WO2022238577A2 - Mobile heizvorrichtung mit einer brennstoffzuleitung und verfahren zum betrieb einer mobilen heizvorrichtung - Google Patents

Mobile heizvorrichtung mit einer brennstoffzuleitung und verfahren zum betrieb einer mobilen heizvorrichtung Download PDF

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WO2022238577A2
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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/14—Vehicle heating, the heat being derived otherwise than from the propulsion plant

Definitions

  • Mobile heating device with a fuel supply line and method for operating a mobile heating device
  • the invention relates to a mobile heating device, preferably a vehicle heating device, and a method for operating a mobile heating device.
  • Fuel-operated heating devices and corresponding fuel supply lines to the corresponding heating device are known. Such heating devices and fuel supply lines can be used in (motor) vehicles, in particular in fuel-powered or electrically powered vehicles, for example as auxiliary and/or auxiliary heating.
  • evaporator burners for example, liquid fuel is introduced into an evaporator via a fuel feed line.
  • a fuel feed line As an evaporator itself z. B. metal fiber fleeces can be used.
  • the evaporator sucks in particular on Kapil lar bin with liquid fuel and distributes liquid fuel.
  • Liquid fuel is vaporized and ignited by means of the heat provided by a glow plug or an ignition element, so that the fuel can be burned with the supply of air.
  • air supply openings are arranged in a peripheral wall. Such an arrangement is known, for example, from DE 10 2018 111 636 A1.
  • undefined (filling) states of the fuel supply line should be avoided during or after operation and a rest phase of the heating device.
  • a mobile heating device in particular a vehicle heating device, which comprises a heater assembly with a combustion chamber and a fuel supply line for supplying liquid fuel to the heater assembly, the fuel supply line having a first and a second zone, the fuel supply line in the first zone has a suck-back device which comprises a fuel reservoir, the suck-back device being designed to suck fuel from the second zone, in particular completely, back into the first zone by means of a change in volume of the fuel reservoir.
  • the fuel supply line is designed for connection to a fuel source.
  • An essential idea of the invention is to provide a simple (if possible unbranched) and inexpensive heating device with a fuel supply line that can be emptied in a controlled manner (after the heating device has finished heating) without fuel residues remaining in the fuel supply line.
  • This prevents fuel from evaporating from the fuel supply line via the heating device (into an area surrounding the heating device) (evaporative emission).
  • an ambient temperature in the vicinity of the fuel supply line is taken into account in particular, since said vaporization of the fuel could occur specifically in areas where an ambient temperature is close to or above the boiling point of the fuel.
  • the fuel is fiction, controlled according to a (first) zone with a lower temperature (below a boiling point of the fuel) sucked back.
  • a (first) zone This takes place via corresponding line lengths of the fuel supply line and a corresponding arrangement of the suck-back device in such a (first) zone.
  • the high temperatures near or above a boiling point of the fuel can be caused by the proximity (of the fuel in the fuel supply line) to a vehicle engine or to the heating device itself, by the respective heat radiation or after operation, surrender (second zone).
  • such a (second) zone can also be a zone that heats up comparatively strongly as a result of solar radiation.
  • a (first) zone with a lower temperature (below a boiling point of the fuel) in which the suck-back device is arranged can be, for example, a vehicle underbody area.
  • a boiling point of the fuel refers to fuels that consist of only one component 4 components, the specific boiling point and, in the case of fuels composed of several components, the initial boiling point or the minimum temperature of the boiling range.
  • the fuel reservoir is formed by at least one cavity and at least one movable piston, such that the fuel sucked back from the second zone can be at least partially accommodated in the fuel reservoir.
  • Such a suck-back device which is formed by (at least) one cavity and (at least) a corresponding plunger (for example similar to a syringe), can be used comparatively easily and inexpensively.
  • a relatively simply constructed suck-back device works particularly effectively (with regard to fuel suck-back). In this way it can be ensured that the fuel in the second zone of the fuel line can be emptied completely and in a defined (controllable and predictable and reproducible) manner and thus an evaporative emission of fuel from the heating device can be reduced to a minimum.
  • the suck-back device has at least one actuator, in particular at least one servomotor and/or a binary switching device, for changing the volume of the fuel reservoir.
  • the fuel reservoir is able to be controlled, for example via a control unit (for example a vehicle or the heating device).
  • a control unit for example a vehicle or the heating device.
  • the evaporative emission of fuel from the heater is reduced to a minimum.
  • the controllable fuel reservoir at the start of a heating process by pushing the fuel out of the fuel reservoir into the fuel supply line makes it possible for fuel to be available comparatively quickly in the heating device, for example in a corresponding evaporator. In this way, a quick, controlled and defined start-up of the heating device is also made possible.
  • the fuel reservoir is connected by at least one deformable feed line section, which is preferably connected in series in the fuel feed line. 5 is arranged in such a way that the fuel sucked back from the second zone can be at least partially accommodated in the fuel reservoir.
  • the fuel supply line can be designed to be completely unbranched. Branches, for example through several T-connectors, always represent areas in a fluid line or in a fuel line that are susceptible to faults. For example, bubbles increasingly form in these branch areas, which can have a negative effect on efficient operation of the heating device.
  • the fuel supply line with a serial fuel reservoir, the risk of faults within the line, for example due to the formation of bubbles, is reduced to a minimum.
  • the deformable feed line section comprises a shape memory device and/or a piezoelectric switching device.
  • a serial or in-line fuel reservoir can be realized (directly) in the fuel feed line.
  • branches in the fuel supply line are avoided as a result (as described above), on the other hand, a fuel reservoir is particularly space-saving and low-maintenance.
  • the suck-back device comprises at least one control device or is connected to a control device.
  • the control device can be used to adjust a suck-back speed and/or set a suck-back speed profile.
  • a suck-back speed at the beginning of the suck-back and/or at the end of the suck-back can be reduced, e.g. by a deformation of the deformable section or a stroke speed of a piston being adjusted accordingly.
  • a correspondingly slow speed for the return suction process can also be selected.
  • the fuel reservoir can also be emptied again in an analogous manner.
  • the fuel feed line has an inner diameter of 0.5 mm to 4 mm, preferably 1 mm to 4 mm, more preferably 1 mm to 3 mm.
  • the inner diameter of the fuel feed line can vary depending on the type of fuel, for example. For example, an inner diameter of 1 mm to 3 mm is usually used for petrol and a comparatively larger inner diameter for diesel than for petrol. A flow rate of the fuel (when the heating device is in operation) can be increased and the formation of vapor bubbles can be avoided by means of an overall comparatively small inner diameter of the fuel feed line. Under certain circumstances, the inside diameter of the fuel feed line can be further reduced by introducing a displacement wire into the fuel feed line, or by inserting it in sections.
  • the length of the fuel supply line between the suction device, in particular the fuel reservoir of the suction device, and the heating device is at most 1 m, preferably at most 0.8 m, more preferably at most 0.6 m.
  • the second zone of the fuel feed line has a smaller line volume than the first zone of the fuel feed line.
  • the suck-back device can be operated in an energy-saving manner, so that overall efficient operation of the fuel suck-back is made possible.
  • a maximum change in volume of the fuel reservoir of the suck-back device is at least 6 ml, preferably at least 8 ml, more preferably at least 10 ml. 7
  • a maximum change in volume of the fuel reservoir is to be understood as meaning a fuel or fluid volume that the suck-back device can take up or suck back as a maximum (without taking into account any dead volume that may be present due to the design).
  • Such a dimensioned maximum change in volume of the fuel reservoir makes it possible to completely or almost completely empty the second zone of the fuel supply line by sucking or absorbing the remaining fuel in the second zone into the fuel reservoir. This reduces evaporative emissions from the fuel to a minimum.
  • the fuel supply line is designed as a substantially unbranched line, preferably comprising at most one T-connector.
  • An unbranched line is to be understood here as meaning that the line has no further fluid-transporting branches or arms (branches) or merely consists of a (single) continuous line arm.
  • the fuel supply line has (precisely) a (fuel) input (source side) and (precisely) a (fuel) output (heating device side) and preferably has no further inflows or outflows from or into the fuel supply line.
  • the fuel reservoir is designed as a (partial) volume of the fuel supply line.
  • the fuel supply line can be designed to be quite flexible and, for example, run curved or meander at least in sections.
  • the unbranched configuration of the fuel supply line enables operation that is particularly immune to faults, in particular with little formation of vapor bubbles in the fuel.
  • the unbranched or almost (at most a single T-connector) unbranched design of the fuel supply line results in a particularly simple and uncomplicated fluid routing system, so that the fuel can always be sucked back under well-defined conditions, so that evaporative emissions are reduced to a minimum can.
  • the fuel supply line can be implemented in a particularly cost-effective and low-maintenance manner in this simple manner.
  • the fuel supply line comprises a supply tube having an inlet for inputting fuel and an outlet for discharging to a combustion chamber of the heater, the fuel supply line further having a draining device for partially or completely draining the fuel supply line through the outlet.
  • the fuel supply line can be additionally emptied, particularly at the end of the heating process when no more fuel is supplied through the input.
  • the fuel supply line is placed in a state of rest in which uncontrolled emptying is avoided.
  • an evaporative emission in particular an evaporative emission of hydrocarbons, is avoided and smoke development or odor nuisance when the heating device is started again is avoided.
  • the supply pipe can be either a straight pipe or a curved pipe or pipe provided with bending.
  • the emptying device is designed in particular in such a way that it has no function with a typical fuel flow during normal operation of the heating device and only develops a function when an upstream fuel flow is shut off.
  • the emptying device comprises a nucleation device which comprises at least one rough and/or structured nucleation surface for the formation of boiling bubbles.
  • the emptying device expediently comprises a nucleation device which comprises at least one rough and/or structured nucleation surface for the formation of boiling bubbles.
  • the rough and/or structured nucleation surface comprises, in particular, elevations and/or depressions with a height of at least 0.006 mm.
  • the rough and/or structured nucleation surface causes gas bubbles to form heterogeneously from the liquid fuel, in particular from the low-boiling fuel fractions. This function is only achieved when the flow rate of the fuel is reduced compared to the functional state of the heating device due to a longer dwell time of the fuel on the nucleation surface (at a given temperature).
  • the gas bubbles also push liquid portions of the fuel out of the fuel feed line, so that the fuel feed line is at least partially emptied.
  • the nucleation device can be designed as a separate component which is interposed between two sections of the fuel supply line or is designed as an outlet of the fuel supply line.
  • the nucleation device can be a component that is arranged between two feed pipe sections.
  • the emptying device comprises a heat supply element which is arranged on an outer lateral surface of the feed pipe and/or on an outer surface of a connecting piece arranged at the inlet of the feed pipe. By supplying heat, the temperature is increased and thus the heterogeneous and homogeneous nucleation of boiling bubbles is facilitated.
  • the heat supply element comprises an active heating element, for example in the form of a heating sleeve.
  • the heat supply element comprises a passive thermally conductive element, which conducts heat from a heat source to the outer lateral surface or outer surface.
  • the passive thermally conductive element can in particular include or be a hose clamp.
  • the heating device comprises a high-temperature area and a low-temperature area, with the heating assembly and optionally a heat supply element and a second zone of the fuel feed line being arranged within the high-temperature area, with the first zone of the fuel feed line being arranged in the low-temperature area.
  • An essential idea of the system is that the fuel can be sucked back into the first zone or correspondingly behind an (imagined) thermal boundary between the high-temperature area and the low-temperature area in order to prevent the remaining fuel from evaporating.
  • the high-temperature region essentially has a temperature above a boiling point of the fuel and/or the low-temperature region has a temperature below the boiling point of the fuel, in the case of a multi-component fuel below a minimum temperature of the boiling range.
  • the fuel can be sucked back into the first zone and is exposed to (only) a temperature below its boiling point or boiling range.
  • the fuel is in this way spatially far (enough) from the heater assembly (which of course has some residual heat after heating) or other heat-emitting devices (e.g. a car engine) 10 removed. This effectively prevents fuel from evaporating in the fuel feed line after a heating process has ended.
  • the object according to the invention is also achieved by a method for operating a mobile heating device, in particular a vehicle heating device, the method comprising the following steps: a) ending a heating process with the heating device and/or ending a fuel supply from the fuel source to the heating device; b) fuel remaining in a second zone of the fuel feed line is sucked back into a first zone of the fuel feed line by changing the volume of a fuel reservoir arranged in the first zone of the fuel feed line.
