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Title:
BURNER WITH IMPROVED COVER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/162486
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a burner (10), in particular for a vehicle heating device (12), comprising a cover (14) which separates an inner combustion region (16) from an outer region (18), wherein a light-sensitive sensor (20) is arranged in the outer region (18), wherein at least two separate air inlet openings (22, 24, 26, 28) are provided in the cover (14), wherein one of the at least two air inlet openings (22, 24, 26, 28) is additionally designed as a light opening (28) which also permits a passage of light out of the inner combustion region (16) to the light-sensitive sensor (20) arranged in the outer region (18), wherein the at least two air inlet openings (22, 24, 26, 28) are shaped in such a way that the same respective amount of combustion air flows into the inner combustion region (16) per unit of time, and wherein the cover (14) is transparent and/or the light opening (28) has a shape that differs from the air inlet openings (22, 24, 26) that are not designed as a light opening, such that an illumination surface defined by the light opening (28) is greater than a reference illumination surface, which is defined by one of the at least two air inlet openings (22, 24, 26) that is not designed as a light opening (28).

Inventors:
MÖSL, Klaus (Kraillinger Straße 5, Stockdorf, 82131, DE)
SMIGIEL, Björn (Kraillinger Straße 5, Stockdorf, 82131, DE)
LEINSLE, Paul (Kraillinger Straße 5, Stockdorf, 82131, DE)
DELL, Vitali (Kraillinger Str. 5, Stockdorf, 82131, DE)
PFAU, Matthias (Kraillinger Str. 5, Stockdorf, 82131, DE)
GOWITZKE, Marcus (Kraillinger Str. 5, Stockdorf, 82131, DE)
Application Number:
EP2018/055481
Publication Date:
September 13, 2018
Filing Date:
March 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
WEBASTO SE (Kraillinger Straße 5, Stockdorf, 82131, DE)
International Classes:
F23M11/04; F23D14/72; F23N5/24
Foreign References:
US3185846A1965-05-25
JPS58190617A1983-11-07
GB491714A1938-09-01
US20070119147A12007-05-31
EP1411573A22004-04-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SCHUMACHER & WILLSAU PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Nymphenburger Str. 42, München, 80335, DE)
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Claims:
Ansprüche

Brenner (10), insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät (12), mit einer Blende (14), die einen inneren Verbrennungsbereich (16) von einem äußeren Bereich (18) trennt, wobei ein lichtempfindlicher Sensor (20) in dem äußeren Bereich (18) angeordnet ist, wobei in der Blende (14) mindestens zwei getrennte Lufteinlassoffnungen (22, 24, 26, 28) vorgesehen sind, wobei eine der mindestens zwei Lufteinlassoffnungen (22, 24, 26, 28) zusätzlich als Lichtöffnung (28) ausgebildet ist, die auch einen Durchtritt von Licht aus dem inneren Verbrennungsbereich (16) zu dem in dem äußeren Bereich (18) angeordneten lichtempfindlichen Sensor (20) ermöglicht, wobei die mindestens zwei Lufteinlassoffnungen (22, 24, 26, 28) so geformt sind, dass pro Zeiteinheit jeweils die gleichen Brennluftmengen in den inneren Verbrennungsbereich (16) strömen, und wobei die Blende (14) transparent ist und/oder die Lichtöffnung (28) eine von den nicht als Lichtöffnung ausgebildeten Lufteinlassoffnungen (22, 24, 26) abweichende Form hat, so dass eine durch die Lichtöffnung (28) definierte Ausleuchtungsfläche größer ist als eine Referenz-Ausleuchtungsfläche, die durch eine der mindestens zwei Lufteinlassoffnungen (22, 24, 26) definiert ist, die nicht als Lichtöffnung (28) ausgebildet ist.

2. Brenner (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (14) aus einem metallischen Werkstoff oder einem hitzebeständigen Kunststoff oder einem transparenten Mineral besteht. 3. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Lufteinlassöffnungen (22, 24, 26, 28) bezüglich ihrer jeweiligen Mittelpunkte (22', 24', 26', 28') gemeinsam in der Ebene der Blende (14) ein geometrisches Muster mit einer mehrzähligen Drehachse (38) definieren. 4. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtöffnung (28) aus mehreren voneinander getrennten Einzelöffnungen besteht.

5. Brenner (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelöffnungen, die gemeinsam die Lichtöffnung (28) formen, ein Gittermuster ausbilden.

6. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtöffnung (28) zumindest abschnittsweise schlitzartige Bereiche umfasst.

7. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (14) zumindest teilweise gegenüber anderen Komponenten des Brenners (10) thermisch isoliert ist.

Description:
Brenner mit verbesserter Blende

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, mit einer Blende, die einen inneren Verbrennungsbereich von einem äußeren Bereich trennt.

