start-up phase, the energizing of two ignition devices 34 means no or no substantial increase in the required energy. Of course, it is possible to specify in such a start phase, provided at the then at least in phases at the same time to be excited ignition devices 34 electrical heating corresponding to the desired starting procedure.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass durch mehrere Zündorganaufnahmeansätze 26 mit jeweils zugeordnetem porösen Verdampfermedium 30 und Brennstoffleitung 32 mehrere verteilt liegende Bereiche zur Brennstoffeinspeisung geschaffen werden, die jedoch von den Bereichen mit bei der Verbrennung vergleichsweise hohen Temperaturen entfernt liegen. Die Gefahr, dass in demjenigen Bereich, in dem der Brennstoff eingespeist wird, dieser Brennstoff zum Sieden gebracht wird und sich somit die durch die Gefahr von Ablagerungen generierten Probleme einstellen, kann somit weitgehend ausgeschlossen werden. Dabei kann die auf die verschiedenen Zündorganaufnahmeansätze 26 zu verteilende Brennstoffmenge nach den auftretenden Erfordernissen verteilt werden. Beispielsweise kann durch eine herkömmliche Abzweigung in einer Hauptzuführleitung vorgesehen sein, dass jeder der zu versorgenden Bereiche mit der gleichen Brennstoffmenge versorgt wird, oder dass lokal unterschiedliche Brennstoffmengen eingespeist werden, beispielsweise durch Vorsehen entsprechender Drosselstellen. Die verteilte Brennstoffeinspeisung hat weiterhin den Vorteil eines gleichmäßigeren Temperaturniveaus in der Brennkammer 24 wodurch ebenfalls der Tendenz der Ablagerungserzeugung entgegengewirkt wird und generell der Entstehung von Schadstoffen entgegengewirkt werden kann.A further advantage of the arrangement according to the invention is that a plurality of distributed regions for fuel injection are created by a plurality of Zündorganaufnahmeanätze 26, each with associated porous evaporator medium 30 and fuel line 32, but are located away from the areas with relatively high combustion temperatures. The danger that, in the area where the fuel is fed, this fuel will boil, and thus the problems caused by the risk of deposits, can thus be largely excluded. In this case, the amount of fuel to be distributed to the various Zündorganaufnahmakesätze 26 can be distributed according to the requirements occurring. For example, may be provided by a conventional branch in a main supply that each of the areas to be supplied with the same amount of fuel is supplied, or that locally different amounts of fuel are fed, for example by providing corresponding throttle points. The distributed fuel feed also has the advantage of a more uniform temperature level in the combustor 24, which also counteracts the tendency of scale generation and generally counteracts the formation of pollutants.

Durch den Einsatz zweier Zündorgane 34 kann insbesondere bei Kaltstarts, also bei Starts im Temperaturbereich von -30°C bis -40°C, die Auskühlung der Brennkammer unterbunden werden und somit auch die Gefahr von Flammabbrüchen vermindert werden. Von Bedeutung ist auch, dass bei Vorhandensein mehrerer Zündorgane der Ausfall eines Zündorgans hinnehmbar ist, da grundsätzlich das Heizgerät dann mit dem oder den vorhandenen Zündorganen noch gestartet werden kann. So ist es dann nicht erforderlich, beispielsweise wegen des Ausfalls eines Zündorgans sofort eine Werkstatt aufzusuchen. Es kann grundsätzlich dann mit dem verbleibenden Zündorgan weitergearbeitet werden, zumindest so lange, bis eine routinemäßige Wartung vorzunehmen ist.By using two ignition elements 34, the cooling of the combustion chamber can be prevented especially during cold starts, so when starting in the temperature range of -30 ° C to -40 ° C, and thus the risk of flame breaks are reduced. It is also important that in the presence of multiple ignition organs failure of an ignition device is acceptable, since in principle the heater can then be started with the existing ignition or the organs. So it is then not necessary, for example, visit a workshop immediately because of the failure of an ignition device. In principle, it is then possible to continue working with the remaining ignition device, at least until routine maintenance is required.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass der Einsatz von zwei Zündorganen 34 in diesen jeweils zugeordneten Aufnahmeansätzen 26, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, aus baulichen und Kostengründen besonders vorteilhaft ist. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, mehr als zwei Zündorganaufnahmeansätze 26 über den Umfang verteilt und ggf, auch axial gestaffelt an der Umfangswandung 14 vorzusehen, beispielsweise bei Fahrzeugheizgeräten größerer Bauart.Finally, it should be noted that the use of two ignition organs 34 in these respectively associated receiving lugs 26, as shown in the Fig. 1 and 2 is shown, for structural and cost reasons is particularly advantageous. Of course, it is also possible to have more than two Zündorganaufnahmeanätze 26 distributed over the circumference and, if necessary, axially staggered provided on the peripheral wall 14, for example, vehicle heaters larger design.

Claims (3)

  1. Combustion chamber assembly for a vehicle heating device, comprising:
    - a combustion chamber housing (12) with a circumferential wall (14) and a bottom section (16) surrounding a combustion chamber (24),
    - at the circumferential wall (14) an ignition element receiving connection piece (26) which is open towards the combustion chamber,
    - at an inner side of the circumferential wall (14) and the ignition element receiving connection piece (26) a porous evaporator medium (28, 30),
    - a fuel supply line arrangement (32) for supplying fuel to the porous evaporator medium (30) in said ignition element receiving connection piece (26),
    characterized in that two such ignition element receiving connection pieces (26) are provided, wherein an electrically excitable ignition element (34) is provided in at least one of the ignition element receiving connection pieces (26) and in that the two ignition element receiving connection pieces (26) lead almost tangentially into the combustion chamber (34) and are arranged in relation to each other with an acute angle so that in relation to a longitudinal center plane (E) of the combustion chamber housing (12) they are substantially mirror-symmetric.
  2. Combustion chamber assembly according to claim 1,
    characterized in that an ignition element (34) is provided in each of the ignition element receiving connection pieces (26).
  3. Combustion chamber assembly according to one of claims 1 or 2,
    characterized in that the porous evaporator medium (30) provided at the inner side of at least one of the ignition element receiving connection pieces (26) is in communication with the porous evaporator medium (28) provided at the inner side of the circumferential wall (14).
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