  • heating device can be transferred to the method according to the invention.
  • Features of the method according to the invention can also be transferred to the heating device according to the invention by configuring the corresponding device in such a way that it is suitable for carrying out the corresponding method features.
  • Step b) can begin at the same time as step a), or during step a), or after step a) has ended.
  • the method comprises the following steps: c) initiating a heating process with the heating device; d) ejecting the fuel from the fuel reservoir into the fuel supply line; e) Burning off at least part of the ejected fuel, in particular all of the ejected fuel.
  • the change in volume of the fuel reservoir for pushing out and/or sucking back the fuel takes place in a damped manner in a time window of at least 0.3 s, preferably at least 0.5 s, more preferably at least 1 s.
  • the fuel can be sucked back in a controlled manner by appropriate control of the suck-back device. This avoids an oscillating system and it can be ensured that essentially all of the fuel is sucked out of the second zone in a controlled and defined manner. In this way, evaporative fuel emission from the heater is reduced to a minimum.
  • the method comprises the following steps after step a): f) formation of boiling bubbles in the fuel, in particular on a nucleation surface, and transferring at least part of the fuel in the fuel feed line into a combustion chamber of the heating device by means of the boiling bubbles, g) Burning off the transferred part of the fuel in the combustion chamber.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a heating device according to the invention with a fuel feed line with a suction device
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1, with an enlarged fuel reservoir of the suck-back device and an emptied second zone of the fuel feed line 12
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a fuel supply line heating device according to the invention with a serially or in-line arranged suck-back device
  • FIG. 4 shows the exemplary embodiment according to FIG. 3, with an enlarged fuel reservoir of the serially arranged suck-back device and an emptied second zone of the fuel feed line,
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a heating device comprising a fuel feed line with a high-temperature area and a low-temperature area
  • 9a shows a cross section through a tube with a nucleation surface on an additional element
  • FIG. 1 an embodiment of a heating device 100 with a fuel supply device 4 with a suction device 60 is shown.
  • the heater 100 includes a - 13 -
  • the fuel supply line 4 is connected to a fuel source 50 here.
  • the fuel supply line 4 runs from a fuel source 50 to a heater assembly 1.
  • the fuel supply line 4 is designed as a fuel supply for the heater assembly 1 running from the fuel source 50 to the heater assembly 1 in order to supply the heating device 100 with fuel B from the fuel source 50.
  • the heating device 100 and the fuel feed line 4 are designed as described above in the exemplary embodiments.
  • the fuel source 50 includes a fuel tank 51 and a metering pump 52.
  • the fuel tank 51 is filled or can be filled with fuel B.
  • This fuel B can be supplied from the fuel tank 51 with the metering pump 52 to the fuel supply line 4 in order to be conveyed to the heater assembly 1 via the fuel supply line 4 .
  • the fuel feed line 4 has a first zone 4a and a second zone 4b.
  • a separation of the two zones 4a, 4b is illustrated in FIGS. 1 to 5 by a thick dashed black line.
  • the fuel suck-back device 60 which has a fuel reservoir AV, is arranged in the first zone 4a of the fuel feed line.
  • the suck-back device 60 is designed to suck fuel B from the second zone 4b back into the first zone 4a - in particular at least for the most part into the fuel reservoir AV - by means of a change in volume or an increase in volume of the fuel reservoir AV, in order to fill the second zone 4b substantially completely empty (of fuel B).
  • the fuel return device 60 or its fuel reservoir AV is formed by a cavity 61 and a piston 62 that is movable in gela siege.
  • the cavity 61 and the plunger 62 form a device that essentially resembles the principle of a syringe. - 14 -
  • the fuel B can be sucked out of the second zone 4b in order to essentially completely empty the second zone 4b.
  • the fuel suck-back device 60 can have at least one (electric) actuator—for example a servomotor.
  • the fuel return device 60 can have an (electrical) binary switching device—for example, a magnetic switch—to move the piston 62 or to change the volume of the fuel reservoir AV.
  • an (electrical) binary switching device for example, a magnetic switch
  • the fuel B can be pushed out of the fuel reservoir AV back into the fuel feed line 4 and into the second zone 4b (towards the heating device 1) by means of an opposite volume change or reduction in volume of the fuel reservoir AV via a corresponding movement of the piston 62 .
  • the change in volume of the fuel reservoir AV can optionally be controlled, e.g. by means of a control device, in such a way that an oscillating system is avoided and it can be ensured that essentially all of the fuel is sucked out of the second zone 4b (or into it) in a controlled and defined manner is introduced) and/or that no bubbles can form in the fuel B when fuel B is sucked back or pushed out.
  • the fuel B is pushed out and/or sucked back in a time window of at least 0.3 s, preferably at least 0.5 s, more preferably at least 1 s.
  • an inner diameter of the fuel feed line 4 can vary.
  • an inside diameter of the fuel supply lines 4 can be between 0.5 mm and 4 mm, preferably from 1 mm to 3 mm, more preferably from 1 mm to 3 mm.
  • a distance or line length between the suck-back device 60 and the heating device 1 is at most 1 m in the embodiment shown, preferably at most 0.8 m, more preferably at most 0.6 m - 15 - second zone 4b of the fuel feed line 4 has a smaller line volume than the first zone 4a.
  • the maximum change in volume of the fuel reservoir AV is dimensioned such that it contains at least the line volume of the second zone 4b.
  • the fuel suck-back device 60 is connected to the fuel supply line 4 via a single T-connector, for example, in such a way that the fuel reservoir AV forms a partial volume of the fuel supply line 4 .
  • the fuel suck-back device 60 can be integrally formed on the fuel feed line 4 .
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment of the fuel feed line 4 with a suck-back device 60 described above in connection with FIG. 1 in a different state.
  • 2 shows a state of the fuel feed line 4 in which all of the fuel B has been sucked out of the second zone 4b of the fuel feed line 4 back into the first zone 4a.
  • the major part of the sucked-back fuel B is taken up in the fuel reservoir AV of the suck-back device 60 .
  • a significant proportion of the sucked-back fuel B means at least 80%, preferably at least 90%, more preferably at least 95% of the line volume of the second section 4b.
  • the fuel B By reducing the volume of the fuel reservoir AV, the fuel B can be pushed back into the second zone 4b of the fuel feed line 4 in order to start a heating process with the heating device 1 .
  • the fuel recirculation device 60 may be located near a connection to the fuel source 50, particularly near the metering pump 52.
  • the second zone 4b of the fuel feed line 4 is formed by an entire line section between the heater assembly 1 and the metering pump 52 .
  • an entire line section between heater construction - 16 - group 1 and metering pump 52 are essentially completely emptied by means of the fuel suction device 60 .
  • Fig. 3 shows a further exemplary embodiment of a fuel supply line 4 with an alternative configuration of a suck-back device 60.
  • the fuel supply line 4 has a suction device 60 which is formed by a (reversibly) deformable supply line section 63 in the fuel supply line 4 .
  • the deformable lead portion 63 has a shape memory device such as a shape memory alloy on a corresponding jacket portion of the fuel lead 4 .
  • a shape memory device such as a shape memory alloy on a corresponding jacket portion of the fuel lead 4 .
  • the corresponding casing section of the fuel feed line 4 (directly) can consist of or be formed from the shape memory device.
  • the deformable feed line section 63 has at least one piezoelectric switching device for changing the volume of the fuel reservoir.
  • the deformable lead portion 63 is configured to change its shape (based on a received electrical signal) and thus its volume.
  • the deformable feed line section 63 can thus form or enlarge or reduce a fuel reservoir AV (serially in the fuel feed line 4).
  • Fuel B can be removed from the second zone by a change in volume or an increase in the deformable feed section 63 or its fuel reservoir AV - 17 -
  • the fuel supply line 4 can be designed with a suction device 60 as a single, unbranched fluid line.
  • Fig. 4 the fuel supply line 4 according to the embodiment of FIG. 3 is shown in a state with an enlarged fuel reservoir or enlarged deformable feed line section 63.
  • a significant proportion of the sucked-back fuel B means at least 80%, preferably at least 90%, more preferably at least 95% of the line volume of the second section 4b.
  • the fuel B By reducing the volume of the fuel reservoir AV, the fuel B can be pushed back into the second zone 4b of the fuel feed line 4 in order to start a heating process with the heating device 100 .
  • FIG 5 shows an exemplary embodiment of a heating device 100 with a heater assembly 1 and a fuel feed line 4, which are arranged in a system.
  • the system can be part of a (motor) vehicle, for example.
  • the heater 100 like the system, has a high temperature area HT and a low temperature area NT.
  • the high-temperature area HT is characterized in that the devices or devices that produce waste heat are arranged in this high-temperature area. In particular, such that a temperature in the high-temperature range HT is above a boiling point of the fuel B used.
  • the heater assembly 1 is arranged in the high-temperature region HT.
  • the high-temperature area HT can have further heat-radiating devices 70, 80, such as a vehicle engine.
  • a heat-radiating device 70 , 80 can be connected to the fuel supply line 4 via a heat-supply element 28 . - 18 -
  • the low-temperature range NT is characterized in that a temperature that predominantly prevails therein is below a boiling point or boiling range of the fuel B used.
  • the second zone 4b of the fuel supply line is thus long enough for a boiling point or boiling range of the fuel B used to be able to be reached at least temporarily during operation of the heater assembly 1 .
  • the first zone 4a is at such a distance from the heater assembly 1 and possibly other heat sources that a temperature predominantly prevailing therein is below a boiling point or boiling range of the fuel B used.
  • the fuel feed line 4 includes a suction device 60 in the first zone 4a.
  • the suck-back device 60 is designed to suck fuel B from the second zone 4b back into the first zone 4a - in particular at least for the most part into the fuel reservoir AV - by means of a change in volume or an increase in volume of the fuel reservoir AV, in order to fill the second zone 4b substantially completely empty (of fuel B).
  • the suck-back device 60 can suck the fuel B back from a high-temperature area HT into a low-temperature area NT.
  • the fuel source 50 is arranged in the low-temperature area NT in FIG. 5, it may alternatively be outside the low-temperature area NT.
  • Decisive is (only) the arrangement of the suck-back device 60 in the/a low-temperature range NT.
  • the heating device 100 and a connection between the fuel supply line 4 and the heater assembly 1 are described in more detail below.
  • FIG. 6 shows an evaporator receiving arrangement as part of a heating device 100 in a first embodiment.
  • the evaporator receiving assembly includes an evaporator - 19 - remote receiving body 2 and a section of the fuel supply line 4.
  • the evaporator receiving body 2 is designed to receive an evaporator element 3 for distributing and evaporating liquid fuel.
  • An evaporator element 3 can be formed of, for example, a metal mesh or a porous material with a large surface area.
  • the evaporator receiving body 2 has a bottom area 6 and a peripheral wall 8 with a plurality of air supply openings 41 .
  • the air supply openings 41 can be arranged in particular in a peripheral wall 8 in one or more rows.
  • the evaporator element 3 can be inserted and fastened into the evaporator receiving body 2 by means of a fastening element 40 .
  • a peripheral wall 8 of the evaporator receiving body 2 from a recess 42 is also provided for a glow plug.
  • the fuel feed line 4 comprises a feed pipe 5.
  • the fuel feed line 4 and the feed pipe 5 can be integrally or cohesively connected to one another.
  • fuel supply line 4 and supply pipe 5 can (initially) represent separate modules that are connected to one another (during assembly).
  • the feed pipe 5 and the fuel feed line 4 can be inserted (inserted) into one another at least in sections and connected in a sealing manner.
  • the feed pipe 5 has an inlet 14 and an outlet 16 .
  • the inlet 14 is provided with a connecting piece 18 and the outlet 16 of the feed pipe 5 opens centrally into the bottom area 6 of the evaporator receiving body 2 .
  • the feed pipe 5 is welded to the evaporator receiving body 2 .
  • the fuel feed line 4, in particular the fuel feed pipe 5, is provided with a nucleation device 20.
  • 8 shows a first embodiment of a nucleation device 20.
  • the fuel feed pipe 5 has an inner lateral surface 11 and an outer lateral surface 12.
  • the inner lateral surface 11 has a nucleation surface 22 .
  • the nucleation surface 22 extends in the circumferential direction over the entire surface of the inner lateral surface.