Heutzutage sind Kraftfahrzeuge vielfach mit Fahrzeugheizgeräten ausgestattet, die insbe- sondere als Standheizungen und/oder Zuheizer dienen. Ebenfalls ist es in den meisten Fällen möglich, Fahrzeugheizgeräte in Kraftfahrzeugen nachzurüsten. Derartige Heizgeräte finden auch in anderen Umgebungen ihren Einsatz, beispielsweise in Booten, Wohnwägen sowie anderen mobilen oder stationären Bereichen. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen wird in dem Fahrzeugheizgerät häufig der gleiche Brennstoff verbrannt, der auch bei der Verbrennung im Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges genutzt wird, also insbesondere Dieselkraftstoff oder Benzin. Dieser im Fahrzeug vorrätige Brennstoff muss zum Zwecke der Verbrennung in den gasförmigen Aggregatzustand überführt werden. Hierzu bedient man sich vor allem der Prinzipien der Zerstäubung und/oder der Verdampfung. In Zerstäuberbrennern kann hierfür beispielsweise eine Zerstäuberdüse vorgesehen sein, mittels der der Kraftstoff zunächst in Tröpfchenform überführt wird, um dann aufgrund der im Fahrzeugheizgerät vorhandenen Wärmeenergie in den gasförmigen Zustand überzugehen. Das für die Verbrennung erforderliche Oxidationsmittel wird in Form eines Brennluftstroms kontinuierlich dem Verbrennungsbereich im Fahrzeugheizgerät zugeführt. Vielfach ist den Brennern der Fahrzeugheizgeräte auch eine Vorrichtung zur Flammerken- nung zugeordnet. Dabei handelt es sich um einen wie auch immer gearteten Sensor, der die Anwesenheit einer Flamme im Brenner erkennt und ein entsprechendes Signal an ein Steuergerät des Fahrzeugheizgerätes weiterleitet. In Abhängigkeit hiervon werden die Steuer- und Regelparameter des Fahrzeugheizgerätes eingestellt, beispielsweise im Sinne einer Modifikation des Brennerbetriebs nach erfolgreichem Zünden des Brenners oder bei einem beabsichtigten oder unbeabsichtigten Erlöschen der Flamme, wobei dann insbesondere eine Unterbrechung der Brennstoffzuführung erfolgt. Ein Beispiel für einen aus dem Stand der Technik bekannten Düsenbrenner ist in Figur 13 in teilweise aufgeschnittener Darstellung gezeigt. Eine Einzelheit dieses Düsenbrenners stellt Figur 14 dar. Der Brenner 10' weist einen inneren Verbrennungsbereich 16' auf, der durch eine trichterförmige Wand 58 begrenzt ist. Die trichterförmige Wand 58 ist in dieser Darstellung teilweise aufgeschnitten dargestellt. Hierdurch ist Einblick in den inneren Verbrennungsbereich 16' gewährt. Man erkennt eine Düse 60, der Brennstoff zuführbar ist. Der Brennstoff tritt im Betrieb des Brenners 10' aus einer Düsenöffnung 62 aus und wird auf diese Weise der Verdampfung und der anschließenden Verbrennung zugeführt. Der innere Verbrennungsbereich 16' ist weiterhin durch eine Blende 14' begrenzt, die hier abgeschnitten dargestellt ist, wobei die Blende 14' eine im Wesentlichen kreisscheibenförmige Gestalt hat. Auf der Blende 14' sitzt ein Rand 64 der trichterförmigen Wand 58 auf. Durch das Zusammenwirken der trichterförmigen Wand 58 und der Blende 14' wird der innere Verbrennungsbereich 16' weitgehend eingegrenzt. Die trichterförmige Wand 58 verjüngt sich ausgehend von der Blende 14' und sie hat auf ihrer, der Blende 14' abgewandten Seite, eine Öffnung 66, um hier die Verteilung von Brennstoff und Brennluft sowie die Ausbildung einer Flamme im weitergehenden Brennraum zuzulassen. Brennstoff wird der Düse 60 über eine hier nicht dargestellte Leitung zugeführt, die von der der Düse 60 abgewandten Seite der Blende 14' durch die Blende 14' hindurchtritt. Die für die Verbren- nung erforderliche Brennluft wird dem inneren Verbrennungsbereich 16' über Öffnungen 68 zugeführt. Diese sind im Rand 64 der trichterförmigen Wand 58 ausgebildet und U- förmig ausgestaltet. Durch das Aufsitzen des Randes 64 der trichterförmigen Wand 58 auf der Blende 14' werden die Öffnungen 68 schließlich definiert. Die Blende 14' selber weist eine Lichtöffnung 28" auf, die beispielweise einen Durchmesser von 12 mm hat. Hierdurch kann Licht aus dem inneren Verbrennungsbereich 16' in den äußeren Bereich 18' des Brenners 10' austreten. Dieses Licht erreicht einen lichtempfindlichen Sensor, beispielsweise eine Photodiode, die im äußeren Bereich 18' des Brenners 10' angeordnet ist und die der Flammerkennung dient. Damit die Brennluft definiert durch die hierfür vorgesehenen Öffnungen 68 in der trichterförmigen Wand 58 aus dem äußeren Bereich 18' in den inneren Verbrennungsbereich 16' gelangt, ist die Lichtöffnung 28" mit einer Glimmerscheibe 70 abgedeckt, so dass keine Verbrennungsluft durch die Lichtöffnung 28" in den inneren Verbrennungsbereich 16' gelangen kann. Die Glimmerscheibe 70 ist mit zwei Nieten 72 an der der Düse 60 abgewandten Seite der Blende 14' befestigt. Figur 14 ermöglicht einen Blick auf die Blende 14' von der der Düse 60 sowie der trichterförmigen Wand 58 abgewandten Seite der Blende 14', hier ist die mit den Nieten 72 an der Blende 14' befestigte Glimmerscheibe 70 vollständig zu erkennen. Sie überdeckt die Lichtöffnung 28" voll- ständig. Der so aufgebaute Düsenbrenner 10' arbeitet weitestgehend verlässlich. Durch die Öffnungen 68 in der trichterförmigen Wand 58 erfolgt eine über Anordnung und Größe der Öffnungen 68 gut einstellbare Brennluftzuführung, und die Glimmerscheibe 70 verhindert einen Eintritt von Fehlluft durch die große Lichtöffnung 28" der Blende 14' hindurch aus dem äußeren Bereich 18' in den inneren Verbrennungsbereich 16'. Gleichzeitig kann ein im äußeren Bereich 18' angeordneter Sensor die Anwesenheit der Flamme im inneren Verbrennungsbereich 16' zuverlässig erfassen.

Während der Lebensdauer des Brenners entstehen bei seinem Betrieb Rückstände, wie zum Beispiel Ruß oder unverbrannter Brennstoff. Diese können sich im Laufe der Zeit auf der Glimmerscheibe ablagern, wodurch die Flammerkennung durch den lichtempfindlichen Sensor beeinträchtigt wird. Im Extremfall kann die Glimmerscheibe optisch sogar soweit abdunkeln, dass überhaupt keine zuverlässige Flammerkennung mehr stattfinden kann. Daher ist eine regelmäßige Wartung eines derartigen Brenners erforderlich, um die Glim- merscheibe auf ihre Lichtdurchlässigkeit zu überprüfen und diese erforderlichenfalls zu säubern. Ferner ist festzustellen, dass durch Temperatureffekte die Dichtwirkung der Glimmerscheibe an der Blende teilweise verloren gehen kann, so dass es dann eben doch zu Eindringen von Fehlluft durch die Lichtöffnung kommen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile des aus dem Stand der Technik bekannten Brenners zu beseitigen. Insbesondere wird ein wartungsfreier Brenner bereitgestellt, der eine zuverlässige Flammerkennung gewährleistet, das Auftreten von Fehlluft, die dem inneren Verbrennungsbereich zuströmt, ausschließt und gleichzeitig große Toleranzen bei seiner Montage bietet.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Brenner, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, mit einer Blende, die einen inneren Verbrennungsbereich von einem äußeren Bereich trennt, wobei ein lichtempfindlicher Sensor in dem äußeren Bereich angeordnet ist, wobei in der Blende mindestens zwei getrennte Lufteinlassöffnungen vorgesehen sind, wobei eine der mindestens zwei Lufteinlassöffnungen zusätzlich als Lichtöffnung ausgebildet ist, die auch einen Durchtritt von Licht aus dem inneren Verbrennungsbereich zu dem in dem äußeren Bereich angeordneten lichtempfindlichen Sensor ermöglicht, wobei die mindestens zwei Lufteinlassöffnungen so geformt sind, dass pro Zeiteinheit jeweils die gleichen Brennluftmengen in den inneren Verbrennungsbereich strömen, und wobei die Blende transparent ist und/oder die Lichtöffnung eine von den nicht als Lichtöffnung aus- gebildeten Lufteinlassöffnungen abweichende Form hat, so dass eine durch die Lichtöffnung definierte Ausleuchtungsfläche größer ist als eine Referenz-Ausleuchtungsfläche, die durch eine der mindestens zwei Lufteinlassöffnungen definiert ist, die nicht als Lichtöffnung ausgebildet ist. Da die Lichtöffnung, genau wie die restlichen Lufteinlassöffnungen, der Zuführung von Brennluft in den inneren Verbrennungsbereich dient, kann das Auftreten von Fehlluftströmen aufgrund von Undichtigkeiten im Bereich der Blende zuverlässig verhindert werden. Durch die Blende kann der pro Zeiteinheit zugeführte Brennluft- teilmassenstrom über den Druckverlust eingestellt und vergleichmäßigt oder gerichtet werden. Die Blende kann insofern auch als Strömungsgleichrichter angesehen werden. Die gleichmäßige Zufuhr wird dabei durch die Ausformungen der Lufteinlassöffnungen und der Lichtöffnung gewährleistet, das heißt durch ihre jeweiligen die Öffnungsflächen umfassenden Ränder. Die mindestens eine Lufteinlassöffnung und die Lichtöffnung weisen den gleichen Druckverlust im Sinne einer Drosselwirkung für die hindurchströmende Brennluft auf, was beispielsweise näherungsweise durch einen identischen hydraulischen Durchmesser ausgedrückt werden kann, sofern die jeweilige äußere Form der mindestens einen Lufteinlassöffnung und der Lichtöffnung nicht zu weit von einer Kreisform abweicht. Dies stellt sicher, dass durch die jeweiligen Öffnungen dieselben Brenn luftmengen pro Zeiteinheit hindurchströmen. Als im Wesentlichen dieselben Brennluftmengen oder die gleichen Brennluftmengen werden im Rahmen dieser Beschreibung zwei Brennluftmengen angesehen, die maximal um 20 Prozent, bevorzugt um maximal 10 Prozent, besonders bevor- zugt um maximal 5 Prozent, voneinander abweichen. Dabei kann die kleinere der beiden Brennluftmengen als die 100 Prozent definierend angesehen werden. Alternativ können im Rahmen dieser Beschreibung zwei Brenn luftmengen als im Wesentlichen dieselben Brennluftmengen oder die gleichen Brennluftmengen angesehen werden, die sich um maximal 15 Prozent, vorzugsweise um maximal 10 Prozent, besonders bevorzugt um maxi- mal 5 Prozent voneinander unterscheiden. Dabei kann die größere der beiden Brennluftmengen als die 100 Prozent definierend angesehen werden. Die "Abweichung" bezieht sich auf die Brennluftmenge durch die Lichtöffnung im Vergleich zu der jeweiligen Brennluftmenge durch eine Lufteinlassöffnung. Der Druckabfall an der Lichtöffnung kann beispielsweise experimentell bestimmt und an den Druckabfall an den Lufteinlassöffnungen angeglichen werden. Weiterhin kann auch die Zuverlässigkeit der Flammerkennung durch den lichtempfindlichen Sensor gegenüber Fehlpositionierungen der Blende verbessert werden, die insbesondere bei der Montage auftreten können. Wenn die Blende transparent ist, kann Licht auch jenseits des Randes der Lichtöffnung aus dem inneren Verbrennungsbereich hinaus zu dem lichtempfindlichen Sensor gelangen. Ist die durch die Lichtöffnung definierte Ausleuchtungsflache größer als die Referenz-Ausleuchtungsfläche, die durch eine der mindestens zwei Lufteinlassöffnungen definiert ist, so ist ebenfalls die Toleranz gegenüber Fehlpositionierungen der Blende erhöht. Als Referenz- Ausleuchtungsfläche kann die Fläche definiert werden, die in der Ebene des lichtempfindlichen Sensors liegt und von einer Referenzöffnung mit der Form einer der mindestens zwei Lufteinlassöffnungen, die nicht als Lichtöffnung ausgebildet ist, aus dem inneren Verbrennungsbereich heraus beleuchtet ist, wenn die Referenzöffnung an die für die Lichtöffnung vorgesehene Position gebracht würde. Liegt der lichtempfindliche Sensor innerhalb der Referenz-Ausleuchtungsfläche, so ist eine zuverlässige Flammerkennung möglich, da er beleuchtet ist. Liegt der lichtempfindliche Sensor jedoch außerhalb der Referenz-Ausleuchtungsfläche, beispielsweise durch eine Fehlpositionierung der Blende während der Montage des Brenners, so ist eine zuverlässige Flammerkennung nicht möglich. Die durch die Lichtöffnung selbst