  • Such a surface 22 Nukleationsoberflä has projections and / or depressions, which serve as nucleation sites for the heterogeneous nucleation of gas bubbles, in particular from low-boiling components of the 20
  • the nucleation surface 22 is in particular a rough or structured surface, as shown by way of example in FIGS. 10 a) to f).
  • FIG. 9a shows an alternative configuration of a fuel feed line.
  • a further element 24 in the form of a displacement wire 26 is arranged in the supply pipe 5 .
  • Such a displacer wire 26 extends over part or all of the feed pipe 5 and is fixed in place in this.
  • This further element 24 is provided with a nucleation surface 22, which is in particular a rough or structured surface as shown by way of example in FIGS. 10 a) to f).
  • the nucleation surface 22 can be arranged on all surfaces of the displacement wire 26 that extend parallel to a longitudinal axis of the displacement wire 26, or only on part of it, in particular on one side or two sides.
  • the fuel feed line 4 includes a first feed pipe 5a and a second feed pipe 5b.
  • a component 32 is switched on in the fuel feed line 4 .
  • the component 32 has a cylindrical interior.
  • An inner diameter is shown here smaller than that of the first lead pipe 5a and the second lead pipe 5b. However, this is optional and could also be the same or larger.
  • On an inner surface of the device 32 is a nucleation surface 22, as in the designs from previously described.
  • one or more bodies can be arranged in the component, which are preferably made of glass or ceramic and/or are present in the form of small plates, rods, sleeves, tubes, beads and/or stones.
  • FIG. 11 schematically shows an embodiment of an evaporator receptacle.
  • the evaporator receiving body 2 has a central opening on the bottom, which is overlaid by the evaporator element 3 .
  • FIG. 12 shows an example of an embodiment in which a heat supply element 28 is arranged on an outer lateral surface 12 of the feed pipe 4 .
  • the heat supply element 28 is designed in particular as a passive element or active heating element 30 .
  • a heat supply element 28 can also be arranged on the outer surface 19 of the connecting piece 18 shown in FIG.
  • the feed pipe 5 can also be connected to the evaporator receiving body 2 in a known manner.
  • the evaporator receiving body 2 can in particular have a pipe fitting with a connecting device.
  • FIG. 13 shows a heating device 100 according to the invention with a heater assembly 1 with an evaporator burner.
  • Reference number 50 designates a fuel source, in particular a metering pump connected to a fuel tank.
  • the fuel supply line 4 is arranged between the fuel source 50 and the heater assembly 1 .
  • a connecting piece 18 is arranged at an inlet 14 of a feed pipe 5 .
  • the connecting piece 18 is also connected to a flexible line 48 .
  • the emptying device 10 is arranged in the supply pipe 5 , which here, for example, comprises a component 32 which is connected into the supply pipe 5 .
  • the component 32 can include the nucleation device 20, as also shown in FIG. 9b.
  • the nucleation device 20 can also be provided by nucleation surfaces 22 arranged in the supply pipe 5, as illustrated, for example, in Figures 8 or 9a.
  • the emptying device 10 can also include a heat supply element 28, which is arranged in particular on the feed pipe 5, e.g. also as an alternative to the component 32.
  • the evaporator receiving body 2 connects.
  • the evaporator receptacle body 2 has a bottom region 6 and a peripheral wall 8.
  • an evaporator element 3 is arranged in the evaporator receptacle body 2.
  • Air supply openings 41 are arranged downstream in the peripheral wall 8 and are used to direct combustion air into the combustion chamber 9 .
  • the combustion air can example, in an area around the supply pipe 5 in an antechamber 43 and then passed through another chamber 44 to the air supply openings 41 and further into the combustion chamber 9 are passed. Heat exchangers and an exhaust gas duct are not shown.
  • the proportions and pipe lengths shown are not limiting, but can be adapted to the actual lengths and proportions.
  • the pipes can also have bends, which can be necessary when laying them, e.g. in the vehicle.
  • Fig. 14 shows the sequence of the method according to the invention, wherein the sequential order represents the beginning of the respective steps (a), b), c), ...)
  • step a) a heating process is ended and / or a fuel supply from the Fuel source 50 to the heater terminated. This can be done, for example, by a user input command or time-controlled. 22
  • step b) residual/remaining fuel is sucked back from a second zone 4b of the fuel feed line 4 into a first zone 4a of the fuel feed line 4 by changing the volume of a fuel reservoir AV arranged in the first zone 4a of the fuel feed line 4.
  • a return suction device 60 is controlled accordingly.
  • Step b) can be carried out at least partially overlapping with step a).
  • a heating process with the heating device 100 can be initiated again in a subsequent step c). For example (again) by a corresponding user input command or time-controlled.
  • the fuel B can then be pushed out of the fuel reservoir AV and into the fuel feed line 4, so that in a step e) at least part of the pushed-out fuel (B) can be burned off.
  • a corresponding change in volume of the fuel reservoir AV for pushing out and/or sucking back the fuel B is preferably damped in a time window of at least 0.3 s, preferably at least 0.5 s, more preferably at least 1 s.
  • steps f) and g) can be carried out after step a) (not shown in FIG. 14).
  • an upstream metering pump can be switched off or an upstream shut-off valve can be closed.
  • an upstream shut-off valve can be closed.
  • step f) boiling bubbles are formed in the fuel B, in particular on a nucleation surface 22, and at least part of the fuel B in the fuel feed line 4 is transferred into the combustion chamber 9 by means of the boiling bubbles.
  • boiling bubbles are formed homogeneously by supplying heat, for example via the waste heat from the burner and possibly one or more heat supply elements 28 and/or heterogeneously on the rough or structured nucleation surface 22 . This heating of the fuel B only comes into play at the lower flow rate of the fuel B.
  • the formation of boiling bubbles leads to an increase in volume of the fuel B in the - 23 -
  • step g) the transferred part of the fuel B is burned in the combustion chamber 9 of the heating device 100 .
  • the fuel supply line 4 is at least partially emptied.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mobile Heizvorrichtung, insbesondere Fahrzeug-Heizvorrichtung, umfassend eine Heizerbaugruppe mit einer Brennkammer und eine Brennstoffzuleitung zum Zuführen flüssigen Brennstoffs zur Heizerbaugruppe, wobei die Heizerbaugruppe insbesondere eine Verdampferaufnahmeanordnung für die Verdampfung von flüssigem Brennstoff umfassend einen Verdampferaufnahmekörper zum Aufnehmen eines Verdampferelements zum Verteilen und Verdampfen flüssigen Brennstoffs umfasst, wobei die Brennstoffzuleitung eine erste und eine zweite Zone aufweist, wobei die Brennstoffzuleitung in der ersten Zone eine Rücksaugvorrichtung aufweist, die ein Brennstoffreservoir (ΔV) umfasst, wobei die Rücksaugvorrichtung dazu ausgebildet ist, mittels einer Volumenänderung des Brennstoffreservoirs (ΔV), Brennstoff aus der zweiten Zone, insbesondere vollständig, in die erste Zone zurück zu saugen.

Description

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Mobile Heizvorrichtung mit einer Brennstoffzuleitung und Verfahren zum Betrieb einer mobilen Heizvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine mobile Heizvorrichtung, vorzugsweise Fahrzeug- Heizvorrichtung, und ein Verfahren zum Betrieb einer mobilen Heizvorrichtung.
Brennstoffbetriebene Heizvorrichtungen sowie entsprechende Brennstoffzuleitungen zu der entsprechenden Heizvorrichtung sind bekannt. Derartige Heizvorrichtungen und Brennstoffzuleitungen sind in (Kraft-)Fahrzeugen, insbesondere in rennstoffbetriebenen oder elektrisch betriebenen Fahrzeugen, anwendbar, beispielsweise als Stand- und/oder Zusatzheizung. Beispielsweise in Verdampfer-brennern wird flüssiger Brennstoff über eine Brennstoffzuleitung in einen Ver-dampfer eingeleitet. Als Verdampfer selbst können z. B. Metallfaservliese eingesetzt werden. Der Verdampfer saugt sich insbesondere über Kapil larwirkung mit flüssigem Brennstoff voll und verteilt flüssigen Brennstoff. Mittels der Wär me, die durch einen Glühstift oder ein Zündelement bereitgestellt wird, wird flüssiger Brennstoff verdampft und gezündet, so dass eine Verbrennung des Brennstoffes unter Zufuhr von Luft erfolgen kann. Dazu sind Luftzufuhröffnungen in einer Umfangswandung angeordnet. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der DE 10 2018 111 636 A1 bekannt.
Problematisch bei (Fahrzeug-)Heizvorrichtungen und entsprechenden Brennstoffzuleitun gen oben genannter Art ist grundsätzlich, dass beispielsweise nach Beenden eines Heiz vorgangs ein Undefinierter (Füll-)Zustand der Brennstoffzuleitung vorliegt. Der Grad des (Füll-)Zustands bzw. einer Leitungsentleerung der Brennstoffzuleitung nach Beenden ei nes Heizvorgangs ist schwer bzw. überhaupt nicht vorherzusagen, da er zu einem gewis sen Teil zufällig oder willkürlich und insbesondere auch in Abhängigkeit von (Einbau-)Lagen der Brennstoffzuleitung oder der Heizvorrichtung oder eines Tanks oder eines entsprechenden Fahrzeugs variiert. 2 ln der DE 102008057636 A1 wird ein Fluidversorgungssystem für ein Fahrzeugheizgerät beschrieben, dass Förderzustände von Brennstoff in einer Zuleitung zu dem Heizgerät optimieren soll. Dieses System wird allerdings als vergleichsweise komplex wahrgenom men, da viele verschiedene Fluidleitungen gekoppelt werden und diese teilweise mittels einem Schaltventil zu einem verzweigten Leitungssystem vernetzt werden müssen. Dies kann unter Umständen zu unerwünschten Nebeneffekten wie Blasenbildung in dem Brennstoff des Fluidsystems führen. Ferner ist das System auf Grund der Komplexität vergleichsweise teuer und aufwendig zu realisieren. Zudem wird hier auch offenbart, dass, um ein Verharzen der Brennstoffpumpe bzw. des Schaltventils bei längerer Stillstandzeit zu vermeiden, nach vorgegebenen Zeitintervallen die Brennstoffpumpe kurzzeitig betrie ben werden kann, so dass zumindest die erste Fluidleitung bis zum Schaltventil und noch ein Teil der zweiten Fluidleitung (Leitung zum Heizgerät) mit Brennstoff gefüllt ist. Daher ergeben sich auch hier die zuvor genannten Nachteile der schwer bzw. nicht vorherzusa genden (Füll-)Zustände einer zumindest teilweise mit Brennstoff gefüllten Zuleitung zu einer Heizvorrichtung.
Diese schwer bzw. nicht vorherzusagenden (Füll-)Zustände einer Brennstoffzuleitung sind daher problematisch, da tageszyklische oder ortsabhängige Temperaturschwankungen oder eine fahrzeugeigene und/oder systemeigene Abwärme dazu führen können, dass in der Brennstoffzuleitung verbliebener (oder vorhandener) Brennstoff durch die Heizvorrich tung in die Umgebung entweichen, insbesondere verdampfen, kann.
Dies ist einerseits im ökologischen Hinblick nachteilig und andererseits auch aus Verbrau cher- und/oder Herstellersicht unerwünscht, da auf diese Weise ein Brennstoffverbrauch unnötig erhöht wird. Zudem ergeben sich aus den Undefinierten Zuständen in einer Brenn stoffzuleitung nicht optimale Bedingungen für eine Inbetriebnahme einer Heizvorrichtung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte mobile Heiz vorrichtung umfassend die Brennstoffzuleitung, sowie ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer mobilen Heizvorrichtung bereitzustellen. Insbesondere sollen Undefinierte (Füll-)Zustände der Brennstoffzuleitung während bzw. nach einem Betrieb und einer Ru hephase der Heizvorrichtung vermieden werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich der mobilen Heizvorrichtung durch die Merk male des Anspruchs 1, sowie hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des An spruchs 17 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Un teransprüchen. 3
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine mobile Heizvorrichtung, insbesondere eine Fahrzeug-Heizvorrichtung, gelöst, welche eine Heizerbaugruppe mit einer Brennkammer und einer Brennstoffzuleitung zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zur Heizerbaugrup pe umfasst, wobei die Brennstoffzuleitung eine erste und eine zweite Zone aufweist, wobei die Brennstoffzuleitung in der ersten Zone eine Rücksaugvorrichtung aufweist, die ein Brennstoffreservoir umfasst, wobei die Rücksaugvorrichtung dazu ausgebildet ist, mittels einer Volumenänderung des Brennstoffreservoirs, Brennstoff aus der zweiten Zone, ins besondere vollständig, in die erste Zone zurück zu saugen. Die Brennstoffzuleitung ist zum Anschluss an eine Brennstoffquelle ausgelegt.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, eine einfach aufgebaute (möglichst unverzweigte) und kostengünstige Heizvorrichtung mit Brennstoffzuleitung bereitzustellen, die (nach Beenden eines Heizvorgangs der Heizvorrichtung) kontrolliert geleert werden kann, ohne dass Brenn Stoffreste in der Brennstoffzuleitung verbleiben. Auf diese Weise wird vermieden, dass Brennstoff aus der Brennstoffzuleitung über die Heizvorrichtung (in eine Umgebung der Heizvorrichtung) verdampfen kann (Verdunstungsemission). Erfin dungsgemäß wird dabei insbesondere eine Umgebungstemperatur in der Umgebung der Brennstoffzuleitung berücksichtigt, da es speziell in Bereichen, wo eine Umgebungstem peratur nahe oder über einem Siedepunkt des Brennstoffs liegt, zu besagtem Verdampfen des Brennstoffs kommen könnte. Um dies zu vermeiden, wird der Brennstoff erfindungs gemäß kontrolliert in eine (erste) Zone mit niedrigerer Temperatur (unterhalb eines Siede punktes des Brennstoffs) zurückgesaugt. Dies erfolgt über entsprechende Leitungslängen der Brennstoffzuleitung sowie eine entsprechende Anordnung der Rücksaugvorrichtung in einer solchen (ersten) Zone. Beispielsweise bei Verwendung der Brennstoffzuleitung und einer entsprechenden Heizvorrichtung in einem Fahrzeug können sich die hohen Tempe raturen nahe oder oberhalb eines Siedepunkts des Brennstoffs durch eine Nähe (des Brennstoffs in der Brennstoffzuleitung) zu einem Fahrzeugmotor oder zu der Heizvorrich tung selbst, durch die jeweilige Wärmeabstrahlung bei oder nach Betrieb, ergeben (zweite Zone). Alternativ kann eine solche (zweite) Zone auch eine Zone sein, die sich durch Son neneinstrahlung vergleichsweise stark aufheizt. Eine (erste) Zone mit niedrigerer Tempe ratur (unterhalb eines Siedepunktes des Brennstoffs), in der die Rücksaugvorrichtung an geordnet ist, kann beispielsweise ein Fahrzeugunterbodenbereich sein. Brennstoff, der in einer derart angeordneten Rücksaugvorrichtung bzw. in einem entsprechenden Brenn stoffreservoir zwischengespeichert wird (beispielsweise bis zum nächsten Heizvorgang), kann nicht durch die Heizvorrichtung verdampfen. Ein Siedepunkt des Brennstoffs be zeichnet im Sinne dieser Erfindung im Falle von Brennstoffen, die sich aus nur einer Kom- 4 ponente zusammensetzen, den spezifischen Siedepunkt und im Falle von Brennstoffen, die sich aus mehreren Komponenten zusammensetzen, den Siedebeginn bzw. die Mini maltemperatur des Siedebereichs.
In einer Ausführungsform ist das Brennstoffreservoir durch mindestens einen Hohlraum sowie mindestens einen beweglichen Kolben ausgebildet, derart, dass der aus der zwei ten Zone zurückgesaugte Brennstoff zumindest teilweise in dem Brennstoffreservoir auf- nehmbar ist.
Eine derartige Rücksaugvorrichtung, die durch (mindestens) einen Hohlraum sowie (min destens) einen entsprechenden Kolben (beispielsweise ähnlich einer Spritze) ausgebildet ist, ist vergleichsweise einfach und kostengünstig einsetzbar. Zudem hat sich überra schenderweise gezeigt, dass eine derartig vergleichsweise einfach aufgebaute Rücksaug vorrichtung besonders effektiv (im Hinblick auf die Brennstoffrücksaugung) funktioniert. So kann sichergestellt werden, dass der Brennstoff der zweiten Zone der Brennstoffleitung vollständig und in definierter (kontrollierbarer und vorhersehbarer und reproduzierbarer) Weise entleert werden kann und somit eine Verdunstungsemission von Brennstoff aus der Heizvorrichtung auf ein Minimum reduziert werden kann.
In einer Ausführungsform weist die Rücksaugvorrichtung mindestens einen Aktuator, ins besondere mindestens einen Stellmotor und/oder eine Binärschalteinrichtung, zur Volu menänderung des Brennstoffreservoirs auf.
Dadurch wird ermöglicht, dass das Brennstoffreservoir beispielsweise über eine Steuer einheit (beispielsweise eines Fahrzeugs oder der Heizvorrichtung) gesteuert werden kann. Hierdurch kann die zweite Zone der Brennstoffzuleitung nach einem Heizvorgang kontrol liert und in definiertem Zustand entleert werden. So wird die Verdunstungsemission von Brennstoff durch die Heizvorrichtung auf ein Minimum reduziert. Gleichzeitig kann durch das steuerbare Brennstoffreservoir bei einem Beginn eines Heizvorgangs durch Aus schieben des Brennstoffs aus dem Brennstoffreservoir in die Brennstoffzuleitung ermög licht werden, dass vergleichsweise schnell Brennstoff in der Heizvorrichtung, beispielswei se in einem entsprechenden Verdampfer, verfügbar ist. Derart wird auch eine schnelle, kontrollierte und definierte Inbetriebnahme der Heizvorrichtung ermöglicht.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Brennstoffreservoir durch mindestens einen verformbaren Zuleitungsabschnitt, der vorzugsweise seriell in der Brennstoffzuleitung an- 5 geordnet ist, ausgebildet, derart, dass der aus der zweiten Zone zurückgesaugte Brenn stoff zumindest teilweise in dem Brennstoffreservoir aufnehmbar ist.
Auf diese Weise kann die Brennstoffzuleitung vollständig unverzweigt ausgebildet sein. Abzweigungen beispielsweise durch mehrere T-Verbindungsstücke stellen stets störanfäl lige Bereiche in einer Fluidleitung bzw. in einer Brennstoffleitung dar. Beispielsweise tritt in diesen Abzweigungsbereichen vermehrt Blasenbildung auf, was sich negativ auf einen effizienten Betrieb der Heizvorrichtung auswirken kann. Durch eine Ausbildung der Brenn stoffzuleitung mit einem seriellen Brennstoffreservoir wird die Gefahr von Störungen in nerhalb der Leitung, beispielsweise durch Blasenbildung, auf ein Minimum reduziert.
In einer Ausführungsform umfasst der verformbare Zuleitungsabschnitt eine Formge dächtniseinrichtung und/oder eine piezoelektrische Schalteinrichtung.
Mit einer Formgedächtniseinrichtung, wie beispielsweise einer Formgedächtnislegierung, und/oder einer piezoelektrischen Schalteinrichtung innerhalb der Brennstoffzuleitung kann ein serielles bzw. in-line angeordnetes Brennstoffreservoir (direkt) in der Brennstoffzulei tung realisiert werden. Einerseits werden hierdurch Abzweigungen in der Brennstoffzulei tung vermieden (wie vorab beschrieben), andererseits ist eine Ausbildung eines Brenn stoffreservoirs besonders platzsparend und wartungsarm.
In einer Ausführungsform umfasst die Rücksaugvorrichtung mindestens eine Steuervor richtung oder ist mit einer Steuervorrichtung verbunden. Mittels der Steuervorrichtung kann insbesondere eine Rücksauggeschwindigkeit angepasst werden und/oder ein Rück sauggeschwindigkeitsprofil eingestellt werden. Insbesondere kann somit eine Rücksaug geschwindigkeit zu Beginn des Rücksaugens und/oder bei Beendigung des Rücksaugens reduziert werden, z.B. indem eine Verformung des verformbaren Abschnitts oder eine Hubgeschwindigkeit eines Kolbens entsprechend angepasst wird. Alternativ kann auch eine entsprechende langsame Geschwindigkeit für den Rücksaugvorgang gewählt wer den. In analoger Weise kann auch das Brennstoffreservoir wieder geleert werden.
Dadurch wird ein schwingendes System vermieden oder zumindest gedämpft und es kann sichergestellt werden, dass im Wesentlichen der gesamte Brennstoff kontrolliert und defi niert aus der zweiten Zone abgesaugt wird. Auf diese Weise wird eine Brennstoff- Verdunstungsemission durch die Heizvorrichtung auf ein Minimum reduziert. 6 ln einer Ausführungsform weist die Brennstoffzuleitung einen Innendurchmesser von 0.5 mm bis 4 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 4 mm, weiter vorzugsweise von 1 mm bis 3 mm, auf.
Der Innendurchmesser der Brennstoffzuleitung kann beispielsweise je nach Typ des Brennstoffs variieren. Beispielsweise wird für Benzin üblicherweise ein Innendurchmesser von 1 mm bis 3 mm verwendet und für Diesel ein vergleichsweise größerer Innendurch messer als für Benzin. Durch einen insgesamt vergleichsweise geringen Innendurchmes ser der Brennstoffzuleitung kann eine Fließgeschwindigkeit des Brennstoffs (bei Betrieb der Heizvorrichtung) erhöht werden und eine Dampfblasenbildung vermieden werden. Unter Umständen kann der Innendurchmesser der Brennstoffzuleitung weiter durch Ein bringen oder abschnittsweises Einbringen eines Verdrängerdrahts in die Brennstoffzulei tung zusätzlich verringert werden.
In einer Ausführungsform beträgt eine Leitungslänge der Brennstoffzuleitung zwischen der Rücksaugvorrichtung, insbesondere dem Brennstoffreservoir der Rücksaugvorrichtung, und der Heizvorrichtung, höchstens 1 m, vorzugsweise höchstens 0.8 m, weiter vorzugs weise höchstens 0.6 m.
Auf diese Weise kann ein zu entleerendes Leitungsvolumen vergleichsweise gering gehal ten werden. Dadurch wird eine einfache und kontrollierte Entleerung der Leitung bzw. der zweiten Zone mit geringem Energieaufwand ermöglicht.
In einer Ausführungsform weist die zweite Zone der Brennstoffzuleitung ein kleineres Lei tungsvolumen auf als die erste Zone der Brennstoffzuleitung.
Dadurch, dass die Leitungslänge der Brennstoffzuleitung zwischen der Rücksaugvorrich tung und der Heizvorrichtung vergleichsweise klein bzw. kurz (im Vergleich zu einer Ge samtlänge der Brennstoffzuleitung von typischerweise mindestens 2m) gehalten wird, muss (lediglich) eine verhältnismäßig geringe Menge an Brennstoff zurückgesaugt wer den, um die zweite Zone der Brennstoffzuleitung zu leeren. Dadurch kann die Rücksaug vorrichtung energiesparend betrieben werden, sodass insgesamt ein effizienter Betrieb der Brennstoffrücksaugung ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform beträgt eine maximale Volumenänderung des Brennstoffreser voirs der Rücksaugvorrichtung mindestens 6 ml, vorzugsweise mindestens 8 ml, weiter vorzugsweise mindestens 10 ml. 7
Unter einer maximalen Volumenänderung des Brennstoffreservoirs ist ein Brennstoff- oder Fluidvolumen zu verstehen, dass die Rücksaugvorrichtung maximal aufnehmen bzw. zu rücksaugen kann (ohne Berücksichtigung eines evtl vorhandenen konstruktionsbedingten Totvolumens). Durch eine derart dimensionierte maximale Volumenänderung des Brenn stoffreservoirs wird es ermöglicht, die zweite Zone der Brennstoffzuleitung vollständig oder nahezu vollständig zu entleeren, indem der verbliebene Brennstoff in der zweiten Zone in das Brennstoffreservoir (zurück)gesaugt bzw. aufgenommen wird. So wird eine Verduns tungsemission des Brennstoffs auf ein Minimum reduziert.
In einer Ausführungsform ist die Brennstoffzuleitung als im Wesentlichen unverzweigte Leitung, vorzugsweise umfassend höchstens ein T-Verbindungsstück, ausgebildet.