definierte Ausleuchtungsfläche kann in identischer Weise wie die Referenz-Ausleuchtungsfläche bestimmt werden. Die Ausleuchtungsfläche kann aufgrund der abweichenden Form der Lichtöffnung von den übrigen Lufteinlassöffnungen größer als die Referenz-Ausleuchtungsfläche sein, beziehungsweise zumindest eine größere Toleranz gegenüber Fehlorientierungen der Blende, insbesondere Drehungen, aufweisen. Wenn die Blende transparent ist, ist die Ausleuchtungsfläche im Wesentlichen unbegrenzt. Eine Unterscheidung zwischen Lichtöffnung und Lufteinlassöffnung ist bei einer transparenten Blende rein formal, aufgrund der unbegrenzten Ausleuchtungsfläche. Denkbar ist beispielsweise, dass die "Lichtöffnung" so weit abseits des lichtempfindli- chen Sensors angeordnet ist, dass dieser nur von Lichtstrahlen aus dem inneren Verbrennungsbereich erreicht wird, die durch das transparente Material der transparenten Blende hindurchgetreten sind. Auch dieser Fall soll explizit als Durchtritt von Licht durch die Lichtöffnung aus dem inneren Verbrennungsbereich zu dem im äußeren Bereich angeordneten Lichtsensor angesehen werden. Die Lichtöffnung und die Lufteinlassöffnungen können beispielsweise nachträglich in die Blende gestanzt, geschnitten, gefräst, gebohrt, gelasert oder in einem anderen dem Fachmann bekannten Herstellungsverfahren in die Blende eingebracht werden. In Abhängigkeit von dem für die Blende gewählten Material ist es auch möglich, die Blende in einem Gussverfahren, insbesondere einem Spritzgussverfahren, direkt mit den Öffnungen herzustellen. Alternativ ist es bei einer transparenten Blende auch möglich, dass die Blende eine Lichtöffnung umfasst, die in Ermangelung einer für Luft passierbaren Öffnung nicht gleichzeitig als Lufteinlassöffnung dient. In diesem Fall kann die Lichtöffnung als der Bereich der transparenten Blende definiert sein, durch den das Licht durch das transparente Material der Blende aus dem inneren Verbrennungsbereich auf den im äußeren Bereich angeordneten Lichtsensor fällt. Für den vorstehend beschriebenen Fall, dass die Lichtöffnung bei einer transparenten Blende nicht gleichzeitig als Lufteinlassöffnung dient, kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Blende mindestens eine Lufteinlassöffnung aufweist.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die Blende aus einem metallischen Werkstoff oder einem hitzebeständigen Kunststoff oder einem transparenten Mineral besteht. Ein hitzebeständiger Kunstsoff, der für die vorliegende Anwendung geeignet ist, ist beispielsweise der Klasse der Polyethersulfone zugehörig. Polyethersulfone können insbesondere eine hohe Transparenz gepaart mit Steifheit und Temperaturbeständigkeit aufweisen. Ein geeignetes transparentes Mineral kann beispielsweise Glimmer sein.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Lufteinlassöffnungen bezüglich ihrer jeweiligen Mittelpunkte gemeinsam in der Ebene der Blende ein geometri- sches Muster mit einer mehrzähligen Drehachse definieren. Diese Anordnung erlaubt eine besonders gleichmäßige Zufuhr von Brennluft zu dem inneren Verbrennungsbereich durch die Blende.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Lichtöffnung aus mehreren voneinander ge- trennten Einzelöffnungen besteht. Durch das Vorsehen von mehreren voneinander getrennten Einzelöffnungen, die gemeinsam die Lichtöffnung bilden, kann die durch die Lichtöffnung definierte Referenz-Ausleuchtungsfläche in der Ebene des lichtempfindlichen Sensors besonders groß ausfallen. Formen für mögliche Einzelöffnungen oder die Lichtöffnung insgesamt sind beispielsweise Rosettenformen, Sternformen, gerasterte Formen, unstrukturierte Formen, Formen aus geometrischen Elementen, wie Kreisen, Rechtecken und Dreiecken, und Abwandlungen von absolut symmetrischen Grundformen. In jedem Fall muss jedoch immer der vorgegebene Druckverlust an der Lichtöffnung bei ausreichender Stabilität der Blende gewährleistet sein. Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die Einzelöffnungen, die gemeinsam die Lichtöffnung formen, ein Gittermuster ausbilden. Das Vorsehen eines Gittermusters stellt im Bereich der durch die Lichtöffnung definierten Referenz-Ausleuchtungsfläche eine im Wesentlichen gleichmäßige Helligkeit des durch die Lichtöffnung aus dem inneren Bereich austretenden Lichts sicher. Dies ermöglicht unabhängig von einer eventuellen Fehlpositionierung der Blende eine gleichmäßige Signalerfassung durch den lichtempfindlichen Sen- sor, was vorteilhaft für die Flammerkennung ist. Der äußere Rand des Gittermusters kann beispielsweise einem Kreisringsegment ähneln, so dass die Blende eine besonders hohe Toleranz gegenüber Verdrehungen bei der Montage aufweist. Weiterhin kann der äußere Rand des Gittermusters als Rand der Lichtöffnung angesehen werden. Das Gittermuster kann beispielsweise regelmäßig sein.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Lichtöffnung zumindest abschnittsweise schlitzartige Bereiche umfasst. Auch durch das Vorsehen von absatzweise schlitzartigen Bereichen kann die durch die Lichtöffnung definierte Ausleuchtungsfläche gegenüber einer Referenz-Ausleuchtungsfläche vergrößert werden. Insbesondere ist durch das Vorsehen ab- satzweise schlitzartiger Bereiche eine Fehlpositionierung der Blende insbesondere im Hinblick auf eine Verdrehung der Blende bei der Montage besonders leicht kompensierbar.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Blende zumindest teilweise gegenüber anderen Komponenten des Brenners thermisch isoliert ist. Durch eine thermische Isolierung der Blende gegenüber anderen Komponenten des Brenners kann die Temperaturbelastung der Blende reduziert werden, so dass temperaturempfindlichere Materialien, welche üblicherweise kostengünstiger sind oder leichter zu verarbeiten sind, zur Herstellung der Blende herangezogen werden können. Die thermische Isolierung der Blende kann bei- spielsweise in Form von Dichtungen am äußeren Rand der Blende gegenüber weiteren, den inneren Verbrennungsraum begrenzenden Komponenten des Brenners vorgesehen sein.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Blende mit einer ersten Lichtöffnung;