Unter einer unverzweigten Leitung ist hier zu verstehen, dass die Leitung keine weiteren fluidtransportierenden Äste oder Arme (Abzweigungen) aufweist oder lediglich aus einem (einzigen) durchgehenden Leitungsarm besteht. Insbesondere derart, dass die Brennstoff zuleitung (genau) einen (Brennstoff-)Eingang (quellenseitig) und (genau) einen (Brenn- stoff-)Ausgang (heizvorrichtungsseitig) aufweist und vorzugsweise keine weiteren Zu- oder Abflüsse aus oder in die Brennstoffzuleitung aufweist. Insbesondere ist das Brennstoffre servoir als ein (Teil-)Volumen der Brennstoffzuleitung ausgebildet. Jedoch kann die Brennstoffzuleitung durchaus flexibel ausgebildet sein und beispielsweise zumindest ab schnittsweise gekrümmt verlaufen oder mäandern. Durch die unverzweigte Ausgestaltung der Brennstoffzuleitung wird ein besonders störunanfälliger Betrieb insbesondere mit we nig Dampfblasenbildung im Brennstoff ermöglicht. Ebenso ergibt sich durch die unver zweigte oder nahezu (höchstens ein einziges T-Verbindungsstück) unverzweigte Ausge staltung der Brennstoffzuleitung ein besonders einfaches und unkompliziertes Fluidleitsys tem, so dass die Brennstoffrücksaugung stets unter wohldefinierten Bedingungen erfolgen kann, so dass eine Verdunstungsemission auf ein Minimum reduziert werden kann. Gleichzeitig kann die Brennstoffzuleitung auf diese einfache Weise besonders kosten günstig und wartungsarm realisiert werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Brennstoffzuleitung ein Zuleitungsrohr mit einem Eingang zum Eingeben von Brennstoff und einen Ausgang zum Ausgeben zu einer Brennkammer der Heizvorrichtung, wobei die Brennstoffzuleitung weiterhin eine Entlee rungseinrichtung zur teilweisen oder vollständigen Entleerung der Brennstoffzuleitung durch den Ausgang aufweist. 8
Mittels der Entleerungseinrichtung kann insbesondere bei Beendigung des Heizvorgangs, wenn kein Brennstoff mehr durch den Eingang zugeführt wird, die Brennstoffzuleitung zu sätzlich entleert werden. Somit wird die Brennstoffzuleitung für einen Ruhezustand in ei nen Zustand versetzt, in dem eine unkontrollierte Entleerung vermieden wird. Somit wird zum einen eine Verdunstungsemission, insbesondere eine Verdunstungsemission von Kohlenwasserstoffen, vermieden als auch eine Qualmentwicklung oder Geruchsbelästi gung bei einem erneuten Start der Heizvorrichtung vermieden. Bei dem Zuleitungsrohr kann es sich sowohl um ein gerades als auch ein gebogenes beziehungsweise mit Bie gungen versehenes Rohr handeln. Die Entleerungseinrichtung ist insbesondere so ausge legt, dass sie bei einem typischen Brennstoffdurchfluss während des normalen Betriebs der Heizvorrichtung funktionslos ist und erst bei stromaufwärtiger Absperrung eines Brennstoffzuflusses eine Funktion entfaltet.
In einer Ausführungsform umfasst die Entleerungseinrichtung eine Nukleationsvorrichtung, welche zur Bildung von Siedeblasen zumindest eine raue und/oder strukturierte Nuklea- tionsoberfläche umfasst.
Die Entleerungseinrichtung umfasst zweckmäßigerweise eine Nukleationsvorrichtung, welche zur Bildung von Siedeblasen zumindest eine raue und/oder strukturierte Nuklea- tionsoberfläche umfasst. Die raue und/oder strukturierte Nukleationsoberfläche umfasst insbesondere Erhebungen und/oder Vertiefungen mit einer Höhe von mindestens 0.006 mm. Durch die raue und/oder strukturierte Nukleationsoberfläche wird eine heterogene Keimbildung von Gasblasen aus dem flüssigen Brennstoff, insbesondere aus den leicht siedenden Brennstoffanteilen, bewirkt. Diese Funktion wird erst bei einer gegenüber ei nem Funktionszustand der Heizvorrichtung reduzierten Durchflussgeschwindigkeit des Brennstoffs durch eine längere Verweilzeit des Brennstoffs an der Nukleationsoberfläche (bei gegebener Temperatur) erreicht. Die Gasblasen schieben auch flüssige Anteile des Brennstoffes aus der Brennstoffzuleitung aus, so dass zumindest eine teilweise Entlee rung der Brennstoffzuleitung erfolgt.
Die Nukleationsvorrichtung kann in einer Ausgestaltung als separates Bauteil ausgestaltet sein, welches zwischen zwei Teilstücke der Brennstoffzuleitung zwischengeschaltet ist oder als Ausgang der Brennstoffzuleitung ausgestaltet ist. So kann die Nukleationsvorrich tung zum Beispiel ein Bauteil sein, welches zwischen zwei Zuleitungsrohrabschnitten an geordnet ist. 9 ln einer Ausführungsform umfasst die Entleerungseinrichtung ein Wärmezuführelement, welches an einer äußeren Mantelfläche des Zuleitungsrohrs und/oder an einer Außenflä che eines am Eingang des Zuleitungsrohrs angeordneten Anschlussstutzens angeordnet ist. Durch die Zuführung von Wärme wird die Temperatur erhöht, und somit die heteroge ne und homogene Keimbildung von Siedeblasen erleichtert.
Das Wärmezuführelement umfasst in einer Alternative ein aktives Heizelement, z.B. in Form einer Heizmanschette.
Das Wärmezuführelement umfasst in einer anderen oder zusätzlichen Alternative ein pas sives wärmeleitfähiges Element, welches Wärme von einer Wärmequelle zur äußeren Mantelfläche oder Außenfläche leitet. Das passive wärmeleitfähige Element kann insbe sondere eine Schlauchschelle umfassen oder sein.
In einer Ausgestaltung umfasst die Heizvorrichtung einen Hochtemperaturbereich sowie einen Niedertemperaturbereich, wobei die Heizbaugruppe sowie optional ein Wärmezu führelement und eine zweite Zone der Brennstoffzuleitung innerhalb des Hochtemperatur bereichs angeordnet sind, wobei die erste Zone der Brennstoffzuleitung im Niedertempe raturbereich angeordnet ist.
Hieraus ergeben sich dieselben Vorteile wie sie bereits im Zusammenhang mit der Brenn stoffzuleitung beschrieben wurden. Dabei ist ein wesentlicher Gedanke des Systems, dass der Brennstoff zurück in die erste Zone bzw. entsprechend hinter eine (gedachte) Wärme grenze zwischen dem Hochtemperaturbereich und dem Niedertemperaturbereich gesaugt werden kann, um ein Verdampfen von zurückgebliebenem Brennstoff zu vermeiden.
In einer Ausführungsform weist der Hochtemperaturbereich im Wesentlichen eine Tempe ratur oberhalb eines Siedepunkts des Brennstoffs auf und/oder der Niedertemperaturbe reich weist eine Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Brennstoffs, im Falle eines Mehrkomponentenbrennstoffs unterhalb einer Minimaltemperatur des Siedebereichs, auf.
Auf diese Weise kann der Brennstoff in die erste Zone zurückgesaugt werden und ist da mit (lediglich) einer Temperatur unterhalb seines Siedepunktes oder Siedebereiches aus gesetzt. Beispielsweise ist der Brennstoff auf diese Weise räumlich weit (genug) von der Heizerbaugruppe (die natürlich nach dem Heizvorgang eine gewisse Restwärme aufweist) oder anderen wärmeabstrahlenden Vorrichtungen (beispielsweise ein Fahrzeugmotor) 10 entfernt. Dadurch kann effektiv ein Verdampfen von Brennstoff in der Brennstoffzuleitung nach Beenden eines Heizvorgangs vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren zum Betreiben einer mobilen Heizvorrichtung, insbesondere Fahrzeug-Heizvorrichtung, gelöst, wobei das Ver fahren folgende Schritte umfasst: a) Beenden eines Heizvorgangs mit der Heizvorrichtung und/oder Beenden einer Brennstoffzufuhr von der Brennstoffquelle zu der Heizvorrichtung; b) Rücksaugen von in einer zweiten Zone der Brennstoffzuleitung verbliebenem Brennstoff in eine erste Zone der Brennstoffzuleitung, durch eine Volumenände rung eines Brennstoffreservoirs, das in der ersten Zone der Brennstoffzuleitung angeordnet ist.
Hieraus ergeben sich die selben Vorteile wie sie bereits im Zusammenhang mit der Heiz vorrichtung beschrieben wurden.
Merkmale der Heizvorrichtung sind auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar. Ebenso sind Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die erfindungsgemäße Heizvorrichtung übertragbar, indem die entsprechende Vorrichtung derart konfiguriert wird, dass sie zur Ausführung der entsprechenden Verfahrensmerkmale geeignet ist.
Der Beginn des Schrittes b) kann zeitgleich mit dem Schritt a) oder während des Schrittes a) oder nach Beendigung des Schrittes a) erfolgen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach Schritt b) folgende Schritte: c) Einleiten eines Heizvorgangs mit der Heizvorrichtung; d) Ausschieben des Brennstoffs aus dem Brennstoffreservoir in die Brennstoffzulei tung; e) Abbrennen zumindest eines Teils des ausgeschobenen Brennstoffes, insbesonde re des ganzen ausgeschobenen Brennstoffes. 11
In einer Ausführungsform erfolgt die Volumenänderung des Brennstoffreservoirs für das Ausschieben und/oder das Rücksaugen des Brennstoffs gedämpft in einem Zeitfenster von mindestens 0.3 s, vorzugsweise mindestens 0.5 s, weiter vorzugsweise von mindes tens 1 s.
Durch eine entsprechende Steuerung der Rücksaugvorrichtung kann die Brennstoff rücksaugung kontrolliert erfolgen. Dadurch wird ein schwingendes System vermieden und es kann sichergestellt werden, dass im Wesentlichen der gesamte Brennstoff kontrolliert und definiert aus der zweiten Zone abgesaugt wird. Auf diese Weise wird eine Brennstoff- Verdunstungsemission durch das Heizvorrichtung auf ein Minimum reduziert.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach Schritt a) folgende Schritte: f) Bildung von Siedeblasen im Brennstoff, insbesondere an einer Nukleationsoberflä- che, und Überführen zumindest eines Teils des in der Brennstoffzuleitung befindli chen Brennstoffes mittels der Siedeblasen in eine Brennkammer der Heizvorrich tung, g) Abbrennen des überführten Teils des Brennstoffes in der Brennkammer.
Nachfolgend wird die Erfindung auch hinsichtlich weiterer Einzelheiten, Merkmale und Vorteile beschrieben, die anhand der Figuren näher erläutert werden. Die beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, wie nachfolgend in den Figuren der Zeichnung gezeigt und anhand der Zeichnung beschrieben, sind nicht nur in der jeweils angegebe nen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung anwend bar, ohne dass damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung mit einer Brennstoffzuleitung mit einer Rücksaugvorrichtung,
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 , mit vergrößertem Brennstoffreservoir der Rücksaugvorrichtung und entleerter zweiter Zone der Brennstoffzuleitung, 12
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung Brennstoffzuleitung mit einer seriell bzw. in-line angeordneten Rücksaugvorrich tung,
Fig. 4 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, mit vergrößertem Brennstoffreservoir der seriell angeordneten Rücksaugvorrichtung und entleerter zweiter Zone der Brennstoffzuleitung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung umfassend eine Brennstoffzulei tung mit einem Hochtemperaturbereich und einem Niedertemperaturbereich,
Fig. 6 eine Verdampferaufnahmeanordnung in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 7 eine Explosionszeichnung einer Verdampferaufnahmeanordnung,
Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Rohr mit einer Nukleationsoberfläche an der Man telinnenfläche,
Fig. 9a einen Querschnitt durch ein Rohr mit einer Nukleationsoberfläche an einem zu sätzlichen Element,
Fig. 9b einen Querschnitt durch ein Rohr mit einer Nukleationsoberfläche an einem zu sätzlichen Element,
Fig. 10 Beispiele von Oberflächenmodifikationen,
Fig. 11 eine Verdampferaufnahmeanordnung in einer zweiten Ausgestaltung,
Fig. 12 eine Verdampferaufnahmeanordnung in einer dritten Ausgestaltung,
Fig. 13 eine Heizvorrichtung, und
Fig. 14 einen Verfahrensablauf.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 100 mit einer Brennstoffzulei tung 4 mit einer Rücksaugvorrichtung 60 gezeigt. Die Heizvorrichtung 100 umfasst eine - 13 -
Heizerbaugruppe 1 und eine Brennstoffzuleitung 4. Die Brennstoffzuleitung 4 ist hier mit einer Brennstoffquelle 50 verbunden.
Die Brennstoffzuleitung 4 verläuft von einer Brennstoffquelle 50 zu einer Heizerbaugruppe 1. Dabei ist die Brennstoffzuleitung 4 als eine Brennstoffversorgung der Heizerbaugruppe 1 von der Brennstoffquelle 50 zu der Heizerbaugruppe 1 verlaufend ausgebildet, um die Heizvorrichtung 100 mit Brennstoff B aus der Brennstoffquelle 50 zu versorgen.
Die Heizvorrichtung 100 sowie die Brennstoffzuleitung 4 ist prinzipiell dergestalt, wie in den Ausführungsbeispielen zuvor beschreiben.
Die Brennstoffquelle 50 umfasst einen Brennstofftank 51 sowie eine Dosierpumpe 52.
Der Brennstofftank 51 ist mit Brennstoff B befüllt oder befüllbar. Dieser Brennstoff B kann aus dem Brennstofftank 51 mit der Dosierpumpe 52 der Brennstoffzuleitung 4 zugeführt werden, um über die Brennstoffzuleitung 4 zu der Heizerbaugruppe 1 befördert zu werden.
Die Brennstoffzuleitung 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine erste Zone 4a und eine zweite Zone 4b auf. In den Figuren 1 bis 5 ist eine Trennung der beiden Zonen 4a, 4b durch eine dicke gestrichelte schwarze Linie verdeutlicht.
In der ersten Zone 4a der Brennstoffzuleitung ist die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 angeordnet, die ein Brennstoffreservoir AV aufweist.
Die Rücksaugvorrichtung 60 ist dazu ausgebildet, mittels einer Volumenänderung bzw. einer Volumenvergrößerung des Brennstoffreservoirs AV, Brennstoff B aus der zweiten Zone 4b, in die erste Zone 4a - insbesondere zumindest größtenteils in das Brennstoffre servoir AV - zurück zu saugen, um die zweite Zone 4b im Wesentlichen vollständig (von Brennstoff B) zu entleeren.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 bzw. deren Brennstoffreservoir AV durch einen Hohlraum 61 und einen darin beweglich gela gerten Kolben 62 ausgebildet.
Beispielsweise bilden der Hohlraum 61 und der Kolben 62 eine Vorrichtung, die im We sentlichen dem Prinzip einer Spritze ähnelt. - 14 -
Über eine Volumenänderung bzw. eine Volumenvergrößerung des Brennstoffreservoirs AV durch Bewegen des Kolbens 62 kann der Brennstoff B aus der zweiten Zone 4b abge saugt werden, um die zweite Zone 4b im Wesentlichen vollständig zu entleeren.
Zur Bewegung des Kolbens 62 bzw. zur Änderung des Volumens des Brennstoffreservoirs AV kann die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 mindestens einen (elektrischen) Aktuator - beispielsweise einen Stellmotor- aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 eine (elektrische) Binärschalteinrichtung - beispielsweise einen Magnetschalter - zur Bewegung des Kol bens 62 bzw. zur Änderung des Volumens des Brennstoffreservoirs AV aufweisen.
Mittels einer entgegengesetzten Volumenänderung bzw. Volumenverkleinerung des Brennstoffreservoirs AV über eine entsprechende Bewegung des Kolbens 62 kann der Brennstoff B aus dem Brennstoffreservoir AV zurück in die Brennstoffzuleitung 4 und in die zweite Zone 4b (zur Heizvorrichtung 1 hin) ausgeschoben werden.
Die Volumenänderung des Brennstoffreservoirs AV kann optional z.B. mittels einer Steu ereinrichtung gezielt so gesteuert werden, dass dadurch ein schwingendes System ver mieden wird und sichergestellt werden kann, dass im Wesentlichen der gesamte Brenn stoff kontrolliert und definiert aus der zweiten Zone 4b abgesaugt (oder in diese einge bracht) wird und/oder das beim Zurücksaugen oder beim Ausschieben von Brennstoff B keine Blasen im Brennstoff B entstehen können. Dazu erfolgt gemäß dem Ausführungs beispiel das Ausschieben und/oder das Rücksaugen des Brennstoffs B in einem Zeitfens ter von mindestens 0.3 s, vorzugsweise mindestens 0.5 s, weiter vorzugsweise von min destens 1 s.
Je nach eingesetztem Brennstoff B kann ein Innendurchmesser der Brennstoffzuleitung 4 variieren. Beispielsweise kann ein Innendurchmesser der Brennstoffzuleitungen 4 zwi schen 0.5 mm und 4 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 3 mm, weiter vorzugsweise von 1 mm bis 3 mm liegen.
Ein Abstand bzw. eine Leitungslänge zwischen der Rücksaugvorrichtung 60 und der Heiz vorrichtung 1 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel höchstens 1 m, vorzugsweise höchstens 0.8 m, weiter vorzugsweise höchstens 0.6 m. Zudem weist vorzugsweise die - 15 - zweite Zone 4b der Brennstoffzuleitung 4 ein kleineres Leitungsvolumen auf als die erste Zone 4a.
Insgesamt ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel dadurch eine maximale Volumenän derung des Brennstoffreservoirs AV der Rücksaugvorrichtung 60 von mindestens 6 ml, vorzugsweise mindestens 8 ml, weiter vorzugsweise mindestens 10 ml.
Die maximale Volumenänderung des Brennstoffreservoirs AV ist jedenfalls so dimensio niert, dass es mindestens das Leitungsvolumen der zweiten Zone 4b fasst.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 beispiels weise über ein einziges T-Verbindungsstück mit der Brennstoffzuleitung 4 verbunden, derart, dass das Brennstoffreservoir AV ein Teilvolumen der Brennstoffzuleitung 4 bildet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 in tegral an die Brennstoffzuleitung 4 angeformt sein.
Fig. 2 zeigt das zuvor im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Ausführungsbeispiel der Brennstoffzuleitung 4 mit einer Rücksaugvorrichtung 60 in einem anderen Zustand. In Fig. 2 ist ein Zustand der Brennstoffzuleitung 4 dargestellt, in dem der gesamte Brennstoff B aus der zweiten Zone 4b der Brennstoffzuleitung 4 zurück in die erste Zone 4a gesaugt wurde. Der wesentliche Anteil des zurückgesaugten Brennstoffs B wird dabei in das Brennstoffreservoir AV der Rücksaugvorrichtung 60 aufgenommen. Unter einem wesentli chen Anteil des zurückgesaugten Brennstoffs B ist mindestens 80%, vorzugsweise min destens 90%, weiter vorzugsweise mindestens 95% des Leitungsvolumens des zweiten Abschnitts 4b zu verstehen.
Durch eine Volumenverkleinerung des Brennstoffreservoirs AV kann der Brennstoff B zu rück in die zweite Zone 4b der Brennstoffzuleitung 4 ausgeschoben werden, um einen Heizvorgang mit der Heizvorrichtung 1 zu starten.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 in der Nähe einer Verbindung zur Brennstoffquelle 50, insbesondere in der Nähe der Dosier pumpe 52, angeordnet sein. Derart wird die zweite Zone 4b der Brennstoffzuleitung 4 durch einen gesamten Leitungsabschnitt zwischen Heizerbaugruppe 1 und Dosierpumpe 52 gebildet. Auf diese Weise kann ein gesamter Leitungsabschnitt zwischen Heizerbau- - 16 - gruppe 1 und Dosierpumpe 52 mittels der Brennstoffrücksaugvorrichtung 60 im Wesentli chen vollständig entleert werden.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Brennstoffzuleitung 4 mit einer alterna tiven Ausgestaltung einer Rücksaugvorrichtung 60.
Anstelle einer Rücksaugvorrichtung 60 mit einem Hohlraum 61 und darin beweglichen Kolben 62, weist die Brennstoffzuleitung 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Rück saugvorrichtung 60 auf, die durch einen (reversibel) verformbaren Zuleitungsabschnitt 63 in der Brennstoffzuleitung 4 ausgebildet ist.
Für die prinzipielle Funktionsweise und weitere Merkmale der Brennstoffzuleitung wird explizit auf das zuvor in Fig. 1 und 2 beschriebene Ausführungsbeispiel verwiesen.
Der verformbare Zuleitungsabschnitt 63 weist eine Formgedächtniseinrichtung, wie bei spielsweise eine Formgedächtnislegierung, auf einem entsprechenden Mantelabschnitt der Brennstoffzuleitung 4 auf. Alternativ kann der entsprechende Mantelabschnitt der Brennstoffzuleitung 4 (direkt) aus der Formgedächtniseinrichtung bestehen bzw. daraus ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich weist der verformbare Zuleitungsabschnitt 63 mindestens eine piezoelektrische Schalteinrichtung zur Volumenänderung des Brennstoffreservoirs auf.
Allgemein ist der verformbare Zuleitungsabschnitt 63 so ausgebildet, dass er (basierend auf einem empfangenen elektrischen Signal) seine Form und somit sein Volumen verän dern kann.
Insbesondere kann der verformbare Zuleitungsabschnitt 63 so ein Brennstoffreservoir AV (seriell in der Brennstoffzuleitung 4) ausbilden bzw. vergrößern oder verkleinern.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine mögliche Vergrößerung des verformba ren Zuleitungsabschnitts 63 bzw. des entsprechenden Brennstoffreservoirs AV mit gestri chelten Linien angedeutet.
Durch eine Volumenänderung bzw. eine Vergrößerung des verformbaren Zuleitungsab schnitts 63 bzw. dessen Brennstoffreservoirs AV kann Brennstoff B aus der zweiten Zone - 17 -
4b der Brennstoffzuleitung 4 in die erste Zone 4a (insbesondere größtenteils in das Brennstoffreservoir AV) zurückgesaugt werden.
Auf diese Weise kann die Brennstoffzuleitung 4 mit einer Rücksaugvorrichtung 60 als eine einzige unverzweigte Fluidleitung ausgebildet sein.
In Fig. 4 ist die Brennstoffzuleitung 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 in einem Zustand mit vergrößertem Brennstoffreservoir bzw. vergrößertem verformbaren Zulei tungsabschnitt 63 dargestellt.
Auf diese Weise ist der gesamte Brennstoff B aus der zweiten Zone 4b der Brennstoffzu leitung 4 zurück in die erste Zone 4a gesaugt. Der wesentliche Anteil des zurückgesaug ten Brennstoffs B wird dabei in das Brennstoffreservoir AV der Rücksaugvorrichtung 60 aufgenommen. Unter einem wesentlichen Anteil des zurückgesaugten Brennstoffs B ist mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, weiter vorzugsweise mindestens 95% des Leitungsvolumens des zweiten Abschnitts 4b zu verstehen.
Durch eine Volumenverkleinerung des Brennstoffreservoirs AV kann der Brennstoff B zu rück in die zweite Zone 4b der Brennstoffzuleitung 4 ausgeschoben werden, um einen Heizvorgang mit der Heizvorrichtung 100 zu starten.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Heizvorrichtung 100 mit einer Heizerbaugruppe 1 und einer Brennstoffzuleitung 4 dargestellt, welche in einem System angeordnet sind.
Das System kann beispielweise Teil eines (Kraft-)Fahrzeugs sein.
Die Heizvorrichtung 100 wie auch das System weist einen Hochtemperaturbereich HT und einen Niedertemperaturbereich NT auf. Wobei der Hochtemperaturbereich HT dadurch gekennzeichnet ist, dass in diesem Hochtemperaturbereich diejenigen Geräte oder Vor richtungen angeordnet sind, die Abwärme produzieren. Insbesondere derart, dass eine Temperatur in dem Hochtemperaturbereich HT über einem Siedepunkt des verwendeten Brennstoffs B liegt. Beispielsweise ist die Heizerbaugruppe 1 in dem Hochtemperaturbe- riech HT angeordnet. Zudem kann der Hochtemperaturbereich HT weitere wärmeabstrah- lende Vorrichtungen 70, 80 wie beispielsweise einen Fahrzeugmotor aufweisen. In einer Ausgestaltung kann eine wärmeabstrahlende Vorrichtung 70, 80 über ein Wärmezu- führelement 28 mit der Brennstoffzuleitung 4 verbunden sein. - 18 -
Der Niedertemperaturbereich NT ist dadurch gekennzeichnet, dass eine darin überwie gend vorherrschende Temperatur unterhalb eines Siedepunktes bzw. Siedebereichs des verwendeten Brennstoffs B liegt.