Figur 2 eine Blende mit einer Referenzöffnung; Figur 3 eine Blende mit einer zweiten Lichtöffnung;

Figur 4 eine Blende mit einer dritten Lichtöffnung;

Figur 5 eine Blende mit einer vierten Lichtöffnung;

Figur 6 eine Blende mit einer fünften Lichtöffnung; Figur 7 eine Blende mit einer sechsten Lichtöffnung;

Figur 8 zeigt eine Blende mit einer siebten Lichtöffnung;

Figur 9 eine Blende mit einer achten Lichtöffnung;

Figur 10 ein Fahrzeugheizgerät mit Brenner in schematisch vereinfachter Weise;

Figur 1 1 ein Fahrzeugheizgerät mit Brenner in schematisch vereinfachter Weise mit versetzter Blende;

Figur 12 ein Fahrzeugheizgerät mit Brenner in schematisch vereinfachter Weise mit einer Referenzöffnung;

Figur 13 einen Brenner aus dem Stand der Technik in teilweise aufgeschnittener

Darstellung; und

Figur 14 eine Einzelheit des aus dem Stand der Technik bekannten Brenners.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.

Figur 1 zeigt eine Blende mit einer ersten Lichtöffnung. Die dargestellte Blende 14 ist im Wesentlichen kreisrund. Erkennbar sind eine Reihe von Lufteinlassoffnungen 22, 24, 26 mit ihren jeweiligen Mittelpunkten 22', 24' und 26'. Weiterhin sind weitere nicht näher mit Bezugszeichen gekennzeichnete Lufteinlassoffnungen erkennbar. Im unteren Bereich der Blende 14 ist weiterhin eine als Lichtöffnung 28 besonders geformte Öffnung in der Blende 14 erkennbar. Die Lichtöffnung 28 ist nicht verschlossen und dient ebenfalls dem Durchtritt von Brennluft durch die Blende 14. Die Lichtöffnung 28 weist einen Mittelpunkt 28' auf. Sämtliche Mittelpunkte 22', 24', 26', 28' der Lufteinlassöffnungen 22, 24, 26 und der weiteren als Lichtöffnung 28 ausgebildeten Lufteinlassöffnung sind konzentrisch um einen Mit- telpunkt der Blende 14 angeordnet, der eine mehrzählige Drehachse 38 darstellt. Beispielsweise können durch aufeinanderfolgende Drehungen der Blende 14 um jeweils 45° die Mittelpunkte aller Lufteinlassöffnungen und der als Lichtöffnung ausgebildeten Lufteinlassöffnung immer wieder zur Deckung gebracht werden, so dass im vorliegenden Fall eine achtzählige Drehachse 38 vorliegt. Diese hohe Symmetrie ermöglicht einen äußerst gleichmäßigen Durchtritt von Brennluft durch die Blende 14. Die in Figur 1 dargestellte äußere Form der Lichtöffnung 28 gleicht in etwa einer sechsarmigen 'Schneeflocke'. Die durch die in Figur 1 dargestellte Lichtöffnung 28 freigegebene Durchtrittsfläche ist so bemessen, dass der Druckabfall an der Lichtöffnung 28 dem jeweiligen Druckabfall an den einzelnen Lichtöffnungen 22, 24, 26, die nicht als Lichtöffnung ausgebildet sind, entspricht. Auf diese Weise wird bei Betrieb eines mit der Blende 14 ausgestatteten Brenners pro Zeiteinheit dieselbe Brennluftmenge durch jede der Lufteinlassöffnungen 22, 24 26 und die Lichtöffnung 28 durch die Blende 14 hindurchtreten.

Die in Figur 1 erkennbaren Verästelungen der Lichtöffnung 28 vergrößern den von der Lichtöffnung 28 "beleuchteten" Bereich, das heißt die Ausleuchtungsfläche. Anschaulich erkennbar ist die Lichtöffnung 28 inklusive der die Lichtöffnung 28 konturierenden Einschnürungen deutlich größer als die übrigen Lufteinlassöffnungen 22, 24, 26, die nicht als Lichtöffnung ausgebildet sind. Die Lichtöffnung 28 ähnelt einem Stern. Trotzdem tritt durch die Lichtöffnung 28 dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hin- durch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen.

Figur 2 zeigt eine Blende mit einer Referenzöffnung. Anstelle der in Figur 1 dargestellten Lichtöffnung 28 ist in Figur 2 eine Referenzöffnung 40 an derselben Position der Blende 14 dargestellt. Die Referenzöffnung 40 hat dieselbe äußere Form und dieselben Abmes- sungen wie die übrigen Lufteinlassöffnungen 22, 24, 26. Durch die Referenzöffnung, die somit hinsichtlich ihrer Form einer der übrigen Lufteinlassöffnungen 22, 24, 26 entspricht, wird eine Referenz-Ausleuchtungsfläche definiert, was im Folgenden im Zusammenhang mit den Figuren 10 bis 12 noch näher erläutert wird. Wenn ein geeignetes transparentes Material als Material für die Blende 14 gewählt wird, kann die Lichtöffnung 28 vorzugsweise derart ausgeführt sein, dass ihre äußere Form identisch zu den äußeren Formen der übrigen Lufteinlassöffnungen 22, 24, 26 ist. Dies hat den Vorteil, dass die Blende 14 insgesamt besonders leicht zu fertigen ist. Die resultierende Ausleuchtungsfläche ist aufgrund der Transparenz der Blende 14 unabhängig von der Form der Lichtöffnung 28 im Wesentlichen unbeschränkt, da Licht durch die gesamte Blende 14 hindurchtreten kann.

Figur 3 zeigt eine Blende mit einer zweiten Lichtöffnung 28. Die in Figur 3 dargestellte Lichtöffnung 28 besteht aus einer Vielzahl von Einzelöffnungen, die jeweils durch dünne Stege von den benachbarten Öffnungen getrennt sind. Die Vielzahl der Einzelöffnungen und die diese Einzelöffnungen voneinander trennenden dünnen Stege sind gemeinsam deutlich größer als die übrigen Lufteinlassöffnungen, die nicht als Lichtöffnung 28 ausgebildet sind. Die in Figur 3 dargestellte Lichtöffnung 28 ist als Kombination aus mehreren geometrischen Formen zusammengesetzt. Trotzdem tritt durch die Lichtöffnung 28 dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen.

Figur 4 zeigt eine Blende mit einer dritten Lichtöffnung. Die in Figur 4 dargestellte Lichtöffnung 28 besteht, genau wie die in Figur 3 dargestellte Lichtöffnung 28, aus einer Vielzahl von durch dünne Stege getrennten Einzelöffnungen, die in ihrer Gesamtheit an die Form einer Blüte oder eine Rosette aus "Kuchenstücken" erinnern. Die Vielzahl der Einzelöffnungen und die diese voneinander trennenden dünnen Stege sind gemeinsam hinsichtlich ihrer Fläche deutlich größer als die übrigen Lufteinlassöffnungen, die nicht als Lichtöffnung ausgeführt sind. Trotzdem tritt durch die Lichtöffnung 28 dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Luft- einlassöffnungen.

Figur 5 zeigt eine weitere Blende mit einer vierten Lichtöffnung. Die in Figur 5 dargestellte Lichtöffnung 28 ist als regelmäßiges Gitter mit quadratischen Gitteröffnungen ausgebildet, die in ihrer Gesamtheit, das heißt die Gitteröffnungen und die einzelnen, die Gitteröffnun- gen voneinander trennenden Stege, eine deutlich größere Fläche aufweisen als die übrigen Lufteinlassöffnungen, die nicht als Lichtöffnung 28 ausgebildet sind. Trotzdem tritt durch die Lichtöffnung 28 dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen. Neben der in Figur 5 dargestellten Rasterung sind auch beliebige andere geometrische Grundelemente für das die Lichtöffnung bereitstellende Gitter denkbar. Dies schließt auch Gitter aus unstrukturierten Formen ein, die sich aus einer Vielzahl sich voneinander unterscheidenden polygonalen Gitteröffnungen und einzelnen, die polygonalen Gitteröffnungen voneinander trennenden Stegen zusammensetzen können.