Die zweite Zone 4b der Brennstoffzuleitung ist somit so lang, dass während eines Betriebs der Heizerbaugruppe 1 ein Siedepunkt bzw. Siedebereich des verwendeten Brennstoffs B zumindest temporär erreicht werden kann. Die erste Zone 4a hat einen solchen Abstand von der Heizerbaugruppe 1 und ggf. weiteren Wärmequellen, dass eine darin überwie gend vorherrschende Temperatur unterhalb eines Siedepunktes bzw. Siedebereichs des verwendeten Brennstoffs B liegt.
Die Brennstoffzuleitung 4 umfasst in der ersten Zone 4a eine Rücksaugvorrichtung 60.
Die Rücksaugvorrichtung 60 ist dazu ausgebildet, mittels einer Volumenänderung bzw. einer Volumenvergrößerung des Brennstoffreservoirs AV, Brennstoff B aus der zweiten Zone 4b, in die erste Zone 4a - insbesondere zumindest größtenteils in das Brennstoffre servoir AV - zurück zu saugen, um die zweite Zone 4b im Wesentlichen vollständig (von Brennstoff B) zu entleeren.
Derart kann die Rücksaugvorrichtung 60 den Brennstoff B aus einem Hochtemperaturbe- reich HT in einen Niedertemperaturbereich NT zurücksaugen.
So wird es ermöglicht, ein Verdampfen von in der Brennstoffzuleitung 4 verbliebenem Brennstoff 4 (beispielsweise nach Beenden eines Heizvorgangs) zu vermeiden.
Obwohl in Fig. 5 die Brennstoffquelle 50 in dem Niedertemperaturbereich NT angeordnet ist, kann sie alternativ auch außerhalb des Niedertemperaturbereichs NT sein. Entschei dend ist (lediglich) die Anordnung der Rücksaugvorrichtung 60 in dem/einen Niedertempe raturbereich NT.
Nachfolgend wird die Heizvorrichtung 100 und eine Verbindung von Brennstoffzuleitung 4 und Heizerbaugruppe 1 näher beschrieben.
Fig. 6 zeigt eine Verdampferaufnahmeanordnung als Teil einer Heizvorrichtung 100 in einer ersten Ausgestaltung. Die Verdampferaufnahmeanordnung umfasst einen Verdamp- - 19 - feraufnahmekörper 2 und einen Abschnitt der Brennstoffzuleitung 4. Der Verdampferauf nahmekörper 2 ist zum Aufnehmen eines Verdampferelements 3 zum Verteilen und Ver dampfen flüssigen Brennstoffs ausgelegt. Ein Verdampferelement 3 kann zum Beispiel aus einem Metallgitter oder einem porösen Material mit einer großen Oberfläche gebildet sein. Der Verdampferaufnahmekörper 2 weist einen Bodenbereich 6 und eine Umfangs wandung 8 mit einer Mehrzahl von Luftzufuhröffnungen 41 auf. Die Luftzufuhröffnungen 41 können insbesondere in einer Umfangswandung 8 in einer oder mehreren Reihen an geordnet sein.
Das Verdampferelement 3 kann, wie in der Explosionszeichnung in Fig. 7 dargestellt, mit tels eines Befestigungselements 40 in den Verdampferaufnahmekörper 2 eingelegt und befestigt werden.
In einer Umfangswandung 8 des Verdampferaufnahmekörpers 2 ist weiterhin eine Aus nehmung 42 für einen Glühstift vorgesehen.
Die Brennstoffzuleitung 4 umfasst ein Zuleitungsrohr 5. Dabei können die Brennstoffzulei tung 4 und das Zuleitungsrohr 5 in einem Ausführungsbeispiel integral bzw. stoffschlüssig miteinander verbunden sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können Brenn stoffzuleitung 4 und Zuleitungsrohr 5 (zunächst) separate Module darstellen, die (bei der Montage) miteinander verbunden werden. Beispielsweise können Zuleitungsrohr 5 und Brennstoffzuleitung 4 zumindest abschnittsweise in einander eingeführt (eingesteckt) wer den und abdichtend verbunden werden. Das Zuleitungsrohr 5 weist einen Eingang 14 und einen Ausgang 16 auf. Der Eingang 14 ist mit einem Anschlussstutzen 18 versehen und der Ausgang 16 des Zuleitungsrohrs 5 mündet zentral in den Bodenbereich 6 des Ver dampferaufnahmekörpers 2. In der dargestellten Ausführungsform ist das Zuleitungsrohr 5 mit dem Verdampferaufnahmekörper 2 verschweißt.
Die Brennstoffzuleitung 4, insbesondere das Brennstoffzuleitungsrohr 5, ist mit einer Nuk- leationsvorrichtung 20 versehen. Fig. 8 zeigt eine erste Ausgestaltung einer Nukleations- vorrichtung 20. Das Brennstoffzuleitungsrohr 5 weist eine innere Mantelfläche 11 und eine äußere Mantelfläche 12 auf. Die innere Mantelfläche 11 weist eine Nukleationsoberfläche 22 auf. In der hier gezeigten Darstellung erstreckt sich die Nukleationsoberfläche 22 in Umfangsrichtung vollflächig über die innere Mantelfläche. Eine solche Nukleationsoberflä che 22 weist Vorsprünge und/oder Vertiefungen auf, welche als Keimstellen zur heteroge nen Nukleation von Gasblasen, insbesondere aus leichtsiedenden Bestandteilen des 20
Brennstoffs, dienen. Die Nukleationsoberfläche 22 ist insbesondere eine wie in Fig. 10 a) bis f) beispielhaft dargestellte raue oder strukturierte Oberfläche.
Fig. 9a zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Brennstoffzuleitung. In dieser Ausgestal tung ist ein weiteres Element 24 in Form eines Verdrängerdrahtes 26 im Zuleitungsrohr 5 angeordnet. Ein solcher Verdrängerdraht 26 erstreckt sich über einen Teil oder das ge samte Zuleitungsrohr 5 und ist in diesem ortsfest befestigt. Dieses weitere Element 24 ist mit einer Nukleationsoberfläche 22 versehen, welche insbesondere eine wie in Fig. 10 a) bis f) beispielhaft dargestellte raue oder strukturierte Oberfläche ist. Die Nukleationsober fläche 22 kann auf allen Oberflächen des Verdrängerdrahtes 26, die sich parallel zu einer Längsachse des Verdrängerdrahtes 26 erstrecken, angeordnet sein, oder nur auf einem Teil davon, insbesondere einseitig oder zweiseitig.
Fig. 9b zeigt eine Ausgestaltung einer Brennstoffzuleitung. In dieser Ausgestaltung um fasst die Brennstoffzuleitung 4 ein erstes Zuleitungsrohr 5a und ein zweites Zuleitungsrohr 5b. In die Brennstoffzuleitung 4 ist ein Bauelement 32 eingeschaltet. Das Bauelement 32 hat einen zylindrischen Innenraum. Ein innerer Durchmesser ist hier geringer dargestellt als der des ersten Zuleitungsrohrs 5a und des zweiten Zuleitungsrohrs 5b. Dieses ist je doch optional und könnte auch gleich oder größer sein. Auf einer inneren Oberfläche des Bauelements 32 ist eine Nukleationsoberfläche 22, wie bei den vorherbeschriebenen Aus gestaltungen. Alternativ oder zusätzlich können in dem Bauteil ein oder mehrere Körper angeordnet sein, welche vorzugsweise aus Glas oder Keramik gebildet sind und/oder in Form von Plättchen, Stäbchen, Hülsen, Röhrchen, Perlen und/oder Steinen vorliegen.
Fig. 11 zeigt schematisch eine Ausgestaltung von einer Verdampferaufnahmeeinrichtung. Der Verdampferaufnahmekörper 2 weißt bodenseitig eine zentrale Öffnung auf, welche von dem Verdampferelement 3 überlagert wird. Dabei ist das Zuleitungsrohr 5 der Brenn stoffzuleitung 4 in Fig. 11 am Ausgang 16 des Zuleitungsrohrs 5 direkt mit dem Bodenbe reich 6 des Verdampferaufnahmekörpers 2 verschweißt.
Fig. 12 zeigt beispielhaft eine Ausgestaltung, in der an einer äußeren Mantelfläche 12 des Zuleitungsrohrs 4 ein Wärmezuführelement 28 angeordnet ist. Das Wärmezuführelement 28 ist insbesondere als passives Element oder aktives Heizelement 30 ausgestaltet. Alter nativ kann ein Wärmezuführelement 28 auch an der in Fig. 6 dargestellten Außenfläche 19 des Anschlussstutzens 18 angeordnet sein. Neben der gezeigten einstückigen Ausgestal tung von Verdampferaufnahmekörper 2 und Zuleitungsrohr 5 kann das Zuleitungsrohr 5 auch in bekannter Weise mit dem Verdampferaufnahmekörper 2 verbunden sein. Dazu - 21 kann der Verdampferaufnahmekörper 2 insbesondere ein Rohranschlussstück mit einer Verbindungsvorrichtung aufweisen.
Fig. 13 zeigt eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung 100 mit einer Heizerbaugruppe 1 mit einem Verdampferverbrenner. Mit dem Bezugszeichen 50 ist eine Brennstoffquelle, insbe sondere eine mit einem Brennstofftank verbundene Dosierpumpe bezeichnet. Zwischen Brennstoffquelle 50 und Heizerbaugruppe 1 ist die Brennstoffzuleitung 4 angeordnet. Ein Anschlussstutzen 18 ist an einem Eingang 14 eines Zuleitungsrohrs 5 angeordnet. Der Anschlussstutzen 18 ist weiterhin mit einer flexiblen Leitung 48 verbunden. Im Zuleitungs rohr 5 ist die Entleerungseinrichtung 10 angeordnet, welche hier beispielhaft ein in das Zuleitungsrohr 5 eingeschaltetes Bauteil 32 umfasst. Das Bauteil 32 kann die Nukleations- vorrichtung 20 umfassen, wie auch in Fig. 9b dargestellt. Wenn kein Bauteil 32 als separa tes Bauteil 32 vorgesehen ist, kann die Nukleationsvorrichtung 20 auch durch im Zulei tungsrohr 5 angeordnete Nukleationsoberflächen 22, wie z.B. in den Fig. 8 oder 9a darge stellt, vorgesehen sein. Die Entleerungseinrichtung 10 kann weiterhin ein Wärmezu- führelement 28 umfassen, welches insbesondere am Zuleitungsrohr 5 z.B. auch alternativ zum Bauteil 32 angeordnet ist.
Am Ausgang 16 des Zuleitungsrohrs 5 schließt sich der Verdampferaufnahmekörper 2 an. Der Verdampferaufnahmekörper 2 weist einen Bodenbereich 6 auf und eine Umfangs wandung 8. In dem Verdampferaufnahmekörper 2 ist ein Verdampferelement 3 angeord net. Stromabwärts sind in der Umfangswandung 8 Luftzufuhröffnungen 41 angeordnet, mittels derer Brennluft in die Brennkammer 9 geleitet wird. Die Brennluft kann beispiels weise in einem Bereich um das Zuleitungsrohr 5 in eine Vorkammer 43 und dann über eine weitere Kammer 44 zu den Luftzuführöffnungen 41 geleitet und weiter in die Brenn kammer 9 geleitet werden. Wärmetauscher und eine Abgasführung sind nicht dargestellt.
Die dargestellten Größenverhältnisse und Rohrlängen sind nicht limitierend, sondern kön nen an die tatsächlichen Längen und Größenverhältnisse angepasst werden. Insbesonde re können die Rohre auch Biegungen aufweisen, welche bei der Verlegung z.B. im Fahr zeug notwendig sein können.
Fig. 14 stellt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahren dar, wobei die sequentielle Reihung den Beginn der jeweiligen Schritte (a), b), c), ...) darstellt In Schritt a) wird ein Heizvorgang beendet und/oder eine Brennstoffzufuhr von der Brennstoffquelle 50 zu der Heizvorrichtung beendet. Dieses kann z.B. durch einen Nutzereingabebefehl oder zeitge steuert erfolgen. 22
In Schritt b) wird restlicher/verbliebener Brennstoff aus einer zweiten Zone 4b der Brenn stoffzuleitung 4 in eine erste Zone 4a der Brennstoffzuleitung 4, durch eine Volumenände rung eines Brennstoffreservoirs AV, das in der ersten Zone 4a der Brennstoffzuleitung 4 angeordnet ist, zurückgesaugt. Hierfür wird eine Rücksaugsaugvorrichtung 60 entspre chend angesteuert. Schritt b) kann mit Schritt a) zumindest teilweise überlappend erfol gen.
Optional kann in einem nachfolgenden Schritt c) ein Heizvorgang mit der Heizeinrichtung 100 wieder eingeleitet werden. Beispielsweise (wieder) durch einen entsprechenden Nut zereingabebefehl oder zeitgesteuert.
Daraufhin kann in einem Schritt d) der Brennstoff B aus dem Brennstoffreservoir AV wie der in die Brennstoffzuleitung 4 ausgeschoben werden, so dass in einem Schritt e) zumin dest ein Teil des ausgeschobenen Brennstoffes (B) abgebrannt werden kann.
Eine entsprechende Volumenänderung des Brennstoffreservoirs AV für das Ausschieben und/oder das Rücksaugen des Brennstoffs B erfolgt vorzugsweise gedämpft in einem Zeit fenster von mindestens 0.3 s, vorzugsweise mindestens 0.5 s, weiter vorzugsweise von mindestens 1 s.
Alternativ oder zusätzlich können nach Schritt a) die Schritte f) und g) ausgeführt werden (in Fig. 14 nicht dargestellt).
Dazu kann insbesondere eine stromaufwärtige Dosierpumpe ausgeschaltet werden oder ein stromaufwärtiges Absperrventil geschlossen. Somit wird eine Fließgeschwindigkeit des Brennstoffes reduziert.
In Schritt f) werden Siedeblasen im Brennstoff B, insbesondere an einer Nukleationsober- fläche 22, gebildet und zumindest ein Teil des in der Brennstoffzuleitung 4 befindlichen Brennstoffes B mittels der Siedeblasen in die Brennkammer 9 überführt. Dabei werden Siedeblasen homogen durch eine Wärmezufuhr z.B. über die Abwärme des Brenners und ggf. einem oder mehreren Wärmezuführelementen 28 und/oder heterogen an der rauen oder strukturierten Nukleationsoberfläche 22 gebildet. Diese Erwärmung des Brennstoffes B kommt nur bei der geringeren Fließgeschwindigkeit des Brennstoffes B zum Tragen. Die Bildung von Siedeblasen führt zu einer Volumenvergrößerung des Brennstoffes B in der - 23 -
Brennstoffzuleitung 4, insbesondere dem Zuleitungsrohr 5, so dass Brennstoff B durch den Ausgang des Zuleitungsrohrs 5 insbesondere in ein Verdampferelement 3 gedrückt wird. In Schritt g) wird der überführte Teil des Brennstoffes B in der Brennkammer 9 der Heizvorrichtung 100 verbrannt. Somit wird die Brennstoffzuleitung 4 zumindest teilweise entleert.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich allei ne gesehen und in jeder Kombination, insbesondere der in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden.
- 24 -
Bezugszeichenliste:
1 Heizerbaugruppe
2 Verdampferaufnahmekörper
3 Verdampferelement
4 Brennstoffzuleitung
4a erste Zone
4b zweite Zone
5 Zuleitungsrohr
6 Bodenbereich
8 Umfangswandung
9 Brennkammer
10 Entleerungseinrichtung
11 innere Mantelfläche
12 äußere Mantelfläche
14 Eingang
16 Ausgang
18 Anschlussstutzen
19 Außenfläche des Anschlussstutzens
20 Nukleationsvorrichtung
22 Nukleationsoberfläche
24 weiteres Element
26 Verdrängerdraht
28 Wärmezuführelement
30 Heizelement
32 Bauteil
40 Befestigungselement
41 Luftzufuhröffnung
42 Ausnehmung
43 Vorkammer
44 weitere Kammer - 25 -
B Brennstoff
50 Brennstoffquelle
51 Brennstofftank
52 Dosierpumpe
60 Rücksaugvorrichtung
AV B re n n Stoff rese rvo i r
61 Hohlraum
62 Kolben 63 verformbarer Zuleitungsabschnitt
70, 80 wärmeabstrahlende Vorrichtung(en) 100 Heizvorrichtung HT Hochtemperaturbereich NT Niedertemperaturbereich

Claims

- 26 - Ansprüche
1. Mobile Heizvorrichtung (100), insbesondere Fahrzeug-Heizvorrichtung, umfassend eine Heizerbaugruppe (1) mit einer Brennkammer (9) und eine Brennstoffzuleitung (4) zum Zuführen flüssigen Brennstoffs zur Heizer baugruppe (1), wobei die Heizerbaugruppe (1) insbesondere eine Verdampferaufnahmeanord nung für die Verdampfung von flüssigem Brennstoff umfassend einen Verdampferauf nahmekörper (2) zum Aufnehmen eines Verdampferelements (2) zum Verteilen und Ver dampfen flüssigen Brennstoffs umfasst, wobei die Brennstoffzuleitung (4) eine erste (4a) und eine zweite Zone (4b) aufweist, wobei die Brennstoffzuleitung (4) in der ersten Zone (4a) eine Rücksaugvorrichtung (60) aufweist, die ein Brennstoffreservoir (AV) umfasst, wobei die Rücksaugvorrichtung (60) dazu ausgebildet ist, mittels einer Volumenänderung des Brennstoffreservoirs (AV), Brennstoff (B) aus der zweiten Zone (4b), insbesondere vollständig, in die erste Zone (4a) zurück zu saugen.
2. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Brennstoffreservoir (AV) durch mindestens einen Hohlraum (61) sowie mindestens einen beweglichen Kolben (62) aus gebildet ist, derart, dass der aus der zweiten Zone (4b) zurückgesaugte Brennstoff (B) zumindest teilweise in dem Brennstoffreservoir (AV) aufnehmbar ist.
3. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Rücksaugvorrichtung (60) min destens einen Aktuator, insbesondere mindestens einen Stellmotor und/oder eine Binär schalteinrichtung, zur Volumenänderung des Brennstoffreservoirs (AV) aufweist.
4. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Brennstoffreservoir (AV) durch mindestens einen verformbaren Zuleitungsabschnitt (63), der vorzugsweise seriell in der Brennstoffzuleitung (4) angeordnet ist, ausgebildet ist, derart, dass der aus der zweiten Zone (4b) zurückgesaugte Brennstoff(B) zumindest teilweise in dem Brennstoffreservoir (AV) aufnehmbar ist. - 27 -
5. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der verformbare Zuleitungsabschnitt (63) eine Formgedächtniseinrichtung und/oder eine piezoelektrische Schalteinrichtung umfasst.
6. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Rücksaug vorrichtung (60) eine Steuerung umfasst oder mit einer Steuerung verbunden ist.
7. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Brenn stoffzuleitung (4) einen Innendurchmesser von 0.5 mm bis 4 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 4 mm, weiter vorzugsweise von 1 mm bis 3 mm, aufweist.
8. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Leitungs länge der Brennstoffzuleitung (4) zwischen der Rücksaugvorrichtung (60), insbesondere dem Brennstoffreservoir (AV) der Rücksaugvorrichtung (60), und der Heizerbaugruppe (1), höchstens 1 m, vorzugsweise höchstens 0.8 m, weiter vorzugsweise höchstens 0.6 m, beträgt.
9. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Zo ne (4b) der Brennstoffzuleitung (4) ein kleineres Leitungsvolumen aufweist als die erste Zone (4a) der Brennstoffzuleitung (4).
10. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine maximale Volumenänderung des Brennstoffreservoirs (AV) der Rücksaugvorrichtung (60) mindes tens 6 ml, vorzugsweise mindestens 8 ml, weiter vorzugsweise mindestens 10 ml, beträgt.
11. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Brenn stoffzuleitung (4) als im Wesentlichen unverzweigte Leitung, vorzugsweise umfassend höchstens ein T-Verbindungsstück, ausgebildet ist.
12. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein Zulei tungsrohr (5) mit einen Eingang (14) zum Eingeben von Brennstoff und einen Ausgang (16) zum Ausgeben zu einer Brennkammer (9) der Heizvorrichtung (100), wobei die Brennstoffzuleitung (4) weiterhin eine Entleerungseinrichtung (10) zur teilweisen oder voll ständigen Entleerung der Brennstoffzuleitung (4) durch den Ausgang (16) aufweist. - 28 -
13. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei die Entleerungseinrichtung (10) eine Nukleationsvorrichtung (20) umfasst, welche zur Bildung von Siedeblasen zumindest eine raue und/oder strukturierte Nukleationsoberfläche (22) umfasst.
14. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 13, wobei die Entleerungseinrichtung (10) ein Wärmezuführelement (28) umfasst, welches an einer äußeren Mantelfläche (12) des Zu leitungsrohrs (5) und/oder an einer Außenfläche (19) eines am Eingang (14) des Zulei tungsrohrs (5) angeordneten Anschlussstutzens (18) angeordnet ist.
15. Heizvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend ei nen Hochtemperaturbereich (HT) und einen Niedertemperaturbereich (NT), wobei die Hei zerbaugruppe (1) eine zweite Zone (4b) der Brennstoffzuleitung sowie optional ein Wär mezuführelement (28) innerhalb des Hochtemperaturbereichs (HT) angeordnet sind, wo bei die erste Zone (4a) der Brennstoffzuleitung (4) im Niedertemperaturbereich (NT) an geordnet ist.
16. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei der Hochtemperaturbereich (HT) im Wesentlichen eine Temperatur oberhalb eines Siedepunktes oder oberhalb einer Mini maltemperatur eines Siedebereiches des Brennstoffs (B) aufweist und/oder wobei der Niedertemperaturbereich (LT) eine Temperatur unterhalb des Siedepunktes oder unter halb eines Siedebereiches des Brennstoffs (B) aufweist.
17. Verfahren zum Betreiben einer mobilen Heizvorrichtung, insbesondere für eine Heizvorrichtung (100) mit einem Verdampferverbrenner, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine vollständige oder teilweise Entleerung einer Brennstoffzuleitung (4) der Heizvorrichtung (100), folgende Schritte umfasst: a) Beenden eines Heizvorgangs mit der Heizvorrichtung (100) und/oder Been den einer Brennstoffzufuhr von einer Brennstoffquelle (50) zu der Heizvorrichtung (100); b) Rücksaugen von in einer zweiten Zone (4b) der Brennstoffzuleitung (4) ver bliebenem Brennstoff (B) in eine erste Zone (4a) der Brennstoffzuleitung (4), durch eine Volumenänderung eines Brennstoffreservoirs (AV), das in der ersten Zone (4a) der Brenn stoffzuleitung (4) angeordnet ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Verfahren nach Schritt b) folgende Schrit te umfasst: c) Einleiten eines Heizvorgangs mit der Heizvorrichtung (100); - 29 - d) Ausschieben des Brennstoffs (B) aus dem Brennstoffreservoir (AV) in die Brennstoffzuleitung (4); e) Abbrennen zumindest eines Teils des ausgeschobenen Brennstoffes (B), insbesondere des ganzen ausgeschobenen Brennstoffes (B).
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Volumenänderung des Brennstoff reservoirs (AV) für das Ausschieben und/oder das Rücksaugen des Brennstoffs (B) in ei nem Zeitfenster von mindestens 0.3 s, vorzugsweise mindestens 0.5 s, weiter vorzugs weise von mindestens 1 s, erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Verfahren nach Schritt a) folgende Schritte umfasst: f) Bildung von Siedeblasen im Brennstoff, insbesondere an einer Nuklea- tionsoberfläche (22), und Überführen zumindest eines Teils des in der Brennstoffzuleitung befindlichen Brennstoffes (B) mittels der Siedeblasen in eine Brennkammer (9) der Heiz vorrichtung (100), g) Abbrennen des überführten Teils des Brennstoffes (B) in der Brennkammer
(9).
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