Figur 6 zeigt eine weitere Blende mit einer fünften Lichtöffnung. Die in Figur 6 dargestellte Lichtöffnung 28 ist als regelmäßige Anordnung von kreisförmigen Einzelöffnungen aufgebaut, die jeweils auf Kreislinien um eine zentrale Öffnung angeordnet sind. Auch hier sind die Einzelöffnungen gemeinsam mit den die Einzelöffnungen trennenden Stegen deutlich größer als die übrigen Lufteinlassöffnungen, die nicht als Lichtöffnung ausgebildet sind. Trotzdem tritt durch die Lichtöffnung 28 dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen.

Figur 7 zeigt eine weitere Blende mit einer sechsten Lichtöffnung. Die in Figur 7 dargestellte Lichtöffnung 28 umfasst eine zentrale Öffnung und, durch dünne Stege von dieser getrennt, eine Vielzahl von umgebenden kleineren Öffnungen. Die kleineren Öffnungen sind im Wesentlichen entlang einer konzentrischen Kreisumfangslinie angeordnet, auf der auch die Mittelpunkte der übrigen Lufteinlassöffnungen sowie der Lichtöffnung 28 selbst liegen. Die äußere Form der Vielzahl der Einzelöffnungen und der diese voneinander trennenden dünnen Stege ist dementsprechend oval. Durch diese ovale äußere Form eignet sich die in Figur 7 dargestellte Lichtöffnung 28 besonders zum Ausgleich einer Ver- drehung der Blende 14 um die Drehachse 38. Auch bei der in Figur 7 dargestellten Lichtöffnung 28 tritt dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen.

Figur 8 zeigt eine weitere Blende mit einer siebten Lichtöffnung. Die in Figur 8 dargestellte Lichtöffnung 28 besteht aus einer zentralen Öffnung, die seitlich von sichelmondartigen Nebenöffnungen eingerahmt ist. Auf diese Weise entsteht eine ovalartige, von zwei Stegen unterteilte Gesamtform der Lichtöffnung 28, die besonders gut Verdrehungen der Blende bei deren Montage toleriert. . Auch bei der in Figur 8 dargestellten Lichtöffnung 28 tritt dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen.

Figur 9 zeigt eine weitere Blende mit einer achten Lichtöffnung. Die in Figur 9 dargestellte Lichtöffnung besteht aus einer Vielzahl parallel zueinander angeordneter schmaler Schlitze, die jeweils durch dünne Stege voneinander getrennt sind. Die Orientierung der Schlit- ze kann im Wesentlichen frei gewählt werden. Auch bei der in Figur 9 dargestellten Licht- Öffnung 28 tritt dieselbe Menge an Brennluft pro Zeiteinheit durch die Blende hindurch, wie durch die übrigen einzelnen Lufteinlassöffnungen.

Figur 10 zeigt ein Fahrzeugheizgerät mit Brenner in schematisch vereinfachter Weise. Erkennbar ist das Fahrzeugheizgerät 12 mit dem Brenner 10. Der Brenner 10 umfasst einen inneren Verbrennungsbereich 16 und einen äußeren Bereich 18, wobei der innere Verbrennungsbereich 16 von dem äußeren Bereich 18 durch eine Blende 14 getrennt ist. Brennstoff wird in den inneren Verbrennungsbereich 16 über eine Brennstoffzuführung 42 zugeführt, welche beispielsweise als Zerstäuberdüse mit angeschlossener Brennstofflei- tung ausgeführt sein kann. Brennluft wird aus dem äußeren Bereich 18 in den inneren Verbrennungsbereich 16 durch die Blende 14 zugeführt, wobei die Verbrennungsluft durch Lufteinlassöffnungen 22 und eine Lichtöffnung 28 strömt. In vereinfachender Weise ist nur eine Lufteinlassöffnung 22 dargestellt. Eine isolierende Dichtung 56, welche insbesondere an einem Rand der Blende 14 angeordnet sein kann, kann die Blende 14 von übrigen Komponenten des Brenners 10, insbesondere Komponenten, die den inneren Verbrennungsbereich 16 begrenzen, thermisch isolieren. Neben der thermischen Isolierung kann die isolierende Dichtung 56 auch eine Undichtigkeit am Rand der Blende verhindern, so dass am Rand der Blende 14 keine Fehlluft aus dem äußeren Bereich 18 in den inneren Verbrennungsbereich 16 übertreten kann. Im inneren Verbrennungsbereich 16 ist wäh- rend des Betriebs des Fahrzeugheizgerätes 12 üblicherweise eine Flamme 44 vorhanden. Die Flamme 44 strahlt Licht aus, welches durch die Lichtöffnung 28 aus dem inneren Verbrennungsbereich 16 in den äußeren Bereich 18 heraustritt. Der äußere Rand der Lichtöffnung 28 begrenzt das aus dem inneren Verbrennungsbereich 16 herausfallende Bündel von Lichtstrahlen, wobei Randstrahlen 48, 50 angedeutet sind. In Figur 10 weiter erkenn- bar ist eine Umlenkvorrichtung 46, die beispielweise als spiegelnde Oberfläche ausgeführt sein kann, und die das durch die Lichtöffnung 28 aus dem inneren Verbrennungsbereich 16 hinaustretende Strahlenbündel in Richtung auf einen lichtempfindlichen Sensor 20 umlenkt, welcher in einer Ebene 52 angeordnet ist. Solange der lichtempfindliche Sensor 20 in dem Bereich zwischen den Randstrahlen 48, 50 liegt, ist eine zuverlässige Detektierung der Flamme 44 im inneren Verbrennungsbereich 16 durch den lichtempfindlichen Sensor 20 gewährleistet. Aufgrund von Toleranzen bei der Fertigung der Blende 14 und bei der Montage des Fahrzeugheizgerätes 12, insbesondere der Montage der Blende 14, kann Position und Größe der Lichtöffnung 28 im Strahlengang geringfügig variieren, so dass der von den Lichtstrahlen erhellte Bereich, der von den Randstrahlen 48, 50 begrenzt wird, in seiner Position von Gerät zu Gerät abweichen kann. Im ungünstigsten Fall können die Randstrahlen 48, 50 einen Bereich beleuchten, welcher vollständig neben dem lichtemp- findlichen Sensor 20 liegt, beziehungsweise diesen nur noch teilweise beleuchtet, so dass eine zuverlässige Detektierung der Flamme 44 nicht länger gewährleistet ist. Durch die Vergrößerung der Lichtöffnung 28 gegenüber den Lufteinlassöffnungen 22 kann diese Problematik im Rahmen von Toleranzen ohne negative Auswirkung auf die Güte der Ver- brennung im inneren Verbrennungsbereich vermieden werden. Durch die Randstrahlen 48, 50 wird in der Ebene 52, in der der lichtempfindliche Sensor 20 angeordnet ist, eine Ausleuchtungsfläche definiert, welche unter der Ebene 52 durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Eine eventuelle Unterteilung der Lichtöffnung 28 in eine Vielzahl von Einzelöffnungen durch dünne Stege oder ähnliche lichtundurchlässige Abschnitte ist für die Ausleuch- tungsfläche nicht von Belang, da dann eine Vielzahl von Randstrahlen einander überlappende Einzelflächen in der Ebene 52 erzeugen, welche gemeinsam die Ausleuchtungsfläche bilden. Wenn die Blende 14 selbst transparent ist, besitzt die Ausleuchtungsfläche praktische keinen Rand. Figur 1 1 zeigt ein Fahrzeugheizgerät mit Brenner in schematisch vereinfachter weise mit versetzter Blende. Bei dem in Figur 1 1 dargestellten Fahrzeugheizgerät 12 ist die Lichtöffnung 28 gegenüber der in Figur 10 dargestellten Situation um einen Versatz 54 verschoben. Aufgrund des Versatzes 54 ändern sich die optischen Verhältnisse derart, dass die beiden Randstrahlen 48, 50 in der Figur nach links versetzt auf die Ebene 52 treffen und der lichtempfindliche Sensor 20 nur noch teilweise beleuchtet wird. Der Versatz 54 der Lichtöffnung 28 kann beispielsweise durch eine ungenaue Montage der Blende 14 entstehen, beispielsweise durch ein gegenüber einer Solllage verdrehtes Montieren der Blende 14. Figur 12 zeigt ein Fahrzeugheizgerät mit Brenner in schematisch vereinfachter weise mit Referenzöffnung in der Blende. Eine Referenzöffnung 40 ist in Figur 12 anstelle der in den Figuren 10 und 1 1 vorhandenen Lichtöffnung 28 in der Blende 14 vorgesehen. Die Referenzöffnung 40 kann insbesondere die gleichen Abmessungen wie die übrigen Lufteinlassöffnungen 22 in der Blende 14 haben. Um eine entsprechende Vergleichbarkeit der durch die Referenzöffnung 40 auf der Ebene 52 erzeugten Referenz-Ausleuchtungsfläche zu haben, können insbesondere die Mittelpunkte der Referenzöffnung 40 und der in Figur 10 vorgesehenen Lichtöffnung 28 zusammenfallen. Die durch die Referenzöffnung 40 gegebenen Randstrahlen 48, 50 begrenzen die Referenz-Ausleuchtungsfläche auf der Ebene 52, was durch den kleineren Doppelpfeil unterhalb der Ebene 52 angedeutet ist. Der darunterliegende größere Doppelpfeil entspricht dem in Figur 10 dargestellten Dop- pelpfeil, der der Ausleuchtungsflache zugehörig ist, welche durch die gegenüber der Referenzöffnung 40 weiteren Lichtöffnung 28 definiert ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen of- fenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Brenner

10' Brenner

12 Fahrzeugheizgerät

14 Blende

14' Blende

16 innerer Verbrennungsbereich

16' innerer Verbrennungsbereich

18 äußerer Bereich

18' äußerer Bereich

20 lichtempfindlicher Sensor

22 Lufteinlassöffnung

22' Mittelpunkt

24 Lufteinlassöffnung

24' Mittelpunkt

26 Lufteinlassöffnung

26' Mittelpunkt

28 Lichtöffnung

28' Mittelpunkt

28" Lichtöffnung

38 Drehachse

40 Referenzöffnung

42 Brennstoffzuführung

44 Flamme

46 Umlenkvorrichtung

48 erster Randstrahl

50 zweiter Randstrahl

52 Ebene

54 Versatz

56 isolierende Dichtung

58 Wand

60 Düse

62 Düsenöffnung Rand

Öffnung Öffnung Glimmerscheibe Niete